中低壓開關(guān)柜都是根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)方案進(jìn)行配置,如進(jìn)線、出線、母線聯(lián)絡(luò)、無功補(bǔ)償、電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、接地變壓器、母線測量、站所用電等等一次系統(tǒng)方案,變壓器把高電壓變成低電壓通過進(jìn)線柜接入開關(guān)柜,通過出線柜接出到用戶負(fù)載,重要應(yīng)用需要兩個(gè)電源進(jìn)線,這樣就需要母線聯(lián)絡(luò)柜,從而把兩段進(jìn)線連接起來,兩進(jìn)線一母聯(lián)開關(guān)開路運(yùn)行,各自供電或一段帶兩段保證供電連續(xù)性,而由于馬達(dá)等旋轉(zhuǎn)電機(jī)造成系統(tǒng)功率因數(shù)降低,有功負(fù)載減少,因此就需要無功補(bǔ)償柜提高功率因數(shù),降低無功損耗,通過電容、SVG等方式實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償; 出線接到用戶負(fù)載,有接到變壓器進(jìn)一步降低電壓供用戶使用,如10kV出線接到變壓器上變成380V供低壓柜使用,負(fù)載可能是電梯、水泵等電動(dòng)機(jī)回路,或是照明、加熱等回路,或是機(jī)械等設(shè)備用電。對(duì)于中壓開關(guān)柜,由于高電壓,需要專用電壓互感器將高電壓(如10kV)變成低電壓(380V)用于測量,電壓互感器一次側(cè)需要保證電氣間隙,互感器尺寸比較大,需要高壓熔斷器實(shí)現(xiàn)短路保護(hù),為了維護(hù)方便,采用手車式結(jié)構(gòu),電壓互感器即組成一臺(tái)開關(guān)柜,同樣對(duì)于所用變、接地變等也需要專用的開關(guān)柜。
開關(guān)柜的主要元件是開關(guān),包括斷路器、負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)、接觸器、接地開關(guān)等等統(tǒng)稱為開關(guān),起到電氣接通、斷開的作用,實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的控制,還有電流互感器、電壓互感器等測量裝置,避雷器等保護(hù)裝置,這些裝置通過匯流排(銅排)連接在一起,組成系統(tǒng)方案。
中低壓開關(guān)柜還包括二次系統(tǒng),所謂二次系統(tǒng)就是這些開關(guān)的控制回路以及電力系統(tǒng)狀態(tài)的量測回路,還有根據(jù)短路、過載等故障的保護(hù)回路。二次回路通過電線連接在一起,對(duì)于運(yùn)動(dòng)部件通過插頭等連接。
低壓開關(guān)柜一臺(tái)就包括多個(gè)功能單元,如一臺(tái)出線柜可能包括電動(dòng)機(jī)出線、配電負(fù)載出線等等,也可能既有進(jìn)線單元又有出線單元,或者饋線、母聯(lián)在一臺(tái)開關(guān)柜內(nèi)部,或者固定式饋線和抽出式單元混裝等等。對(duì)于實(shí)際應(yīng)用,一般包括進(jìn)線、出線、無功補(bǔ)償?shù)裙裥停I(yè)領(lǐng)域出線很多,特別是化工廠等馬達(dá)控制回路很多。各種柜型具有相同的主母線、接地母線、二次連接孔位置,可以拼裝在一起組成配電系統(tǒng),電流從進(jìn)線柜進(jìn)入經(jīng)過進(jìn)線斷路器至主母線,再由主母線將電分配到各個(gè)出線柜,經(jīng)過各個(gè)出線開關(guān)到負(fù)載。
而中壓開關(guān)柜一般一臺(tái)柜子就是一個(gè)功能單元,由于高電壓,電壓測量、所用變、接地變需要單獨(dú)的一臺(tái)柜子,母線聯(lián)絡(luò)、隔離一般需要兩臺(tái)柜子。對(duì)于無功補(bǔ)償,一般采用專用的開關(guān)設(shè)備,開關(guān)柜僅用于電容器出線,類似的還有接地變等,和出線柜類似,只是出線電纜與電容器或接地變等連接。由于斷路器斷口不能用作隔離,因此固定式斷路器需要配置隔離開關(guān),或者斷路器安裝在可抽出的手車上,通過一次觸頭與主回路連接。中壓還有不同之處在于高電壓的絕緣問題,一次導(dǎo)電回路必須與金屬外殼保持電氣間隙,對(duì)于10kV需要大于125mm才能滿足絕緣要求。
開關(guān)柜的外殼需要阻止異物、昆蟲等進(jìn)入,需要滿足一定的IP防護(hù)等級(jí)。自立式結(jié)構(gòu),外殼還要滿足運(yùn)輸、起吊等環(huán)節(jié)的強(qiáng)度要求,保證不破壞、變形,高標(biāo)準(zhǔn)要求的開關(guān)柜還需要保證當(dāng)發(fā)生內(nèi)部電弧故障時(shí),不會(huì)被爆炸沖擊波造成破壞,保證人身安全。
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