試論低壓標(biāo)準(zhǔn)配電柜設(shè)計(jì)及應(yīng)用

楊永明

摘 要：在大中型項(xiàng)目的低壓標(biāo)準(zhǔn)配電柜設(shè)計(jì)的過(guò)程中，其主要的優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)υO(shè)計(jì)加以進(jìn)一步的簡(jiǎn)化，同時(shí)還能進(jìn)行更加便捷的維護(hù)，在工程實(shí)施的過(guò)程中能夠促進(jìn)其進(jìn)度得到進(jìn)一步的提升，在這方面的設(shè)計(jì)過(guò)程中是具有成功案例可以遵循的，因此具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。在對(duì)低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備進(jìn)行控制的過(guò)程中，主要是由不同的開(kāi)關(guān)器件組成的一個(gè)設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)有效的控制以及更加準(zhǔn)確的測(cè)量，還能起到保護(hù)以及調(diào)節(jié)等方面的作用，可以說(shuō)在這一組合體中能夠?qū)崿F(xiàn)更為有效的連接，通過(guò)對(duì)外形以及結(jié)構(gòu)的分辨，主要有幾種不同的類型，而低壓配電柜就是其中之一，制造商完成所有的機(jī)械的連接。本文重點(diǎn)相關(guān)方面的設(shè)計(jì)以及具體的應(yīng)用展開(kāi)論述，希望能夠?qū)窈蟮墓ぷ魈峁┮欢ǖ膸椭?/p>

關(guān)鍵詞：低壓標(biāo)準(zhǔn)配電柜；低壓標(biāo)準(zhǔn)主配電柜；低壓標(biāo)準(zhǔn)分配電柜

在不同場(chǎng)所中，業(yè)主具有不同的要求，所以低壓配電柜為了能夠滿足設(shè)計(jì)的需要，其設(shè)計(jì)是十分復(fù)雜的。這樣一來(lái)，就很難達(dá)到通用性的要求，并且在經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)的一段周期以后才能實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的設(shè)計(jì)。在進(jìn)行傳統(tǒng)低壓配電柜設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要預(yù)先準(zhǔn)備很多資料，包括供電以及負(fù)荷資料，還有配電方案等，只有在經(jīng)過(guò)業(yè)主確定之后，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓配電柜的有效設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)不斷深入的過(guò)程中，也會(huì)根據(jù)實(shí)際情況的需要而進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)的輸入資料，因此這就會(huì)造成低壓配電柜在設(shè)計(jì)的過(guò)程中無(wú)法得到有效的保證。進(jìn)而也就影響了后續(xù)的使用以及維護(hù)等。因此本文重點(diǎn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)低壓配電柜的設(shè)計(jì)展開(kāi)了進(jìn)一步的探討，希望在今后的設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠設(shè)計(jì)出更加方便使用以及維護(hù)的產(chǎn)品。

1 低壓標(biāo)準(zhǔn)配電柜的設(shè)計(jì)理念

在對(duì)低壓開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，主要從環(huán)境條件、系統(tǒng)是否可靠與安全，還有對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備的相應(yīng)工作任務(wù)等方面進(jìn)行綜合性考量的。針對(duì)這一情況的出現(xiàn)，就需要從兩個(gè)方面進(jìn)行分類，一種是低壓主配電柜，一種是低壓分配電柜。因?yàn)樵陔妷汗╇娦苑矫娴囊筝^高，所以在電器元件的更換以及停電時(shí)間等方面都提出了更高的要求，需要采用可移式部件，這種部件不同于一般的部件，原因在于一旦出線回路發(fā)生故障，就能夠有效的預(yù)防配電柜中的內(nèi)燃弧所產(chǎn)生的不利的影響，并且也不會(huì)對(duì)相鄰功能單元造成損害，由此實(shí)現(xiàn)供電的可靠。這種部件在斷路器保護(hù)系統(tǒng)十分常見(jiàn)，有時(shí)候也會(huì)在熔斷器保護(hù)系統(tǒng)中出現(xiàn)，在熔斷器保護(hù)系統(tǒng)中，其自身具有一定的高分?jǐn)嗄芰?，在選擇性方面的優(yōu)異性也十分明顯，所以在歐洲的低壓配電系統(tǒng)中十分常見(jiàn)。

在對(duì)低壓開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，有些技術(shù)因素是需要重點(diǎn)考慮在內(nèi)的。只有滿足了技術(shù)方面的要求，才能實(shí)現(xiàn)智能化的配電并且對(duì)其提供更為可靠的支撐作用。在根據(jù)施工設(shè)計(jì)的要求下，能夠順利的實(shí)現(xiàn)低壓配電柜的設(shè)計(jì)，在系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)配電柜相應(yīng)的型號(hào)，也標(biāo)注了回路編號(hào)等，但是需要注意的問(wèn)題是，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)的過(guò)程中，一些如電流額定數(shù)據(jù)、防護(hù)等級(jí)等都是在統(tǒng)一的設(shè)計(jì)下完成的，而實(shí)際情況卻會(huì)出現(xiàn)一定的變動(dòng)，這樣就會(huì)造成不一致的現(xiàn)象出現(xiàn)，所以在低壓配電柜設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該充分考慮到可能出現(xiàn)的各種不確定因素。在常用的低壓主配電柜設(shè)計(jì)中，通常采用的部件是抽出式的，一個(gè)供應(yīng)商生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品，在外形尺寸上是相同的，如果將其進(jìn)一步的對(duì)進(jìn)出線回路加以組合能，那么就可以形成一個(gè)低壓配電系統(tǒng)圖。

在對(duì)低壓配電柜進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該充分的考慮以下內(nèi)容。首先是要保證標(biāo)準(zhǔn)配電柜的一致性以及互換性，在指定的低壓配電柜中，需要滿足外形尺寸以及外部接口的要求，這是其最基本的原則之一。必須要經(jīng)過(guò)業(yè)主的同意之后才能選擇標(biāo)準(zhǔn)配電柜的柜體型號(hào)。其次是要對(duì)電流的額定數(shù)據(jù)加以選擇，尤其是在變電所等重要的場(chǎng)所中，應(yīng)該盡可能的保證電流額定數(shù)據(jù)的一致性，如果變電器容量之間的差異不大時(shí)，可以采用統(tǒng)一的規(guī)格，但是在差別較大的情況下，那么就應(yīng)該分為兩種規(guī)格進(jìn)行考慮，在運(yùn)用低壓標(biāo)準(zhǔn)配電柜時(shí)，那么也要盡可能的做到統(tǒng)一。

2 低壓標(biāo)準(zhǔn)配電柜設(shè)計(jì)案例

某工廠總占地面積2.07km2，總投資約15億歐元，是該汽車公司全球最先進(jìn)的工廠之一。筆者2010年6月開(kāi)始該工程一期工程的施工圖設(shè)計(jì)，一期工程共設(shè)置1個(gè)總配電所、5個(gè)分配電所、1個(gè)應(yīng)急配電所，變壓器44臺(tái)，低壓主配電柜359臺(tái)，電容補(bǔ)償及諧波治理裝置16套。該工程前期僅有一個(gè)概念設(shè)計(jì)，而德方要求在2010年8月對(duì)該項(xiàng)目的配變電所部分進(jìn)行招標(biāo)（招標(biāo)文件也需要設(shè)計(jì)單位編制），此時(shí)的負(fù)荷計(jì)算實(shí)際上是根據(jù)以前汽車廠的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估算的，各車間的工藝方案也未確定下來(lái)，顯然在正常情況下，對(duì)于這樣的中大型工程，要進(jìn)行這樣的招標(biāo)必須在施工圖設(shè)計(jì)完成后才能進(jìn)行，按照德方對(duì)施工圖設(shè)計(jì)的要求和程序，即使所有的子項(xiàng)工程同時(shí)開(kāi)始設(shè)計(jì)，完成施工圖估計(jì)至少需要半年的時(shí)間（事實(shí)上隨著工藝資料的逐步深化，一些復(fù)雜的車間設(shè)計(jì)周期已達(dá)1年以上），不可能滿足項(xiàng)目的進(jìn)度要求，后來(lái)通過(guò)采用低壓標(biāo)準(zhǔn)配電柜的做法，按計(jì)劃發(fā)標(biāo)。

由于該工程的供電體系與國(guó)內(nèi)差異巨大，為便于理解該工程低壓標(biāo)準(zhǔn)配電柜的技術(shù)要求及做法，這里對(duì)該工程的供電體系作簡(jiǎn)單介紹。該工程根據(jù)負(fù)荷密度及供電半徑，所使用的變壓器規(guī)格及型號(hào)僅有兩種：1000（1400）kVA和1600（2240）kVA，括號(hào)內(nèi)的數(shù)據(jù)為強(qiáng)迫風(fēng)冷時(shí)變壓器的允許輸出容量，且變壓器之間采用并列運(yùn)行方案以提高供電的可靠性及可用性。每臺(tái)變壓器后第一個(gè)配電柜為變壓器出線柜，第二個(gè)配電柜為聯(lián)絡(luò)柜，聯(lián)絡(luò)柜之間通過(guò)插接式母線連接，聯(lián)絡(luò)母線僅作并列運(yùn)行用，不為負(fù)荷供電，上述兩個(gè)配電柜接地形式采用TN-C系統(tǒng)，第三個(gè)柜及其以后的配電柜均為出線柜，接地形式采用TN-S系統(tǒng)，柜內(nèi)PEN分開(kāi)。

需要注意的是，應(yīng)急變壓器后的低壓標(biāo)準(zhǔn)主配電柜存在3種運(yùn)行方式：①市電供電時(shí)的分列運(yùn)行方式；②應(yīng)急變壓器故障時(shí)，通過(guò)聯(lián)絡(luò)母線進(jìn)行的并列運(yùn)行方式；③發(fā)電機(jī)單獨(dú)供電方式。由于發(fā)電機(jī)單獨(dú)供電時(shí)，系統(tǒng)短路容量較小，需要根據(jù)接地故障的靈敏度確定應(yīng)急變壓器供電半徑和電纜規(guī)格。另外對(duì)于為消防負(fù)荷供電的回路，斷路器選型與一般回路有所不同，目前常見(jiàn)的做法仍然是斷路器只設(shè)磁脫扣或把斷路器的長(zhǎng)延時(shí)脫扣器整定值加大，使其達(dá)到計(jì)算電流的1.5～2倍。

結(jié)束語(yǔ)

低壓標(biāo)準(zhǔn)配電柜的柜型必須根據(jù)行業(yè)、工程項(xiàng)目、低壓配電系統(tǒng)特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，兼顧合理性與經(jīng)濟(jì)性。設(shè)計(jì)低壓標(biāo)準(zhǔn)配電柜，應(yīng)重點(diǎn)考慮以下因素：低壓柜的電流額定數(shù)據(jù)；額定分散系數(shù)及溫升的控制；配電柜的外接導(dǎo)線端子；配電柜的防護(hù)等級(jí)及冷卻；上下級(jí)保護(hù)元件的選擇性。

參考文獻(xiàn)

[1]天津電氣傳動(dòng)設(shè)計(jì)研究所有限公司，等.GB7251.1-2013/IEC61439-1：2011低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第1部分：總則[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2013.

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