智能緊湊型高壓開關設備設計探討

王國競+姚文武

摘要： 隨著國民經濟的快速發展，供電的質量以及電器設備的一些性能對于城鎮化建的重要性也有了提高。同時，我國城鄉電網建設和改造工程要求供配電向節約土地、節電、緊湊型、小型化、無人值守的方向發展，因此不僅要求作為供電電源的高壓開關設備安全可靠，同時也應具有智能化功能和體積緊湊小型化。

Abstract: With the rapid development of national economy, the importance of the quality of power supply and some performance of electrical equipment for the construction of urbanization is improved. At the same time, power supply and distribution are required to develop towards the direction of the land saving， power saving, compact, miniaturization and unattended by urban and rural power grid construction and transformation engineering in China. Therefore high voltage switchgear as a power supply is not only required to be safe and reliable, it also should have the functions of intelligence and compact miniaturization.

關鍵詞： 配電自動化；智能化；安全

Key words: distribution automation；intelligent；safety

中圖分類號：TM131.3文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2014）23-0034-02

0引言

十一五期間，國家推出了一系列高效節能、環?？沙掷m發展的產業、技術扶持政策。電力作為能源的一個重要環節，如何做到高效、節能、環保是電力工業面臨的迫切任務。對于機械工業來說高低壓開關設備是很重要的，同時，在電力行業的輸電設備中是很重要的一項，當然，它的這種重要性是與國家經濟的發展以及社會的發展有著不可分割的關系，隨著社會在經濟、技術等方面的不斷進步，工業以及電力行業對于高低壓開關設備也有了更高的要求，不斷更新的產品才可以滿足行業的需求，高低壓開關設備也在朝著高科技的領域發展。

1實現高壓開關設備的智能化

實現高壓開關設備的智能化是高壓開關設備研究開發的重點。智能化的主要功能：①電能質量最優控制；②微機監控(“四遙”功能)；③故障分析及處理、網絡優化；④自動負荷控制；要實現高壓開關設備的智能化，就要做到：①電氣元件智能化。②設備組合化、模塊化。智能化是在開關設備中采用標準的現場技術總線PROFIBUS-DP方式將具有通信能力的元器件（從站）與之連接，從而實現主站通過總線對開關、電網的遠程測量、調節、控制和通信?；虿捎弥悄芸刂苾x對開關設備進行本地或遠程的測量、調節、控制和通信。智能化高壓開關設備系統是由智能高壓開關設備，上位機（主站）、和/或可編程序控制器（PLC）（主站）、監控組態軟件等并采用總線技術將其連接在一起的一套配電系統。

2高壓開關設備結構緊湊和控制自動化

隨著科學技術領域的不斷變化，技術的不斷更新以及工藝的不斷更新，電器元器件的需求也越來越大。通過優化設計、選擇小型化元件、提高斷口耐壓、元件和功能復合集成、新技術如光電傳感器等應用，使產品結構緊湊，從而實現產品小型化，達到縮小產品體積、減少占地面積、低消耗（能源與材料）和高可靠性等目的。電器元件做得越來越精致，越來越小，開關成套設備做小的條件得到了最基本的保證，城市的電力負荷的增加，人口數量的增長，為了節省土地的資源，減小各方面的損耗，降低空間的使用，讓物體的運輸方便快捷，伴隨著經濟的發展而導致資源稀缺所帶來的影響，所以小型化與緊湊型的產品成了工業產品發展的趨勢，在現代化設備的使用中，技術加工工藝水平的提高也為小型化產品的發展提供了一個很好的平臺。

結合我國實際供電設備情況，鄭州鄭控電氣有限公司在引進消化和吸收國外同類產品的基礎上開發出符合我國使用情況的智能緊湊型高壓開關設備，該智能緊湊型高壓開關設備具有占地小，生產周期短，基建投入少，不破壞周圍環境，拆遷改造方便，成套性強等優點，特別適用于小型變電站、開閉所、工礦企業、機場、高層建筑等配電系統中作為12kV電網控制和用電終端電能轉換與分配的成套配電設備，兼具電網12kV開閉所和配網終端用電控制的多項功能，結構緊湊和具有擴展性；功能控制部分具有遙測、遙控、遙調、遙信“四遙”功能，與電力部門自動化網絡連接后，可完成故障區段自動定位，故障隔離、負荷轉帶、網絡重構等功能，可將整個故障、停電時間控制在1分鐘之內。

3智能型高壓開關設備主要特點

3.1 外型美觀大方、機械強度高、兼容性強 該設備采用箱型固定式結構，可完全替代XGN2和HXGN產品。柜體由基本骨架、頂板、面板、側板組成封閉式結構，骨架采用冷扎鋼板經數控機床加工，并采用多重折彎工藝，然后經脫脂、酸洗、淋化、噴塑處理，這樣使整個柜體不僅具有精度高，機械強度高，而且具有抗氧化性和抗腐蝕性能強等特點。該設備可配真空負荷開關或真空負荷開關—熔斷器組合電器，又可配真空斷路器或交流接觸器，因此具有較強的兼容性。

3.2 體積小結構緊湊、配置方案組合靈活 該設備由小母線室、母線室、儀表室、斷路器室及電纜室等單元組成，且各個單元相對獨立。斷路器室可安裝固定式真空斷路、熔斷器組合電器或SF6開關設備。該設備內也可安裝上、下隔離開關，電流、電壓互感器等，也可根據需要加裝上、下接地開關。本裝置采用該公司研制生產的ZKJS-12小型機械閉鎖裝置、從而保證了“五防”聯鎖裝置更加安全可靠。因設備主要部件均采用新型復合絕緣材料，APG工藝技術固封，又因ZKJS-12型機械閉鎖裝置體積小巧，因此可大大縮小本裝置柜體結構空間及柜體尺寸，實現裝置的結構緊湊簡單、樣式新穎、柜型輕便和小型化。

3.3 環保、智能、安全可靠、操作及維護方便 該設備采用真空滅弧、復合絕緣，無有毒氣體釋放的方式。設備可配置微機綜合保護測控裝置或我公司的WZK系列綜合測控保護裝置，通過智能單元模塊和工業網絡實現產品自動化功能。采用固封工藝，各元氣件安全固定，采用永磁操動機構，實現產品的免維護?？筛鶕c部門要求組成不同的配電方案，方便同其他開關柜聯屏組裝，便于單元擴展。該設備母線室頂部及斷路器室、電纜室后部均留有虛封的泄放口，具有完善的機械聯鎖和電氣聯鎖，開關的整體絕緣性能良好，柜體金屬全封閉設計，金屬部分可靠接地。

4智能緊湊型高壓開關設備效益分析

①降低設備的運行維護成本。根據對系統元件參數的監控,將檢修工作從計劃檢修向狀態檢修過渡。②減少新建變電站的控制線路的投資。開關設備智能化的應用大大提高了數據采集的利用度,可以有效地防止重復投資。③最大限度地減少了停電對用戶的影響。智能緊湊型高壓開關設備可自動隔離故障,并對非故障線路恢復供電，縮短了用戶停電時間，縮小了停電區域，對用戶來講，得到了更高質量的服務。④提高運行效率,增強可靠性。評估以往的事故處理方法，確定正確方案,可以在將來發生類似事故時進一步減少損失,降低運行維護費用。⑤推遲新的一次設備投資。通過高壓配電設備自動化,在保障供電可靠性的前提下最大限度地發揮系統供配電能力,從而推遲新的一次設備投資。

根據以上內容的介紹，智能緊湊型高壓開關設備是有很多優點的，它的功能較強，可以滿足自動配電需要，而且供電的可靠性也很高；現在人們都講究環保、節約，同樣，一個好的產品也應該盡可能地去做到這些，那么，在這方面智能緊湊型高低壓開關設備就是值得推薦的，另外，智能緊湊型高壓開關設備也盡量去滿足工業對于產品經濟費用的選擇，通過以上的總結，智能緊湊型高壓開關設備在科技領域是很實用的。同時，也在實現著其重要意義。

參考文獻：

[1]高壓開關網（高壓開關行業市場預測和發展戰略）.

[2]智能型成套開關設備技術要求（中國電器工業協會）.

[3]2009-2013年中國開關柜市場深度調查與投資發展研究報告第三章開關柜產品技術趨勢研究.

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