10kV配电变压器JP柜的改良优化

10kV配电变压器 JP柜的改良优化
摘要：配电变压器综合配电柜简称JP柜，广泛应用于配电变压器台区中。

当前正流行安装使用中典型设计的JP柜，存在诸多不足之处。

在其基础上优化改良推出一种新的JP柜作为样品。

此样品具有容积大，有预留，检修方便操作安全，新增功能，实用性强等特点。

改良优化后的JP柜，在配电领域中更具有推广应用价值。

关键词：JP柜；优化改良；绝缘；功率因数；智能；接地故障；在线监测
0 引言
随着村配电变压器大量使用JP柜，然而在使用过程中，暴露出诸多短板。

因此，如何优化改良JP柜，取其精华去其糟粕，使其在配电领域中发挥更好的作用。

本文将从目前JP柜存在问题及其优缺点分析，提出改良方案，经改良优化后的产品值得推广应用。

1.老旧JP柜存在的问题
1.1JP柜安装位置不合理，不统一
按照《农网10kV及以下配电线路通用设计V3.0标准》中的要求，JP 柜的安装应面向变压器低压侧为正方向，安装于变压器托架的延长段上，然而在现实安装及安装以后的应用中，这种设计却不合理。

在应用中的JP柜现场照片如图1-1所示图1-1
首先，这种安装模式在安装过程中十分困难，由于配变台架对地距离高于2.7m，在安装JP柜时就必须使用梯子，站在梯子上对JP柜底部螺母紧固的时，无紧靠着力点，导致安
装困难。

其次，由于变压器现场的地理位置情况各有不同，JP柜的安装很难按照标准执行，固定JP的安装支架也因地制宜，尺寸大小、位置方向均不能统一，也这就导致现场JP柜安装位置的混乱，五花八门。

再次，JP柜的品种繁多，形成规格尺寸不统一，安装混乱。

如图1-2所示。

图1-2
最后，由于JP柜安装在变压器一侧的，当JP柜内部进出线电缆烧毁或者低压断路器跳闸时，需打开JP柜门进行维修，在维修过程中，由于绝缘梯与变压器台架的搭接点处于台变电杆侧，无牢固搭接点，存在绝缘梯滑落而导致维修人员伤害的安全隐患。

抱在电杆上的JP柜，安装高度太高存在高空作业危险。

1.2JP柜的大小尺寸不一、配电台区的设施安装混乱
在JP柜的现实应用中，其尺寸大小不一，没有预留空间。

在配电变压器的夹杆安装两到三个箱体。

由于初始的JP大小容积有限，因此当需要在台变上增加新设备时，如配变负控终端、计量表计、电压监测仪等设备只能安装在变压器台架上，这就导致了配电台区的设施安装混乱，没有预留空间，不符合规范。

1.3.典设JP柜的优缺点
典设安装JP柜的出现，统一规范了安装尺寸和位置。

其外观美观大方，排列整齐，操作方便。

如图1-3。

典设安装的JP柜，在一定程度上解决了上述普通JP的不足。

结束了JP柜混乱的局面，是目前首选产品。

图1-3
但这种JP柜也有优缺点。

优点一：JP柜安装于变压器下方，统一了安装位置。

优点二：JP柜两面布线，容积较大，配电设备安装空间较大，便于安装检修。

优点三：JP柜内外部接线排列整齐，有美感。

典设安装的JP柜笔者认为是过渡产品，免不了其自身存在的缺点。

缺点一：JP柜进出线穿越金属孔，虽有绝缘胶圈，但也存在刮伤导线绝缘层
的风险；缺点二：容积小。

其内部空间、间隔相对老旧JP柜有了较大的改善，
但还是嫌小，不利于安装检修；缺点三：JP柜内部电气接线方式不合理。

任一路
出线不能转为检修状态；缺点四：JP柜进出线采用单根绝缘导线在玻璃桥架上固定，如需维修更换非常繁琐；缺点五：JP柜无功补偿效果差；缺点六：保护功能
不全。

2.针对上述典设安装的JP柜不足之处，在其基础上改良优化
（以下JP柜特指典设安装的JP柜）
2.1 JP柜容积小，电气接线不合理。

容积小问题，上文已提到现已安装的JP柜空间尺寸较小，其内部空间安排
紧凑狭小，各个电气元件拥挤在一个间隔中，而且间隙距离不足，造成安装困难，检修存在安全隐患。

（如上图）各电气元件间距不足，当某个设备发生故障时，
其周围的设备极易受其影响，造成检修时停电范围扩大。

电气问题，当两路出线供电，需停其中一路检修线路时，没有明显断开点，
在JP柜中
图2-1
无法将被检修线路转为检修状态，需在附近架空线路上登杆作业，悬挂检修
接地，增加了操作时间及安全风险。

针对容积小问题，以JP－400ｋVA-2 120kVar JP柜为例，其外型尺寸长
1200mm,宽600mm,高1000mm。

笔者通过现场考察，JP柜完全可以增加空间，长可
增加至1600mm,宽可增加至700mm，高可增加至1400mm。

改良优化后，JP柜容积
增加了116.67%，有效解决空间、间隔狭小问题。

针对电气问题，将JP柜内的出线开关设计为断路器+三工位隔离开关模式，
如上图2-1。

低压出线不宜少于2回出线，每回之间空间、间隔距离应满足安全
检修，一回检修不影响另一回正常运行，且每回出线均可在JP柜内由运行转冷
备用或检修。

如检修0.4kV出线1回时，只需断开QF1断路器，拉开QS11三工
位隔离，并投至接地端即可（接地就地利用配电变压器中性点直接接地体）。

减
少了停电时间，避免了登杆悬挂接地线安全风险。

2.2无功补偿单元静态补偿改良优化为动态补偿
调查发现，在已安装无功补偿装置中发现70%以上的无功补偿装置均为静态
补偿方式，即便是动态补偿，其并联的电容器均为大容量电容器，数量少，容量
不匹配，补偿效果差，电容器寿命短。

90%以上电容器出现鼓包、漏油、开裂、
击穿等故障，已退出运行，无功补偿装置形同虚设。

这种配置方式不合理，应改
良优化为：动态补偿三相+分相补偿相结合，采用小容量，多只电容器，采用自
动投切的动态补偿方式。

电容器投切采用JKL5F-12智能无功功率自动补偿控制器，其自动控制器有12路，则电容器采用12只。

比如，原电容总容量60kVar,
有两只30kVar，现将电容总容量60kVar分成12只电容，即每只5kVar，分上下
两行排列。

改良优化后的动态无功补偿装置可补偿电网中频繁波动的无功功率，
抑制电网闪变和谐波，提高电网的功率因数，改善配电网的供电质量和使用效率，从而降低网络损耗，有利于延长配电设备的使用寿命。

2.3 对低压进出线穿孔及玻璃桥固定的改良优化
原低压进出线穿孔采用经金属板开孔，孔上有绝缘胶圈。

这样虽满足设计规
范要求，但实际施工中穿导线时，不可避免发生绝缘损伤，引发故障。

为此，将
穿孔的金属板改造为绝缘板，在其上开孔。

这样，穿孔时防止绝缘导线刮伤，即
使损伤也不会发生故障。

典设中，低压JP柜进出线采用玻璃桥架固定，如需维
修更换非常繁琐，低压JP柜进出线应改为电缆，方便安装维修。

见图2-2
图2-2
2.4 JP柜内过压保护的改良优化
为防止低压侧过压保护氧化锌避雷器击穿后，形成单相接地，危及人身安全。

将过压保护避雷器更换成浪涌保护器，其特点：残压低，响应快，灭弧先进，工
作稳定，安全性能高。

2.5增加在线监测实时测配电变压器低压侧单相接地故障功能
低压配电线路时常发生单相接地故障，相线接地故障是十分危险的。

但都是
被动发现，从发生到发现有时间盲区，为了消除发现盲区，减少危害，主动发现
故障。

在配电变压器JP柜内安装计量装置表，用于监测数据。

如需实时访问，
可通过计量系统手工召测功能召测实时数据。

当该计量数据达到一定值时，可通
过设置自动短信会提示数据信息，能及时发现单接地故障，在现场安装接地故障
指示灯，提醒运行人员注意安全。

增加此功能，使JP柜运行更安全。

3.结论
通过改良优化后的JP柜，具有容积大，有预留，检修、操作安全，新增功能，实用性强，将是一款配电领域值得推广的好产品。

参考文献
[1]运行中电能计量装置错误接线检测与分析/孟凡利祝素云李红艳编著.
中国电力出版社，2005
[2]低压电器实用技术问答/周志敏周纪海纪爱华编著.-北京：电子出版社，2004.5
[3]中国南方电网有限责任公司电力安全工作规程.Q/CSG-510001-2015 北京：中国电力出版社，2015.7
作者简介：
杨光磊（1971），男，工程师，大专，研究方向为配电线路运行与维护，
张海（1977），男，工程师，大学本科，从事配电线路智能断路器运行与控
制工作
孔翔凯（1993）男，助理工程师，大学本科，从事配电线路专业
苏锦荣（1978），男，助理工程师，大学本科，研究方向为计量
张霖（1990）男，大学本科，从事配电线路运行与维护。