要:低压配电柜在配电系统中是量大面广的产品,简述了低压配电柜的分类和结构特点,介绍了用户在产品选用时的若干问题。对柜型的选用、适用标准引用、设计图纸的基本要求、主要元件功能及参数、保护配置、系统运行及联锁方式的设置及计量仪表的要求等方面作了阐述,对受电用户的相关产品选用有一定的指导意义。
关键词:低压配电柜;断路器;保护配置;分列运行;联锁方式;计量要求

1 　引言
随着新一轮经济的持续快速增长,电力负荷的需求也迅猛增长,为了提高电力终端电能使用
的方便性、灵活性和可靠性,尤其要重视低压配电柜的选用。作者从事用电监察管理工作多年,曾赴有关开关柜生产厂考察低压成套设备的制造,参与用户有关变电所整套图纸审核及订货技术洽谈,现场验收设备的安装与调试。在实际工作中经常与用户、设计院、安装施工单位进行图纸会审及技术交底,从中发现一些用户对低压成套设备的结构特点及选用要求了解较少,使交付施工设计的系统图、原理图和技术要求存在诸多问题。为了减少产品从设计、制造、安装到交付使用时各环节因低压配电柜的问题而受到影响,应及时指导用户选用性价比好的适用低压配电柜,这样不仅保障了电力系统的安全可靠运行,也顾及到用户的经济利益。

2 　低压配电柜的结构特点及类别
目前国内较为主流的国产低压配电柜产品有MNSK、GCS、GCK、YDS、GGD 等,也有一些合资
企业如ABB 公司的Ar TU 柜, 施耐德公司的Okken 柜。在价格上国产比合资产品较便宜,且
兼容性宽广,适装各类原装、国产、合资生产的断路器等元器件,组装灵活、适合国内行情。低压配电柜按结构特点分为抽屉式柜和固定式柜。MNSK、GCS、GCK、YDS 柜型为抽屉式柜,它们采用间隔式结构,柜体基本结构以E = 25 mm 或E = 20 mm 为模数,结构及抽出式单元可以任意组合以满足系统设计的需要。隔室分成:水平母线室、出线端子室、垂直母线室、功能单元室等,各功能隔室及功能单元室采用隔板或层板隔开。垂直母线组装在绝缘功能板之中,这样一来可防止开关引起的电弧对垂直母线的相间放电,提高了产品的防护电击能力和安全运行率,单独设置并贯穿整个排列的保护导体( PE 线) 与_______裸露导体部件(框架) 组成完整的接地保护系统,使PE 母线能承受一定的短路电流。另外,抽屉功能单元具有可靠的机械联锁装置,以防止误操作和带负荷插拔,也可通过操作手柄控制批示功能单元完成合闸、试验、抽插、连接、隔离位置等各项操作要求。低压配电柜可以组装成电动机控制中心、动
力中心和控制与动力混装中心。抽屉式配电柜一般选用抽屉式框架断路器和固定式塑壳断路器,而YDS、Ar Tu 柜则用抽屉式框架断路器和插入式塑壳断路器。以上柜型一般柜高为2. 2 m ,在预装式组合箱变里也可为1. 9 m 或1. 7 m。柜宽可选600 、800 、1 000 、1 200 mm。MNSK、GCK、YDS 柜有效安装空间为1. 8 m ,其中GCK、YDS抽屉可由200/ 4 、200/ 2 、200 、300 、400 、500 、600mm 高单元任意组合,MNSK柜抽屉可由200/ 4 、200/ 2 、200 、400 、600 mm 高单元任意组合,最多可做36 个抽屉。GCS 柜有效安装空间为1. 76 m抽屉可由160/ 4 、160/ 2 、160 、240 、320 、480 mm 高单元任意组合,最多可做44 个抽屉。GGD 柜为固定式柜。柜结构分母线室与配电室,因GGD 柜骨架与抽屉式柜一样采用模数化骨架,故安装灵活,空间利用率大,其柜高、柜宽与抽屉式柜基本一致。固定式柜一般选用固定式框架、塑壳断路器,所以需在进线及馈线断路器前配刀开关,以方便检修,由此它的馈线安装空间也相应减少。
低压配电柜按功能来分有:进线开关柜、联络开关柜、发电机进线柜、馈线开关柜、计量柜、无功功率补偿控制柜等。上述各柜型均可以满足各种柜功能的需要。

3 　低压配电柜产品选用若干技术要点
3. 1 　低压配电柜的选用
对于用户,应如何选用规格、型号繁多的各种产品呢? 如对于商住楼宇和工厂配电系统宜选用
GCK、YDS 柜。其互换简便,占地面积小,供电连续性和可靠性高,维修安装方便、安全,并可与程序控制器和微处理器组成供电自动控制系统,可作为受电、馈电与动力控制设备。此类产品在很多工程中越来越被广泛地采用。对于电动机负荷较多的系统如电厂、石化、钢厂,或对于变电站、高层楼宇、医院、体育场、机场、港口、矿业等,选用MNSK,GCS 柜较为理想。其抽屉单元安装空间大,抽屉及功能隔离板均采用阻燃性材料制作,安全防护等级高; GGD 柜适用于工厂车间配电,比较经济、方便,易于被基层电工接受,缺点是防护等级低;对于水厂、电厂或工厂中控制大电动机的变频器柜、软启动器柜、控制柜等采用哪种柜型均可,因为它们除柜体骨架外,基本是非标安装方式。总而言之,选用配电柜要根据负载用途选择性价比好的产品。
无功功率补偿柜的低压电容器一律为三角形接线,分组方式从减少电容器组投切次数的观点
出发,一般采用等容量分组的方案,为了自动调节无功补偿功率以提高节能效果,并防止低负荷时向电网倒送无功电力,应设置并联电容器的自动投切装置(又称自动补偿器) ,具备良好的质量和功能的产品是保证无功功率补偿柜可靠工作的关键。
3. 2 　低压配电柜执行标准
对于低压成套开关设备和控制设备执行的产品标准有: IEC 6043921、GB 7251. 121997、GB 9466288、JB/ T 966121999 等。用户可以根据标准要求制造厂执行生产并组织验收。检验制造厂的标准执行力度,生产管理水平。往往企业的管理水平与产品的质量息息相关,用户可以在考察生产厂之前了解相关标准并审察选定有一定生产能力的制造厂。
3. 3 　设计图纸
电气图纸的设计应符合可靠性、灵活性、安全性三大基本要求。
(1) 可靠性。根据用电负荷的等级,保证在各种运行方式下提供可靠供电的产品。
(2) 灵活性。主接线力求简单、明显、没有多余的电气设备;投入或切除某些设备或线路时要
操作方便,这样既可避免误操作,又可提高运行的可靠性,处理事故也简单迅速。灵活性还表现在具有适应发展的可能性。
(3) 安全性。保证在进行一切操作切换时工作人员和设备的安全,以及能在安全条件下方便
地进行维护检修工作。订货时最好提供用户变配电所整套齐全的图纸,包括系统图、原理图、平面布置图、电缆走向图等,如为旧柜增容还须提供新旧柜并柜的固定位置和母排联接尺寸。提供完善的原理图,可以使设备生产厂清楚有关联锁要求、控制运行方式、相
关配置;提供用户变配电所平面布置图,可以让制造厂知道柜的排列是顺排列还是反排列,防止低压系统图与平面布置图不一致造成错误施工。如变压器至进线柜,或有的联络柜采用母线桥,密集母线联接,应给出相对尺寸和相序排列图。设备经出厂试验合格后运抵施工现场时,要求制造厂提供一、二次回路图和电子文档,以方便安装单位做电缆施工、整理竣工资料、主管用电监察人员及用户的各自存档。
3. 4 　低压配电柜的主要元件
为了防止制造厂选用低价质次的元件,影响配电柜日后使用的性能,用户订货时最好注明所
用框架、断路器、互感器等主要元件的型号规格、品牌。其中断路器从它的结构、用途的功能来分,就有万能式(又称框架式,国际上通称ACB) 和塑料外壳式〔国际上通称MCCB ,MCB (小型) 〕两大类;根据保护对象的不同,又分为4 个类型:
(1) 配电保护型。保护电源和电气线路(电线、电缆) 和设备;
(2) 电动机保护型。专作电动机的不频繁启动,运行中中断,以及电动机发生过载、短路和欠
电压时的保护;
(3) 家用或类似家用场合保护型。对照明线路、家用电器等的保护;
(4) 剩余电流(漏电) 保护型。用来保护人身免受电击危险及防止电气火灾的保护器。当然,
在技术交底过程中,有时也要接受制造厂的合理化建议,避免选用远远超过配电负荷需要的技术指标,造成不必要的投资、材料的浪费和维护费的增加。表1 列出选用低压配电柜及主要元件参数。
3. 5 　各级开关保护配置
低压配电柜各级开关均采用自动空气开关(断路器) ,在正常情况下,作不频繁合、分电路或
启动、停止电动机,在线路或电动机发生过载、短路或欠电压等故障时,能自动切断电路,予以保护。一般设置瞬时、短延时、长延时3 级过电流保护装置,各级自动空气开关的保护整定,应注意选择性分段保护的配合,以满足可靠切断故障电路,防止越级跳闸。
3. 6 　供配电系统的运行方式及联锁方式
供电系统的运行方式常分为并列运行和分列运行。从供电的可靠性考虑建议采用分列运行方
式。分列运行控制方式有: (1) 手动; (2) 自投自复; (3) 自投不自复。具体采用哪种运行方式须根据用电负荷的性质来定。国家标准要求:一级负荷应由2 个独立电源供电;当一电源故障,另一电源不应同时受到损坏;一级负荷中特别重要的负荷,除由2 个电源供电外,还应增设应急电源,并严禁将其它负荷接入应急供电系统;二级负荷宜由两条线路供电。一、二级负荷,在两路电源供电或应急电源与正常电源之间实现自投或互投功能。并须采取防止并列运行的措施。那么,如何实现自投呢?
(1) 通过继电器实现;
(2) 通过双电源自投装置实现。如ABB 公
司的DPT ,施耐德公司的A TS ,常熟开关厂的
CA1 ,杭州开关厂的HSQ2 ;
(3) 通过上位机遥控实现,如多功能仪表。
那么,如何防止并行运行呢? 我们通过联锁
的方式来实现分列运行。
(1) 机械联锁;
(2) 电气联锁;
(3) 机械联锁+ 电气联锁。
机械联锁安装方式分:水平软缆式联锁(2 台或3 台间实现任意运行方式) ; 垂直软缆或硬轴
式联锁(2 台或3 台间实现任意运行方式) ;程序锁(不可实现自投自复/ 自投不自复功能) 。电气联锁则通过上述自投的方式来实现。对于馈线,例如自备发电机、空调系统、输送带系统、风机系统、楼宇消防自控等有顺序启动,联锁启动的回路,须说明是否两地控制或有无BS ,DCS 远方控制,如何与弱电系统衔接。这些都是订货或技术交底时需要提供说明的。
3. 7 　计量要求
低压配电柜的计量的通用要求包括:电流互感器及电能表数量、型规、精度等级、安装方式、接线方式等。其中电流互感器应注意二次回路不能开路,二次回路导线必须采用单股或多股硬导线,不得使用铝心绝缘导线及多股软线,须采用国际相色线。电流互感器二次侧接电流接线端子,电流接线端子另一侧接电能表,且接线时应注意极性正确,为了防止初级线圈击穿危及人身和设备安全,其二次侧应有一个接地点。
3. 8 　其他有关技术要求
对于在沿海地区使用的配电柜,需考虑柜体材料采用冷轧钢板或是敷铝锌钢板,柜体板材作
三防处理,元件采用三防( TH) 型。