低压开关柜设计指导手册

低压开关柜设计指导手册 二 五 年 七 月 内容提要 1 低压柜型号说明及特点 2 常用配电系统介绍 3 低压柜设计必需考虑的用户要求 4 合同 技术协议 技术联系函的阅读 5 审阅图纸 6 柜体布置图设计及元件清单录入 7 设计中常见问题 一 低压开关柜型号说明及特点 目前低压公司现已正常投入生产的低压开关设备有 NGG1 GGD NGC1 GCK NGC2 GCS NGC3 NMNS 等 其中 NGG1 为固定 柜 NGC1 3 为低压抽出式开关柜 含固定分隔柜 柜体均采用 C 型材 宽 50mm 厚 25mm 上开模数孔 NGG1 NGC1 NGC2 为 20mm NGC3 为 25mm 标准柜体尺寸有 600 800 1000mm 宽 深 高均为 2200 NGG1 为低压固定式开关设备 常规控制方式为 HD13BX 口 31 刀开 关 断路器 刀开关作为隔离用 断路器起操作保护用 因柜体结构强度 柜内所采用元器件及母排固定方式等多方面因素 开关柜水平母排短时耐 受电流指标低 最高为 50KA 1S 常用柜体尺寸为 600 800 1000mm 宽 600mm 深 2200mm 高 600 宽柜常规安装一只刀开关 800 宽柜可安装一只或两只或三只刀开关 一只刀关安装在柜体中心 两只刀开关中心距为 360mm 安装三只刀 开关时只能选择大小为 200A 的刀开关且中心距为 240mm 1000 宽柜为 安装一只或两只刀开关 一只刀关安装在柜体中心 两只刀开关中心距为 420mm 注意刀开关旋转操作构的安装方式及特点 旋转操作机构门上开孔尺 寸为直径 50mm 圆孔 中心与刀开关中心右偏 25mm HS13BX 刀开关刀 旋梁与 HD13BX 刀旋梁制作有一点不同 因此在采用 HS13BX 刀开关时 排列图中需注明 NGC1 为低压抽出式开关设备 开关柜水平母排最大额定电流 3150A 短时耐受电流最高为 80KA 1S 常用柜体尺寸为 600 800 1000mm 宽 800 1000mm 深 2200mm 高 常用断路器为 NA1 NM1 系列 对于 600 宽柜可安装 NA1 2000 3P 断路器 NA1 3200 3P NA1 2000 4P 需 800 宽柜安装 水平母排标准位置为 单排 B 相中心距柜前 270mm 双排 B 相中心 距柜前 235mm 水平母排母线夹安装面距柜顶高度为 母排小于等于 100mm 宽时尺寸为 205mm 母排宽度为 120mm 时尺寸为 225mm 详见 标准工艺规范 当水平母排为标准位置且进线断路器采用母排上进线引至断路器上端 头时 断路器上下端头母排需左右错开 断路器面板开孔位置需偏向一边 下端母排需搭接 当电流大于 2000A 时 返排需考虑采用母线夹固定 此时最上仪表室单元后隔板高度及深度尺寸均需注意 当馈电柜均为电缆 下出线且柜深为 1000mm 时 为方便进线柜母排制作 也可以将水平母排 放置在柜顶后部 此时需注意馈电柜垂直母排需非标制作 NGC1 抽屉单元以 200mm 高为单位 1E 标准抽屉单元有 1 2 E 1E 1 5E 2E 3E 等单元模数高度 1 2E 抽屉单元一次插件最大额 定电流为 63A 且无四极产品 二次插件最多 16 对 1E 单元二次插件数量 最多为 24 对 对于常用接触器控制回路 最多加一 JZC1 44 中继类似产 品 的方案 1 2E 抽屉单元可安装 7 5kW 直接起动回路 1E 抽屉单元可 安装 30kW 直接起动回路 2E 抽屉单元可安装 55kW 直接起动回路或 30kW 星三角起动回路 3E 抽屉单元可安装 132kW 直接起动回路或 55kW 星三角起动回路 采用 NGC1 系列固定分隔柜结构时 注意对断路器安装板安装深度 及断路器进线端头与垂直母排的距离 保证断路器进线端母排的制作空间 配好断路器出线端的母排固定用支架或出线电缆用端子 当进线柜为 1000mm 宽时 需注意断路器返排位置及电缆室大小 固 定中立柱用横梁位置 返排母线夹的安装位置等 二 低压配电系统介绍 低压配电系统时额定工作电压 1KV 以下的配电系统 常用配电系统 为 0 4 0 23KV 通常所说 380V 50HZ 三相四线的交流 下同 低压配电 系统 三相四线系统为中性点直接接地 大电流接地系统 单相对地短 路电注较大 一般要求快速保护跳闸 以保证员及财产安全 配电系统中所选择的电器元件技术参数一定要与配电系统相适应 特 别时额定工作电压 额定工作频率 配电系统是一个从变压器低压出线则经进线开关 分支回路至各种各 样的负载 对负载可以大至分为如下几类 A 阻性负载 如加热器 电阻器 白炽灯等 B 感性负载 如电动机 电磁阀 电抗器 变压器等 C 整流设备 注意整流设备由于在整流过程中存在选择导通角的 问题 对电源侧会行成一个谐波干扰 特别时采用普通桥式整 流时 D 容性负载 由于常用负载多为感性的 为提高供电系统的功率 因素 在配电系统中常采用电容器作为补偿感性负载对系统的 因响 提高整个配电系统的功率因素 当配电系统中存在较大 谐波分量时 电容器分支加路需加电抗器以减小电容器对谐波 的放大作用 保证整个供电系统的稳定性 当采用三相三线系统时 配是系统只有 ABC 三相 无零线 在选择 电器元件时注意选择合适的控制电压 当二次控制电源采用经隔离变压器供电 380 220V 时 变压器付绕 组不接地 与地隔离 当控制回路出现某点绝缘性能降低时不至引起系 统正常运行及引发事故 对于直流控制电源 注意控制电缆的连接及并柜线的连接方式 如采 用小母线或电缆现场连接等 同时选的择合适的进线开关及分支开关或熔 断器 对于电压互感器和电流互感器二次则必需单点接地 以防止电流互感 器的开路过电压 电压互感器的电容效应等 对于 660V 系统 注意测量表计电压回路一般需经电压互感器取样 因无非标的测量仪表 同时注意一次电缆的非标制作要求 额定绝缘电压 1000V 当系统内采用漏电保护时 变压器中性点接地 漏电断路器出线则不 允许中性点接地 当有单相负载时 漏电断路器必需选择四极断路器 在选择断路器时需注意系统对断路器短路分断能力的要求 一般变压 器越在 断路器的分断能力要求越高 要保证断路器的分断能力高于变压 器出线则的最大短路电流 为保证供电系统的可靠性 常采用备用变压器或在两段母线之间加联 络柜的方式 此时需注意系统对备用电源投入要求 是备用自设不是手动 投切等 备用自投有继电器控制形式和备自投形式 两者价格相差较大 一般采用备自投时采用 DC220V 控制 进线断路器均不带欠压脱扣器 通 过备自投检测母线电压高低并相应发不指令 如采用继电器控制投切 一 般断路器均带欠压脱扣器 另主断路器采用塑壳断路器时 尽量不要采用 欠压脱扣器和分励脱扣器 以避免增加控制系统的复杂程度 存在操作机 构复位问题 对于多电源投切控制要求必较多时 可采用 PLC 控制投切 在选择电动机负载回路控制元件是需考虑负载类型 重载型 轻载型 风机水泵类负载等 另同时选择合适的起动运行方式 37KW 及以下电机 常采用直接起动 55KW 及以上可以考虑采用软起动器起动 当负载是持 续变化时 可考虑采用变频器起动运行以节约电力成本 当功率较大的电 动机采用直接起动时 需考虑整个系统容量配制是否允许 变压器容量是 否够大 负载是否不需频繁起动且能够承受较大的起动冲击等 对于高温环境下使用的配是系统 在系统设计时需考虑电器元件的降 容使用问题 对于高海拔地区的配电柜需考虑选择电器元件的额定绝缘电 压等级较高的产品 三 低压柜设计必需注意的用户要求 3 1 根据用户提供的平面布置图 了解柜体进出线方式 前后维修通 道情况 对元器件的安装要求等 如地下无电缆沟或预埋管则均要求进出线为柜顶出线 如变压器与 低压柜为直接母排连接则低压柜需按则进线制作 进线端母排需伸出柜外 且按变压器标准预留母排位置及开孔 如进线为母线桥 槽 上进线则零 排需返至柜顶 地排视用户要求而定 一般无要求不返 如为母排柜顶进 线时 柜顶需开母排进线孔并用绝缘板封住 当变压器进线采用母排下进 线时 柜底板需开母排进线孔并且用绝缘板封住 当采用电缆进出线时需注意电缆根数及大小 是多芯电缆还是单芯 电缆 对应开电缆进出线孔 如柜体靠墙布置时 柜内需操作维护的元件需正面安装 同时需考 虑开关柜的维护及元器件的更换 馈电柜为电缆上出线时柜顶需开电缆出线孔 馈电柜为母线槽上出 线时需返零地排至柜顶 3 2 在开关柜制作时需注意地方标准要求 如北京地区的进线柜母 排制作要求 电缆出线配护套 母排套热缩管等 如昆山地区计量室制作 要求等 四 合同 技术协议 技术联系函的阅读 4 1 合同是整批柜的生产依据 它规定了双方的供求关系及价格 因此合同中对价格起决定作用的条款作为设计选型的第一选择 特别是对 元器件选型 母排大小 柜体颜色 柜体材料等 对于合同中所注明的特 殊技术条件也需在设计之初一一逻列 并在本批合同设计技术要求中加以 说明 4 2 对于技术协议的审阅一定要注意时间的前后顺序 技术联系函 的问与答的对应关系 对同一问题有不同答案时以时间最后的为准 4 3 对于现有制造工艺条件所不能满足要求的一定要写技术联联系 函加以联系确认 4 4 对于元件选型中每种元件的技术参数的选择应特别注意 如断 路器的分断能力 过电流脱扣器类型 有无通信要求 极数要求 安装方 式等等 4 5 对技术联系函 设计院更改通知单中有涉及图纸更改的部份一 定要铅笔在图中对应位置作出更改并作记号 以便于设计时不至漏及提醒 校对注意 五 审阅图纸 5 1 审阅图纸要有一个好的方法及连贯的思路 同时要结合合同和 技术联系函及技术协议进行 5 2 检查一次方安中柜体尺寸与平面布置图中尺寸是否一致 柜体 尺寸是否满足元件安装空间要求及进出线要求 5 3 如合同中元件作了更改 需查看是否满足图纸要求 是否有技 术偏离等 5 4 常规安装空间要求如下 5 4 1 框架断路器 2000A 三极框架及以下无返排错位要求的可以 采用 600mm 宽柜 2000A 四极 3200A 三极框架断路器需采用 800mm 宽 柜 NA1 4000 4P 需采用 1200mm 宽柜 5 4 2 NGC 柜抽屉单元 1E 只有断路器的馈电回路最大可采用 250A 壳架三极断路器 二分之一单元可采用 NM1 100H 3P 63A 及以下 5 4 3 对于交流接触器回路 NGC1 NGC2 一单元抽屉最大可 安装 30KW 及以下回路 NGC3 一单元抽屉最大可安装 37KW 及以下 对于直流控制交流接触器回路 NGC3 一单元可采用中间断电器安装板安 装两个 DZ 200 系列中间继电器 位于断路器安装板后面一次进线插件位 置 此时控制电动机控制功率需减小至 15KW 5 4 4 55 75KW 交流接触器回路需采用 2E 抽屉单元制作 接触 器及热继电器另配一块安装板 5 4 5 正反转回路及安装在电流互感器二次回路的热继电器需配安 装底座或选择独立安装的热继电器产品 一单元接触器回路 电流大于 25A 的热继电器需单独安装 采用组合式安装空间不够 5 4 6 NGC2 二分之一抽屉单元交流接触器回路 7 5KW 及以下可 以安装一个微断 交流接触器 热继电器 独立安装 一小型中继 一熔 断器 5 4 7 NGC3 二分之一 四分之一抽屉单元 S1 S2 均需采用板后 接线 操作机构配开关座 5 4 8 注意抽屉单元所需二次插件最大数量 在设计柜体时需注明 所配二次插件数量 5 5 在审图时需注意二次图与一次系统负载名称及功率是否一至 并分析二次控制原理的正确性 是否满足负载要求 注意归纳意结二次原 理的共性 整个系统的控制及联锁要求 保护控制的特点 信号反馈等 常用控制方案可从如下几个方面来分类 5 5 1 本柜控制 AC220V 5 5 2 两地控制 AC220V 注意有无选择开关 5 5 3 本柜手动加后台自动控制 带选择开关 现在常用自动控 制有 DCS 系统 一般需提供反馈信号 接触器辅助触点 断路器辅助触 点 转换开关状态 热继电器故障信号等 控制有 AC220V 和 DC220V 两种 当采用 DC220V 控制时均需增加直流中间继电器用于交流接触器线 圈的起动停止 5 5 4 一般每一个供电系统二次控制均具有统一性 即按负载功率 及类型来区分控制方式 5 5 5 注意分析二次原理的正确性 起动停止条件 可靠性及防止 误操作分析 5 6 分析系统图时需注意核对一二次元件选型是否满足负载使用要 求 对于电动机起动回路 断路器额定电流要大于负载额定工作电流 断 路器脱扣特性与负载特性一至 如保护电动机 配电 发电机 直流负载 等 5 7 注意操作电压有无相应等级元件 特别是直流操作交流接触器 的选型 4 极接触器等 5 8 注意继电器选型是否满足控制原理图要求 触点数量是否够 时间继电器是否合适 通电延时或断电延时 电流线圈 电压线圈的选 择及阻抗是否相配 5 9 综合保护器 多功能仪表等要注意可选择功能的选择 做到既 要满足设计要求 又不要浪费 5 10 注意二次元件的安装方式及空间要求 以选择合适的安装附件 5 11 对每批合同中的负载类型进行分类 归纳每种类型的控制原理 特点及相应二次元件型号规格数量 这样在制作元件清单时会思路更清晰 速度更快 六 柜体布置图设计及元件清单录入 在对所有系统配置情况 一二次元件选型要求 柜体尺寸及排列 进 出线方式 防护等级 柜体材料等技术要求明确后 可进行柜体布置图设 计及元件清单录入 如因特殊情况还有某几个方面不清楚时 可以将其罗 列出来 以提醒自己注意 对能做的工作先进行设计 同时发技术联系函 进行联系 在这个过程中有几个方面需特别注意 6 1 根据柜体尺寸 水平母排大小 进线联络柜制作方案 馈电柜 出线方式等影响柜体结构的多方面进行考虑 选择合适的水平母排布置方 式及对应的标准图进行设计 6 1 1 NGC2 NGC3 600mm 宽馈电柜需上出线时 水平母排需 放置在柜顶靠柜前部 同时注意柜前水平母线室上通风门大小 如水平母 排过大时 上通风门尺寸需加大 6 1 2 NGC1 水平母排在适当的条件下且馈电均为电缆下出线时 在方便进线柜母排制作时 可以考虑水平母排布置在柜顶后部 6 1 3 NGC2 NGC3 柜后出线带固定分隔单元时需画垂直母排制 作示意图 6 1 4 固定分隔柜水平母排的布置位置的确定更应通盘考虑 以 方便柜内电器元件的安装 一次线的制作 用户电缆接线及维护的安全性 同时注意垂直母排的大小及与水平母排的连接 在选择垂直母排的规格 时 需参照整个系统的容量配置 如变压器大小 每段母线所带馈电柜数 量 负载特性及同期系数大小等 使之做到选型合理 垂直母排大小一盘 不要超过水平母大小 同段母线数量较多时可以考虑采用较小的同期系数 等等 6 2 带框架断路器的柜体设计时需尽力参照标准制作方案 以方便 通用件及柜体结构制作 6 3 1000mm 宽柜两台抽屉式 NA1 2000 3 断路器当允许左右布置 时均采用左右布置 6 4 NGG1 800mm 宽柜在安装两台固定式 NA1 2000 3 断路器时可 以采用断路器底板安装断路器左右布置 同时门锁采用 NGC1 门锁 6 5 在元件清单元录入时 能借用标准清单时借用标准清单进行修 改 可以提高录入速度 6 6 在选择热继电器时需注意安装空间大小 选择合适的安装方式 及安装附件 原则上如下进行 6 6 1 固定柜如是交流接触器 热继电器 能组合的均采用组合式 安装 如是正反转均配热继电器独立安装底座或独立安装附件 6 6 2 抽屉单元内 对于 7 5KW 及以下原则上采用组合式安装结 构 一单元抽屉 15KW 以下均采用独立安装 但对于二单元及以上时 可以考虑采用组合式安装结构 需另配长安装板 6 6 3 安装在电流互感器二次回路的均需采用独立安装结构 七 设计中常见问题