低压成套开关设备知识培训.docx
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低压成套开关设备知识培训
低压成套开关设备知识培训
一从柜体结构认识低压开关成套设备
目前市场上最流行的低压柜型号大致以下几种：
GGD，GCK，GCS，MNS。
首先是GGD，虽然好人认为有点过时，但目前GGD的总体用量仍超过其他柜型。
因为其优点非常显著：
1：
非常标准化，可以这样说全国的GGD不会有多大的出入，所用的零部件尺寸全部一样（当然材料好坏可能不同）。
2：
因为标准，所以可以大批量协作生产，柜体价格也十分低廉和透明，对于经济并不雄厚，大量中小企业非常适合。
3深入人心，用户的一般电工都知道操作和维修，而且他们更习惯此种柜型。
4：
因为各馈电回路是固定连接，所以非常可靠。
其次是GCK，市面上叫GCK的太多了，从骨架上来分主要有FA，KS，C型材3种，每种骨架各家的制作也不尽相同，从抽屉的推进方式上又基本上分单拨插式，双拨插式，摇进式。
一般搞电气设计的根本不知道GCK最后会给做成什么样子。
应该说GCK是最混乱的了。
常规来讲单台最多9个回路，现在也有可以设计1/2单元，基本上想要什么样都可以设计。
但GCK的抽屉单元大多数没有清晰的3断位置，只能实现基本的连锁，大多数没有实验位置，我看要是用GCK就别考虑太复杂了，能体现是抽屉柜就算了。
由于其混乱，如果要是想功能齐全、安全可靠，GCK显然存在很大缺陷。
现在GCK基本上定位为较便宜的抽屉柜。
第三是GCS，主要是标准型和经济型（也有叫改进型），相对GCK来讲，标准化要好多了，不会有什么大的变化。
现在经济型的用量越来越大，从外观上看也没有区别，现在经济型也可以做1/2单元，其容量比标准型还大，一般设计虽然写GCS，但好多都给改成经济型制作了。
相对于GCK，GCS柜抽屉单元都有清晰的3段位置，GCS有个较大的优点，其结构制作，都采用螺栓连接，因此结构紧凑牢固，组装灵活，布局合理，联锁可靠，操作安全简便，互换性好，可安装在国产及进口各种型号断路器。
第四是MNS，是ABB公司主推的柜型，也是分标准型和经济型。
MNS的结构和功能都比较合理，唯一的感觉是强度稍软一点，柜体强度不太好，GCS和MNS柜最主要的区别是GCS柜只能做单面操作柜，MNS柜可以做双面操作柜，当然本人还是
最后综合比较一下抽屉柜的价格吧。
总的来说MNS是最的，GCS便宜点，GCK是最便宜的。
二.型号GGD、GCK、GCS、MNS
目前市场上流行的开关柜型号很多，归纳起来有以下几种型号，现把各种型号的开关柜型号及其优缺点列举如下，供大家参考:
①GGD系列:
l用途
GGD型交流低压配电柜适用于变电站、发电厂、厂矿企业等电力用户的交流50Hz，额定工作电压380V，额定工作电流1000-3150A的配电系统，作为动力、照明及发配电设备的电能转换、分配与控制之用。
GGD型交流低压配电柜是根据能源部，广大电力用户及设计部门的要求，按照安全、经济、合理、可靠的原则设计的新型低压配电柜。
产品具有分断能力高，动热稳定性好，电气方案灵活、组合方便，系列性，实用性强、结构新颖，防护等级高等特点。
可作为低压成套开关设备的更新换代产品使用。
l产品型号及含义
l结构特点
■GGD型交流低压配电柜的柜体采用通用柜形式，构架用8MF冷弯型钢局部焊接组装而成，并有20模的安装孔，通用系数高。
■GGD柜充分考虑散热问题。
在柜体上下两端均有不同数量的散热槽孔，当柜内电器元件发热后，热量上升，通过上端槽孔排出，而冷风不断地由下端槽孔补充进柜，使密封的柜体自下而上形成一个自然通风道，达到散热的目的。
■GGD柜按照现代化工业产品造型设计的要求，采用黄金分割比的方法设计柜体外形和各部分的分割尺寸，使整柜美观大方，面目一新
■柜体的顶盖在需要时可拆除，便于现场主母线的装配和调整，柜顶的四角装有吊环，用于起吊和装运。
■柜体的防护等级为IP30，用户也可根据环境的要求在IP20—IP40之间选择。
②GCK系列
l产品型号及含义
GCKG是封闭式开关柜C是抽出式K是控制中心
GCK低压抽出式开关柜（以下简称开关柜）由动力配电中心（PC）柜和电动机控制中心（MCC）两部分组成。
该装置适用于交流50（60）HZ、额定工作电压小于等于660V、额定电流4000A及以下的控配电系统，作为动力配电、电动机控制及照明等配电设备。
GCK开关柜符合IEC60439-1《低压成套开关设备和控制设备》、GB7251.1-1997《低压成套开关设备和控制设备》、GB/T14048.1-93《低压开关设备和控制设备总则》等标准。
且具有分断能力高、动热稳定性好、结构先进合理、电气方案灵活、系列性、通用性强、各种方案单元任意组合、一台柜体。
所容纳的回路数较多、节省占地面积、防护等级高、安全可靠、维修方便等优点。
l结构特点
1、整柜采用拼装式组合结构，模数孔安装，零部件通用性强，适用性好，标准化程度高
2、柜体上部为母线室、前部为电器室、后部为电缆进出线室，各室间有钢板或绝缘板作隔离，以保证安全。
3、MCC柜抽屉小室的门与断路器或隔离开关的操作手柄设有机械联锁，只有手柄在分断位置时门才能开启。
4、受电开关、联络开关及MCC柜的抽屉具有三个位置：
接通位置、试验位置、断开位置。
5.开关柜的顶部根据受电需要可装母线桥。
③GCS系列:
l产品型号及含义
l用途
GCS型低压抽出式开关柜使用于三相交流频率为50Hz，额定工作电压为400V（690V），额定电流为4000A及以下的发、供电系统中的作为动力、配电和电动机集中控制、电容补偿之用。
广泛应用于发电厂、石油、化工、冶金、纺织、高层建筑等场所，也可用在大型发电厂，石化系统等自动化程度高，要求与计算机接口的场所。
执行标准:
本产品符合GB7251.1-1997《低压成套开关设备和控制设备》和JB/T9661-1999《低压抽出式成套开关设备》的要求
结构特点：
1、框架采用8MF型开口型钢，主构架上安装模数为E=20mm和100mm的Φ9.2mm的安装孔，使得框架组装灵活方便。
2、开关柜的各功能室相互隔离，其隔室分为功能单元室、母线室和电缆室。
各室的作用相对独立。
3.、水平母线采用柜后平置式排列方式，以增强母线抗电动力的能力，是使主电路具备高短路强度能力的基本措施。
4、电缆隔室的设计使电缆上、下进出均十分方便。
5、抽屉高度的模数为160mm。
抽屉改变仅在高度尺寸上变化，其宽度、深度尺寸不变。
相同功能单元的抽屉具有良好的互换性。
单元回路额定电流400A及以下。
6、抽屉面板具有分、合、试验、抽出等位置的明显标志。
抽屉单元设有机械联锁装置。
1抽屉单元为主体，同时具有抽出式和固定性，可以混合组合，任意使用。
7、柜体的防护等级为IP30IP40，还可以按用户需要选用。
④MNS系列:
l用途
MNS型低压抽出式成套开关设备为适应电力工业发展的需求，参考国外MNS系列低压开关柜设计并加以改进开发的高级型低压开关柜，该产品符合国家标准GB7251、VDE660和ZBK36001-89《低压抽出式成套开关设备》、国际标准IEC439规定MNS型低压开关柜适应各种供电、配电的需要，能广泛用于发电厂、变电站、工矿企业、大楼宾馆、市政建设等各种低压配电系统。
l结构特点
1.MNS型低压开关柜框架为组合式结构，基本骨架由C型钢材组装而成。
柜架的全部结构件经过镀锌处理，通过自攻锁紧螺钉或8.8级六角螺栓坚固连接成基本柜架，加上对应于方案变化的门、隔板、安装支架以及母线功能单元等部件组装成完整的开关柜。
开关柜内部尺寸、零部件尺寸、隔室尺寸均按照模数化（E=25mm）变化。
2.MNS型组合式低压开关柜的每一个柜体分隔为三个室，即水平母线室（在柜后部），抽屉小室（在柜前部），电缆室（在柜下部或柜前右边）。
室与室之间用钢板或高强度阻燃塑料功能板相互隔开，上下层抽屉之间有带通风孔的金属板隔离，以有效防止开关元件因故障引起的飞弧或母线与其它线路短路造成的事故。
3.MNS型低压开关柜的结构设计可满足各种进出线方案要求：
上进上出、上进下出、下进上出、下进下出。
4.设计紧凑：
以较小的空间容纳较多的功能单元
5.结构件通用性强、组装灵活，以E=25mm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
6.母线用高强度阻燃型、高绝缘强度的塑料功能板保护，具有抗故障电弧性能，使运行维修安全可靠
7.各种大小抽屉的机械联锁机构符合标准规定，有连接、试验、分离三个明显的位置，安全可靠。
8.采用标准模块设计:
分别可组成保护、操作、转换、控制、调节、测定、指示等标准单元，可以根据要求任意组装。
9.采用高强度阻燃型工程塑料，有效加强了防护安全性能。
10.通用化、标准化程度高，装配方便。
具有可靠的质量保证。
11.柜体可按工作环境的不同要求选用相诮的防护等级。
12.设备保护连续性和可靠性
三.各种型号开关柜的区别
l.GCS、GCK、MNS、GGD开关柜区别
GGD是固定柜，GCK、GCS、MNS是抽屉柜。
GCK柜和GCS、MNS柜抽屉推进机构不同；
GCS柜只能做单面操作柜；
MNS柜可以做双面操作柜，柜深1000mm。
l.几种型号的异同点：
产品型号
互换性
联锁位置
固定与抽出混装方式
抽屉推进式
抽屉间隔安装方式
分断接通能力
二次最大安装回路数
动热稳定性
垂直排
GCK
差
－
无
可以
左右
高
16
好
三相
GCS
良好
良好
不明显
可以
旋转
高
20
高
三相
MNS
良好
良好
不明显
可以
联锁
强
20
强
三相四线
模数：
GCK（森源）最小抽屉单元1模数:
GCS最小抽屉单元1/2模数，MNS（进口ABB技术）最小抽屉单元1/4模数。
母线：
MNS和GCS的水平母线都是后出线与前左的抽屉单元、前右的电缆出线室有隔板隔开，他们的垂直母线是组装在阻燃型塑料功能板中更可靠。
而GCK水平母线是设在柜顶上，垂直母线没有阻燃型塑料功能板，电缆出线可后出，也可做成右侧电缆室出线，但抽屉推进机构和GCS、MNS不同，比较简单。
抽屉：
GCS最小只能有1/2抽屉，MNS有1/4抽屉，MNS抽屉另有联锁机构，而GCS只是开关本身有。
GCS与MNS的区别
1，原产地不同：
GCS是国内自主设计开发的。
MNS是从ABB公司引进的。
GCS是从96年开始投放市场，很多方面都是仿照MNS，例如水平母线，进出线方式等。
2，钢型拼装不同：
GCS是由8MF（KS）型钢拼装而成，而MNS是由C（KB）型钢拼装的。
从强度上讲GCS要优于MNS。
但是从美观上讲，MNS要比GCS好看，很多厂家都采用C型材做GCS。
GCS原始设计最大电流只能做到4000A，而MNS可以达到更高，经过很多改进GCS现在达到6300A。
3，抽屉机构不同：
GCS采用旋转推进机构（CJG-1~3），而MNS采用的是大联锁。
相比之下GCS抽屉比MNS抽屉插拔更省力一点。
4，安装模数不同：
MNS柜安装模数是25mm而GCS是20mm，GCS最多可做11层抽屉，MNS可以做9层，但是MNS可以做双面柜（正反两均装抽屉）。
因此GCS最多可做22个抽屉，而MNS可做72个抽屉（GCS没四分之一单元抽屉而MNS有）。
MNS在小电流方面有优势。
而GCS在大电流方面有一些优势。
产品型号
最小模数
母线
抽屉最小
原产地
模数层数
钢型拼装
安装模数
操作柜
GCK
1单元
水平母线设在柜顶垂直母线没有阻燃型塑料功能板
1抽屉
国内自主开发
最多9层
最多9抽屉
单面
GCS
1/2单元
水平母线后出线垂直母线设有阻燃型塑料功能板
1/2抽屉
国内自主开发
最多11层
8M型钢F
最多22抽屉
单面
MNS
1/4单元
水平母线后出线垂直母线设有阻燃型塑料功能板
1/4抽屉
ABB引进
最多9层
C型钢
最多36抽屉
双面
四.各种型号开关柜优缺点
大体而言：
抽出式柜较省地方，维护方便，出线回路多，但造价贵；而固定式的相对出线回路少，占地较多。
如果客户提供的地点太少，做不了固定式的要改为做抽出式。
GGD型交流低压开关柜优点：
该开关柜具有机构合理，安装维护方便，防护性能好，分断能力高等优点，容量大，分段能力强，动稳定性强，电器方案适用性广等优点，可作为换代产品使用。
缺点：
回路少，单元之间不能任意组合且占地面积大，不能与计算机联络。
GCK开关柜且具有分断能力高、动热稳定性好、结构先进合理、电气方案灵活、系列性、通用性强、各种方案单元任意组合。
一台柜体，容纳的回路数较多、节省占地面积、防护等级高、安全可靠、维修方便等优点。
缺点：
水平母线设在柜顶垂直母线没有阻燃型塑料功能板，不能与计算机联络。
GCS低压抽出式开关柜优点：
具有较高技术性能指标、能够适应电力市场发展需要，并可与现有引进的产品竞争。
根据安全、经济、合理、可靠的原则设计的新型低压抽出式开关柜，还具有分断、接通能力高、动热稳定性好、电气方案灵活、组合方便、系列性实用性强、结构新颖、防护等级高等特点。
MNS系列产品优点：
◆ 设计紧凑：
以较小的空间能合纳较多的功能单元。
◆ 结构通用性强，组装灵活：
以25mm为模数的C型型材能满足各种结构形式、防护等级及使用环境的要求。
◆ 采用标准模块设计：
分别可组成保护、操作、转换、控制、调节、指示等标准单元，用户可根据需要任意选用组装。
◆ 技术性能高。
主要参数达到当代国际技术水平。
◆ 压缩场地。
三化程度高，可大大压缩储存和运输预制作的场地。
◆ 装配方便。
不需要特殊复杂性
五、GGD特性分类及订货须知
1、使用条件
1.1周围空气温度不高于+40，不低于-5，24h内的平均温度不得高于+35。
1.2户内安装使用，使用地点的每拔高度不得超过2000M。
1.3周围空气相对温度在最高温度为+40时不超过50℅。
在较低温度时允许有较大的相对温度，（例如+20时为90℅）应考虑到由于温度的变化可能会偶然产生凝露的影响。
1.4设备安装时与垂直的的倾斜度不超过5℅。
1.5设备应安装在无剧烈运动和地方，以及不足使电气组件受到腐蚀的场所。
1.6用户有特殊要求时可与制造厂协商解决。
2、电气性能
2.1基本电气参数
型
号
额定电压
（伏）
额定电流
（安）
额定短路
开断电流
（KA）
额定短时
耐受电流
（1S）（KA）
额定变值
耐受电流
（KA）
GGD1
380
A
1000
15
15
30
B
600（630）
C
400
GGD2
380
A
1500（1600）
30
30
63
B
1000
C
GGD3
380
A
3150
50
50
105
B
2500
C
2000
2.2主电路方案
GGD柜的主电路设计了129方案，共298个规格（不包括辅助电路的功能变化及控制电压变化而派生的方案和规格）。
其中GGD1型49个方案123个规格
GGD2型53个方案107个规格
GGD3型27个方案68个规格
主电路方案是征求了广大设计，使用部门的基建摘编的。
增加了发电需要的方案。
额定电流增加至3150A，适合2000KVA及以下的配电厂器选用。
此外，为适应无功补偿的需要设计了GGJ1、GGJ2电容补偿柜，其主电路方案4个，共12个规格。
2.3辅助电路方案
辅助电路的设计分供用电方案和发电厂方案两部分。
GGD柜内有足够的空间安装二次组件，同时NLS还开发研制了专用的LMZ3D型电流互感器以满足发电厂和特殊用户附设机电保识时的需要。
2.4主母线
考虑到价格比和以铝代铜的可行性，额定电流在1500A及以下时采用单铝排母线。
额定电流大于1500A时采用双铜排母线。
生产厂按此规定制造样机并通过型式试验。
当然，生产厂也可根据使用者的要求将铝母线换成同等载流量的铜母线。
母线的搭接面均采用搪锡工艺处理。
2.5电器组件选择
a.GGD柜主要采用国内已能批量生产的较先进的电器组件。
如ME、DZ20、DW15等。
同时也根据经济，合理的原则，在充分考虑可行性的前提下保留了部分可用的老产品如DZ10等。
不选用已淘汰的产品。
b.HD13BX和HS13BX型旋转操作式刀开关是NLS为满足GGD柜独特结构的需要而设计的专用组件，它改变了机柜的操作方式，保留了老产品的优点，是一种实用新型的电气组件。
c.如设计部门根据用户需要，选用性能更优良，技术更先进的新型电器组件时，因GGD柜具有良好的安装灵活性，一般不会因更新电器组件造成制造和安装方面的困难。
d.为进一步提高主电路的动稳定能力，NLS设计了GGD柜专用的ZMJ型组合式母线夹和绝缘支撑件。
母线夹由高强度，高阻燃性PPO合金材料热塑成型，绝缘强度高，自燃性能好，结构独特，只需调整块间块即可方便地组合成单母线夹或双目线夹。
绝缘支撑是套筒式模结构，成本低，强度高，解决了老产品爬电距离不够的缺陷。
3、结构特点
3.1GGD型交流低压配电柜的柜体采用通用柜的形式，构架用8MF冷弯形钢局部焊接组装而成，构架零件及专用配套零件由型钢定点生产厂配套供货，以保证柜体的精度和质量。
通用柜的零部件按模块原理设计，并有20模的安装孔，通用系数高。
可以使工厂实现予生产。
既缩短了生产制造周期，也提高了工作效率。
3.2GGD柜设计时充分考虑到柜体运行中的散热问题。
在柜体上下两端均有不同数量的散热槽孔，当柜内电器组件发热后，热量上升，通过上端槽孔排出，而冷风不断地由下端槽孔补充进柜，使密封的柜体自下而上形成一个自然通风道，达到散热的目的。
3.3GGD柜按照现代工业产品造型设计的要求，采用黄金分割比的方法设计柜体外形和各部分的分割尺寸，使柜体美观大方，面目一新。
3.4柜门用转轴式活动铰链与构架相连，安装、拆卸方便。
门的折边处均嵌有一根山型橡塑条，关门时门与构架之间的嵌条有一定的浓缩行程，能防止门与柜体直接碰撞，也提高了门的防护等级。
3.5装有电器组件的仪表门用多股软铜线与构架相连。
柜内的安装件与构架间用浪花螺钉连接，整柜构成完整的接地保护电路。
3.6柜体面漆选用聚脂桔型烘漆。
附着力强，质感好。
整体呈无光色调，避免了眩目效应，给值班人员创造了较舒适的视觉环境。
3.7柜体的顶盖在需要时可拆除、，便于现场主母线的装配和调整，柜体的四角装有吊环，用于起吊和装运。
3.8柜体的防护等级为IP30，用户也可根据使用环境的要求在IP20-IP40之间选择。
4、用户订货时应提供如下数据
A产品的全型号（包括主电路方案号和辅助电路方案号）
B主电路系统组合顺序图
C辅助电路电器原理图
D柜内元器件清单
E其它与产品正常使用条件不符的特殊要求
六、GCS特性分类及订货须知
1.产品型号及含义
GCS-□□
辅助电路方案代号
主电路方案代号
电气系统
抽出式
封闭式开关柜
2.使用条件
2.1周围空气温度不高于+40℃，不低于-5℃，24小时内平均温度不得高于+35℃，超过时，需根据实际情况降容运行。
2.2户内使用，使用地点的海拔高度不得超过2000m。
2.3周围空气相对湿度在最高温度为+40℃时不超过50%，在较低温度时允许有较大的相对湿度，如+20℃时为90%，应考虑到由于温度的变化可能会偶然产生凝露的影响。
2.4装置安装时与垂直面的倾斜度不超过5%，且整组柜列相对平整（符合GBJ232-82标准）。
2.5装置应安装在无剧烈震动和冲击以及不足以使电器元件受到不应有腐蚀的场所。
2.6用户有特殊要求时，可以与制造厂协商解决。
3.电气性能
3.1基本电气参数
3.1.1额定绝缘电压交流660（1000）V
3.1.2额定工作电压主电路交流380（660）V
辅助电路交流380、220V
直流220、110V
3.1.3额定频率50（60）HZ
3.1.4水平母线额定电流≤4000A
3.1.5垂直母线额定电流1000A
3.1.6额定峰值耐受电流（0.1s）105、176KA
3.1.7额定短时耐受电流（1s）50、80KA
3.2主电路方案
装置主电路方案共32组118个规格，不包括由于辅助电路的控制与保护的变化而派生的方案和规格。
主电路方案是征求了广大设计、制造、试验和使用部门的意见而选编的，包括了发电、代用电和其它电力用户的需要，额定工作电流为4000A，适合2500KVA及以下的配电变压器选用。
此外，为适应供用电提高功率因数的需要而设计了电容器补偿柜，考虑综合投资的需要而设计了电抗器柜。
3.3辅助电路方案
GCS辅助电路图册是根据有关设计要求规定而编制的，共有辅助电路方案120个，分上下两册，上册（交流操作部分）共分63个方案，下册（直流操作部分）共有57个方案。
直流操作部分的辅助电路方案，主要用于发电厂变电站的低压厂（所）用系统；在编制时，已考虑到适用于200MW及以下和300MW及以上容量机组低压厂用系统，工作（备用）电源进线，电源馈线和电动机馈线的一般控制方式。
交流操作部分的辅助方案主要用于厂矿企业及高层建筑的变电所的低压系统，在编制时选编了6种适用于双电源进线操作控制的组合方案，并设有操作电气联锁备用自投、自复等控制电路，工程设计中可以直接采用。
直流控制电源为直流220V或110V，交流控制电源为交流380V或220V，由抽屉单元组成的成套柜，220V控制电源引自本柜内专设控制变压器供电的公用控制电源，公用控制电源采用不接地方式控制变压器，留有24V电源供需要使用弱电信用灯时采用。
电度表的安装地点和电压的引入方法及其它安装使用要求详见辅助电路图的《编制说明》。
3.4母线
为提高母线动热稳定能力和改善接触面的温升，装置全部采用TMY-T2系列硬铜排，铜排的连接部分必须搪锡，推荐采用全长搪锡，也可选用全长镀银铜母线。
3.4.1水平母线
水平母线置于柜后部母线隔室内3150A及以上为上下双层布置，2500A及以下为单层布置，每相由4条或2条母排组成，大大提高了母线的短路强度。
装置水平母线铜排选用如下表
额定电流（A）
铜排规范
6301250
2（50×5）
1600
2（60×6）
2000
2（60×10）
2500
2（80×10）
3150
2×2（60×6）
4000
2×2（60×10）
3.4.2垂直母线
用于抽屉柜的垂直母线采用“L”形硬铜搪锡母线。
L形母线规格（mm）：
（高×厚）+（底×厚）
（50×5）+（30×5）
额定电流1000A
3.4.3中性接地母线
采用硬铜排
贯通水平
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