成套开关设备技术及空气绝缘中压开关设备介绍.ppt
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乐发清乐发清2013年年11月月成套开关设备技术成套开关设备技术&空气绝缘中压开关设备介绍空气绝缘中压开关设备介绍电压等级的划分与送电能力电压等级的划分与送电能力典型中、高压线路的送电能力标称电压kV送电容量MW送电距离km60.11.2154100.2220635285020633.52010025110103015050低压:
低压:
220/380、380/660、1000(1140)V;中压:
中压:
3、6、10、20、35kV;高压:
高压:
66、110、220、330、500、750、1000kV。
开关柜基础知识定义开关柜基础知识定义正式名称:
金属封闭开关设备正式名称:
金属封闭开关设备结构形式:
一种组合电器,可以集断路器、负荷开关、接触器、隔离结构形式:
一种组合电器,可以集断路器、负荷开关、接触器、隔离开关、熔断器、互感器、避雷器等电器设备于金属外壳中。
开关、熔断器、互感器、避雷器等电器设备于金属外壳中。
开关柜的分类:
开关柜的分类:
1.1.按电压等级分:
中压开关柜(按电压等级分:
中压开关柜(10kV10kV,35kV35kV),低压开关柜),低压开关柜(380V380V,690V690V)。
)。
2.2.按绝缘介质分:
空气绝缘开关柜,气体绝缘开关柜(按绝缘介质分:
空气绝缘开关柜,气体绝缘开关柜(SF6SF6气体)气体)3.3.按功能分:
环网柜,配电柜按功能分:
环网柜,配电柜4.4.按结构分:
可移开式,固定式按结构分:
可移开式,固定式开关设备的应用开关设备的应用中压开关设备的功能中压开关设备的功能可靠?
可靠?
灵活?
灵活?
经济?
经济?
电力行业中压开关设备的类型电力行业中压开关设备的类型ZS8N-12/24kV12/24kV智能型中置式金属铠装开关柜智能型中置式金属铠装开关柜UniConnectUniConnect12/24kV12/24kV间隔式金属封闭开关柜间隔式金属封闭开关柜GIRGIR12/24kV12/24kVSF6SF6充气式全绝缘环网柜充气式全绝缘环网柜CPS-12/24/40.5kVCPS-12/24/40.5kV智能型箱式变电站智能型箱式变电站ZS33-40.5kV手车式金属铠装开关柜手车式金属铠装开关柜GIR-CDGIR-CD10kV10kV电缆分接箱电缆分接箱中置式金属铠装开柜柜型结构图(中置式金属铠装开柜柜型结构图(ZS8N)产品结构及优点产品结构及优点1、母线、母线2、静触座、静触座3、断路器、断路器4、接地开关、接地开关5、电流互感器、电流互感器6、二次接插件、二次接插件母线室母线室手车室手车室电缆终端室电缆终端室二次测量继保室二次测量继保室移动式金属铠装开柜柜型结构图(移动式金属铠装开柜柜型结构图(ZS33)A低压室低压室B断路器室断路器室C母线室母线室D电缆室电缆室1活门活门2断路器断路器3二次插头二次插头4主母线主母线5母线套管母线套管6接地开关接地开关7静触头盒静触头盒8支持绝缘子支持绝缘子(可选配带电显示装置可选配带电显示装置)9绝缘隔板绝缘隔板10电缆连接终端电缆连接终端11板式加热器板式加热器12电流互感器电流互感器13泄压板泄压板SF6气体全绝缘开关柜柜型结构图(气体全绝缘开关柜柜型结构图(GIR)SF6气体全绝缘开关柜柜型结构图(气体全绝缘开关柜柜型结构图(GIR)断路器断路器模块模块电缆开关模块电缆开关模块熔断器组合电器模块熔断器组合电器模块间隔式封闭开关柜柜型结构图(间隔式封闭开关柜柜型结构图(Uniconnect)上部单元上部单元下部单元下部单元间隔式封闭开关柜柜型结构图(间隔式封闭开关柜柜型结构图(Uniconnect)接地触头接地触头环氧树脂壳体,环氧树脂壳体,SFSF66压力压力1.41.4barbar带电指示器分压电容带电指示器分压电容静触头静触头动触头动触头冷却栅冷却栅主轴主轴电力行业开关设备的要求电力行业开关设备的要求安全可靠性高安全可靠性高产品生命周期长(长寿命)产品生命周期长(长寿命)占地面积小方案灵活占地面积小方案灵活更易于操作及维护更易于操作及维护专业的工程技术服务专业的工程技术服务开关设备的安全可靠性开关设备的安全可靠性安全可靠性安全可靠性最好的开关柜的选材最好的开关柜的选材最安全的联锁设计最安全的联锁设计优化柜体结构设计优化柜体结构设计可靠的元器件可靠的元器件全面的试验验证全面的试验验证最好的开关柜选材覆铝锌钢板最好的开关柜选材覆铝锌钢板安全可靠安全可靠选材选材n防腐蚀能力为同等条件的镀锌钢板的防腐蚀能力为同等条件的镀锌钢板的44倍以上;倍以上;敷铝锌钢板表面镀层是由敷铝锌钢板表面镀层是由55%55%铝、铝、43.4%43.4%锌与锌与1.6%1.6%硅在高温下固化而成,硅在高温下固化而成,其整个结构是铝其整个结构是铝-铁铁-硅硅-锌四元结晶体锌四元结晶体n其敷铝锌层对钢板表面具有双重保护作用;其敷铝锌层对钢板表面具有双重保护作用;n锌的牺牲阳极保护功能锌的牺牲阳极保护功能n铝的障碍保护功能铝的障碍保护功能即当覆铝锌钢板表面损伤发生氧化时,锌层起到牺牲阳极保护作用即当覆铝锌钢板表面损伤发生氧化时,锌层起到牺牲阳极保护作用以保护钢板表面;同时铝形成稳定的氧化铝层,覆盖氧化部位以隔以保护钢板表面;同时铝形成稳定的氧化铝层,覆盖氧化部位以隔绝空气,双重保护功能阻止了进一步氧化发生绝空气,双重保护功能阻止了进一步氧化发生n铝锌合金粉末对钢板切口断面具有保护功能铝锌合金粉末对钢板切口断面具有保护功能n敷铝锌钢板在金加工时,覆在其表面的铝锌合金粉末会将冲切的端敷铝锌钢板在金加工时,覆在其表面的铝锌合金粉末会将冲切的端口覆盖口覆盖1/31/3以上;以上;n由于切口端面周边覆盖粉末开始溶解,形成氧化锌、和氢氧化铝等由于切口端面周边覆盖粉末开始溶解,形成氧化锌、和氢氧化铝等致密保护皮膜,保护皮膜将慢慢覆盖整个切口端面,阻止切口端面致密保护皮膜,保护皮膜将慢慢覆盖整个切口端面,阻止切口端面的进一步氧化。
的进一步氧化。
最好的开关柜选材高纯度无氧铜材最好的开关柜选材高纯度无氧铜材安全可靠安全可靠选材选材n高纯度的无氧铜保证了更高的电导率和更低的温升高纯度的无氧铜保证了更高的电导率和更低的温升n高机械强度的铜排才能保证足够的抗电动力强度,减少支持绝缘高机械强度的铜排才能保证足够的抗电动力强度,减少支持绝缘子,从而减少了可能发生的故障点。
子,从而减少了可能发生的故障点。
n较好的延展性保证了铜排在折弯的时候不发生桔皮开裂较好的延展性保证了铜排在折弯的时候不发生桔皮开裂n高压开关柜矩形铜排均带高压开关柜矩形铜排均带R5倒角,局部电场均匀,不产生尖端放倒角,局部电场均匀,不产生尖端放电电n铜排标准铜排标准(GB/T5585.12005)n纯度纯度n矩形铜排抗拉强度矩形铜排抗拉强度(N/mm2)材材料料性性能能高纯无氧铜高纯无氧铜99.95240T2铜铜99.90206最好的最好的开关柜开关柜选材选材-RAYCHEM绝缘热缩套绝缘热缩套安全可靠安全可靠选材选材Fillers/AdditivesforPolymers/Elastomers碳黑碳黑使用使用:
导电率导电率UV屏蔽屏蔽增强剂增强剂颜料颜料热稳定剂热稳定剂使用使用:
UV吸收剂吸收剂长时间老化长时间老化使用使用:
抗热效应抗热效应长时间老化长时间老化使用使用:
降低成本降低成本UV屏蔽屏蔽增强剂增强剂使用使用:
混合添加混合添加加工速度加工速度表面完整表面完整紫外线稳定剂紫外线稳定剂其他填充剂其他填充剂加工添加剂加工添加剂使用使用:
色素色素紫外线屏蔽紫外线屏蔽抗电痕抗电痕氧化铁氧化铁抗电痕添加剂抗电痕添加剂使用使用:
抗电痕抗电痕焰阻焰阻油油使用使用:
添加剂配合添加剂配合绝缘强度绝缘强度粘稠性调和剂粘稠性调和剂聚合材料聚合材料有四十多年实际运行经验的有四十多年实际运行经验的RAYCHEM绝缘热缩套采用的是针绝缘热缩套采用的是针对开关行业特殊配方的填充剂对开关行业特殊配方的填充剂/添加剂添加剂绝缘热缩套管加速热老化寿命验证绝缘热缩套管加速热老化寿命验证安全可靠安全可靠选材选材热缩套管热缩套管基于基于Arrhenius时间时间-温度关系曲的试温度关系曲的试验结果:
在验结果:
在900C并保持并保持40%延伸率和延伸率和电气性能的前提下寿命超过电气性能的前提下寿命超过40年;年;温度温度(0C)900C40年年到达到达40延伸率特性的时间延伸率特性的时间(h)n不良配方的热缩套管的长不良配方的热缩套管的长期热效应期热效应开关柜内部结构模拟开关柜内部结构模拟安全可靠性安全可靠性生命周期成本生命周期成本安全可靠性安全可靠性初设初设/协议协议详设详设/生产生产产品寿命周期累计成本产品寿命周期累计成本依据依据IEC60300-3-3生命周期成本及帕莱托曲线生命周期成本及帕莱托曲线对于产品生命周期各阶段的定义对于产品生命周期各阶段的定义产品寿命周期阶段决策产品寿命周期阶段决策点对点对LCC影响的累积影响的累积20%10%处置处置时间时间时间时间成本成本成本成本60%10%运行、维护、更换运行、维护、更换可行性可行性/立项立项85%70%99%30%最好的开关柜选材环氧树脂最好的开关柜选材环氧树脂安全可靠安全可靠选材选材玻璃态:
结构材料(性能比较刚硬),如塑料制品玻璃态:
结构材料(性能比较刚硬),如塑料制品高弹态:
弹性材料,如橡胶制品高弹态:
弹性材料,如橡胶制品粘流态:
粘结剂;如环氧胶制品粘流态:
粘结剂;如环氧胶制品最好的开关柜选材环氧树脂最好的开关柜选材环氧树脂安全可靠安全可靠选材选材n开关柜内部元件运行的极限温度及故障情况下的机械特性开关柜内部元件运行的极限温度及故障情况下的机械特性n环境温度:
环境温度:
404000CCn银银搭接面的允许温升:
银银搭接面的允许温升:
65K65Kn那么,开关柜内高压元器件所须耐受的可能最高温度是那么,开关柜内高压元器件所须耐受的可能最高温度是10510500CCn所以支持绝缘子环氧树脂的玻璃化温度必须高于该温度所以支持绝缘子环氧树脂的玻璃化温度必须高于该温度!
n环保产品环保产品符合欧盟符合欧盟RoHsRoHs指令指令环氧氯丙烷(致癌物质)残留量低于环氧氯丙烷(致癌物质)残留量低于5ppm5ppm在加工过程中(加热)不会产生对人体有害的气体在加工过程中(加热)不会产生对人体有害的气体n稳定性高稳定性高生产出来的产品配方性能稳定生产出来的产品配方性能稳定寿命长,可以保证寿命长,可以保证2020年以上使用寿命年以上使用寿命最安全的联锁设计最安全的联锁设计安全可靠安全可靠联锁设计联锁设计n内容:
防止带负荷分合隔离开关内容:
防止带负荷分合隔离开关防止带电误操作断路器防止带电误操作断路器负荷开关负荷开关防止地刀闭合时操作断路器防止地刀闭合时操作断路器负荷开关负荷开关防止断路器防止断路器负荷开关闭合时接地刀合闸负荷开关闭合时接地刀合闸防止误入带电隔室防止误入带电隔室n意义:
防止不正确的操作意义:
防止不正确的操作保证电气设备和操作人员的安全保证电气设备和操作人员的安全n实现方式:
机械闭锁实现方式:
机械闭锁或者或者电气闭锁电气闭锁最安全的联锁设计最安全的联锁设计安全可靠安全可靠联锁设计联锁设计挂锁(可选)挂锁(可选)最安全的联锁设计最安全的联锁设计安全可靠安全可靠联锁设计联锁设计断路器室门及其闭锁断路器室门及其闭锁断路器手车只有在试验或移开断路器手车只有在试验或移开位置,才能打开断路器室门位置,才能打开断路器室门断路器室门打开时,断路器推进断路器室门打开时,断路器推进机构被闭锁,断路器手车无法推机构被闭锁,断路器手车无法推进进长行程紧急分闸按钮长行程紧急分闸按钮最安全的联锁设计最安全的联锁设计安全可靠安全可靠联锁设计联锁设计电缆室门及其闭锁电缆室门及其闭锁接接地地开开关关合合闸闸后后,电电缆缆室室门门才能打开才能打开只只有有电电缆缆室室门门关关闭闭后后,接接
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