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低压配电箱的电气设计探讨

2020/7/26    来源:当代电力文化    作者:常勇      
关键字:低压配电箱  电气设计  
低压配电箱在很多领域中都有着广泛的应用,具有分断能力强,动热稳定性好的特点,随着相关应用要求的不断提高,低压配电箱的电气设计也应当更加的优化。基于此,本文对低压配电箱的电气设计进行了相关的分析和探究。

引言

    随着经济飞速发展,电气设备应用越来越多,技术性能日趋复杂,对于电气自动化的可靠性、电能质量以及低耗能的用电服务有更高要求,低压配电市场随着智能电网的建设实施,制造业的投资以及新能源行业的发展,近年来一直保持快速增长的趋势。

1 现代低压配电箱的设计与功能简述

    现代低压配电箱是连接电网和电能用户的重要环节,其操作的灵活性、可靠性对系统供电质量的提高至关重要。低压配电箱能够有效提高电网供电的灵活性和减少故障停电时间。不同于传统的配电箱,现代配电箱的自动和信息化的水平不断提高,其特点一般包括能够实现台区负荷的有效划分、能够实现针对性的无功补偿、能够完成对电力系统运行参数的实时检测、各项保护功能完善等众多方面。上述优势一方面能够显著的提高配网供电的可靠性和电能质量,实现电网运行过程中电压和功率因数等参数的优化,另一方面借助先进的控制系统设计,能够有效对过压、过流以及谐波等异常情况进行保护,同时,具有优良的动态响应能力。

2 低压配电箱的电气设计

    2.1 线路设计

    在低压配电箱的电气设计中,线路设计是一项关键性内容,其具体包括两部分:电气接线图设计和电气线路导线选型。首先,进行电气接线图设计时,应当要充分考虑到低压配电箱的实际负荷特点,根据其负荷大小及供电回路等来进行设计。特别是在导体截面积设计、导体型号确定、导体材质选择之时,必须特别关注这一问题。其次,由于在低压配电箱的实际运行过程中,并非所有时候通过低压配电箱的各电路负荷都是额定功率,也并非总是在同一时间运行。为此在设计电气接线图之时,还应当要确保能满足低压配电箱的最大功率。再次,在选择导线类型时,应优选铜线或者铝线作为低压配电箱的母线,并在设计时充分考虑到在交流供电情况下的集肤、邻近等效应的影响。最后,对低压配电箱的散热要求也需要进行重点考虑,并合理设计线路与继电保护装置间的位置关系,避免它们互相之间发生干扰。

    2.2 结构设计

    低压配电箱的电气结构设计主要考虑箱体的散热问题。在实际运行过程中,低压配电箱会受到多个方面因素的影响而产生箱体温度过高的问题,比如阳光照射、夏季暑热以及用电高峰期产生的高负荷都有可能导致低压配电箱箱内温度过高的现象出现,过高的温度会对低压配电箱箱内的元器件运行状态产生影响。因此,在进行低压配电箱结构设计的时候,要做好以下几个方面的工作。一是要以提升散热性能为原则进行低压配电箱箱体结构设计。可以通过增强通风效果和安装遮挡装置两种途径来实现。其中增强通风效果主要是在保证低压配电箱防护等级的基础上,通过增加箱体的散热出口面积来实现。而安装遮挡装置主要是为了避免雨水、阳光以及杂物等对低压配电箱产生不利影响所采取的加装纱网和挡板的防护措施。二是根据实际情况尽可能的选择容量较大的内部器件。容量较大的内部器件能够有效负担低压配电箱的负荷,从而避免因负荷过高造成箱内温度升高的问题出现。三是合理布局内部器件。为了减少箱体发热的问题,在进行箱内元器件布局设计的时候,要优先考虑容易发热和散热要求比较高的器件布局,以此来通过优化箱内器件布局来相应的增加散热效果。器件布局设计同时也是低压配电箱结构设计的主要内容之一。低压配电箱结构设计还要充分考虑到低压配电箱的安装方式。上文分析中提到低压配电箱的安装方式有明装和暗装两种。根据实际需求的不同,在配电箱结构设计要注重以下几个方面。一是配电箱箱体可以采用不锈钢或者是冷轧钢板制成,外部进行喷塑处理。二是低压配电箱向内的开关必须要以凸出的方式进行安装,便于以后操作和管理。三是低压配电箱的箱底要设置有进出线装置,同时根据低压配电箱内的电气回路选择单排结构或者是双排结构。另外如果低压配电箱选择明装的安装方式,那么可以为低压配电箱设计可拆装式的挂耳,这样既具有方便、实用的优势,同时还通过独立包装的方式来避免运输过程中的碰撞损坏问题。四是低压成套装置的选择应充分考虑安装场所、适用人类别、防护等级、污染等级等,配电箱应标注清楚箱体选型规格、线路敷设方式等。

    2.3 电器设计

    在低压配电箱的电器设计过程中,应重点把握元件选择和元件布局这两方面问题。具体来说,在元件选择方面,首先应当严格按照相关质量规范来进行选择,严禁使用质量不合格的产品;其次应当根据实际型号参数及其他相关要求来进行元件选择,以使元件与低压配电箱相匹配和适用;最后应当合理设计低压配电箱内部保护装置的相关参数,以保障各项元件的安全运行。而在元件布局方面,则应当充分考虑到低压配电箱的一次走线要求,尽量选择便于走线的布局方案。且除把握好元件选择和元件布局以外,在进行低压配电箱的电器设计之时还应当要确保接地的可靠性,以及保证信号回路中的各个元件互不干扰。

    2.4 组件选型设计

    电参数显示仪表、二次测量仪以及线路开关、断路器等是低压配电箱主要的组件,这些组件选型设计也是低压配电箱电气设计需要考虑的重点问题。这些组件的选择除了要考虑到低压配电箱的使用功能要求之外,还要考虑到低压配电箱的安装方式。以断路器为例,如果低压配电箱采用暗装的安装方式,那么继电器的选择就需要做好额定电流数值的修正设计,这是因为暗装方式下低压配电箱很容易受到断路器工作温度的影响产生箱内温度升高的问题,在进行断路器选型的时候,要充分考虑到这一点,合理修正额定电流。另外,还要对低压配电箱箱体外侧的显示元件和控制元件进行设计。一方面,外侧的元件要按照一定的要求进行合理、有序的布置,同时也要保障操作的便利性和安全性。另一方面,外侧元件安装的过程中要紧固母线连接处的连接度和整洁度,避免因线路安装问题影响低压配电箱的使用。同时,还要做好元件、线路的标识工作,通过规范、简洁的标识设计来突出元件的功能和线路的走线,为低压配电箱以后的使用和运行维护提供便利。

3 结语

    随着现代低压配电箱自动化程度的不断提高,其功能和结构日趋复杂,对此,在实际的设计过程中,应当从负荷的分析、元件的选型、保护措施的制定等各个环节入手,充分把握低压配电箱常见问题及产生机理,切实有效的提升配电箱的电气设计水平。

责任编辑:程玥
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