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關于開關柜相關電氣元器件的專業知識
開關柜是指按必定的線路方案將一次設備、二次設備組裝而成的成套配電設備,是用來對線路、設備實施控制、保護的,分固定式和手車式,而按進出線電壓等級又能夠分高壓開關柜(固定式和手車式)和低壓開關柜(固定式和抽屜式)。開關柜的結構大體相似,首要分為母線室、斷路器室、二次控制室(表面室)、饋線室,各室之間一般有鋼板隔絕。
內部元器件包括:母線(匯流排)、變壓器,斷路器、慣例繼電器、概括繼電保護設備、計量表面、隔絕刀、指示燈、接地刀等。
從運用角度區別:
(1)進線柜:又叫受電柜,是用來從電網上接受電能的設備(從進線到母線),一般設備有斷路器、CT、PT、隔絕刀等元器件。
(2)出線柜:也叫饋電柜或配電柜,是用來分配電能的設備(從母線到各個出線),一般也設備有斷路器、CT、PT、隔絕刀等元器件。
(3)母線聯絡柜:也叫母線分斷柜,是用來銜接兩段母線的設備(從母線到母線),在單母線分段、雙母線系統中常常要用到母線聯絡,以滿意用戶選擇不同工作方式的要求或保證缺點情況下有選擇的切除負荷。
(4)PT柜:電壓互感器柜,一般是直接裝設到母線上,以檢測母線電壓和完成保護功用。內部首要設備電壓互感器PT、隔絕刀、熔斷器和避雷器等。
(5)隔絕柜:是用來隔絕兩端母線用的或許是隔絕受電設備與供電設備用的,它能夠給工作人員供應一個可見的端點,以便當保護和檢修作業。由于隔絕柜不具有分斷、接通負荷電流的才干,所以在與其協作的斷路器閉合的情況下,不能夠推拉隔絕柜的手車。在一般的運用中,都需求設置斷路器輔佐接點與隔絕手車的聯鎖,避免工作人員的誤操作。
(6)電容器柜:也叫補償柜,是用來作改進電網的功率因數用的,或許說作無功補償,首要的器件就是并聯在一同的成組的電容器組、投切控制回路和熔斷器等保護用電器。一般與進線柜并排設備,能夠一臺或多臺電容器柜并排工作。電容器柜從電網上斷開后,由于電容器組需求一段時刻來結束放電的進程,所以不能直接用手觸摸柜內的元器件,尤其是電容器組;在斷電后的必定時刻內(根據電容器組的容量巨細而定,如:1分鐘),不允許從頭合閘,以免發生過電壓損壞電容器。作自動控制功用時,也要注意合理分配各組電容器組的投切次數,以免出現一組電容器損壞,而其他組卻很少投切的情況。
(7)計量柜:首要用來作計量電能用的(千瓦時),又有高壓、低壓之分,一般設備有隔絕開關、熔斷器、CT、PT、有功電度表(傳統表面或數字電表)、無功電度表、繼電器、以及一些其他的輔佐二次設備(如負荷監控儀等)。
(8)GIS柜:又叫封閉式組合電器柜,它是將斷路器、隔絕開關、接地開關、CT、PT、避雷器、母線等封閉組合在金屬殼體內,然后以絕緣功用和滅弧功用良好的氣體(一般用六氟化硫SF6)作為相間和對地的絕緣辦法,適用于高電壓等級和高容量等級的電網中,用作受配電及控制。
(9)斷路器:正常作業情況下,斷路器處于合閘情況(特別運用在外),接通電路。當進行自動控制或保護控制操作時,斷路器能夠在綜保設備控制下進行電路的分斷或接通操作。斷路器不只能夠通斷正常的負荷電流,而且能夠接受必定時刻的短路電流(數倍甚至幾十倍的正常作業電流),并能夠分斷短路電流,切除缺點線路和設備。所以說,斷路器的首要功用就是分斷和接通電路(包括分斷和接通正常電流、分斷短路電流)。
由于在分斷和接通電路的進程中,斷路器的動觸頭與靜觸頭之間不可避免的要發生電弧。為了保護觸頭,削減觸頭資料的損耗和牢靠分斷電路,有必要采用辦法來趕快熄滅電弧,其間一種就是選用不同的滅弧介質填充到斷路器的動、靜觸頭間。按滅弧介質的不同斷路器能夠分為: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。咱們在工程中常常接觸到的高低壓開關柜里的首要一次設備就是斷路器。
由于斷路器的動、靜觸頭一般都是被包在充溢滅弧介質的容器中,所以斷路器的分、合情況不能夠直接判斷,一般是通過斷路器的輔佐器件(如分合位指針等)來判別。
(10)隔絕刀:隔絕刀(或稱隔絕開關)由于有明顯的斷口能夠識別接通或分斷,首要是用來隔絕高壓電源的,以保證線路和設備的安全檢修,能分斷的電流很小(一般只有幾個安培)。由于沒有專門的滅弧設備,所以它不能用來分斷缺點電流和正常作業電流,不允許帶負荷進行分斷操作
(11)熔斷器:熔斷器是一種簡略的電路保護電器,其原理是當流經熔斷器的電流抵達或超越定值必定時刻后,本身的熔體熔化,堵截電路。其動作原理簡略,設備便當,一般不獨自運用,首要用來協作其他電器運用。
首要動作特征:
一是電流要抵達必定值,該值在熔斷器出廠前已經做好,無法更改;
二是電流抵達必定值后要通過必定的時刻,該時刻也是廠家做好的,無法更改,可是類型許多,包括延時動作、快速動作、超快速動作等;
三是動作后本體損壞,不能重復運用,有必要替換;
熔斷器是否熔斷能夠通過熔斷指示器判別,也可通過熔體外觀上判別;常用的保險絲、保險管都屬于該類電器規劃。
(12)負荷開關:負荷開關具有簡略的滅弧設備,滅弧介質一般選用空氣,能夠接通和分斷必定的電流和過電流,可是不能分斷短路電流,不能用來堵截短路缺點。所以必定不允許單純用負荷開關來代替斷路器;假如要選用負荷開關,有必要與前面提到的高壓熔斷器協作運用(實際上往往用熔斷器和負荷開關串聯運用,用作簡略的過負荷保護,以下降工程造價)。
負荷開關與隔絕刀相似,都有明顯的斷開空隙,能夠很容易的判別電路是處于接通仍是斷開情況
(13)變壓器:簡略的說,變壓器就是運用交變電磁場來完成不同電壓等級轉化的設備(實際上是電能的轉化),其改換前后的電壓不發生頻率上的變化。按照其用處能夠分許多種,如電力變壓器、整流變壓器、調壓器、隔絕變壓器,以及CT、PT等。咱們在工程現場常常遇到的是電力變壓器。
與變壓器相關的一些首要的技術參數包括:
1、額定容量:指額定作業條件下變壓器的額定輸出才干(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,一次側線圈流過的電流值;
5、短路損耗:一次側通額定電流,二次短路時所發生的損耗(首要是線圈電阻發生的);
6、分接(抽頭)的概念:為適宜電網工作需求,一般的變壓器高壓側都有抽頭,這些抽頭的電壓值都是用額定電壓的百分比表明的,即所謂的分接電壓。例如,高壓10kV的變壓器具有±5%的抽頭,就是說該變壓器能夠工作在三個電壓等級:10.5kV(+5%)、10kV(額定)、9.5kV(-5%)。一般來說,有載調壓變壓器的抽頭數(分接點)較多,如7分接點(±3×2.5%)和9分接點(±4×2%)等。由于不能夠徹底保證分接開關的同步切換,所以有載調壓變壓器一般不能夠并聯工作。
7、有功負荷:電力系統中發生機器能或熱能的負荷??墒秦撦d中純阻性的負荷只耗費有功功率,如電熱、電爐、照明等電力負荷徹底是有功負荷。而異步電動機、同步電動機的負載中既耗費有功功率,一同又耗費無功功率,其間作功發生機器能的部分屬有功負荷。有功負荷要由發電機有功功率來供應。
8、無功負荷:在電力負載中不作功的部分。只在理性負載中才耗費無功功率。如:變壓器、電動機、空調、冰箱等。所以在發電機輸出有功功率的一同,還需求供應無功功率。
無功功率不能滿意電網時,系統的電壓將會下降,為了滿意用戶的需求,所以在變電所里要設備無功補償器,來堅持無功功率的平衡,這樣才干堅持電壓水平。
9、事端備用:電力系統中備用容量的組成部分之一。由于發電設備或許發生臨時性或永久性的缺點而影響供電,所以系統有必要設置必定數量的事端備用電源,來保證電力設施的安全.
10、系統解列:為了避免系統失步和事端擴展,將無缺的電力系統分解為幾個不再同步工作的獨立系統的一種辦法。解列后某些部分系統或許會發生功率缺乏,頻率和電壓的下降因而需求切除部分負荷,來避免整個系統的穩定遭到破壞。
(15)PT(TV)/CT(AV):
互感器實際上就是一種特別的變壓器,首要用來從電氣上隔絕一次回路與控制回路,然后擴展二次設備(表面、綜保等)的運用規劃。
選用PT/CT能夠避免一次回路的高電壓/大電流直接進入到二次控制設備(如:表面、綜保設備等),也能夠避免由于控制設備缺點影響一次回路的工作。
1、電流互感器(CT、AV)的特征是:一次側繞組N1粗而少、二次側繞組N2細而多,二次側的額定電流I2一般為5A(根據N1I1=N2I2能夠近似算出一次側電流I1,或許根據一次側電流I1選擇相應變比的電流互感器)。由于CT在作業時一次繞組和二次繞組都是分別串聯在一次回路與二次控制回路中的,根據變壓器的特性U1I1=U2I2能夠得出,二次側在作業時的作業電壓,該電壓在開路時非常大,故CT是必定不允許開路的。按照用處來區別,一般能夠分為保護和丈量用CT。丈量CT在一次回路出現短路缺點時,容易飽和,以限制二次電流(二次繞組側電流I2)過大,抵達保護綜保設備的目的;而保護CT在一次回路出現短路缺點時,不該出現保護現象,以保證綜保設備牢靠動作。
2.變比:變壓器高壓側繞組與低壓側繞組匝數之比稱為變比,近似可用高壓側與低壓側額定電壓之比表明。
3、電壓互感器(PT、AV)的特征是:一次繞組匝數N1多,二次繞組匝數N2少,相當于一個降壓變壓器(二次側額定電壓一般為100V)。由于PT在作業時一次繞組和二次繞組都是分別并聯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二次側的電流非常小,二次繞組近似于空負荷情況;但二次繞組本身的阻抗是很小的,所以假如二次繞組短路,則將會導致非常大的二次側電流(N1I1=N2I2)。故PT的二次繞組必定不能夠短路。
(16)手車/抽屜:手車和抽屜分別是高壓開關柜和低壓開關柜的一部分,分別設備高壓斷路器和低壓斷路器及其繼電器等元器件。由此區別出手車式開關柜(高壓)和抽屜式開關柜(低壓),他們與固定式開關柜的功用是根本相同的,首要區別是便當了保護和檢修(手車和抽屜都能夠通過機械操作機構搖把來推進、拉出)。手車和抽屜一般都有作業(正常工作時)、試驗(試投運和現場試驗時)和退出(保護、檢修時)三種方位情況。
(17)接地刀:接地刀(也叫接地開關)首要:一是用來在線路和設備檢修時,為保證人員安全進行接地用的;二是能夠用來人為地造成系統的接地短路,抵達控制保護的目的。
第一個作用很好理解,不做介紹。第二個作用是這樣的:接地刀一般是接在降壓變壓器的高壓側,當受電端發生缺點或許變壓器內部缺點時,接地刀開關應自動閉合,造成接地短路缺點,迫使送電端(上端)斷路器迅速動作,堵截缺點,所以說這是個人為的接地短路缺點,目的就是保證送電端的斷路器能夠快速動作。
(18)主令電器:主令電器是一種機械操作的控制電器,對各種電氣系統宣布控制指令,用于系統內各種信號的轉化和傳輸等,常用的轉化開關、按鈕、旋轉開關、方位開關以及信號燈等都屬于主令電器的規劃。
(19).接觸器:接觸器是一種用于遠距離頻繁接通和開絕交直流主電路及大容量控制電路的電器,首要控制對象是電動機、照明、電容器組等,分交流接觸器和直流接觸器。與斷路器比較,不同之處在于:動作頻率非常高(因而要求其電氣壽數和機械壽數滿足長);有較高的的開斷和接通容量,可是一般用在1kV及以下的電壓等級中,無法與斷路器的幾十千伏、幾百千伏比較。
(20).繼電器:繼電器是用來在控制回路中控制其他電器(一般是一次電氣主設備)動作或在主電路中作為保護用以及作信號轉化用的電器,只適用于遠距離的分斷、接通小容量控制回路,比方:交流/直流電流繼電器、電壓繼電器、時刻繼電器、中心繼電器、熱繼電器等。
(21). 試驗
常見試驗包括:
1、型式試驗:對按照某一規劃要求而制造的一個或多個器件或變壓器設備所進行的試驗,用以檢驗這一規劃要求是否符合必定的規范。
2、慣例試驗:也叫出廠試驗,對每個器件或設備在制造中或完工后所進行的試驗,用以判明器件或設備是否符合某項規范。
3、介質試驗:是檢驗介質電氣特性的各種試驗的總稱,包括:絕緣、靜電、耐壓等。
抽樣試驗:對一批產品中隨機抽取的若干樣品進行試驗,也是用來判明樣品是否符合某項規范的。
4、壽數試驗:確認產品在規矩條件下或許抵達的壽數的試驗,或許是為點評剖析產品的壽數特征而進行的試驗,屬破壞性試驗。
5、耐受試驗:在包括必定時刻內為必定目的所采用的特定工作等規矩條件下,對產品進行的試驗,如重復操作、短路、過電壓、振動、沖擊等,屬破壞性試驗。
6、投運試驗:在現場對產品所進行的試驗,用以證明設備是正確的,產品工作是正常的。
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