第四节 低压开关柜讲解.docx
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第四节低压开关柜讲解
第四节低压开关柜
4.1.总则
1.低压开关柜必须是成套抽屉式组合型,具备低损耗及高效能特性,低压配电开关柜须为经过规定的定型试验的组合装置(TTA),由专业制造低压开关柜的工厂生产,并在厂内组装和试验。
2.设备须符合相应的国家规范和批准的相等国际标准及当地有关部门的要求。
制造商须具有不少于五年制造同类产品的经验,通过ISO9001(或等同)认证,须提交认证证书复印件。
所有低压开关柜之选型及技术须符合当地供电局要求。
3.承包商须根据本规范书要求及设计图纸,提供适合的低压开关柜,包括设计、供应、安装、接线、测试及试运行。
设备须依照制造厂商的规范要求进行安装及测试,并须令整个设备能够在高效率情况下运营。
4.本节技术说明书规定可接受系统设备的最低质量标准及最少的使用功能。
主要项目须釆用制造的标准设备,工厂式接线。
不接受改装或改变接线的设备,以达到技术说明书所要求的功能。
5.设备须包括实现设备安装的所有附属装置,如架空母线槽、保护装置、承托钢梁、终接及一切附件和所有的服务。
设备均为最新型号,其中需更换的零配件,必须保证在保养期终了后的五年内可得到供应。
6.任何设备如未于本规范书内或招标图上提到,但该设备是系统的必须运作所需的设备,该设备也须包括在本合约工程上,而不能构成本合同额外费用增加。
7.供货厂须于正式验收合格证书之日算起五年内为设备提供免费保修期。
在此期间,供货厂应该对设备运行中出现的任何质量问题负责免费维修、更换,如因质量问题造成事故者,由供货厂承担事故责任。
8.本承包商必须提供所有布线所需的电线槽、电线管、支管、支线软管其附件等。
9.在400V低压开关柜上所有的自动监测数字表由高压安装单位提供,由综合机电单位安装。
4.2.
规范及标准
所有设备、安装、材料和工艺须符合下列及以下各项所注明的规则及标准(如下述内容中不为最新版本,应按最新版本采用):
GB/T14048.1-《低压开关设备及控制设备总则》
GB7251-《低压成套开关设备及控制设备》
JB/T9661-《低压抽出式成套开关设备》
GB5585.2-《电工用铜、铝及其合金母线第2部分:
铜母线》
GB14048.3-《低压开关设备及控制设备低压开关、隔离器、隔离开关及熔断器组合电器》
GB3983.1-《低电压并联电容器》
GB1208-《电流互感器》
GB16847-《保护用电流互感器暂态特性技术要求》
IEC60158-《接触器》
GB7949-《绝缘导体和裸导体的颜色标志》
GB4884-《绝缘导线的标记》
GB4208-《外壳防护等级》
IEC61641-《电弧故障测试要求》
IEC112-《固体绝缘材料在潮湿条件下的相对起痕指数和耐痕指数的测定方法》
GB13539-《低压熔断器》
GB1284-《低压断路器》
GB4025-《低压电器基本标准》
GB998-《低压电器基本试验方法》
GB/T3047.1-《面板、架和柜的基本尺寸》
GB/T2681-《电工成套装置中的导线颜色》
GB/T2682-《电工成套装置中的指示灯和按钮的颜色》
GB/T14048.11-《自动转换开关电器》
GB7215-87
ZBK36001-89
IEC439
4.3.
工作环境条件
1.环境条件
a)海拔高度:
<1000m,户内安装
b)环境温度:
-5℃~+40℃
c)日温差:
25℃
d)年平均温度:
+30℃
e)相对湿度:
≤95%(+25℃)
f)地震烈度:
7度
g)抗震能力:
水平加速度<0.4g
h)垂直加速度:
<0.2g
i)安全系数:
>1.67
2.运行条件
a)额定运行电压:
380V±10%
b)额定频率:
50Hz±5%
c)接地方式:
TN-S
4.4.开关柜主要技术参数
1.低压开关柜设计及制造必须满足,但不仅次于以下参数:
a)母线额定工作电流:
见图纸
b)额定短时耐受电流(1s有效值)
-水平母线(主母线):
80kA
-垂直母线(支母线):
50kA
c)额定峰值耐受电流
-水平母线(主母线):
176kA
-垂直母线(支母线):
105kA
2.开关柜工频耐压取值不少于2.5kV,而冲击耐受电压取值不少于8kV。
3.电气间隙、爬电距离和隔离距离应符合各自相关标准中规定的距离,而且在正常使用条件下也应保持此距离。
电气间隙最少值为10mm及爬电距离最少值为12mm。
至于隔离距离,当功能单元处于分离位置时,其主电路插接件裸露带电部件与垂直母线或静触头的隔离距离应不小于20mm。
即使在机械操作试验后也应保持此距离。
4.产品降容系数不小于0.8。
4.5.系统主要设备要求
1.开关柜
a)开关柜全部柜架及内层隔板应用高质量敷铝锌板组成,厚度不小于2mm。
b)开关柜四周门板、侧板采用优质钢板组成并作静电喷涂。
c)通过机构连锁,使每个抽出单元都具有移动位置、试验位置、分断位置。
d)应保证同类规格的低压断路器抽屉能够互换。
e)抽出单元与屏(柜)身间应有接地触头位置,接触电阻<1000mΩ。
f)上进、上出配线应考虑多条电缆母线与断路器的连接方式。
g)开关柜应在最大短路故障时安全运行,并能承受由此引起的电气、机械应力,在故障条件下所产生的气体通过压力释放口排放,压力释放口的位置不允许朝向操作人员,800A及以上的功能单元应单独设有排气口或喷气口,较小的功能单元可共享一个喷气口。
h)柜体项部设有吊环,易于吊装。
产品出厂时,柜体的底部配有木质底座,易于叉车铲入底部运输。
i)柜内全分隔,装置小室、母线小室、电缆小室隔板均做到无卤素、阻燃、自熄灭。
j)开关柜体在装配后应有足够的机械强度,以保证组件安装后及操作时无摇晃、不变形;所有框架零件均应免维护。
k)开关柜内的每个柜体分隔为三个室,即母线室、功能室及电缆室,功能室为功能单元组件,母线室为母线和配电母线,电缆室为进出线电缆(上、下进出线均可),电缆室设于柜后部,功能单元之间及柜内部各室均可作分隔,上下层抽屉之间用带有通风孔的金属底板相隔离,有效地防止开关组件因故障产生的飞弧与母线或其它线路短路造成的事故。
隔离措施应严密而有效。
l)防护等级最小要求IP30,排风口应有拦网,以防昆虫入内。
m)低压开关柜柜内零部件尺寸、隔室尺寸,均实行模数化。
n)母线室应能方便地装设母线。
o)开关柜的进出线方式详见设计图。
p)开关柜的外形尺寸允许在图纸的基础上有小许变化,但必须以满足设计平面图的布置要求为准。
q)紧固连接应牢固、可靠,所有紧固件均应有防腐镀层或涂层,紧固连接有防松脱措施。
柜体框架连接螺栓采用不锈钢螺栓。
r)柜内导线、导线颜色、按钮、指示灯、插接件、走线槽等均应符合国家或行业的有关标准;
s)接线端子应适合连接硬、软铜导线,并保证维持适合于电器组件和电路的额定电流、短路电流强度所需要的接触压力。
t)为了便于开关上下级保护配合、断路分断能力的级联及方便管理,低压开关柜内的框架式空气断路器、塑壳断路器等要求选用同一品牌(同一厂家)的产品。
u)所有油漆外罩层必须用高质量的涂层材料。
未经处理的钢材须使用喷砂处理或化学酸洗等方法彻底清洁。
至少要使用面层防蚀锌庇漆,每层都应涂匀和涂平整。
处理过的钢材须适当地清洁,去掉油腻。
面漆须为有光泽的涂层。
漆膜须具有足够的厚度,使漆面不致沾上污点、异物、磨壤、起花或有其它缺陷。
设备的面漆颜色须为制造厂商规定的标准颜色。
2.框架式空气断路器(又称ACB)
a)框架式空气断路器必须为自由脱扣、金属包壳及设内置热磁式的过负荷及接地保护装置。
b)框架式空气断路器须满足以下电气及机械特性:
-额定绝缘电压:
1000V
-额定工作电压:
440V
-极数:
4(进线和母线联络)/3带中性线螺栓连接片(馈出线)
-额定工作温度:
摄氏45度
-额定冲击耐受电压:
8KV
-额定电流:
见图纸(如需要,应降低额定值以适合现场条件)。
-额定短路接通容量:
105千安,功率因子0.25
-极限分断能力Icu:
不低于图纸所示的参考型号。
-整定电流范围至少有以下档:
6xIn,8xIn,10xIn。
-操作方式:
电动机操作,直接手动/电动。
-保护方式:
电子型一具有三段保护特性(长延时、短延时、瞬时)。
-长延时(可调整):
设定电流范围至少有:
O.5~1xIn调整档,延时可调。
-短延时(可调整):
整定电流范围至少有以下档:
2xIr,4xIr,6xIr,延时可调。
-电寿命(不维护情况下):
≥5000次(壳架电流2500A以上),≥8000次(壳架电流小于2500A)
-机械寿命(不维护情况下):
≥10000次
c)框架式空气断路器的操作机构应为弹簧储能型,即可手动又可电动储能,正常时可采用按钮手动闭合和打开断路器。
d)
框架式空气断路器须根据设计图配备足够的辅助无压干接点,供给电力自动监控系统或其它之用。
除实际需要外,提供不少于两对备用N.O.及N.C.无压干接点
e)应有ON/OFF开断状态指示和弹簧储能。
f)弹簧释放的状态指示,同时提供必须的闭锁装置,以防止:
断路器处在闭合位置时推进和拉出;断路器没有完全插入和隔离时不能闭合;断路器在没有完全被隔离时不能打开柜门。
g)空气断路器必须装上机械连锁装置,以完成以下功能:
-在闭合位置上,不能插入或抽出断路器。
但若企图抽出断路器,将会引起「闭合」的断路器跳闸;
-除非断路被抽出或处于「隔离」位置,断路器的门或盖将不能移动或打开;
-断路器只能在原全插入或「隔离」位置上才能「闭」上;
-须有绝缘和取出的手段,以便在母线通电情况下维修断路器;
-自动安全俘护罩,可在断路器抽出时完全保护固定绝缘主接触点。
h)每个空气断路器须装备,但并非局限于以下各项:
-机械操作的指示断路器位置;
-带有选择转换开关和电流互感器的一套安培计,用以测量所有的线路电流;
-带有选择开关的一套电压计用以测出线路和相应压(只供输入断路器用);
-一只功率因素表(只供断路器用);
-按图纸要求,配备过流及接地保护继电器;
-断开电路正常、断路器开、断路器闭、断路器切断和相指示灯;
-用以操从断路器断开和跳闸的控制电路;
-用以局部情况指示的辅助接触器、控制器及20%的备件;
-灯测试按钮。
i)每台框架式空气断路器以抽屉的方式允许在隔离条件下调换,试验及维修。
j)
如果空气断路器应用于总进线隔离开关,断路器必须按规定为三极开关中性连接或单极开关式中性连接。
空气断路器须设有机械连锁,除非开关断开,通往开关的门或盖不能移动或打开。
而且断路器须有手段使开关在「开」或「隔离」位置能被锁住。
k)应用于总进线隔离开关之空气断路器须装上机械操作的指示器用以指示「闭合」或「断开」位置,另外亦带有显示母线各相之指示灯、相位选择转换开关、用以测量进线线路电流及相电压的安培计(含电流互感器)及电压计。
3.塑壳断路器(又称MCCB)
a)塑壳断路器必须为抽屉式及符合IEC947之要求。
b)塑壳断路器须满足以下电气及机械特性:
-额定绝缘电压:
≥AC500V-1000V。
-额定工作电压:
AC400V。
-额定冲击耐压:
8KV。
-额定电流:
见图纸。
-极限分断能力Icu:
不低于图纸所示的参考型号。
-脱扣器:
采用热磁型或电子脱扣器,电子脱扣器须符合有关电磁干扰的国家标准,详细应用详见招标图纸。
-电寿命(不维护情况下):
≥4000次(额定电流630A);
≥5000次(额定电流400A);
≥10000次(额定电流250A以下)。
-机械寿命(不维护情况下):
≥15000次(额定电流400A以上);
≥20000次(额定电流250A以下)。
-为满足用电设备的可能变化,断路器应可以现场更换。
-断路器必须是抗湿热产品。
c)塑壳断路器的脱扣整定电流采现场可调型,并有宽阔的电流和时间调切范围。
d)须提供挂锁连手柄附件及三条锁匙,能够使塑壳断路器锁在「断开」或「闭合」之位置上。
e)须按招标图纸要求,塑壳断路器须加上接地故障保护装置,如产品特性需要,亦要提供相应互感器及接地保护附件。
f)电动机保护型塑壳断路器为三极或四极,采用型热动型或电磁脱扣型方式,透过反时限特性或瞬时动作特性,为电动机提供电路过载保护,选型见招标图纸。
电动机保护型塑壳断路器须带电动操作机构及分离脱扣器。
4.双电源自动转换开关(又称ASTE)
a)自动转换开关选用必须满足消防及相关规范要求,采用PC级。
ATSE须符合以下要求:
执行开关技术要求
630A
1600A
2000A
2500A
3000A
额定冲击电压
Uimp
≥8KV
≥8KV
≥8KV
≥8KV
≥8KV
额定短时耐受电流
Icw≥
20KA/1s
32KA/1s
40KA/1s
50KA/1s
60KA/1s
额定绝缘电压(V)
Ui
≥690V
≥690V
≥690V
≥690V
≥690V
短路接通能力
Icm≥
50KA
50KA
50KA
65KA
65KA
b)双电源自动转换开关必须机械操作,机械及电联锁,以免正常和附加电源发生并联的可能。
自动转换开关可实现自投自复、自投不自复、互为备用三种不同的工作方式。
c)自动切换开关须具备失压、欠压和延时调整功能,延时的设定范围为0至15秒。
d)自动切换开关须具有明显通断位置指示、挂锁功能,前板上须安装指示灯,指示各开关为分闸和闭合。
紧急情况下可强制置零(同时切断两路电源),具有自动、电动和手动三种操作方式选择。
e)前板上须安装指示灯,指示各自动切换开关操作状态。
f)正常电源及备用电源间的互相切换系统如下:
-电器电源须取自两路电网电源,自投自复:
当常用电源正常时,控制器发出指令,常用电源控制开关合,备用电源控制开关分,自动切换开关电器处于(1,0)。
当常用电源一相或多相失压或欠电压至额定电压的70%至90%(可调整)时,控制器发出指令,常用电源控制开关分,备用电源控制开关合,自动切换开关电器处于(0,1)。
当常用电源恢复正常时,控制器发出指令,常用电源控制开关合,备用电源控制开关分,自动切换开关电器又处于(1,0)状态。
当恢复正常供电时,正常供电电源必须稳定经一段延时后,备用电源开关会分闸而正常电源开关将会合闸。
将负载切换至正常电源供电。
采用手动控制亦可将负载切换给正常电源供电。
-
当常用及备用电源一相或多相失压或欠电压至额定电压的70%至90%(可调整)时,控制器发出指令,常用及备用电源控制开关分,自动切换开关电器处于(0,0)。
g)如图所示,所有由空气断路器组合成的双电源自动转换开关,其空气断路器中内置自动零序失电压保护机械装置应脱除,避免因断电失电压时把空气断路器跳闸,失去双电源互投功能。
另外,成对空气断路器必须机械操作,机械各电连锁,以免正常和附加电源发生并联的可能。
空气断路器应由装在每个断路器上个别瞬时激励螺旋管操作。
螺旋管的电流为30伏直流云电。
为保证操作的连续性,两只空气断路器均须有两个稳定位置执行闭合和断开。
在缺乏控制电压情况下,须有可能手动操作空气断路器。
h)如图所示,如采用塑壳断路器为自动转换开关时,其控制转换系统须为自动,带有屏区局部手动支配和机械连锁装置。
塑壳断路器的中间位置是两只断路器都在断开位上。
在「断开」位置上可以锁住每一只断路器。
i)不論采用空气断路器组合成的双电源自动转换开关或塑壳断路器为自动转换开关,系統須装置连锁将保证正常电源断路器故障跳闸时,不会引起备用电源断路器闭合或备用电源断路器故障,跳闸时亦不会引起正常电源断路的闭合,除非有关断路器被手动复位。
j)采用空气断路器组或塑壳断路器合成的双电源自动转换开关时,正常电源及备用电源间的互相切换系统如下:
-一个带延时装置的三相低电压继电器将安装在低压开关板用来监视正常电源的电压,当一相或多相供电电源失压至额定电压的90%至70%(可调整)时,低电压继电器将令正常电源断路跳闸。
-另外一套如上述的低电压继电器用来监视备用电源的电压,一旦发电机供电电压达到额定电压的90%时,备用电源断路器将自动合闸。
-当恢复正常供电时,正常供电电源必须稳定经一个延时时间后,备用电源断路器将会跳闸而正常电源断路器将会合闸,将负载传给正常电源供电,采用手动控制亦可将负载切换给正常电源供电。
5.
过电流及接地故障保护继电器
a)保护继电器应采用微处理器形式。
b)继电器包括了两种类型的电流输入,一种输入用来实现间接地故障保护,另一种用来实现接地故障保护。
c)应有可选择曲线之设施,有4种反时限特性曲线和定时限特性可供选择,四种反时限特性曲线分别为标准反时限(SI),甚反时限(VI),极端反时限及长时间反时限(LTI)。
d)没定的瞬时特性和定时限特性包含二个独立的高定值和一个独立的低定值组件,瞬时出口用于保证系统X/R比值高时右受暂能过程影响的正常动作。
e)灵敏的接地故障和不灵敏的接地故障包括了抑制二次,三次和更高次工频谐波的滤波。
f)继电器应提供7个出口继电器,其中3个继电器带切换接点,4个带常开接点,三相和四相单元可被扩充以提供另外4个出口继电,均带常开接点。
g)输出可由用户编程使保顾出口在任一种或所有各种保护特性上动作。
另外可被编程产生I2累积报警输出,跳闸计数器报警输出,开关量输人和继电器自测特性。
h)在正常动作状态下,输出接点保持时间不少于200ms,或在故障电流存在时保持动作。
如果需要的话,作为选择的输出接点可被设定为锁定接点运行,动作后它们保持带电状态直至试验/复位(TEST/RESET)按钮被按下为止。
i)过电流组件设计应满足下列功能:
-
-0.5%到96%继电器额定电流的灵敏接地故障/不灵敏接地故障(SEF/REF)电流整定范围。
-32倍整定值的线性测量范围。
-对相间和接地故障组件具有真实有效值读出能力(直到550Hz,频率响应偏移<1%)。
-组件同时提1A和5A,额定电流输人。
-电流测量组件由下列功能决组成。
-模数转换(包括放大和增益切换)
-软件算法。
6.
继电器硬件
a)继电器应适当地保护,被装在箱内,可由多至6部印刷电(PCB)皮组成。
面板PCB形成人机接口(MMI),带输入设置按钮,液晶显示器(LCD)用于显示数字字符信息,发出二极管(LED)用作指示灯。
还有其它印刷线路(PCB)板之间的互联接线。
电流输入信号从感器PCB板送到控制器PCB板去处理。
接口设备如出口继电器,状态输入和通信接口被装设备到其它PCB板上。
扩充PCB皮应是提供附加输入/输出能力的选项。
b)每个箱体的内部安排设计应为提供一个高等级电磁兼容屏蔽,用多层PCB板并带接地层,RFI抑制组件和接地金属屏蔽箱体。
c)箱体被内部为噪音区和安静区,以提高噪音抗干性能和减小RFI发射。
从静区组件到部环境的唯一直接连接是通过光纤串联通信接口,光纤接口不受辐射和传寻干的影响。
d)继电器被调试完后,它应通过固定一个盖在面板上的干净的塑料盖板而密封起来。
这使户能看到继电器整体面板,但仅允许按到上和下键,允许前面曾显示的章程被查看而不能被修改。
通过使用键的TEST/RESET(试騇/复归)功能使复归故障资料显示,复归锁定的出口继电器和复归跳闸发光的发光二极管。
7.控制和辅助继电器
a)在需要使用之处,须提供控制和辅助继电以保证空气断路器,模制外壳断路器各自动转换开关的良好操作。
b)继电器须为插入型,支架安装,配电电缆连接座,由快速连接防震装置所固定。
8.软启动器
a)软启动器须满足以下电气特性:
-额定绝缘电压:
AC690V;
-额定工作电压:
AC400V。
-启动容量:
额定电流之4到5倍;
-限流功能:
额定电流之150-700%(可调)
b)适用于水泵类负载,应为转矩控制型。
c)软启动器能发出继电器接点信号,如故障信号,旁路信号、升压完毕、运行信号、过载信号等。
。
d)亦具备电力保护功能及发出故障报警,如过流、过压、欠压、失速、过载、相间平衡、堵转等。
e)如图纸无指定,需内置旁路接触器,可控硅为三相可控硅。
f)软启动器应具有3个以上数字量输入点,3个以上可编程继电器输出作为故障、运行等信号指示,具有LCD状态显示设置功能。
9.变频器
a)变频器必须符合全球标准CE、UL等及相关的国家标准。
须采进口品牌的产品(不低于设计图纸所示等级),并符合以下各项要求(不局限于以下要求)。
b)变频器应适用于安装在电控柜内或电气室内的屏、盘内,运行温度为:
-10~50ºC;柜体的通风性应备有通风口或换气装置以排出变频器产生的热量。
c)变频器主要技术要求:
-频率输出:
0.1Hz~400Hz
-控制方式:
无编码矢量控制
-功率器件:
IGBT
-效率:
额定负载下大于95%
-频率设定精度:
0.01Hz
-冷却方式:
空气自冷或内置机械空气迫冷
d)具有单元旁路功能,具有缺相,欠压,过压,过流,变频器过载,电机过载,过热,电流检测故障,外部设备故障,接触器监测等功能。
可以显示当前输出频率、当前时间、当前流量、输出电流、当前输出电压、故障类型以及功能码参数、操作参数。
e)电压与频率之比(V/f)特性可自由设定,具有PID、节能控制功能。
f)频率设定可由数字键盘、外部模拟接口、或内置RS485接口控制。
g)外部模拟输入输出接口采用:
电压0~10V,电流4~20mA。
h)变频器与供电电源之间应装设带有短路及过载保护的低压断路器以及交流接触器。
i)变频器的起动、停止,应使用变频器控制面板上的启动、停止控制端子。
j)不能在变频器输出侧安装电力电容器、浪涌抑制器和无线电噪声滤波器。
k)必须采取电磁兼容措施,应配置DC电抗器,改善变频器电源侧功率因数和降低输入高次谐波电流。
10.交流接触器及热继电器:
a)接触器配有灭孤罩,额定电流须配合电动机容量,如图所示。
b)接触器必须符合GB14048、IEC60947-4-1、GB1497-85、GB5226、JB2455-85及IEC60158标准。
c)接触器的电气寿命不少于150万次。
d)接触器接触点表面须镀银。
e)接触器绝缘度须符合IEC60085,B等级。
f)
所有接触器必须符合使用类型AC-3的规定,操作等级0.1及负载数值60%或相等的国家标准。
g)热继电器应采用电磁式或双金属片热继电器。
h)热继电器必须符合GB1497-85、GB5226、JB2455-85、GB14048及IEC60158标准。
11.浪涌保护装置
a)浪涌保护装置为全模保护(L-N,L-G,L-L,N-G),每相使用LED显示保护状态。
b)浪涌保护装置主要技术要求:
-最大放电电流Imax≥65kA(8/20μs)。
-额定工作电压230/400V,最大连续工作电压275/440V。
-保护电压水平≤2kV。
-带故障指示功能。
12.干片
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