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
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)計具有重要意義。
關(guān)鍵詞：10kV高壓開關(guān)柜;設(shè)計
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：TV733 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
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)計也會不同。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，需修正絕緣距離。當(dāng)配電室空間狹小時，開關(guān)柜的尺寸因縮小不能滿足絕緣距離要求時，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，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)計圖紙中均有規(guī)定。如無規(guī)定時，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，可配合自動裝置及保護(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)確度級次有0.2S、0.2、0.5、1、3、10和D級等種，其中0.2S級屬精密測量級。工程中電流互感器準(zhǔn)確級次的選用，應(yīng)根據(jù)負(fù)載性質(zhì)來選用，一般是電度計量用0.2S級;電流表計用0.5級;繼電保護(hù)用3級;差動保護(hù)用D級。
(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，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)確度級次。
4)校驗(yàn)動穩(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;：短路假想時間;：設(shè)備熱穩(wěn)定試驗(yàn)時間，：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，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)出信號的一種自動裝置，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)裝置一般由多個保護(hù)繼電器的功能組合而成，一個保護(hù)裝置同時具有若干種保護(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，繼電器保護(hù)動作，發(fā)出指令使得斷路器脫扣(跳閘)或發(fā)出報警信號，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)計和制造、電氣回路的合理設(shè)計以及有關(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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