試論低壓標準配電柜設計及應用

楊永明

摘 要：在大中型項目的低壓標準配電柜設計的過程中，其主要的優勢在于能夠對設計加以進一步的簡化，同時還能進行更加便捷的維護，在工程實施的過程中能夠促進其進度得到進一步的提升，在這方面的設計過程中是具有成功案例可以遵循的，因此具有一定的現實意義。在對低壓成套開關設備進行控制的過程中，主要是由不同的開關器件組成的一個設備，可以實現有效的控制以及更加準確的測量，還能起到保護以及調節等方面的作用，可以說在這一組合體中能夠實現更為有效的連接，通過對外形以及結構的分辨，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械的連接。本文重點相關方面的設計以及具體的應用展開論述，希望能夠對今后的工作提供一定的幫助。

關鍵詞：低壓標準配電柜；低壓標準主配電柜；低壓標準分配電柜

在不同場所中，業主具有不同的要求，所以低壓配電柜為了能夠滿足設計的需要，其設計是十分復雜的。這樣一來，就很難達到通用性的要求，并且在經過很長的一段周期以后才能實現進一步的設計。在進行傳統低壓配電柜設計的過程中，需要預先準備很多資料，包括供電以及負荷資料，還有配電方案等，只有在經過業主確定之后，才能實現對低壓配電柜的有效設計。在設計不斷深入的過程中，也會根據實際情況的需要而進一步完善設計的輸入資料，因此這就會造成低壓配電柜在設計的過程中無法得到有效的保證。進而也就影響了后續的使用以及維護等。因此本文重點對標準低壓配電柜的設計展開了進一步的探討，希望在今后的設計過程中能夠設計出更加方便使用以及維護的產品。

1 低壓標準配電柜的設計理念

在對低壓開關柜進行設計的過程中，主要從環境條件、系統是否可靠與安全，還有對開關設備的相應工作任務等方面進行綜合性考量的。針對這一情況的出現，就需要從兩個方面進行分類，一種是低壓主配電柜，一種是低壓分配電柜。因為在電壓供電性方面的要求較高，所以在電器元件的更換以及停電時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生故障，就能夠有效的預防配電柜中的內燃弧所產生的不利的影響，并且也不會對相鄰功能單元造成損害，由此實現供電的可靠。這種部件在斷路器保護系統十分常見，有時候也會在熔斷器保護系統中出現，在熔斷器保護系統中，其自身具有一定的高分斷能力，在選擇性方面的優異性也十分明顯，所以在歐洲的低壓配電系統中十分常見。

在對低壓開關柜進行設計的過程中，有些技術因素是需要重點考慮在內的。只有滿足了技術方面的要求，才能實現智能化的配電并且對其提供更為可靠的支撐作用。在根據施工設計的要求下，能夠順利的實現低壓配電柜的設計，在系統中會出現配電柜相應的型號，也標注了回路編號等，但是需要注意的問題是，因為在設計的過程中，一些如電流額定數據、防護等級等都是在統一的設計下完成的，而實際情況卻會出現一定的變動，這樣就會造成不一致的現象出現，所以在低壓配電柜設計的過程中，應該充分考慮到可能出現的各種不確定因素。在常用的低壓主配電柜設計中，通常采用的部件是抽出式的，一個供應商生產出來的產品，在外形尺寸上是相同的，如果將其進一步的對進出線回路加以組合能，那么就可以形成一個低壓配電系統圖。

在對低壓配電柜進行設計的過程中，應該充分的考慮以下內容。首先是要保證標準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。必須要經過業主的同意之后才能選擇標準配電柜的柜體型號。其次是要對電流的額定數據加以選擇，尤其是在變電所等重要的場所中，應該盡可能的保證電流額定數據的一致性，如果變電器容量之間的差異不大時，可以采用統一的規格，但是在差別較大的情況下，那么就應該分為兩種規格進行考慮，在運用低壓標準配電柜時，那么也要盡可能的做到統一。

2 低壓標準配電柜設計案例

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的工廠之一。筆者2010年6月開始該工程一期工程的施工圖設計，一期工程共設置1個總配電所、5個分配電所、1個應急配電所，變壓器44臺，低壓主配電柜359臺，電容補償及諧波治理裝置16套。該工程前期僅有一個概念設計，而德方要求在2010年8月對該項目的配變電所部分進行招標（招標文件也需要設計單位編制），此時的負荷計算實際上是根據以前汽車廠的經驗進行估算的，各車間的工藝方案也未確定下來，顯然在正常情況下，對于這樣的中大型工程，要進行這樣的招標必須在施工圖設計完成后才能進行，按照德方對施工圖設計的要求和程序，即使所有的子項工程同時開始設計，完成施工圖估計至少需要半年的時間（事實上隨著工藝資料的逐步深化，一些復雜的車間設計周期已達1年以上），不可能滿足項目的進度要求，后來通過采用低壓標準配電柜的做法，按計劃發標。

由于該工程的供電體系與國內差異巨大，為便于理解該工程低壓標準配電柜的技術要求及做法，這里對該工程的供電體系作簡單介紹。該工程根據負荷密度及供電半徑，所使用的變壓器規格及型號僅有兩種：1000（1400）kVA和1600（2240）kVA，括號內的數據為強迫風冷時變壓器的允許輸出容量，且變壓器之間采用并列運行方案以提高供電的可靠性及可用性。每臺變壓器后第一個配電柜為變壓器出線柜，第二個配電柜為聯絡柜，聯絡柜之間通過插接式母線連接，聯絡母線僅作并列運行用，不為負荷供電，上述兩個配電柜接地形式采用TN-C系統，第三個柜及其以后的配電柜均為出線柜，接地形式采用TN-S系統，柜內PEN分開。

需要注意的是，應急變壓器后的低壓標準主配電柜存在3種運行方式：①市電供電時的分列運行方式；②應急變壓器故障時，通過聯絡母線進行的并列運行方式；③發電機單獨供電方式。由于發電機單獨供電時，系統短路容量較小，需要根據接地故障的靈敏度確定應急變壓器供電半徑和電纜規格。另外對于為消防負荷供電的回路，斷路器選型與一般回路有所不同，目前常見的做法仍然是斷路器只設磁脫扣或把斷路器的長延時脫扣器整定值加大，使其達到計算電流的1.5～2倍。

結束語

低壓標準配電柜的柜型必須根據行業、工程項目、低壓配電系統特點進行設計，兼顧合理性與經濟性。設計低壓標準配電柜，應重點考慮以下因素：低壓柜的電流額定數據；額定分散系數及溫升的控制；配電柜的外接導線端子；配電柜的防護等級及冷卻；上下級保護元件的選擇性。

參考文獻

[1]天津電氣傳動設計研究所有限公司，等.GB7251.1-2013/IEC61439-1：2011低壓成套開關設備和控制設備第1部分：總則[S].北京：中國標準出版社，2013.

[2]GB50054-2011.低壓配電設計規范[S].2011.