高低压成套设备的优化设计

张瑞

摘要：高低压成套开关设备在输配电系统中主要负责电能的测量、分配、保护、控制,一般在电气设备的场所,都需要应用高低压成套开关设备。当下我国80%的电能都是通过高低压成套开关设备来提供,高低压成套开关设备运行水平从侧面上反映了国家电力发展的水平,因此有必要加强对高低压成套开关设备优化设计的探索,对于推动我国电力行业实现可持续发展具有重要的意义。

关键词：高压成套开关；设备；优化设计

1高低压成套开关设备对电力系统运行的重要性

高低压成套开关设备在电力输配电系统运行中发挥着非常重要的作用,通过设备运行,能够更好的对输配电系统运行进行控制,同时又能够很好的保护输配电系统的安全。在此基础之上,还能够立足于输配电系统内部,完成系统的信号传输与数据转换,从而有效保障了电力输配电系统运行安全稳定性。另一方面,在高低压成套开关设备实际运行中,一旦出现质量问题,将会严重影响电力系统的正常运行稳定性,导致电能转换、测量分配出现各种质量问题,例如高低压成套开关设备如果存在性能指标问题,那么很容易误导电力设备维护检修人员,导致其作出错误的判断,从而为工作人员操作安全带来严重的威胁,因此需要加强对高低压成套开关设备的优化设计分析,有效提升设备运行稳定性,对于保障人们稳定安全用电具有重要的意义。

2高低压成套开关设备优化设计

2.1优化元件排布

元件排布是高低压成套开关设计的重要内容,元件排布关系到设备内部空间体积和设备的质量。因此,必须做好元件结构形式优化和开关柜体的排布设计。开关柜柜底距离地面安装高度大于20cm,为后续设备的维修提供便利;操作手柄设置在开关柜底1.5米的位置,这样符合人工操作习惯;负荷比较大的元件一般线路比较多,在设计的时候,一般将元件设计在比较低的位置,这样有利于布线。开关设备内部线路比较多,在设计的时候需要对线路进行优化排布,不仅符合人工操作习惯,而且还要确保线路运行安全。高低压成套开关设备包括开关柜、配电盘、控制箱、开关箱等设备,在优化元件的时候,需要对柜体布置形式进行优化。抽屉类的柜体可以设计为插拔式开关,方便操作。在柜体设计的时候,需要优化内部空间,让整个空间布置有序,尽量选择结构比较小,防护性能比较高的元件。在优化元件空间时候,需要预留维修、更换元件的空间,同时确保元件发生故障时,相邻的元件不会相互影响。

2.2确定负荷

在对高低压成套开关设备开展优化设计工作时,要对其属性以及负荷特点进行明确,进而使高低压成套开关设备的运作需求能够与相关设备的运作需求相匹配。在明确开关设备的符合因素工作中,需要考虑的因素较为多样性,常见的考虑内容有供电间距、供电设施以及容量等内容,除此之外,还要对开关设备的供给电压进行规划,以此来提高开关设备的功率因数。在对高低压成套开关设备负荷进行优化设计工作时,可以采取以下方式。首先,要求设备无论是在长期使用过程中还是短期使用过程中,对其运转系数以及不同季节情况下,设备的运转系数要相匹配,从而为相关设备的使用性能提供保障。其次,在开展优化设计工作时,要对开关设备的运行效率展开研究,分析影响其运行效率的内外因素,从而确定开关设备中的负荷量以及系统短路电流。最后,在对其开展优化设计工作时,应该重视电路的布设问题,强化开关设备与相关设备的使用需求两者之间的抑制性,确保电路运转的实用性得以体现。除此之外,还要对开关设备的相关参数进行优化,以元件等为基础,尽可能的满足用户的多样化需求。综上所述,只有对开关设备的主电路进行优化,才得以体现高低压成套开关设备的实用价值。

2.3做好设备性能优化

一是低压成套开关设备性能优化,在实际进行优化设计过程中,需要以用户实际使用量为依据,做好设备载流容量的科学合理设计。若低压成套开关设备所在地区湿度较大,或者有着严重的空气污染,在实际进行低压成套开关设备设计时,需要做好抵抗电离以及密封措施落实,从而能够有效防止设备元件出现损坏问题。

二是高压成套开关设备优化,在实际进行优化设计时,首选需要保障用于放置设备的柜体具有足够的结构强度,当受到由外部因素引起破坏影响时,能够有效保护柜内元件不会出现损伤问题。针对非标准柜体设计,不仅要保证其能够满足基本的使用,同时还用注重使整体承受能力得到有效提升,如此一来,可以有效降低安全事故的发生率。

2.4采用新技术和新材料

随着我国电力电子技术、控制技术、信息技术的发展,我国电网逐渐向自动化、智能化方向发展,对高低压成套开关设备的性能要求更高。因此,高低压成套开关设备进行优化设计的时候,除了符合成套开关设备的基本要求以及国家相关标准之外,还有积极使用新技术、新材料、新工艺,提升产品的性能,最大限度提升开关设备的性能。将传感技术、遥信技术、红外测温技术、智能配电监控模块、网络技术应用在成套开关设备中,通过网络接口连接中央控制室和设备,从而实现对供配电系统的电压、电流、有功功率、无功功率等参数进行监测,并对断路器的状态进行控制,通过远程监控系统,实现对开关设备的遥测、遥信、遥控以及遥调。计算机实时采集高低压成套开关设备的电压、电流、有功功率、功率因素等信息,并对这些数据信息进行分析、处理、记录,并自动生成报表,为电气设备的维修提供参考。通过对开关设备的运行状态、保护动作进行实时监控,如果发现设备运行存在异常,系统会自动发出警报,并实时记录各柜内开关的状态、过电压、过电流以及跳闸等动作。通过分析开关设备的实时状态,对开关设备进行开合进行控制。目前我国高低压开关设备逐渐向网络化、智能化、数字化、结构紧凑等方向发展,它降低了设备维修和管理时间,可以实现开关设备的定期检查、在线监测、远程控制、故障诊断等功能,实现开关设备的智能化控制。

2.5高低压成套开关设备电路优化

在具体优化措施上,可包括以下几种:一是在实际设计时,应注意根据设备运行时间,例如长期运行或短期运行,确定好相应的系数,同时还应充分考虑季节性特点,最后实际运用系数确定,最大程度保障输配电系统运行时良好的稳定性能;二是在实际进行优化设计时,还应充分的考虑环境因素,当系统因外界环境影响变化,出现了短路问题,确保这一问题不会对设备的运行状态产生影响;三是在设计中,还应对高低压成套开关设备电路排布予以足够的重视,并与建筑实际设计相适应,确保电路能够无缝融合于建筑中,对于电路本身稳定运行有着较为积极的影响意义;四是需要做好设备参数的优化;五是合理设置柜体,做好元件配置,从而更好的满足用户用电需求。

结论

综上所述,无论是对于电力系统还是相关设备而言,对其开关设备进行优化十分必要,在开展优化设计工作时,一定要严格遵循相关标准,从电路优化方案以及元件排布优化方案、设备性能优化方案三方面出发,有效优化高低压成套开关设备,确保其使用性能,延长开关设备的使用寿命,除此之外,还要充分结合用户的实际使用情况,增强开关设备的安全可靠性。

参考文献：

[1]曹凯毅.高低压成套开关设备的优化设计[J].建筑工程技术与设计,2018(03):2359-2360.

[2]王艳霞.高低压成套开关设备的优化设计解析[J].商品与质量,2018(15):287.