论低压智能配电柜的技术创新及发展

廊坊供电公司 王云霞

在我国，低压配电柜经历了50年左右的发展历程，目前已经形成一个较为完善的体系。现阶段，低压配电柜也从最初的容量小、性能指标低、功能单一、体积大、种类少，发展为具有高性能、小体积、智能化等特点的产品。低压配电柜的主要功能是分配电能和控制电能使用，随着人们生活水平的不断提高，对供电质量也提出了更高的要求。而低压配电柜各方面性能的优劣直接影响整个电网的供电质量。因此，必须从技术上进行创新来不断提高低压配电柜各方面的性能，以此来确保供电质量。本文就低压智能配电柜的技术创新及发展进行探讨。

1 低压智能配电柜制造技术的提升

在以往传统低压配电柜的制造过程中，会涉及诸多较为专业的工艺，如焊接技术、冷冲压技术、模具加工以及塑料成型等，可以说配电柜制造技术水平的提升与这些专业技术的提高有着密不可分的关系。很多生产商家为了提高配电柜的制造技术，都不断加大了研发力度，各种新型产品也随之不断涌现。如ABB公司在低压配电柜的制造上，本着创新的精神，研发并推出了一系列新型的终端配电箱。该配电箱以手折式为主，底箱采用的是特殊工艺直接在镀锌钢板上冲孔成型，并未采用传统的焊接成型技术，用户能够通过手动将底箱快速折叠成型。此外，该箱体在未经折叠前为平板形状，便于存放和运输。

1.1 标准化和模块化设计

目前供电企业要求全面推进电网需求管理，对线损管理、提高供电质量、保证供电的可靠性和安全性提出了新的要求。低压配电柜的模块化设计是指安装方式多样化、安装尺寸模数化、组装结构积木化、系统功能模块化等，此类设计具有较高的标准化及流程化程度，设计过程方便快捷，结构形式多元化等特点，可满足不同使用环境及防护等级的需要，极大地提高了运行的安全性和可靠性。

电网配电变压器由于其安装位置分布、安装地点等问题，使其无法为配变管理和决策分析提供有效数据。而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要，如图1所示。

在GPRS无线电网配电变压器实时监测管理系统中，GPRS覆盖范围广，GPRS电力远程抄表系统一般位于电力公司的配电中心，或者位于居民小区的电表数据采集点，利用中国移动现有的GPRS/GSM网络，电表数据通过中国移动的GPRS/GSM网络进行传输。如图1所示，只要在无线GSM/GPRS网络的覆盖范围之内，都可以完成对电表数据的集中抄表控制和管理。

1.2 低压配智能电柜的可靠性

低压配电柜一个最重要的技术创新应属高可靠性。为了使低压配电柜能够具有较高的可靠性，这就要求供电企业在使用过程中进行严格地可靠性控制和可靠性检验维护。国外大部分电气公司对于低压配智能电柜的可靠性重视程度都相当高，并颁布了一系列可靠性检测标准，如IEC605等。

2 低压配电柜的技术创新

图1 GPRS无线电网配电变压器实时监控模式

图2 智能化低压配电网络

低压配电智能终端柜可单独使用，也可组成终端柜配套使用。安装低压配电智能终端后，终端能够全面地、准确地、实时地采集配变各种运行数据，如三相电压电流、N线电流、有功功率、无功功率、功率因数、谐波等，同时该终端可同时完成实时监测仪、无功补偿装置、谐波监测仪、电压监测仪、电能计量表等的功能。随着工业以太网以及现场总线技术的快速发展，为低压开关柜的智能化提供了良好发展平台，使其从各个电器元件到成套设备均实现了通讯化、网络化和智能化。

2.1 配电系统的智能化控制

由于开关柜中的各种电器元件均采用了智能化元件，并将微电子、计算机控制、工业以太网和电力电子等技术与传统配电柜技术相结合，从而极大程度地提高了设备的可靠性。智能型低压开关柜利用通讯网络构成了智能低压配电系统，该系统具有“四遥”功能，即遥测、遥控、遥调和遥讯。此外，现场总线技术的发展，提高了低压配电柜的总体配电质量，大幅度降低了能耗，并且实现了配电保护自动化以及局域网现场连接，进一步提高了配电系统的可靠性。工业以太网、通信技术以及现场总线的应用，给用户提供了一个智能快捷、安全可靠的人机界面，从而实现了对自动化配电系统的智能化控制。智能化低压配电系统如图2，主要由以下几个部分组成。

低压配电智能终端既可单独使用，也可组成终端柜配套使用。低压配电智能终端柜主要由低压配电智能终端、无功补偿电力电容器、复合开关和保护器件等组成，并且可以根据用户的自身需要，选配电能表计和负荷开关等如图2所示。

2.2 新型环保材料在配电柜的应用

现阶段，我国大力提倡的方针政策是节能减排、低碳环保。各大低压配电柜的生产厂家也顺应这一趋势大量采用低碳环保的新型材料。如在电力及自动化技术领域中都首屈一指的ABB公司生产的MNS低压配电柜除采用了覆铝锌柜架外，还采用了高导电率的铜母排，并配以热缩套管，极大地提高了安全性能。另外，由于氟利昂和卤素在燃烧过程中，前者会破坏臭氧层，后者则会产生有毒烟气，影响人体健康，而该配电柜中采用的塑胶材料不含卤素和氟利昂，并且还具有自熄和阻燃功效，因此，不仅保障了安全，而且还实现了环保。

3 低压配电柜的未来发展趋势

随着数字化和网络信息化技术的不断发展，第四代智能化低压配电柜的研发必将成为我国未来一段时期内低压配电柜的主要发展趋势。利用现场总线技术与具有网络化、智能化和通讯化的各类新型低压配电设备相结合的方式肯定会研制出新型的产品。由于我国大规模工程项目以及智能化高层建筑的不断增多，对低压配电柜的容量提出了更高的要求，虽然目前单个变压器的最大容量已经达到2000kVA以上，但是为了不断适应未来发展的需要，还应不断研发容量更大的低压配电柜来满足供电需求。低压配电柜未来技术的创新与发展将越来越倾向于模块化和系统化，侧重于元件的研究和开发，力求使元件面向体积小型化、性能强大化方向发展，同时也将会被越来越广泛地使用在新材料上。低压配电柜会以自动化操作系统为发展趋势，在机械制造与安装方面，表现为日趋模块化与标准化，通过接口终端实现与计算机控制的自动化配电系统组件相通信，使整个配电柜系统处于智能化控制状况。随着低压配电柜技术的不断创新与发展，其必将广泛应用于各大企业、工程项目和重要技术领域之中，并且在机电自动化领域发挥着不可忽视的作用，不仅可以确保电网安全运行，提高电网运行质量，还可以自动化控制用电量，从而有助于电力企业提高经济效益，促进电力企业持续健康发展。

4 结论

总而言之，随着全球经济一体化进程的不断加快，市场竞争随之越来越激烈，这种竞争也逐渐由区域性竞争扩大为国际性竞争，基于这一现状，给低压配电柜的使用和维护提出了更高的要求。企业的发展离不开技术的创新和发展，为了能够生产制造出更好的低压变电柜，企业应不断引进先进的技术，并在此基础上进行创新，自主研发出新型产品，并以此为企业创造有利的竞争条件，进而在激烈的市场竞争中占据一席之地。

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