高壓配電柜
用于電力系統發(fā)電的電器產(chǎn)品
高壓配電柜是指用于電力系統發(fā)電、輸電、配電、電能轉換和消耗中起通斷、控制或保護等作用，電壓等級在3.6kV~550kV的電器產(chǎn)品，主要包括高壓斷路器、高壓隔離開(kāi)關(guān)與接地開(kāi)關(guān)、高壓負荷開(kāi)關(guān)、高壓自動(dòng)重合與分段器，高壓操作機構、高壓防爆配電裝置和高壓開(kāi)關(guān)柜等幾大類(lèi)。高壓開(kāi)關(guān)制造業(yè)是輸變電設備制造業(yè)的重要組成部分，在整個(gè)電力工業(yè)中占有非常重要的地位。
功能
配電柜具有架空進(jìn)出線(xiàn)、電纜進(jìn)出線(xiàn)、母線(xiàn)聯(lián)絡(luò )等功能
組成
配電柜應滿(mǎn)足GB3906-1991"3-35 kV交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設備"標準的有關(guān)要求，由柜體和斷路器二大部分組成，柜體由殼體、電器元件(包括絕緣件)、各種機構、二次端子及連線(xiàn)等組成。
柜體材料
1)冷扎鋼板或角鋼(用于焊接柜)；
2)敷鋁鋅鋼板或鍍鋅鋼板(用于組裝柜)；
3)不銹鋼板(不導磁性)；
4)鋁板((不導磁性)。
功能單元
1)主母線(xiàn)室（一般主母線(xiàn)布置按“品”字形或“1”字形兩種結構）
2)斷路器室
3)電纜室
4)繼電器和儀表室
5)柜頂小母線(xiàn)室
6)二次端子室
柜內元件
1. 柜內常用一次電器元件(主回路設備)常見(jiàn)的有如下設備：
電流互感器簡(jiǎn)稱(chēng)CT[如：LZZBJ9-10]
電壓互感器簡(jiǎn)稱(chēng)PT[如:JDZJ-10]
零序互感器
開(kāi)關(guān)柜
接地開(kāi)關(guān)[如:JN15-12]
避雷器(阻容吸收器)[如:HY5WS單相型;TBP、JBP組合型]
隔離開(kāi)關(guān)[如:GN19-12、GN30-12、GN25-12]
高壓斷路器[如：少油型(S)、真空型(Z)、SF6型(L)]
高壓接觸器[如： JCZ3-10D/400A型]
高壓熔斷器[如：RN2-12、XRNP-12、RN1-12]
變壓器[如:SC(L)系列干變、 S系列油變]
高壓帶電顯示器[DXN-Q型,DXN-T型]
絕緣件[如:穿墻套管、觸頭盒、絕緣子、絕緣熱縮(冷縮)護套]
主母線(xiàn)和分支母線(xiàn)
高壓電抗器[如串聯(lián)型:CKSC和起動(dòng)電機型:QKSG]
負荷開(kāi)關(guān)[如:FN26-12(L)、FN16-12(Z)]
高壓?jiǎn)蜗嗖⒙?lián)電容器[如:BFF12-30-1] 等等
2. 柜內常用的主要二次元件(又稱(chēng)二次設備或輔助設備，是指對一次設備進(jìn)行監察、控制、測量、調整和保護的低壓設備),常見(jiàn)的有如下設備:
繼電器，電度表，電流表，電壓表，功率表，功率因數表，頻率表，熔斷器，空氣開(kāi)關(guān)，轉換開(kāi)關(guān)，信號燈，電阻，按鈕，微機綜合保護裝置等等。
分類(lèi)
按斷路器
按斷路器安裝方式分為移開(kāi)式(手車(chē)式)和固定式
(1)移開(kāi)式或手車(chē)式(用Y表示)：表示柜內的主要電器元件(如:斷路器)是安裝在可抽出的手車(chē)上的，由于手車(chē)柜有很好的互換性,因此可以大大提高供電的可靠性，常用的手車(chē)類(lèi)型有:隔離手車(chē)、計量手車(chē)、斷路器手車(chē)、PT手車(chē)、電容器手車(chē)和所用變手車(chē)等，如KYN28A-12。
(2)固定式(用G表示): 表示柜內所有的電器元件(如:斷路器或負荷開(kāi)關(guān)等)均為固定式安裝的，固定式開(kāi)關(guān)柜較為簡(jiǎn)單經(jīng)濟，如XGN2-10、GG-1A等。
按地點(diǎn)
按安裝地點(diǎn)分為戶(hù)內和戶(hù)外
(1)用于戶(hù)內(用N表示);表示只能在戶(hù)內安裝使用， 如：KYN28A-12等開(kāi)關(guān)柜;
(2)用于戶(hù)外(用W表示);表示可以在戶(hù)外安裝使用， 如: XLW等開(kāi)關(guān)柜。
按柜體結構
按柜體結構可分為金屬封閉鎧裝式開(kāi)關(guān)柜、金屬封閉間隔式開(kāi)關(guān)柜﹑金屬封閉箱式開(kāi)關(guān)柜和敞開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜四大類(lèi)
(1)金屬封閉鎧裝式開(kāi)關(guān)柜(用字母K來(lái)表示)主要組成部件(例如：斷路器、互感器、母線(xiàn)等)分別裝在接地的用金屬隔板隔開(kāi)的隔室中的金屬封閉開(kāi)關(guān)設備。如KYN28A-12型高壓開(kāi)關(guān)柜。
(2)金屬封閉間隔式開(kāi)關(guān)柜(用字母J來(lái)表示)與鎧裝式金屬封閉開(kāi)關(guān)設備相似，其主要電器元件也分別裝于單獨的隔室內，但具有一個(gè)或多個(gè)符合一定防護等級的非金屬隔板。如JYN2-12型高壓開(kāi)關(guān)柜。
(3)金屬封閉箱式開(kāi)關(guān)柜(用字母X來(lái)表示)開(kāi)關(guān)柜外殼為金屬封閉式的開(kāi)關(guān)設備。如XGN2-12型高壓開(kāi)關(guān)柜。
(4)敞開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜，無(wú)保護等級要求，外殼有部分是敞開(kāi)的開(kāi)關(guān)設備。如GG-1A(F)型高壓開(kāi)關(guān)柜 [2] 。
“五防”
1、高壓配電柜內的真空斷路器小車(chē)在試驗位置合閘后，小車(chē)斷路器無(wú)法進(jìn)入工作位置。（防止誤分合斷路器）
2、高壓配電柜內的接地刀在合位時(shí)，小車(chē)斷路器無(wú)法進(jìn)合閘。（防止帶接地線(xiàn)合閘）
3、高壓配電柜內的真空斷路器在合閘工作時(shí)，盤(pán)柜后門(mén)用接地刀上的機械與柜門(mén)閉鎖。（防止誤入帶電間隔）.
4、高壓配電柜內的真空斷路器在工作時(shí)合閘，合接地刀無(wú)法投入。（防止帶電掛接地線(xiàn)）
5、高壓配電柜內的真空斷路器在工作合閘運行時(shí)，無(wú)法退出小車(chē)斷路器的工作位置。（防止帶負荷拉刀閘）
相關(guān)標準
SJ/T 31401-1994|高壓開(kāi)關(guān)柜完好要求和檢查評定方法
DL/T 791-2001|戶(hù)內交流充氣式開(kāi)關(guān)柜選用導則
DL 404-1991|戶(hù)內交流高壓開(kāi)關(guān)柜訂貨技術(shù)條件
DL/T 404-1997|戶(hù)內交流高壓開(kāi)關(guān)柜訂貨技術(shù)條件
DL/T 539-1993|戶(hù)內交流高壓開(kāi)關(guān)柜和元部件 凝露及污穢試驗技術(shù)條件
TB/T 2010-1987|27.5kV交流電氣化鐵道開(kāi)關(guān)柜技術(shù)條件
DL/T 404-2005|戶(hù)內交流高壓開(kāi)關(guān)柜訂貨技術(shù)條件 [1]
產(chǎn)品型號及含義
用途
1.KYN-10戶(hù)內交流金屬鎧裝移開(kāi)式開(kāi)關(guān)設備(以下簡(jiǎn)稱(chēng)手車(chē)式柜)手車(chē)柜適用于交流50Hz額定電壓3―10KV中心點(diǎn)不接地的單母線(xiàn)及單母線(xiàn)分段系統的戶(hù)內成套配電裝置,供各類(lèi)型發(fā)電廠(chǎng),變電站及工礦企業(yè)作為接受和分配網(wǎng)絡(luò )電能對電路實(shí)行控制保護監測。
2.KYN-(F-C)型戶(hù)內鎧裝雙層移動(dòng)開(kāi)式交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設備系3.6~12kV三相交流50Hz,單母線(xiàn)及單母線(xiàn)分段系統的戶(hù)內成套開(kāi)關(guān)設備,主要作為發(fā)電廠(chǎng),變電所,冶金,造紙,石化,紡織及工礦企業(yè)的高壓配電裝置,可用于電動(dòng)機,變壓器和電容器的控制與保護。
3.KYN-12/1250-31.5戶(hù)內鎧裝移開(kāi)式交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設備稱(chēng)開(kāi)關(guān),系3.6-12KV,三相交流50Hz單母線(xiàn)及單母線(xiàn)分段系統的成套配電裝置.主要用于發(fā)電廠(chǎng),中小型發(fā)電機送電,工礦企事業(yè)配電以及電業(yè)系統的二次變電所的受電,送電及大型高壓電動(dòng)機起動(dòng)等,實(shí)行控制保護,監測之用.本開(kāi)關(guān)柜滿(mǎn)足IEC298,GB3906等標準要求。
結構特點(diǎn)
1.KYN戶(hù)內交流金屬鎧裝移開(kāi)式開(kāi)關(guān)設備(以下簡(jiǎn)稱(chēng)手車(chē)式柜)是根據《3-35KV交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設備》按IEC298《交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設備和控制設備》標準設計制造,同時(shí)也能滿(mǎn)足水電部提出的高壓開(kāi)關(guān)柜應具有"五防"功能的要求。
2.KYN-(F-C)型戶(hù)內鎧裝雙層移動(dòng)開(kāi)式交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設備系KYN-(F-C)戶(hù)內鎧裝雙層移開(kāi)式交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設備中一部分,可與KYN-(F-C)戶(hù)內鎧裝雙層移開(kāi)式交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設備配套使用,構成組合式配電裝置.本開(kāi)關(guān)柜是一種雙層鎧裝F-C柜,一面開(kāi)關(guān)柜可容納兩臺F-C手車(chē),相當于兩面單層柜的功能,而占地面積同一面單層柜差不多.為用戶(hù)節省大量的占地面積及設備投資.本產(chǎn)品，選用的真空接觸器是專(zhuān)門(mén)為雙層柜結構計的,具有結構簡(jiǎn)單,體積小,造型美觀(guān),絕緣水平高,壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn),有電保持和機械鎖扣兩種結構。
3.KYN-12/1250-31.5戶(hù)內鎧裝移開(kāi)式交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設備,柜體為鎧裝式結構,采用中置式布置,分為斷路室,主母線(xiàn)室,電纜室和繼電器儀表室,為使柜體具有承受內部故障電弧的能力,除繼電器室外,各功能隔室均設有排氣通道和匯壓窗,一次觸頭為捆綁式圓觸頭.
開(kāi)關(guān)高備可按用戶(hù)要求,采用前維護型結構,使設備可以靠墻安裝或背靠背安裝.開(kāi)關(guān)設備內裝有安全可靠的聯(lián)鎖裝置,完全滿(mǎn)足"五防"閉鎖要求。
a,斷路器手車(chē)在推進(jìn)或拉出過(guò)程中,無(wú)法合閘;
b,斷路器手車(chē)只有在試驗位置或工作位置時(shí),才能進(jìn)行合,分操作而且在斷路器合閘合,手車(chē)無(wú)法從工作位置拉出;
c,僅當接地開(kāi)關(guān)處在分閘位置時(shí),斷路器手車(chē)才能從試驗位置移至工作位置;僅當斷路器手車(chē)處于試驗位置或柜外時(shí),接地開(kāi)關(guān)才能進(jìn)行分,合閘操作;
d,接地開(kāi)關(guān)處于分閘位置時(shí),后門(mén)無(wú)法打開(kāi);
e,手車(chē)在工作位置時(shí),二次插頭被鎖定,不能被撥除。
斷路器室底盤(pán)架兩側除設有供手車(chē)運動(dòng)的固定導軌外,為便于對斷路器進(jìn)行觀(guān)測與檢查,在固定導軌兩側專(zhuān)門(mén)設有可抽出的延伸導軌,當斷路器分閘后,可將兩根延伸導軌拉至柜外,這樣手車(chē)即可從柜內直接移至柜外的延伸導軌上。
附一些市場(chǎng)上存在的高壓柜:
①GR系列:
用途
GRC1型高壓配電柜用于3~10kV變電所作為改善電網(wǎng)功率因數之用.本系列柜為高壓靜電電容器柜,由電容器柜,互感器柜,測量及放電柜組成.
方案分類(lèi)
1.GRC1型為普通型,由電容器柜和互感器柜組成.電容器柜分四種方案,互感器柜分三種方案.
2.GRC1C型為橫差保護型,即當柜內某一電容器跳閘時(shí),依靠接成橫差線(xiàn)路的電流互感器驅使主電路開(kāi)關(guān)跳閘.此型也有四種方案.
3.GRC1Y型為抑制高次諧波,電抗器型,即帶有串聯(lián)電抗器的電容器柜.
結構
柜體由角鋼及薄鋼板彎制焊接而成,分三層布放,最底層安裝油槽板,測量及放電柜,電壓互感器在中層,電抗器安裝于底層,正面為鋼板門(mén),門(mén)上可安裝儀表,開(kāi)關(guān),信號燈.
②GGX2系列:
用途
GGX2C10高壓真空開(kāi)關(guān)柜適用于額定電壓3~10kV,頻率50Hz的三相交流電網(wǎng)中,作為接受和分配電能,并對電路實(shí)行控制,監測和保護的成套配電裝置.
結構特點(diǎn)
本配電柜為金屬封閉箱式外殼,所有帶電體均被封閉在柜內,并按功能分為母線(xiàn)室,斷路器室,電纜室,儀表箱為單獨結構,安裝于柜上;真空斷路器及電磁操作機構或彈簧操作機構為一整體車(chē)式結構,推入柜內后用螺栓固定.主接線(xiàn)方案24種.
③GGX2系列:
用途
GSGC1A型雙母線(xiàn)式高壓開(kāi)關(guān)柜適用于區域性變電站,大型工礦企業(yè)變電站所及電氣設備試驗站的電壓為3,6,10kV,交流50Hz雙母線(xiàn)系統,亦可于單母線(xiàn)帶有旁路母線(xiàn)的供電系統,作為接受和分配電能之用。
結構
柜體系用薄鋼板及角鋼焊接而成,底座由槽鋼焊接而成,柜前面有單扇防護網(wǎng)門(mén),后面有雙扇防護網(wǎng)門(mén),頂部母線(xiàn)敞露.。
柜分前后兩室,前室裝有備用(起動(dòng))母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān),線(xiàn)路隔離開(kāi)關(guān)及電纜頭等,前室頂部裝有備用(起動(dòng))母線(xiàn).后室裝有主(工作)母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān),油斷路器,頂部裝有主(工作)母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān),前后室之間下部可安裝電流互感器.油斷路器和隔離開(kāi)關(guān)操作機構裝在柜的前面.柜的后面左側有一單扇鋼板門(mén),門(mén)內是繼電器室。各室之間,一次電器設備和二次電器設備之間均有薄鋼板隔離.可以在一次電器設備不停電的情況下檢修二次電器設備。
為防止工作人員誤操作,柜上裝有程序性的電氣聯(lián)鎖裝置。
帶電顯示裝置
一、高壓配電柜存在問(wèn)題分析
(1)高壓配電柜防止誤入帶電間隔這一功能使得開(kāi)關(guān)柜的柜門(mén)的開(kāi)閉與接地開(kāi)關(guān)有閉鎖關(guān)系，即只有合上接地開(kāi)關(guān)后才能打開(kāi)開(kāi)關(guān)柜門(mén)，此次事故暴露出舊型號高壓開(kāi)關(guān)柜的"五防"機械閉鎖裝置存在不完善的問(wèn)題。
(2)高壓配電柜驗電問(wèn)題是一個(gè)多年來(lái)困擾電力安全生產(chǎn)的問(wèn)題，如今推廣的全封閉型"五防"開(kāi)關(guān)柜的機械"五防"閉鎖裝置，無(wú)法滿(mǎn)足安全規程"先驗電、后掛接地線(xiàn)"的要求。因為在執行停電工作時(shí)，在合接地開(kāi)關(guān)前必須驗明設備已無(wú)電壓。然而封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜處于全封閉狀態(tài)，按照正常的操作方法，無(wú)法用攜帶式高壓驗電器對設備進(jìn)行驗電，因此，就出現了強行解鎖打開(kāi)開(kāi)關(guān)柜柜門(mén)的方式驗電。
(3)配電柜上大量使用以氖燈作為顯示元件的高壓帶電顯示裝置，經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的運行使用，發(fā)現失明率高，氖泡出現大量損壞。為了彌補缺陷，在帶電顯示裝置上裝設了氖燈運行/關(guān)閉開(kāi)關(guān)，平時(shí)該開(kāi)關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，從而使得整個(gè)高壓帶電顯示裝置暫時(shí)退出運行。這種處理方式，失去了高壓帶電顯示裝置作為監視線(xiàn)路側帶電與否的作用。
(4)氖燈亮度低，特別是在明亮的環(huán)境里亮度受到?jīng)_刷，顯示性較差。
(5)老式帶有強制性電氣閉鎖的高壓帶電顯示裝置，閉鎖原理過(guò)于簡(jiǎn)單，只是將A、B、C三相傳感器輸出的信號分別進(jìn)行半波整流后直接復合在一起，去控制閉鎖回路。這種方式在系統出現單相接地或缺相的異常情況時(shí)，因閉鎖控制電壓的飄移可以導致裝置不能可靠閉鎖而發(fā)生帶電合接地開(kāi)關(guān)的事故。
(6)目安裝的氖燈式高壓帶電顯示裝置大多采用塑料外殼并安裝于高壓設備間隔內，一旦在操作過(guò)程中開(kāi)關(guān)柜內部短路放弧，高溫電弧可能將裝置的塑料外殼熔化，傷及運行或檢修人員。
二、存在問(wèn)題的解決方案
鑒于老式高壓帶電顯示裝置存在的諸多問(wèn)題，客觀(guān)上需要一種全新的具有可靠性高、長(cháng)壽命、免維護、顯示清晰醒目、能彌補老式高壓帶電顯示裝置缺陷的新型帶電顯示裝置。北京供電局研制成功了新型高壓帶電顯示驗電裝置，該裝置與CG系列傳感器配合使用，通過(guò)有電顯示及現場(chǎng)驗電的方式，以反映高壓設備是否帶有運行電壓并具有電氣強制閉鎖功能。該裝置解決了氖燈式帶電顯示裝置的諸多問(wèn)題，其液晶顯示器和長(cháng)壽命閃光式驗電插件構成的雙重顯示，適合于各種光線(xiàn)下的運行環(huán)境，直觀(guān)醒目。專(zhuān)設的驗電插件構成特有的引出式獨立驗電功能，提高了該裝置作為驗電依據的可靠性。該裝置采用分相檢測數字化疊加閉鎖控制技術(shù)，可以保證在系統缺相等異常運行時(shí)，閉鎖電壓不變，穩定運行。強制性電氣閉鎖功能，能可靠閉鎖接地開(kāi)關(guān)(開(kāi)關(guān)柜門(mén))。新型高壓帶電顯示驗電裝置的應用可以有效防止誤入帶電間隔或帶電合接地開(kāi)關(guān)等引起的人身、設備事故。
安全是電力生產(chǎn)的基礎，預防是保證安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。在當前的電力安全生產(chǎn)工作中，人身觸電事故和誤操作事故仍是威脅安全生產(chǎn)的兩大因素。不斷完善和改進(jìn)防止人身觸電事故和誤操作事故的技術(shù)措施，是我們每一位電力企業(yè)職工應努力研究的目標。
