摘要：配电房是在建筑工程中不可缺少的一个主要功能配备，由于科学技术的不断发展，配电柜的设计也由简单逐渐发展为更加安全可靠的、自动化程度更高的现代化配电设计。基于此，本文首先介绍了高低压配电柜的概念，然后重点阐述了配电房高低压配电柜的智能化优化设计。
关键词：配电房；高低压配电柜；优化设计
引言
目前的高低压配电柜结构优化设计朝着模块化、标准化的结构设计，其特点主要表现在本身的设计标准较高，同时设计步骤又较为方便，以多元化的结构形式突显多样化的需求目的，不仅适用于不同环境以及各类等级，而且极大的提升了配电柜在配电网运行中的稳定和安全。
1、高低压配电柜的概论
1.1低压配电柜
当前，我国现行主要使用的低压配电柜主要有两种：第一种是由我国自主研发的或者通过仿照经过3C认证低压配电柜。比如GCK低压抽出式开关柜和GGD低压固定式开关柜等。第二种是由国外引进的比较先进的低压配电柜，主要有瑞士ABB公司生产的MNS低压抽出式开关柜和德国西门子研发的SIVACON低压配电柜等。
1.2高压配电柜
高压配电柜相对来说结构比较复杂，以比较常用的柜型KYN28-12中置柜和XGN口-12环网柜为例，其系统构成主要包括了柜体外壳、主回路母排、计量负荷测控装置、高压开关（真空断路器、负荷开关、真空接触器、隔离开关等）、保护装置、接地装置，高压避雷器、PT和断路器转运小车、电缆故障指示仪、带电显示器、互感器（电流互感器、电压互感器、零序互感器）等其他设备经过连接构成。我国发展高压配电柜已经经过了三个主要的过程：第一个主要的过程是上世纪50年代到60年代，是我国发展高压配电柜的起始阶段，在初期，由于我国经历了战争之后受到经济、科技等方面的客观因素的制约，没有能力也没有人才可以自主地去研发高压配电柜，在这个阶段，我国的配电柜都是对前苏联的进行仿制。第二个过程是上世纪的60年代到70年代，这个时期可以算是高压配电柜的发展时期，我国开始正式地对高压配电柜进行自主研发，而且成功地研制出了多种较为简单的高压配电柜。第三个过程则是上世纪80年代到现今，随着改革开放的到来，我国无论是科技还是经济都得到了巨大的发展，在这一阶段，我们引进了大量的国外先进技术，并且加快了自主研发高压配电柜的技术。
2、配电柜优化设计
2.1智能化配电柜
配电柜通常采用的是户内开关设备，一般情况下，在高压上采用的是KYN28-12铠装移开式交流金属封闭开关设备，XGN口-12高压环网开关设备，在低压上采用的是GCK抽出式开关柜，GGD固定式开关柜和低压配电箱。这些户内开关设备根据配电柜的用途进行划分，可以分为进线柜、计量柜、电容补偿柜、出线柜、联络柜，发电机柜，将开关和元器件按图纸设计进行连接，组成不同功能的配电柜。
配电柜内的设备以断路器、铜排、电缆为主要部分，微型断路器、热继电器、接触器和其他的元器件设备为辅助部分。将配电柜内的设备进行智能化设计，主要包括：断路器控制器的智能化、微型断路器、热继电器、接触器状态参数的采集、局放监测、柜内铜排温度的监测、进出线电缆状态的监测、柜内温湿度监测、柜内火灾报警监测。
断路器智能化控制器需要进行测量的参数主要包括：断路器分合闸状态、断路器位置、储能电机状态、电流、电压、频率、功率因数、有功功率、无功功率等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆电流互感器用来为智能控制器采集系统三相电流，根据系统参数，通过计算之后，设置好控制器内部的参数，包括系统电压，互感器变比，过载电流及过载保护时间，短路电流及保护时间，根据采集到的电流和设置好的保护定值，智能控制器根据内部程序可以自动判断此时系统的状态，在预定的时间内，是否选择跳闸保护；通过断路器的辅助触点反馈的信号，可以用来为智能控制器采集断路器的分合闸状态和位置。智能控制器可以通过自身通信接口，和上位机软件进行通信，用户可以在上位机监控软件直接监测到系统各个设备的参数和状态，提高了供电的可靠性，有效的进行故障预判和快速调整。
微型断路器、热继电器、接触器等需要采集的参数主要包括：微型断路器状态和电流、热继电器的状态和电流、接触器的吸合状态。可以采用局放传感器，安装在电缆室，通过超高频检测法，对局放进行测量。局放系统有以下特点，不需要外接电源，局放信号无线传输，长寿命免维护，标准的通讯方式，独立的局放系统，通过与上位机监控系统连接，可以实现实时数据显示，趋势曲线分析，局放告警，查看历史告警记录等功能；可以通过电缆状态测试仪，检测电缆是否存在短路缺相的故障，配备有通讯接口，可以方便的与上位机通讯。通过在柜内安装温湿度传感器，检测柜内的温度和湿度，根据设定由装置自动判断，是否起动加热装置来除湿，是否起动风扇来降温；通过柜内安装的零序电流互感器，判断柜内电流是否存在异常，从而判断柜内是否有火灾发生，通过火灾探测器与上位机进行通信，及时的处理现场的事故。传统的柜内设备保护，采用机械指针式继电器保护，保护设备不仅存在着体积大，在安装与配线的过程中操作复杂、检修不方便、故障率较高等缺点，而且在工作中的测量精度比较低，难以满足客户的需要。在现代化的配电柜内，采用智能综合微机保护装置，对线路和负载设备进行保护，通过采集设备三相电流和电压等参数，对用电设备进行可靠的保护，测量精度和事故保护告警及时性都非常高，是现代化配电柜内常用的一种高科技智能化设备。
2.2报警设备
在智能化配电柜的设计中为配电柜配置报警设备，有利于对配电柜的状态、参数进行及时的了解和掌握，同时还能够预测配电柜的寿命。通过智能化配电柜的报警设备可以随时随地对配电柜的参数进行监测，并将监测得到的变化量都存在数据库中，然后通过报警软件的筛选，将有用的报警信号通过指令的形式发送出去。
2.3智能化配电柜系统的组成
虽然智能化配电柜是智能化电网建设中最基本的单元，但是智能化配电柜在整个智能电网中却起着非常重要的作用。智能化配电柜主要由智能化断路器、智能电子仪表、电子元器件、通讯模块及上位机监控软件等相关设备组成，这些智能设备通过以太网传输的方式与交换机之间进行数据交换。信息的采集与传输过程主要为：智能电子式仪表及智能模块采集器进行数据的采集，并将采集到的数据通过以太网传输的方式传送到信号转接盒，然后再将信号转接盒连接到智能测控设备上面，进而与上位机监控软件进行通讯，通过上位机监控软件对系统设备进行监测及控制。智能化配电柜上配置有IEC61850交换机，该交换机通过简单的连接方式就可以实现智能化配电柜之间的数据通信。另外，在智能化配电柜上还装备有报警设备，可以实时监测配电柜的各个参数，并进行短消息报警。
结束语
总之，配电房高低压配电柜的智能化优化设计不仅满足了人们对配电柜智能化的需求，还保证了配电网能够更安全的运行，为人们提供更安全可靠的电力供应。同时，将先进的技术运用到配电柜的智能化设计当中，可以实现配电柜故障定位和抢修的快速化，为电网的安全性提供了保障。相关部门和研究人员应该加快智能化配电柜的设计，推动我国智能电网的建设步伐.
参考文献
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[2]周凌云.关于配电房高低压配电柜的优化选择[J].建筑工程技术与设计，2013
[3]薛俊鹏、陈家涛；浅谈国内外低压配电柜的发展趋势[J].民营科技，2011
论文作者:杨黎明
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/25
标签：配电柜论文; 柜内论文; 断路器论文; 设备论文; 配电房论文; 高压论文; 接触器论文; 《建筑学研究前沿》2018年第15期论文;