低压成套GGD配电柜毕业论文.docx

低压成套GGD配电柜毕业论文.docx

《低压成套GGD配电柜毕业论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《低压成套GGD配电柜毕业论文.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

低压成套GGD配电柜毕业论文

低压成套GGD配电柜毕业论文

毕业设计（论文）手册

毕业设计（论文）题目；低压成套GGD配电柜

专题题目：

关于低压成套GGD配电柜

开题日期：

2014年12月12日

设计（论文）期限：

自2014年12月12日至2015年1月10日

武汉科技大学继续教育学院自动化专业2013年级自动化班

学生姓名董浩

指导教师——————————————

答疑教师——————————————

指导组长——————————————

年月日—————————————

工作记载

计划完成项目

完成情况

（含时间）

指导教师签字

开题

已完成2014.12.12

综述（论文类）

已完成2014.12.22

译文（论文类）

已完成2015.12.30

图纸或实验数据（设计类）

调研（论文类）

已完成2015.01.10

设计说明书

或论文写作

已完成2015.01.10

答疑记录：

低压成套GGD配电柜，由于应用广泛，而备受欢迎，它的运用简单，安全性高，环保，可靠而备受欢迎。

随着技术的不断发展革新，低压成套配电柜，一定会在将来有更大的发展。

本文将从

工作记载

答疑记录（续上页）：

低压配电柜的元器件的主要组成及其工作原理着手，到成套GGD配电柜工作原理及其运用，进行详细的探讨。

一是关于低压配电柜的理解

二是关于元器件的组成及原理

三是关于低压成套GGD配电柜

答辩

答

辩

申

请

本人已经完成培养方案中的各项要求，考试成绩合格现申请论文答辩。

本论题为“低压成套GGD配电柜”。

现论文已经全部完成，并已通过指导老师的审查。

在论文撰写过程中，本人收集大量资料，细心筛选，阅读并加以理解，通过对自己的工作经验和书本认真分析，最终对论题提出自己的见解。

本人承诺，成果出自本人和指导老师的帮助，内容真实有效。

申请人签字：

年月日

指

导

教

师

意

见

指导教师签字：

年月日

评

阅

教

师

意

见

评阅教师签字：

年月日

答

辩

成

绩

答辩委员会（小组）负责人签字：

年月日

摘要………………………………………………………………….………8

第1章低压配电柜概述……………………………………….……...9

第2章元件介绍……………………………………...………….……....10

2.1隔离开关……………………………………………………….…...10

2.2刀开关……………………………………………………................11

2.3低压断路器………………………………………………….…..….12

2.4中间继电器………………………………………………….……...13

2.5电流互感器………………………………………………….……...14

2.6转换开关……………………………………………………….…..15

第3章GGD压配电柜………………………………..……16

3.1成套GGD低压配电柜概述…………………………………16

3.2GGD低压配电柜的电器元件选择………………………….18

3.321台GGD配电柜工作原理…………………………...…18

致谢………………………………………………….………...................21

参考文献……………………..….…...…..…………….……………..…..21

摘要

低压配电柜光应用于工农业生产的方方面面，其结构简单，操作灵活。

有很强的市场应用潜力。

随着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，低压配电柜的开发及应用日显重要。

在即将毕业的时候，利用这次毕业设计的机会我选择了自己目前所擅长的低压配电柜—低压成套GGD交流配电柜。

通过这次毕业设计我希望能够对工作进行一个总结，对电路中各种元器件的原理及操作能够熟练掌握，更主要的是学会组合运用它们。

与此同时学会熟练运用AutoCAD画图，熟练应用各种办公软件。

最主要的是学以致用，把书本上学到的各种知识应用到现实生活中，在实践中总结。

关键词：

低压配电柜低压成套GGD配电柜元器件

第1章低压配电柜概述

1．1低压配电柜介绍

1.低压配电柜的定义

一个或多个低压开关设备和与之相关的控制、测量、信号、保护、调节，按钮，转换开关等设备，有制造厂负责完成所有内部的电气和机械连接，用结构部件完整地组装在一起的一种组合体。

2.低压配电柜的功能

（1）作为电能分配转换、电动机控制、无刷功率补偿等之用。

（2）保护人身安全防止静电（直接和间接接触）。

（3）保护设备防止外界影响。

①溅水。

②挤压。

③振动。

④电磁波辐射。

（4）防止动物进入（蛇，鼠，鸟……）。

3.低压配电柜功能分

（1）配电用：

如PC馈电柜。

（2）控制用：

如电机控制柜。

（3）补偿用：

如无功功率补偿柜（电容器柜）。

4.低压配电柜的主要组成部分

（1）柜体：

开关柜的外壳骨架及内部的安装、支撑件。

主要包括：

C型骨架，门板，侧板，隔板。

母线：

一种可与几条电路分别连接的低阻抗导体。

主要包括：

水平排，垂直排，连接排。

（2）功能单元：

完成同一功能的所有电气设备和机械部件的组成体（包括进线单元和出线单元）主要包括：

抽屉单元，固定单元，电容器单元。

5.低压柜主要的两类柜体

按结构分：

固定式。

抽出式。

6.配电柜的作用

配电柜的作用：

能后起到配置电源的的作用，当线路出现故障时，有利于控制故障范围也方便快速找出故障点及时加以排除，无须大面积停电。

另外，配电柜内方便放置各种保护设备，如：

防止短路的熔断器（保险丝），防止过载的空气开关等，可以对线路和用电设备起到保护作用。

也就是说把东西集中到一块，方便维护、检查。

配电柜内主要有：

隔离开关、断路器、各种型号的刀开关、接线端子、保护设备（热继电器、时间继电器、熔断器之类，高级的还有综合保护装置、操控装置等）、测量设备（电压表、电流表、电度表、功率因数表等），指示设备（各种信号灯、带电显示等），还有互感器和各种传感器。

第2章元件介绍

2.1隔离开关

隔离开关隔离开关是高压开关电器中使用最多的一种电器，顾名思义，是在电路中起隔离作用的它本身的工作原理及结构比较简单，但是由于使用量大，工作可靠性要求高，对变电所、电厂的设计、建立和安全运行的影响均较大。

刀闸的主要特点是无灭弧能力，只能在没有负荷电流的情况下分、合电路。

隔离开关在分位置时，触头间有符合规定要求的绝缘距离和明显的断开标志；在合位置时，能承载正常回路条件下的电流及在规定时间内异常条件（例如短路）下的电流的开关设备。

2.1.1隔离开关的主要作用

1.分闸后，建立可靠的绝缘间隙，将需要检修的设备或线路与电源用一个明显断开点隔开，以保证检修人员和设备的安全。

2.根据运行需要，换接线路。

　3.可用来分、合线路中的小电流，如套管、母线、连接头、短电缆的充电电流，开关均压电容的电容电流，双母线换接时的环流以及电压互感器的励磁电流等。

　　4.根据不同结构类型的具体情况，可用来分、合一定容量变压器的空载励磁电流。

　　高压隔离开关按其安装方式的不同，可分为户外高压隔离开关与户内高压隔离开关。

户外高压隔离开关指能承受风、雨、雪、污秽、凝露、冰及浓霜等作用，适于安装在露台使用的高压隔离开关。

按其绝缘支柱结构的不同可分为单柱式隔离开关、双柱式隔离开关、三柱式隔离开关。

其中单柱式刀闸在架空母线下面直接将垂直空间用作断口的电气绝缘，因此，具有的明显优点，就是节约占地面积，减少引接导线，同时分合闸状态特别清晰。

在超高压输电情况下，变电所采用单柱式刀闸后，节约占地面积的效果更为显著。

在低压设备中主要适用于民宅、建筑等低压终端配电系统。

主要功能：

带负荷分断和接通线路。

2.1.2隔离开关的应用

1.用于隔离电源，将高压检修设备与带电设备断开，使其间有一明显可看见的断开点。

2.隔离开关与断路器配合，按系统运行方式的需要进行倒闸操作，以改变系统运行接线方式。

3.用以接通或断开小电流电路。

2.2刀开关

刀开关又称闸刀开关或隔离开关，它是手控电器中最简单而使用又较广泛的一种低压电器，如图是最简单的刀开关（手柄操作式单级开关）示意图。

刀开关是带有动触头——闸刀，并通过它与底座上的静触头——刀夹座相楔合（或分离），以接通（或分断）电路的一种开关。

1.作用

隔离电源，以确保电路和设备维修的安全；或作为不频繁地接通和分断额定电流以下的负载用

分断负载，如不频繁地接通和分断容量不大的低压电路或直接启动小容量电机。

刀开关处于断开位置时，可明显观察到，能确保电路检修人员的安全。

2.组成和分类

（1）组成

刀开关通常由绝缘底板、动触刀、静触座、灭弧装置和操作机构组成。

（2）分类

其中以熔断体作为动触头的，称为熔断器式刀开关，简称刀熔开关。

采用刀开关结构形式的称为刀形转换开关；

采用叠装式触头元件组合成旋转操作的，称为组合开关。

3.常用刀开关

常用的刀开关有HD型单投刀开关、HS型双投刀开关（刀形转换开关）、HR型熔断器式刀开关、HZ型组合开关、HK型闸刀开关、HY型倒顺开关和HH型铁壳开关等

2.3低压断路器断路器

能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件（包括短路条件）下的电流的开关装置。

1.低压断路器分类

（1）按用途分类有保护配电线路用、控制和保护电动机用、保护照明线路用和漏电保护用低压断路器。

（2）按结构形式分有框架式（又称万能式）和塑料外壳式（又称装置式）低压断路器。

（3）按极数分有单极、双极、三极和四极低压断路器。

（4）按限流性能分有一般不限流和快速限流低压断路器。

（5）按保护特性分有选择性和非选择性低压断路器。

（6）按操作方式分有直接手柄操作式、杠杆操作式、电磁铁操作式和电动机操作式。

2.低压断路器的组成

低压断路器由主触头系统、辅助触头、脱扣器、分合闸操作机构、灭弧室和框架或外壳等部分组成。

脱扣器接受外来信号，并传递给分合闸操作机构，由其控制主触头及辅助触头系统在分断电路时产生的电弧。

3.低压断路器主要参数

（1）额定电压

有额定工作电压和额定绝缘电压。

同一个低压断路器可以规定几个额定工作电压，二相应的通断能力并不相同。

额定绝缘度是设计低压断路器绝缘的电压值，其电气间隙和爬电距离等应按此电压值确定，一般情况下，额定绝缘电压就是断路器的最大额定工作电压。

（2）额定电流

断路器的额定电流，是指过电流脱扣器的额定电流。

断路器主触头系统的额定电流（又称壳架等级额定电流）应大于或等于过电流脱扣器的额定电流。

（3）额定短路通断能力

指断路器在规定的条件（电压、频率、功率因数和规定的试验程序等）下，能够接通和分段的预期短路电流值的能力。

4.低压断路器的分断时间

（1）从断路器的（固有）断开时间开始起到燃弧时间结束为止的时间间隙，包括（固有）断开时间和燃弧时间。

（2）（固有）断开时间从断开操作开始瞬间（即操作机构开始动作瞬间）起，到所有极（弧）触头都分开瞬间为止的时间间隔。

（3）燃弧时间从（弧）触头断开始出现电弧的瞬间（即操作机构动作瞬间）起，至电弧完全熄灭为止的时间间隔。

断路器的固有断开时间一般在0.1s以下。

2.4中间继电器

中间继电器用于继电保护与自动控制系统中，以增加触点的数量及容量。

它用于在控制电路中传递中间信号。

中间继电器的结构和原理与交流接触器基本相同，与接触器的主要区别在于：

接触器的主触头可以通过大电流，而中间继电器的触头只能通过小电流。

所以，它只能用于控制电路中。

它一般是没有主触点的，因为过载能力比较小。

所以它用的全部都是辅助触头，数量比较多。

新国标对中间继电器的定义是K，老国标是KA。

一般是直流电源供电。

少数使用交流供电。

1.DZ系列继电器为阀型电磁式继电器。

线圈装在"U"形导磁体上，导磁体上面有一个活动的衔铁，导

磁体两侧装有两排触点弹片。

在非动作状态下触点弹片将衔铁向上托起，使衔铁与导磁体之间保持一定间隙。

当气隙间的电磁力矩超过反作用力矩时，衔铁被吸向导磁体，同时衔铁压动触点弹片，使常闭触点断开常开触点闭合，完成继电器工作。

当电磁力矩减小到一定值时，由于触点弹片的反作用力矩，而使触点与衔铁返回到初始位置，准备下次工作。

2.本继电器的"U"形导磁体采用双铁心结构，即在两个边柱上均可装设线圈。

对于DZY、DZL和DZJ型只装一个线圈，而对于DZB，DZS，DZK型可根据需要在另一个铁心上装以保持线圈或延时用阻尼片等。

从而使线圈类型大不相同的继电器都通用一个导磁体。

3.技术参数

（1）动作电压：

不大于70%额定值。

（2）返回电压：

不小于5%额定值。

（3）动作时间：

不大于0.02S（额定值下）。

（4）返回时间：

不大于0.02S（额定值下）。

（5）电气寿命：

继电器在正常负荷下，电寿命不低于1万次。

（6）功率消耗：

直流回路不大于4W，交流回路不大于5VA。

（7）触点容量：

在电压不超过250V、电流不超过1A的直流有感负荷（时间常数τ=5±0.75ms）中，断开容量为50W；在电压不超过250V、电流不超过3A的交流回路中为250VA（功率因数CosΦ=0.4±0.1）,允许长期接通5A电流。

（8）绝缘电阻：

下列部位用开路电压500V兆欧表测量其绝缘电阻应≥300MW（常温下）。

①导电端子与外露非带电金属或外壳之间；

②动、静触点之间；

③常开触点与常闭触点之间；

④触点与电压回路之间。

（9）介质强度：

对下部位应能承受规定的交流电压试验1分钟而无绝缘击穿或闪络现象。

①所有导电端子与外露非带电金属或外壳之间2000V/50Hz；

②动、静触点之间1000V/50Hz；

③常开触点与常闭触点之间1000V/50Hz；

④触点与电压回路之间1000V/50Hz。

（10）抗干扰性能：

继电器的抗干扰应符合DL478-92《静态继电保护及自动装置通用技术条件》中的有关规定。

2.5电流互感器

1.原理

电流互感器原理是依据电磁感应原理的。

电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。

它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的2次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。

在供电用电的线路中电流电压大大小小相差悬殊从几安到几万安都有。

为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流，另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。

电流互感器就起到变流和电气隔离作用。

2.作用

电流互感器的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。

如变比为400/5的电流互感器，可以把实际为400A的电流转变为5A的电流。

2.6转换开关

转换开关又称组合开关，与刀开关的操作不同，它是左右旋转的平面操作。

转换开关具有多触点、多转换开关位置、体积小、性能可靠、操作方便、安装灵活等优点，多用于机床电气控制线路中电源的引入开关，起着隔离电源作用，还可作为直接控制小容量异步电动机不频繁起动和停止的控制开关。

转换开关同样也有单极、双极和三极。

一种可供两路或两路以上电源或负载转换用的开关电器。

转换开关由多节触头组合而成，在电气设备中，多用于非频繁地接通和分断电路，接通电源和负载，测量三相电压以及控制小容量异步电动机的正反转和星-三角起动等。

这些部件通过螺栓紧固为一个整体。

1.结构原理

转换开关的接触系统是由数个装嵌在绝缘壳体内的静触头座和可动支架中的动触头构成。

动触头是双断点对接式的触桥，在附有手柄的转轴上，随转轴旋至不同位置使电路接通或断开。

定位机构采用滚轮卡棘轮结构，配置不同的限位件，可获得不同档位的开关。

转换开关由多层绝缘壳体组装而成，可立体布置，减小了安装面积，结构简单、紧凑，操作安全可靠。

　　转换开关可以按线路的要求组成不同接法的开关，以适应不同电路的要求。

在控制和测量系统中，采用转换开关可进行电路的转换。

例如电工设备供电电源的倒换，电动机的正反转倒换，测量回路中电压、电流的换相等等。

用转换开关代替刀开关使用，不仅可使控制回路或测量回路简化，并能避免操作上的差错，还能够减少使用元件的数量。

　　转换开关是刀开关的一种发展，其区别是刀开关操作时上下平面动作,转换开关则是左右旋转平面动作,并且可制成多触头、多档位的开关。

2.主要用途

转换开关可作为电路控制开关、测试设备开关、电动机控制开关和主令控制开关，及电焊机用转换开关等。

转换开关一般应用于交流50HZ，电压至380V及以下，直流电压220V及以下电路中转换电气控制线路和电气测量仪表。

例如常用LW5/YH2/2型转换开关常用于转换测量三相电压使用。

组合开关适用于交流50HZ，电压至380V及以下，直流电压220V及以下，作手动不频繁接通或分断电路，换接电源或负载，可承载电流一般较大。

3.型号

转换开关LW5-16YH3/3字母和数字分别表示的是：

LW--万能转换开关的"万能"的反拼音；5--设计序号；16--开关触头能承受的额定电流；Y--电压；H--转换的"换"的拼音首字母；3--三相；3--三节。

LW5-16YH3/3的意思就是用于电压指示转换相间电压的万能转换开关。

第3章GGD低压配电柜

3.1成套GGD低压配电柜概述

1.用途

GGD低压配电柜适用于发电厂、变电站、厂矿企业等电力用户的交流50Hz额定工作电压380V额定工作电流至3150A的配电系统，作为动力，照明及配电设备的电能转换，分配与控制之用。

GGD低压配电柜是根据能源部主管上级，广大电力用户及设计部门的要求，本着安全，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。

GGD型交流低压配电柜符合IEC439《低压成套开开关设备和控制设备》，GB725l《低压成套开关设备》等标准。

2.产品型号及含义，如图3-1所示

图3-1GGD的表示意义

3.使用条件

（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℃。

（2）户内安装使用，使用地点的海拔高度不得超过2000M。

（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。

（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。

（4）设备安装时与垂直面的倾斜度不超过5度。

（5）设备应安装在无剧烈震动和冲击的地方，以及不足以使电器元件受到腐蚀的场所。

（6）用户有特殊要求时可与制造厂协商解决。

4.主电路方案

GGD柜的上电路设计了129个方案，共298个规格（不包括辅助电路的功能变化及拧制电压的变化而派生的方案利规格）。

其中，GGDl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。

5.基本电气参数

表1GGD配电柜的电气参数

型号

额定电压（V）

额定电流（A）

额定短路开断电流（KA）

额定短时耐受电流（1s）（Ka）

额定峰值耐受电流（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

6.结构特点

GGD低压配电柜的柜体采用通用柜的形式，构架用8MF冷弯型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，并有以20mm为模块的安装孔，通用系数高。

可以使工厂实现预生产，既缩短了生产制造周期，也提高了工作效率。

GGD柜设计的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，当柜内电器元件发热后，热量上升，通过上端槽孔排出，而泠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。

柜门用转轴式活动铰链与构架相连，安装、拆卸方便。

门的折边外均嵌有一根山型塑条，关门时门与构架之间的嵌条有一定的压缩行程，能防止门与柜体直接碰撞，也提高了门的防护等级。

装有电器元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用滚花螺钉连接，整柜构成完整的接地保护电路。

柜体面漆选用聚脂型烘漆、附着力强，质感好，整柜呈亚光色调，避免了眩目效应，给值班人员创造了较舒适的视觉环境。

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。

3.3GGD低压配电柜的电器元件选择

1.GGD柜主要采用国内已能批量生产的较先进的电器元件。

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。

2.HD13B和HS13BX型旋转操作式刀开关是为满足GGD柜独特结构的需要而设计的专用元件。

它改变了机构的操作方式，保留了老产品的优点。

是一种用新型的电器元件。

3.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元件时，因GGD柜具有良好的安装灵活性一般不会因更新电器元件造成制造和安装方面的困难。

4.为进一步提高主电路的动稳定能力，设计了GGD柜专用的ZNJ型组合式母线夹和绝缘支撑件。

母线夹由高强度、高阻燃型PPO合金材料热塑成型，绝缘强度高、自熄性能好，结构独特，成本低、强度高，解决了老产品爬电距离不够的缺陷。

3.421台GGD配电柜工作原理

这套GGD交流型配电柜由9台电压出线柜、4台进线+出线柜、2台联络柜、2台进线柜、2台1#进线柜、2台2#进线柜组成。

1.进线柜在低压配电柜中用于控制电源进入GGD系统中。

它有较大额定电流的万能断路器和五个的电流互感器组成。

用铜做的母排将万能断路器与电容补偿柜连接起来四个互感器分别套在A、B、C相上，而在A相上需两个互感器其中一个用做二次线路的电源另一个用做对电流采样B、C相的互感器用作二次线路的电源。

如图3-2所示，是表示21台GGG配电柜中的进线柜，高压线进入柜内接入刀开关，出隔离开关出来分为五个回路。

每一个回路都是先接断路器，然后再穿入电流互感器。

图3-2进线柜

2.联络柜也叫母线分断柜，是用来连接两段母线的设备，在单母线分断、双母线系统中常常要用到母线联络，以满足用户选择不同运行方式的要求或保证故障情况下有