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        高低壓成套開關(guān)設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)

        2019-05-29 11:06:44秦愛華金龍春
        山東工業(yè)技術(shù) 2019年8期
        關(guān)鍵詞:優(yōu)化設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)

        秦愛華 金龍春

        摘 要:高低壓開關(guān)設(shè)備在電力系統(tǒng)中負(fù)責(zé)配電、電氣傳動(dòng)以及控制設(shè)備的作用。隨著我國電網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展,大量的電力設(shè)備、自動(dòng)控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在電力系統(tǒng)中,高低壓開關(guān)設(shè)備大量增加,但是高低壓成套開關(guān)設(shè)備在使用過程中,由于制造工藝等方面存在的缺陷,導(dǎo)致成套開關(guān)的使用效率比較低,在使用過程中,出現(xiàn)誤動(dòng)、拒動(dòng)現(xiàn)象。因此需要優(yōu)化高低壓成套開關(guān)設(shè)備設(shè)計(jì),提高高低壓成套開關(guān)的性能和質(zhì)量,確保供電系統(tǒng)的安全性和可靠性。

        關(guān)鍵詞:高低壓成套開關(guān)設(shè)備;優(yōu)化設(shè)計(jì);電力系統(tǒng)

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.08.193

        0 引言

        成套開關(guān)設(shè)備具有占地面積少、空間體積小、維修便利、運(yùn)行安全可靠等優(yōu)點(diǎn),因此在發(fā)電廠、變電站、高層建筑等各種用電場所廣泛使用,從而實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)分配、電路控制和保護(hù)的作用,電路出現(xiàn)負(fù)載、短路、失壓等現(xiàn)象,空氣開關(guān)可以自動(dòng)斷開線路,從而避免障礙范圍擴(kuò)大。成套開關(guān)設(shè)備分為高壓成套開關(guān)設(shè)備和低壓成套開關(guān)設(shè)備。然而在實(shí)際應(yīng)用過程中,由于成套開關(guān)設(shè)備設(shè)計(jì)、制造方面存在一定的缺陷,導(dǎo)致成套開關(guān)設(shè)備的絕緣性能下降,影響成套開關(guān)設(shè)備的運(yùn)行效率和安全性。因此,需要對成套開關(guān)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),提高成套開關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)水平。

        1 優(yōu)化電路

        成套開關(guān)設(shè)備包括開關(guān)柜、配電盤、控制箱、開關(guān)箱等設(shè)備,高低壓成套開關(guān)設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中,需要對電路進(jìn)行優(yōu)化,使得高低壓開關(guān)設(shè)備內(nèi)部線路布置更加合理。線路優(yōu)化包括兩個(gè)方面:

        1.1 確定電路負(fù)荷

        首先成套開關(guān)設(shè)備根據(jù)用電場所的需要,確定電路負(fù)荷是否可以滿足電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求,電力負(fù)荷包括電網(wǎng)容量、供電距離、電網(wǎng)分布以及電力設(shè)備等,從而為開關(guān)設(shè)備設(shè)計(jì)更加合理的供電方案,提高設(shè)備運(yùn)行效率。在設(shè)計(jì)過程中,需要考慮電力設(shè)備長期和短期運(yùn)行系數(shù),從而確保設(shè)備的使用性能。電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中,受到周圍環(huán)境的影響,可能持續(xù)短路電流或者接地故障,造成短路故障。因此,在設(shè)計(jì)的時(shí)候,需要考慮到周圍環(huán)境對電路的影響,必須采取一定的屏蔽措施,防止周圍磁場或者異常電流對設(shè)備的影響。其次,在設(shè)計(jì)過程中,還需要優(yōu)化電路的排布,確保電路滿足用電場所的需求。

        1.2 優(yōu)化輔助材料

        成套開關(guān)設(shè)備優(yōu)化時(shí),還需要考慮到輔助材料。成套開關(guān)設(shè)備的電力電纜、絕緣體、母排等設(shè)備對開關(guān)設(shè)備也存在一定的影響。 根據(jù)用電場所的實(shí)際需求,確保用戶的過載裕度,最大限度降低生產(chǎn)成本。成套開關(guān)設(shè)備的母排使用銅排的方式,可以提升整個(gè)電路的負(fù)流能力。

        1.3 適應(yīng)運(yùn)行環(huán)境

        高低壓成套開關(guān)設(shè)備設(shè)計(jì)過程中,還需要考慮到設(shè)備運(yùn)行環(huán)境,如果設(shè)備運(yùn)行環(huán)境粉塵和帶電粒子比較多,則必須使用密封性能好、體積小的元件,從而提高設(shè)備整體性能;如果高低壓成套開關(guān)設(shè)備在海拔比較高或者震動(dòng)比較強(qiáng)烈的環(huán)境下,則需要采用抗震元件;如果高低壓成套設(shè)備應(yīng)用在高層建筑中,則可以采用電纜橋架的方式,可以減少低層樓層的線路數(shù)量。只有根據(jù)開關(guān)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),才能最大限度確保設(shè)備的質(zhì)量和性能。

        2 優(yōu)化元件排布

        元件排布是高低壓成套開關(guān)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容,元件排布關(guān)系到設(shè)備內(nèi)部空間體積和設(shè)備的質(zhì)量。因此,必須做好元件結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化和開關(guān)柜體的排布設(shè)計(jì)。開關(guān)柜柜底距離地面安裝高度大于20cm,為后續(xù)設(shè)備的維修提供便利;操作手柄設(shè)置在開關(guān)柜底1.5米的位置,這樣符合人工操作習(xí)慣;負(fù)荷比較大的元件一般線路比較多,在設(shè)計(jì)的時(shí)候,一般將元件設(shè)計(jì)在比較低的位置,這樣有利于布線。開關(guān)設(shè)備內(nèi)部線路比較多,在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要對線路進(jìn)行優(yōu)化排布,不僅符合人工操作習(xí)慣,而且還要確保線路運(yùn)行安全。高低壓成套開關(guān)設(shè)備包括開關(guān)柜、配電盤、控制箱、開關(guān)箱等設(shè)備,在優(yōu)化元件的時(shí)候,需要對柜體布置形式進(jìn)行優(yōu)化。抽屜類的柜體可以設(shè)計(jì)為插拔式開關(guān),方便操作。在柜體設(shè)計(jì)的時(shí)候,需要優(yōu)化內(nèi)部空間,讓整個(gè)空間布置有序,盡量選擇結(jié)構(gòu)比較小,防護(hù)性能比較高的元件。在優(yōu)化元件空間時(shí)候,需要預(yù)留維修、更換元件的空間,同時(shí)確保元件發(fā)生故障時(shí),相鄰的元件不會(huì)相互影響。

        3 采用新技術(shù)和新材料

        隨著我國電力電子技術(shù)、控制技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展,我國電網(wǎng)逐漸向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展,對高低壓成套開關(guān)設(shè)備的性能要求更高。因此,高低壓成套開關(guān)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的時(shí)候,除了符合成套開關(guān)設(shè)備的基本要求以及國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之外,還有積極使用新技術(shù)、新材料、新工藝,提升產(chǎn)品的性能,最大限度提升開關(guān)設(shè)備的性能。將傳感技術(shù)、遙信技術(shù)、紅外測溫技術(shù)、智能配電監(jiān)控模塊、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用在成套開關(guān)設(shè)備中,通過網(wǎng)絡(luò)接口連接中央控制室和設(shè)備,從而實(shí)現(xiàn)對供配電系統(tǒng)的電壓、電流、有功功率、無功功率等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測,并對斷路器的狀態(tài)進(jìn)行控制,通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對開關(guān)設(shè)備的遙測、遙信、遙控以及遙調(diào)。計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集高低壓成套開關(guān)設(shè)備的電壓、電流、有功功率、功率因素等信息,并對這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、處理、記錄,并自動(dòng)生成報(bào)表,為電氣設(shè)備的維修提供參考。通過對開關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、保護(hù)動(dòng)作進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行存在異常,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào),并實(shí)時(shí)記錄各柜內(nèi)開關(guān)的狀態(tài)、過電壓、過電流以及跳閘等動(dòng)作。通過分析開關(guān)設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài),對開關(guān)設(shè)備進(jìn)行開合進(jìn)行控制。目前我國高低壓開關(guān)設(shè)備逐漸向網(wǎng)絡(luò)化、智能化、數(shù)字化、結(jié)構(gòu)緊湊等方向發(fā)展,它降低了設(shè)備維修和管理時(shí)間,可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)設(shè)備的定期檢查、在線監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制、故障診斷等功能,實(shí)現(xiàn)開關(guān)設(shè)備的智能化控制。

        4 結(jié)束語

        高低壓成套開關(guān)設(shè)備設(shè)計(jì)過程中,需要不斷優(yōu)化內(nèi)部結(jié)構(gòu),降低設(shè)備體積和質(zhì)量。同時(shí)積極采用新技術(shù)、新材料和新工藝,提高開關(guān)設(shè)備的自動(dòng)化水平和智能化水平。在提高設(shè)備的質(zhì)量和性能的同時(shí),還需要考慮到企業(yè)自身經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,在使用過程中,避免對環(huán)境造成污染。

        參考文獻(xiàn):

        [1]曹凱毅.高低壓成套開關(guān)設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2018(03):2359-2360.

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        2018(15):287.

        [3]賴美云.高低壓成套開關(guān)設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)解析[J].中國設(shè)備工程,

        2017(16):188-190.

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