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開(kāi)關(guān)柜是指按一定的方案將一次設備、二次設備組裝而成的成套配電裝置,主要用來(lái)對線(xiàn)路、設備實(shí)施控制、保護。開(kāi)關(guān)柜按電壓等級可分高壓開(kāi)關(guān)柜(固定式和手車(chē)式)和低壓開(kāi)關(guān)柜(固定式和抽屜式)。
從應用角度劃分
1、進(jìn)線(xiàn)柜:又叫受電柜,是用來(lái)從電網(wǎng)上接受電能的設備(從進(jìn)線(xiàn)到母線(xiàn)),一般安裝有斷路器、CT、PT、隔離刀等元器件。
2、出線(xiàn)柜:也叫饋電柜或配電柜,是用來(lái)分配電能的設備(從母線(xiàn)到各個(gè)出線(xiàn)),一般也安裝有斷路器、CT、PT、隔離刀等元器件。
3、母線(xiàn)聯(lián)絡(luò )柜:也叫母線(xiàn)分斷柜,是用來(lái)連接兩段母線(xiàn)的設備(從母線(xiàn)到母線(xiàn)),在單母線(xiàn)分段、雙母線(xiàn)系統中常常要用到母線(xiàn)聯(lián)絡(luò ),以滿(mǎn)足用戶(hù)選擇不同運行方式的要求或保證故障情況下有選擇的切除負荷。
4、PT柜:也叫電壓互感器柜,一般是直接裝設到母線(xiàn)上,以檢測母線(xiàn)電壓和實(shí)現保護功能。內部主要安裝電壓互感器PT、隔離刀、熔斷器和避雷器等。
5、隔離柜:是用來(lái)隔離兩端母線(xiàn)用的或者是隔離受電設備與供電設備用的,它可以給運行人員提供一個(gè)可見(jiàn)的端點(diǎn),以方便維護和檢修作業(yè)。由于隔離柜不具有分斷、接通負荷電流的能力,所以在與其配合的斷路器閉合的情況下,不能夠推拉隔離柜的手車(chē)。在一般的應用中,都需要設置斷路器輔助接點(diǎn)與隔離手車(chē)的聯(lián)鎖,防止運行人員的誤操作。
6、計量柜:主要用來(lái)作計量電能用的(千瓦時(shí)),又有高壓、低壓之分,一般安裝有隔離開(kāi)關(guān)、熔斷器、CT、PT、有功電度表(傳統儀表或數字電表)、無(wú)功電度表、繼電器、以及一些其他的輔助二次設備(如負荷監控儀等)。
7、SVG:靜止無(wú)功發(fā)生器,英文描述為:Static Var Generator,簡(jiǎn)稱(chēng)為SVG。又稱(chēng)高壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補償發(fā)生裝置,或靜止同步補償器。是指由自換相的電力半導體橋式變流器來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)無(wú)功補償的裝置。SVG是目前無(wú)功功率控制領(lǐng)域內的方案。相對于傳統的調相機、電容器電抗器、以晶閘管控制電抗器TCR為主要代表的傳統SVC等方式,SVG有著(zhù)無(wú)可比擬的優(yōu)勢。下圖為西馳電氣SVG
8、充氣式開(kāi)關(guān)柜:又叫封閉式組合電器柜,它是將斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、CT、PT、避雷器、母線(xiàn)等封閉組合在金屬殼體內,然后以絕緣性能和滅弧性能良好的氣體(一般用六氟化硫SF6)作為相間和對地的絕緣措施,適用于高電壓等級和高容量等級的電網(wǎng)中,用作受配電及控制。
從元器件角度劃分
1、斷路器:正常工作情況下,斷路器處于合閘狀態(tài)(特殊應用除外),接通電路。當進(jìn)行自動(dòng)控制或保護控制操作時(shí),斷路器可以在綜保裝置控制下進(jìn)行電路的分斷或接通操作。斷路器不僅可以通斷正常的負荷電流,而且能夠承受一定時(shí)間的短路電流(數倍甚至幾十倍的正常工作電流),并可以分斷短路電流,切除故障線(xiàn)路和設備。所以說(shuō),斷路器的主要功能就是分斷和接通電路(包括分斷和接通正常電流、分斷短路電流)。由于在分斷和接通電路的過(guò)程中,斷路器的動(dòng)觸頭與靜觸頭之間不可避免的要產(chǎn)生電弧。為了保護觸頭,減少觸頭材料的損耗和可靠分斷電路,必須采取措施來(lái)盡快熄滅電弧,其中一種就是采用不同的滅弧介質(zhì)填充到斷路器的動(dòng)、靜觸頭間。按滅弧介質(zhì)的不同斷路器可以分為:油斷路器(多油、少油)、六氟化硫(SF6)斷路器、真空斷路器、空氣斷路器等。我們在工程中經(jīng)常接觸到的高低壓開(kāi)關(guān)柜里的主要一次設備就是斷路器。由于斷路器的動(dòng)、靜觸頭一般都是被包在充滿(mǎn)滅弧介質(zhì)的容器中,所以斷路器的分、合狀態(tài)不可以直接判斷,一般是通過(guò)斷路器的輔助器件(如分合位指針等)來(lái)判別。
2、微機保護裝置:微機保護是由高集成度、總線(xiàn)不出芯片單片機、高精度電流電壓互感器、高絕緣強度出口中間繼電器、高可靠開(kāi)關(guān)電源模塊等部件組成。微機保護裝置主要作為110KV及以下電壓等級的發(fā)電廠(chǎng)、變電站、配電站等,也可作為部分70V-220V之間電壓等級中系統的電壓電流的保護及測控。
3、隔離刀:隔離刀(或稱(chēng)隔離開(kāi)關(guān))由于有明顯的斷口可以識別接通或分斷,主要是用來(lái)隔離高壓電源的,以保證線(xiàn)路和設備的安全檢修,能分斷的電流很小(一般只有幾個(gè)安培)。由于沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的滅弧裝置,所以它不能用來(lái)分斷故障電流和正常工作電流,不允許帶負荷進(jìn)行分斷操作。
4、熔斷器:熔斷器是一種簡(jiǎn)單的電路保護電器,其原理是當流經(jīng)熔斷器的電流達到或超過(guò)定值一定時(shí)間后,本身的熔體熔化,切斷電路。其動(dòng)作原理簡(jiǎn)單,安裝方便,一般不單獨使用,主要用來(lái)配合其他電器使用。
5、負荷開(kāi)關(guān):負荷開(kāi)關(guān)具有簡(jiǎn)單的滅弧裝置,滅弧介質(zhì)一般采用空氣,可以接通和分斷一定的電流和過(guò)電流,但是不能分斷短路電流,不能用來(lái)切斷短路故障。所以不允許單純用負荷開(kāi)關(guān)來(lái)替代斷路器;如果要采用負荷開(kāi)關(guān),必須與前面提到的高壓熔斷器配合使用(實(shí)際上往往用熔斷器和負荷開(kāi)關(guān)串聯(lián)使用,用作簡(jiǎn)單的過(guò)負荷保護,以降低工程造價(jià))。負荷開(kāi)關(guān)與隔離刀類(lèi)似,都有明顯的斷開(kāi)間隙,可以很容易的判別電路是處于接通還是斷開(kāi)狀態(tài)。
6、PT(TV)/CT(AV)互感器:互感器實(shí)際上就是一種特殊的變壓器,主要用來(lái)從電氣上隔離一次回路與控制回路,從而擴大二次設備(儀表、綜保等)的使用范圍。采用PT/CT可以避免一次回路的高電壓/大電流直接進(jìn)入到二次控制設備(如:儀表、綜保裝置等),也可以防止由于控制設備故障影響一次回路的運行。
7、手車(chē):手車(chē)是高壓開(kāi)關(guān)柜的一部分,分別安裝高壓斷路器等元器件。他們與固定式開(kāi)關(guān)柜的功能是基本相同的,主要區別是方便了維護和檢修(手車(chē)都可以通過(guò)機械操作機構搖把來(lái)推進(jìn)、拉出)。手車(chē)一般都有工作(正常運行時(shí))、試驗(試投運和現場(chǎng)試驗時(shí))和退出(維護、檢修時(shí))三種位置狀態(tài)。
8、接地刀:接地刀(也叫接地開(kāi)關(guān))主要:一是用來(lái)在線(xiàn)路和設備檢修時(shí),為確保人員安全進(jìn)行接地用的;二是可以用來(lái)人為地造成系統的接地短路,達到控制保護的目的。個(gè)作用很好理解,不做介紹。第二個(gè)作用是這樣的:接地刀通常是接在降壓變壓器的高壓側,當受電端發(fā)生故障或者變壓器內部故障時(shí),接地刀開(kāi)關(guān)應自動(dòng)閉合,造成接地短路故障,迫使送電端(上端)斷路器迅速動(dòng)作,切斷故障,所以說(shuō)這是個(gè)人為的接地短路故障,目的就是保證送電端的斷路器能夠快速動(dòng)作。
9、儀器儀表:多功能儀表是針對低壓電力監控而研制的集遙測、遙信、遙控于一體的多功能三相數字式智能測控儀表。它采用了高端配置,高性能32位嵌入式微處理器、高精度AD采樣、可直接或間接測量三相電網(wǎng)中的電壓、電流、功率、功率因數和頻率等,又能與工控設備連接,組成測控系統??蓮V泛應用于變電站自動(dòng)化、配電網(wǎng)自動(dòng)化、小區電力監控、工業(yè)自動(dòng)化、智能建筑、智能型配電盤(pán)、儀表盤(pán)、開(kāi)關(guān)柜中作為電量參數測量、控制部件。儀表可具有RS-485或者TTL通訊接口,采用Modbus-RTU協(xié)議。根據不同要求,通過(guò)儀表面板按鍵,對變比、報警、通訊等參數進(jìn)行設置和控制。
10、溫度在線(xiàn)監測儀:手車(chē)式開(kāi)關(guān)柜在供電系統中普遍使用,在高壓斷路器的手車(chē)結構中,靜觸頭、動(dòng)觸頭是一個(gè)基本元件,在動(dòng)觸頭與靜觸頭接觸時(shí),它們之間有一個(gè)接觸電阻,如果該接觸電阻過(guò)大,溫升會(huì )超過(guò)規定值,從而加速動(dòng)、靜觸頭接觸處氧化,氧化結果又導致接觸電阻值增加,這樣又促使發(fā)熱加大,溫度增加,甚至起弧燒損。觸頭溫度在線(xiàn)監測儀就是為避免此類(lèi)事故而開(kāi)發(fā)的。
11、智能環(huán)網(wǎng)柜監測儀:環(huán)網(wǎng)柜在長(cháng)期運行中,由于各種客觀(guān)原因造成環(huán)網(wǎng)柜在安裝和投運后的過(guò)程中出現電纜搭接處故障、氣室故障、操作機構故障、避雷器故障等,從而對電網(wǎng)的可靠運行帶來(lái)了隱患。
常見(jiàn)開(kāi)關(guān)柜生產(chǎn)設備包括:
12、鈑金三大件:數控沖床、剪板機、折彎機。這三件是鈑金制作的基本工具,主要用來(lái)制作開(kāi)關(guān)柜柜體。鈑金加工精度對高壓手車(chē)式開(kāi)關(guān)柜、低壓抽屜式開(kāi)關(guān)柜的影響較大,表現在手車(chē)的搖進(jìn)與搖出,抽屜的互換性上。
13、噴塑設備:開(kāi)關(guān)柜柜體表面進(jìn)行靜電噴塑處理。靜電噴塑是采用靜電吸附的方法使粉末涂料吸附在金屬表面經(jīng)高溫固化后表面形成的保護膜的全套工序。靜電噴塑不需稀料,施工對環(huán)境無(wú)污染,對人體無(wú)毒害;涂層外觀(guān)質(zhì)量?jì)?yōu)異,附著(zhù)力及機械強度強;噴涂施工固化時(shí)間短。噴塑設備主要有酸洗、脫脂、磷化、靜電噴涂、固化等工序,分別采用不同的設備,目前使用較多的是噴塑生產(chǎn)線(xiàn)。
14、母線(xiàn)加工設備:母線(xiàn)加工設備主要用于對開(kāi)關(guān)柜內及柜間銅母線(xiàn)進(jìn)行裁剪、沖孔、折彎操作,現采用多工位母線(xiàn)加工機較多。
開(kāi)關(guān)柜為什么叫“成套”?
分為500KV、220KV、110KV、35KV、10KV、380V、220V等級別。
由于電壓的高低與線(xiàn)損有關(guān),電壓越高、線(xiàn)損越低。這樣,輸送電的距離越遠,需要輸送的電壓級別就越高。
2、 為什么要卸電壓(10KV級別)?用什么方法可以安全卸電壓?
在進(jìn)行停電的時(shí)候,為了防止電容還有余電,傷及人員,所以必須卸電壓。
打開(kāi)柜門(mén)或屏板時(shí),不可直接用手接觸母線(xiàn)。先用10KV的試電筆檢查是否有電,然后找一顆導線(xiàn),一頭接地、一頭接在試電筆前端,用試電筆前端接觸母線(xiàn)放電,完成后方可維修,保證人身安全。切記這一點(diǎn)。
3、 10KV試驗電的電壓應該是多少?國內、國際標準有什么區別?
國內:柜體4.2萬(wàn)伏,斷口4.8萬(wàn)伏;
國際:3.6萬(wàn)伏
4、 如何理解開(kāi)關(guān)柜型號中KYN各字母的含義?
K—金屬封閉鎧裝式
Y—移開(kāi)式
N—戶(hù)內
5、 泄壓通道的作用是什么?
若萬(wàn)一柜體發(fā)生爆炸,將會(huì )產(chǎn)生一股強勁的氣浪。這時(shí)如果柜頂有泄壓通道,則氣浪可由頂部排出,而不影響其他部分的正常工作;若無(wú)泄壓通道,氣浪就會(huì )向薄弱的地方?jīng)_開(kāi)。
6、 開(kāi)關(guān)柜應裝配那些主要一次元件?
斷路器、觸座、避雷器、零序互感器、電流互感器(CT)、電壓互感器(PT)、高壓熔斷器等。
7、環(huán)網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜的作用是什么?靠什么保護變壓器?
作用是可帶負荷分合閘,他靠高壓熔斷器來(lái)保護變壓器。
8、空氣絕緣距離的標準是多少?
相間相對地的空氣距離,10KV要求125mm。
9、什么叫絕緣件爬距?
高壓帶電側至地的、沿絕緣件外表爬行的導通距離叫絕緣件爬距。10KV要求235mm。
10、用什么方法檢查真空開(kāi)關(guān)是否真空?
用耐壓試驗檢測。斷口用4.8萬(wàn)伏檢測。
11、隔離插頭、隔離開(kāi)關(guān)有什么作用,用于哪種柜類(lèi)?
隔離插頭,用于手車(chē)柜;隔離開(kāi)關(guān)用于固定柜。其作用均為不帶負荷分合閘,方便維修。
12、高壓柜電流大致分幾級?負荷開(kāi)關(guān)屬哪級?
分大 中 小,即:3150A、1250A、630A 三級。負荷開(kāi)關(guān)屬630A級別。
13、高壓熔斷器作用是什么?
作保護變壓器用,PT屬小型變壓器類(lèi)。
14、帶電顯示器有什么作用?
起指示作用,顯示柜內是否有高壓電。
15、程序鎖起什么作用?安裝在什么地方?
柜與柜操作順序按規定程序連鎖,起到防誤操作的作用。
16、接地開(kāi)關(guān)起什么作用?
接地開(kāi)關(guān)安裝在出線(xiàn)端,檢修時(shí)可以防止倒供高壓電,保證人身安全。
17、活門(mén)的作用是什么?
當手車(chē)拉離柜體時(shí),防止人或金屬接觸到帶高壓電的靜觸頭。
18、母線(xiàn)為什么要套膠?
起到一個(gè)絕緣的作用,可減少空氣絕緣距離,防止小動(dòng)物入柜造成短路事故。