引言
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。
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优化电路
成套开关设备包括开关柜、配电盘、控制箱、开关箱等设备，高低压成套开关设备优化设计过程中，需要对电路进行优化，使得高低压开关设备内部线路布置更加合理。线路优化包括两个方面：
2.1确定电路负荷
首先成套开关设备根据用电场所的需要，确定电路负荷是否可以满足电力系统的运行要求，电力负荷包括电网容量、供电距离、电网分布以及电力设备等，从而为开关设备设计更加合理的供电方案，提高设备运行效率。在设计过程中，需要考虑电力设备长期和短期运行系数，从而确保设备的使用性能。电力系统在运行过程中，受到周围环境的影响，可能持续短路电流或者接地故障，造成短路故障。因此，在设计的时候，需要考虑到周围环境对电路的影响，必须采取一定的屏蔽措施，防止周围磁场或者异常电流对设备的影响。其次，在设计过程中，还需要优化电路的排布，确保电路满足用电场所的需求。
2.2优化辅助材料
在对高低压成套开关设备开展优化升级工作过程中，对其辅助性材料进行优化设计也是其重要内容之一。究其根本原因在于开关设备在使用过程中，壳体、电缆与母排都会给开关设备的运转效率带来不同的影响。一般情况下，在开关设备中，母排中的弧导线可以被细化成为两种不同的规格与形式，分别为铜与铝，基于此，在对其开展优化设计工作过程中，应该充分结合用户的使用需求以及相关施工标准对其进行科学布设。在布设工作过程中，应该考虑用户的过载裕度情况，在保证设备性能的基础上，降低铜铝的资源使用量。除此之外，还可以将开关设备中的母排材料换为铜排，对于电路中电流较大的部分，可以采用多个铜排相连的方式，以此提高相关设备的负荷能力，确保设备得以正常运行。
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2.3适应运行环境
高低压成套开关设备设计过程中，还需要考虑到设备运行环境，如果设备运行环境粉尘和带电粒子比较多，则必须使用密封性能好、体积小的元件，从而提高设备整体性能；如果高低压成套开关设备在海拔比较高或者震动比较强烈的环境下，则需要采用抗震元件；如果高低压成套设备应用在高层建筑中，则可以采用电缆桥架的方式，可以减少低层楼层的线路数量。只有根据开关设备实际运行环境进行优化设计，才能最大限度确保设备的质量和性能。
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。
4元件排布优化方案
在高低压成套开关设备运行过程中，其元件排布的科学合理性直接关乎着开关设备的运行效率，基于此，想要对高低压成套开关设备进行优化，需要的对其元件进行科学合理的排布，以确保开关设备能够处于长久优化的状态中，增强其性能，为设备顺利运行以及提高设备的使用寿命打下基础。在对开关设备开展优化设计工作过程中提出以下几点：一是应该针对其元件结构进行优化，根据相关规定标准来看，其安设高度于柜底两者之间应该保持0.2m的距离，确保其设备在后期使用过程中，高效性以及快捷性能够得到切实的保障；二是在对开关设备中的操作手柄开展设计工作时，应该将其与柜底之间的距离保持在一米五左右；三是在对开关设备中的仪表进行优化设计工作时，应该将仪表管控在自身可以接触的的范围内；四是对于开关设备中具有散发热量的元件，进行设计工作时，增加其散热功能是非常有必要的；五是在开展元件排布优化设计工作时，对其空间结构进行整体分析十分必要。只有满足以上几点才能保证开关设备的实用性以及可靠性，确保相关设备得以正常使用。
5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。
结语
综上所述，高低压成套开关设备在电力输配电系统中有着非常重要的作用，主要负责电能的保护、测量、控制、转换等，在各种生产场所、居民建筑中有着非常广泛的应用。因此需要加强对高低压成套开关设备优化设计分析，对于保障人们用电安全稳定性意义重大。
参考文献
[1]赖美云.高低压成套开关设备的优化设计解析[J].中国设备工程,2017(16):188-190.
论文作者:潘常能
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/26
标签：开关设备论文; 高低压论文; 设备论文; 优化设计论文; 过程中论文; 电路论文; 性能论文; 《中国西部科技》2019年第24期论文;