低壓抽出式開(kāi)關(guān)柜主開(kāi)關(guān)電路在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　1 引言
 
　　低壓抽出式開(kāi)關(guān)柜，由于具有操作安全、運(yùn)行可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、檢修方便、外形美觀和標(biāo)準(zhǔn)化程度高等特點(diǎn)，在低壓配電系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。通過(guò)十幾年的發(fā)展，低壓抽出式開(kāi)關(guān)柜在柜體結(jié)構(gòu)、抽屜結(jié)構(gòu)及母線(xiàn)安裝方式上都有了較大的改進(jìn)。在低壓配電系統(tǒng)中，保護(hù)電器和控制電器的選用關(guān)系到電器設(shè)備的電氣安全和使用。正確地選用保護(hù)電器，不僅保護(hù)線(xiàn)路不致遭受損害，更重要的是防止因絕緣損壞而導(dǎo)致觸電，導(dǎo)線(xiàn)過(guò)熱而引起火災(zāi)。 
 
　　文章針對(duì)目前國(guó)內(nèi)元件的供應(yīng)情況，結(jié)合低壓抽出式開(kāi)關(guān)柜性能結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，針對(duì)我廠產(chǎn)量較大的GCK、GCS、MSK 等3 種產(chǎn)品電器元件的選用進(jìn)行比較分析。 
 
　　2 從過(guò)載、短路保護(hù)觀點(diǎn)(非正常工作情況下)選用開(kāi)關(guān)電器
 
　　低壓抽出式開(kāi)關(guān)柜按照使用要求，經(jīng)過(guò)組合，通常主電路回路可滿(mǎn)足受電、母聯(lián)、饋電、電動(dòng)機(jī)集中控制、照明和電容器補(bǔ)償?shù)榷喾N用途。現(xiàn)從不同用途的保護(hù)性能要求分別提出電器元件選用原則。 
 
　　2.1 受電柜主斷路器的選用
 
　　受電柜主斷路器的選用，首先應(yīng)考慮其斷流容量能否滿(mǎn)足相應(yīng)變壓器的低壓側(cè)短路電流的要求，嚴(yán)格地說(shuō)應(yīng)大于進(jìn)線(xiàn)端的最大預(yù)期短路電流。受電柜一般分3 檔容量，即30kA、50kA、80 kA。GCK型開(kāi)關(guān)柜的水平母線(xiàn)額定短時(shí)耐電流有效值和峰值電流分別為50 kA 和105 kA。GCS、MNS 型開(kāi)關(guān)柜的水平母線(xiàn)額定短時(shí)耐電流有效值和峰值電流分別為80 kA 和178kA。當(dāng)系統(tǒng)回路短路易發(fā)生在小于50kA 時(shí)，可選用GCK 型開(kāi)關(guān)柜，斷路器可選用DW15 系列和ME 系列開(kāi)關(guān)。當(dāng)系統(tǒng)回路短路易生發(fā)生在大于50 kA時(shí)，可選用GCS 或MNS 型開(kāi)柜，斷路器可選用AH 系列、F 系列(ABB 公司產(chǎn)品)或M系列開(kāi)關(guān)(施耐德公司產(chǎn)品)，以上斷路器都具有三段保護(hù)特性。但DW 15 系列開(kāi)關(guān)不能下進(jìn)線(xiàn)受電，ME—2000以上開(kāi)關(guān)外形尺寸較大，飛弧距離也較大，母排連接較為不便。 
 
　　2.2 母聯(lián)柜斷路器的選用
 
　　母聯(lián)柜主要是用于雙電源供電的系統(tǒng)中，斷路器上下進(jìn)線(xiàn)必須有相同分?jǐn)嗄芰Φ奶匦�，斷路器與母線(xiàn)的連接要求較高，故一般選用AH系列開(kāi)關(guān)或F、M 系列開(kāi)關(guān)較為方便。 
 
　　2.3 動(dòng)力控制中心(PC)柜開(kāi)關(guān)電器的選用 
 
　　對(duì)于動(dòng)力中心柜的開(kāi)關(guān)電器的選用，首先應(yīng)考慮其通斷能力應(yīng)大于系統(tǒng)安裝處的短路電流的要求，選擇過(guò)電流脫扣器的整定電流，在短路情況下能快速分?jǐn)�，降低母線(xiàn)和分支母線(xiàn)的要求。其次，還要考慮饋電器與受電主斷路器之間保護(hù)性能的銜接和動(dòng)作特性的協(xié)調(diào)。另外，還應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的重要程度和開(kāi)關(guān)的柜的類(lèi)型進(jìn)行配置。對(duì)于額定電流1 600A及以下的回路，由于GCK型開(kāi)關(guān)柜的水平母線(xiàn)為柜頂上置，一般多用式斷路器可上下配置2臺(tái);GCS、MNS 型開(kāi)關(guān)柜的水平母線(xiàn)為板后平置式，AH、F、M 等系列開(kāi)關(guān)上下可配置3臺(tái)，但ME等飛弧距離較大的開(kāi)關(guān)，上下只能配置2臺(tái)。
 
　　2.4 電動(dòng)機(jī)控制中心(MCC)柜開(kāi)關(guān)電器的選用
 
　　對(duì)于電動(dòng)機(jī)控制中心柜來(lái)說(shuō)，75kW 以上的回路由于斷路器的體積較大，抽屜較重，抽屜的互換、檢修方便等特性很難體現(xiàn)，建議采用插入式塑殼斷路器，固定式安裝;75 kW 以下的回路采用抽屜式結(jié)構(gòu)，并根據(jù)回路電流大小及柜體形式選配電器元件。GCK 型開(kāi)關(guān)柜每柜最多可安裝9個(gè)回路，DZ20、TG、CM1、NS、S 等系列塑殼斷路器，CJ20、LC、B、3TB等系列接觸器;JR16、LR、T、3UA等系列熱繼電器都可選用。G C S 、MNS型開(kāi)關(guān)柜由于有1/2或1/4抽屜，應(yīng)選用無(wú)飛弧、體積較小的元件，DZ20、CJ20、JR16 一般不安裝于這兩種柜型中。 
 
　　2.5 電容器補(bǔ)償柜電器元件的選用 
 
　　電容器補(bǔ)償柜對(duì)接觸器的要求是比較高的，當(dāng)交流接觸器將電容器組中的一個(gè)電容器接入電網(wǎng)時(shí)，由于原先已接在電網(wǎng)中的電容器起到附加電源的作用，接觸器的工作條件較為嚴(yán)酷，因?yàn)榇藭r(shí)流過(guò)接觸器的涌流較大。切換電容器專(zhuān)用接觸器串接了限流電阻，有效的將電流峰值限制在額定電流的20倍以下，現(xiàn)在選用的切換電容器專(zhuān)用接觸器有CJ16、CJ19、B30C、B63C。選用時(shí)，接觸器的額定控制千乏值應(yīng)不低于被控制電容器的相應(yīng)值。
 
　　3 從發(fā)熱觀點(diǎn)(正常工作情況下)選用電器
 
　　[$page]　　低壓抽出式開(kāi)關(guān)柜中某一回路的額定電流，是由該電路電器元件的額定發(fā)熱電流及其布置和應(yīng)用情況來(lái)確定的，一般采用元件制造廠規(guī)定的額定封閉發(fā)熱電流與額定分散系數(shù)的乘積作為該電路進(jìn)行溫升試驗(yàn)時(shí)的考核依據(jù)。抽出式開(kāi)關(guān)柜的抽屜都是上下層重疊布置，其中GCK 型可安裝9 層9 個(gè)抽屜，GCS型可安裝11 層22 個(gè)抽屜，MNS型可安裝11 層44個(gè)抽屜。根據(jù)我廠的試驗(yàn)結(jié)果，最上層抽屜內(nèi)的氣溫比最下層相應(yīng)部位的氣溫要高出15～19K。如果按照環(huán)境每升高1K，長(zhǎng)期工作電流降低1% 的降容原則來(lái)選用電器元件，則上下層同一種型式的功能單元抽屜容量相差1 5 % ～19%。這不僅給成套設(shè)計(jì)帶來(lái)困難，而且在使用中預(yù)期地抽屜互換性能也會(huì)受到限制。因此，在采用額定分散系數(shù)時(shí)，應(yīng)將電器元件布置的抽屜層次同時(shí)考慮在內(nèi)。 
 
　　目前我們采用以下幾項(xiàng)措施：
 
　　(1) 額定電流小于30 A的單元回路，選擇1/2或1/4抽屜，安裝于柜體上層。
 
　　(2) 帶有整流裝置和變壓器等發(fā)熱元件的功能單元，盡可能安裝于柜體上層抽屜中。
 
　　(3) 選用斷路器、熔斷器和熱繼電器的額定工作電流時(shí)，按該電器布置的抽屜層次結(jié)合降容原則設(shè)計(jì)。
 
　　(4) 接觸器主電路容量仍按降容原則處理，但線(xiàn)圈的溫升取決于電壓值，無(wú)法采用降容措施，應(yīng)根據(jù)實(shí)際溫升數(shù)據(jù)，結(jié)合線(xiàn)圈絕緣材料等級(jí)和柜內(nèi)最高氣溫一起考慮，盡可能布置在中、下層抽屜。 
 
　　(5) 盡可能放寬柜內(nèi)連接導(dǎo)線(xiàn)的截面與降低接觸連接的能耗，減少熱源的產(chǎn)生。 
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