DQZHAN訊：電氣自動化開關(guān)柜 一二次設(shè)備融合的關(guān)鍵技術(shù)

隨著配電網(wǎng)建設(shè)與改造的不斷推進(jìn)，城市電纜化率日益提高，開關(guān)柜因體積小功能全造價低等優(yōu)勢被廣泛使用。電氣設(shè)備一二次融合推動了設(shè)備升級改造，電力終端市場對控制電力系統(tǒng)的主設(shè)備高低壓成套電器設(shè)備的**可靠性、自動化等方面提出了更高的要求。對手動開關(guān)柜改造建設(shè)提升配網(wǎng)自動化水平，**提升電網(wǎng)管控能力。

開關(guān)柜的主要作用是在電力系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電、輸電、配電和電能轉(zhuǎn)換的過程中，進(jìn)行開合、控制和保護(hù)用電設(shè)備。開關(guān)柜內(nèi)的部件主要有斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、操作機(jī)構(gòu)、互感器以及各種保護(hù)裝置等組成。

一、電氣控制柜組件的劃分

一次設(shè)備是指直接用于生產(chǎn)、輸送和分配電能的生產(chǎn)過程的高壓電氣設(shè)備。它包括斷路器、隔離開關(guān)、自動開關(guān)、接觸器、刀開關(guān)、母線、輸電線路、電力電纜等。由一次設(shè)備相互連接，構(gòu)成配電設(shè)備開關(guān)或進(jìn)行其分合閘操作過程的電氣設(shè)備稱為一次設(shè)備。也稱為無源組件。

負(fù)荷開關(guān)柜大部分是手動操作。一次設(shè)備分有源組件和無源組件。

二次設(shè)備是指對一次設(shè)備的工作進(jìn)行監(jiān)測、控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)以及為運(yùn)行、維護(hù)人員提供運(yùn)行工況或生產(chǎn)指揮信號所需的低壓電氣設(shè)備。由二次設(shè)備相互連接，構(gòu)成對一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測、控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)的電氣設(shè)備稱為二次設(shè)備。也稱為有源組件。

由于各種電器元件安裝位置不同，在構(gòu)成一個完整的電氣控制系統(tǒng)時，就必須劃分組件。

1、設(shè)備一二次融合設(shè)計要點(diǎn)：

(1)把功能類似的元件組合在一起；

(2)盡可能減少組件之間的連線數(shù)量，同時把接線關(guān)系密切的控制電器置于同一組件中；

(3)讓強(qiáng)弱電控制器分離，以減少干擾；

(4)為力求整齊美觀，可把外形尺寸、重量相近的電器組合在一起；

(5)為了電氣控制系統(tǒng)便于檢查與調(diào)試，把需經(jīng)常調(diào)節(jié)、維護(hù)和易損元件組合在一起。

2、在劃分電氣控制柜組件的同時要解決組件之間、電氣箱之間以及電氣箱與被控制裝置之間的連線方式：

電氣控制柜各部分及組件之間的接線方式一般應(yīng)遵循以下原則：

(1)開關(guān)電器、控制板的進(jìn)出線一般采用接線端頭或接線鼻子連接，這可按電流大小及進(jìn)出線數(shù)選用不同規(guī)格的接線端頭或接線鼻子；

(2)電氣柜、控制柜、柜(臺)之間以及它們與被控制設(shè)備之間，采用接線端子排或工業(yè)聯(lián)接器連接；

(3)弱電控制組件、印制電路板組件之間應(yīng)采用各種類型的標(biāo)準(zhǔn)接插件連接；

(4)電氣柜、控制柜、柜(臺)內(nèi)的元件之間的連接，可以借用元件本身的接線端子直接連接；過渡連接線應(yīng)采用端子排過渡連接，端頭應(yīng)采用相應(yīng)規(guī)格的接線端子處理。

二、手動開關(guān)柜結(jié)構(gòu)

1、開關(guān)柜結(jié)構(gòu)

2、分合閘結(jié)構(gòu)

3、一二次融合

**控制器是配網(wǎng)自動化不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備，重點(diǎn)在一體化開關(guān)柜上實(shí)現(xiàn)的本地**邏輯控制。DTU所需要的全部信號都是由**控制器提供。

在沒有安裝DTU設(shè)備時，可以完成環(huán)網(wǎng)柜的電動操作和遙控、遙信的全部信號采集，能夠獨(dú)立完成開關(guān)柜的電動操作，而且在以后加裝DTU設(shè)備時，不再需要二次停電，只是在關(guān)閉控制器電源時即可安裝。

三、隨著配電網(wǎng)建設(shè)改造推進(jìn)和落實(shí)

隨著配電網(wǎng)建設(shè)改造等項目、工程的逐步推進(jìn)和落實(shí)，大量的手動開關(guān)柜需要進(jìn)行技術(shù)升級改造。為了滿足改造后一二次設(shè)備融合的技術(shù)要求，必須進(jìn)行合理的電氣控制工藝設(shè)計。這些設(shè)計包括電氣控制柜的結(jié)構(gòu)設(shè)計、電氣控制柜總體配置圖、總接線圖設(shè)計及各部分的電器裝配圖與接線圖設(shè)計。

1、電氣開關(guān)控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計

2、電氣開關(guān)柜總體配置圖設(shè)計

4、電氣控制工藝設(shè)計

四、DTU終端為什么不能直接控制電操？

1、目前市場上DTU都是直接驅(qū)動電操機(jī)構(gòu)，在電操上再加裝放大電路和控制回路。

2、當(dāng)DTU發(fā)出分合閘的命令脈沖后，傳到電操的電機(jī)驅(qū)動電路上。電機(jī)始終處于帶電狀態(tài)，分合閘操作時操作電源接通完成一個閉環(huán)操作。缺陷在于一旦分合閘脈沖發(fā)出后DTU就失去控制，電操變成了一個不可控的循環(huán)電路。

3、加裝電動操作控制器

電氣控制裝置（電操控制器）通常都需要制作單獨(dú)的電氣控制柜、箱，其設(shè)計需要考慮以下幾方面：

(1)根據(jù)操作需要及控制面板、箱、柜內(nèi)各種電氣部件的尺寸確定電氣箱、柜的總體尺寸及結(jié)構(gòu)型式，非特殊情況下，應(yīng)使電氣控制柜總體尺寸符合結(jié)構(gòu)基本尺寸與系列；

(2)根據(jù)電氣控制柜總體尺寸及結(jié)構(gòu)型式、安裝尺寸，設(shè)計箱內(nèi)安裝支架，并標(biāo)出安裝孔、安裝螺栓及接地螺栓尺寸，同時注明配作方式。柜、箱的材料一般應(yīng)選用柜、箱用專用型材；

(3)根據(jù)現(xiàn)場安裝位置、操作、維修方便等要求，設(shè)計電氣控制柜的開門方式及型式；

(4)為利于控制柜箱內(nèi)電器的通風(fēng)散熱，在箱體適當(dāng)部位設(shè)計通風(fēng)孔或通風(fēng)槽，必要時應(yīng)在柜體上部設(shè)計強(qiáng)迫通風(fēng)裝置與通風(fēng)孔；

(5)為便于電氣控制柜的運(yùn)輸，應(yīng)設(shè)計合適的起吊勾或在箱體底部設(shè)計活動輪。

加裝電動操作控制器是一個中間設(shè)備，起著一次、二次信號的接口轉(zhuǎn)換作用，從DTU終端過來的脈沖遙控命令信號經(jīng)過控制器的功率放大轉(zhuǎn)化成電機(jī)的驅(qū)動電流。開關(guān)柜上的所有回路的電操驅(qū)動電路和分合閘接地信號都連接在本**控制器上，代替了開關(guān)柜上面每回路繼電器控制回路，可以實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)柜的一體化集中控制。

一二次設(shè)備一體化核心關(guān)鍵技術(shù)電操**控制器

在沒有安裝DTU終端的情況下，同樣能獨(dú)立完成本地電動分合閘的**控制。

控制器上面有自動柜體氣壓檢測裝置，當(dāng)發(fā)現(xiàn)柜體氣壓處在危險的情況下，控制器可以自動閉鎖全部電機(jī)驅(qū)動電路不需要有DTU終端來控制，氣壓引起閉鎖的同時，控制器邏輯切斷了電流、禁止了一切的分合閘操作。

每回路上設(shè)置有自動閉鎖裝置，當(dāng)發(fā)現(xiàn)線路有故障或危險信息時，閉鎖鍵自動跳起，鎖定本回路的電動和遠(yuǎn)程操作，避免因?yàn)榉趾祥l而引起更大范圍的故障。

每回路的接線端子都是采用插拔方式，如果需要在線檢測分合閘電路時，只要直接拔出端子換上模擬器，方便的實(shí)現(xiàn)在線方式的分合閘測試，既能夠完成實(shí)時測試又不會造成開關(guān)動作對用戶的影響。

本控制器向下支持所有類型的DC24V電操機(jī)構(gòu)，支持電機(jī)不同的傳動方式（如搖臂傳動、齒輪傳動、鏈條傳動），和轉(zhuǎn)動方向（如電機(jī)的單向正轉(zhuǎn)、單向反轉(zhuǎn)、雙向正反轉(zhuǎn)），驅(qū)動時間自動設(shè)定精準(zhǔn)，沒有電機(jī)驅(qū)動時，電機(jī)電源回路不帶電。

本控制器向上支持各種類型的DTU終端，信號的全兼容匹配方便軟件調(diào)試。

全部的信號接線端子采用插拔方式，防止了各種的接線錯誤。**控制器起著接口轉(zhuǎn)換、信息傳輸交流承上啟下的連接設(shè)備。

五、電動操作步驟

1在現(xiàn)場通過控制器操作環(huán)網(wǎng)柜時，應(yīng)先把‘本地/遠(yuǎn)程’開關(guān)轉(zhuǎn)換至本地位置，‘閉鎖/解鎖’開關(guān)轉(zhuǎn)換至解鎖位置。確認(rèn)本地指示燈，解鎖指示燈明亮。

2合閘分閘操作可按下‘合閘/分閘’按鈕進(jìn)行。

3合閘或分閘完畢后，分/合指示燈會變化。分合指示燈顯示要與手動操作裝置面板上的分合閘指示器一致。

4操作完畢后，應(yīng)把‘本地/遠(yuǎn)程’開關(guān)、‘閉鎖/解鎖’開關(guān)扳到操作前的初始位置。

5接地開關(guān)不能進(jìn)行電動操作。接地刀為合閘時，控制器分/合閘按鈕自動閉鎖。

六、手動操作對控制器的影響

本控制器實(shí)行手動操作優(yōu)先的原則，在任何情況下手動都可以用扳手對柜子進(jìn)行分合閘、接地開關(guān)的操作。把手動操作手柄帶鍵槽的一端插入操作手柄插槽里，不會對控制器產(chǎn)生連動影響。。

按照方向指示，把操作手柄向左（分閘）或向右（合閘）推，即可完成要進(jìn)行的操作，操作機(jī)構(gòu)有鎖定離合器時，手工對開關(guān)的操作不會對電動機(jī)構(gòu)產(chǎn)生影響。

手工對開關(guān)結(jié)構(gòu)操作動作完畢后，請一定要確認(rèn)操作面板上的分合閘指示器。

七、電動操作注意事項

操作前應(yīng)確認(rèn)以下事項：

合閘、分閘、接地操作之前請一定要先確認(rèn)壓力表上的壓力。壓力表上的壓力指針處在紅色位置時不能操作。一定是處在綠色位置時才可以操作！

主回路與接地回路是互鎖的。即在主回路合閘狀態(tài)下不能手動合閘接地回路，在接地回路合閘狀態(tài)下不能驅(qū)動主回路。

操作接地回路時請先確認(rèn)相應(yīng)回路的套管端有無電壓。如果在套管端有電壓時進(jìn)行接地操作，則會通過接地母線發(fā)生3相短路故障。

操作完畢后，**操作控制器上的分/合指示燈會變化。分合指示燈的顯示要與手動操作裝置面板上的分合閘指示器一致才行。合閘時控制器上紅色合閘指示燈點(diǎn)亮，分閘時控制器上的綠色指示燈點(diǎn)亮。這個過程是由控制器的傳感器自動完成，不需要再有人工信號置位。

接地回路與主回路分合閘的手動操作方法一樣。操作完畢后，控制器上的接地指示燈會發(fā)生變化，沒有接地開關(guān)接地時，控制器的接地開關(guān)不會點(diǎn)亮，接地開關(guān)被合上后，控制器上的接地指示燈會顯示黃色的亮光。接地指示燈顯示要與手動操作裝置面板上的接地狀態(tài)一致才行，否則，要重新檢測操作過程查找錯誤原因。

八、一二次設(shè)備運(yùn)行維護(hù)

1、運(yùn)行維護(hù)是指在設(shè)備出現(xiàn)故障并停機(jī)后的維護(hù)，是一種補(bǔ)救式的維護(hù)管理模式，主要針對非貴重設(shè)備和非關(guān)鍵部位的設(shè)備的維護(hù)；電氣設(shè)備一旦投入運(yùn)行是不能隨意停機(jī)維修的?？煞謩e一二次設(shè)備維修。二次設(shè)備的維修可以在一次設(shè)備設(shè)備不停運(yùn)的情況下維修。

2、二次設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)是在設(shè)備出現(xiàn)問題之前，利用其低壓特性進(jìn)行的維護(hù)，主要針對二次關(guān)鍵部位的電子信號，將故障隱患信息進(jìn)行仿真狀態(tài)進(jìn)行的維護(hù)，它可以減少不必要的停電檢修。

3、工廠化維護(hù)

設(shè)備維護(hù)工單管理也具有明顯的流程特性。

工廠化設(shè)備維護(hù)的工單管理流程實(shí)際上為：

工單開票（設(shè)計概算，料單）

工單確定（維修間隔，內(nèi)容）

工單計劃（維修日工時）

工單安排（維修人員監(jiān)理）

工單執(zhí)行（領(lǐng)料）

工單歸檔（入庫資料保存）

工單成本結(jié)算（劃賬）

該流程是整個工廠化設(shè)備維護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)制度。