低壓電器：第六章 高壓成套電器技術

1、 第六章 成套電器技術 第六章概述 成套電器即成套開關設備，它是以開關設備為主體的成套配電裝置，即制造廠家根據用戶對一次接線的要求，將各種一次電器元件以及控制、測量、保護等裝置組裝在一起而構成的成套配電裝置。 定義 成套電器技術 第六章概述 高成套電器的種類 (一)高壓開關柜 由高壓斷路器、負荷開關、接觸器、高壓熔斷器、隔離開關、接地開關、互感器和站用電變壓器，以及控制、測量、保護、調節(jié)裝置、內部連接件、輔件、外殼和支持件等組成的成套配電裝置，用作接受和分配電網的三相電能。 成套電器技術 第六章概述 高壓成套電器的種類 (一)高壓開關柜 高壓開關柜按柜體結構可分為以下兩大類：1.半封閉式高壓開

2、關柜： 開關柜中離地面 2.5m 以下的各組件安裝在接地金屬外殼內， 2.5m 及以上的母線或隔離開關無金屬外殼封閉。半封閉式高壓開關柜的母線外露，柜內元件也不隔開。 成套電器技術 第六章概述高壓成套電器的種類 (一)高壓開關柜 2. 金屬封閉式高壓開關柜： 根據用戶對高壓線路一次接線的要求，將高壓斷路器、負荷開關、熔斷器、隔離開關、接地開關、避雷器、互感器以及控制、測量、保護等裝置和內部連接件、絕緣支持件和輔助件固定連接后安裝在一個或幾個接地的金屬封閉外殼內(只有進出線除外)。這樣的成套配電裝置稱為金屬封閉開關設備。 成套電器技術 第六章概述高壓成套電器的種類 (一)高壓開關柜 3- 35k

3、V 金屬封閉開關設備俗稱高壓開關柜，全稱是“金屬封閉式高壓開關柜”。 金屬封閉式高壓開關柜以大氣絕緣或復合絕緣作為柜內電氣設備的外絕緣，柜中的主要組成部分都安放在由隔板相互隔開的各小室內，隔室間的電路連接通過套管或類似方式完成。 成套電器技術 第六章概述高壓成套電器的種類 (一)高壓開關柜 金屬封閉式高壓開關柜的種類較多，可按以下方式來分類:按柜內整體結構分 A）鎧裝式高壓開關柜 柜中的主要組成部分都安放在由接地的金屬隔板相互隔開的各自小室內。隔室間的電路連接通過套管或類似方式完成，如 KYN 型和KGN 型。 成套電器技術 第六章概述高壓成套電器的種類 (一)高壓開關柜 B）間隔式高壓開關柜

4、 這類開關柜的某些組件分設于單獨的隔室內(與鎧裝式高壓開關柜樣) ，但具有一個或多個非金屬隔板，隔板的防護等級應達到IP2X- IP5X (或者更高)的要求，如JYN型。 成套電器技術 第六章概述高壓成套電器的種類 (一)高壓開關柜 C）箱式高壓開關柜 除鎧裝式和間隔式以外的金屬封閉式高壓開關柜統(tǒng)稱為箱式金屬封閉高壓開關柜。它的隔室數量少于鎧裝式和間隔式，甚至不分隔室，一般只有金屬封閉的外殼，如 XGN 型。 成套電器技術 第六章概述高壓成套電器的種類 (一)高壓開關柜 按柜內整體結構分 A）固定式 (G) 。柜內所有電器元件都是固定安裝的，結構簡單，價格較低。 B）移開式 (Y) 。又叫手車

5、式，柜內主要電器元件安裝在可移開的小車上，小車中的電器與柜內電路通過插入式觸頭連接。 移開式開關柜又分為落地式和中置式 (Z) 兩種形式。落地式開關柜的小車本身落地，在地面上推入或拉出。 成套電器技術 第六章概述高壓成套電器的種類 (二) SF6封閉式組合電器 (GIS) 72.5kV 及以上電壓等級的 SF6 氣體絕緣金屬封閉開關設備又稱為封閉式組合電器，簡稱GIS。它一般用于戶內，也可戶外使用。(四)預裝式變電站 預裝式變電站俗稱箱式變電站。它是一種將高壓開關設備、配電變壓器和低壓配電裝置，按一定接線方案排成一體的工廠預制戶內、戶外緊湊式配電設備。 成套電器技術 第六章概述高壓成套電器的應

6、用 成套電器廣泛用于發(fā)電廠、變電站、工礦企業(yè)、高層建筑等各種用電場所，作為接受和分配電能以及對電路進行控制、保護和監(jiān)視之用。幾乎在各種電壓等級的系統(tǒng)中都用到成套電器。 成套電器技術 第六章概述高壓成套電器的應用 1) 6-35kV 變配電站中采用高壓開關柜。 2) 110-500kV 系統(tǒng)中越來越多地采用GIS。 3) 城網以及高層建筑越來越多地采用預裝式變電站。 成套電器技術 第六章概述高壓成套電器的基本技術要求 成套電器是由各種電器元件構成的，但其技術特點和要求與電器元件在諸多方面是不同的，有其特殊性。一、標準化 成套電器技術 第六章概述高壓成套電器的基本技術要求 高壓開關柜的有關標準(1

7、) GB 3906一1991 3 - 35kV 交流金屬封閉開關設備（等效于lEC 298）(2) IEC298: 1990lkV 以上 52kV 以下交流金屬封閉開關設備和控制設備(3) DL/T 404一1997 戶內交流高壓開關柜訂貨技術條件(4) SD 318一1989 高壓開關柜閉鎖裝置技術條件（能源部標準） 成套電器技術 第六章概述高壓成套電器的基本技術要求 GIS 的有關標準(1) GB7674 72.5kV 及以上氣體絕緣金屬封閉開關設備（等效于 IEC 517）(2) IEC5l7: 199072.5kV 及以上氣體絕緣金屬封閉開關設備(3) DL/T 617一1997 氣體

8、絕緣金屬封閉開關設備技術條件 成套電器技術 第六章概述高壓成套電器的基本技術要求 預裝式變電站的有關標準（1） GB/T 17467一1998 高壓/低壓預裝式變電站（等效于 IEC 1330）（2）IEC 1330: 1995高壓/低壓預裝式變電站 成套電器技術 第六章概述高壓成套電器的基本技術要求 二、外殼防護 成套電器外殼的基本作用是防護和支承。 防護作用包含以下幾個方面： 1)防止人體觸及或接近外殼內部的帶電部分和觸及運動部件，防止固體異物進人外殼內部。 2) 防止水進入外殼內部達到有害程度。 成套電器技術 第六章概述高壓成套電器的基本技術要求 3) 防止外部因素(如小動物侵入、氣候和

9、環(huán)境因素等)影響內部設備。 4) 防止設備受到意外的機械沖擊。 國家標準 GB 11022 對電氣設備防護等級作出了具體規(guī)定，見下表。 成套電器技術 第六章概述高壓成套電器的基本技術要求 三、絕緣配合 絕緣配合是成套電器設計與制造中一個非常重要的問題。在絕緣事故中，外絕緣對地閃絡、擊穿事故居首位。成套電器的絕緣事故較多，特別在潮濕(出現凝露)、塵土較多的場所工作時，問題更為突出 。 為了保證成套電器運行的安全可靠，絕緣配合至關重要。 成套電器技術 第六章概述高壓成套電器的基本技術要求 三、絕緣配合 絕緣配合是指根據電氣設備的使用條件及周圍環(huán)境來選擇電氣設備的電氣絕緣特性，主要是根據電氣設備的使

10、用條件、周圍環(huán)境和絕緣材料來確定電氣設備的電氣間隙和爬電距離。 成套電器技術 第六章概述高壓成套電器的基本技術要求 絕緣配合的“三要素”：設備的使用條件、設備的使用環(huán)境、絕緣材料的選用。 絕緣配合的目標：保證電氣設備的絕緣性能在規(guī)定的使用條件及環(huán)境條件下，能達到設計的期望壽命。 為保證成套電器具有良好的絕緣性能，電力部門對成套電器外殼內的絕緣距離和絕緣件外絕緣的爬電比距作出了明確的規(guī)定。 成套電器技術 第六章概述高壓成套電器的基本技術要求 四、五防 在實際操作中，對開關設備要設置可靠的聯(lián)鎖和閉鎖裝置，以保證操作程序的正確性和防止五種誤操作。這就是所謂的“五防”： 成套電器技術 第六章概述高壓成

11、套電器的基本技術要求 1)防止帶負荷分、合隔離開關。2) 防止誤分、誤合斷路器、負荷開關和接觸器。3) 防止接地開關處在合閘位置時或帶接地線關合斷路器、負荷開關等。4) 防止帶電時掛接地線或合接地開關。5) 防止誤入帶電間隔。 成套電器技術 第六章概述高壓成套電器的基本技術要求 五、導電回路的發(fā)熱問題 開關柜中的熱源主要來自三個方面:母排、接點和電器元件。當開關柜運行時，其上各部位的溫度均不能超過允許值。 成套電器技術 第六章概述高壓成套電器的基本技術要求 六、內部故障 由于金屬封閉開關設備柜內元器件的缺陷，或由于工作場所的環(huán)境特別惡劣引起的絕緣事故，可能導致柜體隔室內出現電弧，稱為內部故障。

12、出現內部故障時，首先要保證人身的安全，其次還要使內部電弧限制在盡可能小的范圍內不致波及附近的其他部分。最重要的是避免內部故障的發(fā)生。 成套電器技術 第六章概述高壓成套電器的基本技術要求 目前，主要是通過以下措施來對內部故障進行防護： 設立壓力釋放活門； 選擇合適的電纜室尺寸，避免電纜交叉連接； 采用絕緣封閉母線； 完善聯(lián)鎖機構等。 成套電器技術 第六章高壓開關柜 類型 1、335kV交流金屬封閉開關設備的俗稱 按元件安裝方式分: 固定柜和手車柜 手車柜分落地式和中置式 按安全等級分: 鎧裝式、間隔式和箱式 按絕緣介質分：空氣絕緣柜和氣體絕緣柜 按柜內主元件的種類分： 通用型高壓開關柜 F-C回

13、路開關柜 環(huán)網柜 成套電器技術 第六章高壓開關柜 類型 2、型號 老系列： 口口口口口口口 1 2 3 4 5 6 7第1 位:分類代號，即產品名稱， G一高壓開關柜;第2 位:型式特征， G一固定式， C一手車式， B一半封閉式， F一封閉式;第3 位:設計序號； 成套電器技術 第六章高壓開關柜 類型 2、型號 老系列： 口口口口口口口 1 2 3 4 5 6 7第4 位:補充說明， A一改進型， F一防誤型， J一計量用;第5 位:額定電壓(單位kV) ;第6 位:斷路器操動機構: S一手力式，吐一電磁式， T一彈簧式;第7 位:主回路(一次線路)方案編號。 成套電器技術 第六章高壓開關柜

14、 類型 2、型號 新系列： 口口口口口口口口 1 2 3 4 5 6 7 8第1 位:高壓開關柜， K一鎧裝式， J一間隔式， X一箱式;第2 位:型式特征， G一固定式， Y一移開式(用字母Z 表示中置式);第3 位:安裝場所， N一戶內式， w一戶外式;第4 位:設計序號(由1 位、兩位或3 位數字或字母構成) ; 成套電器技術 第六章高壓開關柜 類型 2、型號 新系列： 口口口口口口口口 1 2 3 4 5 6 7 8第5 位:額定電壓(單位kV) ，有的在這一位后的括號中說明主開關的類型，如用Z 表示真空斷路器， F 表示負荷開關:第6 位:主回路(一次線路)方案編號;第7 位:斷路器

15、操動機構:D電磁式， T彈簧式;第8 位:環(huán)境代號，TH一濕熱帶， TA一干熱帶， G一高海撥，Q一全工況。 成套電器技術 第六章高壓開關柜 主要技術參數 1、額定電壓2、額定絕緣水平：用lmin 工頻耐受電壓(有效值)和雷電沖擊耐受電壓(峰值)表示。3、額定頻率4、額定電流：柜內母線的最大工作電流5、額定短時耐受電流 ：母線及主回路的熱穩(wěn)定度，要規(guī)定持續(xù)時間，通常為4秒6、額定峰值耐受電流：母線及主回路的動穩(wěn)定度7、防護等級 成套電器技術 第六章高壓開關柜 主要技術參數 KYN12-10高壓開關柜的技術參數表 成套電器技術 第六章高壓開關柜 基本結構 1、固定式高壓開關柜 采用金屬封閉箱式結

16、構，柜內分為斷路器室、母線室、電纜室、繼電器儀表室。室與室之間用鋼板隔開。斷路器室設有壓力釋放通道，若產生內部故障電弧，氣體可通過排氣通道將壓力釋放。 成套電器技術 第六章 成套電器技術 第六章高壓開關柜 基本結構 2、移開式高壓開關柜 分為柜體和可移開部件(簡稱小車或手車)兩部分。手車為中置式，小車可分為斷路器小車、電壓互感器小車、隔離小車和計量小車，由運載車裝入柜體。柜內由接地的薄鋼板分隔成四個獨立的隔室:主母線室、于車室、電纜室、繼電器室。柜體的后下側稱為電纜室，安裝有電纜和電流互感器，其上為主母線室。 成套電器技術 第六章 成套電器技術 第六章 成套電器技術 第六章高壓開關柜 技術要求

17、 1、基本原則 （1）設計應保證正常運行、監(jiān)視和維護能安全進行； （2）額定參數和結構相同的元件應能互換； （3）額定參數和結構相同的可移開部件能互換。與固定部分組合時應具有固定部分的額定絕緣水平； （4）柜內元件除應符合各自標準外，還應滿足： 足夠的機械強度 如裝有變壓器等元件，故障時不能影響相鄰設備，在運行中應便于巡視和檢查。 成套電器技術 第六章高壓開關柜 技術要求 2、技術標準 GB/T 11022-1999 高壓開關設備和控制設備標準的共用技術要求 成套電器技術 第六章高壓開關柜 主電路 每種型號的高壓開關柜主電路按照用途分為： 1、進、出線柜：高壓受電和配電 2、聯(lián)絡柜 3、電壓測

18、量柜 4、避雷器柜 5、所用變柜：裝有小容量干式變壓器，用于變電站（所）自用電系統(tǒng)供電 成套電器技術 第六章高壓開關柜 主電路 6、計量柜：計量電能消耗 7、隔離柜：裝有隔離開關和小車，用于檢修時隔離電源 8、接地手車柜：當推入小車時將線路或設備接地 9、電容器柜：高壓用電設備的分散就地無功補償。 10、高壓電動機柜 成套電器技術 第六章高壓開關柜 主電路 組合舉例： 成套電器技術 第六章高壓開關柜 主電路 11、進出線與柜間連接方式：母線連接電纜進出線架空線路進出線 成套電器技術 第六章高壓開關柜 輔助回路 高壓開關柜的輔助回路是指高壓開關柜中除主回路外的所有控制、測量、信號和調節(jié)回路內的導

19、電回路。它包括斷路器等開關元件的操作控制回路、測量回路、信號回路、繼電保護回路、絕緣監(jiān)視回路等。 成套電器技術 第六章高壓開關柜 輔助回路 1、電壓測量與絕緣監(jiān)視回路 每種型號的高壓開關柜都有電壓互感器柜，它用于母線的電壓測量和系統(tǒng)的絕緣監(jiān)視。 3 - 35kV 電網屬于小電流接地系統(tǒng)，即系統(tǒng)中性點不接地或經消弧線圈接地，當對地絕緣損壞導致一相接地時，系統(tǒng)接地相電壓為零，完好的兩相對地電壓升高到線電壓，并產生接地電流。由于系統(tǒng)線電壓并不改變，所以按規(guī)定系統(tǒng)還可以運行2小時，但此時必須由保護裝置發(fā)出報警信號。 成套電器技術 第六章高壓開關柜 輔助回路 2、中置柜防凝露加熱 近年來發(fā)展起來的中置手

20、車式高壓開關柜一般都采用電加熱方式，并結合防凝露控制器來達到除濕、防凝露的目的，以杜絕絕緣事故的發(fā)生。常用的柜內加熱除溫措施有以下幾種: 成套電器技術 第六章高壓開關柜 輔助回路 (1) 柜內電纜室、斷路器室各安裝一個鋁合金加熱板（電纜室用100W型，斷路器室用50W 型） ，空氣散熱方式，由用戶根據環(huán)境狀態(tài)自行決定加熱板的投切。 (2) 柜內電纜室、斷路器室各安裝一個鋁合金加熱板，空氣散熱方式。另外安裝一個自動加熱除濕控制器，利用濕度傳感器自動啟動加熱板，也可于動投入加熱，并具有加熱板斷線監(jiān)視功能。 成套電器技術 第六章高壓開關柜 輔助回路 (3) 柜內電纜室、斷路器室各安裝一個薄板防燙型加

21、熱板，加熱板散熱面緊貼固定在柜體敷鋁錚板上。加熱板另一面上澆鑄了一層硅橡膠，利用柜體的敷鋁悴板散熱，要求用戶在開關柜分支運行電流低于1600A 時，將加熱板全天候不間斷投入運行 成套電器技術 第六章二次回路基本知識 概述 二次回路是各類開關設備的重要組成部分，尤其對成套電器而言。成套電器的二次回路由測量表計、繼電器、控制開關、信號器具等二次元件相互連接而成，屬于低壓小電流回路。 成套電器技術 第六章二次回路基本知識 分類 1、按功能分： 控制回路、測量回路、保護回路和信號回路等； 2、按操作電源種類分：交流電壓回路、交流電流回路和直流回路。直流操作電源由發(fā)電廠或變電所的直流電源提供，交流操作電

22、源由成套電器中的互感器或發(fā)電廠、變電所的公共交流操作電源提供。 成套電器技術 第六章二次回路基本知識 二次回路圖 用規(guī)定的圖形符號和標號將該回路中所有元件及其相互連接，按照動作原理依次表示出來。包括原理電路圖和安裝接線圖。 1、原理電路圖： 表示儀表、繼電器、控制開關、信號裝置、開關電器的輔助觸頭等二次元件和操作電源相互間的電氣連接、動作順序和工作原理。 成套電器技術 第六章二次回路基本知識 二次回路圖 1、原理電路圖 繪制方式：歸總式和展開式。 原理圖主要用來表示二次回路的工作原理，它是安裝接線設計的原始依據，在實際工作中主要采用展開圖。 展開圖將交流回路和直流回路劃分開。交流回路分為電流和

23、電壓回路；直流回路分為直流操作回路和信號回路。 成套電器技術 第六章二次回路基本知識 二次回路圖 1、原理電路圖 繪制交流回路按A、B、C相序，繪制直流回路按照繼電器的動作順序，從上向下排列。回路的右側采用文字說明，以便閱讀。 閱讀順序：先讀交流后讀直流；直流電流的流通方向是從左到右；元件的動作順序是從上到下，從左到右。 成套電器技術 第六章二次回路基本知識 二次回路圖 2、安裝接線圖 用來表示成套裝置或設備中各元件之間連接關系的一種圖，主要用于二次回路的安裝接線、線路檢查、線路維修和故障處理。實際應用中通常與原理電路圖和二次元件位置圖一起配合使用。 成套電器技術 第六章二次回路基本知識 二次

24、回路圖 2、安裝接線圖二次元件的表示方法從屬于一次設備或線路，因此要標明項目種類代號，如儀表用P，電流繼電器用KA接線端子的表示方法所有二次元件都有接線端子，端子代號應與二次元件上的端子標記一致，若元件端子沒有標記，應在接線圖上設定端子代號。端子板的文字代號為X，端子前綴為“：”。 成套電器技術 第六章二次回路基本知識 二次回路圖 2、安裝接線圖連接導線的表示方法連續(xù)線法和中斷線法。連線多的時候，多采用中斷線法 成套電器技術 第六章二次回路基本知識 二次回路的標號 為了便于二次回路運行中的維護和檢修，在展開圖中應根據回路的不同用途進行標號。1、直流回路的標號 （1）保護回路 數字標號范圍：01099 單數為正極回路的線段，雙數為負極回路線段 成套電器技術 第六章二次回路基本知識 二次回路的標號 （2）控制回路 數字標號范圍：1599，每99為一組 單數為正極回路，雙數為負極回路 （3）信號及其它回路 數字