低壓配電柜的開發(fā)與應用探討

Summary：在智能電氣系統(tǒng)的發(fā)展過程中，低壓配電柜的應用成為主要趨勢，為形成高效化的發(fā)展形勢，應確保電氣系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。在為企業(yè)提供技術(shù)支持時，使電氣系統(tǒng)可靠程度得到加強。工業(yè)化生產(chǎn)逐漸朝著自動化方向轉(zhuǎn)變，需要借助低壓電氣控制系統(tǒng)的大力支持。對于低壓配電柜的出現(xiàn)和應用，在開發(fā)過程中，可以滿足智能化、自動化等方面的生產(chǎn)需求。本文通過分析低壓配電柜的發(fā)展狀況，在探討低壓配電柜的開發(fā)內(nèi)容時，分析低壓配電柜的應用發(fā)展趨勢。在開發(fā)設計與應用拓展方面，為其提供相應的參考。Keys：低壓配電柜；開發(fā)與應用；設計基礎(chǔ)；相關(guān)類型引言：對于低壓配電柜的出現(xiàn)，能夠在工業(yè)生產(chǎn)過程中，滿足自動化、智能化等需求。隨著相關(guān)基礎(chǔ)需求的不斷提升，應針對低壓配電柜的開發(fā)和設計全面創(chuàng)新。立足于當前的發(fā)展概況，在開發(fā)低壓配電柜時，針對相關(guān)設計進行完善。從多個角度出發(fā)，形成科學、有效的開發(fā)設計方案，并分析低壓配電柜在電網(wǎng)中的實際運用，找出推動低壓配電柜技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵點，為低壓配電柜的開發(fā)和應用，提供良好的前景支持，使其獲得優(yōu)良發(fā)展態(tài)勢。1.低壓配電柜的開發(fā)與設計1.1母線設計在低壓配電柜的運行過程中，或者在產(chǎn)生短路故障問題時，當配電柜中有電壓、電流時，則會產(chǎn)生力和熱。若電流處于最大狀態(tài)，低壓配電柜所承受的壓力較大，并且會形成大沖擊力。所以，在低壓配電柜的開發(fā)過程中，應從設計方面入手，針對上述內(nèi)容提出有效應對措施。一方面，在低壓配電柜中，可以根據(jù)其中的電動力，對其準確計算，獲得完整的數(shù)據(jù)支持。結(jié)合當前的短路電流，若達到峰值時，可以判定低壓配電柜中，能夠產(chǎn)生最大電動力。在計算過程中，能夠準確掌握電動力的大小，采用有限元分析軟件，在仿真過程中，以明確主母牌排所承受的電動力為主要目的，在受到電動力的影響后，可以在仿真環(huán)節(jié)，明確主母排產(chǎn)生的位移大小情況。在篩選主母排的過程中，使其能夠承受相應的沖擊短路電流峰值。另一方面，對于低壓配電柜中的母排，應在分析過程中，從熱穩(wěn)定性的角度出發(fā)，在建立數(shù)字模型時，以穩(wěn)態(tài)溫度場和瞬態(tài)溫度場為主，在開展計算作業(yè)的過程中，能夠得出具體的電量大小。在仿真軟件的輔助下，針對母排的瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)等2個溫度場，促進仿真工作全面落實。在設計母牌的過程中，若產(chǎn)生短路電流，在引起沖擊時，使母排能夠承受該類沖擊。在開發(fā)母排系統(tǒng)時，對于母線連接結(jié)構(gòu)的設置，屬于低壓配電設備中的重要“紐帶“。在成套設備當中，突出了母線系統(tǒng)這一組成部分的重要作用。在確定低壓開關(guān)成套設施相關(guān)內(nèi)容時，以電氣參數(shù)、進出線方式、柜體溫升和連接方式為主，能夠發(fā)揮母線連接結(jié)構(gòu)的決定性作用，并且可以對配電系統(tǒng)的性能帶來直接影響。所以，在設計新型母線系統(tǒng)時，既要保障結(jié)構(gòu)新穎性，還應符合用戶習慣，并且存在高表面積、高載流量、高散熱等特性。首先，主母排級垂直排形式。在研發(fā)和設計過程中，以異形牌為主，所形成的機械強度較高，并且具有優(yōu)良的散熱性能。主母牌中的載流量較大，在合理把控制造成本時，所形成的成本水平較低。所以，將其與其他廠家進行對比，可以看出主母牌及垂直牌的形式具有不可替代性，并且能夠保障企業(yè)的生產(chǎn)優(yōu)勢。在計算和分析載流量時，還應促進試驗、驗證等工作同步落實。對于不同類型的電流等級組合，應從方便性入手進行考慮，在計算和分析的過程中，還應掌握截面、成本等數(shù)據(jù)，采用仿真的形式，最終確定最優(yōu)性價比。其次，銅排搭接方式及長度設置。在使用搭接方法的過程中，為了進一步確定銅排搭接方案，還應借助仿真計算和分析等多種形式，在獲得最優(yōu)方案時，確定實際的搭接長度，確保能夠達到降低成本的效果，獲得優(yōu)良的制造成效。最后，母排固定牌架。在設計排架結(jié)構(gòu)的過程中，能夠形成模塊化組合形式，在面對不同的電流等級時，可以滿足通用性等基本要求。在計算和分析的過程中，針對固定件中的不同間距，在分析相關(guān)影響因素時，從母排動熱、穩(wěn)定短時、耐受電流等3個環(huán)節(jié)出發(fā)，為母排固定排架結(jié)構(gòu)設計，提供相應的參考依據(jù)。在研究母排固定件的過程中，還應從防燃弧措施入手，在測試過程中，確保措施與方式的實用性。2.新型低壓配電柜溫度監(jiān)控模塊開發(fā)與設計在供電系統(tǒng)的運行過程中，隨著低壓配電柜的持續(xù)工作，很有可能遭受外界因素的影響，從而產(chǎn)生不同程度的破壞，進而引發(fā)設備故障問題，導致低壓配電柜出現(xiàn)老化現(xiàn)象，不利于維護電力系統(tǒng)的安全運行。對于設備的環(huán)境溫度，在達到一定的程度時，會造成開關(guān)設備事故，對電力設備造成損壞，在嚴重情況下，甚至會毀壞整個變電站。在電力設備的運行過程中，為確保具有較高的安全系數(shù)，減少配電系統(tǒng)意外事故的發(fā)生，形成高質(zhì)量的供電模式，需要從低壓配電柜入手，采用有效保護對策，針對電力系統(tǒng)環(huán)境全面監(jiān)控，在合理調(diào)控配電柜內(nèi)部溫度時，有效減少故障問題的出現(xiàn)。在設計新型溫度測控系統(tǒng)的過程中，可以采用實時化的形式，結(jié)合配電柜內(nèi)部的溫度，為采集、判斷等工作開展提供指導。若在監(jiān)控系統(tǒng)的運行階段，實際所測得的溫度數(shù)值，已經(jīng)超出前期預設的溫度值時，會及時發(fā)出警報。通過繼電器輸出回路，以自動控制的形式，使電器直接斷電，有效防范火災問題的發(fā)生，維持低壓配電柜的安全、穩(wěn)定運行狀態(tài)。2.1溫度監(jiān)控模塊硬件設計首先，在通信接口設計中，該項模塊的形成，能夠加強與外界的交互性。為了加強通信接口與上位機之間的通信，采用串行通訊接口的形式，在設置專用芯片時，能夠為發(fā)送轉(zhuǎn)換、接收轉(zhuǎn)換等雙重功能的實現(xiàn)提供支持。其次，在設計電源模塊時，在單片機工作中，電源屬于基本前提。在設計智能監(jiān)控系統(tǒng)的過程中，通常安裝于低壓配電柜的內(nèi)部，并形成不間斷的工作形式。采用實時化的數(shù)據(jù)采集方法，及時將數(shù)據(jù)傳輸給上位機。從配電柜的主母線上，在內(nèi)部有電時，可以維持單片機的持續(xù)工作狀態(tài)，并且不需要額外供電，可以彌補配電柜斷電、更換電池等缺陷。圖1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)再次，在設計溫度采集單元時，通常需要借助溫度-電壓轉(zhuǎn)換這一原理，獲得較高的測量精確程度，且分辨率同樣較高。所以，對高精度的A/D轉(zhuǎn)換器，有著較高的依賴程度。在篩選負溫度系數(shù)熱敏電阻時，使其具備較好的性能，將其作為溫度傳感器。當溫度越高時，所形成的電阻越小，在使用負溫度系數(shù)熱敏電阻時，將其與NE555聯(lián)合使用，能夠構(gòu)成多諧振蕩電路，可以在測量溫度信號時，將其轉(zhuǎn)變成脈沖信號的形式。根據(jù)脈沖的頻率高低，可以進一步掌握物體的溫度變化。在使用微凸處理器時，能夠捕獲頻率信息，再將其還原之后，獲得對應的溫度值，對最終測量結(jié)果全面整合，通過串口即時輸出。最后，在繼電器輸出電路設計中，對于相關(guān)元器件的使用，為實現(xiàn)遠程控制目標，需要從終端節(jié)點上入手，完成對繼電器輸出電路的設置。采用光電耦合器，在整個電路中，促進信號的轉(zhuǎn)換，以“電-光-電”這一轉(zhuǎn)換路徑為主，能夠?qū)敵龌蛘咻敵龅墓怆娺M行隔離。2.2溫度監(jiān)控模塊軟件設計在設置溫度監(jiān)控模塊軟件時，旨在完成溫度數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換等工作，并與PC機之間保持通信。通常采用C語言完成編寫任務，由主程序?qū)浖O計模塊進行控制。在整合程序初始化模塊和其他功能模塊時，組成完整的溫度監(jiān)控模塊軟件。在啟動測控裝置之后，由程序?qū)Ω黜梾?shù)初始化處理，在執(zhí)行主程序時，對溫度采集程序予以調(diào)用。在處理器檢測傳感器信號后，采用計算處理的形式，以實時化的顯示方法，顯示相應的數(shù)值，通過串口同時發(fā)送至PC機。一方面，在涉及初始化及串口通信時，需要對單片機的GPIO口，對初始化配置予以完善，將PA6作為溫度采樣通道。將PA9、PA10作為引腳，將其作為串口的輸入和輸出。對于串口的波特率設置，應為9600，數(shù)據(jù)位為8BIT，1停止位，并且不需要設置校驗位，并無硬件數(shù)據(jù)流控制。另一方面，在溫度的采集和處理中，會受到多種干擾因素的影響。例如：電子、噪聲等外界因素，進而形成干擾。為消除上述干擾影響，所以需要對其處理。采取均值濾波的形式，在1MS左右采集一次溫度。待采集次數(shù)為2次之后，取其中的平均值。2.3新型低壓智能綜合控制單元開發(fā)與設計在開發(fā)綜合監(jiān)控單元時，從硬件電路和軟件等2個方面入手，對相關(guān)設計進行完善。其中，對于硬件電路而言，包括電壓采集、電流采集、開關(guān)量采集等電路類型。在設置智能綜合監(jiān)控單元的過程中，能夠以自動形式，從回路入手，對過載漏電等故障進行檢測。在發(fā)生故障問題時，通過繼電器等設施輸出電路，并加強對回路的控制。圖2低壓智能配電柜整體設計首先，在設計終端采集模塊時，對相關(guān)硬件設計進行完善，包括電壓、電流開關(guān)量等采集電路，并且還應將繼電器輸出電路包含在內(nèi)。其次，在設計終端采集軟件的過程中，應根據(jù)終端節(jié)點的相關(guān)任務設置，配備與之相對應的流程圖設計，并確保相關(guān)程序開發(fā)的具體性與合理性。根據(jù)所設計的硬件，在與軟件配合使用時，從電壓電流開關(guān)量、溫度等相關(guān)參數(shù)入手，完成相應的采集任務。最后，對于上位機監(jiān)控界面的設計，應從其中的監(jiān)控程序出發(fā)，確保設計的詳細性與具體性。通過收集協(xié)調(diào)器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，在分類和計算的過程中，顯示最終的計算結(jié)果，并在監(jiān)控界面中有所體現(xiàn)。隨著低壓配電柜的開發(fā)和應用，能夠針對其中各種電氣參數(shù)，實現(xiàn)實時監(jiān)控等工作目標。3.低壓配電柜的應用效益在電氣化建設項目中，對于低壓配電柜的使用，能夠促進配網(wǎng)中的電壓質(zhì)量隨之提升，并形成安全運行模式。在保障供電環(huán)節(jié)可靠性時，形成經(jīng)濟性的電氣化建設形式，促進管理工作整體水平提升，可以促進運行管理工作效率同步提高，為供電企業(yè)服務質(zhì)量提供有力保障，產(chǎn)生良好的社會效益和經(jīng)濟效益。以提高配網(wǎng)自動化率為例，在低壓配電柜管理終端中，根據(jù)公用臺變的運行情況，促進檢測和監(jiān)控等工作有效落實。所形成的運行數(shù)據(jù)報表具備有效性，在開展運行負荷調(diào)整工作時，能夠獲得準確、正確的數(shù)據(jù)支持。在主網(wǎng)通信過程中，可以達到減少負擔的效果，利用低壓集抄集中器，對每一塊終端代表數(shù)據(jù)進行抄錄，并為存儲環(huán)節(jié)提供支持。在公用配電變壓器所管轄的區(qū)域內(nèi)，能夠?qū)Φ蛪河脩舻碾娔鼙磉M行管控，形成集中采集功能。對于2個終端設備的使用，能夠整合相關(guān)數(shù)據(jù)信息，使其可以被直接傳回計量自動化系統(tǒng)后臺，并由數(shù)據(jù)服務器接收。在系統(tǒng)后臺中，通過對數(shù)據(jù)的分析和處理，為圖文、統(tǒng)計報表等內(nèi)容的形成，提供相應的支持。在開展計量監(jiān)控線損管理和終端管理工作時，能夠發(fā)揮系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)的實際作用。表1某供電局配電網(wǎng)設備統(tǒng)計首先，在數(shù)據(jù)集中采集過程中，所涉及的抄表方式具有多樣性。例如：全諧波、微功率、無線混載等等，能夠針對所有用戶，采用遠程、集中的形式，完成抄表任務。在智能電表中，具有無功電能、凍結(jié)電量、有功電能等內(nèi)容。當顯示為0時，對該類電能量數(shù)據(jù)進行上傳，由自動化系統(tǒng)監(jiān)控主站接收。其次，在配電運行綜合管理過程中，通過終端設備，結(jié)合變壓器低壓線路等相關(guān)運行數(shù)據(jù)，促進檢測、記錄等工作有效落實。在對比和分析的過程中，能夠以實時監(jiān)控的形式，加強對配電網(wǎng)的管理。與此同時，對于可能存在的安全隱患，可以提前形成有效判斷，并提供數(shù)據(jù)方面的支持。在落實防范措施時，確保該項防范對策的有效性與實用性。在供電過程中，使其安全質(zhì)量得到加強，在負荷管理階段，形成合理的管控方式。再次，配電設備精細化管理。在低壓配電柜的運行和使用過程中，通過建立電力設備維護監(jiān)視模式，基于GIS系統(tǒng)的支持。在每一回的饋線中，針對相關(guān)主要設備，能夠建立與之相對應的設備臺賬和報修記錄。在設備運行信息的管理環(huán)節(jié)，在采集、分析等階段，提供與之相對應的管理界面，并完成索引、摘牌、掛牌等操作，使配電設備精細化管理措施得到落實，形成較高的管理工作水平。最后，設備故障綜合管理。根據(jù)設備的實際運行情況，在出現(xiàn)故障問題時，采用實時的監(jiān)控形式。當系統(tǒng)檢測到所發(fā)生的故障時，可以及時顯示受到故障影響的具體區(qū)域，并且可以具體到相應的影響設備。在配電管理系統(tǒng)中，能夠及時通知轄區(qū)管理人員和維護人員，采用短信的通知方式，形成積極響應效果，并迅速安排相關(guān)人員，促進搶修工作盡快落實，縮短故障停電時間。4.低壓配電柜的發(fā)展趨勢4.1配電系統(tǒng)智能化控制在低壓配電柜中，所涵蓋的電器元件具有多樣性，均能夠?qū)崿F(xiàn)智能化和制動控制目標。在微電子、計算機、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)的輔助下，將其與傳統(tǒng)配電柜技術(shù)有機融合，能夠從整體配電系統(tǒng)設備入手，促進其可靠性隨之提升。在使用現(xiàn)場總線技術(shù)時，可以促進低壓配電系統(tǒng)整體配電效果得到提升，并朝著低功耗等發(fā)展趨勢轉(zhuǎn)型。在信息技術(shù)的輔助下，為遠程操作環(huán)節(jié)提供的可能性，在系統(tǒng)運維過程中，形成便捷化的特性，并且可以達到削減運維成本的效果。圖3低壓智能型配電柜系統(tǒng)配置4.2新型環(huán)保材料應用在我國大力倡導節(jié)能環(huán)保政策的過程中，能夠為碳中和目標的實現(xiàn)提供關(guān)鍵支持。在現(xiàn)代化工業(yè)和社會發(fā)展中，將節(jié)能環(huán)保作為“必經(jīng)之路”。對于低壓配電柜的開發(fā)和應用，應注重其環(huán)保性的提升，將其作為生產(chǎn)廠商的重要追求。例如：某公司在生產(chǎn)MNS低壓配電柜時，除了采用覆蓋鋁鋅柜架的方法之外，還能夠在篩選銅母排的過程中，使其具有較高的導電率，并配備相應的熱縮套管，使該類設施的安全性能得到提升。在使用塑膠材料時，避免其中存在有害化學物質(zhì)，可以減少氟利昂、鹵素燃燒等污染問題，從而達到環(huán)保方面的要求。結(jié)束語：在電力系統(tǒng)的運行過程中，對于低壓配電柜的使用，在該類重要設備元件的支持下，有利于維護電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，所以突出了低壓配電柜開發(fā)與應用的關(guān)鍵價值。在新經(jīng)濟背景的影響下，對于電力負荷方面的需求，呈現(xiàn)出迅猛增長態(tài)勢。在使用電力終端的過程