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MNS型低压开关柜在电厂项目中的应用

发表时间：2020/3/3 来源：《电力设备》2019年第20期作者：杨学桀单丛孙颖王斌

[导读] 摘要：随着电厂建设步伐的加快，对低压开关柜的应用也提出了更高的要求。然而以往低压开关柜应用下，很难保证低压供配电系统可靠运行，影响电厂较多项目的开展。

        (华电青岛发电有限公司山东青岛 266000)
        摘要：随着电厂建设步伐的加快，对低压开关柜的应用也提出了更高的要求。然而以往低压开关柜应用下，很难保证低压供配电系统可靠运行，影响电厂较多项目的开展。通过实践研究发现，将MNS型低压开关柜引入，可以起到很明显的效果。现代变电设备之中主要采用的便是MNS型抽屉式低压开关柜，在实际使用过程之中，其往往自身会出现较多故障，故障的发生很大程度上制约了现代变电运行的良好效果。
        关键词：MNS型低压开关柜电厂项目
        作为低压配电系统最主要的成套设备, 低压开关柜在电力系统中发挥着非常重要的作用。低压开关柜的结构形式主要有两种，一种是固定式，一种是抽出式。其中，抽出式低压开关柜应用广泛，本文主要以其作为重点进行分析，只有了解其特性，分析其结构设计，才能更好的使低压开关柜发挥出其应有的作用，从而保证电厂工作的稳定性。低压开关柜设备在作用上集中表现为分配、转换、测量、保护与控制电能等方面。尽管近年来部分电厂项目开展中，引入较多抽屉式低压柜，很难为配电系统的可靠性运行提供保障。在电厂项目中MNS型低压开关柜的应用研究，具有十分重要的意义。
        一、MNS性低压开关柜应用电厂项目的相关要求
        关于MNS型低压开关柜，结构上以封闭式为主，安装中需要与地面保持垂直，且采用间隔布置各组件的方式。将该类型开关柜引入电厂项目中，其要求主要包括：第一，防护等级控制。由于大多电厂项目开展中，本身面临湿度、温度以及粉尘浓度过高等情况，容易对开关柜产生不利影响。因此，开关柜应用中，要求以IP40作为最低PC防护等，且注意在汽机房、锅炉房等环境较为恶劣的场所，要求保持IP54的MCC防护等级。其中防护等级的控制，并非越高越好，其很可能因柜内温度较高，使所有元件在流通能力上受到影响，因此IP等级可结合实际情况进行设定。第二，供电连续性。为使低压柜应用下实现连续供电，要求在组装抽屉单元中做到灵活，使同类型抽屉可进行互换，确保更换或检修中利用备用抽屉替换，便可实现连续供电目标。第三，分割要求。如MCC柜，可考虑以电缆隔室、功能单元室以及水平主母线室为主。为达到安全保护要求，应注意将阻燃型功能隔板置于电气室、主母线室之间，避免出现短路等事故。此外，MNS开关柜应用下，对进线、出现以及接地等要求也较为严格，如在接地形式上，可根据低压电力系统接地形式对开关柜接地形式进行确定。
        二、主要元件的配置原则
        低压开关柜内一般包括低压一次设备（如短路器、熔断器、接触器、热继电器等）和二次测量、保护元件。
        1.低压断路器。低压断路器又称为自动开关，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载和短路保护的电器。低压断路器的分类方式很多，按灭弧介质分，有空气式和真空式。按结构可分为框架式断路器和塑壳式断路器。按用途来分，一般可分为电动机保护断路器和配电断路器等。由于低压断路器的选择直接关系到电网、设备和人身安全，因此在低压配电系统中如何对断路器进行选型值得设计人员关注。在发电厂内，低压配电系统一般有三种类型的负载，一种是配电线路负载，一种是电动机负载，一种是照明、暖通等类似家用保护型负载。与此相对应的便有配电保护型、电动机保护型和照明、类似家用保护型断路器。配电线路中的断路器可以选择只有短演示及过载长延时保护功能的非选择型断路器。但需要注意的是，在系统末端线路直接连接用电设备的情况下，需要选择有短路瞬时保护功能的断路器，以便在短路或接地故障发生时，快速切断电路。对于电机负载，保护电器应选择电动机型断路器。这类断时器一般选择具有针对电动机负载特性的过载长延时和瞬时着两种保护性能。

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电动机保护断路器有两种不同的使用方式，一种是将断路器与其他电器串联后控制电动机，即断路器，马达保护器只作短路脱扣，电机过载用，正常的操作则由接触器等执行元件承担，低压开关柜内一般采用这种方式，另一种是断路器不再与其他开关电器串联，而是通过自身的合闸与分闸起保护作用，这种情况需要考虑操作条件和寿命，不适于频繁操作。断路器的整定原则也是很重要的，这个可根据断路器厂家提供的材料，对个电流值进行合理整定，选择断路器时，断路器还应满足短路条件下的动稳定和热稳定的要求，其目的是用于断开短路电流时，满足短路条件下的通断能力。同时也应注意对其灵敏度的校验。
        2.电流互感器配置。电流互感器的设置通常需要考虑是否能够与保护装置、测量装置要求相适应，一般将其置于电动机回路或母联断路器回路中，可起到一定的保护作用。由于低压配电系统采用的三相五线、三相四线制等方式，其电流也会表现出不平衡状态。这样在电流互感器配置中，可考虑两个互感器为主。选型中根据一次回路符合电流、额定电压等，确保电流互感器应用下能够满足配电系统运行要求。
        3.开关柜电源进线端设备。开关柜进线除了配有进线断路器和电流互感器外，一般在进线断路器前端配置了浪涌保护器，用于母线上有过电压时快速对地放电，实现对母线的保护。同时串联一个熔断器隔离开关，其作用是，当涌浪保护器损坏时，及时切断地回路，对涌浪保护器进行安全的拆卸和更换。同时一般工作和备用段母线都装有一组电压互感器，电压互感器是按照比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压，用于同步，测量仪表和保护装置，电压互感器上串联一个熔断器，也是便于隔离检修。
        三、MNS型低压开关柜应用中的问题与改进措施
        MNS型低压开关柜应用下，尽管对电厂项目的开展可起到突出作用，但其中存在较多普遍性问题，如电缆材料的应用、电缆截面选择、断路器选型以及配电室中低压开关柜的布置等，都可能影响低压开关柜的应用效果。以配电室中低压开关柜的布置为例，部分电厂往往存在开关屏后通道出口数量、通道宽度等与实际设计规范脱离，或在整体接线图上无法与平面布置图相适应。对于这些问题，实际改进中，首先要求开关柜厂家在设计中做好优化工作，如在零件通用性上进一步提高，优化设计结构等。而电气设计人员，也需要注意优化接线形式，如在配电系统中间处设置分段联络柜、进线柜，其目的在于母线电流降低，且有利于系统扩展。除此之外，电厂项目中MNS型低压开关柜的应用，也要求电厂人员对其基本原理充分掌握，这时做好开关柜检修工作，做到及时发现问题、及时处理，这样可保证低压开关柜的可靠运行，使电厂项目的开展得到保障。
        四、总结
        在现代的配电设备系统之中，MNS型低压开关柜是较为重要的设备。所以针对其故障进行分析，保证故障可以有效排除，这针对现代配电系统有着较为明确积极作用。电厂项目中MNS型低压开关柜的应用，是项目顺利开展的关键性保障。我们还需要进行不断的探究，来使MNS型低压开关柜在电厂项目中更好的应用。
        参考文献：
        [1] 李婷婷,张海波.MNS型低压开关柜在电厂项目中的应用[J].湖北电力,2014,38(06):54-58.
        [2] MNS型低压配电柜实训项目开发及应用[J]. 邢雪梅. 工业控制计算机. 2017(07)
        [3] MNS低压电气柜与其他低压电气柜的优势比较[J]. 夏帅. 山西科技. 2014(05)
        [4] 杨舒婷,汪洋.MNS型低压开关柜在电厂项目中的应用[J].中国科技投资,2016,(19):159-159.