南华大学电气工程学院毕业设计（论文）
设备容量 视在 需要功率 有功功Pe 无功功率 功率 因数 tgφ 率 系数 Qc(kvar) Sc (kW) Pc(kW) cos φKx (kVA) 计算系数 计算功率 计算电流(A) Ijs 变压器负载率 变压器功率损耗 ?Pt=6.26kW ?Qc=31.3kvar 78.33% 3 低压配电系统
本部分主要依据《工业与民用配电设计手册》、《民用建筑电气设计手册》、《建筑电气设备选型》及厂家资料进行设计，并参考了大量其它资料。
3.1 低压系统的设计概况
低压配电系统的电压一般为380/220V，在我们的设计中指由变电室中低压变压器低压侧出线后到家庭用户中的低压用电设备这一段。
一般地，在做低压配电系统的设计时有这么几点需要注意：
(1) 对于重要的负荷要给予其稳定可靠的供电，为防止意外情况出现，在一级和二级负荷的供电当中要配备应急电源，本设计中就采用了EPS作为住宅楼中消防负荷的应急电源。
(2) 照明和动力一般适宜分别供电，并且设计施工时要注意线路在安全可靠的同时还有简便易于检修，为以后长远考虑。
(3)在设计中如果有外来的配电线路的话，不要忘记设置进线开关，且要安排在易于检修的地方。
(4)因为是住宅楼，居民家庭用电一般采用单相供电，这时在设计时要注意合理地分配使得三相的负荷平衡，即使由于情况限制无法做到完全平衡，也要确保中性线中的电流低于变压器低压侧额定电流的四分之一。
(5)在住宅楼正常的环境条件下，如果楼中的用电设备的容量大部分属于中小容量的，并且在没有特殊要求的情况下，树干式配电是比较适合采用的。对于高层
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建筑物，也适宜分区的树干式配电，当有比较重要的或者是相对集中的较大容量的负荷，那么就应该直接从低压配电室里引线到负荷，实现放射式配电。
(6)一些距离较近的次要的小容量设备，但是离变压器比较远时，链式配电是可以采纳的方案，并且每条回路上最好不要超过五台用电设备，容量也不宜太大，最好低于10kW。
(7)在低压电网中，如果采用接地形式为TN或者是TT的，在选择三相变压器接线方式时适合选用D,Yn11的方式。
3.2 低压开关柜
3.2.1 低压开关柜的分类
低压开关柜可用于电能的输送、分配和转换，并适用于建筑与工厂等行业。 低压开关柜的分类可以从结构形式上以及连接方式上分类。 从结构形式上分为固定式与抽出式：
(1)固定式：固定式开关柜是在柜体中稳定可靠地固定各个元器件，其有单列和排列，外形有立方体也有棱台体，立方体如屏式与箱式，棱台体如台式。
(2)抽出式：抽出式开关柜它的柜体是固定的，但是还包括像抽屉一样的可移动装置，里面装有电气元件等，这也就使得相同规格的抽屉可以互相交换。并且对抽出式开关柜的抽屉还有两个要求就是一抽屉要轻便，使得移位不会太困难，二是抽屉推进去后要能够可靠地定位。
抽出式柜较省地方，维护方便，出线回路多，但造价贵；而固定式的相对出线回路少，占地较多。如果客户提供的空间太少，做不了固定式的要改为做抽出式。 从连接方式上分为紧固件连接和焊接式连接，具体每种的优缺点见表3.1。
表3.1 低压开关柜的连接方式分类
连接方式 优点 缺点 可提前生产库存起来；容因对零件较高标准的精紧固件连接 易调节；构件的尺寸误差度要求使得其加工成本小；零件标准化；美观，要高于焊接式，并且不如工件可以预镀 焊接式牢固 第 13 页 共 64 页
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连接方式 优点 加工比较方便，并且牢固可靠 缺点 工件一般不可以预镀；误差较大；容易变形；比较难以调整；不够美观 焊接式 3.2.2 几种开关柜的比较
参考各厂家关于开关柜的资料，下面对国内较常用的几种型号的开关柜在一些方面进行比较。
(1)型号字母的不同含义见表3.2。
表3.2 开关柜型号含义的差别
开关柜名称GGD交流低压开关柜GCK交流低压开关柜GCS交流低压开关柜第一个字母G：低压配电柜G：结构为柜式G：封闭式开关柜第二个字母G：固定安装、固定接线C：抽出式C：抽出式第三个字母D：电力用柜K：控制中心S：森源电气系统MNS交流低压开关最初为ABB公司的产品，后ABB公司转让技术，国内也大量生产柜此型号
(2)结构形式上的不同，见表3.3。
表3.3 结构形式的差别 固定柜 抽屉柜 备注 GCS只能做单面的操作， 而MNS柜可做为双面操作柜； 几种抽屉柜的型号在某些厂家也有固定柜的形式，但一般用的还是抽屉柜 GGD GCK、GCS、MNS
(3)有关几种抽屉柜之间抽屉的差异见表3.4。
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表3.4 模数的差异 型号 GCK GCS MNS 模数（最小抽屉单元） 1模数 1/2模数 1/4模数 抽屉间隔安装方式 左右 旋转 联锁 (4)水平母线与垂直母线的差异见表3.5。
表3.5 母线差异 型号垂直母线水平母线二次最大安装回路数16GCS后出线与前左的抽组装在阻燃型塑料功屉单元、前右的电能板中更可靠缆出线室有隔板隔开后出线与前左的抽组装在阻燃型塑料功屉单元、前右的电能板中更可靠缆出线室有隔板隔开没有阻燃型塑料功能板，电缆出线可后出，也可做成右侧电缆室出线设在柜顶上MNS20GCK20 综合起来有：
(1)GGD作为固定柜，不仅在前期的安装是比较方便的，而且在后期的日程保养上面也是很方便，并且容量不小，有很好的动稳定性，很实用，应用也较广泛。但是这个型号的开关柜占用较大面积的地面资源，而且回路不是很多，不能实现单元与单元的灵活的互相组合，是它的缺点。
(2)GCK和前面的GGD一样同样有很好的动稳定性，结构设计上相当合理，回路比较多，防护上有很好的能力，因此安全可靠，并且后期的修理和维护是比较方便的，能够实现不同方案下单元与单元的灵活组合搭配，实用而且适用性广泛，还有很好的一点是不像GGD那样占地方，可以节约地面资源。但是GCK也有它的缺点，就是它的垂直母线没有配置相应的阻燃板，例如塑料功能板。
(3)GCS柜近些年来作为一个新近推出的型号在防护上和动热稳定性上有很好的能力，接通性能和分断性能都很强，抽屉之间的组合是很方便灵活的，有较强的实用性，安全可靠，总体的设计标准是较高的。当然GCS柜也有缺点那便是
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由于回路的输入和输出线路采用了插接的方式，因此有可能出现接触不良的时候。
（4）MNS柜先前是ABB的产品，后来国内厂家也相继仿制推出采用此技术的MNS系列。MNS柜的一个最大特点是采用模块化的设计，其中采用了一个参数e来代表25毫米，作为一个模数，这种设计方式使得其结构一方面非常紧凑，在空间有限的情况下，就可以尽量容纳更多的单元，另一方面使其获得更加良好的通用性，在组装起来是非常灵活的。除此之外，MNS的其它主要参数达到了国际的先进水准。然而拥有如此多有点的MNS柜也不得不面临一个价格昂贵的问题，这就限制了它的使用，对中小型用户来说有个不低的门槛，除价格因素外，它的一次插件不能特别可靠地固定，二次插件插在一起后它们相互接触的面积是比较小的，而垂直母线的隔离板也对柜子的散热造成了一定的阻碍。
3.2.4 开关柜选取与GCK开关柜参数
虽然说MNS的性能优越，但是价格是个不小的阻碍，本着经济可靠的原则，在满足我们衡阳某高层住宅楼需求的前提下，综合考虑各方面因素，本设计中的低压配电柜选取GCK系列。
GCK开关柜的参数见表3.6。
在本工程中，低压配电部分采用了7个GCK开关柜，分别编号AA1至AA7。其中：
AA1：电源进线柜，变电室的电压器的出线进入AA1； AA2：无功功率补偿柜；
AA3：6路出线分别为三栋楼的家庭用电出线和B楼的风机、消防电梯、消防照明与地面层照明出线；
AA4：包括A楼和C楼的风机、消防电梯，消防照明和地面层照明出线，以及B楼的消防控制中心与消防泵、生活泵出线；
AA5：EPS进线柜，包括机械电气联锁装置；
AA6：包括B楼的风机、消防电梯、消防照明与地面层照明、消防控制中心、消防泵与生活泵这5路出线及A楼的风机、消防电梯、消防照明与地面层照明3路，及C楼的风机出线一路；
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