高低壓配電柜的選擇原則與策略探討

姜洪

摘 要：闡述了我國配電房高低壓配電柜的主要類型及其特點，以此為基礎，說明了高低壓配電柜選擇的基本原則，結合技術可靠性、安裝便捷性和經濟性等因素，探討了配電房高低壓配電柜的優化選擇措施，以期為相關單位提供有益的參考。

關鍵詞：配電房；高低壓配電柜；優化配置；高壓開關

中圖分類號：TM642 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.106

隨著我國經濟的不斷增長，人們在生產和生活中對電力能源的需求不斷上升，電能成為重要的能源之一。但是在一些配電房的運行中，由于沒有選擇合理的高低壓配電柜，配電房的性能得不到提高，影響了電能輸送的穩定性和經濟性。因此，如何實現對高低壓配電柜的優化選擇成為了人們關心的問題。下面就此問題進行討論和分析。

1 主要類型和特點

1.1 高壓配電柜

高壓配電柜在電力系統中并不是以單獨的配電個體而存在的，主要包括控制設備、高壓開關、監測設備、信號傳輸裝置和保護設備等部分，且在構件內部之間存在相互聯系，是一個由多種構件形成的多功能復雜系統。

從20世紀80年代開始，我國的高壓配電柜進行了技術改革。隨著研發技術和使用經驗的累積，大量新技術應用到高壓配電柜的研發過程中，出現了多種技術含量較高的技術領先產品。

1.1.1 KYN28柜的工作特點

該高壓柜在結構方面包括手車和柜體兩個主要部分。手車又分為斷路器手車、計量手車和PT手車等類型；柜體主要由沖壓的金屬隔板拼接而成，被隔板分割為4個相互獨立的空間，包括電纜室、手車室、母線室和儀表室。

該高壓柜的一次電氣元件主要包括真空斷路器、高壓熔斷器、銅排、絕緣組件和高壓電抗器等；二次電氣元件主要包括空氣開關、按鈕、儀表、綜合保護裝置和信號燈等。由于采用了中置式的手車，可推入、抽出，使一次系統與高壓柜其他系統形成安全的斷開接口。

1.1.2 XGN15-12柜的工作特點

XGN152-12是一種新型的高壓電器成套產品，是基于國家關于35 kV交流金屬封閉開關設備標準而開發的，不但體積?。▋H為普通開關柜的60%），且斷路器的可靠性較高、性能優良，還具有強制閉鎖功能，能滿足額定電壓在3.5～12 kV、額定電流為630～3 150 A的場所使用，其防護等級可達到IP2X。用戶在操作方式的選擇過程中，可選擇彈簧儲能方式或電磁式。

1.2 低壓配電柜

我國的低壓配電柜產品主要包括基于國外產品相關技術開發且通過國際質量認證的產品以及國外產品。其中，基于國外產品相關技術開發的系列產品主要以GCK低壓開關柜、GCS低壓開關柜和GGD低壓交流電柜等為主；國外相關產品主要以瑞士ABB公司生產的MNS系列配電柜為主。

1.2.1 GCS柜的工作特點

GCS柜是抽屜式開關柜中最為常見的產品，其選用了8MF型開口型鋼作為柜體主架構，并在側面設置了模數為20 mm、100 mm、內徑為9.2 mm的螺紋孔，且各個功能室之間相互獨立分隔，主要包括抽屜單元室、電纜室和母線室等。電纜隔室通過獨立分隔的方式布置，可使電纜從上、下方便進出，且每臺GCS配出柜可安裝11個完整單元抽屜或22個半單元抽屜，增強了抽屜組合的靈活度。同時，機械聯鎖裝置置于抽屜單元中，實現了輸出抽屜的斷開、合上。

1.2.2 MNS柜的工作特點

MNS柜屬于低壓抽出式成套開關柜形式，其采用由鋼板彎折而成的殼體，并將柜內空間分為3個基本隔室，每個隔室分別作為母線室、電纜室和單元室。由于母線隔室處于后部，所以，又可以將之分隔成為雙面柜。其采用的母線樣式與GCS式類似，單元抽屜高度為200 mm，且設置有機械式連鎖裝置。

2 高低壓配電柜選擇的基本原則

在配電房高低壓配電柜選擇的過程中，首先要保證所選擇的高電壓配電柜滿足項目使用的需要，并保證設備運行的可靠性和穩定性。同時，必須保證產品的其他相關性能；必須通過對項目成本需求進行分析，確定準確的項目成本，并在施工過程中對施工成本進行合理控制；充分應用原材料和資源，實現成本的有效控制。

2.1 可靠性原則

在選擇高壓配電柜類型的過程中，基于配電房的實際運作情況，要保證產品的安全性、可靠性，根據高壓柜運行的實際情況綜合考慮，選擇可靠性更高的產品。

2.2 簡便性原則

目前，我國的大部分高壓配電柜均采用傳統保護器，這種設備的復雜程度、故障發生概率較高，會對后續設備的運行維護工作造成較大的麻煩。因此，在選擇高壓配電柜的過程中，必須在確定工程投資情況和設備的具體配置要求的基礎上，保證手車柜中的抽出部件能直接安裝于小車中，并滿足“維護和使用方便、更換簡單”的原則。

3 配電房高低壓配電柜的優化選擇

3.1 高壓配電柜的優化選擇

3.1.1 確保高壓配電柜的運行可靠性

在選擇高壓配電柜的過程中，必須對供電設備的具體情況和建設項目投資的情況進行調查，并對供電可靠性要求進行分析，最終進行全面性選擇。

3.1.2 確保設備運行的實用性

在我國高壓配電柜市場中，進口高壓配電柜占我國市場份額的50%左右，與國產高壓配電柜相當。從產品的運行穩定性及其他相關條件看，這兩種高壓配電柜具有各自的優點和缺點，在實際應用過程中必須根據實際情況合理選擇。雖然國產高壓配電柜具有價格適中、可靠性較高和售后服務周全等優點，但其體積大多較大，需要的安裝空間大，當配電房安裝空間受限時，必須選擇進口高壓配電柜；相對而言，進口高壓配電柜元器件布置合理、體積小、可靠性高、適用范圍相對較廣，但是其價格明顯高于國產設備，且在售后方面不快捷。因此，在優化選擇的過程中要基于這些優勢和劣勢綜合權衡。

3.1.3 確保操作、運行簡便

必須選擇具有先進智能保護器的配電柜，從而減少維護工作量、節省人力開支。從經濟性的角度看，在選擇高壓配電柜的過程中，智能高壓配電柜是很好的選擇。

3.2 低壓配電柜的優化選擇

3.2.1 合理確定低壓配電柜的技術參數

在選擇配電柜型號前，必須對其技術參數進行確定，按照預定的技術參數選擇。在此基礎上，必須對低壓配電柜的額定電壓、額定電流、額定頻率和安裝空間予以明確，并對供電峰值時配電柜必須承受的耐受電流、主母線電流峰值等數據進行分析。此外，還要對配電柜的功能單元形式、最大額定電流和殼體防護等級等進行確認。

3.2.2 優化低壓配電柜元器件的功能需求

在低壓配電柜的優化選擇過程中，應對配電柜的元器件需求進行分析，主要包括安裝方式、配電柜功能模塊、安裝簡潔程度、運行環境溫度和柜體尺寸等。同時，還必須注意斷路器的選擇問題，確保主母線具有記憶、接地保護、預警、事故告警和三段保護等功能，且能進行部分區域選擇性聯鎖等不同級別的連鎖操作方式，盡量實現不同功能附件的模塊化操作。

3.3 配電柜中保護元件的優化選擇

合適的配電柜必須能適應不同的使用環境，且具有對應的功能保護能力。通常情況下，高低壓配電柜使用熔斷器作為保護元器件，當電流超出對應的設定值后，因發熱而使保護熔體熔化，進而使電路斷開，從而達到保護配電系統的目的。在選擇配電柜保護元器件的過程中，可基于不同的角度對其進行優化選擇。

3.3.1 成本角度

從元器件的成本角度看，熔斷器的市場價格較低，而微型斷路器的市場價格則是熔斷器價格的幾倍至幾十倍。如果項目的整體預算較低，則可以選擇熔斷器作為保護元件。

3.3.2 維護便捷性角度

當配電柜出現短路故障動作時，微型斷路器的觸頭將出現損傷，長此以往將導致斷路器動作失效。因此，當發生短路事故動作后，應該及時更換熔芯，確保微型斷路器的功能達到最初狀態。

3.3.3 線路保護需求角度

因熔斷器對線路過載的靈敏度較低，所以，除了常見的照明線路外，熔斷器通常只作為短路保護元件使用。而微型斷路器具有較高的過載、過流靈敏度。當對加熱回路、插座配電回路、控制回路等進行保護時，必須使用微型斷路器作為保護元件。

4 結束語

綜上所述，電能在社會中的重要性不斷上升，電力供應的經濟性和穩定性是供電系統要實現的目標。配電房配電柜是將電力輸送到用戶的最后步驟，由于用戶數量巨大，要想同時保證用電正常和創造經濟效益，就要在選擇高低壓配電柜時考慮技術角度和經濟角度，保證同時滿足技術可靠性和經濟性，從而使配電房正常運作。

參考文獻

[1]周凌云.關于配電房高低壓配電柜的優化選擇[J].建筑工程技術與設計，2013（4）.

[2]李海鎮.關于配電房高低壓配電柜的優化選擇探討[J].科技研究，2014（14）.

〔編輯：張思楠〕

Abstract： This paper describes the main types and characteristics of Chinas power distribution room of high and low voltage power distribution cabinet， on this basis， indicating that the basic principle of the choice of the high and low voltage power distribution cabinet， combined with the technical reliability， convenient installation and economic factors， discusses the distribution room， high and low voltage power distribution cabinet and the choice of measures， in order to provide useful reference to the relevant units.

Key words： distribution room； high and low voltage distribution cabinet； optimal allocation； high voltage switch