成套配电柜基础知识.docx

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成套配电柜基础知识

1.绝缘子

安装在不同电位的导体之间或导体与地电位构件之间的器件，能够耐受电压和机械应力作用。

为了增加爬电距离的，通常由玻璃或陶瓷制成。

2.爬电距离

沿绝缘表面测得的两个导电零部件之间。

两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿绝绝缘表面测量的最短距离。

爬电距离的决定：

根据工作电压及绝缘等级（还和电器所处环境的污染等级有关），查表6可决定其爬电距离。

爬距=表面距离/系统最高电压.根据污秽程度不同。

3.电流互感器

3.1电流互感器与试验端子的关系

电流互感器是一种电流变换装置。

它将高压和低压大电流变成电压较低的小电流供给仪表和继电保护装置并将仪表和保护装置与高压电路隔开。

电流互感器的二次侧电流均为5安，这使得测量仪表和继电保护装置使用安全、方便，也使其在制造上可以标准化。

电流互感器的构造是由铁芯、一次绕组、二次绕组、接线端子及绝缘支撑物等组成。

电流互感器的一次绕组的匝数较少，串接在需要测量电流的线路中，流过较大的被测电流，二次绕组的匝数较多，串接在测量仪表或继电保护回路里。

电流互感器的二次回路不允许开路。

电流互感器在工作时，它的二次回路始终是闭合的，但因测量仪表和保护装置的串联绕组的阻抗很小，电流互感器的工作情况接近短路状态，一次电流所产生的磁化力大部分被二次电流所补偿，总磁通密度不大，二次绕组电势也不大。

当电流互感器开路时，二次回路阻抗无限大，电流等于零，一次电流完全变成了励磁电流，在二次绕组产生很高的电势，威胁人身安全，造成仪表、保护装置、互感器二次绝缘损坏。

电流互感器二次回路必须接地，以防止一次绝缘击穿，二次串入高压，威胁人身安全，损坏设备。

因为电流互感器二次是不能开路的，而做试验时必须给电流回路加电流，电流就必须从电流端子接入，所以，电流端子必须是试验端子。

试验端子有四个接线螺丝，下面二个分别是进出线，进出线之间有短接片，中间有个螺丝可以使短接片短接进出线，也可以松开进出线之间的连接，上面是接试验线的二个接线螺丝，在试验时，接上（加电流的）试验线，先开试验电源（电流），再松开短接片，电流就进入电流回路了。

或者，在设备运行中，试验端子上接电流表，然后松开短接片，电流表就有电流流过了，测完电流后，再把短接片连通，再拆除电流表，这样就不会使电流互感器二次开路了。

3.2零序电流互感器

原理：

零序电流保护的基本原理是基于基尔霍夫电流定律：

流入电路中任一节点的复电流的代数和等于零。

在线路与电气设备正常的情况下，各相电流的矢量和等于零，因此，零序电流互感器的二次侧绕组无信号输出，执行元件不动作。

当发生接地故障时的各相电流的矢量和不为零，故障电流使零序电流互感器的环形铁芯中产生磁通，零序电流互感器的二次侧感应电压使执行元件动作，带动脱扣装置，切换供电网络，达到接地故障保护的目的。

作用：

当电路中发生触电或漏电故障时，保护动作，切断电源。

使用：

可在三相线路上各装一个电流互感器，或让三相导线一起穿过一零序电流互感器，也可在中性线N上安装一个零序电流互感器，利用其来检测三相的电流矢量和。

在三相四线电路中，三相电流的相量和等于零，即Ia+Ib+IC=0。

如果在三相四线中接入一个电流互感器，这时感应电流为零。

当电路中发生触电或漏电故障时，回路中有漏电电流流过，这时穿过互感器的三相电流相量和不等零，其相量和为：

Ia+Ib+Ic=I（漏电电流），这样互感器二次线圈中就有一个感应电压，此电压加于检测部分的电子放大电路，与保护区装置预定动作电流值相比较，如大于动作电流，即使灵敏继电器动作，作用于执行元件掉闸。

这里所接的互感器称为零序电流互感器，三相电流的相量和不等于零，所产生的电流即为零序电流。

3.3电流互感器

电流互感器原理是依据电磁感应原理制成的。

电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。

它的一次侧绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次侧绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次侧回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。

电流互感器是把一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量，二次侧不可开路。

3.4电流互感器的计量、测量和保护

保护CT要求电流互感器在一次电流很大时，铁芯也不应该饱合，能较好的按比例反应一次电流值，保证保护装置正确动作；而在正常电流下，不要求很高的准确度，准确度一般为P级；如:

5P、10P等。

而测量CT只要求在正常电流下保证较高的准确度，使测量准确，尤其是计量的电流互感器，要求精度更高，因为它关系到电能计费的问题，很小一点的误差反应到一次侧将导致很大的计量偏差，所以测量一般用0.5、1.0级（0.5级一般是测量用，测量精度是0.5%），计量用0.2级的电流互感器，在一次电流很大时，铁芯应该饱合，保护仪表不被损坏。

计量是指通过电表进行的，测量电流是通过三个电流表来测量三相电是否平衡，一个电压表外加一个万能转换开关实现每相电压的测量。

5P10，后面的10就是准确限值系数。

5P10表示当一次电流是额定一次电流的10倍时，该绕组的复合误差≤±5%。

准确限值系数的意义就是在保证误差在±5%范围内时，一次电流不能超过额定电流的倍数，如果此时一次电流比较大，就要选用5P20的，甚至还可能选用5P30的。

4.电压互感器

电压互感器（Potentialtransformer简称PT，Voltagetransformer也简称VT）和变压器很相像，都是用来变换线路上的电压。

但是变压器变换电压的目的是为了输送电能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安为计算单位；而电压互感器变换电压的目的，主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能，或者用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器，因此电压互感器的容量很小，一般都只有几伏安、几十伏安，最大也不超过一千伏安。

5.电流变送器

电流变送器（electriccurrenttransducer），一种将被测电量参数（如电流，电压，功率，频率，功率因数等信号）转换成直流电流、直流电压并隔离输出模拟信号或数字信号的装置。

已广泛应用于电力、通讯、交通、汽车等相关行业的动力储能电池的管理中。

知名的品牌有深圳信瑞达“szxrdt”“szxrdt-my”。

交流电流变送器是指将被测交流电流隔离转换成按线性比例输出的标准直流电压或直流电流的装置。

交流电流变送器又分为单相交流电流变送器和三相交流电流变送器。

单相交流电流变送器是指将被测交流电压隔离转换成按线性比例输出的单路标准直流电压或直流电流，三相交流电流变送器是指将被测三相交流电压隔离转换成按线性比例输出的三路标准直流电压或直流电流。

直流电流变送器是指将被测直流电流隔离转换成按线性比例输出的标准直流电压或直流电流的装置。

直流电流变送器又分为单路直流电流变送器和双路直流电流变送器，单路直流电流变送器是指将被测直流电压隔离转换成按线性比例输出的单路标准直流电压或直流电流的装置。

双路直流电流变送器是指将被测双路直流电压隔离转换成按线性比例输出的双路标准直流电压或直流电流的装置。

6.电压变送器

电压变送器是一种将被测电量参数转换成直流电流、直流电压并隔离输出模拟信号或数字信号的装置。

电压电流变送器用于测量电网中波形畸变较严重的电压或电流信号，也可以测量方波，三角波等非正弦波形。

7.母线载流量、发热量、动稳定和热稳定计算

7.1载流量

7.2发热量

7.3热稳定

S=I/a√（t/△θ）

式中：

I--额定短时耐受电流（A）；a—材质系数，铜为13，铝为8.5；t--额定短路持续时间（S）；△θ—温升（K），对于裸导体一般取180K，对于4S持续时间取215K。

7.4动稳定

35kV母线的短路电流：

Ish=4.15kA,ish=7.01kA

10kV母线短路电流：

Ish=3.947kA,ish=6.666kA

三相短路冲击电流产生的电动力:

F=

ish2l/a*10-7

=

*（6.666A*103）2*1/0.275*10-7N/A2

=27.99N

L：

母线档距，取1ma:

相间距离，取0.275m

弯曲力矩:

M=Fl/10=27.99*1/10=2.799N·m

母线截面系数（60*10）:

W=b2h/6=0.062*0.01/6=6*10-6m3

母线在三相短路时的计算应力:

δc=M/W=2.799N·m/6*10-6m3=0.47*10-6

TMY铜母线的最大允许应力δal=140MPa

由此可见δal=140MPa＞δc=0.47MPa满足动稳定要求。

8.1一次消谐装置

6-35kV中性点不接地电网中的电磁式电压互感器（简称PT），当母线空载或出线较少时，因合闸充电或在运行时接地故障消除等原因的激发，会使电压互感器过饱和，则可能产生铁磁谐振过电压。

出现相对地电压不稳定，接地指示误动作，PT高压保险丝熔断等异常现象，严重时会导致PT烧毁，继而引发其他事故。

这种情况就需要安装消谐器。

一次消谐装置适用于电压互感器中性点的非线性电阻消谐阻尼器（消谐器），是安装在电压互感器（压变）一次绕组上，中性点与地之间的一种非线性电阻消谐阻尼器件。

1、压变的铁磁谐振产生的过电压常使设备内绝缘击穿、外绝缘放电，且常因事故处理不及时或事故扩大而造成大面积停电

2、电网中的弧光接地使电压互感器频频烧毁。

使用消谐器可有效地解决上述问题：

消除或阻尼压变非线性励磁特性而引起的铁磁谐振过电压，这种谐振过电压会导致系统相电不稳定；能有效抑制间隙性弧光接地时流过压变绕组的过电流，防止压变烧毁；限制系统单相接地消失时在压变一次绕组回路中产生的涌流，这种涌流会损坏压变或使压变熔丝熔断；当系统发生单相接地后可较长时间保护压变免受损坏。

8.2二次消谐

二次消谐装置，又称微机消谐装置，对电压互感器开口三角电压（即零序电压）进行遁环检测，有效消除电压互感器各种频率的铁磁谐振的一款二次设备。

最多可监测四段母线。

迅速消除三分频、二分频、工频以及三倍频等特征频率的铁磁谐振。

一次消谐：

把消谐装置接在PT的一次中性点上

二次消谐：

在PT二次（开口三角上）接电阻

9.断路器

真空断路器的工作原理是：

当动、静触头在操作机构的作用下分闸时，触头间产生电弧，触头表面在高温下挥发出蒸汽，由于触头设计为特殊形状，在电流通过时产生一磁场，电弧在此磁场作用下沿触头表面切线方向快速运动，在金属圆筒（屏蔽罩）上凝结了部分金属蒸汽，电弧在自然过零时就熄灭了，触头间的介质强度又迅速恢复起来。

储能回路：

合母空气开关2DK．合闸储能回路得电。

将储能HK转换开关打至储能位置，电机M储能，当储能储满时．行程开关S4闭合，储能指示灯点亮，指示已储能同时储能行程开关S1接点闭合。

闭锁回路：

开关小车摇至工作位置或实验位置．小车行程开关S9或者S8闭合，断路器辅助触点DL闭合，闭锁电磁铁线圈Y1得电，闭锁常开接点S2闭合。

遥控合闸：

将QK转换开关打至远方接点3、4闭合。

主控室上位机下发遥控合闸指令，装置SEL-551接点203、204闭合，装置FCKX接点A04、A07闭合。

储能回路HK转换开关打至储能位置，电机M储能，行程开关S4闭合，储能指示灯点亮，指示已储能，同时储能行程开关S1接点闭合。

断器辅助触点DL常闭接点闭合。

闭锁电磁铁得电，其常开接点S2闭合。

合闸线圈HQ得电，断路器合闸，上位机反馈合闸成功。

断路器本体合闸、合闸指示灯点亮。

遥控分闸：

将QK转换开关打至远方接点3、4闭合。

主控室上位机下发遥控分闸指令、装置SEL-、551接点205、206闭合。

装置FCKX接点A03、A08闭合。

断路器辅助触点DL常开接点闭合，分闸线圈TQ得电断路器分闸，上位机反馈分闸成功，断路器本体分闸，同时分闸指示灯点亮。

就地手动合闸：

将QK转换开关打至远方接点1、2I剐合。

将合闸按钮按下装置FCKX接点A04、A07闭合。

储能回路HK转换开关打至储能位置，电机M储能行程开S4闭合储能指示灯点亮．指示已储能同时储能行程开关Sl接点闭合。

断路器辅助触点DL常闭接点闭合。

闭锁电磁铁得电常开接点S2闭合，合闸线圈HQ得电断路器合闸，上位机反馈合闸信号。

断路器本体合闸、合闸指示灯点亮。

就地手动分闸：

将QK转换开关打至远方接点1、2闭合。

将就地手动分闸按钮按下，装置FCKX接点A03、A08闭合，断路器辅助触点DL常开接点闭合。

分闸线圈TQ得电，断路器分闸。

上位机反馈分闸信号。

断路器本体分闸，同时分闸指示灯点亮。

10.红外窗口

高压开关触头和母线排连接点处于特殊的环境中，传统的热电偶、测温探头、光纤等无法实现精确测温。

红外窗口是一个可以透过紫外线、可见光、红外线的光学窗口，将具有红外窗口安装在开关柜上，就可实现开关柜在运行状态下红外成像测温。

11.开关柜触头在线监视测温装置

开关柜触头测温装置为保证电力电器良好的运行环境，针对电气设备接点部位由于材料老化、接触不良、电流过载等因素引起的温升过高的故障隐患,自行研制开发的能够及时监测到电气接点温度的在线监测装置。

主要应用于高压开关柜触头及接点、刀闸开关、高压电缆中间头、干式变压器、低压大电流柜等设备的温度监测,保障自动化作业的高效、安全运行。

1、多路无线测量温度实时数据显示。

2、报警温度上、下限设定数据显示。

3、多路无线测量温度实时数据显示。

4、事件记录功能:

记录最近十次超高温报警数据,超高温报警数据,所有数据均带有时标记录。