高壓開關(guān)柜技術(shù)論文
高壓開關(guān)柜技術(shù)論文
高壓開關(guān)柜主要由柜體與斷路器兩部分組成的，其主要的作用是對發(fā)電、分電、送電等過程進(jìn)行控制、通斷和保障。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的高壓開關(guān)柜技術(shù)論文，希望你們喜歡。
高壓開關(guān)柜技術(shù)論文篇一
高壓開關(guān)柜設(shè)計(jì)
摘要：電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行很大程度上取決于10 kV 高壓開關(guān)柜質(zhì)量的優(yōu)劣，因此深入探討和研究10kV開關(guān)柜的設(shè)計(jì)具有重要意義。
關(guān)鍵詞：10kV高壓開關(guān)柜;設(shè)計(jì)
Abstract: The secure operation of power system largely depends on the 10 kV high voltage switch cabinet quality, so it is significant to design in-depth study and research of 10kV switchgear.
Key words: 10kV high voltage switch cabinet; design
中圖分類號(hào)：TV733 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：
前言
10kV開關(guān)柜的作用是接受和分配電網(wǎng)的電能，根據(jù)不同的廠家或者需求不同，其設(shè)計(jì)也會(huì)不同。但為了避免開關(guān)柜在運(yùn)行中的安全隱患，其設(shè)計(jì)必須要嚴(yán)格執(zhí)行國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及標(biāo)準(zhǔn)柜型的要求。
1、10kV開關(guān)柜設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題
1.1安全凈距
為避免短路問題造成電力系統(tǒng)的危害，必須保證10kV開關(guān)柜所有裸露帶電元器件之間的安全凈距。按照要求，10 kV 開關(guān)柜相對地及相與相之間的距離不小于125 mm，海拔超過1km時(shí)，需修正絕緣距離。當(dāng)配電室空間狹小時(shí)，開關(guān)柜的尺寸因縮小不能滿足絕緣距離要求時(shí)，需解決絕緣問題，如：SMC、DMC 絕緣板和高壓絕緣熱縮材料。
1.2 五防連鎖
五防連鎖主要是為了實(shí)現(xiàn)防止誤分誤合斷路器、防止帶電操合接地開關(guān)或掛接臨時(shí)接地線等功能。目前常用的方式是機(jī)械連鎖方式，通過機(jī)械零部件環(huán)環(huán)相扣，可靠性高。但加工工藝較復(fù)雜，工藝要求較高。如：XGN、KYN等均具特色。此外常用的方式還有機(jī)械程序鎖，此方式雖然結(jié)構(gòu)簡單，但容易造成人工誤操作，在無人值班的變電站很難應(yīng)用。
2 10 kV 開關(guān)柜中元器件的選取
2.1 開關(guān)柜主母線及分支母線
母線安裝主要是母線在支柱絕緣子上的固定及母線的連接。硬母線長度超過20m應(yīng)加伸縮節(jié)。
a)母線固定：常用的固定方式有用螺栓直接將母線擰在支柱絕緣子上;用扁鋁夾板固定;用卡板固定。
b)母線及母線與引線連接安裝：①母線接觸面加工后必須保持清潔，并涂以電力復(fù)合脂;②母線平置時(shí)，貫穿螺栓應(yīng)由下往上穿，其余情況下，螺母應(yīng)置于維護(hù)側(cè)，螺栓長度宜露出螺母2—3扣;③貫穿螺栓連接的母線兩外側(cè)均應(yīng)有平墊圈，相鄰螺栓墊圈間應(yīng)有3mm以上的凈距，螺母側(cè)應(yīng)裝有彈簧墊圈或鎖緊螺母;④螺栓受力應(yīng)均勻，不應(yīng)使電器的接線端子受到額外應(yīng)力;⑤母線的接觸面應(yīng)連接緊密，連接螺栓應(yīng)用力矩扳手緊固。
c)硬母線涂色、排列。母線安裝完備，要進(jìn)行刷漆，油漆互要調(diào)勻，不可過稀或過稠，以達(dá)到涂刷均勻。
d)母線排列。母線排列在設(shè)計(jì)圖紙中均有規(guī)定。如無規(guī)定時(shí)，可按要求排列。
2.2 高壓真空斷路器
真空斷路器在正常工作下接通和斷開高壓電路中的空載及負(fù)荷電流，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，可配合自動(dòng)裝置及保護(hù)裝置，迅速切斷故障電流，保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。并且在斷路器的二次回路中加入了防跳繼電器，可使其具有“防跳”功能。
2.3 電流互感器
(1)電流互感器作用
電流互感器主要用于大電流交流回路中，將大電流轉(zhuǎn)換成較小的電流，以供測量或繼電保護(hù)。電流互感器的測量誤差分為兩種：一種為電流誤差;另一種為相位差。電流互感器的準(zhǔn)確度級(jí)次即是以最大電流誤差和相位差來區(qū)分的，在數(shù)值上即是電流誤差限值的百分?jǐn)?shù)。電流互感器的準(zhǔn)確度級(jí)次有0.2S、0.2、0.5、1、3、10和D級(jí)等種，其中0.2S級(jí)屬精密測量級(jí)。工程中電流互感器準(zhǔn)確級(jí)次的選用，應(yīng)根據(jù)負(fù)載性質(zhì)來選用，一般是電度計(jì)量用0.2S級(jí);電流表計(jì)用0.5級(jí);繼電保護(hù)用3級(jí);差動(dòng)保護(hù)用D級(jí)。
(2)電流互感器的二次負(fù)荷
電流互感器的二次負(fù)荷(可用其二次接入的負(fù)載阻抗表示)由下述三部分組成：
1)測量儀表或保護(hù)元件的電流線圈阻抗(可由產(chǎn)品技術(shù)數(shù)據(jù)中查出)。
2)線路各接頭接觸電阻。
3)聯(lián)接線的導(dǎo)線電阻。
其中聯(lián)接導(dǎo)線的計(jì)算長度L，，取決于線路長度及互感器與測定儀表的接法，如圖1所示。電流互感器的二次負(fù)荷只有在不超過電流互感器的二次允許負(fù)荷值時(shí)，才能保證其銘牌準(zhǔn)確度。
圖1電流互感器不同接線方式的計(jì)算長度
(3)電流互感器的10%誤差曲線
規(guī)程規(guī)定，用于繼電保護(hù)的電流互感器，在其二次側(cè)負(fù)載和一次側(cè)電流已知的條件下，電流誤差不得超過10%，相位差不得大予7。所謂電流互感器的10%誤差曲線，就是根據(jù)這一規(guī)定，在電流誤差10%的條件下，所作出的一次電流對額定電流的倍數(shù)和二次阻抗的關(guān)系曲線。利用10%誤差曲線可求出與保護(hù)計(jì)算用一次電流倍數(shù)相適應(yīng)的最大允許二次負(fù)載阻抗。
(4)選用電流互感器的原則
1)線路額定電壓應(yīng)不大于電流互感器的額定電壓。
2)根據(jù)線路計(jì)算電流確定一次額定電流。
3)根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)確定電流互感器的準(zhǔn)確度級(jí)次。
4)校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定與熱穩(wěn)定，校驗(yàn)公式見公式(1)、公式(2)。
5)繼電保護(hù)用電流互感器還應(yīng)滿足10%誤差曲線的要求
(公式1)
式中：：動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù);：熱穩(wěn)定倍數(shù);：通過設(shè)備的三相短路沖擊電流;
(公式2)
式中：:電流互感器一次額定電流;：短路假想時(shí)間;：設(shè)備熱穩(wěn)定試驗(yàn)時(shí)間，：通過設(shè)備的三相短路穩(wěn)態(tài)電流
2.4 電壓互感器
(1)電壓互感器的作用
電壓互感器的作用，主要是將交流電路中的電壓轉(zhuǎn)變?yōu)檩^低的電壓，以供測量、繼電保護(hù)或指示用。
(2)選用原則
電壓互感器的選用原則主要有如下幾點(diǎn)：
1)互感器的額定電壓應(yīng)不低于被測系統(tǒng)的額定電壓。
2)按裝設(shè)地點(diǎn)確定裝置類型(室內(nèi)、室外)。
3)按測量儀表對電壓互感器的準(zhǔn)確度要求，限制互感器二次負(fù)荷。
需說明的是，只有各計(jì)量儀表及繼電器的電壓繞組總視在功率不超過電壓互感器出廠技術(shù)數(shù)據(jù)規(guī)定時(shí)，才可保證對應(yīng)的準(zhǔn)確度;互感器二次側(cè)負(fù)荷通常是不平衡的，所以考慮準(zhǔn)確度時(shí)應(yīng)以最大一相作依據(jù)。
3一次回路、二次回路的分析
10kv高壓開關(guān)柜內(nèi)部設(shè)備可分為一次設(shè)備和二次設(shè)備兩部分。由一次設(shè)備構(gòu)成的回路稱為一次回路，又稱主回路。一次設(shè)備主要有斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、高壓熔斷器、以及操作機(jī)構(gòu)等;由二次設(shè)備構(gòu)成的回路稱為二次回路，又稱二次系統(tǒng)。二次設(shè)備包括各種測量儀表、各種保護(hù)繼電器、按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、信號(hào)燈、接線端子以及二次配線。
3.1一次回路
為了便于研究設(shè)備的功能.主電路或其一部分通常只需用單線表示，但為了表示互感器的連接方法.則必須用多線表示。圖2中，把主電路畫在了圖的左邊部分，而測量及保護(hù)電路畫在了圖的右邊部分，主電路是用集中表示法畫出的。主電路中包括高壓斷路器QF，以及作為測量用的和過電流保護(hù)用的電流互感器1LH、2LH，還有接地開關(guān)，避雷器，帶電顯示器，主電路中斷路器是在斷開狀態(tài).元器件是在不帶電狀態(tài)。
圖2高壓開關(guān)柜的一次和二次原理接線圖
3.2二次回路
高壓柜的二次回路中包括了電流、電壓測量、過電流保護(hù)及跳閘回路和信號(hào)回路。繼電保護(hù)是一種能夠反應(yīng)電力系統(tǒng)元件故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并可讓斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置，保護(hù)繼電器是構(gòu)成繼電保護(hù)的基本元件，繼電保護(hù)裝置一般由多個(gè)保護(hù)繼電器的功能組合而成，一個(gè)保護(hù)裝置同時(shí)具有若干種保護(hù)功能。電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備都裝設(shè)有繼電保護(hù)裝置，繼電保護(hù)范圍包括發(fā)電機(jī)保護(hù)、變壓器保護(hù)、母線保護(hù)、線路保護(hù)和用戶設(shè)備保護(hù)等。繼電保護(hù)裝置要滿足選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性的基本要求?，F(xiàn)在常用的是微機(jī)保護(hù)裝置，它主要起到測量、保護(hù)、控制、通迅等功能。
(1)、測量功能：一些表計(jì)主要是用于測量電力系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)，如電流(A)、電壓(V)、功率(W)、頻率(Hz)、電度(Wh)、功率因數(shù)等，便于運(yùn)行人員管理、考核。
(2)、保護(hù)功能：主要通過繼電器、綜保，通過一定的方式連結(jié)或組合，有系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電器保護(hù)動(dòng)作，發(fā)出指令使得斷路器脫扣(跳閘)或發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以達(dá)到對電力系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)的目的。
(3)、控制功能：可以根據(jù)用戶、場合的不同，實(shí)現(xiàn)就地、遠(yuǎn)方、機(jī)旁等多方面的控制功能。
(4)、通迅功能：目前大部分采用RS485接口，Mod-bus通迅協(xié)議，在后臺(tái)可對變電站、配電所中的電力設(shè)備集中管理、控制，可實(shí)現(xiàn)遙控、遙測、遙信等功能。
結(jié)語
電力生產(chǎn)的首要任務(wù)是安全，10 kV高壓開關(guān)柜的高效運(yùn)行，直接影響了供配電網(wǎng)的供電電能質(zhì)量。隨著技術(shù)和材料的不斷應(yīng)用，開關(guān)柜設(shè)計(jì)工作者也應(yīng)不斷利用新技術(shù)，加強(qiáng)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造、電氣回路的合理設(shè)計(jì)以及有關(guān)元器件的合理選用，只有這樣才能不斷提高經(jīng)濟(jì)效益，制造出優(yōu)質(zhì)的高壓開關(guān)柜。
參考文獻(xiàn)：
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