低壓配電柜基礎知識

低壓配電柜基礎知識余杭公司（群力）2016-10-18

第1頁，共63頁。內(nèi)容

低壓開關柜的定義,功能及分類低壓開關柜的主要組成部分及基本結構低壓開關柜的主要技術參數(shù)低壓配電系統(tǒng)常用低壓成套裝置介紹

基礎知識簡介第2頁，共63頁。低壓開關柜的定義

一個或多個低壓開關設備和與之相關的控制、測量、信號、保護、調(diào)節(jié)等設備，由制造廠家負責完成所有內(nèi)部的電氣和機械的連接，用結構部件完整地組裝在一起的一種組合體。第3頁，共63頁。低壓開關柜的功能及作用電能分配轉(zhuǎn)換馬達控制無功功率補償保護人身防止觸電(直接和間接接觸)保護設備防止免受外界環(huán)境影響第4頁，共63頁。低壓開關柜的三大重要標準：GB7251.1

《低壓成套開關設備和控制設備》第一部分：型式試驗和部分型式試驗成套設備IEC60439.1

《低壓成套開關設備和控制設備》第一部分：型式試驗和部分型式試驗成套設備GB/T15576-2008《低壓成套無功功率補償裝置》第5頁，共63頁。固定式:PC或MCC回路低壓開關柜分類抽出式:PC或MCC回路按結構分：第6頁，共63頁。按用途分：配電用:饋電柜(PC:PowerCenter)控制用:馬達控制柜(MCC:MotorControlCenter)補償用:如無功功率補償柜(電容器柜）低壓開關柜分類第7頁，共63頁。開關柜的基本結構定義：為保護人身和設備安全，將開關柜獨立劃分成幾個隔室的不同方式隔室分類：母線室：包括水平母線室與垂直母線室功能單元室(開關隔室)電纜出線室：包括電纜室二次設備室母線室電纜出線室功能單元室二次室第8頁，共63頁。低壓開關柜的主要組成部分柜體：開關柜的外殼骨架及內(nèi)部的安裝、支撐件母線：一種可與幾條電路分別連接的低阻抗導體功能單元：完成同一功能的所有電氣設備和機械部件（包括進線單元和出線單元）柜體母線功能單元電纜出線第9頁，共63頁。開關柜的主要技術參數(shù)額定電流(通常同進線開關大小相同)額定電壓/額定絕緣電壓(400/1000V)進出線方式額定短時耐受電流(Icw/1s)柜體內(nèi)部功能區(qū)域的劃分(隔離方式)外殼防護等級安裝地點及方式外形尺寸(同用戶現(xiàn)場面積有關)顏色及表面處理接地系統(tǒng)第10頁，共63頁。上進下進側進后進進線(插接式母線槽或電纜）方式上進線下進線側進線后進線第11頁，共63頁。前接線后接線出線方式(插接式母線或電纜)前出線（頂部或底部）可以進行靠墻安裝后出線（頂部或底部）不可以進行靠墻安裝第12頁，共63頁。母線的分類：主母線(水平母線）:連接一條或幾條配電母線和或進線和出線單元的母線配電母線（垂直母線）：框架單元內(nèi)的一條母線，它連接在主母線上，并由它向出線單元供電配電母線主母線第13頁，共63頁。母線的基本要素：母線的額定電流及規(guī)格(母線的載流量及橫截面)母線的額定短時耐受電流Icw及額定峰值耐受電流IpkIcw:母線在規(guī)定的試驗條件下,能安全承載的短時電流的方均根值(通常為1秒)Ipk:母線在規(guī)定的試驗條件下,能安全承載的峰值電流Ipk=2.2Icw母線的表面處理為達到某種要求，而對母線表面進行一定的處理，如鍍銀、鍍錫、鍍鎳等第14頁，共63頁。功能單元分類固定式：主電路的連接只能在開關柜斷電的情況下進行接線和斷開可移式（固定分隔式）：主電路帶電的情況下亦可安全的從主電路上斷開或接通，具有連接和移出位置抽出式：主電路帶電的情況下亦可安全的從主電路上斷開或接通，具有連接、試驗、分離、移出位置第15頁，共63頁。安裝地點及安裝方式安裝地點分類：室內(nèi)安裝室外安裝安裝方式分類：靠墻安裝離墻安裝固定方式分類：螺栓固定電焊固定第16頁，共63頁。顏色及表面處理每種柜型均有自己的標準推薦顏色也可以按用戶的要求確定表面處理-噴漆-環(huán)氧樹脂靜電粉末噴涂

第17頁，共63頁。供電系統(tǒng)示意圖第18頁，共63頁。區(qū)域變電站380/220V10kV220kV10.5kV變配電所輸電網(wǎng)絡輸電網(wǎng)絡升壓變電站升壓變電站水電廠火電廠第19頁，共63頁。中壓開閉所接線方式圖第20頁，共63頁。第21頁，共63頁。環(huán)網(wǎng)線路的分支通常采用由負荷開關或電纜插頭組成的專用環(huán)網(wǎng)配電設備。為避免環(huán)式線路故障時影響整個電網(wǎng)和簡化繼電保護，環(huán)式接線一般采用開環(huán)運行。環(huán)式接線供電可靠性較高，目前在城市配電網(wǎng)中應用越來越廣。拉手環(huán)式環(huán)網(wǎng)柜主接線

第22頁，共63頁。低壓進線變壓器2低壓進線變壓器1進線主開關1進線主開關2聯(lián)絡開關負載負載電動機回路配電回路單線圖示意將若干個回路組合裝配成低壓開關柜第23頁，共63頁。平面布置示意圖主母線電容柜抽屜功能單元馬達回路抽出式斷路PCC柜MCC柜MCC柜電容柜垂直母線MCC柜第24頁，共63頁。常用低壓成套開關柜第25頁，共63頁。用途GGD型交流低壓配電柜適用于變電站,發(fā)電廠,廠礦企業(yè)等電力用戶的交流50Hz,額定工作電壓380V,額定工作電流1000-3150A的配電系統(tǒng),作為動力,照明及發(fā)配電設備的電能轉(zhuǎn)換,分配與控制之用.一、GGD型交流低壓配電柜型號說明第26頁，共63頁?！龉耋w的防護等級為IP30,用戶也可根據(jù)環(huán)境的要求在IP20―IP40之間選擇.結構特點■GGD型交流低壓配電柜的柜體采用通用柜形式,構架用8MF冷彎型鋼局部焊接組裝而成,并有20模的安裝孔,通用系數(shù)高■GGD柜充分考慮散熱問題.在柜體上下兩端均有不同數(shù)量的散熱槽孔,當柜內(nèi)電器元件發(fā)熱后,熱量上升,通過上端槽孔排出,而冷風不斷地由下端槽孔補充進柜,使密封的柜體自下而上形成一個自然通風道,達到散熱的目的■GGD柜按照現(xiàn)代化工業(yè)產(chǎn)品造型設計的要求,采用黃金分割比的方法設計柜體外形和各部分的分割尺寸,使整柜美觀大方,面目一新■柜體的頂蓋在需要時可拆除,便于現(xiàn)場主母線的裝配和調(diào)整,柜頂?shù)乃慕茄b有吊環(huán),用于起吊和裝運第27頁，共63頁。設計舉例設計院系統(tǒng)藍圖變配電室設備平面布置圖第28頁，共63頁。設計舉例柜體平面布置開孔圖系統(tǒng)圖第29頁，共63頁。用途GCK低壓抽出式開關柜(以下簡稱開關柜)由動力配電中心(PC)柜和電動機控制中心(MCC)兩部分組成.該裝置適用于交流50(60)HZ,額定工作電壓小于等于660V,額定電流4000A及以下的控配電系統(tǒng),作為動力配電,電動機控制及照明等配電設備型號說明二、GCK低壓抽出式開關柜第30頁，共63頁。開關柜的頂部根據(jù)受電需要可裝母線橋結構特點整柜采用拼裝式組合結構,模數(shù)孔安裝,零部件通用性強,適用性好,標準化程度高柜體上部為母線室,前部為電器室,后部為電纜進出線室,各室間有鋼板或絕緣板作隔離,以保證安全MCC柜抽屜小室的門與斷路器或隔離開關的操作手柄設有機械聯(lián)鎖,只有手柄在分斷位置時門才能開啟受電開關,聯(lián)絡開關及MCC柜的抽屜具有三個位置:接通位置,試驗位置,斷開位置第31頁，共63頁。用途GCS型低壓抽出式開關柜使用于三相交流頻率為50Hz,額定工作電壓為400V(690V),額定電流為4000A及以下的發(fā),供電系統(tǒng)中的作為動力,配電和電動機集中控制,電容補償之用.廣泛應用于發(fā)電廠,石油,化工,冶金,紡織,高層建筑等場所,也可用在大型發(fā)電廠,石化系統(tǒng)等自動化程度高,要求與計算機接口的場所.型號說明三、GCS低壓抽出式開關柜第32頁，共63頁。抽屜高度的模數(shù)為160mm.抽屜改變僅在高度尺寸上變化,其寬度,深度尺寸不變.相同功能單元的抽屜具有良好的互換性.單元回路額定電流630A及以下結構特點框架采用8MF型開口型鋼,主構架上安裝模數(shù)為E=20mm和100mm的Φ9.2mm的安裝孔,使得框架組裝靈活方便開關柜的各功能室相互隔離,其隔室分為功能單元室,母線室和電纜室.各室的作用相對獨立水平母線采用柜后平置式排列方式,以增強母線抗電動力的能力,是使主電路具備高短路強度能力的基本措施電纜隔室的設計使電纜上,下進出均十分方便抽屜面板具有分,合,試驗,抽出等位置的明顯標志.抽屜單元設有機械聯(lián)鎖裝置.1抽屜單元為主體,同時具有抽出式和固定性,可以混合組合,任意使用第33頁，共63頁。用途

MNS型低壓抽出式成套開關設備(以下簡稱開關柜)為適應電力工業(yè)發(fā)展的需求,參考國外MNS系列低壓開關柜設計并加以改進開發(fā)的高級型低壓開關柜,該產(chǎn)品符合國家標準GB7251,VDE660和ZBK36001-89《低壓抽出式成套開關設備》,國際標準IEC439規(guī)定MNS型低壓開關柜適應各種供電,配電的需要,能廣泛用于發(fā)電廠,變電站,工礦企業(yè),大樓賓館,市政建設等各種低壓配電系統(tǒng)三、MNS低壓抽出式開關柜第34頁，共63頁。結構件通用性強,組裝靈活,以E=25mm為模數(shù),結構及抽出式單元可以任意組合,以滿足系統(tǒng)設計的需要結構特點框架為組合式結構,基本骨架由C型鋼材組裝而成.柜架的全部結構件經(jīng)過鍍鋅處理,通過自攻鎖緊螺釘或8.8級六角螺栓堅固連接成基本柜架,加上對應于方案變化的門,隔板,安裝支架以及母線功能單元等部件組裝成完整的開關柜.開關柜內(nèi)部尺寸,零部件尺寸,隔室尺寸均按照模數(shù)化(E=25mm)變化每一個柜體分隔為三個室,即水平母線室(在柜后部),抽屜小室(在柜前部),電纜室(在柜下部或柜前右邊).室與室之間用鋼板或高強度阻燃塑料功能板相互隔開,上下層抽屜之間有帶通風孔的金屬板隔離,以有效防止開關元件因故障引起的飛弧或母線與其它線路短路造成的事故MNS型低壓開關柜的結構設計可滿足各種進出線方案要求:上進上出,上進下出,下進上出,下進下出設計緊湊:以較小的空間容納較多的功能單元第35頁，共63頁。結構特點母線用高強度阻燃型,高絕緣強度的塑料功能板保護,具有抗故障電弧性能,使運行維修安全可靠各種大小抽屜的機械聯(lián)鎖機構符合標準規(guī)定,有連接,試驗,分離三個明顯的位置,安全可靠采用標準模塊設計:分別可組成保護,操作,轉(zhuǎn)換,控制,調(diào)節(jié),測定,指示等標準單元,可以根據(jù)要求任意組裝采用高強度阻燃型工程塑料,有效加強了防護安全性能第36頁，共63頁。設計舉例設計院系統(tǒng)藍圖第37頁，共63頁。設計舉例柜體平面布置開孔圖系統(tǒng)圖第38頁，共63頁。各種型號開關柜的區(qū)別GCS,GCK,MNS,GGD開關柜區(qū)別GGD是固定柜,GCK,GCS,MNS是抽屜柜.GCK柜和GCS,MNS柜抽屜推進機構不同;GCS柜只能做單面操作柜,柜深800mm,MNS柜可以做雙面操作柜,柜深1000mm.

第39頁，共63頁。各種型號開關柜優(yōu)缺點大體而言:抽出式柜較省地方,維護方便,出線回路多,但造價貴;而固定式的相對出線回路少,占地較多.如果客戶提供的地點太少,做不了固定式的要改為做抽出式.

GGD型交流低壓開關柜:該開關柜具有機構合理,安裝維護方便,防護性能好,分斷能力高等優(yōu)點,容量大,分段能力強,動穩(wěn)定性強,電器方案適用性廣等優(yōu)點,可作為換代產(chǎn)品使用.缺點:回路少,單元之間不能任意組合且占地面積大,不能與計算機聯(lián)絡.第40頁，共63頁。

GCK開關柜且具有分斷能力高,動熱穩(wěn)定性好,結構先進合理,電氣方案靈活,系列性,通用性強,各種方案單元任意組合.一臺柜體,容納的回路數(shù)較多,節(jié)省占地面積,防護等級高,安全可靠,維修方便等優(yōu)點.缺點:水平母線設在柜頂垂直母線沒有阻燃型塑料功能板,不能與計算機聯(lián)絡.

GCS低壓抽出式開關柜:具有較高技術性能指標,能夠適應電力市場發(fā)展需要,并可與現(xiàn)有引進的產(chǎn)品競爭.根據(jù)安全,經(jīng)濟,合理,可靠的原則設計的新型低壓抽出式開關柜,還具有分斷,接通能力高,動熱穩(wěn)定性好,電氣方案靈活,組合方便,系列性實用性強,結構新穎,防護等級高等特點.缺點:動靜觸頭接插件接觸不緊密，易出現(xiàn)發(fā)熱、渦流、松動。第41頁，共63頁。MNS系列產(chǎn)品優(yōu)點:◆設計緊湊:以較小的空間能合納較多的功能單元.◆結構通用性強,組裝靈活:以25mm為模數(shù)的C型型材能滿足各種結構形式,防護等級及使用環(huán)境的要求.◆采用標準模塊設計:分別可組成保護,操作,轉(zhuǎn)換,控制,調(diào)節(jié),指示等標準單元,用戶可根據(jù)需要任意選用組裝.◆技術性能高.主要參數(shù)達到當代國際技術水平.◆壓縮場地.三化程度高,可大大壓縮儲存和運輸預制作的場地.◆裝配方便.不需要特殊復雜性第42頁，共63頁。整體比較第43頁，共63頁。Xl-21動力配電箱XL-21系列動力配電箱適合工業(yè)與民用建筑中做交流頻率50Hz、電壓500V及以下、三相四線電力系統(tǒng)的動力配電和照明配電用。型號說明第44頁，共63頁。常用外形尺寸600（W)*1700(H)*400(D)第45頁，共63頁。XX(R)M配電箱

應用范圍：

照明開關配電箱廣泛用于住宅、高級辦公樓、高級公寓、工礦企業(yè)、車間、廠房作為單相二線、單相三線、三相四線、三相五線制供電系統(tǒng)中的戶內(nèi)照明配電及小型動力的配電設備使用。第46頁，共63頁。常用外形尺寸400（W)*500(H)*200(D)第47頁，共63頁。模數(shù)化終端組合配電箱國產(chǎn)PZ30施耐德天翼系列配電干線系統(tǒng)圖第48頁，共63頁?；A知識簡介第49頁，共63頁。額定值

1.額定電壓額定電壓為開關設備所在系統(tǒng)的最高電壓上限。目前我國常用的電壓等級：220V、380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV，1000KV。2.額定絕緣水平衡量開關設備絕緣水平兩個非常重要指標：額定短時工頻耐受電壓（1min）和額定雷電沖擊耐受電壓。電力行業(yè)標準比GB11022要求高些，電力行業(yè)標準DL/T593還規(guī)定便于現(xiàn)場測量的空氣絕緣距離。第50頁，共63頁。

3.額定頻率額定頻率的標準值為16.67Hz、25Hz、50Hz。三相開關設備的額定頻率標準值為50Hz。4.額定電流開關設備的額定電流是開關設備在規(guī)定使用和性能條件下能持續(xù)通過的電流有效值。如630A、1250A、3150A。功能單元是以單元內(nèi)各主回路元件中具有最小額定電流的元件的值，作為該單元的額定電流。5.額定短時耐受電流（熱穩(wěn)定）在規(guī)定使用和性能條件下，在規(guī)定的短時間內(nèi)，開關設備在合閘位置能夠承載的電流的有效值。20kA、25kA、31.5kA、40kA、50kA第51頁，共63頁。

6.額定峰值耐受電流（動穩(wěn)定）在規(guī)定使用和性能條件下，開關設備在合閘位置能夠承載的額定短時耐受電流第一個大半波的電流峰值。50kA、63kA、80kA、100kA、130kA。額定峰值耐受電流一般取額定短時耐受電流的2.55倍。7.額定短路持續(xù)時間開關設備在合閘位置能承載額定短時耐受電流的時間間隔。0.5S，1S，2S，3S，4S。第52頁，共63頁。電氣間隙在兩個導電零部件之間或?qū)щ娏悴考c設備防護界面之間測得的最短空間距離。即在保證電氣性能穩(wěn)定和安全的情況下，通過空氣能實現(xiàn)絕緣的最短距離。第53頁，共63頁。爬電距離即在不同的使用情況下，由于導體周圍的絕緣材料被電極化，導致絕緣材料呈現(xiàn)帶電現(xiàn)象。此帶電區(qū)（導體為圓形時，帶電區(qū)為環(huán)形）的半徑，即為爬電距離；

爬電距離在絕緣材料表面會形成泄漏電流路徑。若這些泄漏電流路徑構成一條導電通路，則出現(xiàn)表面閃絡或擊穿現(xiàn)象。絕緣材料的這種變化需要一定的時間，它是由長時間加在器件上的工作電壓所引起的，器件周圍環(huán)境的污染能加速這一變化第54頁，共63頁。第55頁，共63頁。第56頁，共63頁。第57頁，共63頁。第58頁，共63頁。實例1.GCS產(chǎn)品外殼防護等級IP4X，隔室間防護等級IP2X。IP4X：能阻擋直徑大于1mm金屬絲或厚度大于1.0mm窄條物體進入柜內(nèi)；IP2X：能阻擋手指或直徑大于12.5mm物體進入其他隔室。2.GGD產(chǎn)品外殼防護等級IP3X。IP3X：能阻擋直徑或厚度大于2.5mm工具、金屬