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電力人必看的配電柜基本知識(shí)!陜西德勒電氣|西安配電箱柜






開關(guān)柜:



是指按一定的線路方案將一次設(shè)備、二次設(shè)備組裝而成的成套配電裝置,是用來對(duì)線路、設(shè)備實(shí)施控制、保護(hù)的,分固定式和手車式,而按進(jìn)出線電壓等級(jí)又可以分高壓開關(guān)柜(固定式和手車式)和低壓開關(guān)柜(固定式和抽屜式)。開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)大體類似,主要分為母線室、斷路器室、二次控制室(儀表室)、饋線室,各室之間一般有鋼板隔離。



內(nèi)部元器件包括:母線(匯流排)、斷路器、常規(guī)繼電器、綜合繼電保護(hù)裝置、計(jì)量?jī)x表、隔離刀、指示燈、接地刀等。



從應(yīng)用角度劃分:



(1)進(jìn)線柜:



又叫受電柜,是用來從電網(wǎng)上接受電能的設(shè)備(從進(jìn)線到母線),一般安裝有斷路器、CT、PT、隔離刀等元器件。



(2)出線柜:



也叫饋電柜或配電柜,是用來分配電能的設(shè)備(從母線到各個(gè)出線),一般也安裝有斷路器、CT、PT、隔離刀等元器件。



(3)母線聯(lián)絡(luò)柜:



也叫母線分?jǐn)喙,是用來連接兩段母線的設(shè)備(從母線到母線),在單母線分段、雙母線系統(tǒng)中常常要用到母線聯(lián)絡(luò),以滿足用戶選擇不同運(yùn)行方式的要求或保證故障情況下有選擇的切除負(fù)荷。



(4)PT柜:



電壓互感器柜,一般是直接裝設(shè)到母線上,以檢測(cè)母線電壓和實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。內(nèi)部主要安裝電壓互感器PT、隔離刀、熔斷器和避雷器等。



(5)隔離柜:



是用來隔離兩端母線用的或者是隔離受電設(shè)備與供電設(shè)備用的,它可以給運(yùn)行人員提供一個(gè)可見的端點(diǎn),以方便維護(hù)和檢修作業(yè)。由于隔離柜不具有分?jǐn)、接通?fù)荷電流的能力,所以在與其配合的斷路器閉合的情況下,不能夠推拉隔離柜的手車。在一般的應(yīng)用中,都需要設(shè)置斷路器輔助接點(diǎn)與隔離手車的聯(lián)鎖,防止運(yùn)行人員的誤操作。



(6)電容器柜:



也叫補(bǔ)償柜,是用來作改善電網(wǎng)的功率因數(shù)用的,或者說作無功補(bǔ)償,主要的器件就是并聯(lián)在一起的成組的電容器組、投切控制回路和熔斷器等保護(hù)用電器。一般與進(jìn)線柜并列安裝,可以一臺(tái)或多臺(tái)電容器柜并列運(yùn)行。電容器柜從電網(wǎng)上斷開后,由于電容器組需要一段時(shí)間來完成放電的過程,所以不能直接用手觸摸柜內(nèi)的元器件,尤其是電容器組;在斷電后的一定時(shí)間內(nèi)(根據(jù)電容器組的容量大小而定,如:1分鐘),不允許重新合閘,以免產(chǎn)生過電壓損壞電容器。作自動(dòng)控制功能時(shí),也要注意合理分配各組電容器組的投切次數(shù),以免出現(xiàn)一組電容器損壞,而其他組卻很少投切的情況。



(7)計(jì)量柜:



主要用來作計(jì)量電能用的(千瓦時(shí)),又有高壓、低壓之分,一般安裝有隔離開關(guān)、熔斷器、CT、PT、有功電度表(傳統(tǒng)儀表或數(shù)字電表)、無功電度表、繼電器、以及一些其他的輔助二次設(shè)備(如負(fù)荷監(jiān)控儀等)。



(8)GIS柜:



又叫封閉式組合電器柜,它是將斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、CT、PT、避雷器、母線等封閉組合在金屬殼體內(nèi),然后以絕緣性能和滅弧性能良好的氣體(一般用六氟化硫SF6)作為相間和對(duì)地的絕緣措施,適用于高電壓等級(jí)和高容量等級(jí)的電網(wǎng)中,用作受配電及控制。



(9)斷路器:



正常工作情況下,斷路器處于合閘狀態(tài)(特殊應(yīng)用除外),接通電路。當(dāng)進(jìn)行自動(dòng)控制或保護(hù)控制操作時(shí),斷路器可以在綜保裝置控制下進(jìn)行電路的分?jǐn)嗷蚪油ú僮。斷路器不僅可以通斷正常的負(fù)荷電流,而且能夠承受一定時(shí)間的短路電流(數(shù)倍甚至幾十倍的正常工作電流),并可以分?jǐn)喽搪冯娏鳎谐收暇路和設(shè)備。所以說,斷路器的主要功能就是分?jǐn)嗪徒油娐罚òǚ謹(jǐn)嗪徒油ㄕk娏、分(jǐn)喽搪冯娏鳎?br />


由于在分?jǐn)嗪徒油娐返倪^程中,斷路器的動(dòng)觸頭與靜觸頭之間不可避免的要產(chǎn)生電弧。為了保護(hù)觸頭,減少觸頭材料的損耗和可靠分?jǐn)嚯娐,必須采取措施來盡快熄滅電弧,其中一種就是采用不同的滅弧介質(zhì)填充到斷路器的動(dòng)、靜觸頭間。按滅弧介質(zhì)的不同斷路器可以分為:油斷路器(多油、少油)、六氟化硫(SF6)斷路器、真空斷路器、空氣斷路器等。我們?cè)诠こ讨薪?jīng)常接觸到的高低壓開關(guān)柜里的主要一次設(shè)備就是斷路器。



由于斷路器的動(dòng)、靜觸頭一般都是被包在充滿滅弧介質(zhì)的容器中,所以斷路器的分、合狀態(tài)不可以直接判斷,一般是通過斷路器的輔助器件(如分合位指針等)來判別。



(10)隔離刀閘:



隔離刀閘(或稱隔離開關(guān))由于有明顯的斷口可以識(shí)別接通或分?jǐn),主要是用來隔離高壓電源的,以保證線路和設(shè)備的安全檢修,能分?jǐn)嗟碾娏骱苄。ㄒ话阒挥袔讉(gè)安培)。由于沒有專門的滅弧裝置,所以它不能用來分?jǐn)喙收想娏骱驼9ぷ麟娏,不允許帶負(fù)荷進(jìn)行分?jǐn)嗖僮鳌?br />


(11)熔斷器:



熔斷器是一種簡(jiǎn)單的電路保護(hù)電器,其原理是當(dāng)流經(jīng)熔斷器的電流達(dá)到或超過定值一定時(shí)間后,本身的熔體熔化,切斷電路。其動(dòng)作原理簡(jiǎn)單,安裝方便,一般不單獨(dú)使用,主要用來配合其他電器使用。



主要?jiǎng)幼魈攸c(diǎn):



一是電流要達(dá)到一定值,該值在熔斷器出廠前已經(jīng)做好,無法更改;



二是電流達(dá)到一定值后要經(jīng)過一定的時(shí)間,該時(shí)間也是廠家做好的,無法更改,但是類型很多,包括延時(shí)動(dòng)作、快速動(dòng)作、超快速動(dòng)作等;



三是動(dòng)作后本體損壞,不能重復(fù)使用,必須更換;



熔斷器是否熔斷可以通過熔斷指示器判別,也可通過熔體外觀上判別;常用的保險(xiǎn)絲、保險(xiǎn)管都屬于該類電器范圍。



(12)負(fù)荷開關(guān):



負(fù)荷開關(guān)具有簡(jiǎn)單的滅弧裝置,滅弧介質(zhì)一般采用空氣,可以接通和分?jǐn)嘁欢ǖ碾娏骱瓦^電流,但是不能分?jǐn)喽搪冯娏,不能用來切斷短路故障。所以絕對(duì)不允許單純用負(fù)荷開關(guān)來替代斷路器;如果要采用負(fù)荷開關(guān),必須與前面提到的高壓熔斷器配合使用(實(shí)際上往往用熔斷器和負(fù)荷開關(guān)串聯(lián)使用,用作簡(jiǎn)單的過負(fù)荷保護(hù),以降低工程造價(jià))。



負(fù)荷開關(guān)與隔離刀類似,都有明顯的斷開間隙,可以很容易的判別電路是處于接通還是斷開狀態(tài)



(13)變壓器:



簡(jiǎn)單的說,變壓器就是利用交變電磁場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)不同電壓等級(jí)轉(zhuǎn)換的設(shè)備(實(shí)際上是電能的轉(zhuǎn)換),其變換前后的電壓不發(fā)生頻率上的變化。按照其用途可以分很多種,如電力變壓器、整流變壓器、調(diào)壓器、隔離變壓器,以及CT、PT等。我們?cè)诠こ态F(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常遇到的是電力變壓器。



與變壓器相關(guān)的一些主要的技術(shù)參數(shù)包括:



1、額定容量:指額定工作條件下變壓器的額定輸出能力(等于U×I,單位為kVA);



2、額定電壓:空載、額定分接下,端電壓的值(即一次、二次側(cè)電壓值);



3、空載損耗:空載條件下,變壓器的損耗(也叫鐵耗);



4、空載電流:空載條件下,一次側(cè)線圈流過的電流值;



5、短路損耗:一次側(cè)通額定電流,二次短路時(shí)所產(chǎn)生的損耗(主要是線圈電阻產(chǎn)生的);



6、分接(抽頭)的概念:



為適合電網(wǎng)運(yùn)行需要,一般的變壓器高壓側(cè)都有抽頭,這些抽頭的電壓值都是用額定電壓的百分比表示的,即所謂的分接電壓。例如,高壓10kV的變壓器具有±5%的抽頭,就是說該變壓器可以運(yùn)行在三個(gè)電壓等級(jí):10.5kV(+5%)、10kV(額定)、9.5kV(-5%)。一般來說,有載調(diào)壓變壓器的抽頭數(shù)(分接點(diǎn))較多,如7分接點(diǎn)(±3×2.5%)和9分接點(diǎn)(±4×2%)等。由于不能夠完全保證分接開關(guān)的同步切換,所以有載調(diào)壓變壓器一般不能夠并聯(lián)運(yùn)行。



7、有功負(fù)荷:



電力系統(tǒng)中產(chǎn)生機(jī)器能或熱能的負(fù)荷。但是負(fù)載中純阻性的負(fù)荷只消耗有功功率,如電熱、電爐、照明等電力負(fù)荷完全是有功負(fù)荷。而異步電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載中既消耗有功功率,同時(shí)又消耗無功功率,其中作功產(chǎn)生機(jī)器能的部分屬有功負(fù)荷。有功負(fù)荷要由發(fā)電機(jī)有功功率來供應(yīng)。



8、無功負(fù)荷:



在電力負(fù)載中不作功的部分。只在感性負(fù)載中才消耗無功功率。如:變壓器、電動(dòng)機(jī)、空調(diào)、冰箱等。所以在發(fā)電機(jī)輸出有功功率的同時(shí),還需要提供無功功率。



無功功率不能滿足電網(wǎng)時(shí),系統(tǒng)的電壓將會(huì)下降,為了滿足用戶的需求,所以在變電所里要安裝無功補(bǔ)償器,來保持無功功率的平衡,這樣才能維持電壓水平。



9、事故備用:



電力系統(tǒng)中備用容量的組成部分之一。由于發(fā)電設(shè)備可能發(fā)生臨時(shí)性或永久性的故障而影響供電,所以系統(tǒng)必須設(shè)置一定數(shù)量的事故備用電源,來確保電力設(shè)施的安全.



10、系統(tǒng)解列:



為了防止系統(tǒng)失步和事故擴(kuò)大,將完整的電力系統(tǒng)分解為幾個(gè)不再同步運(yùn)行的獨(dú)立系統(tǒng)的一種措施。解列后某些局部系統(tǒng)可能會(huì)發(fā)生功率不足,頻率和電壓的下降因此需要切除部分負(fù)荷,來防止整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定遭到破壞。



(14)PT(TV)/CT(AV):



互感器實(shí)際上就是一種特殊的變壓器,主要用來從電氣上隔離一次回路與控制回路,從而擴(kuò)大二次設(shè)備(儀表、綜保等)的使用范圍。



采用PT/CT可以避免一次回路的高電壓/大電流直接進(jìn)入到二次控制設(shè)備(如:儀表、綜保裝置等),也可以防止由于控制設(shè)備故障影響一次回路的運(yùn)行。



1、電流互感器(CT、AV)的特點(diǎn)是:



一次側(cè)繞組N1粗而少、二次側(cè)繞組N2細(xì)而多,二次側(cè)的額定電流I2一般為5A(根據(jù)N1I1=N2I2可以近似算出一次側(cè)電流I1,或者根據(jù)一次側(cè)電流I1選擇相應(yīng)變比的電流互感器)。由于CT在工作時(shí)一次繞組和二次繞組都是分別串聯(lián)在一次回路與二次控制回路中的,根據(jù)變壓器的特性U1I1=U2I2可以得出,二次側(cè)在工作時(shí)的工作電壓,該電壓在開路時(shí)非常大,故CT是絕對(duì)不允許開路的。按照用途來劃分,通?梢苑譃楸Wo(hù)和測(cè)量用CT。測(cè)量CT在一次回路出現(xiàn)短路故障時(shí),容易飽和,以限制二次電流(二次繞組側(cè)電流I2)過大,達(dá)到保護(hù)綜保裝置的目的;而保護(hù)CT在一次回路出現(xiàn)短路故障時(shí),不應(yīng)出現(xiàn)保護(hù)現(xiàn)象,以保證綜保裝置可靠動(dòng)作。



2.變比:變壓器高壓側(cè)繞組與低壓側(cè)繞組匝數(shù)之比稱為變比,近似可用高壓側(cè)與低壓側(cè)額定電壓之比表示。



3、電壓互感器(PT、AV)的特點(diǎn)是:一次繞組匝數(shù)N1多,二次繞組匝數(shù)N2少,相當(dāng)于一個(gè)降壓變壓器(二次側(cè)額定電壓一般為100V)。由于PT在工作時(shí)一次繞組和二次繞組都是分別并聯(lián)在一次回路和二次控制回路電壓線圈的,而由于電壓線圈的阻抗很大,所以PT二次側(cè)的電流非常小,二次繞組近似于空負(fù)荷狀態(tài);但二次繞組本身的阻抗是很小的,所以如果二次繞組短路,則將會(huì)導(dǎo)致非常大的二次側(cè)電流(N1I1=N2I2)。故PT的二次繞組絕對(duì)不能夠短路。



(15)手車/抽屜:



手車和抽屜分別是高壓開關(guān)柜和低壓開關(guān)柜的一部分,分別安裝高壓斷路器和低壓斷路器及其繼電器等元器件。由此劃分出手車式開關(guān)柜(高壓)和抽屜式開關(guān)柜(低壓),他們與固定式開關(guān)柜的功能是基本相同的,主要區(qū)別是方便了維護(hù)和檢修(手車和抽屜都可以通過機(jī)械操作機(jī)構(gòu)搖把來推進(jìn)、拉出)。手車和抽屜一般都有工作(正常運(yùn)行時(shí))、試驗(yàn)(試投運(yùn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí))和退出(維護(hù)、檢修時(shí))三種位置狀態(tài)。



(16)接地刀:



接地刀(也叫接地開關(guān))主要:一是用來在線路和設(shè)備檢修時(shí),為確保人員安全進(jìn)行接地用的;二是可以用來人為地造成系統(tǒng)的接地短路,達(dá)到控制保護(hù)的目的。



第一個(gè)作用很好理解,不做介紹。第二個(gè)作用是這樣的:接地刀通常是接在降壓變壓器的高壓側(cè),當(dāng)受電端發(fā)生故障或者變壓器內(nèi)部故障時(shí),接地刀開關(guān)應(yīng)自動(dòng)閉合,造成接地短路故障,迫使送電端(上端)斷路器迅速動(dòng)作,切斷故障,所以說這是個(gè)人為的接地短路故障,目的就是保證送電端的斷路器能夠快速動(dòng)作。



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