低压配电柜培训2014.3.25

1、低压配电系统工程设计培训小组2014.03.26电力系统传输示意图通讯服务器通讯服务器数据采集和传输数据采集和传输 1000V以下的电网称为低压配电系统。 最常见的为标称电压220V/380V系统，还有660V/380V系统（常用于矿山）。低压、高压配电系统？ 低压电网在电力系统中的位置 公用或用户专用10/0.4kV变配电所二次侧，即为低压配电系统，也有少量35/0.4KV情况。220kV枢纽电源变电所220kV20kV220kV110kV110kV110kV枢纽变电所城市发电厂市域外电源进线区域变电所110kV35kV10kV220kV公用变配电所开闭所35kV10kV用户变配电所380/

2、220V380/220V送电网（主网架）高压配电网低压配电网中压配电网10kV220kV环式主网架第1节 低压系统的形式1.1术语 1）系统中性点。要点：区分电气上的“点”与电路上的“节点”。中性点是一个电气点。 2）中性线（N线）。要点：传输电能作用。 3）保护线（PE线）。要点：正常时不传输电能；电击防护作用。不能混同于“地线”。 4）（装置、设备）外露可导电部分。要点：导体外壳，但正常时不应带电。 5）（装置、设备）外可导电部分。要点：与设备无关，但处同一场所；导体；正常不带电。1.2 低压系统按接地形式的分类 有TT、TN、IT三种类型。 第一个字母表示电源与地的关系（电源通常即变压器

3、的二次绕组），规定： T电源一点（通常为中性点）直接接地； I电源与地无电气联系，或一点高阻接地。 第二个字母表示设备外露可导电部分与地的关系，规定： T设备外露可导电部分直接接地，且该地与电源地间无人为的电气联系。 N设备外露可导电部分直接与电源地相连接。 1.2 .1 TT系统 要点：设备地与电源地无人为电气连接。 方式：单独接地、共同接地。NR设备U三相NVWNRE1PE设备单相NLPERE2PEN插座单相LPENL2L3L1 1.2 .2 IT系统 要点：电源不接地，设备外壳直接接地。U设备三相PEWVE2E1RRL设备单相PELNL3L1L2 1.2 .3 TN系统 1）TN-S系统

4、。要点：设备与电源共地；N线与PE线自中性点后再无电气连接。NR设备三相UVWN单相设备PEPENL单相插座PENLNPENL3L2L1 2）TN-C系统。要点：PE线与N线合一，称为PEN线。NNR设备三相UVWN设备单相NPENL插座PE单相LPEL3PENL1L2 3）TN-C-S系统。要点：TNC与TN-S在某一点分界。 重复接地：不是TN-C-S系统的必要条件，但工程中通常会设置。RERNRPENNPE三相设备WVUNPENL1L3L2重复接地1.1.3 低压系统按带电导体形式的分类 即“X相X线”制系统。 “X相”：指电源的相数。 “X线”：指正常工作时带电导体的根数，N线、PEN

5、线都算作一线，但PE线不算。 因此，TN-C、TN-S系统都是三相四线制系统（或单相二线制系统）；TT系统可能是三相三线制系统（无中性线）或三相四线制系统（有中性线）。 相电压与线电压？第2节 低压配电设备2.1 低压配电柜 低压配电屏又叫低压配电屏又叫开关屏或配电柜它是将低压开关屏或配电柜它是将低压电路所需的开关设备、测量电路所需的开关设备、测量仪表、保护装置和辅助设备仪表、保护装置和辅助设备等，按一定的接线方案安装等，按一定的接线方案安装在金属柜内构成的一种组合在金属柜内构成的一种组合式电气设备，用以进行控制、式电气设备，用以进行控制、保护、计量、分配和监视等。保护、计量、分配和监视等。适

6、用于发电厂、变电所、厂适用于发电厂、变电所、厂矿企业中作为额定工作电压矿企业中作为额定工作电压不超过不超过380V低压配电系统低压配电系统中的动力、配电、照明配电中的动力、配电、照明配电之用。之用。2.1.2 2.1.2 低压配电柜的三大重要标准：低压配电柜的三大重要标准：qGB7251.1 低压成套开关设备和控制设备低压成套开关设备和控制设备 第一部分：型式试验和部分型式试验成套设备qIEC60439.1 低压成套开关设备和控制设备低压成套开关设备和控制设备 第一部分：型式试验和部分型式试验成套设备GB/T 15576-2008 低压成套无功功率补偿装置低压成套无功功率补偿装置固定式:PC或

7、MCC回路2.1.3 低压配电柜分类抽出式:PC或MCC回路按结构分：按结构分：2.1.4 2.1.4 配电柜的基本结配电柜的基本结构构定义：为保护人身和设备安全，将开关柜定义：为保护人身和设备安全，将开关柜 独立划分成几个隔室的不同方式独立划分成几个隔室的不同方式隔室分类：q母线室：包括水平母线室与垂直母线室q功能单元室(开关隔室)q电缆出线室：包括电缆室q二次设备室母线室母线室电缆电缆出线室出线室功能单元功能单元室室二次室二次室2.1.5 低压配电柜的主要组成部分q柜体：开关柜的外壳骨架及内部的安装、支撑件q母线：一种可与几条电路分别连接的低阻抗导体q功能单元：完成同一功能的所有电气设备和

8、机械 部件（包括进线单元和出线单元）柜体母线功能单元电缆出线2.1.6 配电柜的主要技术参数额定电流(通常同进线开关大小相同)额定电压/额定绝缘电压(400/1000V)进出线方式额定短时耐受电流( Icw/1s)柜体内部功能区域的划分(隔离方式)外壳防护等级安装地点及方式外形尺寸(同用户现场面积有关)颜色及表面处理接地系统上进上进下进下进侧进侧进后进后进2.1.7 2.1.7 进线进线 ( (插接式母线槽或电缆插接式母线槽或电缆）方式）方式上进线下进线侧进线后进线前接线前接线后接线后接线2.1.8 2.1.8 出线方式出线方式( (插接式母线或插接式母线或电缆电缆) )前出线（顶部或底部）可

9、以进行靠墙安装后出线（顶部或底部）不可以进行靠墙安装2.1.92.1.9母线的分类：母线的分类：主母线(水平母线）: 连接一条或几条配电母线和或进线和出线单元的母线配电母线（垂直母线）： 框架单元内的一条母线，它连接在主母线上，并由它向出线单元供电配电配电母线母线主母线主母线2.1.10 2.1.10 母线的基本要素：母线的基本要素：母线的额定电流及规格(母线的载流量及横截面)母线的额定短时耐受电流Icw及额定峰值耐受电流Ipk Icw: 母线在规定的试验条件下,能安全承载的短时电流的 方均根值(通常为1秒) Ipk: 母线在规定的试验条件下,能安全承载的峰值电流 Ipk=2.2 Icw母线的

10、表面处理 为达到某种要求，而对母线表面进行一定的处理，如镀银、镀锡、镀镍等2.1.11 2.1.11 功能单元分功能单元分类类固定式固定式 ：主电路的连接只能在开关柜断电的情况下进行接线和断开可移式（固定分隔式）：可移式（固定分隔式）：主电路带电的情况下亦可安全的从主电路上断开或接通，具有连接和移出位置抽出式：抽出式：主电路带电的情况下亦可安全的从主电路上断开或接通，具有连接、试验、分离、移出位置 定义： 开关电器保护电器的组合电器。2.2 低压断路器 v 功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失 压时自动分断电路。压时自动分断电路。v 特点

11、：操作安全，分断能力较高。特点：操作安全，分断能力较高。v 分类：框架式（万能式）和塑壳式（装置式）、微型分类：框架式（万能式）和塑壳式（装置式）、微型 v 结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。v 常见的一些低压断路器常见的一些低压断路器 如图：如图：2.2.1 功能与结构万能式低压断路器结构图万能式低压断路器结构图1.天弧罩2.开关本体3.抽屉座4.合闸按钮5.分闸按钮6.智能脱扣器7.摇匀柄插入位置8. 连接/试验/分离指示1.天弧罩2.开关本体3.抽屉座4.合闸按钮5.分闸按钮6.智能脱扣器7.摇匀柄插入位置8. 连接/试验/分离指

12、示123459876低压断路器原理结构1-主触头 2-跳钩 3-锁扣 4-分励脱扣器 5-失压脱扣器 6-过电流瞬时脱扣器 7-过电流长延时脱扣器 8-失压脱扣器试验按钮 9-分励脱扣器按钮 2.2.2 工作原理12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣器4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮电磁脱扣器：电磁脱扣器：线路短路或严线路短路或严重过载保

13、护重过载保护12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣器4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮分励脱扣器：分励脱扣器：远距离跳闸，远距离跳闸，对电路不起保对电路不起保护作用护作用12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣

14、器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣器4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮热脱扣器：热脱扣器：线路过载保线路过载保护护12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮欠压、失欠压、失压脱扣器：压脱扣器：电动机的电动机的失压保护

15、失压保护2.2.3 过电流脱扣器过电流保护特性 长延时脱扣器为反时限特性；短延时脱扣器为固定时限特性，时限可调；瞬时脱扣器为无时限特性。ItIop3IIop1op1IIop3tIop2b)a)低压断路器过电流脱扣器保护特性长延时脱扣器瞬时脱扣器长延时脱扣器短延时脱扣器瞬时脱扣器非选择型选择型2.2.4 主要参数 （1）壳架等级额定电流IrQ。指断路器壳架部分的额定电流，包括接线端子、主触头系统、连接导体等。 旧称断路器壳架等级电流，记为Imn。 （2）脱扣器额定电流IrR（或Irt）。指装于壳架内的过电流脱扣器（Release或trip）。 旧称断路器额定电流，记为In。 相互关系：运行电流须

16、通过壳架才能流过脱扣器，因此脱扣器额定电流不可能大于壳架额定电流，即：IrRIrQ。 （3）长延时脱扣器动作电流（Iop1）整定范围。 长延时脱扣器作过负荷保护用，其动作值整定范围是脱扣器额定电流IrR的函数。典型情况为： Iop1（0.61.0）IrR 在以上范围内根据保护计算结果确定动作值，可无级或有级调整。 （4）短延时脱扣器动作电流（Iop2）整定范围。 短延时脱扣器作与下级选择性配合的短路保护用，其动作值整定范围典型情况为： Iop1（38）IrR 短延时脱扣器动作延时也有一定的调整范围。 （5）瞬时脱扣器动作电流（Iop3）整定范围。 瞬时脱扣器作短路保护用，其动作值整定范围典型情

17、况为： Iop1（510）IrR 配电用 Iop1（815）IrR 保护电动机用 （6）长延时脱扣器约定时间的约定电流。 约定时间：IrR 63A时，1h；IrR 63A时，2h。 约定不脱扣电流：1.05IrR 。 约定脱扣电流：1.30IrR 。 约定时间内的约定脱扣/不脱扣电流含义与熔断器类同。2.3电压互感器 1、一次绕组与高压电路并联。 2、二次绕组不允许短路（短路电流烧毁 PT）,装有熔断器。 3、二次绕组有一点直接接地。 4、接线形式有：单相接线、V-V接线、Y-Y接线、Y0/Y0/接线。 电压互感器接线注意点 1）电压互感器的二次侧在工作时不能短路。在正常工作时，其二次侧的电流

18、很小，近于开路状态，当二次侧短路时，其电流很大（二次侧阻抗很小）将烧毁设备。 2）电压互感器的二次侧必须有一端接地，防止一、二次侧击穿时，高压窜入二次侧，危及人身和设备安全。 3）电压互感器接线时，应注意一、二次侧接线端子的极性。以保证测量的准确性。 4）电压互感器的一、二次侧通常都应装设熔丝作为短路保护，同时一次侧应装设隔离开关作为安全检修用。 5）一次侧并接在线路中 2.4 电流互感器 1、一次绕组与高压电路串联。 2、二次绕组不允许开路（开路将产生高电压，危及人身安全），且近似于短路工作状态。3、有保护型和测量型的CT，保护CT的10P20表示在20倍额定电流范围内，该保护CT能保证线性误差在10以内。 4、接线形式有：单相接线、星形接线（三相CT） 、不完全星形接线（两相CT）。 电流、电压互感器的一次接法电压互感器相当于一个衡压电压互感器相当于一个衡压源，所以二次侧不允许短路源，所以二次侧不允许短路电流互感器相当于一个衡流电流互感器相当于一个衡流源，所以二次侧不允许开路源，所以二次侧不允许开路2.5 电气间隙在两个导电零部件之间或导电零部件与设备防护界面