交流配電設備

為增加電站的供電可靠性，同時減少蓄電池的容量，降低系統成本，各電站都配有備用柴油發電機組作為後備電源。後備電源的作用是：①當蓄電池虧電，可由後備柴油發電機組經整流充電設備給蓄電池組充電，並同時通過交流配電裝置直接向負載供電，以保證供電系統正常運行；②當逆變器或者其他部分發生故障，作為應急電源啓動後備柴油發電機組，經交流配電系統直接為用户供電。因此，交流配電設備除在正常情況下將逆變器輸出的電力提供給負載外，還應具有能夠將後備應急電源輸出的電力在特殊情況下直接向用户供電的功能。

為確保逆變器和柴油發電機組的安全，杜絕逆變器與柴油發電機組同時供電的危險局面出現，交流配電系統的兩種輸入電源切換功能必須有絕對可靠的互鎖裝置，只要逆變器供電操作步驟沒有完全排除乾淨，柴油發電機組供電便不可能進行；同樣，在柴油發電機組通過交流配電裝置向負載供電時，也必須確保逆變器絕對接不進交流配電裝置。

交流配電裝置的輸出一般可根據用户要求設計。通常獨立太陽能光伏電站，其供電保障率很難達到100%，為確保某些特殊負載的供電需求，交流配電裝置至少應有兩路輸出，這樣就可以在蓄電池電量不足的情況下，切斷一路普通負載，確保向主要負載繼續供電。在某些情況下，交流配電裝置的輸出還可以是三路或四路，以滿足不同的需求。例如，有的地方需要遠程送電，進行高壓輸配電；有的地方需要為政府機關、銀行、通信等重要單位設立供電專線等。 ^[2] 

交流配電設備可分為：配電變壓器、高壓配電設備和低壓配電設備。通信局站用的高壓一般為10kV，低壓為380V。

將10kV高壓市電降為380V低壓的設備，也是通信局站交流供電系統中的主要配電設備。變壓器按結構分類，可分為內鐵式和外鐵式；按相數分類，可分為單相和三相；按冷卻方式分類，可分為油浸式和乾式。通信用配電變壓器一般為三相內鐵式油浸變壓器，主要由鐵心，高壓、低壓繞組，油箱和高壓、低壓絕緣套管構成。高壓絕緣套管內連高壓繞組，外接高壓配電出線設備；低壓絕緣套管內連低壓繞組，外與低壓配電進線設備相連315kVA以上的大容量配電變壓器一般安裝在變壓器室內；180～250kVA以下的小容量變壓器可安裝於室外杆架上。 ^[1] 

高壓市電電源和配電變壓器之間的用於控制、監測電源和保護後接設備的配電設備。它包括高壓隔離開關、高壓油斷路器、高壓熔斷器、高壓儀用互感器和避雷器等。

高壓隔離開關在電路中用作接通、斷開電路。它沒有熄滅電弧裝置，只允許在無負荷或負荷很小的情況下閉合或斷開電路。一般在電路設備需要檢修或停止使用時才開斷它，將要檢修或停止不用的部分設備與電源隔離。

高壓油斷路器又稱高壓油開關。它具有很強的分斷電流的能力，不僅能切斷或接通具有正常負荷的主電路，而且在線路或設備發生嚴重過載或短路時能自動切斷電源。使用的油斷路器多為少油式斷路器。

高壓熔斷器分户外式和户內式兩種。當高壓線路或設備發生嚴重過載或短路時，熔斷器的熔體被熔斷，使電源與負荷脱開，起到保護設備和線路的作用。户外式高壓熔斷器也稱跌落式熔斷器或跌落開關。高壓熔斷器還可以用來切斷和接通空載電力線路、空載變壓器和不大於10A的負載電流。

高壓儀用互感器與低壓電壓、電流表配套，用作監測高壓電壓和電流。儀用互感器分電壓互感器和電流互感器。電壓互感器將高壓電網的電壓降至低壓電壓表的量限範圍內進行監測。電壓表的滿量限為100V。電流互感器用來將高壓電網中的電流變到一般電流表的量限範圍內進行監測。電流表的滿量限為5A。

高壓避雷器的作用是防止因雷電過電壓而損壞設備。在10kV的配電變電站中廣泛採用閥型避雷器。它由火花間隙、閥型電阻盤、絕緣瓷套和彈簧等幾部分組成。平時火花間隙對地有足夠的絕緣強度，閥型電阻盤的電阻很大，電流不能通過。當雷電過電壓襲擊時，火花間隙被擊穿放電，閥型電阻盤立即由高電阻變為低電阻，雷電流很容易通過。雷電流過去以後，電阻盤的阻值隨即升高，火花間隙也回到不導電狀態，避雷器又恢復至放電前的狀態。

配電變壓器容量超過315kVA的大型通信局站，大都是兩路lokV高壓市電進線方式。為了提高數台變壓器投入的自動化程度和設備操作的機械化能力，多采用由上述高壓配電設備組成的高壓開關櫃。它是安裝於室內的櫃式成套配電設備。例如有高壓進線及測量(電壓)櫃、分進線及測量(電流)櫃、油斷路器及出線櫃、避雷器櫃、分段開關櫃等多種型式。根據不同供電系統的需要，開關櫃可作不同的組合方案連接使用。

配電變壓器容量在180～250kVA以下的中、小型通信局站，高壓配電設備及配電變壓器安裝在室外杆架上。由户外式高壓熔斷器承擔保護和接通或斷開線路的雙重任務，不設監測用儀用互感器及電錶。 ^[1] 

有閘刀開關、轉換開關、接觸器、自動空氣斷路器、低壓熔斷器、電容器補償裝置，以及電工儀表和低壓電流互感器等。

閘刀開關和轉換開關用於接通、斷開或切換電路。閘刀開關有單極、雙極和三極的，電流容量從十幾安至數百安。轉換開關多是配合電工儀表和低壓電流互感器用於測量三相交流電源的電壓或電流。

接觸器是利用電磁線圈中有電與否，使觸頭動作，自動接通或斷開電路的配電設備，它允許頻繁地接通或分斷5～600A的負荷電路。接觸器有主觸頭和輔助觸頭，主觸頭是通、斷主電路的大電流開關；輔助觸頭是作控制電路中用的小電流開關。利用接觸器可實現遠距離控制和自動控制。

自動空氣斷路器也是作為負荷開、關用的配電設備。但一般不作為頻繁地通、斷電路使用。它具有過載和短路保護裝置，在電路過載、短路、電壓降低或消失時，可自動切斷電路，保護設備和線路。自動空氣斷路器的接通和分斷，可用人工操作，也可裝設電動操作機構遠距離操作。

低壓熔斷器有無填料(滅弧填料)熔斷器、有填料熔斷器、快速熔斷器和信號熔斷器多種。前幾種熔斷器在電路中主要用作短路保護，信號熔斷器用作信號告警。

電工儀表用於測量交流電壓或電流。電流很大時，與電流互感器配套使用。

電容器補償裝置用以改善負荷的功率因數。

按照交流供電系統的需要，由上述低壓配電設備組合成的低壓配電屏、自備電源轉換屏、功率因數自動補償控制屏和兩路低壓市電轉換屏是成套的低壓配電設備。 ^[1] 

(1)動作準確，運行可靠。

(2)在發生故障時能夠準確、迅速地切斷事故電流，避免事故擴大。

(3)在一定的操作頻率工作時具有較高的機械壽命和電氣壽命。

(4)電器元件2；Ih-]在電氣、絕緣和機械等各方面的性能配合協調。

(5)工作安全，操作方便，維修容易。

(6)體積小，重量輕，工藝好，製造成本低。

(7)設備自身能耗小。 ^[3] 

1．選擇成熟可靠的設備和技術

選用符合國家標準的PGL型低壓配電屏，它是用於發電廠、變電站交流50Hz、額定工作電壓不超過380V低壓配電照明之用的統一設計產品。為確保產品的可靠性，一次配電和二次控制迴路均採用成熟可靠的電子線路。

2．應充分考慮高海拔地區的自然環境條件

按照對電器產品的技術規定，通常低壓電氣設備的使用環境都限定在海拔2000m以下，而我國西部地區的許多太陽能光伏電站大都位於海拔4000m左右或以上，超出這一規定。高海拔地理環境的主要氣候特徵是氣壓低、相對濕度大、温差大、太陽輻射強、空氣密度低。隨着海拔高度增加，大氣壓力和相對密度下降，電氣設備的外絕緣強度將隨之下降。因此，在設計配電系統時，必須充分考慮當地惡劣環埔對於電氣設備的不利影響。

3．交流配電櫃面板電錶

交流配電櫃前面板應有：①電流表——讀輸出三相電流；②電壓表——監測各相電壓；③功率因數表——測量逆變器/柴油發電機組輸出功率因數；④還應有電度表，分別記錄光伏供電電量、柴油發電機組供電電量。電度表應裝在便於查看的位置。查電度表時應注意，實際電量應等於電度表的讀數乘以互感器變化。

(1)散熱 高海拔地區氣壓低、空氣密度小、散熱條件差，對低壓電氣產品影響大，必須在設計容量時留有較大的餘地，以降低工作時的温升。考慮到我國西部高海拔地區的環境條件，按照上述設計要求，交流配電系統在設計上對低壓電器元件的選用都應留有一定的餘量，以確保系統的可靠性。

(2)維護、維修交流配電櫃應為開啓式、雙面維護結構，採用薄鋼板及角鋼焊接組合而成。屏前有門，為可開啓式的小門；屏面上方有儀表板，可裝設各種指示儀表；維護和維修應方便。

(3)接地 交流配電櫃應具有良好的保護接地系統。主接地點一般焊接在機櫃下方的骨架上，儀表盤也應有接地點與櫃體相連，這樣就構成了一個完整的接地保護電路。可靠接地電路可以防止操作人員觸電。

交流配電櫃應具有多種線路故障保護功能。一旦發生保護動作，用户可根據情況進行處理，排除故障，恢復供電。

(1)輸出過載、短路保護 當電路有短路或過載等故障發生時，相應斷路器會自動跳閘，斷開輸出。當更嚴重的情況發生時，甚至會發生熔斷器燒斷。這時，應首先查明原因，排除故障，然後再接通負載。

(2)輸入欠電壓保護 當輸入電壓降到電源額定電壓的70%～35%時，輸入控制開關自動跳閘斷電；當輸入電壓低於額定電壓的35%時，斷路器開關不能閉合送電。應檢查原因，使配電裝置的輸入電壓升高，再恢復供電。

交流配電櫃在用逆變器輸入供電時，具有蓄電池欠電壓保護功能。當蓄電池放電達到一定深度時，由控制器發出切斷負載信號，控制配電櫃中的負載繼電器動作，切斷相應的負載。恢復送電時，只須進行按鈕操作即可。

(3)輸入互鎖保護 互鎖保護功能，是當逆變器輸入或柴油發電機組輸入只要有一路有電，另一路繼電器就不能閉合，按鈕操作失靈。斷路器開關互鎖保護，是隻允許一路開關合閘通電，此時如果另一路也合閘、有電，則兩路都將同時掉閘斷電。