湖北電氣成套廠介紹低壓開關柜的主回路

不管是一個大型的發電廠或變電站還是一臺開關柜，其電氣部分都包括一次電路和二次電路兩部分。所謂一次電路是指用來傳輸和分配電能的電路，它通過連接導體連接所需的各種一次設備而構成。一次電路又叫主電路、主回路、一次線路、主接線等。二次電路是指對一次設備進行控制、保護、測量和指示的電路。

成套開關設備中通常把電氣部分分為主回路和輔助回路。根據有關標準的定義，主回路是指傳送電能的所有導電回路，由一次電器元件連接而成。輔助回路是指除主回路外的所有控制、測量、信號和調節回路內的導電回路。

低壓成套開關設備種類較多，用途各異，因此主回路類型很多，而且差別也較大。同一型號成套開關設備的主回路方案少則幾十種，多則上百種。以下對低壓開關柜的主回路方案進行歸類介紹。

每種型號的低壓開關柜，都由受電柜（進線柜）、計量柜、聯絡柜、雙電源切換柜、饋電柜和電動機控制中心（MCC）、無功補償柜等組成。例如，國內統一設計的GCK型開關柜 （電動機控制柜MCC）的主電路方案共40種，其中電源進線方案2種，母聯方式1種，電動機可逆控制方案4種，不可逆控制方案13種，Y-△變換5種，變速控制3種，還有照明電路3種，饋電方案8種，以及無功補償1種。

以下以GCS （MNS）抽岀式低壓開關柜為例，湖北電氣成套廠兆復安對低壓開關柜的各種主回路進行歸類介紹。

1.受電柜主回路

圖2-23所示為幾種受電柜的主回路，它們均采用抽屜式結構的萬能式低壓斷路器（AH系列或進口 F系列、M系列）作為控制和保護電器；電流互感器用于電流測量或電能計量。其中，圖2-23a采用了高于柜頂的架空線路進線；圖2-23b釆用位于柜頂下側的母線排進線，既可以左邊進線，也可以右邊進線（見圖中虛線）；圖2-23c采用了電纜進線, 電纜終端接有一個零序電流互感器，作為電纜線路的單相接地保護。

2.饋電柜主回路

圖2-24所示為幾種饋電柜的主回路。主開關既可釆用斷路器（抽屜式結構，見圖2 - 24a、c）,也可體用刀熔開關（固定安裝式，見圖2 -24b）。它們均采用電纜出線，電纜終端接有一個零序電流互感器，作為電纜線路的單相接地保護。

3.雙電源切換柜主電路

圖2-25所示為雙電源切換柜的主電路。雙電源切換也叫雙電源互投，為了提高低壓配電系統的供電可靠性，一般使用兩個電源，一個作為工作電源，另一個作為備用電源。當工作電源故障或停電檢修時，投入備用電源。備用電源的投入根據負荷的重要性以及允許停電的時間，可采用手動投入或自動投入方式，對供電可靠性要求高的采用雙電源自動互投。

圖2-25a所示為手動投入方式的雙電源切換柜主電路，右邊為兩個電源的進線，一個采用柜上部母線排進線，一個采用柜下部母線排進線，切換開關采用雙投式刀開關。

圖2-25b所示為自動投入方式的雙電源切換柜主電路，兩個電源均通過電纜引入到母 線排，切換開關采用接觸器。自動投入方式必須要有相應的控制電路，控制接觸器的自動接通。當工作電源出現故障時，該回路上的斷路器跳閘，啟動控制裝置，自動將另一個電源上的開關合上。

4.母聯柜主電路

當變電所低壓母線采用單母線分段制時，必須采用開關來連接兩段母線，使母線既可以分段運行，也可以將兩段母線連接起來成為單母線運行。分段開關（母線聯絡開關，簡稱母聯）在簡單或要求不高的情況下可采用刀開關，如果要求設母線保護和備用電源自投，則用釆用低壓斷路器。圖2-26a所示為釆用斷路器的母聯柜的主電路，斷路器連接兩段母線, 虛線表示這種開關柜還可以左聯母線。

圖2-26b所示為母線轉接用的開關柜的主電路，它并非母聯柜。這里將它畫出是表達這樣一層含意：不管是低壓開關柜還是高壓開關柜，它需要有各種各樣的主回路方案供用戶選擇。并不是每臺柜子中都有開關，如GCS型低壓開關柜就里有只裝限流電抗器的柜子或只裝電壓互感器的柜子。

5.低壓成套開關設備中有專門用來作為電動機集中控制的MCC柜（電動機控制中心）。此外，各種型號的低壓開關柜也有用于電動機控制的方案。

圖2 - 27所示是兩種方案的電動機不可逆控制柜的主電路。配電電器（刀熔開關或斷路器）、控制電器（接觸器）、保護電器（熱繼電器）全部裝在抽屜結構中。接觸器用于控制電動機的起動和停止，熱繼電器作為電動機的過載保護裝置，短路保護則由刀熔開關或斷路器完成。

6.電動機可逆控制主電路

電動機可逆控制就是控制電動機的正反轉。對三相交流電動機，如果調換任意兩相的接線，就會改變電動機運轉的方向。圖2-28所示是幾種電動機可逆控制柜的主電路。每種電路中都有兩臺接觸器，合上不同的接觸器，電動機的運轉方向就會改變。除零序電流互感器裝在電纜終端頭上外，其他所有的一次電器元件均裝在抽屜部件中。配電電器可用斷路器、刀熔開關或熔斷器，它們都具有短路保護功能，有的還作電動機過載保護。

7.電動機Y-△起動控制電路

電動機Y-△起動控制電路有多種形式，如圖2 - 29所示°除了配電開關和一次電器元 件的安裝方式（抽屜結構式或固定安裝）不同外，其主電路基本相同。

8.無功補償柜

圖2 - 30所示是電力電容器無功功率補償柜的主電路，它們集中安裝在變電所中，作為低壓補償。其中，圖2-30a是主屏，帶有自動投切裝置；圖2- 30b是輔屏，只能手動投切電容器。接觸器作為電容器的投切開關，熔斷器用于電容器的短路保護，避雷器用于抑制過電壓。

以上介紹的只是低壓開關柜主回路的單元電路。

實際上，一臺低壓開關柜往往有多個回路，尤其是抽出式低壓開關柜，裝容密度最大的一臺柜子可能有三、 四十個電氣主回路，如西門子的SIVACON低壓開關柜，最多可以安裝40個小容量的抽屜單元。