配电柜是配电系统的末级设备,是企业生产、办公的供电设备,可分为高压开关柜和低压配电柜。
配电柜的安装一般在土建工作已经结束,室内各种装修工作都已完毕后,再开始进行。安装时,首先应根据图纸及现场条件确定配电柜的就位次序,然后,依次将配电柜放到其各自的安装位置上。配电柜常见问题有进线柜主开关不能分闸、
断路器不能合闸等。检修时应注意断路器除尘,检查灭弧罩、动静触头以及检查变频器除尘、接线情况,确认有无机械损伤、
保险丝是否损坏等。
配电柜的主要作用是为下一级配电点或各个用电点进行配电,即将电能按要求分配于各个用电线路。配电柜的一大用途是便于分片或是分类配置电源。当线路出现故障时,配电柜有利于控制故障范围,方便维修工作人员快速找出故障点。配电柜广泛应用于工业、建筑、医疗、交通等领域。
结构
配电屏主要由进线柜、出线柜、电容器柜、计量柜等组成。进线柜,又叫受电柜,是用来从电网上接受电能的设备(从进线到母线),一般安装有
断路器、CT、PT、隔离刀等元器件。 出线柜,也叫馈电柜或配电柜,是用来分配电能的设备(从母线到各个出线),一般也安装有断路器、CT、PT、隔离刀等元器件。
母线联络柜,也叫母线分断柜,是用来连接两段母线的设备(从母线到母线),在单母线分段、双母线系统中常常要用到母线联络,以满足用户选择不同运行方式的要求或保证故障情况下有选择的切除负荷。PT柜,电压互感器柜,一般是直接装设到母线上,以检测母线电压和实现保护功能。内部主要安装电压互感器PT、隔离刀、
保险丝和避雷器等。隔离柜是用来隔离两端母线用的或者是隔离受电设备与供电设备用的,它可以给运行人员提供一个可见的
端点,以方便维护和检修作业。由于隔离柜不具有分断、接通负荷电流的能力,所以在与其配合的
断路器闭合的情况下,不能够推拉隔离柜的手车。在一般的应用中,都需要设置断路器辅助接点与隔离手车的联锁,防止运行人员的误操作。
电容器柜也叫补偿柜,是用来作改善电网的功率因数用的,或者说作无功补偿,主要的器件就是并联在一起的成组的电容器组、投切控制回路和
保险丝等保护用电器。一般与进线柜并列安装,可以一台或多台电容器柜并列运行。电容器柜从电网上断开后,由于电容器组需要一段时间来完成放电的过程,所以不能直接用手触摸柜内的元器件,尤其是电容器组;在断电后的一定时间内(根据电容器组的容量大小而定,如:1分钟),不允许重新合闸,以免产生过电压损坏电容器。作自动控制功能时,也要注意合理分配各组
电容器组的投切次数,以免出现一组电容器损坏,而其他组却很少投切的情况。计量柜主要用来作计量电能用的(千瓦时),又有高压、低压之分,一般安装有隔离开关、
保险丝、CT、PT、有功电度表(传统仪表或数字电表)、无功电度表、继电器、以及一些其他的辅助二次设备(如负荷监控仪等)。
工作原理
以高压配电柜为例,高压配电柜中的高压
断路器对一次电路实施控制,高压断路器的控制回路取决于断路器操动机构的型式和操作电源的类别。电磁操动机构只能采用直流操作电源,弹簧操动机构和手动操动机构一般采用交流操作电源。信号回路是用来指示一次电路设备运行状态的二次回路。信号按用途分,有断路器位置信号、事故信号和预告信号等。断路器位置信号:显示断路器正常工作的位置状态。一般是红灯亮,表示断路器处在合闸位置;绿灯亮,表示断路器处在分闸位置。·事故信号:显示
断路器在事故情况下的工作状态。一般是红灯闪光,表示断路器自动合闸;绿灯闪光,表示断路器自动跳闸。此外还有事故音响信号和光子牌等。
预告信号,即在一次设备出现不正常状态时或在故障初期发出报警信号。例如,变压器过负荷或者轻瓦斯动作时,就发出区别于上述事故音响信号的另一种预告音响信号,同时光字牌亮,指示出故障的性质和地点,值班员可根据预告信号及时处理。对断路器的控制和信号回路有下列基本要求。①应能监视控制回路保护装置(如
保险丝)及其分、合闸回路的完好性,以保证
断路器的正常工作,通常采用灯光监视的方式。②合闸或分闸完成后,应能使命令脉冲解除,即能切断合闸或分闸的电源。③应能指示断路器正常合闸和分闸的位置状态,并在自动合闸和自动跳闸时有明显的指示信号。如前所述,通常用红、绿灯的平光来指示断路器的正常位置状态,而用其闪光来指示断路器的自动分、合闸。④断路器的事故跳闸信号回路,应按“不对应的原理”接线。当断路器采用手动操动机构时,利用手动操动机构的辅助触点与断路器的辅助触点构成“不对应”关系,即操动机构手柄在合闸位置而断路器已分闸时,发出事故跳闸信号。当
断路器采用电磁操动机构或弹簧操动机构时,则利用控制开关的触点与断路器的辅助触点构成“不对应”关系,即控制开关手柄在合闸位置而断路器已分闸时,发出事故跳闸信号。⑤对有可能出现不正常工作状态或故障的设备,应装设预告信号。预告信号应能使控制室或值班室的中央信号装置发出音响或灯光信号,并能指示故障地点和性质。通常预告音响信号用电铃,而事故音响信号用电笛,两者有所区别。
分类
高压开关柜
高压开关柜是高压系统中接收和分配电能的成套配电装置,主要用于3~35kV高压系统中。通常1个柜构成1个单元回路,因此,1个柜也就成为1个间隔。使用时,可按设计的主电路方案,将适合各种电路间隔的开关柜组合起来而构成整个高压配电装置,它具有安全可靠、检修方便、占地面积小等特点,应用广泛。高压开关柜的种类很多,按开关电器的安装方式,可分为固定式和手车式(较先进)两种;按柜体结构分,可分为开启式、半封闭式和封闭式3种。高压成套设备包括进、出线柜、环网柜、开关柜、计量柜等。
低压配电柜
低压配电设备根据规模大小可分为盒、箱、盘、屏、柜,主要用于220V交流和-48V直流配电。其中:低压交流配电柜按其安装的方式不同,可分为固定式和抽屉式两种;按装置的外壳不同,可分为开启式和保护式两种。
低压成套配电柜主要有GGD、GCS、GCK、MNS等型号,其中,GGD是固定式开关柜,GCK、GCS、MNS都是抽出式开关柜,每一个出线单元都是独立的,各回路间不会相互影响。GCK型较老,当时的型材强度较差,操作机构也不太灵活。目前产品吸收了GCS型的优点,与GCS型、MNS型明显不同是主母线置于柜顶。GCS型开关柜是90年代中期由
河南森源集团公司参照ABB公司MNS型开关柜设计的抽屉式开关柜,结构与后者类似,主母线后置,但也有不同,如抽屉模数使用国内常用的20mm模数,没有采用后者的25mm,抽屉为推进机构,操作更方便、灵活。
MNS型开关柜可双面操作,最多单柜可装36个电路(有1/4抽屉),GCS型开关柜最多为22个。MNS型开关柜的柜体使用敷铝锌板,为全组装结构。MNS和GCS型开关柜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,垂直母线组装在阻燃型塑料功能板中。GCS型开关柜最小有1/2抽屉,MNS型开关柜有1/4抽屉,MNS型开关柜的抽屉有联锁机构,而GCS型开关柜只有开关本身有联锁机构。GCK型开关柜的水平母线设在柜顶,垂直母线没有阻燃型塑料功能板,电缆出线可以后出,也可以从右侧电缆室出线,但抽屉推进机构和GCS、MNS型开关柜不同,比较简单。
安装与操作
配电柜的安装工作最好在土建工作已经结束,室内各种装修工作都已完毕后,再开始进行。安装时,首先应根据图纸及现场条件确定配电柜的就位次序,一般情况下是以不妨碍其他柜的就位为前提,按照先内后外,先靠墙后入口的原则进行。然后,依次将配电柜放到其各自的安装位置上。配电柜就位后,为使其柜面一致、排列整齐、间隙均匀,必须要对各柜进行调整。调整的方法一般可通过在其下面加垫铁来进行,但在同一处所用的垫铁数量不宜超过3块。调整时,首先应将各柜调整到大致的水平位置,然后再进行精调。当配电柜较少时,可先精确地调整第一台柜,再以第一台柜为标准逐个调整其余各柜。对多个配电柜进行调整时,可首先调整中间的一个柜,再分别向两侧调整其余各柜。对于两行相对排列的配电柜,常有母线桥联络,应该注意两列柜的位置对应。柜的垂直度、水平度、柜面不平度和柜间接缝的偏差应符合要求。
配电柜的调整结束后,即可对其进行固定。固定的方法通常有两种:一种用螺栓固定,另一种用焊接固定。用螺栓固定也有两种形式:一是在基础型钢上开大于螺丝直径的孔,柜以螺栓固定。二是在基础型钢上钻小于固定螺丝直径的孔,然后攻螺丝,最后用螺丝固定。采用焊接固定时,每个柜的焊缝不应少于4处,每处焊缝长约100mm左右。为保持柜面美观,焊缝宜放在柜体的内侧。焊接时,应把垫于柜下的
垫片也焊在基础型钢上。另外,还必须注意,主控制柜、继电保护柜和自动装置柜等不宜与基础型钢焊死。
应用
配电柜是一种用于电力配电系统的设备,广泛应用于工业、建筑、医疗、交通等领域。配电柜具有隔离、变压、分配、保护等多种电气控制功能。根据不同的工作场所和需求,配电柜可以设计和配置不同种类的配电元件,如
断路器、接触器、继电器、
计时器等,从而实现电气控制的多样化。配电柜还可以进行各种电气操作和指示,确保电气设备在运行过程中的安全性和高效性。
检修
(1)断路器除尘,检查灭弧罩、动静触头。(2)接触器除尘,测量接触器接触电阻,检查电磁铁和线圈,拧紧所用的
紧固件及接线螺丝,通电检查。(3)热继电器除尘,检验弹簧弹性是否正常,紧固接线螺丝。(4)时间继电器除尘,检验弹簧弹性是否正常,紧固接线螺丝。(5)转换开关检修,除尘、紧固接线螺丝。(6)控制、电流回路检修,检查导线绝缘是否损伤,接线端子是否紧固。(7)检查变频器除尘、接线情况,确认有无机械损伤、
保险丝是否损坏,拆下风扇,检查转动,应平稳、无异声。
质量标准
(1)设备外观应清洁干净,接线应紧固,无破损及烧焦现象,机构应灵活可靠,所有螺栓应紧固,触头表面应清洁,无氧化层,接触紧密,分合可靠。(2)接触器其绝缘
电阻,应不小于1.5MQ,如达不到要求,接触器应进行干燥处理,接触器面接触式的触头,接触面应不小于全面积的1/3;线接触式的触头,接触长度不小于全线长的4/5。(3)时间继电器实际动作时间和设定值应一致。(4)转换开关用万用表通路档测量,所用触头在任何接通位置应无电阻显示。(5)控制回路中控制各元件必须正确、灵敏、可靠,对于外皮损伤的线路应进行绝缘处理或更换。(6)变频器空气过滤器及各零部件清洁,电压表、电流表、高压带电指示装置等表计指示正常,所有开关应完好无损且动作灵活、可靠,保护回路中的元器件应无损伤,运行参数整定值准确,各IGBT(IGBT:绝缘栅双极型晶体管)模块工作温度应正常,主回路的绝缘
电阻应大于5MΩ,模拟保护动作时,信号显示系统应显示正确,报警电路应可靠报警。