低压成套配电装置基础知识概览

将一个配电单元的开关电器、保护电器、测量电器和必要的辅助设备等电器元件安装在标准的柜体中,就构成了单台配电柜。将配电柜按照一定的要求和接线方式组合,并在柜顶用母线将各单台柜体的电气部分连接,于是构成了成套配电装置。配电装置按电压等级高低分为高压成套配电装置和低压成套配电装置,按电气设备安装地点不同分为屋内配电装置和屋外配电装置,按组装方式不同分为装配式配电装置和成套式配电装置。

一、低压配电装置分类

低压配电装置按结构特征和用途的不同,分为固定式低压配电柜(又称屏)、抽屉式低压开关柜以及动力、照明配电控制箱等。

(1)固定式低压配电柜按外部设计不同可分为开启式和封闭式。开启式低压配电柜正面有防护作用面板遮拦,背面和侧面仍能触及带电部分,防护等级低,目前已不再提倡使用。封闭式低压配电柜,除安装面外,其他所有侧面都被封闭起来。配电柜的开关、保护和监测控制等电气元件,均安装在一个用钢或绝缘材料制成的封闭外壳内。通常门与主开关操作有机械联锁,以防止误人带电间隔操作。

(2)抽屉式开关柜采用钢板制成封闭外壳,进出线回路的电器元件都安装在可抽出的抽屉中,构成能完成某一类供电任务的功能单元。功能单元与母线或电缆之间,用接地的金属板或塑料制成的功能板隔开,形成母线、功能单元和电缆三个区域。每个功能单元之间也有隔离措施。抽屉式开关柜有较高的可靠性、安全性和互换性,是比较先进的开关柜,目前生产的开关柜,多数是抽屉式开关柜。

(3)动力、照明配电控制箱。多为封闭式垂直安装。因使用场合不同,外壳防护等级也不同。它们主要作为工矿企业生产现场的配电装置。

低压配电系统通常包括受电柜(即进线柜)、馈电柜(控制各功能单元)、无功功率补偿柜等。受电柜是配电系统的总开关,从变压器低压侧进线,控制整个系统。馈电柜直接对用户的受电设备,控制各用电单元。电容补偿柜根据电网负荷消耗的感性无功量的多少自动地控制并联补偿电容器组的投入,使电网的无功消耗保持到最低状态,从而提高电网电压质量,减少输电系统和变压器的损耗。

二、常用低压成套配电装置

常用的低压成套配电装置有PGL、GGD型低压配电柜和GCK(GCL)、GCS、MNS抽屉式开关柜等。

(一)GGD型低压配电柜

GGD型低压配电柜适用于发电厂、变电所、工业企业等电力用户作为交流50Hz、额定工作电压380V、额定电流至3150A的配电系统中作为动力、照明及配电设备的电能转换、分配与控制之用。具有分断能力高、动热稳定性好、结构新颖合理、电气方案灵活、系列性适用性强、防护等级高等特点。

1.型号

GGD型低压配电柜的型号及含义如下所述。

GGD型低压配电柜按其分断能力不同可分为1型、2型、3型,1型的最大开断能力为15kA,2型为30kA,3型为50kA。

2.结构特点

GGD型配电柜的柜体框架采用冷弯型钢焊接而成,框架上分别有E=20mm和E=100mm模数化排列的安装孔,可适应各种元器件装配。柜门的设计考虑到标准化和通用化,柜门采用整体单门和不对称双门结构,清晰美观,柜体上部留有一个供安装各类仪表、指示灯、控制开关等元件用的小门,便于检查和维修。柜体的下部、后上部与柜体顶部,均留有通风孔,并加网板密封,使柜体在运行中自然形成一个通风道,达到散热的目的。

GGD柜使用的ZMJ型组合式母线卡由高阻燃PPO材料热塑成型,采用积木式组合,具有机械强度高、绝缘性能好、安装简单、使用方便等优点。

GGD型配电柜根据电路分断能力要求可选用DW15(DWX15)～DW45等系列断路器,选用HD13BX(或HS13BX)型旋转操作式隔离开关以及CJ20系列接触器等电器元件。GGD型配电柜的主、辅电路采用标准化方案,主电路方案和辅助电路方案之间有固定的对应关系,一个主电路方案应若干个辅助电路方案。GGD型配电柜主电路方案举例如图4-48所示,外形尺寸及安装示意图如图4-49所示。

GGD型配电柜的外形尺寸为长×宽×高=(400、600、800、1000)mm×600mm×2000mm。每面柜既可作为一个独立单元使用,也可与其他柜组合各种不同的配电方案,因此使用比较方便。

图4-48　GGD配电柜主电路一次接线方案

图4-49　GGD型配电柜外形尺寸及安装示意图

(二)GCL低压抽出式开关柜

1.型号及含义

2.结构特点

GCL系列抽出式开关柜用于交流50(60)Hz,额定工作电压660V及以下,额定电流400～4000A的电力系统中作为电能分配和电动机控制使用。

开关柜属间隔型封闭结构,一般由薄钢板弯制、焊接组装。也可采用由异型钢材,采用角板固定,螺栓连接的无焊接结构。选用时,可根据需要加装底部盖板。内外部结构件分别采取镀锌、磷化、喷涂等处理手段。(www.xing528.com)

GCL系列抽出式开关柜柜体分为母线区、功能单元区和电缆区,一般按上、中、下顺序排列。母线室、互感器室内的功能单元均为抽屉式,每个抽屉均有工作位置、试验位置、断开位置,为检修、试验提供方便。每个隔室用隔板分开,以防止事故扩大,保证人身安全。GCL系列抽出式开关柜根据功能需要可选用DZX10(或DZ10)等系列断路器、CJ20系列接触器、JR系列热继电器、QM系列熔断保险等电器元件。其主电路有多种接线方案,以满足进线受电、联络、馈电、电容补偿及照明控制等功能需要。GCL配电柜接线方案举例如图4-50所示,外形尺寸及安装示意如图4-51所示。

图4-50　GCL配电柜主电路一次接线方案

图4-51　GGD型配电柜外形尺寸及安装示意图

(a)正视;(b)侧视;(c)柜底
1—隔室门;2—仪表门;3—控制室封板;4—吊环;5—防尘盖后门;6—主母线室;7—压力释放装置;8、9—侧板

(三)GCK系列电动控制中心

GCK系列电动控制中心由各功能单元组合而成为多功能控制中心,这些单元垂直重叠安装在封闭式的金属柜体内。柜体共分水平母线区、垂直线线区、电缆区和设备安装区等4个互相隔离的区域,功能单元分别安装在各自的小室内。当任何一个功能单元发生事故时,均不影响其他单元,可以防止事故扩大。所有功能单元均能按规定的性能分断短路电流,且可通过接口与可非程序控制器或微处理机连接,作为自动控制的执行单元。

GCK系列电动控制中心的接线举例如图4-52所示,其外形尺寸及安装示意如图4-53所示。

图4-52　GCK系列电动控制中心的主电路一次接线方案

三、低压成套配电装置运行维护

(一)日常巡视维护

建立运行日志,实时记录电压、电流、负荷、温度等参数变化情况;巡视设备应认真仔细,不放过疑点。日常巡视维护内容如下所述。

(1)设备外观有无异常现象,各种仪表、信号装置的指示是否正常等。

(2)导线、开关、接触器、继电器线圈、接线端子有无过热及打火现象;电气设备的运行噪声有无明显增加和有无异常音响。

(3)设备接触部位有无发热或烧损现象,有无异常振动、响声,有无异常气味等。

(4)对负荷骤变的设备要加强巡视、观察、以防意外。

(5)当环境温度变化时(特别是高温时)要加强对设备的巡视,以防设备出现异常情况。

(二)定期维护

配电室应每周进行一次维护,主要内容为清洁室内卫生并对电气设备进行全面检查。每季度应对配电室进行停电检修一次,主要内容如下所述。

(1)检查开关、接触器触点的烧蚀情况,必要时修复或更换。

(2)导体连接处是否松动,紧固接线端子、检查导线接头,如过热氧化严重应修复。

图4-53　GCK型配电柜外形尺寸及安装示意图

(3)检查导线,特别是导线出入管口处的绝缘是否完好。

(4)遥测装置线路的绝缘电阻及接地装置的接地电阻。

(5)接触部位是否有磨损,对磨损严重的应及时维修或更换。

(6)配电装置的除尘,盘柜表面的清洁及对室内环境进行彻底清扫。

(7)填写有关记录。