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低压配电柜在电气设备应用中的选型分析

我国大部分电气设备在低压配电柜的选型上已发生了很大的转变。从10 多年前广泛采用固定式低压柜逐步改为采用低压抽屉柜。随着电器元件的不断更新以及设备质量的不断提高,设备的装备水平也越来越高,制造技术则是突飞猛进。当然低压配电设备的价格也大幅度上涨了。目前市场上的低压配电设备数不胜数,这就要求因地制宜地选择好低压配电设备。因此,我们要根据工程的特点来选择低压配电柜,要同时做到既要满足工艺设备技术参数要求,也要充分考虑到开发商的资金情况,做到合理应用先进设备,尽量减少浪费。

1 低压配电柜类型

  目前市场上流行的开关柜型号众多,归纳起来有以下几种型号:GGD 型交流低压开关柜、GCK 型交流低压抽出式开关柜、BFC-25 型低压开关柜、GCS 型低压抽出式开关柜、MNS 型低压抽出式开关柜,其中最常见的有GCK 型交流低压抽出式开关柜、GCS 型低压抽出式开关柜、MNS 型低压抽出式开关柜。以下就这3 种类型进行选型分析。

2 常见类型低压配电柜的特征和性能

2.1 GCK 型交流低压抽出式开关柜

2.1.1 概述

  GCK 低压抽出式开关柜是由电动机控制中心和动力配电中心柜组成的一种组合式成套装备。由电动机控制单元和其他功能单元组合而成,柜体分为处置母线区、水平母线区、元件安装区和电缆区等,并且同一柜体的功能单元并联在垂直母线上。而各功能单元分别安装在小室内,因为这4 个区域是相互隔离的,所以当任何一个功能单元发生故障时,都不会影响到其他单元,其在很大程度上防止了事故的扩大。同时我们还可以根据某些需要设置一定数量的备用单元,这样便于某一单元故障检修时可立即投入使用。

2.1.2 特点

  GCK 低压抽出式配电柜采用先进的拼装结构和组合单元,具有安全性高、可靠性强、布局合理、方便灵活等优点。为了提高安装精度,避免焊接带来的变形和应力,框架采用异形钢材,无焊接结构,全部采用三维角板定位。断路器与MCC 柜抽屉小室的操作手柄之间采用了机械连锁,当手柄处于断开状态时门方可打开,确保了人身安全。为了防止氧化,机柜内部结构采用镀锌处理;外部经酸洗和磷化处理后,采用静电环氧粉末喷涂,以此防止静电。GCK 低压配电柜具有专用的静电电容器柜,用来补偿无功功率。GCK 低压配电柜还具有专用的计量柜,能够满足供电系统对低压计量的要求。

2.1.3 适用范围

  GCK 低压抽出式配电柜适用于额定电压660V、额定频率50Hz及额定工作电流为5 000 A 以下的三相五线制输配电系统。一般适用于电力系统的变电站、发电厂,或者其他一些工矿企业。同样的一些高层建筑中的受电、照明、馈电及电动机等配电设备的电能转换分配控制也运用了GCK 型交流低压抽出式开关柜。

2.1.4 使用环境条件

  海拔高度不超过2 000 m;周围空气温度:最高不超过+40 ℃,最低不低于-10 ℃;周围相对湿度:日平均值≤95%,月平均值≤90%;周围空气:没有明显的尘埃、烟、腐蚀性或可燃性气体、水蒸气或盐的污染;无火灾、爆炸危险,严重污染或经常性剧烈震动或常年腐蚀场所;与垂直面不超过5?。

2.2 GCS 型低压抽出式开关柜

2.2.1 概述

  GCS 型低压抽出式开关柜是根据行业主管部门以及广大电力用户的要求设计研制出来的。它改变了传统意义的用材而是选择采用了钢板制成封闭固定的外壳。该装置满足了电力市场对增容、动力集中控制、计算机接口等的需要,目前在全国范围内已初步推广及选用。

2.2.2 特点

  装置的框架采用8MF 型开口型钢的全组装式框架结构。主构架上均有安装E=20 mm 和100 mm 的安装孔,这在一定程度上加强了框架组装的灵活性且十分方便。

  开关柜装置的各功能室相互隔离,使得单元室、母线室和电缆室的作用相对独立,保证了用电的安全性。

  装置没有采用将水平主母线置于柜顶的传统设计,而是将水平主母线平置排列,从而增强了母线抗电动力的能力,目的是为了让主电路具备高短路强度能力。

  为了使安装维修方便,装置不采用传统的电缆连接方式,而是采用将外部电缆的连接放在电缆隔室中完成,并且也将零序电流互感器置于电缆隔室内。这样电缆的上下进出均十分方便。抽屉面板具有分、合、试验、抽出等位置的明显标志。抽屉单元则设有机械联锁装置使得各单元都具有抽出式和固定性,可以混合组合、任意使用。装置仅在抽屉的高度尺寸上有所改动,其宽度、深度仍保持原来的尺寸不变。相同功能单元的抽屉具有良好的互换性。

2.2.3 适用范围

  GCS 型低压抽出式开关柜适用于提炼石油、发电、化工、纺织、冶金、高层建筑等行业的配电系统。在自动化程度高的一些大型发电厂和石化系统中,通常需要与计算机接口,在这种场所作为额定工作电压为660V、额定频率为50Hz(60Hz)、额定电流为5000 A 或以下的发电及供电系统中的配电、无功功率补偿、电动机总控的低压成套配电装置。

2.2.4 适用条件

  环境温度在-5~+40 ℃之间,并且在24 h 内平均温度小于+35 ℃;要求在室内使用并且海拔低于2 000 m;周围环境相对湿度在最高温度为40 ℃时不超过50%,温度较低时允许有较大的相对湿度;设备应安装在无剧烈震动和冲击,以及对电器元件无腐蚀的场所。

2.3 MNS 型低压抽出式开关柜

2.3.1 概述

  MNS 型低压抽出式开关柜的基本框架为组合装配式结构,全部通过螺钉互相连接而成,再依次装上其他相关组件最终组装成一台完整的开关柜。柜体通过高强度螺钉和高强度螺栓组装而成,确保了柜体的坚固程度,柜架及内层隔板经镀锌化处理,从而保护了铁层不被损坏。

2.3.2 特点

  MNS 型低压开关柜框架为组合式结构,基本骨架由C 型钢材组装而成并且利用三维角板定位以及螺栓连接无焊接结构,这样一方面避免了焊接和应力,另一方面也提高了安装精度。

  MNS 型组合式低压开关柜的每一个柜体分隔为3 个室,且室与室之间都用金属板隔开,有效防止了开关元件因故障引起其他线路短路。装置设计紧凑以较小的空间容纳较多的功能单元。装置人性化的设计具有可靠性和安全性,采用高强度阻燃型工程塑料从而也确保了人身安全。

  为了防止设备的氧化,往往内部结构采用镀锌处理,外部经酸洗和磷化处理后,采用静电环氧粉末喷涂。

  结构件通用性强、组装灵活,以E=25 mm 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。

母线具有抗故障电弧性能,从而使运行维修安全可靠。柜体可按工作环境的不同要求选用相应的防护等级。装置通用化、标准化程度高,装配方便。

2.3.3 适用范围

  MNS 型低压抽出式开关柜为适应电力工业发展的需求,参考了国外MNS 系列低压开关柜的设计。它主要适应与各种供电、配电的需要,能广泛用于发电厂、变电站、工矿企业、大楼宾馆、市政建设等各种低压配电系统。

2.3.4 适用条件

  环境温度要求为:小于+40℃,大于-10℃;海拔不超过2 000m;大气相对湿度:日平均值不大于95%,月平均值不大于90%;周围空气:无明显的固体小颗粒、易燃易爆气体和水蒸气;安装地点:无经常性剧烈震动或冲击,无强腐蚀性的场所。

3 结语

  从制造工艺来看,上列3 类低压抽屉柜中GCS 型比较欠缺,防护等级也较低,而MNS 型产品无论是设计、制造工艺还是防护等级均超过同类其他产品,是比较理想的低压抽屉柜,而GCK 的性能及其他参数介于GCS 型和MNS 型之间。从市场价格来看,GCS 型最为便宜,GCK 型要比GCS 型贵几千元,而MNS 型价格较高,大概为GCS 型的2 倍。介于制造工艺和价格上的综合考虑,一般选用GCK 型,这样既经济又能满足需要。


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