一、电气设备概述
(一)、电气设备的定义
供配电系统的电气设备是指用于发电、输电、变电、配电和用电的所有设备,包括发电机、变压器、控制电器、保护设备、测量仪表、线路器材和用电设备(如电动机、照明用具)等。
(二)、电气设备的分类
1、按电压等级分
(1)高压设备交流50Hz、额定电压1200V以上直流、额定电压1500V以上
(2)低压设备
交流50Hz、额定电压1200V及以下直流、额定电压1500V及以下。
2、按设备所属回路分
(1)一次回路及一次设备
一次回路供配电系统中用于传输、变换和分配电力电能的主电路;
一次设备或一次电器设置在一次回路中的电气设备;
(2)二次回路及二次设备
二次回路:指用来控制、指示、监测和保护一次回路运行的电路。
二次设备或二次电器:设置在二次回路中的电气设备。
3、按在一次电路中的功能分
(1)变换设备
用来按电力系统工作的要求变换电压或电流的电气设备,如变压器互感器等。
(2)控制设备
用于按电力系统的工作要求控制一次电路通、断的电气设备,如高低压断路器、开关等。
(3)保护设备
用来对电力系统进行过电流和过电压等的保护用电气设备,如熔断器避雷器等。
(4)补偿设备
用来补偿电力系统中无功功率以提高功率因数的设备,如并联电容器等。
(5)成套设备(装置)
按一次电路接线方案的要求,将有关的一次设备及其相关的二次设备组合为一体的电气装置,如高低压开关柜、低压配电屏、动力和照明配电箱等。
二、开关柜的定义
开关柜(又称成套开关或成套配电装置),它是以断路器为主的电气设备;是指生产厂家根据电气一次主接线图的要求,将有关的高低压电器(包括控制电器、保护电器测量电器)以及母线、载流导体、绝缘子等装配在封闭的或敞开的金属柜体内,作为电力系统中接受和分配电能的装置,称为金属开关装置,简称开关柜。
低压开关柜指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、调节等设备由制造厂家负责完成所有内部的电气和机械的连接,用结构部件完整地组装在一起的一种组合体。
高压开关设备:主要用于发电、输电、配电和电能转换的高压开关以及和控制、测量、保护装置电气联结(母线)、外壳、支持件等组成的总称。
三、开关柜的主要特点
1、有一、二次方案,这是开关柜具体的功能标志,包括电能汇集、分配、计量和保护功能电气线路。一个开关柜有一个确定的主回路(一次回路)方案和一个辅助回路(二次回路)方案,当一个开关柜的主方案不能实现时可以用几个单元方案来组合而成。
2、开关柜具有一定的操作程序及机械或电气联锁机构,实践证明:无“五防”功能或“五防功能不全”是造成电力事故的主要原因。
开关柜防护要求中的“五防”:防止误分误合断路器、防止带电分合隔离开关、防止带电合接地开关、防止带接地分合断路器、防止误入带电间隔。
3、具有接地的金属外壳,其外壳有支承和防护作用.因此要求它应具有足够的机械强度和刚度,保证装置的稳固当柜内产生故障时,不会出现变形,折断等外部效应。同时也可以防止人体接近带电部分和触及运动部件,防止外界因素对内部设施的影响;以及防止设备受到意外的冲击。
4、具有抑制内部故障的功能,“内部故障”是指开关柜内部电弧短路引起的故障,一旦发生内部故障要求把电弧故障限制在隔室以内。
四、开关柜分类和名称
低压成套开关设备分类:
按供电网络:
一级配电设备,统称负荷中心;
二级配电设备,电动机为主,称为马达控制中心(MCC),另外为一般负载,末级配电设备;
按结构特征:P-开启式配电屏;G-封闭式配电柜;
按产品的形式特征:G-固定安装、固定接线;B-固定安装 C-抽出式 H-抽出式与固定安装、固定接线式混合安装形式;
按环境:户内和户外
命名:由类别代号、系列特征代号、用途代号、品种代号、规格代号及附加代号六部分组成:
1)类别代号;2)系列特征代号;3)用途代号;4)设计序号;
5)规格代号;6)附加代号
例如:GGD1-01含义:电力用固定开关柜,第一个设计主电路方案号为01
GCK1-01含义:控制中心用抽出式封闭配电柜,第个设计,主电路方案号为01。
五、低压开关柜的功能及作用
电能分配转换、电动机控制(又称马达控制)、无功功率补偿。
保护人身防止触电(直接和间接接触)、保护设备防止免受外界环境影响。
六、低压开关柜分类
按结构分:
√固定式:PC或MCC回路
√抽出式:PC或MCC回路
按用途分:
配电用:馈电柜(PC:Power Center)
√控制用:马达控制柜(MCC:Motor Control Center)
√补偿用:如无功功率补偿柜(电容器柜)
开关柜的基本结构
隔室
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
1.母线室:包括水平母线室与垂直母线室
2.功能单元室(开关隔室)
3.电缆出线室:包括电缆室
4.二次设备室
低压开关柜的主要组成部分
柜体:开关柜的外壳骨架及内部的安装、支撑件
母线:一种可与几条电路分别连接的低阻抗导体
功能单元:完成同一功能的所有电气设备和机械部件(包括进线单元和出线单元)
低压开关柜中所说的防护等级
IP(INGRESS PROTECTION)防护等级系统是由IEC
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION)国际电工委员会所起草。将电器依其防尘防湿气之特性加以分级。这里所指的外物含工具,人的手指等均不可接触到电器内之带电部分,以免触电。
IP防护等级是由两个数字所组成,第1个数字表示灯具离尘、防止外物侵入的等级,第2个数字表示灯具防湿气、防水侵入的密闭程度,数字越大表示其防护等级越高。
外壳防护等级
1、外壳防护等级用IP代码表示;
2、IP代码由IP字母、第一位特征数字、第二位特征数字、附加字母及补充字母组成;
3、第一位特征数字表示防人身安全和防尘;
4、第二位特征数字表示防水;
第一和第二位特征数字不要求规定时,该处由字母“X”代替如:IP4X、IPXX;附加字母和补充字母不要求规定时可以直接省略。
进线(插接式母线槽或电缆)方式
上进线、下进线、侧进线、后进线