低压成套开关设备

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常用低压开关柜及配电箱类常用低压开关柜及配电箱类内部资料内部资料 仅供学习仅供学习内部资料 仅供学习1.低压成套开关设备综述2022-3-27内部资料 仅供学习1.1定义低压成套设备和控制设备是由一个或多个低压开关设备和与之相关的控制、测量、信号、保护及调节等设备，由制造商负责完成所有内部的电气和机械的连接，用结构部件完整的组装在一起的一种组合器，可由主电路和辅助电路组成。内部资料 仅供学习 低压成套开关设备通常为额定电压不超过1000V，频率不超过1000Hz，直流不超过1500V的产品。 其适用于与发电、输电、配电和电能转换的设备以及控制

2、电能消耗的设备配套使用的成套设备；也适用于频率较高的装有控制及功率器件的成套设备，但在这种情况下需满足相应的附加要求。内部资料 仅供学习1.2标准我国开关板行业第一个产品标准低压配电屏技术条件（JB 617-1965)；1986年成立了低压成套开关设备和控制设备标准化技术委员会，研究、制定相关标准；20世纪90年代重视国际电工委员会(IEC)及国外先进标准的研究，吸收并消化，共批准发布了低压成套专业12个国家标准及59项行业标准；21世纪，为适应国外先进产品及技术，低压成套设备的标准全部按等同于IEC的国家标准；内部资料 仅供学习我国低压成套开关设备和控制设备主要标准：GB7251-2005；

3、其包含以下几个部分：GB7251.1-2005 型式试验部分；GB7251.2-2006 对母线干线系统（母线槽）的特殊要求；GB7251.3-2006 对非专业人员可进入场地的低压成套成套开关设备和控制设备；GB7251.4-2006 对建筑工地用成套设备(ACS)的特殊要求；GB7251.5-2006 对户外公共场所的成套设备动力配电网用电缆分线箱(CDC)的特殊要求；另外有：GB/T 15576-2008 低压无功功率静态补偿装置总技术条件；GB/Z 18859-2002 封闭式低压成套开关设备和控制设备在内部故障引起电弧情况下的试验导则；JB/T 10361-2002 低压成套开关设备

4、和控制设备安全设备导则； 等等内部资料 仅供学习1.3产品的类别和系列低压成套设备按标准分为以下：vGB 7251.1-2005 低压开关柜/动力配电柜 (非专业人员不可接触)vGB 7251.2-2006 母线干线系统(母线槽) (非专业人员不可接触)vGB 7251.3-2006 配电箱(配电板) (非专业人员可接触)vGB 7251.4-2006 建筑工地成套设备 (户外、可移动)vGB 7251.5-2006 低压电缆分接箱 (户外公共场所电缆分接)vGB/T 15576-2008 无功补偿柜 (非专业人员不可接触)内部资料 仅供学习根据型式试验的程度：*型式试验成套设备 (TTA)：

5、实际运行中的低压成套开关设备和控制设备，它与已通过验证认为符合标准的定型成套设备相比，不存在可能会影响性能的差异。意味着所有可能影响性能的配置变化都经过了型式试验。 1)温升极限温升极限;2) 介电性能介电性能;3) 短路耐受强度短路耐受强度;4) 保护电路有效性保护电路有效性; 5) 电气间隙和爬电距离电气间隙和爬电距离;6) 机械操作性能机械操作性能;7) 防护等级。防护等级。*部分型式试验成套设备 (PTTA)：一种低压成套开关设备和控制设备，它既包含通过型式试验的设备，也包括未经型式试验的设备，而后者是从符合有关试验的通过型式试验的设备派生（例如通过计算）出来的。根据结构型式：开启式、

6、固定面板式、柜式、柜组式、台式、箱式、箱组式根据部件安装方式:固定式、抽出式、混装式内部资料 仅供学习1.3.1低压成套开关设备目前我国市场常见的低压成套开关设备类型主要包括：固定封闭式（GB7251.1与JB/T 5877）； 主要开关柜型号：PGL、GGD、XL等抽出式（GB7251.1与JB/T 9661）； 主要开关柜型号：GCS、MNS、GCK等固定分隔式（GB7251.1与JB/T 5877）； 主要开关柜型号：GDT、GLL、GHK等智能型（GB7251.8）； 主要开关柜型号：MCS等 内部资料 仅供学习1.3.1.1固定封闭式开关柜一、交流低压配电柜(屏)-GGD柜 其适用于

7、交流50Hz、额定电压380V、额定电流3150A的配电系统中作为动力、照明及配电设备的电能转换、分配与控制之用。该产品具有分段能力高(额定短时耐受电流50kA)，线路方案灵活、组合方便、实用性强、结构新颖等特点。 其具有两个结构特点： 1)、柜体采用通用柜的形式，构架用8MF冷弯型钢局部焊接组装而成，充分考虑散热； 2)、结构灵活。按方案需要加装门、隔板、支架、母线和电器元件后便组成完整的开关柜。内部资料 仅供学习GGD型低压配电屏型低压配电屏 图9-11所示为GGD型固定式低压配电屏外形尺寸图。配电屏的构架为拼装式结合局部焊接。正面上部装有测量仪表，双面开门。三相母线布置在屏顶，闸刀开关、

8、熔断器、空气自动开关、互感器和电缆端头依次布置在屏内，继电器、二次端子排也装设在屏内。主母线排列在柜的上部后方，柜体的下部、后上部和顶部均有通风、散热装置。内部资料 仅供学习图9-11内部资料 仅供学习内部资料 仅供学习 G G D - - 辅助电路方案 主电路方案代号 设计序号：1(分段能力15kA) 电力用柜 2(分段能力30kA) 元件固定安装固定接线 3(分段能力50kA) 交流低压配电柜GGD1有50个电气一次主电路方案；GGD2有53个电气一次主电路方案；GGD3有25个电气一次主电路方案；内部资料 仅供学习主要技术性能及参数：内部资料 仅供学习GGD简介简介进线进线电容电容馈线馈

9、线母联母联馈线馈线仪表门仪表门计量小室计量小室进线框架进线框架断路器断路器刀开关刀开关出线出线框架断路器框架断路器母线母线桥桥内部资料 仅供学习GGDGGD简介简介眉头眉头母排母排A B C刀开关刀开关DW15框架断路器框架断路器电流互感器电流互感器内部资料 仅供学习二、动力配电柜（箱） 动力配电柜是作为交流频率50Hz、额定电压380V或(660V)、额定电流至630A的三相三线、四线、五线的低压配电系统中动力及照明设备之用；也可以作为低压控制系统中部分电动机的控制之用。 现常用动力箱型号为XL-21型。内部资料 仅供学习产品型号及含义产品型号及含义: :内部资料 仅供学习动力配电柜的结构特

10、点：箱体一般由异形钢管或角钢与薄钢板组装焊接而成，也可用型材组装而成。箱内左右侧壁上焊有电器安装立柱，刀开关操作手柄装于箱前右侧箱门上，作为切换电源之用。本产品为户内封闭式靠墙装置，一般为单面开门操作及维修；也可采用GGD非标型材前后开门；焊接式结构为前部一块整门；组装式箱体正前方是仪表面板和门，面板置于上部（装仪表、按钮、指示灯、操作电器等）；门置于下部；电器元件装于箱内安装横梁上；内部资料 仅供学习XL-21XL-21内部布置简介内部布置简介总进断路器总进断路器分断路器分断路器接触器和热继电器接触器和热继电器中性中性(N)导体导体二次控制端子二次控制端子内部资料 仅供学习1.3.1.2抽出

11、式式开关柜（JB/T 9661） 低压抽出式开关柜适用于发电厂、冶金等行业的配电系统及一些自动化程度高，要求与计算机连接的场所，作为三相交流频率50(或60)Hz、额定工作电压380V(或660V)、额定电流为5000A及以下的配电、电动机集中控制、无功功率补偿使用的低压成套配电装置。 其主要特点有以下几个方面： 1)、柜体由冷扎型材及冷扎钢板经部分构架焊接后组装而成；主框架有E20mm的模数孔，方便组合不同方案； 2)、开关柜的各功能室相互隔离，其隔室分为功能单元室、母线室和电缆室。各室的作用相对独立。 3)、水平母线采用柜后平置式排列方式，以增强母线抗电动力的能力，是使主电路具备高短路强度

12、能力的基本措施。 内部资料 仅供学习 4)、馈线柜和电动机控制柜设有专用的电缆隔室，功能单元室与电缆室内的电缆通过转接件实现；电缆可上、下进出； 5)、设计紧凑，较小的空间能容纳较多的功能单元。 6)、抽屉采用高强度阻燃性工程塑料组件，有效加强防护安全性能； 7)、抽屉高度的模数为160mm。抽屉改变仅在高度尺寸上变化，其宽度、深度尺寸不变。相同功能单元的抽屉具有良好的互换性。单元回路额定电流400A及以下； 8)、抽屉面板具有分、合、试验、抽出等位置的明显标志。抽屉单元设有机械联锁装置。1抽屉单元为主体，同时具有抽出式和固定性，可以混合组合，任意使用； 9)、防护等级为IP30IP40，可根

13、据用户要求选用更高； 内部资料 仅供学习我们常用抽出式开关柜有：GCK、GCS、MNS等。抽屉柜的主抽屉柜的主要组成部分要组成部分内部资料 仅供学习GCS GCKG：低压开关柜 G：低压开关柜C：抽屉式 C：抽屉式S：森源电气系统(研发机构) K：控制中心MNSM：模块化N：新型S：电气系统(非标准的ABB解释) 三者之间的主要区别在于：1.抽屉推进抽出方式不同；2.抽屉层高模数不同；3.单元高度不同。内部资料 仅供学习MNSGCSGCK可用空间1800mm 1760mm 1800mm立柱模数25mm20mm25mm1单元层高模数 200mm160mm200mm可装1单元数量 9个11个9个小

14、抽屉规格1/2、1/41/21/2每柜最多回路36个22个18个推进抽出方式无推进机构一体化操作独立推进机构人力操作推进机构配专用操作手柄内部资料 仅供学习进线柜进线柜电容柜电容柜抽屉柜抽屉柜仪表门仪表门框架框架断路器断路器单元单元1单元单元2单元单元可用空间可用空间内部资料 仅供学习塑壳断路器塑壳断路器电流互感器电流互感器操作机构操作机构推进联锁机构推进联锁机构进线侧动插件进线侧动插件馈线侧动插件馈线侧动插件垂直母线垂直母线馈线侧静插件馈线侧静插件断路器断路器电流互感器电流互感器一二次插件一二次插件单元抽屉1单元抽屉内部资料 仅供学习GCSGCS抽出式开关柜介绍抽出式开关柜介绍 图9-12所

15、示为GCS抽屉式低压开关柜外形及安装尺寸图。 GCS为密封式结构，分为功能单元室、母线室和电缆室。电缆室内为二次线和端子排。功能室由抽屉组成，主要低压设备均安装在抽屉内。若回路发生故障时，可立即换上备用的抽屉，迅速恢复供电，开关柜前面门上装有仪表、控制按钮和空气自动开关操作手柄。抽屉有联锁机构，可防止误操作。 主要技术参数：频率50(60)Hz，额定电压400（690）V；额定电流4000A及以下。内部资料 仅供学习图9-12内部资料 仅供学习GCS柜按受电功能分为：PC柜(进线柜、动力出线柜等)和MCC柜(电动机控制柜)。MCC柜最多可装22个1/2单元抽屉；内部资料 仅供学习内部资料 仅供

16、学习内部资料 仅供学习MNS柜简介 MNS型低压抽出式成套开关设备为适应电力工业发展的需求，参考国外MNS系列低压开关柜设计并加以改进开发的高级型低压开关柜。其为组合式结构，基本骨架由C型钢材组装而成 。 主要技术参数：频率50(60)Hz，额定电压400（660）V；额定电流5000A及以下。内部资料 仅供学习8E/48E/28E16E24E内部资料 仅供学习内部资料 仅供学习GCK柜简介GCK低压抽出式开关柜由动力配电中心(PC) 柜和电动机控制中心(MCC)两部分组成。该装置适用于交流50(60)HZ、额定工作电压小于等于660V、额定电流5000A及以下的控配电系统，作为动力配电、电动

17、机控制及照明等配电设备。其具有分断能力高、动热稳定性好、结构先进合理、电气方案灵活；系列性、通用性强、各种方案单元任意组合。所容纳的回路数较多、节省占地面积、防护等级高、安全可靠、维修方便等优点。 内部资料 仅供学习内部资料 仅供学习内部资料 仅供学习1.3.1.3固定分隔式开关柜（JB/T 5877）固定分隔式开关柜主要适用于交流50Hz，额定工作电压400V，额定工作电流至4000A的低压配电系统中，作为受电、馈电、母联、照明和电动机控制之用。并可根据实际配有通信功能，组成智能型开关柜。其结构主要为：1、开关柜将开关分隔成各功能单元插入式开关固定安装，具有接触可靠、分段接通能力高、动热稳定

18、性能好、电气方案灵活、组合方便、系列性、实用性强、结构新颖、防护等级高等特点。没有因接插件接触不良而引起发热故障。2、柜体柜架全部采用优质开口异形钢材焊接而成，具有刚性好，抗扭曲能力强，便于生产，制造周期短；产品具有II类防触电保护；柜内各单元之间采用钢板进行分隔，限制事故影响范围。内部资料 仅供学习内部资料 仅供学习1.3.1.4其他类型开关柜组合式开关柜JB/T 5877 和 JB/T 9661其具有固定封闭式和抽出式开关柜综合特点；其额定电流可至7400A；其可单面安装，也可背靠背安装智能型开关柜GB/T 7251.8智能型开关柜是为了适应智能技术的应用增加了辅助电缆通道，对出线单元、通

19、道和各单元隔室也做了最新的设计，产品提高了系统容量、增大单柜装容密度；新型的抽出式单元及相应的操作机构；现场总线技术及相应的智能化器件可使本产品实现智能化，达到“四遥”功能。内部资料 仅供学习1.3.2母线槽GB 7251.2-2006母线槽按绝缘方式分为密集型母线槽、空气绝缘型母线槽、滑触式母线槽和耐火型母线槽。母线槽适用于交流三相四线（五线）制，频率为5060Hz，额定电压至660V，额定工作电流为250A5000A的供配电系统中的连接辅助设备。内部资料 仅供学习内部资料 仅供学习1.3.3非专业人员使用的配电箱(板)其包含： 1)、照明配电箱(包括模数化终端组合电器)； 2)、照明计量电

20、表箱； 3)、插座箱等。内部资料 仅供学习1.3.3.1照明配电箱照明配电箱适用于交流频率50Hz，额定工作电压220V或380V，额定电流不超过200A的单相三线或三相五线的末端电路中，作为对用电设备进行控制、配电，对线路的过载、短路、漏电、欠电压起保护作用的设备。其型号有：PZ30系列、PXT系列、XRM系列等内部资料 仅供学习1.3.3.2电表箱电表箱全称照明电能计量表箱。其适用于住宅建筑等楼宇用电的电能集中计量管理，根据设计需要安装电能表，实现计算机管理。表箱中安装进出线小型断路器，具有过载、短路保护作用。其电表安装位置采用计量铅封，防止偷窃电行为。其出线回路元件的本体用封板罩盖，操作

21、手柄外露，便于操作，使用安全可靠。内部资料 仅供学习1.3.4建筑工地用配电装置建筑工地用配电装置适用于建筑施工现场临时低压配电，具有防雨、防尘及安全保护性能。其适用于交流50Hz、额定工作电压380V的交流系统中的动力配电、控制、照明和电能转换之用。其结构具有：1、箱体机械强度需满足现场使用时所具有的机械应力；箱体应防腐防锈；柜内元件均应可靠固定；2、箱体防护等级应达到IP43以上，门内操作面防护等级为IP21以上；有可靠的连续的保护导体；内部资料 仅供学习1.3.5电缆分线（支）箱电缆分线（支）箱包括地面安装式、柱式、悬挂式以及嵌入式电缆分线箱。户外电缆分线箱广泛应用于变配电站、工矿企业等

22、户外公共场所的三相低压输配电系统中，作为用电缆向其他用户或设备分配电能的成套定型产品。其主要元件为条形熔断器式隔离开关（国产或进口）；箱体可前后开门；外壳防护等级IP42以上；内部资料 仅供学习1.3.6无功功率补偿装置(GB/T 15576)一、几个基本概念： 1）、无功补偿原理：把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并接在同一电路，当容性负荷释放能量时，感性负荷吸收能量，而感性负荷释放能量时，容性负荷吸收能量，能量在两种负荷之间交换。这样，感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿，这就是无功补偿的原理。 2）、有功功率：有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是

23、将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。单位：瓦（W）或千瓦（KW） 内部资料 仅供学习 3）、无功功率：无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。无功功率决不是无用功率，它的用处很大。电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动，电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此，没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触

24、器不会吸合。单位：乏（var）或千乏(Kvar)内部资料 仅供学习 4）、功率因数cos(也称力率)是反映总电功率中有功功率所占的比例大小。电网中的电力负荷如电动机、变压器等，属于既有电阻又有电感的电感性负载。电感性负载的电压和电流的相量间存在着一个相位差，通常用相位角的余弦cos来表示。功率因数是在01之间，它表示负载电流做的有用功率的百分比。 cos=P/S ，其中P为有功功率，S为视在功率 ，Q为无功功率，三者之间的关系为：内部资料 仅供学习二、无功功率的危害无功功率对供、用电产生一定的不良影响，主要表现在： (1)降低发电机有功功率的输出。 (2)降低输、变电设备的供电能力。 (3)造

25、成线路电压损失增大和电能损耗的增加。 (4)造成低功率因数运行和电压下降，使电气设备容量得不到充分发挥。内部资料 仅供学习三、无功功率补偿的作用在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，那么，这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。从发电机和高压输电线供给的无功功率，远远满足不了负荷的需要，所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。这就是电网需要装设无功补偿装

26、置的道理。 内部资料 仅供学习内部资料 仅供学习1.4 国内常用4种开关柜的主要区别GCS、GCK、MNS、GGD开关柜区别： 1、GGD是固定柜，GCK、GCS、MNS是抽屉柜； 2、GCK柜和GCS、MNS柜抽屉推进机构不同； 3、GCS柜只能做单面操作柜，柜深800mm；MNS柜可以做双面操作柜，柜深1000mm； 4、安装模数：GCS为20mm，GCK/MNS为25mm； 5、抽屉大小：GCK最小为1单元抽屉；GCS最小为1/2单元抽屉；MNS最小为1/4单元抽屉； 6、回路数量： GCK最多9个回路； GCS最多22个回路； MNS最多36个回路(单面)或72个回路(双面)；内部资料 仅供学习1.5国外几种开关柜简介我国国内市场上常见的国外品牌低压开关柜有：ABB公司：MNS2