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诠释开关柜基础知识

返回列表 来源: 发布日期: 2021.10.07
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开关柜是指一次设备、二次设备按照的程序组装成成套配电装置,主要用于线路、设备的控制、保护。开关柜的电压等级可分为高压开关柜(固定式和手车式)和低压开关柜(固定和抽屉)。大体上,高压开关柜的结构大致相似,主要分为母线室、断路器室、二次控制室(仪表室)、馈线室等,这些房间之间一般有钢板隔离。低电压开关柜主要按元件安装方式分类。

诠释开关柜基础知识

开关柜内设部件包括:母线(汇流排)、断路器、常规继电器、综合继电保护装置、计量器具、隔离刀、指示灯、接地刀等。

1、进线箱

也称为接线箱,是用来接收电网电能的设备(从进线到母线),一般都装有断路器、 CT、 PT、隔离刀等元件。

2、出线柜

又称馈电箱或配电箱,是一种用于配电的设备(从母线到各出线),一般还装有断路器、 CT、 PT、隔离刀等元件。

3、母线通讯

又称母线断路器,是用于将两段母线(从母线到母线)的设备,在单母线分段、双母线系统中,经常要使用母线连接,以满足用户选择不同运行方式的要求,或出现故障时,有选择的切断负荷。

4、手提箱柜

电压互感器箱体,通常是直接安装在母线上,用于检测母线电压,并实现保护功能。内设电压互感器 PT,隔离刀,熔断器,避雷器等。

5.隔离室

用于隔离两端母线或将受电设备与电源设备隔离开来,它能为操作人员提供可见的端点,以便于维修和检修作业。因隔离柜不具有分断、接通负载电流的能力,所以当与其配合的断路器闭合时,不能推拉隔离箱的手车。通常情况下,均需设置断路器辅助接点和隔离手车的联锁,以防止操作者误操作。

6、电容器箱

又称补偿柜,用于提高电网的功率因数,或作无功补偿,主要的装置是成组的电容器组、投切控制回路和熔断器等保护用电器。通常与进线箱并置,可一台或多台电容柜并排运行。电容柜与电网断开后,由于电容器组的放电过程需要一段时间,因此不能直接用手接触柜内元件,特别是电容器组;断电后(根据电容器组的容量大小,如:1分钟),不允许重新合闸,以免电容器组发生过电压损坏。在进行自动控制功能时,还应注意合理分配各组电容器组的投切次数,以免一组电容器损坏,而另一组很少会有断开的情况发生。

7、计量柜

它主要用于计量用电(千瓦时),也有高压、低压之分,一般安装有隔离开关、熔断器、 CT、 PT、有功电度表(传统的或数字的电度表)、无功电度表、继电器,以及一些其它的辅助二次设备(如负荷监控仪等)。

8. GIS柜

也称封闭式组合电器柜,是把断路器、隔离开关、接地开关、 CT、 PT、避雷器、母线等封闭在金属壳体内,然后以隔缘性能好、灭弧性好的气体(一般用六氟化硫SF6)作为相间和对地的绝缘措施,适用于高电压等级和高容量等级的电网,用于接受配电和控制。

9、断路器

正常运行时,断路器处于合闸状态(特殊应用除外),接通电路。在执行自动控制或保护控制操作时,断路器可在综保装置控制下完成电路的分断或接通操作。它不但能通断正常的负荷电流,还能承受时间的短路电流(数倍甚至几十倍的正常电流),并能切断短路电流,切断故障线路和设备。因此,断路器的主要功能就是断开和连接电路(包括断开和接通正常电流、断开短路电流)。

因为在断开和接通的过程中,断路器的动触头和静触头之间会出现电弧。为保护触点,降低触点材料的损耗和可靠的分断电路,需要采取措施尽快熄灭电弧,其中之一就是采用不同灭弧介质填充在断路器的动、静触头间。

根据灭弧介质的不同,断路器可分为:油断路器(多油、少油)、六氟化硫(SF6)断路器、真空断路器、空气断路器等。高低压开关柜中我们经常接触到的主要一次设备就是断路器。一般情况下,断路器的动、静触头被包在充满灭弧介质的容器内,因此无法直接判断断路器的分合状态,一般通过断路器的辅助器件(如分合位指针等)进行判别。

10、隔离刀

隔离器(或称隔离开关)由于有明显的断口可被识别为接通或分断,主要用于隔离高压电源,以线路和设备的防护检修,能分断的电流很小(一般只有少量安培)。因无灭弧装置,不能用于故障电流与正常电流的分断,也不能用于负荷分断操作。

11.熔断器

保险丝是一种简单的电路保护电器,它的原理是当流经熔断器的电流达到或高过设定值时间后,自身熔化,切断电路。它的动作原理简单,安装方便,一般不单独使用,主要用于与其它电器配套使用。其主要动作特征:一是电流要达到指定值,这个指定值在熔断器出厂前就已经准备好,不能改变;二是电流到达值后,电流要经过时间,这个时间也是厂家做的,不能更改,但类型很多,包括延时动作、快速动作等;三是动作后的本体损坏,不能重复使用,需要更换;熔断器是否熔断可以通过熔断指示器判断,也可以通过熔体外观进行鉴别;常用保险丝、保险管属于此类电器范围。

12.负载开关

负载开关具有简易灭弧装置,灭弧介质一般采用空气,可接通和分断的电流和过流,但不能分断短路电流,不能切断短路故障。因此,完全不能代替断路器单独使用负荷开关,如果要使用负荷开关,则需要与前面提到的高压熔断器配合使用(事实上,通常是与熔断器和负荷开关串联,作为简单的过负荷保护,以降低工程成本)。负载开关和隔离刀相似,都有明显的断开间隙,很容易分辨出电路是接通还是断开。

13.变压器

简而言之,变压器是利用交流电磁场实现不同电压等级转换的设备(即电能的转换),在转换前后的电压不会改变。根据用途可分为电力变压器、整流变压器、调节器、隔离变压器、 CT、 PT等。电力变压器是工程现场常遇到的问题。

有关变压器的主要技术参数有:

1、额定容量:指变压器在额定工作条件下的输出容量(等于 U× I,单位为 KVA);

2、额定电压:无负载,额定分接,端电压值(即初级、次级侧电压值);

3、没有损耗:无负载时,变压器损耗(又称铁耗);

4、无电流负载:无负载时,一次侧线圈流过电流值;

5、短路损耗:侧通额定电流,由短路引起的损耗(主要由线圈电阻引起);

6、分接(抽头)的概念:为了适应电网运行的需要,一般变压器高压侧都有抽头,这些抽头的电压值用额定电压的百分比表示,即所谓的分接电压。举例来说,变压器在高电压10 KV时,±5%的抽头可以工作在三个电压级别:10.5 KV (+5%)、10 KV (额定)、9.5 KV (-5%)。在一般情况下,带载调压变压器的数量(分接点)较多,如7分接点(±3×2.5%)和9分接点(±4×2%)等。有载调压变压器由于不能完全同步切换,一般情况下无法并联运行。

7、有功负荷:电力系统中产生机械能或热能的负荷。但纯阻性负荷消耗有功功率,如电热、电炉、照明等电力负荷均为有功负荷。但异步电动机、同步电动机的负载既要消耗有功功率又要消耗无功功率,其中作功产生机器能的部分属于有功负荷。有功负荷应由发电机提供有功功率。

8、无功负荷:指在负载电力时不作功的部分。无功功率在感性负荷下消耗。例如:变压器,电机,空调,冰箱等。因此,发电机输出有功功率的同时,也需要提供无功功率。由于无功功率不能满足电网要求时,系统电压会下降,为满足用户的需要,在变电所内设置无功补偿器,以保持无功功率的平衡,从而维持系统电压水平。

9、事故备用:电力系统中备用能力的一部分。因为发电设备可能会出现暂时性或故障,因此系统需要设置数量的备用事故电源,以电力设施的防护。

10、系统解列:为了防止系统失步和事故扩展,将整个电力系统分解成几个单独系统,不会同步运行。解列后一些局部系统可能会出现功率不足,频率和电压下降因此需要切除部分负荷,以防止整个系统的稳定性受到破坏。

14. PT (TV)/CT (AV)互感器

变压器实际上是一种特殊的变压器,主要用于电气隔离一次回路与控制回路,从而扩大二次设备(仪表、综保等)的使用。PT/CT的应用可避免一次电路中的高压/大电流直接进入二次控制设备(如:仪表、综保等),也可防止由于控制设备故障而影响一次回路运行。

①电流互感器(CT、 AV)的特点是:N1粗而少,二次侧绕组N2细而多,二次侧额定电流I2一般为5 A (根据N1I1=N2I2可近似计算一次侧电流I1,也可根据一次侧电流I1=N2I2的电流互感器)。因为 CT工作时一次绕组和二次绕组分别串接在二次控制回路中,根据变压器的特性U1I1=U2I2,可以得出二次侧在工作时的工作电压,当开路时它的电压很大,因此 CT是不允许开路的。按用途划分,一般可分为保护和测量用 CT。当一回路短路故障时, CT易发生饱和故障,限制二次电流(二次绕组侧电流I2)侧电流I2),从而达到保护综保装置的目的;保护 CT当一回路短路故障时,保护 CT不应出现保护现象,以综保装置可靠动作。

②变比:变压器高压侧和低压侧匝数的比值称为变比值,可用高压侧额定电压侧的比值表示。3、电压互感器(PT、 AV)的特点是:一次绕组匝数N1多,二次绕组匝数N2少,相当于一台降压变压器(一般为100 V二次侧额定电压)。因为 PT在工作时一次绕组和二次绕组是分开并联在主回路和次级回路电压回路电压线圈的,而由于电压线圈的阻抗很大,二次绕组的电流很小,二次绕组的电流近似于空载状态;但二次绕组本身的阻抗很小,如果二次绕组短路,将导致非常大的二次侧电流(N1I1=N2I2)。因此 PT的二次绕组不能发生短路。

15.手提车/抽屉

高电压开关柜和低压开关柜的一部分,分别安装高压断路器、低压断路器及其继电器等元件。从这两种开关柜(高电压)和抽屉式开关(低压)两种类型,它们的作用基本上与固定式开关装置相同,主要区别是便于维修和维修(手车和抽屉都可以通过机械操作机构摇把推动、拉出)。通常,手车和抽屉都有工作(正常运行时)、测试(试投运和现场测试)以及退出(维护、大修)三个位置状态。

16.接地刀

接地器(又称接地开关)主要是:一是用于在线路及设备检修时,进行接地,让人员得到防护;二是可人为地造成系统的接地短路,达到保护的目的。前者很好理解,不作介绍。另一种作用是:接地刀一般是接在降压变压器的一个高压侧,当被电端出故障或变压器内部故障时,刀片开关应自动闭合,造成接地短路故障,使送电端(上端)断路器迅速动作,切断故障电源。

17.主令电器

本实用新型是一种由机械操作的控制电器,它向各种电气系统发出控制指令,用于系统中各种信号的转换和传输等,常用的转换开关、按钮、旋转开关、位置开关以及信号灯等都属于主令电器的范围。

18、接触器

接触器是一种用于远距离频繁接通和断交直流主电路以及大容量控制电路的电器,主要控制对象是电机、照明、电容器组等,分交流接触器和直流接触器。不同于断路器的电压等级,其区别在于:动作的频率非常高(因此要求其电寿命和机械寿命足够长);有较高的断开和接通能力,但一般使用在1 KV及以下的电压等级中,不能与断路器的几十千伏、几百千伏安相比较。

19、继电器

继电保护用于控制回路中的其它电器(通常是一次电气主设备)动作,或用作主电路的保护器和用于信号转换的电器,适用于远距离分断、接通小容量控制回路,如交流/直流电流继电器、电压继电器、时间继电器、中间继电器、热继电器等。

20、生产设备

通用开关柜生产设备包括:

激光切割机数控折弯机

钣金设备:数控冲床,剪板机,折弯机。此三件是钣金加工的基本工具,主要用于开关柜身。金属板材加工精度对高压开关柜、低压抽屉开关柜的影响较大。

开关柜厂家

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