開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(電氣)

1、 開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（電氣）開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（電氣）產(chǎn)品部產(chǎn)品部-高低壓設(shè)計(jì)室高低壓設(shè)計(jì)室開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（電氣）開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（電氣）一、概述一、概述二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)三、低壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)三、低壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)四、母線的選擇與應(yīng)用四、母線的選擇與應(yīng)用五、特殊環(huán)境對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備的影響五、特殊環(huán)境對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備的影響一、概述一、概述1 1、開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容與基本原則、開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容與基本原則 開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和電氣設(shè)計(jì)兩大部分。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)，它具體確定了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能(包括機(jī)械性能和部分電氣性能)；它同時(shí)對(duì)電氣設(shè)計(jì)也有很大影響，決定著電器元件的選擇、安裝

2、方式和操作性能。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與電氣設(shè)計(jì)必須相互配合與協(xié)調(diào)。1.1、開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括以下主要內(nèi)容:1) 開(kāi)關(guān)柜的外形尺寸和內(nèi)部空間的整體布局。2) 外殼與柜體骨架:外殼部分包括外殼材料的選擇、外殼溫升、防護(hù)以及外殼各組成部分，如蓋板、門(mén)、觀察窗、通風(fēng)窗、排氣口等的設(shè)計(jì)；柜體骨架設(shè)計(jì)包括型材的選擇、連接方式、機(jī)械強(qiáng)度等。一、概述一、概述3) 隔板和活門(mén)。4) 聯(lián)鎖，即“五防”。電氣設(shè)計(jì)包括以下主要內(nèi)容:1) 主回路:包括一次接線方案和電器元件的選擇以及母線的選擇。2) 輔助回路:包括開(kāi)關(guān)電器的控制電路、保護(hù)電路、測(cè)量電路、信號(hào)電路等。3) 防電擊(接地保護(hù))。4) 絕緣配合。一、概述一

3、、概述1.2、開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)的基本原則開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如：低壓開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循GB7251.1-2005低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備、JB/T 9661-1999低壓抽出式成套開(kāi)關(guān)設(shè)備、JB/T 5877-2002低壓固定式成套開(kāi)關(guān)設(shè)備等標(biāo)準(zhǔn)。開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì)要保證產(chǎn)品質(zhì)量，使設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品在性能、結(jié)構(gòu)、品種等方面都能很好地滿足使用者的要求；要保證所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在生產(chǎn)中具有良好的經(jīng)濟(jì)效果，可以采用最經(jīng)濟(jì)的加工方法，并提高標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)?shù)睾?jiǎn)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，片面追求制造的經(jīng)濟(jì)放果，以致產(chǎn)品質(zhì)量下降；二是片面地強(qiáng)調(diào)高標(biāo)準(zhǔn)，不恰當(dāng)?shù)靥岣弋a(chǎn)品加工

4、精度和擴(kuò)大貴重原材料的使用，致使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，制造成本過(guò)于昂貴。一、概述一、概述2 2、產(chǎn)品部、產(chǎn)品部- -高低壓設(shè)計(jì)室工藝流程高低壓設(shè)計(jì)室工藝流程一、概述一、概述產(chǎn)品部輸出的設(shè)計(jì)資料：產(chǎn)品部輸出的設(shè)計(jì)資料：1 1）圖紙類：?jiǎn)尉€系統(tǒng)圖、原理圖（電路圖）、柜體排列圖、柜體交底圖（含配置清單）、二次配線圖（表）、布置圖（含門(mén)板布置圖、小母線布置圖）、結(jié)構(gòu)件圖、母排加工圖。注：最后兩項(xiàng)由結(jié)構(gòu)室下發(fā)。2）清單類：預(yù)算清單（品牌招標(biāo)和預(yù)算用）、元器件請(qǐng)購(gòu)單、輔料請(qǐng)購(gòu)單、分柜清單、制作要求表、標(biāo)牌清單、母排使用清單、柜體參數(shù)表。1 1、高壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)的基本要求高壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)的基本要求1)高壓開(kāi)關(guān)柜的設(shè)

5、計(jì)，應(yīng)使得正常運(yùn)行、監(jiān)視和維護(hù)工作能安全方便地進(jìn)行。維護(hù)工作包括:元件的檢修、試驗(yàn)、故障的尋找和處理。2) 對(duì)于額定參數(shù)和結(jié)構(gòu)相同而需要替代的元件應(yīng)能互換。3) 對(duì)于具有可移開(kāi)部件的高壓開(kāi)關(guān)柜，如果可移開(kāi)部件的額定參數(shù)和結(jié)構(gòu)相同，則應(yīng)能互換。4) 裝在外殼內(nèi)的元件，除應(yīng)符合它們各自的標(biāo)準(zhǔn)外，在高壓開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮到下列因素的影響:外殼應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，使得裝在外殼內(nèi)的開(kāi)關(guān)、操動(dòng)機(jī)構(gòu)及其他元件具有它們?cè)瓉?lái)的機(jī)械特性和電氣性能。二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)如果外殼內(nèi)裝有油浸式變壓器等類似元件，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，它不應(yīng)影響相鄰設(shè)

6、備，在運(yùn)行中也應(yīng)便于巡視、檢查。2 2、高壓開(kāi)關(guān)柜的基本結(jié)構(gòu)高壓開(kāi)關(guān)柜的基本結(jié)構(gòu)高壓開(kāi)關(guān)柜由柜體和斷路器兩大部分組成，具有架空進(jìn)出線、電纜進(jìn)出線、母線聯(lián)絡(luò)等功能。柜體由殼體、電氣元件（包括絕緣件）、各種機(jī)構(gòu)、二次端子等組成。.柜體的材料：1）冷軋鋼板，主要用于焊接柜。如：XGN2-12； 2）敷鋁鋅鋼板，主要用于組裝柜。如：KYN28A-12。.柜體的功能單元（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(jié)構(gòu)布置）2）斷路器手車(chē)室；3）電纜室； 4）繼電器儀表室。二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)

7、計(jì)A-母線室B-手車(chē)（斷路器）室C-電纜室D-繼電器儀表室二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)母線室繼電器儀表室電纜室手車(chē)（斷路器）室二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)3 3、高壓開(kāi)關(guān)柜的高壓開(kāi)關(guān)柜的“五防五防”設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)3.1、“五防”的基本內(nèi)容“五防”是電力系統(tǒng)中防止五種電氣誤操作的簡(jiǎn)稱。據(jù)統(tǒng)計(jì)，電力系統(tǒng)的誤操作事故有80% 以上屬于五種誤操作，即：誤分、誤合斷路器；帶負(fù)荷操作隔離開(kāi)關(guān)；帶電掛接地線或合接地開(kāi)關(guān)；帶接地線開(kāi)關(guān)合閘；誤人帶電間隔。因此，各種開(kāi)關(guān)設(shè)備間必須有一定的操作順序，否則就會(huì)造成嚴(yán)重后果甚至出現(xiàn)事故。

8、為此，高壓開(kāi)關(guān)柜應(yīng)具有“五防”功能，即:（1）防止誤分、誤合斷路器； （2）防止帶負(fù)荷分、合隔離開(kāi)關(guān)； （3）防止帶電誤合（掛）接地開(kāi)關(guān)（線）； 二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)（4）防止帶接地線（開(kāi)關(guān)）合斷路器（負(fù)荷開(kāi)關(guān)）； （5）防止誤入帶電間隔。3.1、閉鎖裝置的類型“五防”功能可通過(guò)閉鎖裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。閉鎖裝置是一種以防止電氣誤操作而在高壓開(kāi)關(guān)柜中裝設(shè)的一種裝置。閉鎖裝置能保證按規(guī)定程序操作時(shí)，開(kāi)關(guān)柜可以操作；否則，開(kāi)關(guān)柜不得操作。所謂“程序操作”是指按電力設(shè)備安全的要求人為規(guī)定的操作順序。閉鎖裝置可分為機(jī)械閉鎖裝置和電氣閉鎖裝置兩類。機(jī)械閉鎖裝置全部采用傳動(dòng)杠桿、連桿、擋

9、扳、滑塊等機(jī)械零部件構(gòu)成。電氣閉鎖裝置是指電磁鎖、閉鎖電路等。二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)需討論確認(rèn)的事項(xiàng)：高壓饋線柜（如：變壓器回路、電動(dòng)機(jī)回路、電容器回路等）接地開(kāi)關(guān)的聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)上是否需要加電磁鎖？分析：雖然斷路器底盤(pán)車(chē)與接地開(kāi)關(guān)之間存在機(jī)械閉鎖，但是當(dāng)斷路器分閘后，高壓電動(dòng)機(jī)、電容器會(huì)存在反送電的現(xiàn)象，為了防止帶電合接地開(kāi)關(guān)，一般在接地開(kāi)關(guān)聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)上裝電磁鎖。而現(xiàn)場(chǎng)在進(jìn)行設(shè)備安裝施工時(shí)，往往由于電磁鎖的輔助電源還未供電，無(wú)法操作接地開(kāi)關(guān)，導(dǎo)致柜門(mén)無(wú)法打開(kāi)，影響施工。（該問(wèn)題的解決措施：在柜體立柱在開(kāi)一個(gè)小孔，然后用螺絲刀去使電磁鎖動(dòng)作。）二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓

10、開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)4 4、柜內(nèi)主要一次電氣元件（以、柜內(nèi)主要一次電氣元件（以KYN28A-12KYN28A-12為例）為例）4.1 電流互感器 Current Transformator （簡(jiǎn)稱：CT） 將大電流轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)小電流（5A、1A），供測(cè)量、保護(hù)用。4.1.1 型號(hào)說(shuō)明一次繞組型式：M-母線式、F-貫穿復(fù)匝式、Q-線圈式、D-貫穿單匝式；安裝型式：A-穿墻式、Z-支柱式；絕緣型式：Z- 澆注絕緣、J-樹(shù)脂澆注、C-瓷絕緣、K-塑料外殼；用途：B-保護(hù)級(jí)、D-差動(dòng)保護(hù)用、J-接地保護(hù)用；結(jié)構(gòu)型式： Q（J） - 加強(qiáng)型、J-加大容量、W-戶外式、G-改進(jìn)型；二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高

11、壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)舉例說(shuō)明：LZZBJ9-10A L:電流互感器 Z：支柱式 Z:澆注式 B：帶保護(hù)級(jí) J：加強(qiáng)型 9:設(shè)計(jì)序號(hào) 10：額定電壓（kV） A：結(jié)構(gòu)代號(hào)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)4.1.2 變比：一次電流/二次電流 二次電流：5A、1A；一次電流根據(jù)系統(tǒng)需求。 變比：100/5、200/1、2000/54.1.3 精度等級(jí) 0.5/10P10、0.2/0.5/10P20、0.5/5P10/5P10 測(cè)量級(jí)：0.2S、0.2、0.5S、0.5 注：0.2級(jí)和0.2S級(jí)最大的區(qū)別是在小負(fù)荷時(shí)，0.2S級(jí)比0.2級(jí)有更高的測(cè)量精度；主要是用于負(fù)荷變動(dòng)范圍比較大，而

12、有些時(shí)候幾乎空載的場(chǎng)合。 0.2S級(jí)和0.2級(jí)在各負(fù)載率下的電流誤差及相位誤差可參見(jiàn)GB1208-1997電流互感器，通過(guò)該國(guó)標(biāo)圖表中的數(shù)據(jù)，可以清楚地看出在實(shí)際負(fù)荷電流小于額定電流的30%時(shí)，0.2S級(jí)的綜合誤差明顯小于0.2級(jí)電流互感器。 保護(hù)級(jí)：5P、10P，表示5%和10% P表示保護(hù) 準(zhǔn)確限值系數(shù)：10、15、20、25、30（易被忽略）二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)舉例說(shuō)明： 5P10表示當(dāng)一次側(cè)過(guò)流10倍時(shí)，該繞組的復(fù)合誤差5%； 10P10表示當(dāng)一次側(cè)過(guò)流10倍時(shí)，該繞組的復(fù)合誤差10%； 10P15表示當(dāng)一次側(cè)過(guò)流15倍時(shí)，該繞組的復(fù)合誤差10%。4.1.4

13、 額定輸出容量依據(jù)二次負(fù)荷額定容量進(jìn)行選擇，一般用VA表示，如：10VA、15VA、20VA等。4.1.5 注意事項(xiàng)： 1）電流互感器的二次側(cè)在使用時(shí)嚴(yán)禁開(kāi)路。使用過(guò)程中拆卸儀表或繼電器時(shí)，應(yīng)事先將二次側(cè)短路。安裝時(shí)，接線應(yīng)可靠，不允許二次側(cè)安裝熔絲或開(kāi)關(guān)等元件； 2）二次側(cè)必須有一端接地。防止一、二次側(cè)絕緣損壞，高壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備安全；二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì) 3）接線時(shí)要注意極性。電流互感器一、二次側(cè)的極性端子，都用字母表明極性。一次側(cè)用P1、P2表示；二次側(cè)用nS1、nS2（n表示線圈繞組序號(hào)）； 4）一次側(cè)串聯(lián)接在線路中。二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、

14、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)4.2 電壓互感器 Potential Transformer （簡(jiǎn)稱：PT） 將高電壓轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)低電壓（100V），供測(cè)量、保護(hù)用。4.2.1 型號(hào)說(shuō)明相數(shù)代號(hào)：D-單相、S-三相絕緣型式：J-油侵式、G-干式、Z-澆注式結(jié)構(gòu)型式：W-五柱三繞組、B-帶補(bǔ)償繞組、J-接地保護(hù)、X-帶剩余電壓繞組 二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)舉例說(shuō)明：JDZ(X)10-3、6、10 J:電壓互感器 D：?jiǎn)蜗?Z:澆注式 X：帶剩余電壓繞組 10:設(shè)計(jì)序號(hào) 3、6、10：額定電壓（kV） JDZX系列JDZ系列二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)4.2.2 變

15、比:一次電壓/二次電壓 二次電壓：100V ；一次電壓根據(jù)系統(tǒng)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） （a）單相接法二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)（b）V-V 接法（d）Y-Y-接法（c）Y-Y 接法二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)4.2.3 精度等級(jí) 0.2/3P、0.2/0.5/3P、0.5/3P/6P 測(cè)量級(jí)：0.2S、0.2、0.5 保護(hù)級(jí)：3P、6P，P表示保護(hù)

16、4.2.4 額定輸出容量依據(jù)二次負(fù)荷額定容量進(jìn)行選擇，一般用VA表示，如：30VA、50VA、100VA等。4.2.5 注意事項(xiàng)：1）電壓互感器的二次側(cè)在工作時(shí)嚴(yán)禁短路。在正常工作時(shí)，其二次側(cè)的電流很小，近于開(kāi)路狀態(tài)，當(dāng)二次側(cè)短路時(shí)，其電流很大（二次側(cè)阻抗很?。龤гO(shè)備。2）電壓互感器的二次側(cè)必須有一端接地，防止一、二次側(cè)擊穿時(shí)，高壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備安全。 二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)3）電壓互感器接線時(shí)，應(yīng)注意一、二次側(cè)接線端子的極性。以保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。4）電壓互感器的一、二次側(cè)通常都應(yīng)裝設(shè)熔絲作為短路保護(hù)。5）一次側(cè)并聯(lián)接在線路中。4.3 零序電流互感器

17、正常情況下，三相電流矢量和等于零，零序CT二次繞組無(wú)信號(hào)。 當(dāng)發(fā)生接地故障或三相電流不平衡時(shí)，三相電流矢量和不等于零，零序CT二次側(cè)輸出信號(hào)，使保護(hù)元件動(dòng)作，切斷電源，達(dá)到接地故障保護(hù)目的。二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)4.3.1 型號(hào)：LXK-80(100、120、200) LX:零序電流互感器 K：開(kāi)合式 80：內(nèi)孔直徑4.3.2 變比：一次電流/二次電流 二次電流：5A、1A 變比：100/1 、 100/54.3.3 精度等級(jí) 保護(hù)級(jí)：1級(jí)、3級(jí)4.4 接地開(kāi)關(guān)在停電檢修期間，為了保護(hù)操作人員、設(shè)備、系統(tǒng)的安全，就會(huì)把出線柜通過(guò)接地開(kāi)關(guān)對(duì)地短路，進(jìn)行完全放電，這樣不會(huì)

18、造成由誤送電或線路反送電造成的觸電事故。 二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì) 4.4.1 型號(hào)：JN15-12/31.5-口 J：接地開(kāi)關(guān)； N：戶內(nèi)； 15：設(shè)計(jì)序號(hào)； 31.5：額定短時(shí)耐受電流（kA）； 口：相間距離（mm）。二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)4.5 過(guò)電壓保護(hù)器 用于335kV系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)、變壓器、開(kāi)關(guān)、母線等設(shè)備的過(guò)電壓保護(hù)，對(duì)相間過(guò)電壓和相對(duì)地過(guò)電壓均能起到可靠的限制作用。4.6 真空斷路器 Vacuum circuit breaker （簡(jiǎn)稱VCB）4.6.1 型號(hào)說(shuō)明二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)舉例說(shuō)明： VS1-

19、12/1250A-25kA1250A：額定電流； 25kA：額定短路開(kāi)斷電流航空插頭 絕緣套筒（真空泡安裝在內(nèi)部） 觸臂 梅花觸頭 手動(dòng)合閘 手動(dòng)分閘 手動(dòng)儲(chǔ)能底盤(pán)車(chē)（固定式無(wú)） 二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)4.7 高壓帶電顯示裝置 high voltage presence indicating device 由三個(gè)傳感器和一個(gè)帶電顯示器經(jīng)導(dǎo)線連接組成。能將高壓帶電體帶電與否的信號(hào)傳遞到發(fā)光或音響元件上，顯示或同時(shí)閉鎖高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的裝置。 二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)5 5、高壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的事項(xiàng)高壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的事項(xiàng)1）相間及相對(duì)地的絕緣

20、距離注意：當(dāng)海拔高度超過(guò)1000m時(shí)，應(yīng)按GB3906-2006的要求對(duì)絕緣距離給予修正。但有時(shí)受配電室地方的限制，我們所制作開(kāi)關(guān)柜的外形尺寸往往不能滿足絕緣距離的要求，所以可以采取以下幾種方法來(lái)解決絕緣問(wèn)題：額定電壓（kV）帶電體相間及相對(duì)地的絕緣距離（mm）3.6757.2100121252418040.5300二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)第一，在金屬封閉高壓開(kāi)關(guān)柜中，采用非金屬的絕緣隔板，以此來(lái)加強(qiáng)相間或相對(duì)地絕緣，達(dá)到縮小對(duì)絕緣距離的要求。但必須注意10kV時(shí)帶電裸導(dǎo)體與該絕緣板間應(yīng)保持不小于30mm，在40.5kV時(shí)帶電裸導(dǎo)體與該絕緣板間應(yīng)保持不小于60mm。該方

21、法的缺點(diǎn)是絕緣隔板受使用環(huán)境影響很大，存在絕緣老化的問(wèn)題。第二，使用熱縮套管把高壓帶電導(dǎo)體整個(gè)熱縮起來(lái)，實(shí)踐中10kV要確保絕緣距離不小于100mm,35kV要確保絕緣距離不小于200mm。缺點(diǎn)是熱縮套管同樣存在絕緣老化的問(wèn)題。隨時(shí)間推移絕緣強(qiáng)度會(huì)降低。綜上所述，在設(shè)計(jì)許可的情況下，盡可能地使用空氣絕緣來(lái)滿足絕緣的要求。二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)2）爬電距離和爬電比距爬電距離：在兩個(gè)導(dǎo)電部分之間沿絕緣材料表面的最短距離；爬電比距：設(shè)備外絕緣的爬距與其兩端承受的最高運(yùn)行電壓（對(duì)于交流系統(tǒng)，為最高線電壓）之比，單位為mm/kV。 電力系統(tǒng)是供電部門(mén)的核心系統(tǒng)，不能有絲毫的馬虎

22、，用戶往往追求高可靠性，在爬電距離方面對(duì)制造廠家提出了十分嚴(yán)格的要求，實(shí)踐中我們要符合以下條件：二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)對(duì)于純瓷絕緣為：18mm/kV；對(duì)于有機(jī)絕緣為：20mm/kV。為了滿足以上要求我們所采取的措施是，要求配套廠家增大增加絕緣子的傘群，另外在開(kāi)關(guān)柜使用環(huán)境較潮濕的場(chǎng)所，為了防止發(fā)生凝露，在開(kāi)關(guān)柜中的電纜室、斷路器室加入帶溫控裝置的加熱器。3）對(duì)于架空進(jìn)線、電纜下進(jìn)下出等方案，中置柜的柜深為1660mm。4）當(dāng)額定電流為630A1600A時(shí)，中置柜的柜寬一般為800mm；當(dāng)額定電流為1600A4000A時(shí)，中置柜的柜寬一般為1000mm。5）零序電流互感

23、器的孔徑選擇應(yīng)考慮一次電纜的規(guī)格。6）在提元器件請(qǐng)購(gòu)單時(shí)，必須保證其參數(shù)和性能要符合二次原理圖的要求，如各種元件帶的附件是否齊全、輔助觸點(diǎn)是否夠用、控制電壓是否符合要求等等。二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)二、高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)7）高壓柜內(nèi)端子總數(shù)應(yīng)控制在200節(jié)以內(nèi)，盡量減少端子排中的空白端子，如圖所示：三、低壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)三、低壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)1 1、低、低壓開(kāi)關(guān)柜的主回路壓開(kāi)關(guān)柜的主回路每種型號(hào)的低壓開(kāi)關(guān)柜，都由受電柜(進(jìn)線柜)、計(jì)量柜、聯(lián)絡(luò)柜、雙電源互投柜、饋電柜和電動(dòng)機(jī)控制中心(MCC) 、無(wú)功補(bǔ)償柜等組成。以下以MNS抽出式低壓開(kāi)關(guān)柜為例，對(duì)低壓開(kāi)關(guān)柜的各種主回路進(jìn)行歸類說(shuō)明（見(jiàn)C

24、AD圖紙）2 2、低、低壓開(kāi)關(guān)柜的輔助回路壓開(kāi)關(guān)柜的輔助回路低壓開(kāi)關(guān)柜中的輔助電路主要有斷路器操作控制電路、測(cè)量(計(jì)量)電路、電動(dòng)機(jī)(不可逆和可逆)控制電路、雙電源互投控制電路等。3 3、低、低壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的事項(xiàng)壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的事項(xiàng)1）必須明確系統(tǒng)的進(jìn)出線方式，如：（a）母線上進(jìn)（側(cè)進(jìn)）電纜下出；（b）母線下進(jìn)電纜下出；（c）電纜下進(jìn)電纜下出；（d）電纜上進(jìn)電纜上出。三、低壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)三、低壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)2）必須明確系統(tǒng)中所有開(kāi)關(guān)柜的排列順序和操作面方向，搞清楚是靠墻（靠墻的開(kāi)關(guān)柜要考慮安裝和檢修）還是離墻安裝？3）設(shè)計(jì)時(shí)要保證系統(tǒng)圖上的外形尺寸和平面布置圖上的外形尺寸

25、一致，并考慮各柜的安裝空間是否夠用？4）系統(tǒng)中有母線橋的情況，要考慮母線橋的走向與系統(tǒng)進(jìn)出線方式有無(wú)沖突，并考慮母線橋進(jìn)出線位置有無(wú)困難？5）設(shè)計(jì)時(shí)要考慮面板和測(cè)控板布局合理，要保證相同容量的回路或其備用回路的互換性。6）抽屜內(nèi)裝塑殼斷路器時(shí)，注意斷路器本身帶的附件（如：分勵(lì)、輔助、欠壓等）可能會(huì)增加其外形尺寸，有可能無(wú)法安裝在抽屜內(nèi)。三、低壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)三、低壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)7）額定電流在400A630A的電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)回路，應(yīng)避免采用抽屜安裝。原因：因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)啟動(dòng)電流大，頻繁啟動(dòng)導(dǎo)致抽屜插接件過(guò)熱，從而引發(fā)故障；因?yàn)槌閷瞎癞a(chǎn)品自身的缺陷，抽屜在進(jìn)行一定次數(shù)的插拔后，導(dǎo)致插接件接觸不好

26、，容易因插接件發(fā)熱引發(fā)故障。8）在材料清單中要特別注意元器件的型號(hào)、參數(shù)要符合樣本和資料上的書(shū)寫(xiě)規(guī)范；查資料時(shí)首先考慮生產(chǎn)廠家的樣本，尤其是參數(shù)（包括外形及安裝尺寸）。9）在提元器件清單時(shí)，首先要確認(rèn)系統(tǒng)圖、原理圖的設(shè)計(jì)是否合理；其次要保證其參數(shù)和性能要符合二次原理圖的要求，如各種元件帶的附件是否齊全、時(shí)間繼電器的觸點(diǎn)性質(zhì)是否符合要求、輔助觸點(diǎn)是否夠用、控制電壓是否符合要求等等。三、低壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)三、低壓開(kāi)關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)四、母排的選擇與應(yīng)用四、母排的選擇與應(yīng)用1 1、母線的分類、母線的分類1）按其橫截面分，可分為矩形、槽形和管形(或雙D形)母線3種。a. 矩形母線單片矩形母線具有集膚效應(yīng)

27、系數(shù)小、散熱條件好、安裝簡(jiǎn)單、連接方便等優(yōu)點(diǎn)，一般適用于工作電流不超過(guò)2000A的回路中。多片矩形母線集膚效應(yīng)系數(shù)比單片母線的大，所以附加損耗 。因此載流量不是隨導(dǎo)體片數(shù)增加而成倍增加的，尤其是每相超過(guò)三片以上時(shí)，導(dǎo)體的集膚效應(yīng)系數(shù)顯著增大。在工程實(shí)用中多片矩形母線一般用于工作電流不超過(guò)4000A的回路中。b.槽形母線槽形母線的電流分布比較均勻，與同截面的矩形導(dǎo)體相比，其優(yōu)點(diǎn)是散熱條件好、機(jī)械強(qiáng)度高。載流能力比同截面的矩形導(dǎo)體約大35%，四、母線的選擇與應(yīng)用四、母線的選擇與應(yīng)用因此槽形母線一般用于電流較大、電動(dòng)力效應(yīng)要求高的設(shè)備中。如：發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)柜，其額定電流大，一般達(dá)到5000A以上。c

28、.管形母線管形母線是空芯導(dǎo)體，集膚效應(yīng)系數(shù)小，防電暈效果好,但連接比較復(fù)雜。2）按材質(zhì)分，可分為銅母線、鋁母線、鐵母線，其中銅母線由于載流量大，抗腐蝕性能和力效應(yīng)好，應(yīng)用最廣泛。鋁質(zhì)母線在電流小、非沿海和非石化系統(tǒng)也有應(yīng)用。使用鐵母線主要從經(jīng)濟(jì)上考慮，應(yīng)用于PT連接線。3）按自然狀態(tài)可分為硬母線和軟母線。軟母線主要應(yīng)用于連接不便可以吸收一些力效應(yīng)的場(chǎng)所，如斷路器內(nèi)部、電容器等。四、母排的選擇與應(yīng)用四、母排的選擇與應(yīng)用2 2、母線的載流量、母線的載流量2.1、載流量的定義母線的載流量是指母線在規(guī)定的條件下能夠承載的電流有效值?！耙?guī)定的條件”中主要指標(biāo)是環(huán)境溫度。2.2、影響載流量的因素1）布置方

29、式母線立放時(shí)載流量比平放時(shí)要高一些，一般當(dāng)母線平放且寬度小于60時(shí)，其載流量為立放時(shí)的0.95倍, 寬度大于60時(shí)其載流量為立放時(shí)的0.92倍，這是由于立放時(shí)散熱性能要比平放時(shí)要好的緣故。 2）環(huán)境溫度3）母線的材質(zhì)4）散熱條件四、母排的選擇與應(yīng)用四、母排的選擇與應(yīng)用2.3、載流量表四、母排的選擇與應(yīng)用四、母排的選擇與應(yīng)用四、母排的選擇與應(yīng)用四、母排的選擇與應(yīng)用3 3、母線的熱效應(yīng)和電動(dòng)力效應(yīng)母線的熱效應(yīng)和電動(dòng)力效應(yīng)3.1、母線的熱效應(yīng)母線的熱效應(yīng)是指母線在規(guī)定的條件下能夠承載的因電流流過(guò)而產(chǎn)生的熱效應(yīng)。在開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備中指在規(guī)定的使用和性能條件下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),母線承載的額定短時(shí)耐受電

30、流。3.1.1、根據(jù)額定短時(shí)耐受電流來(lái)確定母線最小截面根據(jù)GB3906-2006 3.640.5kV交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備附錄D 中的公式： 來(lái)確定母線的最小截面積。式中： S-導(dǎo)體截面，mm2； I-額定短時(shí)耐受電流，A； -材質(zhì)系數(shù)，以 表示，并按下列規(guī)定取值： 銅為13，鋁為8.5，鐵為4.5，鉛為2.5；tIS212mmKSA四、母排的選擇與應(yīng)用四、母排的選擇與應(yīng)用 t-額定短路持續(xù)時(shí)間（s）； -溫升（K），對(duì)于裸導(dǎo)體一般取180，如果時(shí)間超過(guò)2s， 但小于5s，值可在同一公式中增加到215。 根據(jù)以上公式計(jì)算得出：25kA/4s系統(tǒng)銅母線最小截面積S=（25000/13）*

31、（4/215）260 mm231.5kA/4s系統(tǒng)銅母線最小截面積S=（31500/13）*（4/215）330 mm240kA/4s系統(tǒng)銅母線最小截面積S=（40000/13）*（4/215）420 mm2 63kA/4s系統(tǒng)銅母線最小截面積S=（63000/13）*（4/215）660 mm2 80kA/4s系統(tǒng)銅母線最小截面積S=（80000/13）*（4/215）840 mm2四、母排的選擇與應(yīng)用四、母排的選擇與應(yīng)用根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，得出4s額定短時(shí)耐受電流下銅母線的最小規(guī)格如下： 根據(jù)DL404-20073.6kV40.5kV交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備中5.3條規(guī)定，對(duì)于中性點(diǎn)直

32、接接地系統(tǒng)，接地回路的短時(shí)耐受電流最大值可達(dá)到主回路的額定短時(shí)耐受電流值；對(duì)于中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，接地回路的短時(shí)耐受電流最大值可達(dá)到主回路的額定短時(shí)耐受電流的87%。對(duì)于335kV系統(tǒng)，一般為中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，根據(jù)此要求可以計(jì)算出各種系統(tǒng)短路容量下的高壓開(kāi)關(guān)柜接地四、母排的選擇與應(yīng)用四、母排的選擇與應(yīng)用母線的最小截面積。GB3906-2006 3.640.5kV交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第5.3.2節(jié)規(guī)定：如果接地導(dǎo)體是銅質(zhì)的，則在規(guī)定的接地故障條件下，當(dāng)額定短路持續(xù)時(shí)間為1s時(shí)，電流密度不超過(guò)200A/ mm2；當(dāng)額定短路持續(xù)時(shí)間為3s時(shí)，電流密度不超過(guò)125A/ mm2。且其截面

33、不得小于30 mm2。如果接地導(dǎo)體不是銅質(zhì)的，則應(yīng)滿足等效的熱效應(yīng)要求。在實(shí)際項(xiàng)目中，如果沒(méi)有特殊要求，建議高壓柜的接地母排按照1s的短時(shí)耐受電流考慮。四、母排的選擇與應(yīng)用四、母排的選擇與應(yīng)用3.2、母線的電動(dòng)力效應(yīng)電動(dòng)力效應(yīng)是指短路電流通過(guò)平行導(dǎo)體產(chǎn)生的電磁效應(yīng)。母線受電流的作用力與電流、母線形狀、母線間的距離有關(guān)。3.2.1、根據(jù)額定峰值耐受電流來(lái)確定銅母線的最大跨距（即：相鄰支撐件之間的最大距離）原則：作用在母線上的作用應(yīng)力kg/cm2母線允許應(yīng)力公式：ya10ich1.76js-322WL四、母排的選擇與應(yīng)用四、母排的選擇與應(yīng)用式中：js作用于母線的作用應(yīng)力，kg/cm2；y母線允許最

34、大應(yīng)力，MPa；1 MPa=10 kg/cm2當(dāng)母線為銅質(zhì)時(shí)取1400，當(dāng)母線為鋁質(zhì)時(shí)取700；L母線支撐間距（cm）；a相間距離（cm）；W矩形母線截面系數(shù)（cm3），又稱抗彎矩；ich短路沖擊電流（kA）。根據(jù)上式導(dǎo)出： ichaW8921.76ich10*1400amax23WL四、母排的選擇與應(yīng)用四、母排的選擇與應(yīng)用常見(jiàn)的幾種母線截面系數(shù)如下：其中：b- 母線寬度（cm），- 母線厚度 （cm）。 四、母排的選擇與應(yīng)用四、母排的選擇與應(yīng)用 舉例說(shuō)明：對(duì)于額定短時(shí)耐受電流40kA，額定峰值耐受電流100kA系統(tǒng)，主母線選用TMY-806厚度相對(duì)時(shí)，a=30cm(中置柜)，則：矩形母線截面

35、系數(shù)：0.167b2=0.16782 0.6=6.4128cm3母線最大支撐間距：Lmax=892(aW)/ ich =892（306.4128）/100123.7cm=1237mm也就是說(shuō)，母線厚度相對(duì)時(shí)，KYN28A-12型產(chǎn)品選用TMY-80*6，理論上距離1237mm以內(nèi)可不加支撐；3.3、不需進(jìn)行熱效應(yīng)和電動(dòng)力效應(yīng)的情況根據(jù)工廠配電設(shè)計(jì)原則，下列部位的母線不需進(jìn)行母線熱效應(yīng)和電動(dòng)力效應(yīng)校驗(yàn)： 四、母排的選擇與應(yīng)用四、母排的選擇與應(yīng)用(1)采用熔斷器保護(hù)，連接于熔斷器下側(cè)的母線。 (2)電壓互感器回路內(nèi)的母線。 (3)變壓器容量在1250kVA及以下，電壓12kV及以下，不致于因故障而

36、損壞母線的部位。主要用于非重要用電場(chǎng)所的母線。 (4)不承受熱效應(yīng)和電動(dòng)力效應(yīng)的部位，如：避雷器的連接線和封線。4 4、母線的設(shè)計(jì)與應(yīng)用母線的設(shè)計(jì)與應(yīng)用4.1、母線的相序設(shè)計(jì)（1）主變架空進(jìn)、出線柜方案中的母線相序要在技術(shù)要求中明確，要考慮到母線是否需要換相；（2）相鄰的兩臺(tái)高壓開(kāi)關(guān)柜用于控制一臺(tái)高壓電機(jī)正、反轉(zhuǎn)時(shí)，柜中出線聯(lián)絡(luò)側(cè)母線相序要作調(diào)整； 四、母排的選擇與應(yīng)用四、母排的選擇與應(yīng)用（3）在架設(shè)對(duì)列母線橋的兩臺(tái)開(kāi)關(guān)柜中，有一臺(tái)柜中的主母線需要調(diào)整相序；另外，也可以采用母線橋內(nèi)換相的方式，如下圖：（4）對(duì)于出口項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，要注意出口國(guó)的母線相序的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。如印度高壓三相母線（A、B、C）的

37、顏色標(biāo)準(zhǔn)分別為紅色、黃色和藍(lán)色。 四、母排的選擇與應(yīng)用四、母排的選擇與應(yīng)用4.2、母線的絕緣方式在開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備中，為實(shí)現(xiàn)設(shè)備的全絕緣、全工況，減少外部短路事故和防止觸電以及防止由于凝露污穢引起的爬電等事故一般在母線外部采用絕緣材料將母線裸露部分包縛。其方法主要有： （1）熱縮護(hù)套：可以提高母線間的絕緣水平，但護(hù)套有絕緣老化的問(wèn)題，同時(shí)母線的散熱條件也會(huì)變差，也增加了生產(chǎn)成本；（2）冷縮護(hù)套：操作簡(jiǎn)單，無(wú)需加熱。但成本高，也有絕緣老化和母線散熱條件變差的問(wèn)題；（3）硫化噴涂：生產(chǎn)工藝過(guò)程較為復(fù)雜，當(dāng)出現(xiàn)碰傷后無(wú)法補(bǔ)救，母線的連接處不能作噴涂處理；（4）SF6氣體絕緣：在密封的主母線室和斷路

38、器室中充以0.04MPa的SF6氣體，可以提高母線間的絕緣性能；主母線在全壽命周期內(nèi)不用 四、母排的選擇與應(yīng)用四、母排的選擇與應(yīng)用檢修和維護(hù)，也不受外界環(huán)境的影響，安全可靠性高.但生產(chǎn)工藝過(guò)程較復(fù)雜，是目前GIS充氣柜主要的絕緣方式；（5）加裝隔板：當(dāng)相間或相對(duì)地間凈距達(dá)不到安全距離時(shí)，可在相間或與地間加裝絕緣隔板。按國(guó)標(biāo)要求，SMC絕緣隔板與帶電體的最小距離要求是：10kV開(kāi)關(guān)柜30mm。4.3、母線應(yīng)用的注意事項(xiàng)（1）根據(jù)GB3906-2006規(guī)定，開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備中母線的載流量最小應(yīng)比額定電流有10%的裕度。（2）同等截面積盡量選擇母線寬度比較大的型號(hào)，如能選擇TMY-806的不選擇T

39、MY-608的，主要是利于散熱。只有當(dāng)電氣間隙滿足不了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，才可在保證截面不變的情況下減小母線寬度，如將原選擇的TMY-806改為T(mén)MY-608。 四、母排的選擇與應(yīng)用四、母排的選擇與應(yīng)用（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境溫度比規(guī)定溫度略高時(shí)，要充分考慮母線的載流量裕量是否充足。 GB311.1-1997高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合中規(guī)定： 高于40時(shí)額定絕緣電壓應(yīng)乘以溫度校正系數(shù)Kt=1+0.0033(T-40)，一般環(huán)境溫度每增加3,試驗(yàn)電壓提高3%；環(huán)境溫度每增加1,額定電流應(yīng)減少1.8%。 （4）兩段母線之間的聯(lián)絡(luò)母線是主母線的一部分，同樣隔離手車(chē)上的母線也應(yīng)視為主母線的一部分。 （5）盡量避免兩根母線之間沒(méi)有空氣間隙并在一起，應(yīng)保持不小于母線厚度的間隙。（6）額定電流在1500A及以上的母線通過(guò)套管或母線護(hù)套等穿越金屬隔板時(shí)，周?chē)粦?yīng)形成閉合磁路。這是由于電流可以在導(dǎo)磁材料產(chǎn)生渦流和磁滯損耗而產(chǎn)生熱量。一般情況下，應(yīng)在所穿越的金屬 四、母排的選擇與應(yīng)用四、母排的選擇與應(yīng)用上開(kāi)切斷磁路的防渦流缺口；當(dāng)額定電流大于1500A時(shí)應(yīng)考慮采用不導(dǎo)磁材料，如：無(wú)磁不銹鋼板或者硬鋁板。 五、特殊環(huán)境對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備的影響五、特殊環(huán)