云水媛 解子毅
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高低壓配電柜是我國電力系統(tǒng)中的基礎(chǔ)設(shè)施,主要作用在于對電能進行有效分配、控制和計算等,在具體的使用上高低壓配電柜則有所不同。首先,高壓配電柜更多則是由供電所、變電所等部門所使用,其主要由高壓開關(guān)、保護控制等部件構(gòu)成,從而保證其能夠充分發(fā)揮高壓配電柜的檢測調(diào)節(jié)作用。電力能源在經(jīng)過變壓器的降壓之后再經(jīng)過低壓配電柜將其傳輸?shù)脚潆姳P等設(shè)施中。因此,低壓配電柜構(gòu)成較為復(fù)雜,由開關(guān)、熔斷器、儀表等,從而保證電力資源的穩(wěn)定安全。當前,我國的低壓配電器的發(fā)展逐漸開始向集成化、智能化方向發(fā)展,低壓配電柜的變壓器容量已經(jīng)突破2500kV,在應(yīng)對突發(fā)情況時的應(yīng)急控制能力也有更高地突破。
要科學合理優(yōu)化選擇配電房高低壓配電柜,就必須對高低壓配電柜類型和對應(yīng)特點有所了解,對優(yōu)化選擇配電柜提供依據(jù)。
我國現(xiàn)有的低壓配電柜產(chǎn)品大致分為兩類,一種是基于國外產(chǎn)品進行技術(shù)開發(fā)并獲得國際質(zhì)量認證的產(chǎn)品,另一種即是國外產(chǎn)品。第一種系列產(chǎn)品主要包括GCS低壓開關(guān)柜、GCK低壓開關(guān)柜和GGD低壓交流電柜;第二種系列產(chǎn)品以MNS配電柜為主,由瑞士ABB公司生產(chǎn)。圖1為低壓配電方式。
圖1 低壓配電方式
GCS柜工作特點:這是應(yīng)用頻率相對較高的一種抽屜式開關(guān)柜,該柜體主架構(gòu)選用開口型鋼材是8MF,分別在側(cè)面設(shè)置20mm和100mm兩種模數(shù),螺紋孔內(nèi)徑長度為9.2mm。功能室主要有電纜室、抽屜單元室、母線室等,每個功能室都是獨立存在,電纜室布置方式是分割式,這樣可避免電纜交錯進出,每臺GCS配出柜可安裝多個完整單元抽屜和半單元抽屜,所以抽屜組合相對靈活,同時在抽屜單元中裝置機械聯(lián)鎖,用于控制輸出抽屜閉合與斷開。
這是一種低壓抽出式的成套開關(guān)柜,其殼體制作是通過彎折鋼板完成,一般是將柜內(nèi)空間一分為三,這三個基本隔室功能為電纜室、單元室和母線室??紤]到母線室所處位置靠后,因此還可以根據(jù)實際情況將其分隔為雙面柜,母線樣式選擇類似于GCS,單元抽屜有200mm高,同樣設(shè)有機械連鎖裝置。
電力系統(tǒng)中的高壓配電柜是一個關(guān)聯(lián)性較強的配電系統(tǒng),并非獨立的配電個體,重要設(shè)備構(gòu)成包括監(jiān)測設(shè)備、控制設(shè)備、高壓開關(guān)、信號傳輸裝置和保護設(shè)備等,內(nèi)部構(gòu)件之間均有所聯(lián)系,屬于多構(gòu)件、多功能的復(fù)雜系統(tǒng)。我國高壓配電柜技術(shù)改革是從上世紀80年開始,在技術(shù)研發(fā)過程中,高壓配電柜中研發(fā)性應(yīng)用新技術(shù)的頻率越來越高,現(xiàn)階段取得的高技術(shù)含量領(lǐng)先產(chǎn)品成果主要有KYN28柜、XGN15-12柜等。
KYN28柜工作特點:手車與柜體是該型高壓柜主要兩大結(jié)構(gòu),手車類型較多,主要是計量手車、斷路器手車和PT手車;柜體屬于拼接式構(gòu)成,通過沖壓金屬隔板拼接而成,隔板將柜體分成手車室、電纜室、母線室和儀表室。這種高壓柜的一次電氣元件和二次電氣元件數(shù)量相對較多,一次電氣元件有銅排、真空斷路器、絕緣組件、高壓熔斷器、高壓電抗器等;二次電氣元件有儀表、空氣開關(guān)、按鈕、信號燈和綜合保護裝置等。中置式手車可以靈活推入抽出,把一次系統(tǒng)和高壓柜其他系統(tǒng)構(gòu)成一個具有安全性的斷開接口。
這是一種成套式的新型高壓電器產(chǎn)品,該產(chǎn)品的研發(fā)是基于36kV交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備標準,在體積上有著明顯的優(yōu)勢,和普通開關(guān)柜相比要小40%,并且擁有性能優(yōu)良、可靠性極高的斷路器,強制閉鎖功能十分強大,即便是在額定電壓范圍3.5~12kV,額定電流630~3150A的條件下也能正常使用,甚至達到IP2X的防護等級。在具體的操作方式選擇上也可以靈活選擇電磁式或彈簧儲能式。
首先,高壓配電柜其安全和穩(wěn)定性主要表現(xiàn)在對于車手中取出的元器件能夠安全地安裝在移出的小車中,并且要操作簡單、維修方便、安全穩(wěn)定,尤其是選擇使用KYN28型號的手車柜時,對于土建地坪的找平工作要求較高,要保證其頂面與地面保持在相同水平上,從而方便小車進出。此外,為了有效降低震動對于小車影響,在設(shè)計時應(yīng)考慮采用橡膠類絕緣材料。隨著手車柜和中置柜的大范圍擁有,最早所使用的固定柜開始慢慢淡出人們的視線,而出現(xiàn)在這種情況的主要原因在于固定柜中的元器件都是固定安裝的,出現(xiàn)需要維修的情況耗時耗力,導(dǎo)致停電時間過長,影響供電的持續(xù)性和安全穩(wěn)定,影響人們正常生活。
在建設(shè)配電系統(tǒng)時,要注意簡化維修流程,提高維修質(zhì)量和效率,配電站在短時間內(nèi)可以恢復(fù)到正常狀態(tài)。因此,在高壓配電柜使用過程中,需要簡化操作流程,實現(xiàn)對高壓配電柜的控制,涉及到眾多繼電器的安裝,采用智能綜合的管理方式,能夠在一定程度上較好地檢測繼電器運行情況,從而方便對其進行更換和替換,有效降低后期使用成本,降低維修工作量。與此同時,智能化能夠及時處理簡單問題,減少人力物力,降低配電站運行成本。選擇高壓配電柜時,需要注意內(nèi)部元器件性能,要以控制成本為目標,選擇具有智能化元器件,從而為后期智能化使用做好準備,加快電力供應(yīng)智能化發(fā)展。
我國現(xiàn)階段市場的產(chǎn)品比例的占比為1∶1,即國產(chǎn)高壓配電柜和進口配電柜占據(jù)的市場份額非常接近,總體而言,兩種高壓配電柜均有不同的優(yōu)缺點,具體的選擇要考慮實際使用需求。國產(chǎn)高壓配電柜的優(yōu)點是可靠性高、價格接受度高、售后服務(wù)便利,但體積參數(shù)偏大,占用更大的空間,在配電房空間有限的情況下建議避開國產(chǎn)高壓配電柜選擇,而進口高壓配電柜在具有高可靠性、體積小優(yōu)勢,布置緊湊的各組件元器在實際應(yīng)用中的適用范圍更廣,不過價格并不是很“親民”,售后服務(wù)也做不到國內(nèi)產(chǎn)品的快捷,所以在選擇不同高壓配電柜時應(yīng)綜合考慮設(shè)備本身的利弊以及實際運行需求,從實用性層面作出合理選擇。
對于低壓配電柜的選擇,需要及時了解相應(yīng)的技術(shù)參數(shù),在選擇時不能脫離現(xiàn)實應(yīng)用需求,而主要需要考慮的技術(shù)參數(shù)包括額定電壓、電流以及安裝空間等,此外還要考慮主線的電流情況等。這些因素都是在選擇使用低壓配電柜時需要考慮的技術(shù)參數(shù),此類技術(shù)參數(shù)必須符合低壓配電柜,否則容易出現(xiàn)電力供應(yīng)故障,嚴重時極易引起供電事故。
元器件是保證低壓配電柜能夠正常使用的重要前提,安裝元器件時,需要考慮元器件的安裝方式、空間、元器件功能等因素,尤其是對于斷路器的選擇,需要保證其具有耐高溫性和安全性,在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)母線記憶、保護功能。例如在對于熔斷器和斷路器選擇時,需要綜合考慮,根據(jù)預(yù)算和低壓配電柜中元器件功能特點進行選擇,從而保證低壓配電柜功能最佳化。
綜上所述,在對配電站進行高壓或是低壓配電柜的選擇中,是優(yōu)化配電柜的過程,從而降低配電柜運行成本,簡化其操作流程,為后期智能化發(fā)展提供條件。