中低壓開關(guān)柜都是根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)方案進行配置,如進線、出線、母線聯(lián)絡(luò)、無功補償、電動機啟動、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線柜接入開關(guān)柜,通過出線柜接出到用戶負載,重要應(yīng)用需要兩個電源進線,這樣就需要母線聯(lián)絡(luò)柜,從而把兩段進線連接起來,兩進線一母聯(lián)開關(guān)開路運行,各自供電或一段帶兩段保證供電連續(xù)性,而由于馬達等旋轉(zhuǎn)電機造成系統(tǒng)功率因數(shù)降低,有功負載減少,因此就需要無功補償柜提高功率因數(shù),降低無功損耗,通過電容、SVG等方式實現(xiàn)補償; 出線接到用戶負載,有接到變壓器進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,負載可能是電梯、水泵等電動機回路,或是照明、加熱等回路,或是機械等設(shè)備用電。對于中壓開關(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,需要高壓熔斷器實現(xiàn)短路保護,為了維護方便,采用手車式結(jié)構(gòu),電壓互感器即組成一臺開關(guān)柜,同樣對于所用變、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,實現(xiàn)對負載的控制,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、過載等故障的保護回路。二次回路通過電線連接在一起,對于運動部件通過插頭等連接。
低壓開關(guān)柜一臺就包括多個功能單元,如一臺出線柜可能包括電動機出線、配電負載出線等等,也可能既有進線單元又有出線單元,或者饋線、母聯(lián)在一臺開關(guān)柜內(nèi)部,或者固定式饋線和抽出式單元混裝等等。對于實際應(yīng)用,一般包括進線、出線、無功補償?shù)裙裥停I(yè)領(lǐng)域出線很多,特別是化工廠等馬達控制回路很多。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),電流從進線柜進入經(jīng)過進線斷路器至主母線,再由主母線將電分配到各個出線柜,經(jīng)過各個出線開關(guān)到負載。
而中壓開關(guān)柜一般一臺柜子就是一個功能單元,由于高電壓,電壓測量、所用變、接地變需要單獨的一臺柜子,母線聯(lián)絡(luò)、隔離一般需要兩臺柜子。對于無功補償,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、昆蟲等進入,需要滿足一定的IP防護等級。自立式結(jié)構(gòu),外殼還要滿足運輸、起吊等環(huán)節(jié)的強度要求,保證不破壞、變形,高標準要求的開關(guān)柜還需要保證當發(fā)生內(nèi)部電弧故障時,不會被爆炸沖擊波造成破壞,保證人身安全。
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