低压开关柜基本结构知识_教学计划_教学研究_教育专区。低压开关柜基本结构知识 1 一、概述 ? 1.1低压成套开关设备的定义 ? 由一个或多个低压开关电器和相应的控制、保护、测量、信号、调节装置，以 及所有内部的电气、机械的相互连接和结构部件组成的成
低压开关柜基本结构知识 1 一、概述 ? 1.1低压成套开关设备的定义 ? 由一个或多个低压开关电器和相应的控制、保护、测量、信号、调节装置，以 及所有内部的电气、机械的相互连接和结构部件组成的成套配电装置，称为低 压成套开关设备. ? 低压成套开关设备种类繁多，使用场所广泛，在整个低压电网的各级配电系统 中都要用到。相应的国家标准是GB 7251. ? 1.1.1按供电系统的要求和使用的场所分类 ? 1.1.1.1一级配电设备统称为动力配电中心，俗称为低压开关柜，也叫低压配 电屏。它们集中安装在变电所，把电能分配给不同地点的下级配电设备。这一 级设备紧靠降压变压器，故电气参数要求较高，输出电路容量也较大 (例如 MNS、GCS、GCK、GGD等). ? 1.1.1.2二级配电设备是动力配电柜和电动机控制中心（MCC）的统称。这类设 备安装在用电比较集中、负荷比较大的场所，如生产车间、建筑物等场所，对 这些场所进行统一配电，即把上一级配电设备某一电路的电能分配给就近的负 荷。.动力配电柜使用在负荷比较分散、回路较少的场合（例如JHPD、EMNS ）。电动机控制中心（MCC）用于负荷集中、回路较多的场合（例如MNS、 GCS、GCK ）。这级设备应对负荷提供控制、测量和保护。 ? 1.1.1.3末级配电设备是照明配电箱和动力配电箱的统称。它们远离供电中心， 是分散的小容量配电设备，对小容量用电设备进行控制、保护和监测（例如 JHPD、E-MNS ）。 2 ? 1.1.2．按结构特征和用途分类 ? 1.1.2.1固定面板式开关柜常称开关板或配电屏。它是一种有面板遮栏 的开启式开关柜，正面有防护作用，背面和侧面仍能触及带电部分， 防护等级低，只能用于对供电连续和可靠性要求较低的工矿企业变电 所。（现已不太使用） ? 1.1.2.2封闭式开关柜指除安装面外，其他所有侧面都被封闭起来的一 种低压开关柜。这种开关柜的开关、保护和监测控制等电气元件，均 安装在一个用钢材或绝缘材料制成的封闭外壳内，可靠墙或离墙安装。 柜内每条回路之间可以不加隔离措施，也可以采用接地的金属板或绝 缘板进行隔离（例如(GGD等）。 ? 1.1.2.3抽出式开关柜这类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 的隔板隔开，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。抽出式开关柜有较高的、可靠性、安全性和互换性， 它们适合于对供电可靠性要求较高的低压供配电系统中作为集中控制 的配电中心（例如(MNS、GCS、GCK ）。 ? 1.1.2.4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。它们主要作为用电现场的配电装置（例如 JHPD）。 3 二、产品设计标准 ? 成套电器设计、制造以及用户订货的基本技术依据就 是相应的技术标准。各种类别的成套电器均有其相应 的国际标准（如 IEC 标准）、国家标准（ GB ）以及 行业标准。成套电器的行业标准包括电力行业标准 （ DL ）和机械行业标准（ JB ）。 ? 1低压成套开关设备的有关标准 ? 1.1 GB7251 低压成套开关设备和控制设备 》 （等 效于 IEC439 ) ? 1.2 JB / T 9661－1999 《 低压抽出式成套开关设 备》 ? 1.3 JB / T 5877 － 1991 《 低压固定式成套开关设 备》 4 ? 2.产品外壳防护 ? 成套电器外壳的基本作用是防护和支承。作为支承件， 它必须具有足够的机械强度和刚度，保证装置的整体 稳固性。特别是在内部故障条件下，不能出现变形或 折断，避免扩大故障。防护作包含以下几个方面： ? 2.1防止人体触及或接近外壳内部的带电部分和触及运 动部件，防止固体异物进人外壳内部。 ? 2.2防止水进人外壳内部达到有害程度。 ? 2.3防止外部因素（如小动物侵人、气候和环境因素等） 影响内部设备。 ? 2.4防止设备受到意外的机械冲击。 ? 各种成套电器应达到相应的防护等级。国家标准GB 11022对电气设备防护等级作出了具体规定，见表2-1。 5 6 ? 3 低压产品的定义 ? 在输配电系统中，将额定电压交流不超过1000V， 频率不超过1000Hz，直流不超过1500V的装置称为低压 成套开关设备和控制设备。广泛用于发电场，石油化 工，冶金，纺织，高层建筑，公共建设等供电行业。 一般作为三相交流频率为50（60）Hz，额定工作电压 为380（660）V，额定电流为5000A（高的也有 6300A.7400A）及以下的发，供电系统中的配电，电动 机集中控制，无功功率补偿等的低压成套配电装置。 7 ? 3.1使用环境 ? 3.1.1周围空气温度 ? 3.1.1.1户内成套设备的周围空气温度 ? 周围空气温度不得超过+40℃ ，而且在24h内其平均温度不 得超过+35℃ 周围空气温度的下限为-5 ℃ ? 3.1.1.2户外成套设备的周围空气温度 ? 周围空气温度不得超过+40℃ ，而且在24h内其平均温 度不得超过+35℃ 周围空气温度的下限为: 温带地区为- 5℃ 严寒地区为-50℃ ? 3.1.2大气条件 ? 空气清洁，相对湿度在最高温度为+40℃ 时不超过50﹪ ， 在较低温度时允许有较高的湿度，例+20℃ 时为90﹪ ，但 应允许由于温度变化可能会产生凝露。 ? 3.1.3 海拔高度不超过2000m ? 3.1.4 特殊环境由用户和制造厂家协商解决。 8 三、低压成套开关设备的种类 ? 前市场上流行的开关柜型号很多,但按照种类归纳起来 有以下几种，供大家参考: ? 固定式低压配电柜）（如GGD,GGX,GFD等） ? 固定分隔式低压配电柜（如YDS，GBD，GLL，ABB 的ARTU柜，施耐德的Prisma,西门子的SIKUS等 ） ? 抽出式低压开关成套设备（GCK（GCL），GCS， MNS，SDK及GCS经济型，MNS经济型。还有合资厂 的产品如：西门子的SIVACON，施耐德的BLOKSET 等。 ） ? 落地式动力箱（包括室外和室内）（XL） ? 悬挂式（崁墙式）动力箱（包括照明、插座、计量箱） ? 通用控制台（控制箱） 9 四、常见柜体型材种类 KS型材 KS柜体型材又叫8MF型材，主要用于标准型GCS柜中，立柱为30*85， 横梁为67*85 10 KB型材 KB柜体型材又叫C型材，主要用于MNS柜标准型、经济型；GCK、GCS经济型， GGD改进型等，应用和广泛，立柱：50*25，横梁：100*50 11 FA型材 FA柜体型材主要用于标准型GCK，GCL,加工工艺复杂，精度高， 采用较少 12 9折型材 13 五、柜体结构分区 主母 线室 功能 单元 室 电缆 接线 六、典型柜体结构介绍 ? 1、 GGD系列: ? 用途: ? GGD型交流低压配电柜适用于变电站、发电厂、厂矿企业 等电力用户的交流50Hz，额定工作电压380V，额定工作电 流1000-3150A的配电系统，作为动力、照明及发配电设备 的电能转换、分配与控制之用。 GGD型交流低压配电柜是根据能源部，广大电力用户及 设计部门的要求，按照安全、经济、合理、可靠的原则设 计的低压配电柜。 ? 柜子比较老的一个型号，分断能力低，技术性能低。 柜内开关为固定安装，柜内一般不分隔。主框架用8MF型 钢，强度比较好。元器件一般选国产的。柜子外形尺寸为 宽度（600，800，1000，1200），深度（600，800）高度 （2200）。柜子整体价格较便宜。特别是一些老项目改造， 造价较低的工程上采用的比较多一点。 15 GGD 结构特点 1、GGD型交流低压配电 柜的柜体采用通用柜形 式，构架用8MF冷弯型钢 局部焊接组装而成，并 有20模的安装孔，通用 系数高。 2、GGD柜充分考虑散热 问题。在柜体上下两端 均有不同数量的散热槽 孔，当柜内电器元件发 热后，热量上升，通过 上端槽孔排出，而冷风 不断地由下端槽孔补充 进柜，使密封的柜体自 下而上形成一个自然通 风道，达到散热的目的。 3、柜体的顶盖在需要时 可拆除，便于现场主母 线的装配和调整，柜顶 的四角装有吊环，用于 起吊和装运。 4、柜体的防护等级为 IP30，用户也可根据环 境的要求在IP20—IP40 之间选择。 16 改进型GGD 17 ? 改进型GGD 18 ? 2、 GCK系列 ? 产品型号及含义 ? GCK G是封闭式开关柜 C是抽出式 K是控制中心 ? GCK低压抽出式开关柜（以下简称开关柜）由动力配电中心 （PC） 柜和电动机控制中心（MCC）两部分组成。该装置适用 于交流50（60）HZ、额定工作电压小于等于660V、额定电流 4000A及以下的控配电系统,作为动力配电、电动机控制及照明 等配电设备。 ? GCK（GCL）是一种20世纪80年代的产品，其产品有一定的优势， 在国内设计院及用户对它多比较了解。产品性能还是比较低的。 现在不断在提高其技术性能，将GCS经济型，MNS经济型大多数 情况也称为GCK（GCL）。使其分断能力尽一步提高，抽屉性能 得到完善。现在项目上用的还比较多。其柜内元器件以国产为 主，合资及进口也用。柜子外形尺寸为宽度（400，600，800， 1000），深度（600，800，1000）高度（2200）。柜子整体价 格较一般。 19 GCK 结构特点 1、整柜采用拼装式组合 结构，模数孔安装，零 部件通用性强，适用性 好，标准化程度高 2、柜体上部为母线室、 前部为电器室、后部为 电缆进出线室，各室间 有钢板或绝缘板作隔离， 以保证安全。 3、MCC柜抽屉小室的 门与断路器或隔离开关 的操作手柄设有机械联 锁，只有手柄在分断位 置时门才能开启。 4、受电开关、联络开关 及MCC柜的抽屉具有三 个位置：接通位置、试 验位置、断开位置。 20 GCK 结构特点 5、门板固定在 柜架上，抽屉 与门板不相连； 6、抽屉推进机 构有大刀片式 和摇杆式 7垂直通道采用 阻燃性透明塑 料 8、有0.5单元； 1单元；2单元； 3单元 21 GCK 22 GCK改进型 23 GCK改进型 24 ? 3、GCS系列: ? GCS是现在用的比较多的抽屉式开关柜，其性能较好。分断能力高，额定电流 大，GCS为80KA，In=4000A。MCC柜采用阻燃功能板结构。主母排水平后置， 增强了动热稳定性。GCS最多可装22个1/2单元抽屉，其柜内元器件以国产， 合资及进口的。柜子外形尺寸为宽度（400，600，800，1000），深度（600， 800，1000）高度（2200）。 25 GCS 结构特点： 1、框架采用8MF型开口型钢， 主构架上安装模数为E=20mm 和100mm的Φ9.2mm的安装孔， 使得框架组装灵活方便。 2、开关柜的各功能室相互隔 离，其隔室分为功能单元室、 母线室和电缆室。各室的作用 相对独立。 3、水平母线采用柜后平置式 排列方式，以增强母线抗电动 力的能力，是使主电路具 备高短路强度能力的基本措施。 4、电缆隔室的设计使电缆上、 下进出均十分方便。5、 抽屉高度的模数为160mm。 抽屉改变仅在高度尺寸上变化， 其宽度、深度尺寸不变。相同 功能单元的抽屉具有良好的互 换性。单元回路额定电流 400A及以下 6、抽屉面板具有分、合、试 验、抽出等位置的明显标志。 抽屉单元设有机械联锁装置。 1抽屉单元为主体,同时具有抽 出式和固定性,可以混合组合, 任意使用。 7、柜体的防护等级为IP30 IP40,还可以按用户需要选用。 26 GCS尺寸 27 GCS经济型 28 GCS经济型抽屉规格 29 ? 4、MNS系列: ? MNS是现在用的最多的抽屉式开关柜，其性能较好。分断能力高，额定电流大，MNS为100KA， In=6300A。MCC柜采用阻燃功能板结构。主母排水平后置，增强了动热稳定性。MNS最多可装36个 1/4抽屉。其柜内元器件可以国产，合资及进口的。柜子外形尺寸为宽度（400，600，800，1000）， 深度（600，800，1000）高度（2200）。柜子整体价格较好。合资厂的品牌产品性能好，价格高， 生产厂家少。结构特点 ? ■ MNS型低压开关柜框架为组合式结构，基本骨架由C型钢材组装而成。柜架的全部结构件经过镀 锌处理，通过自攻锁紧螺钉或8.8级六角螺栓坚固连接成基本柜架，加上对应于方案变化的门、隔板、 安装支架以及母线功能单元等部件组装成完整的开关柜。开关柜内部尺寸、零部件尺寸、隔室尺寸 均按照模数化（E=25mm）变化。 ? ■ MNS型组合式低压开关柜的每一个柜体分隔为三个室，即水平母线室（在柜后部），抽屉小室 （在柜前部），电缆室（在柜下部或柜前右边）。室与室之间用钢板或高强度阻燃塑料功能板相互 隔开，上下层抽屉之间有带通风孔的金属板隔离，以有效防止开关元件因故障引起的飞弧或母线与 其它线路短路造成的事故。 ? ■ MNS型低压开关柜的结构设计可满足各种进出线方案要求：上进上出、上进下出、下进上出、下 进下出。 30 MNS 结构特点 ■ MNS型低压开关柜框架为组合式结构，基本骨架由C型钢材组装而成。柜架 的全部结构件经过镀锌处理，通过自攻锁紧螺钉或8.8级六角螺栓坚固连接成基 本柜架，加上对应于方案变化的门、隔板、安装支架以及母线功能单元等部件 组装成完整的开关柜。开关柜内部尺寸、零部件尺寸、隔室尺寸均按照模数化 （E=25mm）变化。 ■ MNS型组合式低压开关柜的每一个柜体分隔为三个室，即水平母线室（在柜 后部），抽屉小室（在柜前部），电缆室（在柜下部或柜前右边）。室与室之 间用钢板或高强度阻燃塑料功能板相互隔开，上下层抽屉之间有带通风孔的金 属板隔离，以有效防止开关元件因故障引起的飞弧或母线与其它线路短路造成 的事故。 ■ MNS型低压开关柜的结构设计可满足各种进出线方案要求：上进上出、上进 下出、下进上出、下进下出。 31 MNS抽屉规格 ■设计紧凑：以较小的空间容纳较多的功能单元 ■结构件通用性强、组装灵活，以E=25mm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 ■母线用高强度阻燃型、高绝缘强度的塑料功能板保护，具有抗故障电弧性能，使运行 维修安全可靠 ■各种大小抽屉的机械联锁机构符合标准规定，有连接、试验、分离三个明显的位置， 安全可靠。 ■采用标准模块设计:分别可组成保护、操作、转换、控制、调节、测定、指示等标准单 元，可以根据要求任意组装。 ■采用高强度阻燃型工程塑料，有效加强了防护安全性能。 ■通用化、标准化程度高，装配方便。具有可靠的质量保证。 ■柜体可按工作环境的不同要求选用相诮的防护等级。 ■设备保护连续性和可靠性 32 MNS抽屉规格 33 MNS经济型 34 MNS经济型抽屉规格 35 仿8PT低压开关柜柜体 36 仿8PT低压开关柜柜体尺寸 37 仿ArTu低压开关柜柜体 38 仿ArTu低压开关柜柜体尺寸 39 仿Blokset低压开关柜柜体 40 仿Blokset低压开关柜柜体 41 仿Blokset低压开关柜柜体尺寸 42 六.各种型号开关柜的区别 ? GCS、GCK、MNS、GGD开关柜区别 ? GGD是固定柜，GCK、GCS、MNS是抽屉柜。 ? GCK柜和GCS、MNS柜抽屉推进机构不同； ? GCS柜只能做单面操作柜，柜深800mm， ? MNS柜可以做双面操作柜，柜深1000mm。 ? 模数：GCK 最小抽屉单元1模数:GCS最小抽屉单元1/2模数,MNS （进口ABB技术）最小抽屉单元1/4模数。 ? 母线：MNS和GCS的水平母线都是后出线与前左的抽屉单 元、前右的电缆出线室有隔板隔开，他们的垂直母线是组装在 阻燃型塑料功能板中更可靠。而GCK水平母线是设在柜顶上， 垂直母线没有阻燃型塑料功能板，电缆出线可后出，也可做成 右侧电缆室出线，但抽屉推进机构和GCS、MNS不同，比较简 单。 ? 抽屉： GCS最小只能有1/2抽屉，MNS有1/4抽屉，MNS抽屉 另有联锁机构，而GCS只是开关本身有。 43 GCS与MNS的区别： ? 1，原产地不同：GCS是国内自主设计开发的。MNS是从ABB公 司引进的。GCS是从96年开始投放市场，很多方面都是仿照 MNS，例如水平母线，钢型拼装不同：GCS是由8MF（KS）型钢拼装而成，而MNS 是由C（KB）型钢拼装的。从强度上讲GCS要优于MNS。但是 从美观上讲， MNS要比GCS好看，很多厂家都采用C型材做GCS。 GCS原始设计最大电流只能做到4000A，而MNS可以达到更高， 经过很多改进GCS现在达到6300A。 3，抽屉机构不同：GCS采用旋转推进机构（CJG-1~3），而 MNS采用的是大联锁。相比之下GCS抽屉比MNS抽屉插拔更省 力一点。 4，安装模数不同：MNS柜安装模数是25mm而GCS是20mm， GCS最多可做11层抽屉，MNS可以做9层，但是MNS可以做双面 柜（正反两均装抽屉）。因此GCS最多可做22个抽屉，而MNS 可做72个抽屉（GCS没四分之一单元抽屉而MNS有）。MNS在 小电流方面有优势。而GCS在大电流方面有一些优势。 44 ? 综上我们可以总结一下各种抽屉柜的区别 45 46 谢谢大家 47 知识回顾 Knowledge Review
