DQZHAN訊：電氣自動(dòng)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(jià)低等優(yōu)勢(shì)被廣泛使用。電氣設(shè)備一二次融合推動(dòng)了設(shè)備升級(jí)改造，電力終端市場(chǎng)對(duì)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(dòng)化等方面提出了更高的要求。對(duì)手動(dòng)開關(guān)柜改造建設(shè)提升配網(wǎng)自動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(duì)一次設(shè)備的工作進(jìn)行監(jiān)測(cè)、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(hào)所需的低壓電氣設(shè)備。由二次設(shè)備相互連接，構(gòu)成對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)、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(gè)完整的電氣控制系統(tǒng)時(shí)，就必須劃分組件。

1、設(shè)備一二次融合設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)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(tái))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(tái))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(dòng)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(dòng)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(hào)都是由**控制器提供。

在沒有安裝DTU設(shè)備時(shí)，可以完成環(huán)網(wǎng)柜的電動(dòng)操作和遙控、遙信的全部信號(hào)采集，能夠獨(dú)立完成開關(guān)柜的電動(dòng)操作，而且在以后加裝DTU設(shè)備時(shí)，不再需要二次停電，只是在關(guān)閉控制器電源時(shí)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(xiàng)目、工程的逐步推進(jìn)和落實(shí)，大量的手動(dòng)開關(guān)柜需要進(jìn)行技術(shù)升級(jí)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(jì)。這些設(shè)計(jì)包括電氣控制柜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電氣控制柜總體配置圖、總接線圖設(shè)計(jì)及各部分的電器裝配圖與接線圖設(shè)計(jì)。

1、電氣開關(guān)控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2、電氣開關(guān)柜總體配置圖設(shè)計(jì)

4、電氣控制工藝設(shè)計(jì)

四、DTU終端為什么不能直接控制電操？

1、目前市場(chǎng)上DTU都是直接驅(qū)動(dòng)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(dòng)電路上。電機(jī)始終處于帶電狀態(tài)，分合閘操作時(shí)操作電源接通完成一個(gè)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(gè)不可控的循環(huán)電路。

3、加裝電動(dòng)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(jì)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(jì)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(shí)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(chǎng)安裝位置、操作、維修方便等要求，設(shè)計(jì)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(jì)通風(fēng)孔或通風(fēng)槽，必要時(shí)應(yīng)在柜體上部設(shè)計(jì)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(jì)合適的起吊勾或在箱體底部設(shè)計(jì)活動(dòng)輪。

加裝電動(dòng)操作控制器是一個(gè)中間設(shè)備，起著一次、二次信號(hào)的接口轉(zhuǎn)換作用，從DTU終端過來的脈沖遙控命令信號(hào)經(jīng)過控制器的功率放大轉(zhuǎn)化成電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流。開關(guān)柜上的所有回路的電操驅(qū)動(dòng)電路和分合閘接地信號(hào)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(dòng)分合閘的**控制。

控制器上面有自動(dòng)柜體氣壓檢測(cè)裝置，當(dāng)發(fā)現(xiàn)柜體氣壓處在危險(xiǎn)的情況下，控制器可以自動(dòng)閉鎖全部電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路不需要有DTU終端來控制，氣壓引起閉鎖的同時(shí)，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(dòng)閉鎖裝置，當(dāng)發(fā)現(xiàn)線路有故障或危險(xiǎn)信息時(shí)，閉鎖鍵自動(dòng)跳起，鎖定本回路的電動(dòng)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(cè)分合閘電路時(shí)，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(cè)試，既能夠完成實(shí)時(shí)測(cè)試又不會(huì)造成開關(guān)動(dòng)作對(duì)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(dòng)方式（如搖臂傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、鏈條傳動(dòng)），和轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)時(shí)間自動(dòng)設(shè)定精準(zhǔn)，沒有電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，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(hào)的全兼容匹配方便軟件調(diào)試。

全部的信號(hào)接線端子采用插拔方式，防止了各種的接線錯(cuò)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(dòng)操作步驟

1在現(xiàn)場(chǎng)通過控制器操作環(huán)網(wǎng)柜時(shí)，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(huì)變化。分合指示燈顯示要與手動(dòng)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(dòng)操作。接地刀為合閘時(shí)，控制器分/合閘按鈕自動(dòng)閉鎖。

六、手動(dòng)操作對(duì)控制器的影響

本控制器實(shí)行手動(dòng)操作優(yōu)先的原則，在任何情況下手動(dòng)都可以用扳手對(duì)柜子進(jìn)行分合閘、接地開關(guān)的操作。把手動(dòng)操作手柄帶鍵槽的一端插入操作手柄插槽里，不會(huì)對(duì)控制器產(chǎn)生連動(dòng)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(shí)，手工對(duì)開關(guān)的操作不會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生影響。

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

七、電動(dòng)操作注意事項(xiàng)

操作前應(yīng)確認(rèn)以下事項(xiàng)：

合閘、分閘、接地操作之前請(qǐng)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(shí)不能操作。一定是處在綠色位置時(shí)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(dòng)合閘接地回路，在接地回路合閘狀態(tài)下不能驅(qū)動(dòng)主回路。

操作接地回路時(shí)請(qǐng)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(shí)進(jìn)行接地操作，則會(huì)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(huì)變化。分合指示燈的顯示要與手動(dòng)操作裝置面板上的分合閘指示器一致才行。合閘時(shí)控制器上紅色合閘指示燈點(diǎn)亮，分閘時(shí)控制器上的綠色指示燈點(diǎn)亮。這個(gè)過程是由控制器的傳感器自動(dòng)完成，不需要再有人工信號(hào)置位。

接地回路與主回路分合閘的手動(dòng)操作方法一樣。操作完畢后，控制器上的接地指示燈會(huì)發(fā)生變化，沒有接地開關(guān)接地時(shí)，控制器的接地開關(guān)不會(huì)點(diǎn)亮，接地開關(guān)被合上后，控制器上的接地指示燈會(huì)顯示黃色的亮光。接地指示燈顯示要與手動(dòng)操作裝置面板上的接地狀態(tài)一致才行，否則，要重新檢測(cè)操作過程查找錯(cuò)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(duì)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。可分別一二次設(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(duì)二次關(guān)鍵部位的電子信號(hào)，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(jì)概算，料單）

工單確定（維修間隔，內(nèi)容）

工單計(jì)劃（維修日工時(shí)）

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(gè)工廠化設(shè)備維護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)制度。