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高壓開關櫃的電氣設計

簡介型號:LXK-φ80(100、120、200)LX:零序電流互感器 K:開合式φ80:內孔直徑變比:一次電流二次電流二次電流:5A、1A變比:1001 、 1005精度等級保護級:1級、3級接地開關在停電檢修期間,為了保護操作人員、設

爬距什麼意思

開關櫃設計的主要內容與基本原則

開關櫃的設計包括結構設計和電氣設計兩大部分。結構設計是基礎,它具體確定了產品的結構和效能(包括機械效能和部分電氣效能);它同時對電氣設計也有很大影響,決定著電器元件的選擇、安裝方式和操作效能。結構設計與電氣設計必須相互配合與協調。

開關櫃設計的主要內容

結構設計包括以下主要內容:

1) 開關櫃的外形尺寸和內部空間的整體佈局。

2) 外殼與櫃體骨架:外殼部分包括外殼材料的選擇、外殼溫升、防護以及外殼各組成部分,如蓋板、門、觀察窗、通風窗、排氣口等的設計;櫃體骨架設計包括型材的選擇、連線方式、機械強度等。

3) 隔板和活門。

4) 聯鎖,即“五防”。

電氣設計包括以下主要內容:

1) 主迴路:包括一次接線方案和電器元件的選擇以及母線的選擇。

2) 輔助迴路:包括開關電器的控制電路、保護電路、測量電路、訊號電路等。

3) 防電擊(接地保護)。

4) 絕緣配合。

開關櫃設計的基本原則

開關櫃的設計應嚴格遵循相關標準,如:低壓開關櫃的設計應遵循GB7251。1-2005《低壓成套開關裝置和控制裝置》、JB/T 9661-1999《低壓抽出式成套開關裝置》、JB/T 5877-2002《低壓固定式成套開關裝置》等標準。

開關櫃的設計要保證產品質量,使設計出的產品在效能、結構、品種等方面都能很好地滿足使用者的要求;要保證所設計的產品在生產中具有良好的經濟效果,可以採用最經濟的加工方法,並提高標準化、系列化和通用化水平。要防止兩種偏向:一是不顧使用者的要求,不恰當地簡化產品結構,片面追求製造的經濟放果,以致產品質量下降;二是片面地強調高標準,不恰當地提高產品加工精度和擴大貴重原材料的使用,致使產品結構過於複雜,製造成本過於昂貴。

產品部-高低壓設計室工藝流程

高壓開關櫃的電氣設計

產品部輸出的設計資料

1)圖紙類:

單線系統圖、原理圖(電路圖)、櫃體排列圖、櫃體交底圖(含配置清單)、二次配線圖(表)、佈置圖(含門板佈置圖、小母線佈置圖)、結構件圖、母排加工圖。

注:最後兩項由結構室下發。

2)清單類:

預算清單(品牌招標和預算用)、元器件請購單、輔料請購單、分櫃清單、製作要求表、標牌清單、母排使用清單、櫃體引數表。

高壓開關櫃設計的基本要求

1)高壓開關櫃的設計,應使得正常執行、監視和維護工作能安全方便地進行。維護工作包括:元件的檢修、試驗、故障的尋找和處理。

2) 對於額定引數和結構相同而需要替代的元件應能互換。

3) 對於具有可移開部件的高壓開關櫃,如果可移開部件的額定引數和結構相同,則應能互換。

4) 裝在外殼內的元件,除應符合它們各自的標準外,在高壓開關櫃的設計中,應考慮到下列因素的影響:

①外殼應有足夠的機械強度,使得裝在外殼內的開關、操動機構及其他元件具有它們原來的機械特性和電氣效能。

②如果外殼內裝有油浸式變壓器等類似元件,當發生故障時,它不應影響相鄰裝置,在執行中也應便於巡視、檢查。

高壓開關櫃的基本結構

高壓開關櫃由櫃體和斷路器兩大部分組成,具有架空進出線、電纜進出線、母線聯絡等功能。櫃體由殼體、電氣元件(包括絕緣件)、各種機構、二次端子等組成。

★。櫃體的材料:1)冷軋鋼板,主要用於焊接櫃。如:XGN2-12;

2)敷鋁鋅鋼板,主要用於組裝櫃。如:KYN28A-12。

★。櫃體的功能單元(以KYN28A-12為例):

1)母線室;(一般主母線按照“品”字型或“1”字型兩種結構佈置)

2)斷路器手車室;

3)電纜室; 4)繼電器儀表室。

高壓開關櫃的電氣設計

高壓開關櫃的電氣設計

高壓開關櫃的電氣設計

高壓開關櫃的電氣設計

“五防”的基本內容

“五防”是電力系統中防止五種電氣誤操作的簡稱。據統計,電力系統的誤操作事故有80% 以上屬於五種誤操作,即:誤分、誤合斷路器;帶負荷操作隔離開關;帶電掛接地線或合接地開關;帶接地線開關合閘;誤人帶電間隔。因此,各種開關裝置間必須有一定的操作順序,否則就會造成嚴重後果甚至出現事故。為此,高壓開關櫃應具有“五防”功能,即:

(1)防止誤分、誤合斷路器;

(2)防止帶負荷分、合隔離開關;

(3)防止帶電誤合(掛)接地開關(線);

(4)防止帶接地線(開關)合斷路器(負荷開關);

(5)防止誤入帶電間隔。

閉鎖裝置的型別

“五防”功能可透過閉鎖裝置來實現。閉鎖裝置是一種以防止電氣誤操作而在高壓開關櫃中裝設的一種裝置。閉鎖裝置能保證按規定程式操作時,開關櫃可以操作;否則,開關櫃不得操作。所謂“程式操作”是指按電力裝置安全的要求人為規定的操作順序。

閉鎖裝置可分為機械閉鎖裝置和電氣閉鎖裝置兩類。機械閉鎖裝置全部採用傳動槓桿、連桿、擋扳、滑塊等機械零部件構成。電氣閉鎖裝置是指電磁鎖、閉鎖電路等。

需討論確認的事項:

高壓饋線櫃(如:變壓器迴路、電動機迴路、電容器迴路等)接地開關的聯鎖機構上是否需要加電磁鎖?

分析:雖然斷路器底盤車與接地開關之間存在機械閉鎖,但是當斷路器分閘後,高壓電動機、電容器會存在反送電的現象,為了防止帶電合接地開關,一般在接地開關聯鎖機構上裝電磁鎖。而現場在進行裝置安裝施工時,往往由於電磁鎖的輔助電源還未供電,無法操作接地開關,導致櫃門無法開啟,影響施工。(該問題的解決措施:在櫃體立柱在開一個小孔,然後用螺絲刀去使電磁鎖動作。)

櫃內主要一次電氣元件(以KYN28A-12為例)

4。1 電流互感器 Current Transformator (簡稱:CT)

將大電流轉換成標準小電流(5A、1A),供測量、保護用。

4。1。1 型號說明

一次繞組型式:M-母線式、F-貫穿復匝式、Q-線圈式、D-貫穿單匝式;

安裝型式:A-穿牆式、Z-支柱式;

絕緣型式:Z- 澆注絕緣、J-樹脂澆注、C-瓷絕緣、K-塑膠外殼;

用途:B-保護級、D-差動保護用、J-接地保護用;

結構型式: Q(J) - 加強型、J-加大容量、W-戶外式、G-改進型;

舉例說明:LZZBJ9-10A

L:電流互感器 Z:支柱式 Z:澆注式

B:帶保護級 J:加強型 9:設計序號

10:額定電壓(kV) A:結構代號

高壓開關櫃的電氣設計

變比:一次電流/二次電流

二次電流:5A、1A;一次電流根據系統需求。

變比:100/5、200/1、2000/5

精度等級

0。5/10P10、0。2/0。5/10P20、0。5/5P10/5P10

測量級:0。2S、0。2、0。5S、0。5

注:0。2級和0。2S級最大的區別是在小負荷時,0。2S級比0。2級有更高的測量精度;主要是用於負荷變動範圍比較大,而有些時候幾乎空載的場合。 0。2S級和0。2級在各負載率下的電流誤差及相位誤差可參見GB1208-1997《電流互感器》,透過該國標圖表中的資料,可以清楚地看出在實際負荷電流小於額定電流的30%時,0。2S級的綜合誤差明顯小於0。2級電流互感器。

保護級:5P、10P,表示±5%和±10% P表示保護

準確限值係數:10、15、20、25、30(易被忽略)

舉例說明:

5P10表示當一次側過流10倍時,該繞組的複合誤差≤±5%;

10P10表示當一次側過流10倍時,該繞組的複合誤差≤±10%;

10P15表示當一次側過流15倍時,該繞組的複合誤差≤±10%。

4。1。4 額定輸出容量

依據二次負荷額定容量進行選擇,一般用VA表示,如:10VA、15VA、20VA等。

4。1。5 注意事項:

1)電流互感器的二次側在使用時嚴禁開路。使用過程中拆卸儀表或繼電器時,應事先將二次側短路。安裝時,接線應可靠,不允許二次側安裝熔絲或開關等元件;

2)二次側必須有一端接地。防止一、二次側絕緣損壞,高壓竄入二次側,危及人身和裝置安全;3)

接線時要注意極性。電流互感器一、二次側的極性端子,都用字母表明極性。一次側用P1、P2表示;二次側用nS1、nS2(n表示線圈繞組序號);

高壓開關櫃的電氣設計

4)一次側串聯接線上路中。

電壓互感器 Potential Transformer (簡稱:PT)

將高電壓轉換成標準低電壓(100V),供測量、保護用。

型號說明

高壓開關櫃的電氣設計

相數代號:D-單相、S-三相

絕緣型式:J-油侵式、G-乾式、Z-澆注式

結構型式:W-五柱三繞組、B-帶補償繞組、J-接地保護、X-帶剩餘電壓繞組

舉例說明:JDZ(X)10-3、6、10

J:電壓互感器 D:單相 Z:澆注式

X:帶剩餘電壓繞組 10:設計序號

3、6、10:額定電壓(kV)

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變比:一次電壓/二次電壓

二次電壓:100V ;一次電壓根據系統電壓確定

JDZ10-10: 10/0。1(單相接法)

10/0。1/0。1(V-V接法)

JDZX10-10:10/√3/0。1/√3/0。1/3 (Y-Y-△接法)

10/√3/0。1/√3/ 0。1/√3/0。1/3(Y-Y-Y-△接法)

高壓開關櫃的電氣設計

高壓開關櫃的電氣設計

精度等級

0。2/3P、0。2/0。5/3P、0。5/3P/6P

測量級:0。2S、0。2、0。5

保護級:3P、6P,P表示保護

額定輸出容量

依據二次負荷額定容量進行選擇,一般用VA表示,如:30VA、50VA、100VA等。

注意事項:

1)電壓互感器的二次側在工作時嚴禁短路。在正常工作時,其二次側的電流很小,近於開路狀態,當二次側短路時,其電流很大(二次側阻抗很小)將燒燬裝置。

2)電壓互感器的二次側必須有一端接地,防止一、二次側擊穿時,高壓竄入二次側,危及人身和裝置安全。

3)電壓互感器接線時,應注意一、二次側接線端子的極性。以保證測量的準確性。

4)電壓互感器的一、二次側通常都應裝設熔絲作為短路保護。

5)一次側並聯接線上路中。

4。3 零序電流互感器

正常情況下,三相電流向量和等於零,零序CT二次繞組無訊號。

當發生接地故障或三相電流不平衡時,三相電流向量和不等於零,零序CT二次側輸出訊號,使保護元件動作,切斷電源,達到接地故障保護目的。

高壓開關櫃的電氣設計

型號:LXK-φ80(100、120、200)

LX:零序電流互感器 K:開合式

φ80:內孔直徑

變比:一次電流/二次電流

二次電流:5A、1A

變比:100/1 、 100/5

精度等級

保護級:1級、3級

接地開關

在停電檢修期間,為了保護操作人員、裝置、系統的安全,就會把出線櫃透過接地開關對地短路,進行完全放電,這樣不會造成由誤送電或線路反送電造成的觸電事故。

型號:JN15-12/31。5-口

J:接地開關; N:戶內; 15:設計序號;

31。5:額定短時耐受電流(kA);

口:相間距離(mm)。

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過電壓保護器

用於3~35kV系統的電動機、變壓器、開關、母線等裝置的過電壓保護,對相間過電壓和相對地過電壓均能起到可靠的限制作用。

高壓開關櫃的電氣設計

高壓開關櫃的電氣設計

真空斷路器 Vacuum circuit breaker (簡稱VCB)

高壓開關櫃的電氣設計

高壓開關櫃的電氣設計

高壓帶電顯示裝置 high voltage presence indicating device

由三個感測器和一個帶電顯示器經導線連線組成。能將高壓帶電體帶電與否的訊號傳遞到發光或音響元件上,顯示或同時閉鎖高壓開關裝置的裝置。

高壓開關櫃的電氣設計

高壓開關櫃設計中應注意的事項

1)相間及相對地的絕緣距離

高壓開關櫃的電氣設計

注意:當海拔高度超過1000m時,應按GB3906-2006的要求對絕緣距離給予修正。但有時受配電室地方的限制,我們所製作開關櫃的外形尺寸往往不能滿足絕緣距離的要求,所以可以採取以下幾種方法來解決絕緣問題:

第一,在金屬封閉高壓開關櫃中,採用非金屬的絕緣隔板,以此來加強相間或相對地絕緣,達到縮小對絕緣距離的要求。但必須注意10kV時帶電裸導體與該絕緣板間應保持不小於30mm,在40。5kV時帶電裸導體與該絕緣板間應保持不小於60mm。該方法的缺點是絕緣隔板受使用環境影響很大,存在絕緣老化的問題。

第二,使用熱縮套管把高壓帶電導體整個熱縮起來,實踐中10kV要確保絕緣距離不小於100mm,35kV要確保絕緣距離不小於200mm。缺點是熱縮套管同樣存在絕緣老化的問題。隨時間推移絕緣強度會降低。

綜上所述,在設計許可的情況下,儘可能地使用空氣絕緣來滿足絕緣的要求。

爬電距離和爬電比距

爬電距離:在兩個導電部分之間沿絕緣材料表面的最短距離;

爬電比距:裝置外絕緣的爬距與其兩端承受的最高執行電壓(對於交流系統,為最高線電壓)之比,單位為mm/kV。

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