高压开关柜基本知识Word下载.docx
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漆色
母线安装相互位置
垂直布置
前后布置
水平布置
L1相
黄
上
远
左
L2相
绿
中
L3相
红
下
近
右
2.开关柜的主要特点
⑴.有一、二次方案,这是开关柜具体的功能标志,包括电能汇集、分配、计量和保护功能电气线路。
一个开关柜有一个确定的主回路(一次回路)方案和一个辅助回路(二次回路)方案,当一个开关柜的主方案不能实现时可以用几个单元方案来组合而成。
⑵.开关柜具有一定的操作程序,机械或电气的联锁保证操作程序的正确。
实践证明:
无“五防”功能或“五防功能不全”是造成电力事故的主要原因。
⑶.具有接地的金属外壳,其外壳有支承和防护作用.因此要求它应具有足够的机械强度和刚度,保证装置的稳固性,当柜内产生故障时,不会出现变形,折断等外部效应。
同时也可以防止人体接近带电部分和触及运动部件,防止外界因素对内部设施的影响;
以及防止设备受到意外的冲击。
⑷.具有抑制内部故障的功能,“内部故障”是指开关柜内部电弧短路引起的故障,一旦发生内部故障,要求把电弧故障限制在隔室以内。
⑸.泄压装置:
金属封闭式开关柜都有泄压装置,如:
手车室、母线室、电缆室,当断路器或主母线、电缆室内发生内部故障电弧时,伴随电弧的出现,开关柜内部气压上升,达到一定的压力时,泄压装置的压力释放金属板将自动打开,释放压力和排泄气体,以确保操作人员和开关柜安全。
3.高压开关柜正常使用条件
⑴.环境温度:
周围空气温度不超过40℃(上限),一般地区为-5℃(下限),严寒地区可以为-15℃。
环境温度过高,金属的导电率会减低,电阻增加,表面氧化作用加剧;
另一方面,过高的温度,也会使柜内的绝缘件的寿命大大缩短,绝缘强度下降.反之,环境温度过低,在绝缘件中会产生内应力,最终会导致绝缘件的破坏。
⑵.海拔高度:
1000米.对于安装在海拔高于1000米处的设备,外绝缘的绝缘水平应将所要求的绝缘耐受电压乘以修正系数Ka[ka=1÷
(1.1-H×
10-4)]来决定。
由于高海拔地区空气稀薄,电器的外绝缘易击穿,所以采用加强绝缘型电器,加大空气绝缘距离,或在开关柜内增加绝缘防护措施。
⑶.环境湿度:
日平均值不大于95%,月平均值不大于90%.
⑷.地震烈度:
不超过8度。
⑸.其它条件:
没有火灾、爆炸危险、严重污染、化学腐蚀及剧烈振动的场所。
二、高压开关柜组成及分类
1.开关柜的组成
开关柜应满足GB3906-2006《3-35kV交流金属封闭开关设备》标准的有关要求,具有架空进出线、电缆进出线、母线联络等功能。
柜体由壳体、电器元件(包括绝缘件)、各种机构、二次端子及连线等组成。
⑴.柜体的材料
a.冷扎钢板或角钢(用于焊接柜)b.敷铝锌钢板或镀锌钢板(用于组装柜)
c.不锈钢板(不导磁性)d.铝板((不导磁性)
⑵.柜体的功能单元
a.主母线室(一般主母线布置按“品”字形或“1”字形两种结构
b.断路器室c.电缆室
d.继电器和仪表室e.柜顶小母线室
f.二次端子室
⑶.柜内电器元件
a.柜内常用一次电器元件(主回路设备)常见的有如下设备:
◆.电流互感器简称CT[如:
LZZBJ9-10]
◆.电压互感器简称PT[如:
JDZJ-10]
◆.接地开关[如:
JN15-12]
◆.避雷器(阻容吸收器)[如:
HY5WS单相型;
TBP、JBP组合型]
◆.隔离开关[如:
GN19-12、GN30-12、GN25-12]
◆.高压断路器[如:
少油型(SN6-10)、真空型(VS1-12)、SF6型(LN2-10)]
◆.高压接触器[如:
JCZ3-10D/400A型]
◆.高压熔断器[如:
RN2-12、XRNP-12、XRNT-12]
◆.变压器[如:
SC(B)10-10/0.4系列干变、S11-10/0.4系列油变]
◆.高压带电显示器[GSN-10Q型]
◆.绝缘件[如:
穿墙套管、触头盒、绝缘子、绝缘热缩(冷缩)护套]
◆.主母线和分支母线m.高压电抗器[如串联型:
CKSC和起动电机型:
QKSG]
◆.负荷开关[如:
FN11-12、FZN23-12],高压单相并联电容器[如:
BFM12-30-1]等等
b.柜内常用的主要二次元件(又称二次设备或辅助设备,是指对一次设备进行监察、控制、测量、调整和保护的电器元件),常见的有如下设备:
◆.继电器◆.电度表◆.电流表◆.电压表
◆.功率表◆.功率因数表◆.频率表◆.熔断器
◆.空气开关◆.转换开关◆.信号灯◆.电阻
◆.按钮◆.微机综合保护装置等等。
2、高压开关柜分类
⑴.按断路器安装方式分为移开式(手车式)和固定式
a.移开式或手车式(用Y表示):
表示柜内的主要电器元件(如:
断路器)是安装在可抽出的手车上的,由于手车柜有很好的互换性,因此可以大大提高供电的可靠性,常用的手车类型有:
隔离手车、计量手车、断路器手车、PT手车、电容器手车和所用变手车等,如KYN28A-12。
b.固定式(用G表示):
表示柜内所有的电器元件(如:
断路器或负荷开关等)均为固定式安装,固定式开关柜较为简单经济,如XGN2-10、GG-1A等。
⑵.按安装地点分为户内和户外
a.用于户内(用N表示);
表示只能在户内安装使用,如:
KYN28A-12等开关柜;
b.用于户外(用W表示);
表示可以在户外安装使用,如:
GFW-10等开关柜。
⑶.按柜体结构可分为金属封闭铠装式开关柜、金属封闭间隔式开关柜﹑金属封闭箱式开关柜和敞开式开关柜四大类
a.金属封闭铠装式开关柜(用字母K来表示)主要组成部件(例如:
断路器、互感器、母线等)分别装在接地的用金属隔板隔开的隔室中的金属封闭开关设备。
如KYN28A-12型高压开关柜。
b.金属封闭间隔式开关柜(用字母J来表示)与铠装式金属封闭开关设备相似,其主要电器元件也分别装于单独的隔室内,但具有一个或多个符合一定防护等级的非金属隔板。
如JYN2-12型高压开关柜。
c.金属封闭箱式开关柜(用字母X来表示)开关柜外壳为金属封闭式的开关设备。
如XGN2-12型高压开关柜。
d.敞开式开关柜,无防护等级要求,外壳有部分是敞开的开关设备。
如GG-1A(F)型高压开关柜
⑷.关于产品的分类
?
?
根据GB3906-2006,产品的分类不再根据产品的结构,而是根据产品所提供的运行连续性将产品分类为LSC2B级、LSC2A级、LSC1级。
其中LSC2B级提供的运行连续性最高,LSC2A级提供的运行连续性次之,LSC1级最低。
LSC:
LSC代表当有一个打开的主回路隔室时的运行连续性丧失水平,也就是母线/电缆隔室保持带电的程度。
LSC1:
1表示除打开功能单元的开关装置隔室外*,其它隔室均不能连续运行。
LSC2:
2表示除打开功能单元的开关装置隔室外*,其它所有功能单元都能连续运行。
LSC2A:
A表示打开功能单元的开关装置隔室,该功能单元的其余隔室中至少有一个隔室可以连续运行。
a)每两个功能单元间有一块隔板;
b)最少两个隔室,且每个功能单元最少一个断点。
LSC2B:
B表示打开功能单元的开关装置隔室,该功能单元的其他隔室可以连续运行。
b)最少三个隔室,且每个功能单元最少两个断点。
LSC1-PM:
PM表示隔板和活门是金属的。
LSC2B-PI:
PI表示至少一个隔板或活门是非金属的。
*如果打开的是单母线系统中的母线隔室,则该段母线上的所有功能单元的隔室可打开。
⑸.关于隔室的分类
根据设备隔室可触及的程度,将设备的隔室分为联锁控制的可触及隔室、基于程序的可触及隔室、基于工具的可触及隔室和不可触及隔室;
联锁控制的可触及隔室、基于程序的可触及隔室是需要打开进行日常操作和维护的隔室,打开这两个隔室不需要工具,联锁控制的可触及隔室是通过产品设计上的联锁控制来打开的;
基于程序的可触及隔室需要专用程序和锁才能打开的隔室,这里的程序可以是联锁,也可以是设备的操作规程;
基于工具的可触及隔室在正常操作和维护时不需要打开,若需要打开,则需要专用程序和工具,此处的程序与上述的程序一样,也可以是联锁,也可以是设备的操作规程,工具可以是包括锁在内的所有工具。
不可触及隔室是用户不可以打开的隔室。
如果打开,就不能保证该隔室的完整性。
⑹.关于隔板的分类
根据隔板和/或活门全是金属的还是有非金属的,将产品的隔板分为PM级和PI级。
实际上,开关设备和控制设备运行连续性丧失恰当的分类是:
LSC1、LSC1-PM、LSC1-PI、LSC2A-PM、LSC2A-PI、LSC2B-PM、LSC2B-PI。
详细内容和示例见上表。
三、常见高压开关柜产品
1.产品KYN28A-12
KYN28A-12型户内金属铠装抽出式开关设备主要用于发电厂、工矿企事业配电以及电力系统的二次变电站的受电、送电及大型电动机的起动等。
实行控制、保护、实时监控和测量之用。
有完善的五防功能,配用VS1(ZN63A-12)真空断路器,也可配由ABB公司生产的VD4真空断路器、由上海富士电机开关有限分司生产的HS型(ZN82-12)真空断路器、中外合资厦门华电开关有限分司生产的VEP型(ZN96-12)真空断路器,目前在12KV市场上使用量很大。
⑴.型号含义
KYN28A–12-□---□
环境特征号
一次方案号
额定电压
设计序号
户内
移开式
铠装柜
⑵.柜体外形尺寸
a.标准架空进出线方案
b.电缆进出线方案
◆.电缆进出线及联络柜标准方案:
宽800(1000)×
深1500×
高2300
◆.架空进出线标准方案:
深1660×
高2300
注:
1.KYN28A柜柜宽为800的相间距为210mm;
柜宽为1000的相间距为275mm;
⑶.KYN28A结构外形
⑷.KYN28A外形图
⑸.开关柜基本参数
表3-1
项目
单位
数据
kV
12
1min工频耐受电压(额定绝缘水平)
42(相对地及相间)
48(隔离断口)
雷电冲击耐受电压(额定绝缘水平)
75(相对地及相间)
85(隔离断口)
额定频率
Hz
50
主母线额定电流
A
63012501600200025003150
分支母线额定电流
额定短时耐受电流(4S)
kA
16202531.540
额定峰值耐受电流
40506380100
外壳为IP4X,隔室间和门打开时为IP2X
⑹.五防联锁简介
a.当手车在柜体的工作位置合闸后,手车被底盘车内部的闭锁电磁铁锁定,而不会被拉动.以防止带负荷误拉断路器手车。
b.当接地开关处在合闸位置时,接地开关主轴联锁机构中的推杆被推入柜中的手车导轨上,于是所配断路器手车不能被推进到工作位置。
c.断路器手车在工作位置合闸后,出线侧带电,此时接地开关不能合闸.接地开关主轴联锁机构中的推杆被阻止,其操作手柄无法操作接地开关主轴.
d.对于电缆进线柜;
母线分段柜和所用变方案,由于进线电缆侧带电,下门上装电磁锁,来确保在电缆侧带电时不能进入电缆室;
e.通过安装在面板上的防误型转换开关(带红绿牌),可以防止误分误合断路器.
⑺.操作程序
a.送电操作
先装好后封板,再关好前下门-------操作接地开关主轴并且使之分闸-------用转运车(平台车)将手车(处于分闸状态)推入柜内(试验位置)--------把二次插头插到静插座上---------(试验位置指示器亮)---------(关好前中门)----------用手柄将手车从试验位置(分闸状态)推入到工作位置---------(工作位置指示器亮,试验位置指示器灭)---------合闸断路器.
b.停电(检修)操作
将断路器分闸-----------用手柄将手车从工作位置(分闸状态)退出到试验位置-------(工作位置指示器灭,试验位置指示器亮)-------打开前中门--------把二次插头拔出静插座----------(试验位置指示器灭)----------用转运车将手车(处于分闸状态)退出柜外-----------操作接地开关主轴并且使之合闸--------------打开后封板和前下门.
★注意:
下避雷器手车和中(下)PT手车可以在母线运行时直接拉出柜外.
2.产品XGN□-12
XGN□-12箱型固定式金属封闭开关设备,是用于3~10kV三相交流50Hz作为单母线和单母线分段系统接受与分配电能的装置,特别适用于频繁操作的场所。
主要用于发电厂、工矿企事业配电以及电力系统的二次变电站的受电,送电及大型电动机的起动等.实行控制、保护、实时监控和测量。
柜体为全组装式结构,有完善的五防功能,配用固定式ZN63A-12(VS1)真空断路器或ABB公司生产的固定式VD4真空断路器。
上隔离用GN38-12型,下隔离用GN19-12型,接地开关用JN15-12。
⑴.产品型号的含义
XGN□–12--□--□
环境特征
额定短路开断电流
额定电压
设计序号
户内用
固定式
箱型
⑵.开关柜基本参数
表3-2
项目
单位
数据
系统的标称电压
3,6,10
设备额定电压
3.6,7.2,12
额定绝缘
水平
1min工频耐受电压
(有效值)
42(相间及对地)
雷电冲击耐受电压
(峰值)
75(相间及对地)
最大额定电流
1000
额定短路开断电流
16,20,25,31.5
额定短路关合电流
40,50,63,80
额定短时耐受电流(4S有效值)
IP4X,门打时为IP3X
⑶.配用隔离开关(GN38-12)的基本参数
.
GN38-12/630-25
GN38-12/1250-31.5
开关柜额定电压
(额定绝缘水平)
额定电流
630
1250
63
80
25
31.5
⑷.开关柜外形尺寸
电缆进出线及其联络柜标准方案:
宽800×
深1000×
高2200.(1700、1950)
柜深不包括前门及后封板尺寸,相间距离为210
⑸.内部结构图
⑹.外形图
⑺.产品特点
a.开关设备的外壳选用进口敷铝锌板采取多重折边工艺制作而成,具有很强的抗腐蚀性和抗氧化性,外形美观。
b.柜体采用组装式结构,用高强度的螺栓联接而成,整个柜体精度高、机械强度好;
仪表室、母线室单独设计,可缩短加工生产周期,便于组织生产。
c.开关柜内元器件布置紧凑,柜体外形尺寸小,柜体内主开关可选用全绝缘的VS1型真空断路器,可实现少(免)维护。
d.开关设备的联锁简洁、完备,灵活好,安全可靠性高,完全满足了“五防”的要求。
e.开关柜外壳防护等级为IP4X,柜门打开时为IP3X,带电体对地距离不小于125mm;
f.下隔离开关、接地开关布置灵活,柜体可以靠墙安装,进行正面维护;
也可以离墙安装,进行双面维护。
g.操作程序
◆.送电操作:
关好下门---操作接地开关分闸---操作隔离开关合闸,---断路器合闸.
◆.停电操作:
断路器分闸---操作隔离开关分闸,操作接地开关合闸---打开下门.
3.产品XGN2-12(Z)
XGN2-12(Z)固定式高压开关柜(简称开关柜)(图3-4外形图)适用于3~10kV三相交流50Hz系统中作为接受与分配电能之用,并具有对电路进行控制、保护和检测等功能。
特别适用于频繁操作的场所,其母线系统为单母线,并可派生出单母线带旁路和双母线结构。
经过多年的改进完善,产品最大额定电流可做到4000A;
可在海拔4000m以下正常运行。
本开关柜既可采用ZN28A-12分体式真空断路器,还可配用ZN28D-12、VS1-12、ZN12-12、ZN65-12等整体式真空断路器;
隔离开关主要采用旋转式GN30-12(D),大电流柜也可采用GN25-12,GN22-12等隔离开关。
由于该产品电流等级大,母线结构多样,所以在变电站得到广泛应用。
⑴.产品型号含义
XGN2–12Z/□--□
一次方案号
真空断路器
设计序号
户内用
箱式
⑵.基本参数
表3-3
序号
名称
技术参数
1
2
630;
1000;
1250;
1600;
2000;
2500;
3150
3
630,1000
1000,2000
2500,3150
4
额定绝缘水平
1min工频耐压
相间及对地
42
断口间
48
雷电冲击耐压
75
85
5
20
40
6
额定短路关合电流(峰值)
100
7
8
4s额定短时耐受电流
9
额定短路电流开断次数
次
30
10
机械寿命
10000(20000-VS1)
11
二次回路1min工频耐压
外壳防护等级
13
母线系统
单母线、单母线带旁路、双母线
14
操作方式
电磁式、弹簧储能式
⑶.隔离开关
GN30-12(D)型的基本参数
表3-4
a.小电流柜电缆进出线及联络柜标准方案:
宽1100×
深1200×
高2650
b.小电流架空进出线柜标准方案:
深(1200+400)×
c.大电流柜电缆进出线及联络柜标准方案:
宽1200×
高2650。
d.大电流架空进出线柜标准方案:
深(1200+600)×
小电流柜的相间距为250mm;
大电流柜的相间距为275mm;
⑸.开关柜的结构
a.本开关柜为金属封闭箱型结构,柜体骨架由型钢和优质冷轧钢板焊接而成,柜内分为断路器室、主母线室、电缆室、继电器室,室与室之间用钢板隔开。
柜体也可为组装式结构。
b.断路器室在柜体中部,真空断路器下接线端子与电流互感器连接,电流互感器与下隔离开关的接线端子连接,真空断路器上接线端子与上隔离开关的接线端子连接。
c.母线室在柜体后上部,电缆室在柜体的后下部,电缆室内支持绝缘子设有监视装置,继电器室在柜体上部前方,顶部可装二次小母线。
d.满足“五防”要求,开关柜采用了相应的机械联锁,机械联锁的动作原理如下:
◆.停电操作(运行—检修)
开关柜处于工作位置,即上、下隔离开关、断路器处于合闸状态,前后门锁上,并处于带电运行之中,这时JS操作机构上的小手柄处于“工作”位置。
断路器分断——将小手柄扳到“分断闭锁”位置——将专用操作手柄插入JS操作机构上的隔离开关操作孔内——从上往下拉分隔离开关(如是馈线柜,则先分下隔离开关,后分上隔离开关)——将专用操作手柄插入JS操作机构上的接地开关操作孔内——从下往上推,合接地开关——将小手柄扳到“检修”位置——打开前门,取出钥匙——打开后门。
◆.送电操作(检修—运行)
后门关好锁定——钥匙取出后关好前门——小手柄从“检修”位置扳到“分断闭锁”位置——将专用操作手柄插入JS操作机构上的接地开关操作孔内——从上往下拉,分接地开关——将专用操作手柄插入JS操作机构上的隔离开关操作孔内——从下往上推,合隔离开关(如是馈线柜,则先合上隔离开关,后合下隔离开关)——将小手柄扳到“工作”位置——合断路器。
上、下隔离开关与断路器之间(出线柜方案)的闭锁
停电时,先分断路器,再分出线侧隔离开关(下),后分母线侧隔离开关(上),
送电时,先合母线侧隔离开关(上),后合出线侧隔离开关(下).再合断路器.
注意:
当一次主方案为进线柜方案时,则必须按如下步骤进行:
停电时,在断路器分闸后,先分母线侧隔离开关,之后再分进线侧隔离开关.反之在送电时,先合进线侧隔离开关,之后再合母线侧隔离开关.
⑹.开关柜配VS1真空断路器的方案图
1.JS操作机构2.母线室
3.GN30-12上隔离开关4.VS1真空断路器
5.LZZJ-12电流互感器6.GN30-12下隔离开关
⑺.开关柜外型图
⑻.产品特性
a.柜体结构为全组装式,整体强度好,外形美观。
b.柜体对断路器的适应能力强,可配柜的断路器有:
ZN63(VS1)、ZN65、ZVD4。
c.结构合理:
断路器室、母线室、电缆室、继
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