高压开关柜成套开关柜基本知识.docx

高压开关柜成套开关柜基本知识.docx

《高压开关柜成套开关柜基本知识.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高压开关柜成套开关柜基本知识.docx（24页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

高压开关柜成套开关柜基本知识

高压开关柜（成套开关柜）基本知识

高压开关柜基本知识

1.开关柜（又称成套开关或成套配电装置）：

它是以断路器为主的电气设备；是指生产厂家根据电气一次主接线图的要求，将有关的高低压电器（包括控制电器、保护电器、测量电器）以及母线、载流导体、绝缘子等装配在封闭的或敞开的金属柜体内，作为电力系统中接受和分配电能的装置。

2.高压开关设备：

主要用于发电、输电、配电和电能转换的高压开关以及和控制、测量、保护装置、电气联结（母线）、外壳、支持件等组成的总称。

3.开关柜防护要求中的“五防”：

防止误分误合断路器、防止带电分合隔离开关、防止带电合接地开关、防止带接地分合断路器、防止误入带电间隔。

4.母排位置相序对应关系：

表1-1

相别漆色母线安装相互位置

垂直水平引下线

A相黄上远左

B相绿中中中

C相红下近右

5.防护等级:

外壳、隔板及其他部分防止人体接近带电部分和触及运动部件以及防止外部物体侵入内部设备的保护程度。

表1-2

空气稀薄,电器的外绝缘易击穿,所以采用加强绝缘型电器，加大空气绝缘距离，或在开关柜内增加绝缘防护措施。

3.环境湿度:

日平均值不大于95%，月平均值不大于90%。

4.地震烈度:

不超过8度。

5.其它条件:

没有火灾、爆炸危险、严重污染、化学腐蚀及剧烈振动的场所。

第二章高压开关柜组成及分类

一、开关柜的组成；

开关柜应满足GB3906-1991《3-35kV交流金属封闭开关设备》标准的有关要求，由柜体和断路器二大部分组成，具有架空进出线、电缆进出线、母线联络等功能。

柜体由壳体、电器元件（包括绝缘件）、各种机构、二次端子及连线等组成。

★.柜体的材料:

1）.冷扎钢板或角钢（用于焊接柜）;

2）敷铝锌钢板或镀锌钢板（用于组装柜）.

3）.不锈钢板（不导磁性）.

4）.铝板（（不导磁性）.

★.柜体的功能单元：

1）.主母线室（一般主母线布置按“品”字形或“1”字形两种结构2）.断路器室3）.电缆室4）.继电器和仪表室5）.柜顶小母线室6）.二次端子室

★.柜内电器元件：

1.柜内常用一次电器元件（主回路设备）常见的有如下设备：

电流互感器简称CT【如：

LZZBJ9-10】

电压互感器简称PT【如:

JDZJ-10】

接地开关【如:

JN15-12】

避雷器（阻容吸收器）【如:

HY5WS单相型;TBP、JBP组合型】

隔离开关【如:

GN19-12、GN30-12、GN25-12】

高压断路器【如：

少油型（S）、真空型（Z）、SF6型（L）】

高压接触器【如：

JCZ3-10D/400A型】

高压熔断器【如：

RN2-12、XRNP-12、RN1-12】

变压器【如:

SC（L）系列干变、S系列油变】

高压带电显示器【GSN-10Q型】

绝缘件【如:

穿墙套管、触头盒、绝缘子、绝缘热缩（冷缩）护套】

主母线和分支母线

高压电抗器【如串联型:

CKSC和起动电机型:

QKSG】

负荷开关【如:

FN26-12（L）、FN16-12（Z）】

高压单相并联电容器【如:

BFF12-30-1】等等

2.柜内常用的主要二次元件（又称二次设备或辅助设备，是指对一次设备进行监察、控制、测量、调整和保护的低压设备）,常见的有如下设备:

1.继电器2.电度表3.电流表4.电压表5.功率表6.功率因数表7.频率表8.熔断器9.空气开关10.转换开关11.信号灯12.电阻13.按钮14.微机综合保护装置等等。

二、高压开关柜分类:

1.按断路器安装方式分为移开式（手车式）和固定式

（1）.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）是安装在可抽出的手车上的，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，常用的手车类型有:

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。

（2）.固定式（用G表示）:

表示柜内所有的电器元件（如:

断路器或负荷开关等）均为固定式安装的，固定式开关柜较为简单经济，如XGN2-10、GG-1A等。

2.按安装地点分为户内和户外

（1）.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；

（2）.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。

3.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

（1）.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。

（2）.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型高压开关柜。

（3）.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。

（4）.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

第三章常见高压开关柜产品

一、产品KYN28A-12

KYN28A-12型户内金属铠装抽出式开关设备主要用于发电厂、工矿企事业配电以及电力系统的二次变电站的受电、送电及大型电动机的起动等。

实行控制、保护、实时监控和测量之用。

有完善的五防功能,配用浙开VS1（ZN63A-12）真空断路器，也可配由ABB公司生产的VD4真空断路器、由上海富士电机开关有限分司生产的HS型（ZN82-12）真空断路器、中外合资厦门华电开关有限分司生产的VEP型（ZN96-12）真空断路器，目前在12KV市场上使用量很大。

1.型号含义

KYN28A-12-□－－-□

铠装柜环境特征号

移开式一次方案号

设计序号

户内

2.柜体外形尺寸:

（标准架空进出线方案;电缆进出线方案）

*电缆进出线及联络柜标准方案:

宽800（1000）×深1500×高2300

*架空进出线标准方案:

宽800（1000）×深1660×高2300

注:

1.GZS1+电缆进出线及联络柜标准方案:

宽650×深1500×高2300;相间距为150mm;GZS1柜柜宽为800的相间距为210mm;柜宽为1000的相间距为275mm;

3.产品结构外形:

图3-1

4.开关柜基本参数

表3-1

项目单位数据

额定电压kV12

1min工频耐受电压（额定绝缘水平）kV42（相对地及相间）

48（隔离断口）

雷电冲击耐受电压（额定绝缘水平）kV75（相对地及相间）

85（隔离断口）

额定频率HZ50

主母线额定电流A63012501600200025003150

分支母线额定电流A63012501600200025003150

4S热稳定电流kA16202531.540

额定动稳定电流kA40506380100

防护等级外壳为IP4X,隔室间和门打开时为IP2X

5.五防联锁简介:

（1）.当手车在柜体的工作位置合闸后,在底盘车内部的闭锁电磁铁被锁定在丝杠上,而不会被拉动.以防止带负荷误拉断路器手车。

（2）.当接地开关处在合闸位置时,接地开关主轴联锁机构中的推杆被推入柜中的手车导轨上,于是所配断路器手车不能被推进柜内。

（3）.断路器手车在工作位置合闸后,出线侧带电,此时接地开关不能合闸.接地开关主轴联锁机构中的推杆被阻止,其操作手柄无法操作接地开关主轴.

（4）.对于电缆进线柜;母线分段柜和所用变方案,由于进线电缆侧带电,下门上装电磁锁,来确保在电缆侧带电时不能进入电缆室;

（5）.通过安装在面板上的防误型转换开关（带红绿牌）,可以防止误分误合断路器.

6.操作程序

送电操作:

先装好后封板,再关好前下门－－－－－－-操作接地开关主轴并且使之分闸－－－－－－-用转运车（平台车）将手车（处于分闸状态）推入柜内（试验位置）－－－－－－－－把二次插头插到静插座上－－－－－－－－-（试验位置指示器亮）－－－－－－－－-（关好前中门）－－－－－－－－－－用手柄将手车从试验位置（分闸状态）推入到工作位置－－－－－－－－-（工作位置指示器亮,试验位置指示器灭）－－－－－－－－-合闸断路器手车.

停电（检修）操作:

将断路器手车分闸－－－－－－－－－－-用手柄将手车从工作位置（分闸状态）退出到试验位置－－－－－－-（工作位置指示器灭,试验位置指示器亮）－－－－－－-打开前中门－－－－－－－－把二次插头拔出静插座－－－－－－－－－－（试验位置指示器灭）－－－－－－－－－－用转运车将手车（处于分闸状态）退出柜外－－－－－－－－－－-操作接关主地开轴并且使之合闸－－－－－－－－－－－－－－打开后封板和前下门.

★.注意:

下避雷器手车和中（下）PT手车可以在母线运行时直接拉出柜外.

二、产品XGN37-12

XGN37－12箱型固定式金属封闭开关设备,是用于3~10kV三相交流50Hz作为单母线和单母线分段系统接受与分配电能的装置，特别适用于频繁操作的场所。

主要用于发电厂、工矿企事业配电以及电力系统的二次变电站的受电,送电及大型电动机的起动等.实行控制、保护、实时监控和测量。

柜体为全组装式结构,有完善的五防功能,配用固定式ZN63A-12（VS1）真空断路器或ABB公司生产的固定式VD4真空断路器。

上隔离用GN30-12型,下隔离用GN19-12型,接地开关用JN15-12W,大电流柜的上隔离开关可用GN25-12型.

1.产品型号的含

XGN37–12－－□－－□

环境特征

箱型额定短路开断电流

固定式额定电压

户内用设计序号

2.开关柜基本参数

表3-2

项目单位数据

系统的标称电压kV3,6,10

设备额定电压kV3.6,7.2,12

额定绝缘

水平1min工频耐受电压

（有效值）kV42（相间及对地）

48（隔离断口）

雷电冲击耐受电压

（峰值）kV75（相间及对地）

85（隔离断口）

最大额定电流A1000

额定短路开断电流kA16,20,25,31.5

额定短路关合电流kA40,50,63,80

额定峰值耐受电流kA40,50,63,80

额定短时耐受电流（4S有效值）kA16,20,25,31.5

防护等级IP4X,门打时为IP3X

3.配用隔离开关（GN30-12）的基本参数:

项目单位GN30-12/400-12.5GN30-12/630-20GN30-12/1000-31.5

开关柜额定电压kV12

1min工频耐受电压

（额定绝缘水平）kV42（相对地及相间）

48（隔离断口）

雷电冲击耐受电压

（额定绝缘水平）kV75（相对地及相间）

85（隔离断口）

额定电压A4006301000

额定峰值耐受电流kA31.55080

额定短时耐受电流（4S）kA12.52031.5

4.开关柜外形尺寸:

●电缆进出线及其联络柜标准方案:

宽840×深1300×高2300.

●架空进出线时:

宽840×深（1300+400）×高2300.

●所用变方案当变压器容量大于30kVA时,柜宽为1000.

注:

柜深不包括前门及后封板尺寸,相间距离为210

5.产品结构:

外形图见3-2,内部结构图见3-3:

图3-2

图3-3

6.产品特点:

（1）.开关设备的外壳选用进口敷铝锌板采取多重折边工艺制作而成,具有很强的抗腐蚀性和抗氧化性，外形美观。

（2）.柜体采用组装式结构,用高强度的螺栓联接而成,整个柜体精度高、机械强度好；仪表室、母线室单独设计，可缩短加工生产周期，便于组织生产。

（3）.开关柜内元器件布置紧凑，柜体外形尺寸小，柜体内主开关可选用全绝缘的VS1型真空断路器，可实现少（免）维护。

（4）.开关设备的联锁简洁、完备，灵活好,安全可靠性高，完全满足了“五防”的要求。

（5）.开关柜外壳防护等级为IP4X，柜门打开时为IP3X,带电体对地距离不小于125mm；

（6）下隔离开关、接地开关布置灵活，柜体可以靠墙安装,进行正面维护;也可以离墙安装,进行双面维护。

7.操作程序：

①送电操作:

关好下门－－-操作接地开关分闸－－-拔出定位销－－-操作隔离开关合闸,定位销自动复位－－-断路器合闸.

②停电操作:

断路器分闸－－-拔出定位销－－-操作隔离开关分闸,定位销自动复位－－-操作接地开关合闸－－-打开下门.

三、产品XGN2-12（Z）

XGN2-12（Z）固定式高压开关柜（简称开关柜）（图3-4外形图）适用于3～10kV三相交流50Hz系统中作为接受与分配电能之用，并具有对电路进行控制、保护和检测等功能。

特别适用于频繁操作的场所，其母线系统为单母线，并可派生出单母线带旁路和双母线结构。

经过多年的改进完善，产品最大额定电流可做到4000A；可在海拔4000m以下正常运行。

本开关柜既可采用ZN28A-12分体式真空断路器，还可配用ZN28D-12、VS1-12、ZN12-12、ZN65-12等整体式真空断路器；隔离开关主要采用旋转式GN30-12（D），大电流柜也可采用GN25-12，GN22-12等隔离开关。

由于该产品电流等级大，母线结构多样，所以在变电站得到广泛应用。

1.产品型号含义:

XGN2–12Z/□－－□

环境特征

箱式一次方案号

固定式真空断路器

户内用额定电压

设计序号

2.基本参数表3-3

序号名称单位技术参数

1额定电压kV12

2额定电流A630;1000;1250;1600;2000;2500;3150

3主母线额定电流A630，10001000，20002500，3150

4额定绝缘水平1min工频耐压相间及对地kV42

断口间kV48

雷电冲击耐压相间及对地kV75

断口间kV85

5额定短路开断电流kA2031.540

6额定短路关合电流（峰值）kA5080100

7额定峰值耐受电流kA5080100

84s额定短时耐流开断次数次30

10机械寿命受电流kA2031.540

9额定短路电次10000（20000-VS1）

11二次回路1min工频耐压kV2

12外壳防护等级IP2X

13母线系统单母线、单母线带旁路、双母线

14操作方式电磁式、弹簧储能式

3.隔离开关：

GN30-12（D）型的基本参数表3-4

项目单位GN30-12（D）/1250-40GN30-12（D）/630-20GN30-12（D）/1000-31.5GN30-12/2000-50GN30-12/3150-50

开关柜额定电压kV12

雷电冲击耐受电压（额定绝缘水平）kV75（相对地及相间）

85（隔离断口）

额定电流A1250630100020003150

额定峰值耐受电流kA1005080125125

额定短时耐受电流（4S）kA402031.55050

4.开关柜外形尺寸:

*小电流柜电缆进出线及联络柜标准方案:

宽1100×深1200×高2650

*小电流架空进出线柜标准方案:

宽1100×深（1200+400）×高2650

*大电流柜电缆进出线及联络柜标准方案:

宽1200×深1200×高2650。

*大电流架空进出线柜标准方案:

宽1200×深（1200+600）×高2650

注:

小电流柜的相间距为250mm;大电流柜的相间距为275mm;

5.开关柜的结构:

图3-4为外型图，图3-5为配ZN28A-12真空断路器的方案，图3-6为配VS1真空断路器的方案。

图3-5结构简图图3-4外形图

1、GN30-12上隔离开关2、ZN28A-12真空断路器3、LZZJ-12电流互感器4、CD10操作机构5、GN30-12下隔离开关6、JS操作机构

图3-6结构简图

1、JS操作机构2、母线室3、GN30-12上隔离开关4、VS1真空断路器5、LZZJ-12电流互感器6、GN30-12下隔离开关

本开关柜为金属封闭箱型结构，柜体骨架由型钢和优质冷轧钢板焊接而成，柜内分为断路器室、主母线室、电缆室、继电器室，室与室之间用钢板隔开。

断路器室在柜体下部，ZN28A-12真空断路器的传动拉杆与操动机构连接，真空断路器下接线端子与电流互感器连接，电流互感器与下隔离开关的接线端子连接，真空断路器上接线端子与上隔离开关的接线端子连接。

母线室在柜体后上部，电缆室在柜体的后下部，电缆室内支持绝缘子设有监视装置，继电器室在柜体上部前方，顶部可装二次小母线。

满足“五防”要求，开关柜采用了相应的机械联锁，机械联锁的动作原理如下：

停电操作（运行—检修）

开关柜处于工作位置，即上、下隔离开关、断路器处于合闸状态，前后门锁上，并处于带电运行之中，这时JS操作机构上的小手柄处于“工作”位置。

断路器分断——将小手柄扳到“分断闭锁”位置——将专用操作手柄插入JS操作机构上的隔离开关操作孔内——从上往下拉分隔离开关（如是馈线柜，则先分下隔离开关，后分上隔离开关）——将专用操作手柄插入JS操作机构上的接地开关操作孔内——从下往上推，合接地开关——将小手柄扳到“检修”位置——打开前门，取出钥匙——打开后门。

送电操作（检修—运行）

后门出后关好前门——小手柄从“检修”位置扳到“分断闭锁”位置——将专用操作关好锁定——钥匙取手柄插入JS操作机构上的接地开关操作孔内——从上往下拉，分接地开关——将专用操作手柄插入JS操作机构上的隔离开关操作孔内——从下往上推，合隔离开关（如是馈线柜，则先合上隔离开关，后合下隔离开关）——将小手柄扳到“工作”位置——合断路器。

上、下隔离开关与断路器之间（出线柜方案）的闭锁

　停电时,先分断路器,再分出线侧隔离开关（下）,后分母线侧隔离开关（上）,

送电时,先合母线侧隔离开关（上）,后合出线侧隔离开关（下）.再合断路器.

注意:

当一次主方案为进线柜方案时，则必须按如下步骤进行:

停电时,在断路器分闸后,先分母线侧隔离开关,之后再分进线侧隔离开关.反之在送电时,先合进线侧隔离开关,之后再合母线侧隔离开关.

6.产品特性:

1.柜体结构可改为全组装式,整体强度好,外形美观。

2.柜体对断路器的适应能力强,可配柜的断路器有：

ZN28A、ZN28D、ZN63（VS1）、ZN65、ZN12、VD4。

3.结构合理：

断路器室、母线室、电缆室、继电器室都有独立的小室,并且用钢板隔开。

4.采用机械“五防”联锁机构，安全性，可靠性好。

5.柜体为双面维护型，前面可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和检修断路器，柜后可维护电缆终端和主母线；本柜体一般不靠墙安装.

6.性能价格比好，价格较为适中，目前在市场的占有率仍然较高。

7.根据要求,柜体还可以靠墙安装.

8.柜体外壳的防护等级为IP2X。

四、产品GG1A-12（F）

GG1A-12（F）固定式高压开关柜（图5-11结构简图）适用于3～10kV三相交流50Hz系统中作为接受与分配电能之用，并具有对电路进行控制、保护和检测等功能。

适用于频繁操作的场所，其母线系统为单母线及单母线分段。

本柜体为焊接式结构,有完备的机械“五防”功能,经过多年的生产,积累了丰富的技术及运行经验,不断改进柜体断电流可做结构,完善产品性能，现如今柜体最大额定电流可做到4000A,开断电流最大到40kA，本开关柜除了配ZN28A-12型真空断路器外，还可配用VS1-12等机构一体化式真空断路器；隔离开关可采用GN19-12、GN22-12、GN25-12等多种隔离开关。

由于该产品电流等级大，母线结构多样，停电检修操作方便,柜内空间大,所以在许多变电站得到了广泛应用。

1.产品型号含义:

GG1A–12（F）－－□－－□

操动方式

固定式一次方案号

高压柜防护型

设计序号额定电压

改进型

2.基本参数表3-5

序号名称单位技术参数

1额定电压kV12

2额定电流A630,1250,2000,2500,3150,4000

3操作方式电磁式、弹簧储能式

4额定绝缘水平1min工频耐压（有效值）相间及对地kV

42

隔离断口间48

雷电冲击耐压（峰值）相间及对地kV

75

隔离断口间85

5额定短路开断电流kA2031.540

6额定短路关合电流（峰值）kA5080100

7额定峰值耐受电流kA5080100

84s额定短时耐受电流kA2031.540

9额定短路电流开断次数次30

10机械寿命次10000（VS1为20000）

11二次回路1min工频耐压kV2

12防护等级柜顶主母线为敞开式（无防护）结构

13母线系统单母线、单母线带旁路、双母线

3.隔离开关（GN19-12C）的基本参数:

表3-6

项目单位GN19-12（C）/400-12.5GN19-12（C）/630-20GN19-12（C）/1000-31.5

额定电压kV12

1min工频耐受电压（额定绝缘水平）kV42（相对地及相间）

48（隔离断口）

雷电冲击耐受电压（额定绝缘水平）kV75（相对地及相间）

85（隔离断口）

额定电压A4006301000

额定峰值耐受电流kA31.55080

额定短时耐受电流（4S）kA12.52031.5

4.外形尺寸:

*小电流电缆进出线柜标准方案:

宽1200×深1200×高2800

*架空进出线柜标准方案:

宽1200×深（1200+600）×高2800

*大电流柜电缆进出线柜标准方案:

宽1540（或1400）×深1200×高2800

注:

小电流柜相间距为250mm，大电流柜的相间距为275mm，侧封板单面18mm

5.机械联锁简介:

（1）.用带红绿翻牌的防误型转换开关可以防止误分误合断路器;紧急情况下可以利用紧急解锁分合断路器.

（2）.用CS6-1操作机构上的机械联锁装置来实现隔离开关不能带负荷分闸.只有当断路器分闸后,才可以操作上、下隔离开关.

（3）.离开关与前门（上,下）,前门与后门（上,下）之间的联锁是通过扇形板传动机构的联锁装置和止动装置来实现的.如果柜体为靠墙安装则可相应取消前后门之间的联锁.此联锁可以防止误入带电间隔功能.

6.开关柜结构:

隔离开关与断路器机械联锁结构简图见:

5-10内部结构见图3-7

图3-7

7.开关柜结构特性:

（1）.侧封板改流水槽结构为固定板焊接,柜体拼台后外形美观。

（2）.柜体的“五防”联锁机构均采用机械联锁方式,安全可靠性高。

（3）.主母线在柜体前有眉头板（带观察窗），对主母线有隔离防护作用。

（4）.柜内绝缘子全部采用大爬距瓷瓶，主母线可以用绝缘护套,绝缘性能好。

（5）.因开关柜内空间较大,不会因为元器件外型大而影响元器件的选用，此柜体特别适用于变电站今后的改造。

（6）.结构简单，维护与操作都很方便，便于