高低压配电柜选型与配置技术 参数
高低压配电柜选型与配置技术，涵盖设备分类、技术参数、选型原则及安装要求等内容，适用于工业与民用建筑、市政设施、电力系统等领域的变配电工程中高低压配电柜的选型、配置与验收工作 的重要参考 。
一、 高压开关柜 分类
1. 按绝缘方式分类
类型 |
特点 |
适用场所 |
空气绝缘 |
除三工位负荷开关外采用空气绝缘，降低环境影响；结构简单，成本低，体积较大 |
常规变电所，空间充足的场所 |
气体绝缘 |
带电元件密封于充气箱（SF?、干燥空气等），IP防护等级高，免维护；结构紧凑，可靠性高，免维护 |
空间受限场所，环境条件较差区域 |
固体绝缘 |
采用固体绝缘技术，对真空灭弧室和导电回路进行固封 ； 环保性好，体积小，安全性高 |
对环保要求高的场所 |
2. 按结构形式分类
类型 |
特点 |
适用场所 |
固定式 |
元器件固定安装，空间充足，结构简单，成本低，检修不便 |
小型变电所，不频繁操作的场所 |
移开式 |
主要元器件安装在手车上，检修方便，可靠性高，成本较高 |
重要负荷，需要频繁检修的场所 |
3.几种柜型图示
二、 高压开关柜主要技术参数
1. 基本参数要求
额定电压：12kV、24kV、40.5kV
额定电流：630A、1250A、1600A、2000A、2500A、3150A
额定短时耐受电流：20kA、25kA、31.5kA、40kA
额定峰值耐受电流：50kA、63kA、80kA、100kA
额定短路开断电流：20kA、25kA、31.5kA、40kA
2.尺寸与重量参考
类型 |
宽(mm) |
深(mm) |
高(mm) |
重量(kg) |
固定式开关柜 |
800-1000 |
1500-1800 |
2200-2300 |
600-800 |
移开式开关柜 |
800-1000 |
1500-1800 |
2200-2300 |
800-1200 |
气体绝缘开关柜 |
600-800 |
1200-1500 |
2000-2200 |
500-700 |
3. 选型原则
?根据负荷性质选择相应的开关柜类型
?考虑安装场所的空间限制
?预留适当的扩展容量
?满足操作和维护的要求
?符合环保和节能要求
三、 低压配电柜 分类
1. 按功能分类
类型 |
特点 |
适用场所 |
进线柜 |
主电源接入，配备大容量断路器 |
变电所主进线 |
出线柜 |
配电出线，配备出线断路器 |
各分配电回路 |
补偿柜 |
无功补偿，提高功率因数 |
需要补偿的场所 |
联络柜 |
双电源联络，提高供电可靠性 |
双电源系统 |
2. 按结构分类
类型 |
特点 |
适用场所 |
固定式 |
封闭结构，固定安装部件（如固定式断路器），需工具拆卸 ； 成本低，维护不便 |
小型配电系统 |
抽屉式 |
封闭结构，主电路带电时可取出或安装功能单元 ； 维护方便，可靠性高 |
中大型配电系统 |
插入式 |
介于固定式和抽屉式之间 ； 带有可移出部件，能安全断开或连接主电路，各回路独立 ； 在主电路带电(但主开关处于分断状态)下，可将功能单元取出或安装 |
中等规模配电系统 |
型号特点 |
GGD：固定安装，回路与母线间无分隔 GCK：抽出式，主母线置于柜顶，各回路独立 GCS：抽出式，主母线后置，采用20mm模数，最小1/2抽屉 MNS：抽出式，采用25mm模数，最小1/4抽屉 |
|
抽屉式 柜模数与尺寸示例 |
模数 布置方式 8E/4=200 ： 4个抽屉（高度150/200） 8E/2=200 ： 2个抽屉（高度300/200） 8E=200 ： 1个抽屉（高度600/200） 16E=400 ： 1个抽屉（高度600/400） 24E=600 ： 1个抽屉（高度600/600） |
|
3.几种抽屉图示
四、 低压配电柜主要技术参数
1. 塑壳断路器（MCCB）技术参数
项目 |
参数范围 |
壳架等级电流I??(A) |
160,250,400,630 |
脱扣器额定电流I?(A) |
16–100,40–160,40–250,320–630 |
热磁脱扣整定电流 |
按实际产品调整范围 |
电子脱扣整定电流 |
0.4–1 I?可调（按产品实际取值） |
脱扣器电流可选值 |
16,20,25,32,40,50,63,80,100,125,160,200,250,320,400,630 |
示例： 某 塑壳断路器（100–630A），配备电子脱扣器，支持过载长延时保护（反时限特性），可通过旋钮或按键微调。
2. 空气断路器（ACB）技术参数
项目 |
参数说明 |
壳架额定电流(A) |
1600,2500,4000,6300 |
额定短时耐受电流I?w(kA) |
I?<2500A：12I?或5kA取较大值； I?≥2500A：30kA |
|
|
选择性类别 |
A类：所有其他断路器； B类：具有短时耐受电流能力及相应短延时功能的断路器 |
注： 依据《低压开关设备和控制设备第2部分：断路器》GB/T 14048.2-2020。
3. 低压柜、直流屏参考尺寸及重量
柜体名称 |
类型/容量范围 |
宽(mm) |
深(mm) |
高(mm) |
重量(kg) |
进线柜 |
2500 kVA变压器 |
1200 |
1000–1200 |
2200/2300 |
约650/台 |
1250–2000 kVA变压器 |
1000 |
1000 |
2200/2300 |
||
<1000 kVA变压器 |
800 |
1000 |
2200/2300 |
||
无功补偿柜 |
300–375 kvar |
1000 |
1000 |
2200/2300 |
|
180–240 kvar |
800 |
1000 |
2200/2300 |
||
<120 kvar |
800 |
1000 |
2200/2300 |
||
馈出柜 |
— |
600–1000 |
1000 |
2200/2300 |
|
联络柜 |
<2500A |
800 |
1000 |
2200/2300 |
|
3200A |
1000 |
1000 |
2200/2300 |
||
4000A |
1000~1200 |
1000 |
2200/2300 |
||
5000A |
1000~1200 |
1000 |
2200/2300 |
||
ATSE柜 |
≤630 A |
600 |
1000 |
2200/2300 |
加 10–80 |
800–1250 A |
800 |
1000 |
2200/2300 |
加 80–250 |
|
1600–2500 A |
1000 |
1000 |
2200/2300 |
加 250–500 |
|
3200 A |
1000–1200 |
1000 |
2200/2300 |
加 500–600 |
|
4000 A
|
1200 |
1000–1200 |
2200/2300 |
加 600 |
|
直流屏 |
38–100 Ah |
800 |
600 |
2260 |
200–400 |
注：数据基于19DX101-1《建筑电气常用数据》调整，并补充变压器及主母线规格。
3. 选型原则
?根据负荷计算确定额定参数
?考虑短路容量要求
?预留适当的扩展空间
?满足操作和维护的要求
?符合节能和环保要求
4.保护与控制设备选型
五、 继电保护装置
1. 高压保护配置
保护类型 |
适用范围 |
设置要求 |
过电流保护 |
所有回路 |
按负荷电流整定 |
速断保护 |
重要回路 |
按短路电流整定 |
过负荷保护 |
变压器回路 |
按变压器容量整定 |
差动保护 |
重要变压器 |
灵敏度高，可靠性好 |
2. 低压保护配置
保护类型 |
适用范围 |
设置要求 |
过载保护 |
所有回路 |
按电缆载流量整定 |
短路保护 |
所有回路 |
按短路电流整定 |
接地保护 |
重要回路 |
灵敏度要求高 |
欠电压保护 |
重要负荷 |
按工艺要求整定 |
六、 测量与计量设备
1. 电流互感器选型
参数 |
要求 |
备注 |
变比 |
按负荷电流选择 |
留适当裕量 |
精度 |
测量0.5级，保护5P/10P级 |
按用途选择 |
容量 |
满足二次负荷要求 |
考虑线路损耗 |
2. 电压互感器选型
参数 |
要求 |
备注 |
变比 |
按系统电压选择 |
标准变比 |
精度 |
测量0.5级，保护3P级 |
按用途选择 |
容量 |
满足二次负荷要求 |
考虑线路损耗 |
七、 无功补偿与滤波装置
1. 无功补偿装置选型
1.1 补偿容量计算
Qc=P×(tanφ1-tanφ2)
其中：Qc-所需补偿容量(kvar)，P-有功功率(kW)，φ1-补偿前功率因数角，φ2-补偿后功率因数角
1.2配置原则
分级投切，级数不少于6级 ； 单组容量不宜过大 ； 考虑谐波影响 ； 预留适当扩展容量 。
2. 有源滤波装置选型
2.1容量计算
Iaf=√(∑(Ih2))×K
其中：Iaf-有源滤波器额定电流(A)，Ih-各次谐波电流有效值(A)，K-安全系数，取1.2-1.5
2.2配置原则
安装在谐波源附近 ； 容量按谐波电流选择 ； 考虑同时系数 ； 预留适当扩展容量 。
八、 操作电源系统
1. 直流电源系统
1.1蓄电池容量选择
系统电压 |
2-4台变压器 |
6-8台变压器 |
备注 |
110V |
65Ah |
100Ah |
事故时间1h |
220V |
38Ah |
65Ah |
事故时间1h |
1.2充电装置选择
操动机构电源类型 |
操动机构类型 |
操作电源类型与参数 |
直流电源 |
弹簧储能操动机构 |
DC 110V阀控式密封铅酸蓄电池组 |
永磁、电磁操动机构 |
DC 220V阀控式密封铅酸蓄电池组 |
注： 额定电流：满足蓄电池充电要求 ； 稳压精度：±1% ； 稳流精度：±2% ； 纹波系数：≤1% 。
2. 交流不间断电源
2.1 UPS容量选择
S=K×∑Pi/(η×cosφ)
其中：S-UPS容量(kVA)，Pi-各负荷功率(kW)，η-负荷效率，cosφ-负荷功率因数，K-同时系数，取1.2-1.5
2.2配置要求
操动机构电源类型 |
操动机构类型 |
操作电源类型与参数 |
交流电源 |
弹簧储能交流操动机构 |
电压互感器 |
带低电压保护的交流操动机构 |
电压互感器+在线式不间断电源装置（UPS） |
注： 后备时间不少于30分钟 ； 在线式运行方式 ； 具有旁路功能 ； 满足谐波要求 。
九、 安装与验收
1. 环境条件
环境温度：-5℃～+40℃ ； 相对湿度：日平均≤95%，月平均≤90% ； 海拔高度：≤1000m（超过时需降容使用） ； 安装场所无剧烈振动
2. 安装间距
类型 |
正面 |
背面 |
侧面 |
高压柜
|
≥1.5m |
≥1.0m |
≥1.0m |
低压柜 |
≥1.2m |
≥0.8m |
≥0.8m |
3. 外观检查
柜体无变形，表面处理完好 ； 元器件安装牢固，标识清晰 ； 母线连接可靠，相序正确 ； 接地系统完整可靠 。
4. 电气试验
绝缘电阻测试，工频耐压试验，回路电阻测试，保护装置调试，联锁功能验证 。
5. 运行监视
设备运行状态，仪表指示值，保护装置状态，环境条件，过负荷运行，事故后检查，恶劣天气后检查 。
6. 维护保养
检修周期
设备类型 |
小修 |
大修 |
高压开关柜 |
1年 |
5年 |
低压配电柜 |
2年 |
8年 |
保护装置 |
1年 |
6年 |
注： 每年进行一次全面维护，清洁设备内外，检查连接紧固情况，测试保护功能 。
十、主要 计算公式
1. 短路电流计算
Isc=U/(√3×Z)
其中：Isc-短路电流(kA)，U-系统电压(kV)，Z-系统阻抗(Ω)
2. 电压降计算
ΔU=√3×I×L×(Rcosφ+Xsinφ)
其中：ΔU-电压降(V)，I-负荷电流( A)，L-线路长度(km)，R-单位电阻(Ω/km)
X-单位电抗(Ω/km) 。
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