高压开关柜基础知识.pptx

2024/4/19 周五高低压开关柜常识1襄阳中环水务有限公司 高压开关柜常识 主讲人：方彦伟2024/4/19 周五高低压开关柜常识2 培训内容及目标培训内容培训内容 1、了解高压开关柜分类、配置等相关内容2、了解所涉及的相关标准中的结构相关内容3、了解高压开关柜的“五防”知识培训目标培训目标 熟悉高压开关柜的种类及基本配置2024/4/19 周五高低压开关柜常识3关于电压等级的划分对于电气设备，习惯上将1KV及以上划为高压，1KV以下为低压；对于电力系统，一般1KV及以下为低压，1KV-66KV为中压，66KV-330KV为高压，330KV-750KV为超高压，750KV以上为特高压；对于开关柜，500V以下为低压，有时660V也划为低压，3KV、6KV、10KV为中压，24KV、35KV、66KV为高压，其中66KV很少用。目前，常规的低压开关柜一般为380V，高压开关柜一般为3KV、6KV、10KV、24KV、35KV。2024/4/19 周五高低压开关柜常识4关于模拟母线的标志颜色电压（KV）颜色电压（KV）颜色电压（KV）颜色交流0.23深灰交流13.8-20浅绿交流220紫交流0.4黄褐交流35浅黄交流330白交流3深绿交流60橙黄交流500淡黄交流6深蓝交流110朱红直流褐交流10绛红交流154天蓝直流500深紫注：1、模拟母线的宽度宜为6-12mm；2、设备模拟的涂色应与相同电压等级的母线颜色一致；3、不适用于弱电屏以及流程模拟的屏台。2024/4/19 周五高低压开关柜常识5高压开关柜基础知识一、高压（中压）开关柜定义及分类 开关柜是金属封闭开关设备的俗称，按照GB3906（335KV金属封闭开关设备）定义，金属封闭开关设备是指除进出线外，完全被金属外壳包住的开关设备。开关柜分类：1、按柜体结构分按柜体结构可分为金属封闭铠装式开关柜、金属封闭间隔式开关柜、金属封闭箱式开关柜和敞开式开关柜四大类。a、铠装式交流金属封闭开关设备 金属封闭铠装式开关柜（用字母K 来表示）：主要组成部件（例如：断路器、互感器、母线等）分别装在接地的用金属隔板隔开的隔室中的金属封闭开关设备。如：KYN28A-12 型高压开关柜。2024/4/19 周五高低压开关柜常识6高压开关柜基础知识b、间隔式交流金属封闭开关设备 金属封闭间隔式开关柜（用字母J 来表示）与铠装式金属封闭开关设备相似，其主要电器元件也分别装于单独的隔室内，但具有一个或多个符合一定防护等级的非金属隔板。如JYN2-12 型高压开关。c、箱式交流金属封闭开关设备 金属封闭箱式开关柜（用字母X 来表示）开关柜外壳为金属封闭式的开关设备。如XGN2-12 型高压开关柜。d、敞开式开关柜，无保护等级要求，外壳有部分是敞开的开关设备。如GG-1A(F)型高压开关柜。3、按安装地点分为户内和户外a、用于户内（用N 表示）：表示只能在户内安装使用，如KYN28A-12 等开关柜。b、用于户外（用W 表示）：表示可以在户外安装使用，如：XLW等开关柜，箱式变电站。2024/4/19 周五高低压开关柜常识7高压开关柜基础知识2、按断路器安装方式分为移开式（手车式）和固定式a、移开式 移开式或手车式（用Y 表示）：表示柜内的主要电器元件（如：断路器）是安装在可抽出的收车上的，由于手车柜有很好的互换性，因此可以大大提高供电的可靠性，常用的收车类型有：隔离手车、计量手车、断路器手车、PT 手车、电容器手车和所用变手车等，如：KYN28A-12。特点：检修方便，鸭嘴式、梅花触头容易发生故障。b、固定式 固定式（用G 表示）：表示柜内的所有电器元件（如：断路器或负荷开关等）均为固定安装的，固定式开关柜较为简单经济.，如：XGN2-12、GG-1A 等。特点：运行可靠，维修不方便。2024/4/19 周五高低压开关柜常识8高压开关柜基础知识二、开关柜型号命名 开关柜型号是根据国家机械工业部发布的行业标准JB/T 8754 高压开关设备型号编制办法来命名。JB/T 8754标准为推荐性而非强制性，因此开关柜命名不一定完全遵循本标准。例如：按标准命名：KYN28A-12、JYN1-12、XGN2-12等2024/4/19 周五高低压开关柜常识9高压开关柜基础知识1、开关柜全型号组成（简化）2024/4/19 周五高低压开关柜常识10高压开关柜基础知识1.1、全型号组成的第13位按下表确定（环网-H）名称名称符号符号位置位置产品名称铠装式交流金属封闭开关设备K1间隔式交流金属封闭开关设备J箱式交流金属封闭开关设备X结构特征移开式Y2固定式G使用场所户内N3户外W2024/4/19 周五高低压开关柜常识11高压开关柜基础知识1.2、第4位为设计序号，按产品型号证书发放的先后顺序用阿拉伯数字表示，由型号颁发单位统一编排。（西高所）1.3、第5位为改进顺序号，按改进先后顺序用A、B、C表示，由型号颁发单位统一编排。1.4、第6位为额定电压，用阿拉伯数字表示，单位千伏（KV）。1.5、第7位为主开关类型，见下表（S）配少油断路器；（L）配SF6断路器；（Z）配真空断路器；（F）配负荷开关（F、R）配负荷开关+熔断器组合；（J、R）配接触器+熔断器组合；（F-C）（G）配隔离开关1.6、第8位为主开关所配用的操动机构类别。常用弹簧操动机构T。1.7、第9位为开关柜的额定电流，以安培值表示（A）。1.8、第10为开关柜的额定短路开断电流或额定短时耐受电流，以千安值表示（KA）。2024/4/19 周五高低压开关柜常识12高压开关柜基础知识实例“KYN28A-12(Z)/T1250-31.5”型号解读K铠装式交流金属封闭开关设备Y移开式N户内28设计序号A改进顺序号12额定电压（12KV）(Z)配真空断路器T采用弹操机构1250额定电流（1250A）31.5开断（31.5KA）13KYN28A-1214KYN28A-12A-母线室B-手车（断路器）室C-电缆室D-继电器仪表室15KYN28-12继电器仪表室继电器仪表室开关室开关室检修通道检修通道母线室母线室电缆室电缆室前柜前柜后柜后柜安装各功能安装各功能单元手车的单元手车的空间空间16高压手车断路器高压手车断路器 功能：功能：正常供电时通过负荷电流，当供电系统发生正常供电时通过负荷电流，当供电系统发生短路故障或严重过负荷时，与其相应的继电保护或自短路故障或严重过负荷时，与其相应的继电保护或自动装置配合，快速切断故障电流或过负荷。动装置配合，快速切断故障电流或过负荷。电气、机械寿命：电气、机械寿命：2000030000次次实物示意实物示意绘图符号绘图符号17高压手车断路器高压手车断路器-组成组成 组成：组成：由底盘车、极柱、触臂、由底盘车、极柱、触臂、动触头、框架及内部机构组成。动触头、框架及内部机构组成。手车框架及内置机构手车框架及内置机构底盘车底盘车极极 柱柱触触 臂臂梅花触头梅花触头18高压手车断路器高压手车断路器-极柱极柱桶装极柱：桶装极柱：真空泡及联动机构安真空泡及联动机构安装于绝缘桶内，打开上盒盖，能装于绝缘桶内，打开上盒盖，能清晰看到真空泡等。清晰看到真空泡等。桶装极柱桶装极柱固封极柱固封极柱固封极柱：固封极柱：真空泡及联动机构与真空泡及联动机构与绝缘桶浇注为一体，除尘效果更绝缘桶浇注为一体，除尘效果更好。好。19高压手车断路器高压手车断路器-机构机构储能弹簧储能弹簧目前，目前，310kV真空断路器广泛使真空断路器广泛使用弹簧储能操作机构。用弹簧储能操作机构。操作机构操作机构20高压手车断路器高压手车断路器-接地接地目前，目前，310kV真空断路器手车真空断路器手车接地方式：接地方式：手车滚轮接地手车滚轮接地手车铜导轨接地手车铜导轨接地手车底部铜排接地手车底部铜排接地手车鸭嘴式接地手车鸭嘴式接地21高压手车断路器高压手车断路器-尺寸示意尺寸示意配柜时，请仔细核对断路配柜时，请仔细核对断路器手车中的相间距器手车中的相间距P、极间、极间距距H、梅花触头、梅花触头G的尺寸，的尺寸，保证设计柜体时的准确性保证设计柜体时的准确性HPG2024/4/19 周五高低压开关柜常识22XGN15-12“XGN15-12（F、R）/T100-31.5”型号解读X箱式交流金属封闭开关设备G固定式N户内15设计序号12额定电压（12KV）(F、R)配负荷开关+熔断器组合T采用弹操机构100额定电流（100A）31.5开断（31.5KA）（通过熔断器实现）2024/4/19 周五高低压开关柜常识23XGN15-12柜的组成结构2024/4/19 周五高低压开关柜常识24XGN15-12柜的组成结构 1 1、母线室、母线室 2 2、主开关室、主开关室 3 3、电缆室、电缆室 4 4、操动机构、联锁机构和低压控制室、操动机构、联锁机构和低压控制室 2024/4/19 周五高低压开关柜常识25开关柜的组成 母线室 主开关 电缆室 n操动机构、联锁机构和低压控制室na.母线室母线室布置在柜的上部。在母线室中主母线连接 在一起，贯穿整排开关柜。nb.主开关室内装有负荷开关，负荷开关的外壳为环氧树脂浇注而成，充六氟化硫（SF6）气体为绝缘介质，在壳体上设有观察孔。开关室内可根据客户要求装设SF6气体密度表。nc.开关柜有宽裕的电缆室，主要用于电缆连接，使单芯或 三芯电缆可以采用最简单的非屏蔽电缆头进行连接，同时充裕的空间还可以容纳避雷器，电流互感器，下接地开关等元件。柜门有观察窗和安全联锁装置，电缆底板根据要求设有电缆密封圈，并配有支撑架和大小相宜的电缆夹。nd.带联锁的低压室同时起到控制屏的作用。低压室内装有带位置指示器的弹簧操动机构和机械联锁装置，也可以装设辅助触点、跳闸线圈、紧急跳闸机构、电容械带电显示装置、钥匙锁和电动操作装置，同时低压室空间可还以供装设控制回路、计量仪表和保护继电器。26FLN36-122024/4/19 周五高低压开关柜常识27XGN2-12“XGN2-12）/T1250-31.5”型号解读X箱式交流金属封闭开关设备G固定式N户内2设计序号12额定电压（12KV）T采用弹操机构1250额定电流（1250A）31.5开断（31.5KA）28XGN2-12柜的组成结构n1、母线室n2、压力释放通道n3、仪表室n4、组合开关室n5、手力操作及联锁机构n6、主开关室n7、电磁或弹簧机构n8、接地母线n9、电缆室29XGN2-12柜的组成结构 仪表室 母线室 组合开关室 手力操作及联锁装置 主开关室 电缆室电磁或弹簧机构下隔离开关30XGN2-12柜的组成结构 母线室在柜体后上部，为了减小柜体高度，母线呈品形排列，以高抗弯强度的资质绝缘子支持，母线与上隔离开关接线端子相连接 断路器室在柜体下部，断路器的传动由拉杆与操动机构连接，继路器下接线端与电流互感器连接，电流互感器与下隔离开关的接线端连接，断路器上接线端与上隔离开关的接线端相连接，继路器室还设有压力释放通道，若内部电弧发生时，气体可通过排气通道将压力彩旗。31XGN2-12柜的组成结构n电缆室：在柜体下部的后方，电缆室内支持绝缘子，可设有监视装置，电缆固定在支架上。n开关柜为双面维护，前面检修继电器室的二次元件、维护操动机构、机械联锁及传动部分、检修断路器，后面维修主母线和电缆终端，在断路器室和电缆室均装有照明灯。32ZN28-122024/4/19 周五高低压开关柜常识33GG1A-12（F）“GG1A-12（F）”型号解读G固定式G高压柜1设计序号A改进型12额定电压（12KV）F防护型2024/4/19 周五高低压开关柜常识34高压开关柜基础知识三、开关柜额定值1、额定电压 额定电压为开关设备所在系统的最高电压上限最高电压上限。标准值：3.6、7.2、12、24、40.52、额定绝缘水平衡量开关设备绝缘水平的两个非常重要指标：额定短时工频耐受电压（额定短时工频耐受电压（1min）和额定雷电冲击耐受电压额定雷电冲击耐受电压。电力行业标准比GB11022要求高些，电力行业标准DL/T593还规定便于现场测量的空气绝缘距离。2024/4/19 周五高低压开关柜常识35高压开关柜基础知识耐压参数耐压参数额定电压（kV）1min工频耐受电压（kV）额定雷击冲击耐受电压（kV）带电体相间与对地的空气绝缘净距（mm）相对地相间断路器断口隔离断口相对地相间断路器断口隔离断口3.62525252740404046-7.23232323660606070100124242424875757585125246565657912512512514518040.5959595118185185185215300DL/T404户内交流高压开关柜订货技术条件，DL/T593高压开关设备的共用订货技术导则2024/4/19 周五高低压开关柜常识36高压开关柜基础知识3、额定频率 额定频率的标准值为16.67Hz、25Hz、50Hz。三相开关设备的额定频率标准值为50Hz。4、额定电流 开关设备的额定电流是开关设备在规定使用和性能条件下能持续通过的电流有效值。如630A、1250A、3150A。功能单元是以单元内各主回路元件中具有最小额定电流的元件的值，作为该单元的额定电流。5、额定短时耐受电流（热稳定）在规定使用和性能条件下，在规定的短时间内，开关设备在合闸位置能够承载的电流的有效值。如20KA、25KA、31.5KA、40KA、50KA。2024/4/19 周五高低压开关柜常识37高压开关柜基础知识6、额定峰值耐受电流（动稳定）在规定使用和性能条件下，开关设备在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个在半波的电流峰值。如50KA、63KA、80KA、100KA、130KA。额定峰值耐受电流一般取额定短时耐受电流的2.55倍。7、额定短路持续时间 开关设备在合闸位置能承载额定短时耐受电流的时间间隔。如：0.5s、1s、2s、3s、4s。2024/4/19 周五高低压开关柜常识38高压开关柜基础知识四、外壳防护等级（GB4208）1.外壳防护等级用IP代码表示。2.IP代码由IP字母、第一位特征数字、第二位特征数字、附加字母及补充字母组成。3.第一位特征数字表示防人身安全和防尘。4.第二位特征数字表示防水。第一和第二位特征数字不要求规定时，该处由字母“X”代替如：IP4X、IPXX；附加字母和补充字母不要求规定时可以直接省略。）2024/4/19 周五高低压开关柜常识39高压开关柜基础知识IP代码的组成及含义组成数字或字母对设备防护的含义对人员防护的含义代码字母IPIP第一位特征数字防止固体异物进入防止接近危险部件0 0无防护无防护1 150mm手背2 212.5mm手指3 32.5mm工具4 41mm金属丝5 5防尘金属丝6 6尘密金属丝第二位特征数字防止进水造成有害影响0 0无防护1 1垂直滴水2 215滴水3 3淋水4 4溅水5 5喷水6 6猛烈喷水7 7短时间浸水8 8连续浸水2024/4/19 周五高低压开关柜常识40高压开关柜基础知识IP代码的组成及含义（续）组成数字或字母对设备防护的含义对人员防护的含义附加字母（可选择）防止接近危险部件A手背B手指C工具D金属丝补充字母（可选择）专门补充的信息H高压设备M做防水试验时试样运行S做防水试验时试样静止W气候条件2024/4/19 周五高低压开关柜常识41实例1.KYN28A-12产品外壳防护等级IP4X，隔室间防护等级IP2X。IP4X：能阻挡直径大于1mm金属丝或厚度大于1.0mm窄条物体进入柜内；IP2X：能阻挡手指或直径大于12.5mm物体进入其他隔室。2.XGN15-12产品外壳防护等级IP3X。IP3X：能阻挡直径或厚度大于2.5mm工具、金属丝进入柜内。3.YBM(P)29-12/0.4箱变外壳防护等级IP23。IP23：能阻挡手指或直径大于12.5mm物体和在淋水条件下水进入柜内。4.MNS低压抽出式开关柜外壳防护等级最高可达IP54。IP54：能阻挡灰尘和在溅水条件下水进入柜内。2024/4/19 周五高低压开关柜常识42高压开关柜基础知识五、联锁 1、联锁目的 为了保证可靠的运行和操作者的安全，金属封闭开关设备应具有以下功能：（1）防止误分、误合断路器、负荷开关、接触器（允许提示性）；（2）防止带负荷分、合隔离开关（隔离手车）；（3）防止带电时误合接地开关；（4）防止接地开关处在闭合位置时误合断路器、负荷开关等开关；（5）防止误入带电间隔。以是5项统称为“五防联锁”满足送、断电顺序：先分负荷侧后分电源侧、先合电源侧后合负荷侧。满足双电源切换及换相：可同时分不可同时合。2024/4/19 周五高低压开关柜常识43高压开关柜基础知识2、联锁要求（1）防止带负荷分、合隔离开关：要求隔离开关与断路器或真空接器间进行联锁；（2）防止带电时误合接地开关、防止接地开关处在闭合位置时误合断路器、负荷开关等开关：要求接地开关与一次回路开关（隔离开关、断路器、真空接触器等）间进行联锁；（3）防止误入带电间隔：要求一次回路开关与高压柜门进行联锁；（4）满足上、下隔离合、分顺序：要求先合电源侧开关后合负荷侧开关；（5）满足双电源切换及换相：开关状态可以出现同时处于断开状态，不能出同时闭合状态。2024/4/19 周五高低压开关柜常识44高压开关柜基础知识3、联锁分类根据上述要求可将联锁分为以下几类：（1）隔离开关与断路器之间（2）隔离开关与真空接触器之间（3）隔离开关之间（4）隔离开关与柜门之间（5）接地开关与隔离开关之间（6）接地开关与断路器之间 2024/4/19 周五高低压开关柜常识45实例一、KYN28A-12产品如何实现五防联锁功能？1.防止带负荷分、合隔离开关（隔离手车）：断路器手车（上下触头相当于隔离开关），采用断路器与地盘车联锁；隔离手车，采用电磁铁与断路器进行电气联锁，防止断路器处于合闸位置摇出隔离手车。2.防止误分、误合断路器（允许提示性）；因其允许提示性，且在其他联锁配合下，即使发生误分、误合断路器，也不会产生事故，因此重要度不是很高。目前很少中置柜具备该功能。实行该功能须采用电气和机械2种联锁同时使用。3.防止接地开关处在合闸位置时关合断路器：接地开关处在合闸位置时，断路器手车处在试验位置，通过导轨联锁装置，手车不能摇到工作位置。断路器虽可以关合，但与主回路已经断开，不会造成事故。2024/4/19 周五高低压开关柜常识46实例一、KYN28A-12产品如何实现五防联锁功能？4.防止在带电时误合接地开关：当设备处于通电状态时，断路器处在合闸状态，断路器手车不能摇动，保持在工作位置，接地联锁机构的舌板不能往下按，接地开关不能合闸操作。5.防止误入带电隔室：因防护对象为人，保证人身安全，因此该功能为五防之首。一般通过接地开关或电磁锁和门联锁来实现该功能。停电顺序：断路器分闸，手车摇到试验位置，接地开关合闸，前下门和后下门打开。送电顺序：关闭前下门和后下门，接地开关分闸，手车摇到工作位置，断路器合闸。2024/4/19 周五高低压开关柜常识47实例 KYN28联锁现状：按正确的送电顺序操作，处于通电状态：断路器合闸，手车在工作位置，接地开关处于分闸位置，前下门和后下门通过联锁都不能打开，满足要求。但出现误操作送电，不关前下门或和后下门，接地开关还是可以分闸，手车摇到工作位置，断路器合闸，开关柜通电，但门开着，可以进入带电隔室，不能满足要求。因此,KYN28接地联锁机构存在缺陷。解决方案：通过开发接地开关后门反向联锁和前下门反向联锁解决。后门反向联锁：后门不关接地开关不能分闸。（已开发完成）前下门反向联锁：前下门不关接地开关不能分闸。接地开关不分闸后续操作就不能进行。2024/4/19 周五高低压开关柜常识48开关柜手车的三个位置开关柜手车的三个位置n工作位置工作位置n试验位置试验位置断路器与一次设备有联系，合闸后，功率从母线经断路器传至输电线路。二次插头可以插在插座上，获得电源。断路器可以进行合闸、分闸操作，对应指示灯亮；断路器与一次设备没有联系，可以进行各项操作，但是不会对负荷侧有任何影响，所以称为试验位置。断路器与一次设备（母线）没有联系，失去操作电源（二次插头已经拔下），断路器处于分闸位置。n检修位置检修位置2024/4/19 周五高低压开关柜常识49KYN28-12柜实现五防柜实现五防n开关柜具有可靠的联锁装置，满足五防的要求，切实保障了操作人员及设备的安全。a、仪表室门上装有提示性的按钮或者转换开关，以防止误合、误分断路器。b、断路器手车在试验位置或工作位置时，断路器才能进行合分操作，而在断路器合闸后，手车无法移动、防止了带负荷误推拉手车。c、仅当接地开关处在分闸位置时，断路器手车才能从试验/检修位置移至工作位置。仅当断路器手车处于试验/检修位置时，接地开关才能进行合闸操作。这样实现了防止带电误合接地开关，以及防止接地开关处在闭合位置时分合断路器。2024/4/19 周五高低压开关柜常识50KYN28-12柜实现五防柜实现五防n开关柜具有可靠的联锁装置，满足五防的要求，切实保障了操作人员及设备的安全。a、仪表室门上装有提示性的按钮或者转换开关，以防止误合、误分断路器。b、断路器手车在试验位置或工作位置时，断路器才能进行合分操作，而在断路器合闸后，手车无法移动、防止了带负荷误推拉手车。c、仅当接地开关处在分闸位置时，断路器手车才能从试验/检修位置移至工作位置。仅当断路器手车处于试验/检修位置时，接地开关才能进行合闸操作。这样实现了防止带电误合接地开关，以及防止接地开关处在闭合位置时分合断路器。2024/4/19 周五高低压开关柜常识51KYN28-12柜实现五防柜实现五防d、接地开关处于分闸位置时，开关柜下门及后门都无法打开，防止了误入带电间隔。接地刀闸在分位时，开关柜盘后门被闭锁杆横向卡住不能打开 开关柜盘后门与接地开关联锁示意图e、断路器手车在试验或工作位置，没有控制电压时，仅能手动分闸不能合闸。2024/4/19 周五高低压开关柜常识52KYN28-12柜实现五防柜实现五防f、断路器手车在工作位置时，二次插头被锁定不能拔出。g、各柜体间可实现电气联锁。h、开关设备上的二次线与断路器手车上的二次线的联络是通过手动二次插头来实现的，二次插头的动触头通过一个尼龙波纹收缩管与断路器手车相连，二次静触头座装设在开关柜手车室的右上方。断路器手车只有在试验、断开位置时，才能插上和解除二次插头，断路器手车处于工作位置时由于机械联锁作用，二次插头被锁定，不能被解除。2024/4/19 周五高低压开关柜常识53结束