低压标准配电柜设计及应用 目录 TOC \o 1-9 \h \z \u 目录 1 正文 1 文1：低压标准配电柜设计及应用 1 1低压标准配电柜设计 2 1.1低压标准配电柜分类 2 1.2低压标准配电柜设计技术因素 2 2低压标准配电柜应用 3 （1）低压标准主配电柜 4 （2）低压标准分配电柜 4 3应用前景 4 文2：关于低压配电柜的探讨 5 原创性声明（模板） 9 正文 低压标准配电柜设计及应用 文1：低压标准配电柜设计及应用 引言 低压配电柜是低压配电系统的主要电气设备，大范围的应用于发电厂、变电站、工矿企业及各类电力用户的低压配电系统中，用作电能的分配、控制、保护和监测。随着现场总线技术的发展，低压配电柜开始向紧凑化、智能化、模块化发展。在中大型项目应用中，其可以简化设计、方便维护，还能加快采购及工程实施进度，所以分析讨论低压配电柜的设计十分重要。 低压配电柜应用场景范围广、使用环境千差万别，往往在设计时往往无法兼顾通用性，同时其设计周期受到业主、工艺等资料的一直更新的影响没办法避免地被拉长。对于中大型项目，实际运行复杂，变化多端，要一直改进以满足各方需求，所以低压配电柜的设计较为困难。依据工程配电系统形式、负荷容量及分布特点，可以设计标准化配电柜，这样减少了施工周期和维护成本，备品的可替代性加强使得其得到了新的名称：“低压标准配电柜”。下面将综合市面上较为优秀的设计的具体方案，对低压标准配电柜进行设计，明确其各部分设计的具体方案，以供研究者参考。 1低压标准配电柜设计 1.1低压标准配电柜分类 设计低压开关柜时，必须依据使用的环境条件、开关设备的工作任务及系统可靠性和可用性等方面的要求做。通常情况下将低压配电柜分为主、分两种配电柜。低压主配电柜主要使用在于变电所或动力中心，因为这类场所需要供电稳定可靠、停电时间尽可能压缩、受损元件可迅速更换。开关柜大多采用可移式部件，包括母线室、元件室等不同隔室，可自由安装插入式部件和抽出式部件，以提高供电和维护的可靠性和灵活性。低压分配电柜主要使用在于一般性场所，比如小区、商场等，其常常选择固定式部件安装。 1.2低压标准配电柜设计技术因素 在设计低压标准配电柜时，应明确规格、型号、尺寸、数量等参数，根据不同的使用环境设计更适合的柜体。配电柜应首先明确开关柜的设计要素，包括通风性、散热性、防护性、额定电流、耐受程度等，还要通过模块化设计确保扩展性和可替换性。对于按施工图设计标准完成的低压配电柜，一般都会采用模块化的插入式和抽出式部件。在壳架尺寸相当的情况下，可以便于组件维护和更换。对于标准化配电柜，除了保障正常设计配电柜所需的因素外，应重点考虑以下利于标准化的因素。 （1）一致及互换性。作为设计低压标准配电柜的一个根本原则，应确保外观尺寸和外部接口的通用性和一致性，方便不同厂商产品的无缝对接。 （2）电流额定数据的选择。电流额定数据应尽可能统一，尽量选用一种规格的变压器，防止过多的变压器容量规格，难以维护和修理。 （3）额定分散系数(RDF)。RDF是出厂前根据发热情况给出的设备电路能持续承载的额定电流的标幺值。对于标准配电柜，RDF可以规定设备的平均合乎条件，提高了资源利用效率。对于一般场所使用的箱型开关柜，应综合负荷值、进线元件、上级保护元件的最大电流考虑。 （4）外接导线端子。对于B类断路器，其长延时保护整定值范围较大，当低压柜内采用此类断路器或采用熔断器组合电器时，配电柜的外接导线端子需要明确每个回路导线截面和根数的MAX和MIN值，以适应不一样的接线）防护等级及冷却。配电柜的防护等级应根据工作环境等因素确定，当配电柜防护等级较高时，应控制柜体内的温升，使保护元件的降容在合理范围内，应同时设置机械通风。 （6）上下级保护元件的选择性。配电线路装设的上下级保护电器，其动作特性应具有选择性。断路器保护系统的上下级保护元件的选择性较容易实现，但是短路保护需要仔细考虑脱扣器等元件的参数，在低压标准柜的设计中，应着重考虑。 2低压标准配电柜应用 下面以华晨宝马铁西工厂项目为例，介绍低压标准配电柜的设计。 （1）低压标准主配电柜 华晨宝马铁西工厂共设置了1个总配电所，5个分配电所，变压器44台，低压主配电柜359台。每台变压器后第一个配电柜为变压器出线柜，第二个配电柜为联络柜，联络柜之间通过插接式母线连接。当负荷的额定电流大于160A时，变电所内低压主开关柜一般负荷从变电所供电，当额定电流小于160A时，一般负荷从动力配电箱供电，特殊负荷从变电所直接供电。低压配电柜受恶劣环境影响选择选择防护等级IP54，但是其弊端是配电柜温升较高、柜内元件降容过大，由此增加了强制通风环节。 （2）低压标准分配电柜 低压分配电柜由于工程差异较大，其标准化程度较低，设计难点大多分布在在系统短路电流过大和上下级选择性、小功率设备繁多的问题上。为此，改公司采用断流器限流技术防止短路电流过大，经过控制上级电器的额定电流和下级电器DD壳架等级等技术来解决选择性问题，通过设置TYPE6C系列标准配电柜，分出64个出线回路以满足众多小功率设备的用电需求。 3应用前景 随着科学技术的持续不断的发展，低压电器发展迅速，已发展到了第四代，即应用现场总线技术和最新通信技术的低压电器。从低压电器元件到成套设备，都实现了智能化、可通讯及网络化。低压配电柜应用大量的智能化低压元件，逐渐具有遥控、可视等现代化功能。现场总线技术的应用大幅度的降低了损耗，提高了控制效率，实现了配电保护的自动化设置。智能开关柜逐渐发挥更重要的作用。例如ABB公司利用现场总线技术，实现了对低压开关柜的控制、监视，实现了接口与计算机的自动化通信。 4结语 随着电气行业的持续不断的发展，配电柜标准化是大势所趋，低压标准配电柜必须根据行业、客户的真实需求、应用环境等特点进行设计，突出考虑低压柜的电流额定数据、RDF系数、外接导线端子、防护等级等因素。相信随电力技术的发展，低压标准配电柜将会得到更广泛的应用。 文2：关于低压配电柜的探讨 关位词：低压配电柜；探讨abstract: in this paper, the author introduces the development of the low voltage power distribution cabinets, and proposes the requirements to the low-voltage distribution cabinet components and corresponding countermeasures.the closing words: low voltage distribution cabinet; discussion中图分类号：tu7文献标识码：a文章编号：2095-2104（2012）1 低压配电柜的发展1.1 大容量近年来，我国相继出现了一批大型现代化企业，这一些企业的特点是引进国外先进设备多，自动化水平较高，大多数实施连续性生产，对供电质量发展要求较高。与此同时，在城市规模宏大的高层楼宇中，低压配电变压器容量也在持续不断的增加，变压器单机容量达到2000kva甚至更大，这就要求低压配电柜的容量向大型化方向发展。1.2 高分断低压配电柜的分断能力是以主母线的分断能力作为衡盘装置的分断水平。近年来，随着变压器单机容量的不断增大，装置的分断水平将达到iooka甚至更大。1.3 智能化为更合理的利用与节约电能，减少人工检测的误差，低压配电柜正逐步采用电源管理系统软件，由监控器或计算机对其实行集中监控，采集数据(电流、电压、功率因数等)、波型分析、通讯对话，保证系统始终处于最佳运作时的状态。1.4 小型化由于高层建筑中公用面积极其有限，这就要求变电所面积减少到最小，而供电容量却很大。为此，现代低压配电柜均采用绝缘母线和塑料夹紧件，以减少绝缘距离，有利于其外型尺寸的减小。1.5 防护等级的提高低压配电柜的应用场景范围在逐步扩大，防护等级也慢慢变得高，例如防尘、防潮、防腐等。因此，要求装置的防护等级逐渐完备，所以抽屉柜、密封柜日趋增多。为了利用固定柜和抽屉柜的突出优点，井防止装置内元件等故障的蔓延乃至殃及其它元件的正常工作，组合分隔单元柜得到很大的发展。防护等级将达到ip54或更高。1.6 耐热性在特殊情况下，要求在于250℃的环境和温度条件下，低压配电柜仍能坚持供电2一40min.例如高层建筑的消防联动控制系统，在火灾情倪下就要求具有这种耐热特点。1.7 安全性为维护人身与设备的安全，现代低压配电柜要求:接线采用隐蔽式接线方式.柜内开关与柜门之间设置机械联锁。1.8 可靠性为了能够更好的保证供电的连续性，企业特别是高层建筑，一般都设置市电与自备电，这就要求进线柜的开关必须有机械联锁。2 对低压电器主要元件的要求上述现代低压配电柜的发展，必然对低压电器主要元件提出新的要求。2.1 基本要求2.1.1 使用的环境和温度上限提供。2.1.2 外型尺寸小型化。2.1.3 安装尺寸模数化，安装方法多元化。2.1.4 功能模块化，组装积木化，以利于功能增减和缩短维修时间。2.2 对断路器的要求2.2.1 高分断能力，分断能力达到60一iooka。2.2.2 能左右90安装，进出线 具有三段保护和接地保护，不平衡负载显示。2.2.4 事故的分辨率细，要求有预等、报警功能。2.2.5 要求有记忆功能，能自动记录操作2.3 对交流接触器的要求2.3.1 提高耐高温的能力，在+55℃一+600℃的环境和温度下，接触器应有可靠的动作特性。2.3.2 研制接口接触器，满足带微机的低压配电柜的需要。2.3.3 具有多种功能模块:附加辅助触头模块、延时模块、机械联锁模块、线圈抑制过电压模块、线圈交直流两用模块，带电体的外露部分有绝缘护套。模块能适应任何电流规格的需要，能采用积木式安装，又不改变接触器本体的结构与安装尺寸。2.3.4耐受过载电流的能力和分断能力要提高，例如井下、炼钢与轧钢等作业，因为熔断器或断路器的分断总有一个过程，比如0.15，在此时间内不仅要求接触器有足够的动热稳定性，而且还要求接触器能分断一定倍数的故障电流，例如达到30倍左右。2.4 对热继电器的要求2.4.1 具有三相平衡，不平衡过载及不断相保护功能。2.4.2 有手动、自动复位功能和脱扣显示功能。2.4.3 限制自身热耗，以利降低低压配电柜的温升；2.4.4 扩大温度补偿范围。温度补偿范围至少要达到一20℃一+550℃，最好为+600℃；2.4.5控制触头应为电气上可分开的一常开一常闭。2.5 对小型断路器要求2.5.1 额定电流达到iooa，单极分断能力达到10ka(有效值)，以适应用户用电量增加的需要。2.5.2 具有多种功能模块。如漏电模块、分励模块、报警模块、辅助开关模块和欠压模块。系列化和通用化要强，能采取积木式方法安装。3 对策随着改革开放的深入，一批具有当代世界领先水平的电器元件已在中国销售和制造。它们都是低压配电柜中的抽屉柜与组合分隔单元柜理想的元件。但从多数产品来说，仍需相应措施才能满足低压配电柜发展的要求，以下讨论的正是针对现有产品的改进和新产品研究开发提出的，以适应成套促元件、元件保成套，低压配电柜发展的要求。3.1 尺寸小型化在保证安全可靠的前提下，尺寸小型化从以下两方面去考虑:3.1.1 元件尺寸本身的小型化除了考虑材料的介电性能外，要考虑电压参数的问题:3.1.1.1 额定工作电压按iec947一1“低压可关设备及控制设备第一部分总则”的规定，元件的额定工作电压要满足规定的要求，否则就限制了元件的应用限制范围。3.1.1.2 额定绝缘电压低压配电柜系统的绝缘水平由系统的瞬时过电压决定。瞬时过电压是频谱丰富的非正弦波，有基波分量及高次谐波分量，因此相应有表征这两种分量的绝缘电压:工频耐压及额定冲击耐压。低压配电柜的绝缘配合是建立在瞬时过电压被限制在规定的冲击耐受电压优先系数的基础上的，因此，元件用干低压配电柜系统的条件为:a.电器的额定绝缘电压应高干或等于电源系统的额定电压;b.电器的额定冲击耐受电压应等于或高于电源系统的额定冲击耐受电压.c.电器产生的瞬时过电压应低于或等于电源系统的额定冲击耐受电压。根据以上所述来确定电器的电气间隙和配电距离，并留有适当的安全性，例如限流式电器，其限流系数越高，瞬时过电压水平也越高。3.1.1.3 安全距离电器在分断时的飞弧距离越小越有利于尺寸的小型化。框架断路器不但外型尺寸小，而且飞弧距离越小。大型断路器还要在对地的金属件上设置绝缘障(安全板)，减少宏观尺寸。对于交流接触器理论和实践都证明，栅片灭弧比纵缝灭弧小，因为在电弧回路中串入了栅片电阻，起到了限流作用，同时栅片磁场对外逸电弧有约束作用，减小了飞弧距离。3.2降低电器元件的热耗按iec439的规定，低压配电柜要进行发热计算，因此要求电器零件提供自身热耗的数据。对框架断路器、塑壳断路器和交流接触器要限制自身热耗，必须控制每极回路的电阻值，并且要作为一个指标来考核。对交流接触器尤其是大容量交流接触器最好采用直流控制，以减少铁耗，降低热耗。3.3 选用系数电器元件要依据环境温度、负载级别、工作制等使用条件，提出对应的选用系数。3.4 功能棋块与安装的设计低压电器功能的扩展主要在于功能模块化，即设计各种功能模块，模块通用性强，并且采用积木式安装到本体上去，尽量不用或少用紧固件，主张采用机械接口、装拆方便，又不改变本体的安装尺寸。安装尺寸要模数化、标淮化、多样化。4 结束语随着经济的发展，技术的进步，安全可靠的需要，作为分配与控制电能使用的低压配电柜，无论从功能到结构上都在持续不断的发展。结构上，由于以往的条架式、面板式不能限制故障的蔓延，越来越不适应安全供电的需要，所以正被抽屉柜、密封柜和组合分隔单元柜取代。由于柜体结构的变化，柜内温度的增高，柜内母线走向的要求等，都对组装在柜内的低压电器主要元件，例如断路器、交流接触器、热继电器都提出了若干新的要求。参考文献：[1] 张可欣.浅谈低压配电柜的开发与研究[j].科技致富向导.2011(18).[2] 柳松林.车立恒.大亚湾核电基地数据中心机房低压供配电系统模块设计与实施[a].2010电力行业信息化年会论文集[c].2010(7) 原创性声明（模板） 本人郑重声明：所呈交的本文是本在人导师的指导下独立进行研究所取得的成果，除文中已注明引用的内容外，本文不含任何其他个人或集体已发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要的贡献的个人或集体，均已在文中以明确的方式标明，本人完全意识到本声明结果由本人承担。 签 名： 日 期：20 年 月 日

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