翟曉波

(鎮(zhèn)江高等?？茖W校，江蘇 鎮(zhèn)江212212)

0 引言

近年來，我國的經濟、工業(yè)均得到了快速的發(fā)展。作為經濟和工業(yè)發(fā)展的重要原動力，電力的需求量也不斷攀升，這給電氣設備和電網設備的安全性造成了極大的威脅。電氣設備和電網設備大多設置在變電站中，而變電站的重要電氣設備就是開關柜。其選擇的合適與否，直接關系到整個電網的安全性和可靠性。本文在分析研究開關柜的相關概念和分類的基礎上，對選用開關柜的原則提出了一些建議。

1 開關柜的概念

我們所說的開關柜是一種電氣設備，是高、低壓開關和它相對應的控制、信號、測量、保護及調節(jié)裝置的組合，是上述開關和裝置與其內部連接、附件、外殼及支撐件所組成的成套設備。其工作流程一般是外線先進入柜內主控開關，然后進入分控開關，各分路按其需要設置。開關柜在電網中的作用是關閉和斷開電力線路，并對系統(tǒng)起到安全保護的作用，它對于確保電力系統(tǒng)的安全性和可靠性極其重要。

2 開關柜的分類

開關柜按大類可以分為2類，即低壓開關柜和高壓開關柜。

2.1 常用的低壓開關柜分類

常用的低壓開關柜共分為4類，即GGD系列、GCK系列、GCS系列和MNS系列。這4種低壓開關柜中，GGD屬于固定柜，其出線回路較少，但占地較多。GCK、GCS和MNS屬于抽屜柜，占地較少，維護方便，但造價較高。GCK柜和GCS、MNS柜抽屜推進機構不同，另外GCS柜只可做單面操作柜，MNS柜卻可做雙面操作柜。下面我們對各個系列進行詳細的介紹：(1)GGD系列低壓開關柜。GGD系列低壓開關柜是根據(jù)相關部門及用戶的要求，本著安全、可靠和經濟合理的原則進行設計的新型配電柜。該系列開關柜的結構特點為：柜體一般采用通用柜形式，通用系數(shù)較高；開關柜對散熱問題進行了充分的考慮，在柜體上下兩端均設有數(shù)量不等的散熱槽孔，使得設備的散熱性較好；開關柜造型美觀大方，符合現(xiàn)代工業(yè)產品造型設計的要求；開關柜頂蓋是可拆卸的，當現(xiàn)場主母線需要裝配及調整時可以拆除。(2)GCK系列低壓開關柜。該系列開關柜包括2部分，即PC(我們常說的動力配電中心)和MCC(我們常說的電動機控制中心)。該系列開關柜分斷能力較高，動熱穩(wěn)定性較好，結構比較先進合理，電氣方案較靈活，且實用性、系列性、適用性強，各種方案單元可以任意組合，占地面積較少，防護等級較高，使用安全可靠，維修管理方便。但同時它也存在水平母線一般設在柜頂、垂直母線沒有阻燃型塑料功能板、難以與計算機聯(lián)絡的缺點。該系列開關柜適用于作為動力配電、電動機控制和照明配電等設備。其結構特點為：采用的是拼裝式組合結構，零部件通用性較強，使得整體適用性較好，標準化程度較高；柜體上方是母線室、前方是電器室、后方是電纜進出線室，各室間有鋼板或絕緣板作隔離，從而確保使用安全；開關柜的頂部依據(jù)受電需要可裝設母線橋。(3)GCS系列低壓開關柜。該系列開關柜是兩部聯(lián)合設計組根據(jù)要求設計研制的，技術性能指標高，適應電力市場發(fā)展需要能力強，分斷和接通能力較高，動熱穩(wěn)定性較好，電氣方案較靈活，且實用性、系列性、適用性強，組合非常方便，結構比較新穎，防護等級較高。該系列開關柜在冶金、紡織、高層建筑等場所應用廣泛，也可在較大型發(fā)電廠、石化系統(tǒng)等自動化程度高、要求與計算機接口的場所使用。其結構特點是：框架采用8 MF型的開口型鋼，組裝靈活方便；開關柜的各功能室是隔離設置的，各室的作用相對來說比較獨立。(4)MNS系列低壓開關柜。該系列開關柜是根據(jù)ABB轉讓技術制造的，設計緊湊、占地面積小、結構通用性較強、組裝靈活性高、技術性能較高、可大大壓縮儲存和運輸預制作的場地、裝配方便。該系列開關柜在發(fā)電廠、變電站、工礦企業(yè)、大樓賓館、市政建設等各種低壓配電系統(tǒng)中應用廣泛。其結構特點是：框架為組合式結構，其基本骨架由C型鋼材組裝而成；開關柜的內部尺寸、零部件的尺寸和隔室的尺寸都隨模數(shù)而變化；各種抽屜的機械聯(lián)鎖機構完全符合標準規(guī)定，安全可靠；采用標準模塊設計，可以任意組裝；通用性和標準性較好，裝配較為方便；柜體可根據(jù)工作環(huán)境的不同要求而選用相應的防護等級。

2.2 常用的高壓開關柜分類

常用的高壓開關柜分類依據(jù)一般有4種，即按斷路器安裝方式進行分類、按安裝地點進行分類、按柜體結構進行分類和按絕緣方式分類。(1)按照斷路器安裝方式進行分類，高壓開關柜分為移開式或手車式開關柜和固定式開關柜。其中移開式或手車式開關柜的關鍵電氣元件安裝在可抽出的手車上，其供電的安全性和可靠性較強，一般使用的手車類型包括隔離手車、斷路器手車、計量手車和電容器手車等；固定式開關柜全部電氣元件都是固定安裝，其具有簡單經濟的特點。(2)按安裝地點進行分類，高壓開關柜分為戶內開關柜和戶外開關柜。(3)按柜體結構進行分類，高壓開關柜分為金屬封閉鎧裝式開關柜、金屬封閉間隔式開關柜、金屬封閉箱式開關柜及敞開式開關柜。常用高壓開關柜型號包括KYN61型開關柜、XGN37－12型開關柜和GG1 A－10(F)型開關柜。其中KYN61型開關柜是35 k V移動式開關柜，用于接受和分配電能，并對電路實行控制、保護及監(jiān)視，具有完全金屬鎧裝、組裝式結構、組合方案多等特點。XGN37－12型開關柜和GG1 A－10(F)型開關柜是固定式開關柜，且二者均是戶內安裝。(4)按絕緣方式進行分類，高壓開關柜主要分為空氣絕緣和氣體絕緣開關柜。常用的氣體絕緣開關柜型號有現(xiàn)代重工的H MGS系列、ABB的ZX系列、西門子的8DA系列等。

3 開關柜的選用原則

3.1 從實用性方面考慮

在當下的開關柜市場中，進口開關柜和國產開關柜各自憑借自己的優(yōu)勢激烈競爭，并且都占據(jù)一定的市場份額。對于國產開關柜來說，其主要的優(yōu)勢是價格低廉、可靠性高且售后服務方便，但也存在體積較進口開關柜大、占用空間多的劣勢；進口開關柜一般具有元器件緊湊、開關柜小的優(yōu)點，但其價格相較于國產的要高。另外，進口開關柜使用的元器件大多不是最新型，相比較來說國產開關柜設備的元器件都是國內最新型產品，其質量水平較高。因此我們在選用開關柜的時候，需要從實際情況出發(fā)，盡量選擇國產開關柜，使得開關柜的經濟性和可靠性達到最高。

3.2 從安全性方面考慮

在選擇開關柜時，安全性是我們要首要考慮的。開關柜的安全性與整個電力系統(tǒng)是否可以可靠運行息息相關。我們在選用開關柜時，要盡量保證其與原有的設備配套，且盡量控制投資。同時，也是最主要的是，要根據(jù)開關柜質量可靠將使供電可靠的要求來確定開關柜的選用，以確保整個電力系統(tǒng)安裝、檢修、維護和管理工作的順利開展。

3.3 從簡化性方面考慮

在今后的配電系統(tǒng)發(fā)展中，對保護工作和維護量進行簡化是一個大的趨勢。我們現(xiàn)在使用的各種開關柜大多為原有的多種繼電器控制和保護與新購置的智能綜合性保護共存。在整個配電系統(tǒng)中，較為復雜的繼電器控制及保護方式出現(xiàn)故障的幾率較高，需要的檢修維護工作量大；內置綜合保護器的高壓柜相對來說技術含量比較高，開關柜內的元器件得到了極大的簡化，在投入運行后其需要的檢修維護工作量都比較小，甚至不需要進行檢修，可以很大程度上節(jié)省人力和物力。所以在進行開關柜選擇時，在投資成本充足的條件下，我們可以根據(jù)實際情況選擇帶智能綜合保護器的開關柜，從而起到簡化工作、提高效率的目的。

4 結語

我國工業(yè)的快速發(fā)展對電力系統(tǒng)提出了更高的要求，其安全性和可靠性成為我們工作的重點。而開關柜作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，其選擇合適與否關系到整個電力系統(tǒng)是否可以可靠運行。我們選擇開關柜時，需要在明確各個開關柜的功能和使用條件后，根據(jù)自身實際情況，本著實用性、安全可靠性、盡量節(jié)省投資、方便檢修維護、系統(tǒng)簡單等原則進行。

[1]趙繼文.傳感器與應用電路設計[M].北京：科學出版社，2002

[2]水利電力部西北電力設計院.電力工程電氣設計手冊[M].北京：中國電力出版社，1982