新型双电源多备用插拔式低压开关柜的研制

新型双电源多备用插拔式低压开关柜的研制

唐锐，李登峰，刘洋洋

(国网安徽省电力有限公司滁州供电公司，安徽 滁州 239000)

摘 要：传统的低压开关柜仅有一路低压电源，当出现配变、低压开关及高低压电缆故障时，需花费大量时间进行故障查找和修复工作才能使用户恢复供电。研发了一款“新型双电源多备用插拔式低压开关柜”，该装置采用双电源进线，两路电源互为备用，有效避免了传统低压配电柜“故障即停电”的问题。采用模块化组装方式，故障抢修时拆卸和组装更加方便快捷。且箱体两端的U形把手和底部的万向轮方便人工运输，减少了作业强度，提高了作业效率。

关键词：双电源；备用；插拔式；开关柜

中图分类号：TM591 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2018)11-0060-03

Development of New Type of Dual Power Supply Multi-Standby

Plug Type Low-Voltage Switchgear

TANG Rui, LI Deng-feng, LIU Yang-yang

（Chuzhou Power Supply Company, State Grid Anhui Electric Power Limited Company, Chuzhou 2󰀳9000, China）

Abstract: The traditional low-voltage switchgear has only a low-voltage power supply. When there is a distribution transform, low-voltage switch and the high & low voltage cable faults, the personnel needs to spend a lot of time on trouble shooting and repairing work, so as to restore the power supply for users. This paper developed a new type of dual power supply multi-standby plug type low-voltage switchgear. This device adopted dual power supply incoming line. The two power supplies were alternate to effectively avoid the traditional low-voltage power distribution cabinet \"failure blackout\" problem. The device adopted modular assembly method, so that it was more convenient to dis-assemble and assemble during repair, in addition, the u-shaped handles at both ends of the box and the universal wheel at the bottom were convenient for manual transportation, which reduces the working strength and improves the working efficiency. Key words: dual power supply; standby; plug type; switchgear

低压400V侧设备是配网自动化的“灰色地带”，相关设备投资和自动化改造设计方案均处于起步阶段，实施细则尚不清晰,而这一部分恰恰与用户的用电体验息息相关，不容忽视[1]。

以低压开关柜为例，该设备一般用在站内变或美变低压出线开关下一级、用户表计上一级，作为低压电源分配装置，目前使用的低压配电柜仅有开关分合功能，且仅有一路低压电源，功能单一[2]，供电可靠性差，当出现配变故障、低压开关故障及高低压电缆故障时，抢修人员需花费大量时间进行故障查找和修复工作，费时费力。因此，研制一种供电可靠性高的低压开关柜迫在眉睫。

传统低压开关柜主要存在以下三个方面的问题：(1)供电可靠性差，抢修复电时间较长，造成大量用电负荷损失。传统低压开关柜由单一电源供电，一旦电源发生故障，用户侧立即失电，供电可靠性差。低压开关柜大都采用一组低压总开关带多组低压分开关的方式运行，如果一组低压分开关发生故障，需要拉开低压总开关进行检修，如果低压总开关发生故障，需要停上一级配变进行检修[3]，延长了用户的停电时间，扩大了停电范围，造成较大的供电电量损失。此外，长时间的抢修工作降低“抢修复电时长”等配网抢修服务关键指标，影响公司同业对标水平。(2)故障设备更换费时费力。由于现场条件的复杂和不确定性，给抢修工作带来很大困难，传统低压开关柜内设备多采用螺丝紧固方式[4]，一旦柜内低压塑壳空气开关等设备发生故

1 传统低压开关柜存在的问题

作者简介：唐锐(1990- )，男，助理工程师，硕士，从事配电运维工作。

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新型双电源多备用插拔式低压开关柜的研制障，工作人员需要反复拆拧大量螺丝来更换掉故障设备，费时费力。(3)箱体笨重，运输不方便。以往普遍使用的低压开关柜柜体较为笨重，由于柜体重且没有便以施力的位置，在移动过程中，需要作业人员抬着低压开关箱箱体底部移动，若距施工地点较远，作业人员搬运起来费时费力。

基于上述情况，结合现场工作实际，研发了一款“新型双电源多备用插拔式低压开关柜”装置。

2 设计思路和预期目标

2.1 设计思路

新型双电源多备用插拔式低压开关柜的设计思路如下：(1)进线电源方面。采用两路低压电源进线，分别从不同母线的配变引出，并具备低压备自投功能。主供电源故障时，能在短短数秒内切至备用电源供电。(2)出线开关方面。开关柜低压侧设两路出线，每路出线并联两个同型号的低压塑壳开关互为备用，其中一个开关发生故障需要更换时，合上另一路空气开关即能不间断供电和故障开关更换。(3)组装方式方面。所有部件采用模块化设计，插拔式组装，一旦开关柜内本体发生故障，仅需将故障设备从插拔接口中拔出，再将备件插入插拔接口中，即可完成更换；同时插拔接口采用国标设计，机械强度可靠，寿命周期稳定，耐热和耐电流冲击稳定性都能得到保证。(4)柜体结构改造方面。在开关柜两侧装上U形把手，方便作业人员施力。在底部四个脚装上万向轮，在平滑路段可由作业人员推行，节省体力和作业强度，提高了作业效率。到达装设地点后万向轮可进行锁定，原地静止不动，使得低压开关柜运行时的安全得到了保证。当用于替换传统低压电缆分支箱时，也可将万向轮拆除，对开关柜进行定点安装固定。2.2 预期目标

根据设计构想，可实现以下预期目标：(1)大大降低抢修复电时间，提高供电可靠性。由于采用两路电源进线设计，一旦其中一路进线发生故障，可以根据需要迅速切换到另一路电源对下级用户进行供电，避免了抢修时造成的不必要的停电，提高了供电可靠性。(2)故障设备更换方便快捷。由于该装置柜体内设备采用了模块化设计，插拔式组装，一旦配电柜内元件发生故障，仅需将故

电工电气 (20󰀱8 No.󰀱󰀱)

障设备从插拔接口中拔出，在将备件插入插拔接口中，即可完成更换，操作方便快捷，同时箱体可通过U型把手和万向导轮灵活运输移动，省时省力。(3)供电公司经济效益得到提升。由于抢修时可以利用备用电源对下级用户继续供电，抢修复电时间得到缩短，减少了供电量损失，增加了公司的电费收入，广泛推广能产生更加可观的经济效益。(4)抢修作业安全更加有保障。由于配电柜上级设备发生故障断电时，仍可通过备用电源向下级负荷供电，抢修工作的时长并不会直接影响对用户的可靠供电，工作人员不必过分“争分夺秒”；同时，抢修工作需要进行的开关开断操作减少，抢修人员能更加有条不紊地进行故障查找和修复工作，出现误操作的概率大大降低，人身安全得到更有效保障。

3 新型开关柜结构和功能

根据以上设计思路和目标设计出图1所示的新型开关柜。

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a)装置正视图

101112131415b)装置内部图

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电工电气 (20󰀱8 No.󰀱󰀱)74

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c)装置后视图

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d)装置内部后视图

图1 新型开关柜

图中：1前门框、2扶手、3前门开关、4铭牌、5框体、6滚轮、7后门框、8后门框窗口、9后门开关、10静触头、11插拔式双电源、12动触头、13铜排、14互备铜排、15塑壳式低压断路器、16电流表、17电压表、18开关按钮、19三相电流开关。

设计出的新型双电源多备用插拔式低压开关柜的结构决定了其具有以下功能：

(1)双电源进线+低压自投装置。为缩短抢修复电时间，避免低压侧用户停电，该装置采用双路电源进线，分别从不同母线的配变引出，并具备低压备自投功能。主供电源故障时，能在短短数秒内切至备用电源供电；同时，配电柜低压侧设两路出线，每路出线并联两个同型号的低压塑壳开关互为备用，其中一个开关发生故障需要更换时，合上另一路空气开关即能不间断供电和故障开关更换。(2)模块化设计+插拔式组装。为减轻抢修人员设备维修负担，方便故障设备的更换，该装置内部原件全部采用模块化设计，可通过插拔方式进行组装拆卸，同时插拔接口采用国标设计，机械强度可靠，寿命󰀶2

新型双电源多备用插拔式低压开关柜的研制周期稳定，耐热和耐电流冲击稳定性都能得到保证。

(3)万向滚轮底座+人工锁止功能。为保证抢修的快速并减轻抢修人员的负担，该装置固定支架底部四角有带万向轮的支座，可快速移动，同时滚轮带锁止功能，可以根据需要锁死或释放滚轮。当用于替换传统低压电缆分支箱时，也可将万向轮拆除，对开关柜进行定点安装固定。(4)U形把手+屋檐状帽箱顶。开关箱箱体呈长方体结构，简洁实用；顶端为屋檐状帽箱，有效地防止了雨雪对开关箱箱

体内设备的侵蚀；两侧配有U形把手，在移动低压开关箱时提供了两个支撑点。

4 应用情况

新型双电源多备用插拔式低压开关柜已经在滁

州城区配网抢修作业等低压配电柜故障抢修现场应用，缩短平均停电时间5h/次以上，效果非常好。

2017年9月14日，中国农歌会于滁州如期举行，登峰科技创新团队利用该装置开展了“现场保电”工作，有力地保障了农歌会现场的电力供应。

5 结语

新型双电源多备用插拔式低压开关柜采用双电源进线，两路电源互为备用，有效避免了传统低压开关柜“故障即停电”的老问题；同时创造性地引入模块化组装方式，故障抢修时拆卸和组装更加方便快捷；另外，在普通箱体两端焊接U形把手，方便作业人员施力，并在箱体底部4个脚上分别安装上万向轮，在运送和施工途中，方便运输，大大减少了作业强度，提高了作业效率。

参考文献

[1] 李子韵，成乐祥，王自桢，等.配电自动化终端布

局规划方法[J].电网技术，2016，40(4)：1271- 1276.

[2] 张文跃.几种常见低压开关柜的优缺点浅谈[J].

邮电设计技术，2009(9)：61-64.

[3] 国家电网公司.国家电网公司电力安全工作规程

(配电部分)[M].北京：中国电力出版社，2014.[4] 汤继东.中低压开关柜结构及柜型的选择[J].电

气工程应用，2013(3)：2-17.

收稿日期：2018-06-06