低压配电柜设计说明

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1、 . . 学习参考 =学校 毕业设计论文 论文题目：论文题目：低压配电柜设计 系 部： 电气工程系 专 业： 电机与电器 班 级： 2008 级 03 班 学生姓名： = 学 号： = 指导教师： = 2011 年 5 月 1 日 . . 学习参考 摘 要 随着工业技术的发展，在低压供电系统中启用配电柜越来越多，特别是 机加工车间线路里面采用集中控制线路的原则更加需要配电柜。低压配电柜 的设计是否合理关系到整个生产线设备安全可靠的运行。配电柜在机加工车 间里起到分配电能，及控制设备电源的作用，配电柜的设计与制作首先考虑 的是控制对象的负荷功率的大小，根据负荷的大小才能正确地选用低压电器。 考虑

2、到车间负荷较大采用两种配电柜，一种是电源柜，另一种是动力柜，电 源柜起到分配电源的作用，动力柜起到控制设备电源作用，根据实际需要， 这次毕业设计要设计一个电源柜和一个动力柜，我们的设计思路是安全，可 靠、经济、美观、维修方便。 目录 摘 要 I 绪论 .1 0.1 本课题的意义目的及应达到的目的.1 0.2 国内外概况及水平1 0.3 本课题研究目标、内容、方法和手段2 0.3.1 研究目标2 0.3.2 设计内容2 第一章 低压配电柜功能的实现 3 1.1 低压配电柜概述 4 1.2 电气控制线路4 1.4 电缆与电线的选择与计算.10 1.4.1 铜导线载流量导线的安全载流量计算方法介绍.

3、11 1.4.2 估算口诀.11 1.5.3 设备电线与电缆的规格.14 第二章 电器的规格选择及其原理 .16 2.1 低压电器的规格选择原理.16 2.2 低压电器的选择.16 . . 学习参考 2.2.1 隔离开关.16 2.2.2 塑壳断路器.16 2.2.3 交流接触器 18 2.2.4 热继电器.21 2.3 基本参数的选择.22 2.4 保护措施.23 2.4.1 短路保护.23 2.4.2 负载保护 .24 2.4.3 接地故障保护.24 第三章 低压开关柜常见故障判断及处理 .26 3.1 元件故障及其查找.26 第四章 低压配电柜的发展及其对电压电器元件的要求 .31 4.

4、1 低压配电柜的发展.31 4.1.1 大容量.31 4.1.2 高分断.31 4.1.3 智能化.31 4.1.4 小型化.31 4.1.5 防护等级的提高.31 4.1.6 耐热性.32 4.1.7 安全性.32 4.1.8 可靠性.32 4.2 对低压电器主要元件的要求.32 4.2.1 基本要求.32 4.2.2.对断路器的要求.32 4.2.3.对交流接触器的要求.33 4.2.4.对热继电器的要求.33 4.2.5.对小型断路器要求.33 4.2.6.交流接触器的要求.33 4.2.7.对热继电器的要求.34 致谢 35 参考文献及资料 36 . . 学习参考 附录 37 . .

5、学习参考 绪论 0.2 国内外概况及水平 低压配电柜有各种不同的型号主要有以下几种：GGD 交流低压配电柜：G-低 压配电柜；G-固定接线；D-电力用柜，GCK 交流低压配配电柜：G-柜式结构；C- 抽出式；K-控制中心，GCS 交流低压配电柜：G-封闭式开关柜；C-抽出式；S-森 源电气系统。低压配电柜是个总称包括有低压开关柜，低压启动柜等几类。低压 开关柜对低压电网具有隔离作用，尤其是对于企业及车间的大型设备的运作，可 实现迅速送电或断电，具有隔离电网的作用，可有效减少电机的线损，实现电机 的充分利用及运作，还可有效实现低压控制开关的作用。变频启动柜是目前国内 最先进的低压启动技术它有三方

6、面的优点：一、可有效控制电机转速提高电机有 用功率。第二、实现了有限节电避免“大马拉小车”的传统问题。软启动低压启 动柜是目前最为常用的控制柜之一可广泛用于各大设备的电压控制启动电流控制 在额定电流的二倍以下，提高了电机的。星三角低压启动柜是最为传统的电柜控 制技术费用最低、功能最多、性价比较高。降压启动柜是上世纪六十年代的控制 技术可实现 70-300KW 电机的启动控制。 高低压配电柜在世界各国中的应用非常的广泛，随着电子电器技术的发展配 电柜朝着更小更安全更节能的方向发展，配电柜在生产生活中的重要性越来越重 要种类也越来越多。 到目前为止我国在高低压配电柜方面的技术工艺及可靠性等各种方面

7、与国外 相比差别已经很小甚至在某些方面超过了发达国家，我国的配电柜不仅完全可以 满足国内需求还可以出口到国外很多国家。 0.3 本课题研究目标、内容、方法和手段 0.3.1 研究目标 一、机台系统的线路及低压电器控制电机的运转。 二、低压配电柜内硬件配置。 三、各电器的安装规范和电线、电缆的规格计算方法。 四、掌握各电器的原理及作用。 . . 学习参考 0.3.2 设计内容 一、配电柜的控制方案的设计。 二、配电柜电路的设计及绘图及电路的工作原理。 三、低压电器的选择 四、材料清单 五、根据电路的原理图设计布置线路，并掌握安装工艺要求。 . . 学习参考 第一章 低压配电柜功能的实现 1.1

8、低压配电柜概述 利用隔离开关、接触器、继电器电机的运作进行控制，达到简便快捷的效果。 方案适应工厂机台操作需求，方便工人进行手动与自动操作。 配电柜主电路：隔离开关一次侧与进线端，二次侧下接铜排，塑壳空气开关 一次侧与铜排相连，二次侧通过电缆与三相交流接触器一次侧相连，接触器主触 头接线端子与电机相连。在正常情况下主电路受控制电路控制使接触器线圈通电 或断电，达到控制负载的目的。 控制电路主要是控制接触器的通断。常见的几种启动方式： 一、变频启动柜是目前国内最为先进的低压启动技术。 A、可有效控制电机 转速，提高电机有用功率。 B、实现了有限节电，避免了“大马拉小车”的传统 问题弊端，C、可随

9、时延长启动时间，有效控制电流。 二、软启动低压启动柜 是目前最为常用的控制柜之一。 A、可广泛用于各 大设备的电压控制，启动电流可控制在额定电流的 2 倍以下， B、提高电机的有 效利用率。 三、星三角低压启动柜 是最为传统的电柜控制技术，费用低，功能多。性 价比较高 。 四、降压启动柜是上个世纪六十年代的控制技术，可实现 70-300KW 电机的 启动控制。 . . 学习参考 1.2 电气控制线路 一、气泵电动机 M2 的电动电路图 图 1-1 . . 学习参考 二、单个电机的起/停电路图 图 1-2 . . 学习参考 三、主电动机 M1 的正反转电路 图 1-3 . . 学习参考 四、气泵

10、电动机 M2 的正反转电路 图 1-4 . . 学习参考 1.3.低压配电柜结构图 图 1-5 . . 学习参考 配电柜的面板控制图 图 1-5 1、隔离开关 2、塑壳空气开关 3、交流接触器 4、铜排 5、中间继电器 6、热继电器 7、接线 端子 设计说明： 配电柜共一台采用 GGD 型。 外壳油漆采用喷塑，颜色为白色。 配电柜前门为单开门，后门为为双开门。面板采用：2mm 冷轧板，侧面采用 1.5mm 冷轧板箱盖为 2mm 冷轧板。 电源配电箱须配置宽度为 80mm 安装 3 根，60mm 安装条 4 根，顶部开孔。 动力配电箱各需配置 80mm 安装条 3 根，50mm 安装条 4 根，

11、30mm 安装条 2 根， 顶部不开孔。 . . 学习参考 配电柜各需配置接地铜排一条。 前后门带锁操作把手安装高度离地面 950mm。 带灯按钮 LA-11D 型号尺寸开孔，指示灯按 AD11-25/11 型号尺寸开孔。 其它要求均接国家标准。 箱体与门之间加装固定控制线的线卡。 电源柜电路图 图 1-5 1.4 电缆与电线的选择与计算 一、一般使用铜线。铁或镍铬合金线仅在某些实验中作为被研究的样品，或 者是接入部分线路中作为电阻，决不能作为连接线路用的导线； 二、如果导线的电阻无关紧要，可以使用纱包铜线-例如规格为 24(直 径为 0.5588mm)的纱包线，实际上用作裸铜线的安全电流比参

12、数表中的导线安全 电流大好多倍。因此 24铜线的负载能力，实际上完全适合于本书所述的全部实 验工作；在保证正常工作的前提下，如果希望导线的电阻尽可能小-例如在 惠斯登电桥线路中接入标准电阻-最好用铜片或多股纱包铜线，接线应尽可能 . . 学习参考 短，若使用 粗铜线要注意不能碰动他们，因为它们好像是套在接线柱上的扳手，碰动它们会 松动接线点。 三、记住 24铜线的电阻率约为 0.07/m； 四、为了消除通电导线的磁效应，应当使用多股花线，或者多股绝缘导线绞 在一起。 1.4.1 铜导线载流量导线的安全载流量计算方法介绍 一般铜导线载流量导线的安全载流量是根据所允许的线芯最高温度、冷却条 件、敷

13、设条件来确定的。一般铜导线的安全载流量为 5-8A/mm2，铝导线的安全载 流量为 3-5A/mm2。如：2.5mm2BVV 铜导线安全载流量的推荐值 2.58A/mm2=20A 4mm2BVV 铜导线安全载流量的推荐值 48A/mm2=32A. 计算铜导线截面积利用铜导线的安全载流量的推荐值 5-8A/mm2，计算出所选 取铜导线截面积 S 的上下范围：S=0.125I-0.2I（mm2）S-铜导 线截面积（mm2）I-负载电流（A） 。 功率计算一般负载（也可以成为用电器，如点灯、冰箱等等）分为两种，一 种式电阻性负载，一种是电感性负载。对于电阻性负载的计算公式：P=UI 对于日 光灯负载

14、的计算公式：P=UIcos，其中日光灯负载的功率因数 cos=0.5。 不同电感性负载功率因数不同，统一计算家庭用电器时可以将功率因数 cos 取 0.8。也就是说如果一个家庭所有用电器加上总功率为 6000 瓦，则最大电流是 I=P/Ucos=6000/2200.8=34(A)。 但是，一般情况下，家里的电器不可能同时使用，所以加上一个公用系数， 公用系数一般 0.5。所以，上面的计算应该改写成： I=P公用系数/Ucos=60000.5/2200.8=17(A) 也就是说，这个家庭总的电流值为 17A。则总闸空气开关不能使用 16A，应该用 大于 17A 的。 1.4.2 估算口诀 二点五下乘以九，往上减一顺号走。三十五乘三点五，双双成组减点五。条 件有变加折算，高温九折铜升级。穿管根数二三四，八七六折满载流。说明： 本口诀对各种绝缘线(橡皮和塑料绝缘线)的载流量(安全电流)不是直接指出， 而是“截面乘上一定的倍数”来表示，通过心算而得。倍数随截面的减小。 . . 学习参考 “二点五下乘以九，往上减一顺号走”说的是 25mm2及以下的各种截面铝 芯 绝缘线，其载流量约为截面数的 9 倍。如 25mm2导线，载流量为 259225(A)。 从 4mm2及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排，倍数逐次减 l，即 48、6