随着新一轮经济的持续快速增长,电力负荷的需求也迅猛增长,为了提高电力终端电能使用的方便性、灵活性和可靠性,尤其要重视低压配电柜的选用。作者从事用电监察管理工作多年,曾赴有关开关柜生产厂考察低压成套设备的制造,参与用户有关变电所整套图纸审核及订货技术洽谈,现场验收设备的安装与调试。在实际工作中经常与用户、设计院、安装施工单位进行图纸会审及技术交底,从中发现一些用户对低压成套设备的结构特点及选用要求了解较少,使交付施工设计的系统图、原理图和技术要求存在诸多问题。为了减少产品从设计、制造、安装到交付使用时各环节因低压配电柜的问题而受到影响,应及时指导用户选用性价比好的适用低压配电柜,这样不仅保障了电力系统的安全可靠运行,也顾及到用户的经济利益。

低压配电柜的结构特点及类别

目前国内较为主流的国产低压配电柜产品有MNSK、GCS、GCK、YDS、GGD 等,也有一些合资企业如ABB 公司的Ar TU 柜, 施耐德公司的Okken 柜。在价格上国产比合资产品较便宜,且兼容性宽广,适装各类原装、国产、合资生产的断路器等元器件,组装灵活、适合国内行情。低压配电柜按结构特点分为抽屉式柜和固定式柜。MNSK、GCS、GCK、YDS 柜型为抽屉式柜,它们采用间隔式结构,柜体基本结构以E = 25 mm 或E = 20 mm 为模数,结构及抽出式单元可以任意组合以满足系统设计的需要。隔室分成:水平母线室、出线端子室、垂直母线室、功能单元室等,各功能隔室及功能单元室采用隔板或层板隔开。垂直母线组装在绝缘功能板之中,这样一来可防止开关引起的电弧对垂直母线的相间放电,提高了产品的防护电击能力和安全运行率,单独设置并贯穿整个排列的保护导体( PE 线) 与裸露导体部件(框架) 组成完整的接地保护系统,使PE 母线能承受一定的短路电流。另外,抽屉功能单元具。

有可靠的机械联锁装置,以防止误操作和带负荷插拔,也可通过操作手柄控制批示功能单元完成合闸、试验、抽插、连接、隔离位置等各项操作要求。低压配电柜可以组装成电动机控制中心、动力中心和控制与动力混装中心。抽屉式配电柜一般选用抽屉式框架断路器和固定式塑壳断路器,而YDS、Ar Tu 柜则用抽屉式框架断路器和插入式塑壳断路器。以上柜型一般柜高为2. 2 m ,在预装式组合箱变里也可为1. 9 m 或1. 7 m。柜宽可选600 、800 、1 000 、1 200 mm。MNSK、GCK、YDS 柜有效安装空间为1. 8 m ,其中GCK、YDS抽屉可由200/ 4 、200/ 2 、200 、300 、400 、500 、600mm 高单元任意组合,MNSK柜抽屉可由200/ 4 、200/ 2 、200 、400 、600 mm 高单元任意组合,最多可做36 个抽屉。GCS 柜有效安装空间为1. 76 m抽屉可由160/ 4 、160/ 2 、160 、240 、320 、480 mm 高单元任意组合,最多可做44 个抽屉。GGD 柜为固定式柜。柜结构分母线室与配电室,因GGD 柜骨架与抽屉式柜一样采用模数化骨架,故安装灵活,空间利用率大,其柜高、柜宽与抽屉式柜基本一致。固定式柜一般选用固定式框架、塑壳断路器,所以需在进线及馈线断路器前配刀开关,以方便检修,由此它的馈线安装空间也相应减少。低压配电柜按功能来分有:进线开关柜、联络开关柜、发电机进线柜、馈线开关柜、计量柜、无功功率补偿控制柜等。上述各柜型均可以满足各种柜功能的需要。

低压配电柜的选用

对于用户,应如何选用规格、型号繁多的各种产品呢? 如对于商住楼宇和工厂配电系统宜选用GCK、YDS 柜。其互换简便,占地面积小,供电连续性和可靠性高,维修安装方便、安全,并可与程序控制器和微处理器组成供电自动控制系统,可作为受电、馈电与动力控制设备。此类产品在很多工程中越来越被广泛地采用。对于电动机负荷较多的系统如电厂、石化、钢厂,或对于变电站、高层楼宇、医院、体育场、机场、港口、矿业等,选用MNSK,GCS 柜较为理想。其抽屉单元安装空间大,抽屉及功能隔离板均采用阻燃性材料制作,安全防护等级高; GGD 柜适用于工厂车间配电,比较经济、方便,易于被基层电工接受,缺点是防护等级低;对于水厂、电厂或工厂中控制大电动机的变频器柜、软启动器柜、控制柜等采用哪种柜型均可,因为它们除柜体骨架外,基本是非标安装方式。总而言之,选用配电柜要根据负载用途选择性价比好的产品。无功功率补偿柜的低压电容器一律为三角形接线,分组方式从减少电容器组投切次数的观点出发,一般采用等容量分组的方案,为了自动调节无功补偿功率以提高节能效果,并防止低负荷时向电网倒送无功电力,应设置并联电容器的自动投切装置(又称自动补偿器) ,具备良好的质量和功能的产品是保证无功功率补偿柜可靠工作的关键。

低压配电柜的主要元件

为了防止制造厂选用低价质次的元件,影响配电柜日后使用的性能,用户订货时最好注明所用框架、断路器、互感器等主要元件的型号规格、品牌。其中断路器从它的结构、用途的功能来分,就有万能式(又称框架式,国际上通称ACB) 和塑料外壳式〔国际上通称MCCB ,MCB (小型) 〕两大类;根据保护对象的不同,又分为4 个类型：

(1) 配电保护型。保护电源和电气线路(电线、电缆) 和设备;

(2) 电动机保护型。专作电动机的不频繁启动,运行中中断,以及电动机发生过载、短路和欠电压时的保护;

(3) 家用或类似家用场合保护型。对照明线路、家用电器等的保护;

(4) 剩余电流(漏电) 保护型。用来保护人身免受电击危险及防止电气火灾的保护器。当然,在技术交底过程中,有时也要接受制造厂的合理化建议,避免选用远远超过配电负荷需要的技术指标,造成不必要的投资、材料的浪费和维护费的增加。