高低压成套开关设备的优化设计

高低压成套开关设备的优化设计

岳丕榜

中山市明阳电器有限公司广东省中山市528437

摘要：高低压成套开关设备在电气设备中拥有较高的应用频率，在强化设备运行效率方面体现出很大的应用价值，但是参数选择以及元件布设等环节依然存在一些缺陷，对设备实用价值的发挥起到一定的阻碍作用。

关键词：成套设备；开关设备；优化；设计

在供电系统中，成套开关设备主要负责对电能的控制、保护、测量、转换和分配。与此同时，成套开关设备一般都会运用在生产现场、公共场所、居民住宅等地点。因此，只要是使用电气设备的场所就会配备相应的高低压成套开关设备。同时为了让高低压成套开关设备能够得到更好的应用，同时也是为了满足不同客户群体和不同使用环境的要求，我们需要优化成套方案和一些特殊高低压成套开关设备的结构。

一、我国高低压成套开关设备发展现状

高低压成套开关设备以及与其相关联的控制设备，在电力输配电系统中发挥的作用是极为显著的，具体在控制、维护、计量、信号传导以及数据转换等环节体现出来，其囊括信息量大且与多方面相关联。高低压成套开关设备技术水平的优劣，关系着整个电力系统的运转效率与质量，也关系着输配电系统操控人员与电力设备自体的安全性。相关资料记载国内每年电装机新增率高于8%以上，业内人士预测到2020年，国内电力产业发展领域装机容量将高于8亿kW。

二、电路优化方案

高低压成套开关设备优化设计进程中，电路的优化设计工作应该综合考虑以下几方面因素。

1.确定负荷。在对高低压成套开关设备主电路优化设计进程中，负荷特点与属性明确化是基础，从而与高低压成套开关设备系统运作需求相匹配。在明确负荷因素进程中，需要考虑的因素也是多样化的，常见的有容量、供电间距、排布以及设施等，规划科学性的电压供给规划，借此途径达到提高高低压成套开关设备功率因数的目标。对设备负荷优化设计方式可以做出如下概述。一是与设备长期、短期运转系数以及季节性运用系数需求相匹配，从而达到维护设备系统使用性能的目标；二是对影响设备运行效率的内外因素进行整体性分析，从而使确定的负荷量维护系统短路电流，与接地现象不会对设备正常运转模式造成影响；三是在优化设计过程中应该重视电路布设问题，强化其与建筑工程规划需求之间的一致性，从而使电路运转的实用价值体现出来；四是对设备参数施以优化对策；五是以元件以及柜体为依托，从而满足用户多样化需要。总而言之，只有对主电路施以优化设计对策，那么高低压成套开关设备系统的实用价值才会充分地发挥出来。

2.辅助材料。在对高低压成套开关设备优化设计进程中，对辅助性材料施以优化设计措施也是不容忽视的工作内容。这主要是因为在高低压成套开关设备运转进程中，母排、电缆以及壳体都会对其运转效率造成不同程度的影响。通常情况下，母排弧导线可以被细化为铜与铝两种形式与规格，那么在对其施以优化设计措施之时，应依照工程施工标准与用户的使用需要对其进行科学布设。在具体规划环节中，需要考虑用户过载裕度情况，在使设备应用性能得到切实保障的基础上，降低资源使用量。在高低压成套开关设备的设计过程中，母排的设计可以应用铜排；对于电流较大的线路，可以应用多个铜排并联的方式，借此途径达到提高设备整体载流能力的目标，同时压缩资金投入量。

3.与环境优化设计标准相符。环境因素带有不确定性与多样性特征，其对设备运行效率造成不同程度的影响，所以在对高低压成套开关设备施以优化设计措施过程中，对环境因素进行整体性解析是极为必要的，这是维护与强化高低压成套开关设备应用效率的有效途径。对环境因素的优化设计应该在以下几方面体现出来。一是若设备运作环境中粉尘或者带电粒子数量处于较高层次上，那么在元件类型的选择上最好应用密封性优良与体积相对较小的元件，其在强化设备运转的综合性能方面体现出巨大的应用价值；二是若面对的是海拔较高或者震动性较大的环境，高低压成套开关设备配置的元件应该带有抗震性能；三是当面对的是高层建筑，在对设备优化设计之时，最好选用电缆桥架形式达到衔接电路的目标，该种优化设计措施最大的优越性体现在减缩低层线路数目方面上。总之，在对高低压成套开关设备设计之时，设备体系综合性能务必与各类环境要素相一致，从而使其运转质量得到切实的保障。

三、元件排布优化方案

1.元件结构形式的优化。在对高低压成套开关设备元件结构形式优化设计进程中，其安设高度和柜底两者之间距离应该大于0.2m，从而使设备维修工作的快捷性与高效性得到切实的保障；在对操作手柄设计之时，其与柜底间距被管控在I.5m左右；在对仪表设计之时，其应该被管控在视野以及可触及的范畴内；对于具有热量散发元件的设计，增设散热装置是极为必要的。比如在对大电流及负荷的元件设计优化过程中，其线路数目是大量的，所以对其开展的设计优化工作，最好把柜体安置于较低的方位上，借此途径达到提高布线效率的目标。此外，在对元件结构形式设计的环节中，需要分析建筑整体结构形式，从而进一步强化线路布设与柜体安装的科学性，维护高低压成套开关设备的使用性能。

2.符合柜体的布设设计。在元件的布设优化中，需要参照柜体的规格来进行优化设计。比如在对抽屉类柜体设计之时，可以应用选择插拔式开关，其最大的功效体现在提高设备操作性能方面上。同时，在元件布设进程中，对空间结构的整体性进行分析是极为必要的，若面对的空间结构体现出狭窄性特征，则应该选择体积较小以及防护性能优良的元件，其在提升设备系统的综合使用性能方面体现出巨大的应用价值。

四、使用性能和安全性能的优化

1.低压成套开关设备。我们在优化系统方案，调整元件大小，调节柜体结构尺寸的时候，应该保证有基本的安全空间，日后维修的空间，元件更换时的空间，同时元件发生故障时不会对相临的元件产生负面影响；我们要考虑用户系统实际的载流容量和使用情况，不能全盘否定或者擅自做主来进行更改，我们要在合理的情况下留下一定的过载裕度，这样的话既不影响系统的性能也不会对成本造成很大影响；我们对特殊元件使用的注意事项要有一个清楚认真的了解（比如在空气污染严重、空气湿度相对较大的地方，同时对干燥度又有极高要求的电器，我们需要有相应的抗电离和密封防潮措施来避免外在条件对元件的破坏），我们要考虑到低压时的接地保护、接零时的保护以及方案设计时和安装后验证。

2.高压成套开关设备。我们要保证柜体结构强度，能够承受的起一次错误动作而不会引起元件的损坏；柜体结构方面我们必须加强安全概念，要提前提出防止事故发生蔓延的措施，并保证事故发生时不会危机生命安全，特别是非标柜体设计要全面借鉴标准柜型考虑；我们的设计方案必须保证一次侧不停电的时候，二次侧做任何检修和调整不会存在任何的安全隐患；我们的设计方案满足电气设备“五防”的要求，一定要考虑到从单台到整个系统的布局，是否已经达到五防要求，五防结构是否准确、是否可靠、是否存在操作后的失灵等问题，同时在使用的时候，程序锁、电气闭锁（电磁锁、闭锁电磁铁等）还没有加强的前提下，还可以进入条件限制，身份识别，遥控检测闭锁等等都需要我们的考虑；非标柜体的零部件除了满足安装和承受柜体正常运行的要求外，还应注意满足在各种故障条件下的条件，避免故障时一些安全事故的发生；我们的安装布置要符合人体工程学以及美观要求。

随着社会的不断发展，用电量的与日俱增和用电结构的不断变化，这也使得电力供需矛盾越来越显得突出，使得节能降耗越来越成为一个重要的目标，同时保护环境也必须成为产品发展的前提。所以我们在优化方案中必须要做到长远考虑。

参考文献：

[1]罗继东.高低压电气设计与电气开关设备成套技术.2017.

[2]姚锦.高低压成套开关设备智能化控制系统的设计及应用.2017.