开关柜基础知识ppt课件.ppt
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1、低压配电柜基础知识,主讲丁 家 辉,内容电气设备概述开关柜的定义,功能及分类 低压开关柜的主要组成部分及基本结构 低压开关柜的主要技术参数开关柜常用电器设备简介 低压配电系统 常用低压成套装置介绍 基础知识简介,(一)、电气设备的定义供配电系统的电气设备是指用于发电、输电、变电、配电和用电的所有设备,包括发电机、变压器、控制电器、保护设备、测量仪表、线路器材和用电设备(如电动机、照明用具)等。,(二)、电气设备的分类1. 按电压等级分(1)高压设备交流50Hz、额定电压1200V以上直流、额定电压1500V以上(2)低压设备交流50Hz、额定电压1200V及以下直流、额定电压1500V及以下,
2、一、电气设备概述,2按设备所属回路分(1) 一次回路及一次设备 一次回路 供配电系统中用于传输、变换和分配电力电能的主电路一次设备或一次电器 设置在一次回路中的电气设备(2) 二次回路及二次设备 二次回路 指用来控制、指示、监测和保护一次回路运行的电路二次设备或二次电器 设置在二次回路中的电气设备。,3按在一次电路中的功能分(1)变换设备 用来按电力系统工作的要求变换电压或电流的电气设备,如变压器、互感器等。(2)控制设备 用于按电力系统的工作要求控制一次电路通、断的电气设备,如高低压断路器、开关等。(3)保护设备 用来对电力系统进行过电流和过电压等的保护用电气设备,如熔断器、避雷器等。(4)
3、补偿设备 用来补偿电力系统中无功功率以提高功率因数的设备,如并联电容器等。(5)成套设备(装置) 按一次电路接线方案的要求,将有关的一次设备及其相关的二次设备组合为一体的电气装置,如高低压开关柜、低压配电屏、动力和照明配电箱等。,二、开关柜的定义,开关柜(又称成套开关或成套配电装置),它是以断路器为主的电气设备;是指生产厂家根据电气一次主接线图的要求,将有关的高低压电器(包括控制电器、保护电器、测量电器)以及母线、载流导体、绝缘子等装配在封闭的或敞开的金属柜体内,作为电力系统中接受和分配电能的装置,称为金属开关装置,简称开关柜。,低压开关柜指一个或多个低压开关设备和与之相关的控制、测量、信号、
4、保护、调节等设备,由制造厂家负责完成所有内部的电气和机械的连接,用结构部件完整地组装在一起的一种组合体。高压开关设备:主要用于发电、输电、配电和电能转换的高压开关以及和控制、测量、保护装置、电气联结(母线)、外壳、支持件等组成的总称。,三、开关柜的主要特点:,1.有一、二次方案,这是开关柜具体的功能标志,包括电能汇集、分配、计量和保护功能电气线路。一个开关柜有一个确定的主回路(一次回路)方案和一个辅助回路(二次回路)方案,当一个开关柜的主方案不能实现时可以用几个单元方案来组合而成。2.开关柜具有一定的操作程序及机械或电气联锁机构,实践证明: 无“五防”功能或“五防功能不全”是造成电力事故的主要
5、原因。,开关柜防护要求中的“五防”:防止误分误合断路器、防止带电分合隔离开关、防止带电合接地开关、防止带接地分合断路器、防止误入带电间隔。,三、开关柜的主要特点:,3.具有接地的金属外壳,其外壳有支承和防护作用.因此要求它应具有足够的机械强度和刚度,保证装置的稳固,当柜内产生故障时,不会出现变形,折断等外部效应。同时也可以防止人体接近带电部分和触及运动部件,防止外界因素对内部设施的影响;以及防止设备受到意外的冲击。4.具有抑制内部故障的功能,“内部故障”是指开关柜内部电弧短路引起的故障,一旦发生内部故障要求把电弧故障限制在隔室以内。,四、 开关柜分类和名称,低压成套开关设备分类:按供电网络:一
6、级配电设备,统称负荷中心;二级配电设备,电动机为主,称为马达控制中心(MCC),另外为一般负载,末级配电设备。按结构特征:P-开启式配电屏;G-封闭式配电柜按产品的形式特征:G-固定安装、固定接线;B-固定安装 C-抽出式 H-抽出式与固定安装、固定接线式混合安装形式按环境:户内和户外,命名:由类别代号、系列特征代号、用途代号、品种代号、规格代号及附加代号六部分组成:口 口 口 口 -口 口 1 2 3 4 5 61)类别代号 2)系列特征代号 3)用途代号 4)设计序号 5)规格代号 6)附加代号例如:GGD1-01 含义:电力用固定开关柜,第一个设计,主电路方案号为01 GCK1-01 含
7、义:控制中心用抽出式封闭配电柜,第一个设计,主电路方案号为01,开关柜分类和名称(2),高压成套开关设备分类:简称高压开关柜(除进出线外,其余完全被接地金属外壳封闭的开关设备)铠装式高压开关柜、间隔式高压开关柜和箱式高压开关柜:铠装式高压开关柜中每一个主要部件都分别装于用接地的金属隔板隔开的隔室中;间隔式与铠装式一样,主要元件在不同的隔室内,但具有一个或多个非金属隔板;箱式就是除上两种形式以外的开关柜。,开关柜全型号组成(简化),1.1.全型号组成的第13位按下表确定。(环网H ),1.2. 第4位为设计序号,按产品型号证书发放的先后顺序用阿拉伯数字表示,由型号颁发单位统一编排。(西高所)1.
8、3.第5位为改进顺序号,按改进先后顺序用A、B、C表示,由型号颁发单位统一编排。1.4.第6位为额定电压,用阿拉伯数字表示,单位千伏(kV)。1.5.第7位为主开关类型,见下表 (S) 配少油断路器; (L) 配SF6断路器 (Z) 配真空断路器; (F) 配负荷开关 (F.R) 配负荷开关+熔断器组合; (J.R) 配接触器+熔断器组合;(F-C) (G) 配隔离开关;,1.6.第8位为主开关所配用的操动机构类别。常用弹簧操动机构T。1.7.第9位为开关柜的额定电流,以安培值表示(A) 。1.8.第10位为开关柜的额定短路开断电流或额定短时耐受电流,以千安值表示(kA)。,五、低压开关柜的功
9、能及作用,电能分配转换电动机控制(又称马达控制)无功功率补偿保护人身防止触电(直接和间接接触)保护设备防止免受外界环境影响,低压开关柜的三大重要标准:,GB7251.1 低压成套开关设备和控制设备 第一部分:型式试验和部分型式试验成套设备IEC60439.1 低压成套开关设备和控制设备 第一部分:型式试验和部分型式试验成套设备GB/T 15576-2008 低压成套无功功率补偿装置,固定式:PC或MCC回路,六、低压开关柜分类,抽出式:PC或MCC回路,按结构分:,按用途分:配电用:馈电柜 (PC:Power Center)控制用:马达控制柜 (MCC: Motor Control Cente
10、r)补偿用:如无功功率补偿柜 (电容器柜),低压开关柜分类,、隔室定义:为保护人身和设备安全,将开关柜独立划分成几个隔室的不同方式隔室分类:母线室:包括水平母线室与垂直母线室功能单元室(开关隔室)电缆出线室:包括电缆室二次设备室,母线室,电缆出线室,功能单元室,二次室,开关柜的基本结构,低压开关柜的主要组成部分,柜体:开关柜的外壳骨架及内部的安装、支撑件母线:一种可与几条电路分别连接的低阻抗导体功能单元:完成同一功能的所有电气设备和机械部件(包括进线单元和出线单元),柜体,母线,功能单元,电缆出线,开关柜的主要技术参数,额定电流(通常同进线开关大小相同)额定电压/额定绝缘电压(400/1000
11、V)进出线方式额定短时耐受电流( Icw/1s)柜体内部功能区域的划分(隔离方式)外壳防护等级安装地点及方式外形尺寸(同用户现场面积有关)颜色及表面处理接地系统,1.额定电压 额定电压为开关设备所在系统的最高电压上限。标准值:3.6,7.2,12,24,40.52.额定绝缘水平衡量开关设备绝缘水平两个非常重要指标:额定短时工频耐受电压(1min)和额定雷电冲击耐受电压。电力行业标准比GB11022要求高些,电力行业标准DL/T593还规定便于现场测量的空气绝缘距离。,耐压参数,3.额定频率 额定频率的标准值为16.67Hz、25Hz、50Hz。 三相开关设备的额定频率标准值为50Hz。4.额定
12、电流 开关设备的额定电流是开关设备在规定使用和性能条件下能持续通过的电流有效值。如630A、1250A、3150A。 功能单元是以单元内各主回路元件中具有最小额定电流的元件的值,作为该单元的额定电流。 5.额定短时耐受电流(热稳定) 在规定使用和性能条件下,在规定的短时间内,开关设备在合闸位置能够承载的电流的有效值。 20kA、 25kA 、 31.5kA 、 40kA 、 50kA 。,6.额定峰值耐受电流(动稳定) 在规定使用和性能条件下,开关设备在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的电流峰值。 50kA、 63kA 、 80kA 、 100kA 、 130kA 。 额定峰值耐
13、受电流一般取额定短时耐受电流的2.55倍。7.额定短路持续时间 开关设备在合闸位置能承载额定短时耐受电流的时间间隔。 0.5S,1S, 2S ,3S,4S。,低压开关柜中所说的防护等级是什么意思?IP(INGRESSPROTECTION)防护等级系统是由IEC(INTERNATIONALELECTROTECHNICALCOMMISSION)国际电工委员会所起草。将电器依其防尘防湿气之特性加以分级。这里所指的外物含工具,人的手指等均不可接触到电器内之带电部分,以免触电。IP防护等级是由两个数字所组成,第1个数字表示灯具离尘、防止外物侵入的等级,第2个数字表示灯具防湿气、防水侵入的密闭程度,数字越
14、大表示其防护等级越高,1.外壳防护等级用IP代码表示。 2.IP代码由IP字母、第一位特征数字、第二位特征数字、附加字母及补充字母组成。 3.第一位特征数字表示防人身安全和防尘。 4.第二位特征数字表示防水。 第一和第二位特征数字不要求规定时,该处由字母“X”代替如:IP4X、IPXX;附加字母和补充字母不要求规定时可以直接省略。,外壳防护等级,上进,下进,侧进,后进,进线 (插接式母线槽或电缆)方式上进线下进线侧进线后进线,后进,前接线,后接线,出线方式(插接式母线或电缆)前出线(顶部或底部)可以进行靠墙安装后出线(顶部或底部)不可以进行靠墙安装,母线的分类:主母线(水平母线): 连接一条或
15、几条配电母线和或进线和出线单元的母线配电母线(垂直母线): 框架单元内的一条母线,它连接在主母线上,并由它向出线单元供电,配电母线,主母线,母线的基本要素:母线的额定电流及规格(母线的载流量及横截面)母线的额定短时耐受电流Icw及额定峰值耐受电流Ipk Icw: 母线在规定的试验条件下,能安全承载的短时电流的平方均根值(通常为1秒) Ipk: 母线在规定的试验条件下,能安全承载的峰值电流 Ipk=2.2 Icw母线的表面处理 为达到某种要求,而对母线表面进行一定的处理,如镀银、镀锡、镀镍等,功能单元分类固定式 :主电路的连接只能在开关柜断电的情况下进行接线和断开可移式(固定分隔式):主电路带电
16、的情况下亦可安全的从主电路上断开或接通,具有连接和移出位置抽出式:主电路带电的情况下亦可安全的从主电路上断开或接通,具有连接、试验、分离、移出位置,安装地点及安装方式,安装地点分类:室内安装室外安装安装方式分类:靠墙安装离墙安装固定方式分类:螺栓固定电焊固定,颜色及表面处理,每种柜型均有自己的标准推荐颜色也可以按用户的要求确定表面处理 - 喷漆 - 环氧树脂静电粉末喷涂,复习,1、电气设备是指用于发电、输电、变电、配电和用电的所有设备,包括发电机、变压器、控制电器、保护设备、测量仪表、线路器材和用电设备。2、电气设备的分类(1)按电压等级分:高压设备和低压设备(2)按设备所属回路分:一次回路和
17、二次回路(3)按在一次电路中的功能分: 变换设备、控制设备、保护设备 、补偿设备 、成套设备(装置) 3、开关柜的定义:是以断路器为主的电气设备;是指生产厂家根据电气一次主接线图的要求,将有关的高低压电器(包括控制电器、保护电器、测量电器)以及母线、载流导体、绝缘子等装配在封闭的或敞开的金属柜体内,作为电力系统中接受和分配电能的装置,4、开关柜的主要特点:(1)有两个回路,一个主回路和一个辅助回路(2)具有一定的操作程序及机械或电气联锁机构(3)具有接地的金属外壳(4)具有抑制内部故障的功能5、开关柜的分类按供电网络:一级配电、二级配电和末级配电。按结构特征:开启式( P )和 封闭式( G
18、)按产品的形式特征:固定安装、固定接线式( G);固定安装式( B) 抽出式(C)和混合安装式(H)按环境:户内和户外6、开关柜型号的组成:产品名称、结构特征、使用场所、设计序号、改进序号、额定电压、主开关类型、操动机构类型、规格参数和特征参数组成。,7、开关柜的功能作用:电能分配转换电动机控制(又称马达控制)无功功率补偿保护人身防止触电(直接和间接接触)保护设备防止免受外界环境影响8、低压开关柜的结构(1)隔室:母线室、功能单元室、电缆出线室、二次设备室(2)柜体(3)母线:主母线、配电母线(4)功能单元:固定式、可移式(固定分隔式)、抽出式,9、开关柜的主要参数主要有额定电流、额定电压/额
19、定绝缘电压、进出线方式、额定短时耐受电流、隔离方式、壳防护等级、安装地点及方式、外形尺寸、颜色及表面处理、接地系统10、安装地点及安装方式安装地点:室内安装、室外安装安装方式:靠墙安装、离墙安装固定方式:螺栓固定、电焊固定,电气控制柜安装接线配线的规范,箱体内导轨安装,施工工序,导轨安装要水平,并与盖板空开操作孔相匹配。,配电箱内部配线,1、空开安装时首先要注意箱盖上空开安装孔位置,保证空开位置在箱盖预留位置。其次开关安装时要从左向右排列,开关预留位应为一个整位。 2、预留位一般放在配电箱右侧。第一排总空开与分空开之间有预留一下完整的整位用于第一排空开配线。,箱体内空开安装,空开安装照片(第一
20、排预留位):,1、零线颜色要采用蓝色。2、照明及插座回路一般采用2.5mm2导线,每根导线所串连空开数量不得大于3个。空调回路一般采用2.5mm2或4.0mm2导线,一根导线配一个空开。3、不同相之间零线不得共用,如由A相配出的第一根黄色导线连接了二个16A的照明开空,那么A相所配空开零线也只能配这两个空开,配完后直接边接到零线接线端子上。4、箱体内总空开与各分空开之间配线一般走左边,配电箱出线一般走右则。5、箱内配线要顺直不得有纹接现象,导线要用塑料扎带绑扎,扎带大小要合适,间距要均匀。6、导线弯曲应一致,且不得有死弯,防止损坏导线绝缘皮及内部铜芯。,空开零线配线,空开零线配线照片(第一排)
21、:,空开零线配线照片(第二排):,1、A相线为黄、B相线为绿、C相线为红 。2、照明及插座回路一般采用2.5mm2导线,每根导线所串连空开数量不得大于3个。空调回路一般采用2.5mm2或4.0mm2导线,一根导线配一个空开。3、由总开关每相所配出的每根导线之间零线不得共用,如由A相配出的第一根黄色导线连接了二个16A的照明开空,那这两个照明空开一次侧零线也是只从这二个空开一次侧配出直接连接到零线接线端子。4、箱体内总空开与各分空开之间配线一般走左边,配电箱出线一般走右则。5、箱内配线要顺直不得有纹接现象,导线要用塑料扎带绑扎,扎带大小要合适,间距要均匀。6、导线弯曲应一致,且不得有死弯,防止损
22、坏导线绝缘皮及内部铜芯。,第一排空开配线,空开A相配线照片:,空开B相配线照片:,空开C相配线照片:,1、A相线为黄、B相线为绿、C相线为红 。2、照明及插座回路一般采用2.5mm2导线,每根导线所串连空开数量不得大于3个。空调回路一般采用2.5mm2或4.0mm2导线,一根导线配一个空开。3、由总开关每相所配出的每根导线之间零线不得共用,如由A相配出的第一根黄色导线连接了二个16A的照明开空,那这两个照明空开一次侧零线也是只从这二个空开一次侧配出直接连接到零线接线端子。4、箱体内总空开与各分空开之间配线一般走左边,配电箱出线一般走右则。5、箱内配线要顺直不得有纹接现象,导线要用塑料扎带绑扎,
23、扎带大小要合适,间距要均匀。6、导线弯曲应一致,且不得有死弯,防止损坏导线绝缘皮及内部铜芯。,第二排空开配线,空开A相配线照片:,空开B相配线照片:,空开C相配线照片:,1、导线要用塑料扎带绑扎,扎带大小要合适,间距要均匀,一般为100mm。2、扎带扎好后,不用的部分要用钳子剪掉。,导线绑扎,导线绑扎照片(总照片):,导线绑扎照片(分照片):,导线绑扎照片(分照片):,导线绑扎照片(分照片):,开关柜安装,引用标准:GB50171-1992 电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范CECS 49-1993 低压成套开关设备验收规范,前提:所有元器件应按制造厂规定的安装条件进行安装。组
24、装前首先看明图纸及技术要求 检查产品型号、元器件型号、规格、数量等与图纸是否相符检查元器件有无损坏 必须按图安装 (如果有图) 元器件组装顺序应从板前正视,由左至右,由上至下,元件领用:1、接图纸后,熟悉图纸,按照材料计划单并根据平衡使用的材料元件到电器元件库房领取所需电器元件,并认真核对规格型号。属电学三表、电流、电压、时间继电器必须送检验员检定合格方可安装。不合格品退回库房。2、所有电器元件、辅件在安装前必须检查有无出厂合格证,厂家生产许可证,型号、规格应符合设计要求。并进行外观检查,外观应完好,且附件齐全,排列整齐,固定牢固,密封良好,如有破损,或影响电气和机械功能,无出厂合格证者,严禁
25、使用。3、熔断器的熔体规格、自动开关、热继电器的整定值,线圈的电压等级应符合设计要求。,元件安装:,1、所有电器元件、辅件应按照元件制造厂的安装使用说明书的安装要求(使用条件、灭弧距离、拆卸灭弧罩所需距离等)进行正确的安装。2、严格按照电气原理图、接线图图纸及元件明细表、安装布置图(如有)的要求核对其额定电压、额定电流、规格型号后安装到位,要求横平坚直。3、安装时应尽量考虑方便用户维修。各电器应能单独拆装更换而不应影响其它电器及导线束的固定。4、所有元件均应牢固固定在骨架和支架上,紧固螺丝必须拧紧,无打滑及损坏镀锌层等现象,并采取防松措施,紧固后螺丝应露出螺母1-8螺距。不接线的螺丝也应拧紧,
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