湖北电气成套厂介绍低压开关柜的主回路

不管是一个大型的发电厂或变电站还是一台开关柜，其电气部分都包括一次电路和二次电路两部分。所谓一次电路是指用来传输和分配电能的电路，它通过连接导体连接所需的各种一次设备而构成。一次电路又叫主电路、主回路、一次线路、主接线等。二次电路是指对一次设备进行控制、保护、测量和指示的电路。

成套开关设备中通常把电气部分分为主回路和辅助回路。根据有关标准的定义，主回路是指传送电能的所有导电回路，由一次电器元件连接而成。辅助回路是指除主回路外的所有控制、测量、信号和调节回路内的导电回路。

低压成套开关设备种类较多，用途各异，因此主回路类型很多，而且差别也较大。同一型号成套开关设备的主回路方案少则几十种，多则上百种。以下对低压开关柜的主回路方案进行归类介绍。

每种型号的低压开关柜，都由受电柜（进线柜）、计量柜、联络柜、双电源切换柜、馈电柜和电动机控制中心（MCC）、无功补偿柜等组成。例如，国内统一设计的GCK型开关柜 （电动机控制柜MCC）的主电路方案共40种，其中电源进线方案2种，母联方式1种，电动机可逆控制方案4种，不可逆控制方案13种，Y-△变换5种，变速控制3种，还有照明电路3种，馈电方案8种，以及无功补偿1种。

以下以GCS （MNS）抽岀式低压开关柜为例，湖北电气成套厂兆复安对低压开关柜的各种主回路进行归类介绍。

1.受电柜主回路

图2-23所示为几种受电柜的主回路，它们均采用抽屉式结构的万能式低压断路器（AH系列或进口 F系列、M系列）作为控制和保护电器；电流互感器用于电流测量或电能计量。其中，图2-23a采用了高于柜顶的架空线路进线；图2-23b釆用位于柜顶下侧的母线排进线，既可以左边进线，也可以右边进线（见图中虚线）；图2-23c采用了电缆进线, 电缆终端接有一个零序电流互感器，作为电缆线路的单相接地保护。

2.馈电柜主回路

图2-24所示为几种馈电柜的主回路。主开关既可釆用断路器（抽屉式结构，见图2 - 24a、c）,也可体用刀熔开关（固定安装式，见图2 -24b）。它们均采用电缆出线，电缆终端接有一个零序电流互感器，作为电缆线路的单相接地保护。

3.双电源切换柜主电路

图2-25所示为双电源切换柜的主电路。双电源切换也叫双电源互投，为了提高低压配电系统的供电可靠性，一般使用两个电源，一个作为工作电源，另一个作为备用电源。当工作电源故障或停电检修时，投入备用电源。备用电源的投入根据负荷的重要性以及允许停电的时间，可采用手动投入或自动投入方式，对供电可靠性要求高的采用双电源自动互投。

图2-25a所示为手动投入方式的双电源切换柜主电路，右边为两个电源的进线，一个采用柜上部母线排进线，一个采用柜下部母线排进线，切换开关采用双投式刀开关。

图2-25b所示为自动投入方式的双电源切换柜主电路，两个电源均通过电缆引入到母 线排，切换开关采用接触器。自动投入方式必须要有相应的控制电路，控制接触器的自动接通。当工作电源出现故障时，该回路上的断路器跳闸，启动控制装置，自动将另一个电源上的开关合上。

4.母联柜主电路

当变电所低压母线采用单母线分段制时，必须采用开关来连接两段母线，使母线既可以分段运行，也可以将两段母线连接起来成为单母线运行。分段开关（母线联络开关，简称母联）在简单或要求不高的情况下可采用刀开关，如果要求设母线保护和备用电源自投，则用釆用低压断路器。图2-26a所示为釆用断路器的母联柜的主电路，断路器连接两段母线, 虚线表示这种开关柜还可以左联母线。

图2-26b所示为母线转接用的开关柜的主电路，它并非母联柜。这里将它画出是表达这样一层含意：不管是低压开关柜还是高压开关柜，它需要有各种各样的主回路方案供用户选择。并不是每台柜子中都有开关，如GCS型低压开关柜就里有只装限流电抗器的柜子或只装电压互感器的柜子。

5.低压成套开关设备中有专门用来作为电动机集中控制的MCC柜（电动机控制中心）。此外，各种型号的低压开关柜也有用于电动机控制的方案。

图2 - 27所示是两种方案的电动机不可逆控制柜的主电路。配电电器（刀熔开关或断路器）、控制电器（接触器）、保护电器（热继电器）全部装在抽屉结构中。接触器用于控制电动机的起动和停止，热继电器作为电动机的过载保护装置，短路保护则由刀熔开关或断路器完成。

6.电动机可逆控制主电路

电动机可逆控制就是控制电动机的正反转。对三相交流电动机，如果调换任意两相的接线，就会改变电动机运转的方向。图2-28所示是几种电动机可逆控制柜的主电路。每种电路中都有两台接触器，合上不同的接触器，电动机的运转方向就会改变。除零序电流互感器装在电缆终端头上外，其他所有的一次电器元件均装在抽屉部件中。配电电器可用断路器、刀熔开关或熔断器，它们都具有短路保护功能，有的还作电动机过载保护。

7.电动机Y-△起动控制电路

电动机Y-△起动控制电路有多种形式，如图2 - 29所示°除了配电开关和一次电器元 件的安装方式（抽屉结构式或固定安装）不同外，其主电路基本相同。

8.无功补偿柜

图2 - 30所示是电力电容器无功功率补偿柜的主电路，它们集中安装在变电所中，作为低压补偿。其中，图2-30a是主屏，带有自动投切装置；图2- 30b是辅屏，只能手动投切电容器。接触器作为电容器的投切开关，熔断器用于电容器的短路保护，避雷器用于抑制过电压。

以上介绍的只是低压开关柜主回路的单元电路。

实际上，一台低压开关柜往往有多个回路，尤其是抽出式低压开关柜，装容密度最大的一台柜子可能有三、 四十个电气主回路，如西门子的SIVACON低压开关柜，最多可以安装40个小容量的抽屉单元。