目前生产使用的低压配电屏基本可分为固定式和手车式(抽屉式)两大类:按基本结构方式可分类焊接式和组合式两种。
(一)PGL型低压配电屏
PGL型低压配电屏是1981年后由天津电气传动设计研究所组织全国统一设计产品,1984年完成并通过产品鉴定。该型配电屏取代原BSL类低压配电屏,是目前国内唯一全国统一的设计产品,它适于在发电厂、变电站和厂矿企业的交流50Hz、额定工作电压不超过380V低压配电系统中供作动力、配电和照明之用。PGL配电屏按主电路方案和分断能力分为PGL1与PGL2两个系列。其型号P指低压开启式配电屏,G指其电器元件固定安装与固定接线,L表示动力用,下标1与下标2为设计序号。
这种配电屏的结构形式为户内开启、双面维护(离墙安装),屏架用钢板和角钢焊接而成。屏的前面有门,上方有仪表板(实际也是一个小门)供安装仪表用。组合屏的屏间有钢制隔板,故障时能起限制事故扩大作用。组合屏的始终端屏上还可以增设防护侧板。母线在骨架上部立式安装,上有防护罩;中性母线安装在屏下的绝缘子上。除下面骨架上的有主接地点外,仪表上也设有接地点,因而接地性能良好。
PGL型低压配电屏的特点:
(1)防护性能好,运行比较安全。主要体现在:屏与屏之间加有钢板弯抽成的隔板,这样不减少了由于一面屏内有故障事故扩大的可能性;三母线装在屏顶绝缘框上,而中性母线装在屏的下方绝缘子上,这样就减少了中性线与相线(即零线与火线)短路或错接的可能性;三相母线的上方装有防护罩,这就防止了上方堕落导电物体而造成母线相间的短路事故;配电屏的主接地点焊接在骨架的下方,仪表门也有接地点与壳体骨架相连,这就构成了一个完整的接地保护电路,大大增强了防止人身触电的能力。
(2)PGL1与PGL2型配电屏选用了动热稳定性能好的、分断电流能力强的元器件,PGL1型配电屏主要元件的分断能力为15kA;PGL2型配电屏主要元件的分断能力为30kA。
(3)简化了主电路方案,取消了多回路小电动机控制方案,使主要电路方案更加合理。每一个主电路方案对应一个或数个辅助方案。因此选取主要路方案后,可以很方便地从对应的辅助方案中先取合适的电气设备。这就减轻了设计工作量,提高了工作效率。
(4)PGL1与PGL2型配电屏宽分为400mm、600mm、800mm、1000mm四种,每一屏可做一个独立单元使用,也可与其他屏组合各种不同的配电方案因此比较方便。
PGL配电屏在电器元件的选用方面,PGL1型屏的主开关电器仍选用DW10、DZ10型断路器,HD13和HS13型刀开关,RTO型熔断器和CJ12型接触器等电器元件;辅助电路保护元件则改用圆柱形有填料高分断能力的GF1型熔断器。PGL2型屏的主开关电路改用DW15型断路器和DZX10型断路器;辅助电路也采用了GF1型熔断器。GF1、DW15和DZX10等元件的采用,有利于保证和提高配电屏的分断能力。它们的主辅电路采用标准化方案,主电路方案共有41种(PGL1有31种,PGL2有29种,其中19种公用),按用途可分为电源进线、受电、联络馈电和照明五种类型;辅助电路方案共有129种。在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)。
PGL2型配电屏的主电路方案与PGL1型基本相同,只是其电气设备的参数不完全一样。
(二)GGD型低压配电柜
GGD型低压配电柜是20世纪90年代初由能源部组织联合设计的新型低压配电柜。它具有分断能力高、动热稳定性好、结构新颖合理、系列性、适用性强、防护等级高等特点。适合用于发电厂、变电所及工矿企业作为电能转换、分配动力照明控制等多处使用。其型号中G指交流低压配电柜,G(第二个)为固定安装式,D为电力用,后续数字为设计序号,也为分断能力代号,第二个数字为主电路方案代号。
GGD型低压配电柜其分断能力可分为1型、2型、3型,1型最大分断能力为15kV;2型为30kA;3型为50kA。
GGD型配电柜的柜体框架采用冷弯型钢面部焊接而成,框架上分别有E=20mm和E=100mm模数排列的安装孔,可适应各种元器件装配。柜门的设计也考虑到标准化和通用化,以用量最大约宽800mm柜当基准,柜门采用整体单门和不对双门结构,比较美观,柜体上部吸取PGL型的优点,保留一个供安装各类仪表指示灯、控制开关等元件用的小门,便于检修和检查。柜门的周边上均加有橡胶密封条,可防止与柜体直接碰撞,相应提高了门的防护等级。
柜体的下部、后上部与柜体顶部,均留有通风孔,并加网板加封,使柜体在运行中形成自然通风道,使之达到散热的目的。
GGD柜采用的ZMJ型母线卡是选用高阻燃PPO材料热塑成型,机械强度高,绝缘性能好,长期使用耐热性能好,并具有熄弧性能。设计成积木式组合,安装使用十分方便。
GGD型配电柜根据分断能力需要可选用ME系列自动开关、DWX15系列及DW15系列自动开关及GJ20系列接触器等电器元件。
GGD配电柜主电路设计(接线)方案有106个,可满足各行业各类用电方式的需求。
(三)GCL、GCK低压抽出式开关柜
GCL、GCK系列低压抽出式开关柜由原机械部于1986年下达的新产品开发项目,该产品由天津电气传动设计研究所组织联合设计并试制成功,并于1988年通过鉴定。该产品各项技术参数均达到国际标准,其结构较先进,电气性能好,防护等级高,节能效果好,安全可靠,外形美观,是冶金、电力、石化、机械、轻纺等行业低压供电系统理想的配电装置。其型号G指柜式结构、C为抽出式、L指动力配电中心(PC)。
GCL(K)系列抽出式开关柜,适用660V以下的50~60 Hz的电路,额定电流400~3200A,水平母线短时耐受电流50kA/s,功能单元(抽屉)分断能力亦达50kA。该开关柜属间隔型封闭结构,可由薄钢板弯制焊接组装,也可采用异型钢材利用角板定位,螺栓连接的无焊接结构。其零部件的成型尺寸、开孔尺寸及设备间隔实行模数化(E=20mm),内外部结构件均可分别采取镀锌、磷化、喷涂等处理手段。其外壳具有IP30动防等级,根据需要可加装底部盖板,以保证安全。
GCL系列动力中心结构是用型材组合成型、具有重量轻、强度大的特点,柜体分为母线区,功能单元区和电缆区,一般按上、中、下排列。母线室、互感器室内功能单元均为抽屉式,每个抽屉均有工作位置、试验位置、分离位置、可为检修试验提供方便。每个隔室都有隔板分开,保证事故不扩大及人身安全。主开关与门有联锁装置确保设备和工作安全。
GCL系列动力中心根据功能需要可选用ME系列开关,DZX10、DZ10系列自动开关、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。它的主电路共有77种接线方案,接线方案举例见表4-9。可分别执行进线受电、联系馈线计量、控制及电源切断功能。
表4-9 一次接线方案
图4-14 GCL1开关柜外形及尺寸(单位:mm)
(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;6—主母线室;7—压力释放装置;8—后门;9—侧板
其外形示意图见图4-14所示。
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四个互相隔离的区域,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。
GCK1系列电动机控制中心根据功能需要可选用ME系列开关,DZX10系列自动开关,DZ15 L系列漏电开关,CZ10、CZ20及B系列接触器,T系列热继电器等电器元件。它的主电路有44种接线方案,(表4-10)根据控制方式的不同要求,它共有84种辅助电路方案,可分别执行受电、联络、馈线控制、电动机起动(星角变换)及照明控制功能(表4-10)。GCK柜体外形尺寸示意图如图4-15所示。
表4-10 各种控制功能接线方式
需要注意的是:
抽出(抽屉)式开关柜为封闭结构,考虑到散热问题,各种电器元件的使用电流应比额定电流降低15%~20%。
抽出式功能单元皆可同一柜内任意组合(电动机控中心一般不应与动力中心组合),而固定式功能单元由于结构原因不能和抽出式功能单元在同一柜内组合。
图4-15 GCK柜体外形尺寸示意图(单位:mm)
(四)GCS型抽出式开关柜
GCS型低压抽出式开关柜是原电力部和机械工业部为促进我国低压配电技术进步,加速配电成套开关设备的更新换代产品。于1995年委托森源电气有限公司组织两部联合设计组完成,具有较高技术性能指标,能够适应电力市场发展需要并可与现有引进产品竞争的低压抽出式开关柜。该装置具有分裂、接通能力高、动热稳定性好,电气方案灵活、组合方便,系列性实用性强,出现连接在正面电缆出线间隔内进行,安全、方便、结构新颖、防护等级高等特点,可以作为GCL、GCK低压抽出式开关柜的换代产品。其型号中G指标式结构,C指抽出式,S指森源电气,后数字主电路方案代号。
GCS型开关柜适用于发电供电部门、石化、冶金、轻纺、高层建筑等行业的配电频繁系统,作为50~60Hz、额定电压380V、额定电流为4000A及以下的配电装置,其母线额定短时耐受电流达50~80kA/s。该装置主构架采用8MF型钢,构架采用拼装和部分焊接两种结构形式,主构架上均有安装模数孔E=20mm。装置主要选用技术性能指标先进,引进技术国内已能生产的电器元件,如主开关常选用AH系列,DW40、DW48系列或ME系列,必要时也可选用进口的M系列、F系列。为提高主电路的动稳定能力,GCS系列采用CMJ型组合式母线夹和绝缘地架,采用高净度、阻燃性好,结构独特,只需调整积木式间块即可适用不同规格的母线。为降低设备温度,设计了GCS柜专用转接件,其热容量增大,温升降低。
GCS型开关柜装置主电路方案共32组118个,辅助电路方案120个(交流操作63个,直流操作57个),可满足各种方式和行业的需要。整个结构基本以抽屉为主体,同时具有抽出式和固定式,可以混合组合,任意选用,抽屉单元有足够数量的二次插件(1单元有32对),可满足计算机接口和自控回路对接点数量的要求。
(五)低压配电箱(www.daowen.com)
1.JKX低压配电箱
(1)用途及适用范围 JKX低压配电箱可根据用户的要求,在交流50Hz、电压500V以下的各种电路中,用各种电器元件组装成各种小型动力配电及照明配电箱等,以满足不同场合的需要。
(2)型号及含义如图4-16所示。
图4-16 JKX低压配电器型号含义
(3)结构简介 本型低压配电箱系户内装置,分户内靠墙悬挂和嵌入墙内安装两种形式,箱体采用冷钢板弯制,箱的正面有门,门有暗铰链,门打开后在断路器手柄操作上可设安全防护封门。取下封门,箱内设备完全敞露,可以进行检修。在箱体的上下侧有敲落孔,供导线引入和引出。
2.XL型动力配电箱和XM照明配电箱
目前常用的动力、照明配电箱有XL型动力配电箱、XK型动力控制箱和XM型照明配电箱三种。其型号中X表示箱式结构,L表示动电配电,M表示照明配电,K表示动力控制(F表示防尘式),后数字表示设计序号,原第二个数字表示方案编号,第三个数字表示主回路定电流(数字间用“—”分开)。
XL型动力配电箱,主要用于工厂车间供500V以下、50 Hz的三相电力系统作动力配电用,采用悬挂式、箱结构式、落地柜等式逻辑。有的内部只装一组刀开关和多路熔断器;有的还装有组合开关、接触器等电器无件,满足各种配电的需要;有的产品箱门上还装有电压表一些信号和主令元件。进出线多布置在箱的下侧或上下两侧。配电箱除有自动空气开关和熔断器作为短路保护外,还可装有接触器和热继电器作为负荷保护。XL型动力配电箱产品目前有XL—3、XL—10、XL—11、14、15、20、31等多个系列。生产厂家很多,选用时应注意参阅有关制造厂家资料。
XM型照明配电箱适用于交流50Hz、500V及以下的电力系统中作非频繁操作照明配电用。采用封闭式箱结构,悬挂式或嵌入式安装,内装小型断路器、剩余电流动作保护装置等电器。有些产品并装有电能表和负荷开关。一般多采用下侧或上下两侧进出线方式。
3.低压成套配电装置的安装和运行维护
低压成套配电装置的运行维护工作侧重于运行器的安装和日常运行状况分析,力求优质的安装质量维持不过负荷正常运行。
(1)安装要求:
1)盘、柜的固定及接地应良好可靠,设备漆层应完好且清洁整齐。
2)盘、柜内所装电器元件应完好,安装位置正确、牢固。
3)所有二次接线应正确,连接可靠,标志清晰。
4)抽屉柜等配电柜推入和抽出应灵活,机械闭锁完善准确,照明指示器齐全良好,这类抽屉柜应能满足互换。
5)一次设备的安装质量应符合有关标准,设备调试一般应按厂家说明书认真调试。
6)操作及联动试验动作正确,符合设计要求。
7)在验收时应提交下列资料和文件:
a)变更设计部分的实际施工图。
b)变更设备的证明文件。
c)制造厂家提供的产品说明书、试验报告、合格证件及安装图纸等技术文件。
d)有关设备安装技术资料。
(2)运行维护:
日常巡视维护工作如下:
a)必要时,建立运行日志,实时记录有关电压、电流、负荷、温度等参数。
b)巡视设备应认真仔细,不放过疑点,如设备外观有无异常现象,设备指示器是否正常,仪表指示器是否正确等。
c)检查设备接触部位有无发热或烧损现象,有无异常振动和响声,有无异常焦味等。
d)对负荷骤变的设备要加强巡视、观察、以防意外。
e)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。
定期维护工作如下:
a)清除尘埃和污物(特别是在绝缘件、导体上)。
b)绝缘状态的测定。
c)导体连接处是否松动,接触部位是否磨损,对磨损严重的应及时维修或更换。
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