高壓負荷控制分析論文

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摘要：隨著社會主義市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，社會需求普遍增長，拉動了電力需求的持續(xù)擴大，而電力的生產(chǎn)供應(yīng)相對于需求顯得日益緊缺，于是，對用電負荷進行科學(xué)化管理就成為迫切需求……

關(guān)鍵詞：高壓負荷控制電量控制多功能計量設(shè)備設(shè)計要求功能實

隨著社會主義市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，社會需求普遍增長，拉動了電力需求的持續(xù)擴大，而電力的生產(chǎn)供應(yīng)相對于需求顯得日益緊缺，于是，對用電負荷進行科學(xué)化管理就成為迫切需求。另一方面，供電行業(yè)已完成企業(yè)化改造，電力已經(jīng)成為一種完全意義上的商品，供電企業(yè)為維護自身的經(jīng)濟利益，降低不合理的線損，有必要依據(jù)用戶資信等級的差別實行不同方式的電量控制措施。

供電部門以此為考慮，在已經(jīng)成功實現(xiàn)對低壓計量設(shè)備的革新后，計劃對高壓計量設(shè)備進行技術(shù)革新。為此，我公司投入大量資金、技術(shù)和工時，全力開發(fā)出了能實現(xiàn)負荷控制和電量控制的新型高壓計量設(shè)備（以下簡稱“本柜”）。

一、高壓負荷控制、電量控制多功能計量設(shè)備的設(shè)計要求

1.結(jié)構(gòu)設(shè)計要求

1.1本柜的設(shè)計應(yīng)首先滿足普通計量柜的基本要求：柜體的拼柜通用性、柜體全封閉、單個鉛封實現(xiàn)對全部面板的閉鎖。

1.2負荷控制、電量控制功能實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)保證：無論對負荷進行控制還是對電量進行控制，都需要由二次控制線路以及相關(guān)設(shè)備實現(xiàn)，由于配電設(shè)備位于用戶現(xiàn)場，遠離供電企業(yè)，保證二次控制線路以及相關(guān)設(shè)備不被人為破壞是首要考慮。同時，由裝置實施的強制跳閘，如不對導(dǎo)致跳閘的狀態(tài)進行符合預(yù)設(shè)要求的調(diào)整，則不可進行合閘操作。

2.負荷控制設(shè)計要求

結(jié)合湖北省供電公司的具體需要，本柜需采用目前該公司已經(jīng)在低壓計量設(shè)備中推廣的上海協(xié)同WJ301系列雙向終端作為負荷控制裝置，配合供電企業(yè)負荷控制主站、中繼站，實現(xiàn)對用戶用電負荷科學(xué)化管理。

3.電量控制設(shè)計要求

本柜應(yīng)采用IC卡式預(yù)付費終端，同時配合售電軟件作為電量控制裝置。供電企業(yè)可在營業(yè)部門建立IC卡預(yù)付費系統(tǒng)作為電量控制主站，由此可有效制止大量存在的拖欠大額電費卻仍能繼續(xù)用電的怪現(xiàn)象，良好地維護供電企業(yè)的經(jīng)濟利益，強化電力作為一種商品的市場屬性。

二、負荷控制、電量控制的功能實現(xiàn)

1.結(jié)構(gòu)設(shè)計要求的實現(xiàn)

根據(jù)對基本設(shè)計要求的分析，為保證負荷控制、電量控制能不受阻礙地實現(xiàn)，就必須在本柜裝設(shè)并封入電源主開關(guān)以及電源電壓互感器。只有采取這樣的措施才能徹底保證控制功能的實現(xiàn)在結(jié)構(gòu)方面不被人為阻礙，除非是涉嫌違法的暴力破壞。

考慮拼柜通用性：就需要考慮母排走向、母排位置、相間距離等問題，據(jù)此，我們認為電源主開關(guān)只宜選擇與所拼柜型通用的主開關(guān)。那么，KYN28A-12中置柜的計量柜我們選擇VS1手車式真空斷路器；XGN2-12箱型高壓柜的計量柜我們選擇VS1固定式真空斷路器；HXGN15-12六氟化硫環(huán)網(wǎng)柜的計量柜我們選擇FLN36或FLN48六氟化硫負荷開關(guān)；HXGN17-12環(huán)網(wǎng)柜的計量柜我們選擇FKN12壓氣式或FZN25真空式負荷開關(guān)。這樣就保證了拼柜的通用性，使本柜的適用范圍保持在很廣泛的范圍內(nèi)，既可用于新建配電項目的建設(shè)，也可用于舊有配電項目的改造。

至于柜體全封閉：我們采取相應(yīng)的結(jié)構(gòu)措施將本柜的后封板、頂板、底板、左右側(cè)板全部封閉，并從結(jié)構(gòu)上保證不能從外部打開。

由于供電企業(yè)要求單個鉛封實現(xiàn)全部面板的閉鎖，那么就決定了我們對不同的面板必須進行聯(lián)鎖。這方面我們采取多個步驟的措施：a）機械聯(lián)鎖：由于鉛封必須封在計量儀表室面板上，于是我們將上下面板進行機械聯(lián)鎖，保證在儀表室面板未打開的情況下另外的面板不能打開。b）電磁閉鎖：電源取自電源PT，一旦電源PT失電，通過電源切換轉(zhuǎn)而從計量PT取電源，繼續(xù)維持閉鎖，以保證供電企業(yè)維護人員的人身安全。c）開門報警：如非授權(quán)人員打開儀表面板或其他面板，均可進行報警并通過電臺向供電企業(yè)報告。

2.負荷控制設(shè)計要求的實現(xiàn)

供電企業(yè)通過本柜采用的負荷控制裝置，可對用戶用電功率進行數(shù)據(jù)采集，并對用戶最大負荷進行門限設(shè)定；該裝置可實現(xiàn)智能化的電力負荷管理，對電力負荷可實施分時段控制。當用戶超過門限值且處于負荷控制時段之內(nèi)，由該裝置發(fā)出固定頻率的報警。如果用戶收到報警后馬上采取措施降低負荷至低于門限值，則報警自動消除。如報警次數(shù)達到預(yù)設(shè)值，則該裝置自動進行第一輪的跳閘動作。

根據(jù)用戶實際情況以及供電企業(yè)與用戶達成的協(xié)議，第一輪所跳之開關(guān)可為電源進線柜主開關(guān)，也可設(shè)置為各級次出線柜開關(guān)。如實施第一輪跳閘后，該裝置仍處于報警狀態(tài)，則依次進行后繼輪次的跳閘，直到負荷低于門限值，消除報警。

負荷控制電源采自本柜電源PT，為保證電源開關(guān)電動控制跳閘所需的功率，PT極限輸出應(yīng)達到500VA以上。

3.電量控制設(shè)計要求的實現(xiàn)

供電企業(yè)通過本柜所采用的IC卡式預(yù)付費終端作為電量控制裝置，在營業(yè)部門建立IC卡預(yù)付費系統(tǒng)作為電量控制主站，該系統(tǒng)可預(yù)設(shè)催費報警門限值和跳閘門限值。用戶使用IC卡通過一定方式購買一定的電量后，在該電量控制裝置IC卡插口刷卡輸入后，即可使用已購買的電量。當裝置中余額低于報警門限值后，發(fā)出報警信號。一旦所購買電量已用盡或達到預(yù)先設(shè)定的跳閘門限值，跳主開關(guān)，并將其閉鎖，使之不能合閘。用戶只有重新購買電量，并申請供電企業(yè)相關(guān)部門解鎖并合閘，才能恢復(fù)供電。

三、技術(shù)特色

綜合分析市場需要、設(shè)計要求，以及各項經(jīng)濟指標，我們開發(fā)了負荷控制/電量控制多功能高壓計量設(shè)備。目前已經(jīng)完成樣機的制作以及第三方試驗站的型式試驗，開始投入量產(chǎn)。根據(jù)對整個項目的技術(shù)經(jīng)濟分析，對本設(shè)備進行了初步的技術(shù)總結(jié)：

1.良好的普適性

我們設(shè)計的本多功能計量柜具有應(yīng)用范圍廣，能接受用戶非標定制的特點，也就是普適性。它既能應(yīng)用于新建項目的建設(shè)，又可用于舊有項目的改造，并可根據(jù)實際需要進行非標定制。

另一方面，我們充分認識到，計量柜應(yīng)從屬于原有開關(guān)柜排列。于是，我公司對拼柜通用性等方面給予了充分的考慮，以確保不致破壞原有排列。

2.優(yōu)秀的互換性

由于本柜需要實現(xiàn)負荷控制和電量控制，就有必要在本柜裝入可對供電電源進行直接通斷的主開關(guān)。這樣，主開關(guān)的性能保證就是不得不考慮的問題了，為了確保本柜不對用戶用電造成影響，本柜所選用的主開關(guān)必須是行業(yè)常用的主開關(guān)，這樣才能充分保證一旦出現(xiàn)事故，可在第一時間內(nèi)排除主開關(guān)性能損壞造成的影響。

3.閉鎖的可靠性

供電企業(yè)在每臺計量柜上只使用一個鉛封，于是，為確保供電企業(yè)售電以及用戶用電安全，我們實施了對柜體的全封閉，并對所有面板以及維護通道進行了可靠的聯(lián)鎖。以KYN28A-12型多功能計量柜為例：

供電企業(yè)鉛封位于儀表門，而下門和后門屬于維護通道，我們在下門立柱內(nèi)加設(shè)機械聯(lián)鎖板，聯(lián)鎖板的控制端位于儀表門內(nèi)。只有儀表門打開，并且提起聯(lián)鎖板，才可打開下門；同時，我們對后門進行特殊制作，后門關(guān)上后，通過架設(shè)在柜中的聯(lián)鎖桿鎖閉后門，在聯(lián)鎖桿為打開的情況下，后門從外部不可打開。并且，我們還將后門的聯(lián)鎖桿與下門的聯(lián)鎖桿相關(guān)聯(lián)，更確保了機械聯(lián)鎖的可靠性。

另一方面，我們在下門聯(lián)鎖板上端裝設(shè)了閉鎖電磁鐵，如果柜內(nèi)有電，閉鎖電磁鐵吸合，即使打開儀表門，也無法打開下門，這就充分保證了供電企業(yè)維護人員的安全。

其他如XGN2-12、HXGN17-12、HXGN15-12等柜型的計量柜，我們均根據(jù)實際情況采取了不同的聯(lián)鎖措施，充分保證了柜體的安全和供電維護人員的安全。

3.充分的可擴展性

依據(jù)供電企業(yè)的實際需求，并根據(jù)我公司的技術(shù)分析，我公司認為：根據(jù)實際需求的不同，負荷控制、電量控制等措施所需要的終端設(shè)備就會不同，我公司在設(shè)計時候?qū)Υ朔矫孢M行了充分的考慮，作為可擴展的措施，以便供電企業(yè)依據(jù)自身需要做出選擇：

a）充足的控制終端安裝位置

我公司對本柜的儀表室可擴展性能進行了重點考慮，供電企業(yè)可以有選擇性地安裝負荷控制終端、IC卡預(yù)付費終端、計量電度表、綜合監(jiān)控終端等，我們從結(jié)構(gòu)上保證充足的安裝位置和操作的方便性。

b）可選擇的門禁控制系統(tǒng)

本產(chǎn)品在擁有可靠的機械閉鎖、聯(lián)鎖以及電磁閉鎖的同時，還可擴展安裝各種不同的身份識別系統(tǒng)，以最大限度保障供電企業(yè)的供電安全。供電企業(yè)可根據(jù)自身需要進行定制。

4.完善的控制機制

本產(chǎn)品控制機制相當完善，可完整實現(xiàn)供電企業(yè)負荷控制、電量控制的要求：

負荷控制終端可持續(xù)對用電功率進行數(shù)據(jù)采集和比對，如果功率超過報警門限值，即由該終端發(fā)出每分鐘一次的報警，此時用戶值班人員應(yīng)立即采取措施降低負荷直到低于門限值。如果報警到一定次數(shù)后，負荷仍未降低，則由終端發(fā)出指令開始第一輪次的跳閘動作，如仍未能達到要求，則依次進行后繼輪次的跳閘動作，直至負荷低于門限值。最后一個輪次的跳閘動作對象為本柜主開關(guān)，此時相當于切斷所有負荷電流，強制用戶降低負荷。

電量控制終端可通過持續(xù)對用電電量進行統(tǒng)計，并隨時與預(yù)設(shè)的最大可使用電量進行比對。一旦用電電量達到預(yù)設(shè)的報警門限值（該門限值應(yīng)設(shè)為接近并小于最大可使用電量），則進行聲光報警通知用戶進行再購電。如果用電電量達到最大可使用電量，則直接對本柜主開關(guān)進行跳閘動作，并隨即閉鎖主開關(guān)，使之無法合閘。只有用戶進行再購電并將數(shù)據(jù)輸入電量控制終端，主開關(guān)才能解除閉鎖，此時用戶才可進行合閘。

本柜在儀表面板設(shè)置合閘按鈕，負荷控制終端跳本柜主開關(guān)后，用戶降低負荷后可進行合閘操作；并設(shè)置兩個分閘指示帶燈按鈕，據(jù)此可讓用戶分辨出何種原因?qū)е碌奶l，用戶在進行合閘動作前應(yīng)解除指示；同時設(shè)置有蜂鳴器，在分閘同時進行報警。

本柜上下門、前后門(封板)聯(lián)鎖機制同樣非常完善。當供電維護人員完成一次開門維護作業(yè)后，應(yīng)首先可靠關(guān)閉后門或后封板，然后才可關(guān)閉前下門。如果后門或后封板未可靠封閉，前下門將無法關(guān)閉。前下門可靠關(guān)閉后才可關(guān)閉上門，如下門未可靠封閉，上門同樣無法關(guān)閉。也就是說，我們將柜體面板、維護通道實施了系統(tǒng)化的封閉，從程序上可保證封閉的可靠性。