技术|99%的人所不知道的开关柜知识大全!

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技术|99%的人所不知道的开关柜知识大全!
2016-05-27
开关柜是指按一定的线路方案将一次设备、二次设备组装而成的成套配电装
置,是用来对线路、设备实施控制、保护的,分固定式和手车式,而按进出线电
压等级又可以分高压开关柜(固定式和手车式)和低压开关柜(固定式和抽屉式)。
开关柜的结构大体类似,主要分为母线室、断路器室、二次控制室(仪表室)、馈
线室,各室之间一般有钢板隔离。
内部元器件包括:母线(汇流排)、断路器、常规继电器、综合继电保护装置、
计量仪表、隔离刀、指示灯、接地刀等。又叫受电柜,是用来从电网上接受电能的设备(从进线到母线),一般安装有
断路器、CT、PT、隔离刀等元器件。
也叫馈电柜或配电柜,是用来分配电能的设备(从母线到各个出线),一般也
安装有断路器、CT、PT、隔离刀等元器件。
也叫母线分断柜,是用来连接两段母线的设备(从母线到母线),在单母线分
段、双母线系统中常常要用到母线联络,以满足用户选择不同运行方式的要求或
保证故障情况下有选择的切除负荷。
电压互感器柜,一般是直接装设到母线上,以检测母线电压和实现保护功能。
内部主要安装电压互感器PT、隔离刀、熔断器和避雷器等。是用来隔离两端母线用的或者是隔离受电设备与供电设备用的,它可以给运
行人员提供一个可见的端点,以方便维护和检修作业。由于隔离柜不具有分断、
接通负荷电流的能力,所以在与其配合的断路器闭合的情况下,不能够推拉隔离
柜的手车。在一般的应用中,都需要设置断路器辅助接点与隔离手车的联锁,防
止运行人员的误操作。
也叫补偿柜,是用来作改善电网的功率因数用的,或者说作无功补偿,主要
的器件就是并联在一起的成组的电容器组、投切控制回路和熔断器等保护用电器。
一般与进线柜并列安装,可以一台或多台电容器柜并列运行。电容器柜从电网上断开后,由于电容器组需要一段时间来完成放电的过程,所以不能直接用手触摸
柜内的元器件,尤其是电容器组;在断电后的一定时间内(根据电容器组的容量大
小而定,如:1分钟),不允许重新合闸,以免产生过电压损坏电容器。作自动
控制功能时,也要注意合理分配各组电容器组的投切次数,以免出现一组电容器
损坏,而其他组却很少投切的情况。
主要用来作计量电能用的(千瓦时),又有高压、低压之分,一般安装有隔离
开关、熔断器、CT、PT、有功电度表(传统仪表或数字电表)、无功电度表、继电
器、以及一些其他的辅助二次设备(如负荷监控仪等)。
又叫封闭式组合电器柜,它是将断路器、隔离开关、接地开关、CT、PT、避
雷器、母线等封闭组合在金属壳体内,然后以绝缘性能和灭弧性能良好的气体(一
般用六氟化硫SF6)作为相间和对地的绝缘措施,适用于高电压等级和高容量等
级的电网中,用作受配电及控制。正常工作情况下,断路器处于合闸状态(特殊应用除外),接通电路。当进行
自动控制或保护控制操作时,断路器可以在综保装置控制下进行电路的分断或接
通操作。断路器不仅可以通断正常的负荷电流,而且能够承受一定时间的短路电
流(数倍甚至几十倍的正常工作电流),并可以分断短路电流,切除故障线路和设
备。所以说,断路器的主要功能就是分断和接通电路(包括分断和接通正常电流、
分断短路电流)。由于在分断和接通电路的过程中,断路器的动触头与静触头之
间不可避免的要产生电弧。为了保护触头,减少触头材料的损耗和可靠分断电路,
必须采取措施来尽快熄灭电弧,其中一种就是采用不同的灭弧介质填充到断路器
的动、静触头间。按灭弧介质的不同断路器可以分为:油断路器(多油、少油)、
六氟化硫(SF6)断路器、真空断路器、空气断路器等。我们在工程中经常接触到
的高低压开关柜里的主要一次设备就是断路器。由于断路器的动、静触头一般都
是被包在充满灭弧介质的容器中,所以断路器的分、合状态不可以直接判断,一
般是通过断路器的辅助器件(如分合位指针等)来判别。
隔离刀(或称隔离开关)由于有明显的断口可以识别接通或分断,主要是用来
隔离高压电源的,以保证线路和设备的安全检修,能分断的电流很小(一般只有
几个安培)。由于没有专门的灭弧装置,所以它不能用来分断故障电流和正常工
作电流,不允许带负荷进行分断操作。
熔断器是一种简单的电路保护电器,其原理是当流经熔断器的电流达到或超
过定值一定时间后,本身的熔体熔化,切断电路。其动作原理简单,安装方便,
一般不单独使用,主要用来配合其他电器使用。主要动作特点:一是电流要达到
一定值,该值在熔断器出厂前已经做好,无法更改;二是电流达到一定值后要经
过一定的时间,该时间也是厂家做好的,无法更改,但是类型很多,包括延时动
作、快速动作、超快速动作等;三是动作后本体损坏,不能重复使用,必须更换;
熔断器是否熔断可以通过熔断指示器判别,也可通过熔体外观上判别;常用的保
险丝、保险管都属于该类电器范围。负荷开关具有简单的灭弧装置,灭弧介质一般采用空气,可以接通和分断一
定的电流和过电流,但是不能分断短路电流,不能用来切断短路故障。所以绝对
不允许单纯用负荷开关来替代断路器;如果要采用负荷开关,必须与前面提到的
高压熔断器配合使用(实际上往往用熔断器和负荷开关串联使用,用作简单的过
负荷保护,以降低工程造价)。负荷开关与隔离刀类似,都有明显的断开间隙,
可以很容易的判别电路是处于接通还是断开状态。
简单的说,变压器就是利用交变电磁场来实现不同电压等级转换的设备(实
际上是电能的转换),其变换前后的电压不发生频率上的变化。按照其用途可以
分很多种,如电力变压器、整流变压器、调压器、隔离变压器,以及CT、PT等。
我们在工程现场经常遇到的是电力变压器。与变压器相关的一些主要的技术参数包括:
1、额定容量:指额定工作条件下变压器的额定输出能力(等于U×I,单位为kVA);
2、额定电压:空载、额定分接下,端电压的值(即一次、二次侧电压值);
3、空载损耗:空载条件下,变压器的损耗(也叫铁耗);
4、空载电流:空载条件下,一次侧线圈流过的电流值;
5、短路损耗:一次侧通额定电流,二次短路时所产生的损耗(主要是线圈电阻产
生的);
6、分接(抽头)的概念:为适合电网运行需要,一般的变压器高压侧都有抽头,
这些抽头的电压值都是用额定电压的百分比表示的,即所谓的分接电压。例如,
高压10kV的变压器具有±5%的抽头,就是说该变压器可以运行在三个电压等级:
10.5kV(+5%)、10kV(额定)、9.5kV(-5%)。一般来说,有载调压变压器的抽头数(分
接点)较多,如7分接点(±3×2.5%)和9分接点(±4×2%)等。由于不能够完全
保证分接开关的同步切换,所以有载调压变压器一般不能够并联运行。
7、有功负荷:电力系统中产生机器能或热能的负荷。但是负载中纯阻性的负荷
只消耗有功功率,如电热、电炉、照明等电力负荷完全是有功负荷。而异步电动
机、同步电动机的负载中既消耗有功功率,同时又消耗无功功率,其中作功产生
机器能的部分属有功负荷。有功负荷要由发电机有功功率来供应。8、无功负荷:在电力负载中不作功的部分。只在感性负载中才消耗无功功率。
如:变压器、电动机、空调、冰箱等。所以在发电机输出有功功率的同时,还需
要提供无功功率。无功功率不能满足电网时,系统的电压将会下降,为了满足用
户的需求,所以在变电所里要安装无功补偿器,来保持无功功率的平衡,这样才
能维持电压水平。
9、事故备用:电力系统中备用容量的组成部分之一。由于发电设备可能发生临
时性或永久性的故障而影响供电,所以系统必须设置一定数量的事故备用电源,
来确保电力设施的安全。
10、系统解列:为了防止系统失步和事故扩大,将完整的电力系统分解为几个不
再同步运行的独立系统的一种措施。解列后某些局部系统可能会发生功率不足,
频率和电压的下降因此需要切除部分负荷,来防止整个系统的稳定遭到破坏。
互感器实际上就是一种特殊的变压器,主要用来从电气上隔离一次回路与控
制回路,从而扩大二次设备(仪表、综保等)的使用范围。采用PT/CT可以避免一
次回路的高电压/大电流直接进入到二次控制设备(如:仪表、综保装置等),也
可以防止由于控制设备故障影响一次回路的运行。
1、电流互感器(CT、AV)的特点是:一次侧绕组N1粗而少、二次侧绕组N2细而
多,二次侧的额定电流I2一般为5A(根据N1I1=N2I2可以近似算出一次侧电流
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