简析高低压成套开关设备的优化设计

　　摘 要：高低压开关设备在电力系统中负责配电、电气传动以及控制设备的作用。随着我国电网事业的发展，大量的电力设备、自动控制系统广泛应用在电力系统中，高低压开关设备大量增加，但是高低压成套开关设备在使用过程中，由于制造工艺等方面存在的缺陷，导致成套开关的使用效率比较低，在使用过程中，出现误动、拒动现象。因此需要优化高低压成套开关设备设计，提高高低压成套开关的性能和质量，确保供电系统的安全性和可靠性。

　　关键词： 高低压成套开关设备;重要性;优化设计

　　引 言

　　高低压成套开关设备在电力系统中占重要地位,其在电力系统中的运行功能主要体现在对电路的控制及保护方面、信号传输方面以及电能计量方面等。这些都会直接影响到整个电力系统的运行质量及使用效率,进而影响到电力设备自身的安全,甚至会影响到相关电力操作人员的生命安全。此外,就现实情况来看,目前我国的高低压成套开关设备在设计及制造方面明显均有着一些缺陷,这些缺陷直接导致了设备自身存在着绝缘性弱、安全性差及运行效率低下等问题。为了解决这些设计缺陷,进而更好地保障电力设备的运行。本篇文章将分别分析高低压成套开关设备的重要性,并提出相关的优化方法,从而提升其安全性及效率性。

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　　高低压成套开关设备的重要性

　　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，能够更好地对输配电系统运行进行控制，同时又能够很好地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，导致其作出错误地判断。

　　高低压成套开关设备的现状分析

　　电压从等级上划分，可以分为这几个类型，即安全电压、低压、高压、超高压以及特高压。安全电压为36 V以下，低压为220 V到380 V，高压为10 kV到220 kV，超高压为330kV到750 kV，特高压为1000 kV交流。就我国当前高低压成套设备发展现状来讲，主要体现在这几方面：首先，主要是发挥监控作用，排除故障方面的价值并没有得到发挥，因此在进行优化设计过程中，可以使设备既发挥监控作用，又发挥故障排除价值，同时设备还需具备管理权限以及自动搜索功能，但是并不是所有权限都会通过，需在审核通过的基础上才能通过。总体来讲，设备设计在智能化方面尚不够完善。其次，在运行之前，需对其功能进行检测，查看开关是否存在问题，在发现问题时，需做到对问题的及时解决，进而运用在实际当中才不会有问题故障，高低压需注重检测工作的实施，保证在运行时才不会发生问题、失误。

　　就开关组成来讲，可以由故障管理器、报警器等构成，在将问题处理好的基础上，才能保证其运行的顺利性。在科技迅速发展背景下，在进行设计时，需注重对技术的把握。高低压成套开关主要是运用集中式方式进行管理，在此情况下，能够实现对分散信息的有效归纳，并且对其进行整理与反馈，进而使电力系统的运行环境得到充分了解。最后，就供电可靠性来讲，在进行供电过程中，应注重可靠性的体现，对于可靠性来讲，往往有一定要求，在要求得到满足的基础上，才能将设备设计好。报警装置是当前设备中不可或缺的组成，在设备使用过程中，需对开关设备存在的问题进行监控，这样才能促进成套开关得到更健康地发展，在对电力进行使用过程中，应注重对制度的制定，这样才能使很多方面在进行操作时获得较为充分的保证。同时在此过程中，应注重系统更新。

　　3高低压成套开关设备优化设计策略

　　3.1高低压成套开关设备电路优化

　　首先是主电路的设计优化，在实际进行确定负荷过程中，需要充分考虑不同的确定因素，例如实际的供电距离、输配电系统的容量、相关设备等，在此基础之上，完成电压供给方案的科学合理设计，促使高低压成套开关设备功率因数得到有效地提升。在具体优化措施上，可包括以下几种：

　　在实际设计时，应注意根据设备运行时间，例如长期运行或短期运行，确定好相应的系数，同时还应充分考虑季节性特点，最后实际运用系数确定，最大限度保障输配电系统运行时良好的稳定性能。

　　在实际进行优化设计时，还应充分地考虑环境因素，当系统因外界环境影响变化，出现了短路问题，确保这一问题不会对设备的运行状态产生影响。

　　在设计中，还应对高低压成套开关设备电路排布予以足够的重视，并与建筑实际设计相适应，确保电路能够无缝融合于建筑中，对于电路本身稳定运行有着较为积极的影响意义。

　　需要做好设备参数的优化;五是合理设置柜体，做好元件配置，从而更好地满足用户用电需求。另一方面，在实际进行高低压成套开关设备优化时，还需要从辅料入手，做好相应的优化设计。一般而言，在高低压成套开关设备实际运行过程中，一些辅助装置材料，例如设备壳体、母排、电缆等，均能够直接影响设备的运行稳定性。例如母排导线在具体形式上，包含两种，一种是由铜材料制作而成，一种是由铝制材料制成，在实际进行优化设计时，需要结合用户实际需求，做好科学合理地配置。一般而言，需要确保用户用电具有足够的过载裕度。从而在满足用电需求的同时，还能够有效节约成本。在实际进行高低压成套开关设备优化设计时，针对母排设计，可以采用铜排;如果线路需要承受较大的电流荷载，可以采用多根铜排并联的方式进行设计，保障系统能够稳定运行。

　　3.2确定负荷

　　在对高低压成套开关设备开展优化设计工作时，要对其属性以及负荷特点进行明确，进而使高低压成套开关设备的运作需求能够与相关设备的运作需求相匹配。在明确开关设备的符合因素工作中，需要考虑的因素较为多样性，常见的考虑内容有供电间距、供电设施以及容量等内容，除此之外，还要对开关设备地供给电压进行规划，以此来提高开关设备的功率因数。在对高低压成套开关设备负荷进行优化设计工作时，可以采取以下方式。

　　首先，要求设备无论是在长期使用过程中还是短期使用过程中，对其运转系数以及不同季节情况下，设备的运转系数要相匹配，从而为相关设备的使用性能提供保障。其次，在开展优化设计工作时，要对开关设备的运行效率展开研究，分析影响其运行效率的内外因素，从而确定开关设备中的负荷量以及系统短路电流。最后，在对其开展优化设计工作时，应该重视电路的布设问题，强化开关设备与相关设备的使用需求两者之间的抑制性，确保电路运转的实用性得以体现。除此之外，还要对开关设备的相关参数进行优化，以元件等为基础，尽可能地满足用户的多样化需求。综上所述，只有对开关设备的主电路进行优化，才得以体现高低压成套开关设备的实用价值。

　　3.3优化辅助材料

　　在高低压成套开关设备优化设计的过程中，我们应该关注辅助材料，如电力电缆、绝缘体及母排等设备将为其带来较大影响。这需要从用电场所具体需求出发，为用户过载裕度提供可靠保障，才能实现生产成本的有效控制。在高低压成套开关设备的母排方面，通常选择铜排的方法，这样才能促使电路负流能力实现提升。

　　3.4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。

　　3.5设备性能设计

　　对于 M CS 智能型低压开关柜来讲，在对设备系统进行优化时，需将用户使用量作为重要参考，对载流容量进行科学布设，进而使设备在使用时的性能得到较为充分的保证，在此过程中，密封措施与抵抗电离方面的作用十分明显，在保证元件结构整体完整性上的作用也十分明显。M CS 智能型低压开关柜优化设计目的在于使设备使用性能得到较为充分的保证，促进其寿命的延长，并且使柜体的实际结构强度得到维护。在操作出现错误的情况下，使元件完好性得到充分保证。因此在对开关设备进行优化设计时，需对闭锁电磁铁和程序锁的准入标准给予界定。

　　元件排布优化方案

　　元件排布是高低压成套开关设计的重要内容，元件排布关系到设备内部空间体积和设备的质量。高低压成套开关设备运转进程中，元件的布设是强化其运行效率的关键成分，若其能处于长久性优化状态中，性能就会被增强，设备整体性能进而被提升。必须做好元件结构形式优化和开关柜体的排布设计。开关设备内部线路比较多，在设计的时候需要对线路进行优化排布，不仅符合人工操作习惯，而且还要确保线路运行安全。高低压成套开关设备包括开关柜、配电盘、控制箱、开关箱等设备，在优化元件的时候，需要对柜体布置形式进行优化;在设备元件结构形式的优化中，需要保证安装高度与柜底之间的距离在20cm以上，以便可以保证设备的维修效率;对于操作手柄的设计，需要距离柜底1.5m左右;在仪表的设计中，需要控制在视线可及的范围内;对于具有热量散发的元件，需要添加散热装置。

　　结束语

　　综上所述，无论是对于电力系统还是相关设备而言，对其开关设备进行优化十分必要，在开展优化设计工作时，一定要严格遵循相关标准，从电路优化方案以及元件排布优化方案、设备性能优化方案三方面出发，有效优化高低压成套开关设备，确保其使用性能，延长开关设备的使用寿命，除此之外，还要充分结合用户的实际使用情况，增强开关设备的安全可靠性。

　　参考文献：

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　　作者：杨书伟