智能紧凑型高压开关设备设计探讨

摘要： 随着国民经济的快速发展，供电的质量以及电器设备的一些性能对于城镇化建的重要性也有了提高。同时，我国城乡电网建设和改造工程要求供配电向节约土地、节电、紧凑型、小型化、无人值守的方向发展，因此不仅要求作为供电电源的高压开关设备安全可靠，同时也应具有智能化功能和体积紧凑小型化。

Abstract: With the rapid development of national economy, the importance of the quality of power supply and some performance of electrical equipment for the construction of urbanization is improved. At the same time, power supply and distribution are required to develop towards the direction of the land saving， power saving, compact, miniaturization and unattended by urban and rural power grid construction and transformation engineering in China. Therefore high voltage switchgear as a power supply is not only required to be safe and reliable, it also should have the functions of intelligence and compact miniaturization.

关键词： 配电自动化；智能化；安全

Key words: distribution automation；intelligent；safety

中图分类号：TM131.3文献标识码：A文章编号：1006-4311（2014）23-0034-02

0引言

十一五期间，国家推出了一系列高效节能、环保可持续发展的产业、技术扶持政策。电力作为能源的一个重要环节，如何做到高效、节能、环保是电力工业面临的迫切任务。对于机械工业来说高低压开关设备是很重要的，同时，在电力行业的输电设备中是很重要的一项，当然，它的这种重要性是与国家经济的发展以及社会的发展有着不可分割的关系，随着社会在经济、技术等方面的不断进步，工业以及电力行业对于高低压开关设备也有了更高的要求，不断更新的产品才可以满足行业的需求，高低压开关设备也在朝着高科技的领域发展。

1实现高压开关设备的智能化

实现高压开关设备的智能化是高压开关设备研究开发的重点。智能化的主要功能：①电能质量最优控制；②微机监控(“四遥”功能)；③故障分析及处理、网络优化；④自动负荷控制；要实现高压开关设备的智能化，就要做到：①电气元件智能化。②设备组合化、模块化。智能化是在开关设备中采用标准的现场技术总线PROFIBUS-DP方式将具有通信能力的元器件（从站）与之连接，从而实现主站通过总线对开关、电网的远程测量、调节、控制和通信。或采用智能控制仪对开关设备进行本地或远程的测量、调节、控制和通信。智能化高压开关设备系统是由智能高压开关设备，上位机（主站）、和/或可编程序控制器（PLC）（主站）、监控组态软件等并采用总线技术将其连接在一起的一套配电系统。

2高压开关设备结构紧凑和控制自动化

随着科学技术领域的不断变化，技术的不断更新以及工艺的不断更新，电器元器件的需求也越来越大。通过优化设计、选择小型化元件、提高断口耐压、元件和功能复合集成、新技术如光电传感器等应用，使产品结构紧凑，从而实现产品小型化，达到缩小产品体积、减少占地面积、低消耗（能源与材料）和高可靠性等目的。电器元件做得越来越精致，越来越小，开关成套设备做小的条件得到了最基本的保证，城市的电力负荷的增加，人口数量的增长，为了节省土地的资源，减小各方面的损耗，降低空间的使用，让物体的运输方便快捷，伴随着经济的发展而导致资源稀缺所带来的影响，所以小型化与紧凑型的产品成了工业产品发展的趋势，在现代化设备的使用中，技术加工工艺水平的提高也为小型化产品的发展提供了一个很好的平台。

结合我国实际供电设备情况，郑州郑控电气有限公司在引进消化和吸收国外同类产品的基础上开发出符合我国使用情况的智能紧凑型高压开关设备，该智能紧凑型高压开关设备具有占地小，生产周期短，基建投入少，不破坏周围环境，拆迁改造方便，成套性强等优点，特别适用于小型变电站、开闭所、工矿企业、机场、高层建筑等配电系统中作为12kV电网控制和用电终端电能转换与分配的成套配电设备，兼具电网12kV开闭所和配网终端用电控制的多项功能，结构紧凑和具有扩展性；功能控制部分具有遥测、遥控、遥调、遥信“四遥”功能，与电力部门自动化网络连接后，可完成故障区段自动定位，故障隔离、负荷转带、网络重构等功能，可将整个故障、停电时间控制在1分钟之内。

3智能型高压开关设备主要特点

3.1 外型美观大方、机械强度高、兼容性强 该设备采用箱型固定式结构，可完全替代XGN2和HXGN产品。柜体由基本骨架、顶板、面板、侧板组成封闭式结构，骨架采用冷扎钢板经数控机床加工，并采用多重折弯工艺，然后经脱脂、酸洗、淋化、喷塑处理，这样使整个柜体不仅具有精度高，机械强度高，而且具有抗氧化性和抗腐蚀性能强等特点。该设备可配真空负荷开关或真空负荷开关―熔断器组合电器，又可配真空断路器或交流接触器，因此具有较强的兼容性。

3.2 体积小结构紧凑、配置方案组合灵活 该设备由小母线室、母线室、仪表室、断路器室及电缆室等单元组成，且各个单元相对独立。断路器室可安装固定式真空断路、熔断器组合电器或SF6开关设备。该设备内也可安装上、下隔离开关，电流、电压互感器等，也可根据需要加装上、下接地开关。本装置采用该公司研制生产的ZKJS-12小型机械闭锁装置、从而保证了“五防”联锁装置更加安全可靠。因设备主要部件均采用新型复合绝缘材料，APG工艺技术固封，又因ZKJS-12型机械闭锁装置体积小巧，因此可大大缩小本装置柜体结构空间及柜体尺寸，实现装置的结构紧凑简单、样式新颖、柜型轻便和小型化。

3.3 环保、智能、安全可靠、操作及维护方便 该设备采用真空灭弧、复合绝缘，无有毒气体释放的方式。设备可配置微机综合保护测控装置或我公司的WZK系列综合测控保护装置，通过智能单元模块和工业网络实现产品自动化功能。采用固封工艺，各元气件安全固定，采用永磁操动机构，实现产品的免维护。可根据供点部门要求组成不同的配电方案，方便同其他开关柜联屏组装，便于单元扩展。该设备母线室顶部及断路器室、电缆室后部均留有虚封的泄放口，具有完善的机械联锁和电气联锁，开关的整体绝缘性能良好，柜体金属全封闭设计，金属部分可靠接地。

4智能紧凑型高压开关设备效益分析

①降低设备的运行维护成本。根据对系统元件参数的监控,将检修工作从计划检修向状态检修过渡。②减少新建变电站的控制线路的投资。开关设备智能化的应用大大提高了数据采集的利用度,可以有效地防止重复投资。③最大限度地减少了停电对用户的影响。智能紧凑型高压开关设备可自动隔离故障,并对非故障线路恢复供电，缩短了用户停电时间，缩小了停电区域，对用户来讲，得到了更高质量的服务。④提高运行效率,增强可靠性。评估以往的事故处理方法，确定正确方案,可以在将来发生类似事故时进一步减少损失,降低运行维护费用。⑤推迟新的一次设备投资。通过高压配电设备自动化,在保障供电可靠性的前提下最大限度地发挥系统供配电能力,从而推迟新的一次设备投资。

根据以上内容的介绍，智能紧凑型高压开关设备是有很多优点的，它的功能较强，可以满足自动配电需要，而且供电的可靠性也很高；现在人们都讲究环保、节约，同样，一个好的产品也应该尽可能地去做到这些，那么，在这方面智能紧凑型高低压开关设备就是值得推荐的，另外，智能紧凑型高压开关设备也尽量去满足工业对于产品经济费用的选择，通过以上的总结，智能紧凑型高压开关设备在科技领域是很实用的。同时，也在实现着其重要意义。

参考文献：

[1]高压开关网（高压开关行业市场预测和发展战略）.

[2]智能型成套开关设备技术要求（中国电器工业协会）.

[3]2009-2013年中国开关柜市场深度调查与投资发展研究报告第三章开关柜产品技术趋势研究.