浅析高低压成套开关设备的优化设计

浅析高低压成套开关设备的优化设计

陈伦宏

广州市金志电气科技发展有限公司511300

摘要：文章主要从高低压成套开关设备对电力系统运行的重要性出发，分别阐述了参数化设计，以及高低压成套开关设备的优化设计，以期为行业提供有效的参考与借鉴。

关键词：高低压成套开关设备；优化设计；电力系统

一、高低压成套开关设备对电力系统运行的重要性

高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，能够更好的对输配电系统运行进行控制，同时又能够很好的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，导致其作出错误的判断，从而为工作人员操作安全带来严重的威胁，因此需要加强对高低压成套开关设备的优化设计分析，有效提升设备运行稳定性，对于保障人们稳定安全用电具有重要的意义。

二、参数化设计

参数化设计是一种新颖的智能设计方法。它可根据设计者设计时输入的技术驱动参数，由计算机自动计算和智能判断，并通过调用程序，自动调用各个设计阶段的子模块（子模块包括各种图纸、报表、文字或文档等），最后快速准确地输出各种设计资料（图纸和报表）。参数化设计中的参数就好比控制机器人的指令，而调用方法程序就是机器人的大脑，各个子模块就是机器人的各个执行机构。参数化设计是动态的，也是智能的，可根据输入不同设计参数进行智能的快速设计；参数化设计就好像一张无形动态网络，链接并控制着所有的设计资源；参数化设计其实也是整合、梳理和共享设计资源的过程，建立设计各个阶段的子模块和设计调用方法程序是参数化设计两个关键条件。

1.参数化设计的目的

提高低压成套开关设备设计人员的设计工作效率，减少出错率，缩短设计周期，降低设计成本。

2.实现参数化设计的方法

首先建立设计各个阶段的子模块，然后设计调用方法程序。产品模块树如图2.1所示。

图2.1产品模块树

从图2.1可看出，要实现参数化设计，须建立低压成套开关设备产品级别的数据库。设计人员输入技术参数就可快速从产品级别数据库中检索到所需数据，但直接建立产品级别数据库相当困难，因为低压成套开关设备是各种电器元件和部件的总装，一般每台设备总存在差异。从图2.1的产品模块树可看出，产品级别数据库其实是产品级模块库，模块级别越高，模块数量越大，模块数量以模块级别为函数快速增长，如式（1）所示：

式（1）

式中：———产品级模块数量；

———模块级别；

———同级模块的类别数量；

———级模块中类别为的模块数量。

因此，必须采用间接的方法来建立产品级别数据库。这也是参数化设计的关键。首先，建立低级别的各种模块库，因为模块级别较低，模块库数量不大，易做到，相应地也容易维护；然后制定模块库的调用方法，并利用计算机技术固化成程序。

三、高低压成套开关设备的优化设计

1.电路优化方案

（1）确定负荷。在对高低压成套开关设备主电路优化设计进程中，负荷特点与属性明确化是基础，从而与高低压成套开关设备系统运作需求相匹配。在明确负荷因素进程中，需要考虑的因素也是多样化的，常见的有容量、供电间距、排布以及设施等，规划科学性的电压供给规划，借此途径达到提高高低压成套开关设备功率因数的目标。对设备负荷优化设计方式可以做出如下概述。

一是与设备长期、短期运转系数以及季节性运用系数需求相匹配，从而达到维护设备系统使用性能的目标；二是对影响设备运行效率的内外因素进行整体性分析，从而使确定的负荷量维护系统短路电流，与接地现象不会对设备正常运转模式造成影响；三是在优化设计过程中应该重视电路布设问题，强化其与建筑工程规划需求之间的一致性，从而使电路运转的实用价值体现出来；四是对设备参数施以优化对策；五是以元件以及柜体为依托，从而满足用户多样化需要。总而言之，只有对主电路施以优化设计对策，那么高低压成套开关设备系统的实用价值才会充分地发挥出来。

（2）辅料的优化方案

在高低压成套开关设备的优化中，需要对辅料进行优化设计，在设备的运行中，母排、电缆以及壳体均对设备的运行具有较大的影响。如母排弧导线具有铜和铝两种常见的形式和规格，在优化设计过程中，需要根据工程和用户的使用需求进行合理的配置，在设计的过程中，要保障用户的过载裕度，使其在保证使用性能的基础上，可以最大程度的节约成本。如在高低压成套开关设备的设计中，母排的设计可以采用铜排；对于电流较大的线路，可以采用多跟铜排并联的方式进行设计，这样可以提升设备的整体载流能力，同时可以节约开支，提升系统的整体性能。

2.元件排布优化方案

（1）符合柜体的排布设计

在元件的布置优化中，需要根据柜体的形式来进行优化设计，如在抽屉类的柜体设计中，可以选择插拔式开关，其可以提升设备的操作性。同时，在元件的排布过程中，要考虑整体的空间结构，对于结构较为紧密的排布，需要选择结构较小以及防护性能高的元件，其可以提升系统的整体使用性能。另外，在元件的设计中，对于操作性较高的元件，需要保障拆卸位置的合理性。总之，在设计的过程中，只有保证符合柜体的排布方式，才可以最大程度的保障其性能。

（2）元件结构形式的优化

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间距在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；例如在大电流及负荷的元件设计优化中，其线路相对较多，在设计过程中，需要将柜体设计在位置较低处，以便可以提升布线的效率。另外，在设计的过程中，要考虑建筑的整体结构形式，从而对线路的排布以及柜体的安装进行合理的结构优化，保障最佳的性能。

3.设备性能优化方案

（1）低压成套开关设备

在系统的优化方案中，对低压成套开关设备开展优化设计工作是极为必要的，具体是参照用户使用量，科学布设载流容量，借此途径使设备使用性能得以保障。此外，在空气污染较为严重或者湿度相对较大的地域，抵抗电离以及密封措施的应用，在维护元件结构完整性方面发挥的作用是极为显著的。

（2）高压成套开关设备

高压成套开关设备优化设计工作的启动，其目的在于维护其使用性能，延缓寿命，维护柜体的结构强度，一旦有错误操作出现之时，达到维护元件完好性的目标。所以在对高压成套开关设备设计进程中，应该对程序锁以及闭锁电磁铁的准入标准进行界定。

结语：

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：

[1]曹利森.简谈高低压成套开关设备的优化设计［J］.价值工程，2018（5）

[2]古德尚.论高低压成套开关设备的优化设计［J］.建筑工程技术，2018（16）

[3]蔡茂祥.高低压成套开关柜电气设计现状分析［J］.城市建设理论研究，2017（9）