摘 要：本文主要介紹了35kV 10kV高壓開關(guān)柜。從開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)變化、一次元件的選擇布置等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。

　　關(guān)鍵詞：電力論文范文,期刊投稿,系統(tǒng),結(jié)構(gòu),一次元件

　　電力系統(tǒng)正常運(yùn)行需要安全、經(jīng)濟(jì)、可靠的保障，隨著技術(shù)的進(jìn)步和對(duì)供用電質(zhì)量要求的日益提高，高壓開關(guān)柜技術(shù)的使用范圍在擴(kuò)大，品種在不斷增多，自動(dòng)化、智能化的程度愈來愈高，所以高壓開關(guān)柜設(shè)計(jì)的系統(tǒng)化、智能化、模塊化，會(huì)對(duì)開關(guān)柜的發(fā)展起到一定的推動(dòng)作用。

　　1、 高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)

　　開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)多為組裝式結(jié)構(gòu)，更容易實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)方案的變化。35kV及10kV開關(guān)柜有5個(gè)小室，即斷路器室、母線室、電纜室、儀表室、小母線室，各個(gè)小室之間既相互獨(dú)立又緊密聯(lián)系。一次元件在結(jié)構(gòu)中的布置，既要安全合理，又要講求經(jīng)濟(jì)效益。

　　1.1 一次方案在結(jié)構(gòu)上的實(shí)現(xiàn)

　　一次方案在結(jié)構(gòu)上的實(shí)現(xiàn)主要考慮一次元件的布置與安裝，主要包括斷路器、電流互感器、電壓互感器、零序互感器、接地開關(guān)、避雷器、熔斷器、電容器、變壓器等，既要考慮一次元件安裝時(shí)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，又要考慮其所能承受的動(dòng)、熱穩(wěn)定值，同時(shí)滿足絕緣距離及工頻耐壓的要求，如35kV 開關(guān)柜的空氣絕緣距離是300mm、工頻耐壓為95kV。10kV 開關(guān)柜的空氣絕緣距離是125mm、工頻耐壓為42kV 。

　　1.2 開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)布置

　　在斷路器室內(nèi)，斷路器的安裝有固定式和手車式，固定式安裝是將柜內(nèi)分支母線直接固定在斷路器的上、下出線座上，手車式安裝是通過一次隔離插頭將手車與柜內(nèi)母線連接起來，手車與開關(guān)柜有三個(gè)位置，即試驗(yàn)位置、運(yùn)行位置、移開位置。母線室是許多間隔的主母線需要貫通的小室，母線的大小和支撐強(qiáng)度須滿足母線動(dòng)、熱穩(wěn)定值的要求。小母線室內(nèi)安裝有控制、合閘、電壓、低電壓、照明等小母線，一般也是貫穿于整列開關(guān)柜的。電纜室內(nèi)一般有電流互感器、零序互感器、接地開關(guān)、避雷器，有時(shí)也有電壓互感器、熔斷器、變壓器等。儀表室內(nèi)全都是二次元件，通過二次線將所有元件聯(lián)系起來，來實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜的控制、保護(hù)、計(jì)量、測(cè)量、信號(hào)的傳輸?shù)裙δ堋?/p>

　　1.3 開關(guān)柜的連鎖裝置

　　開關(guān)柜的連鎖裝置直接關(guān)系到設(shè)備和在場(chǎng)人員的安全，開關(guān)柜的“五防”技術(shù)，使產(chǎn)品的安全可靠性大大邁進(jìn)了一步，①防止誤分、誤合斷路器;②防止帶負(fù)荷分、合隔離開關(guān)或帶負(fù)荷推入、拉出金屬封閉式開關(guān)柜的手車隔離插頭;③防止帶電掛接地線或合接點(diǎn)開關(guān);④防止帶接地線或接點(diǎn)開關(guān)合斷路器;⑤防止誤入帶電間隔。防止誤分、誤合斷路器主要是防止操作人員認(rèn)錯(cuò)柜號(hào)，除這一條可采用提示性的措施外，其余四防均采用強(qiáng)制性閉鎖。

　　2、高壓開關(guān)柜的一次元器件

　　2.1 開關(guān)柜主母線

　　主母線規(guī)格的選擇必須滿足母線額定電流的要求，在設(shè)計(jì)院提供的一次接線圖中，有時(shí)直接給出了主母線規(guī)格，有時(shí)給出了母線所要滿足的額定電流值，在與用戶簽定的技術(shù)協(xié)議中也會(huì)體現(xiàn)主母線規(guī)格或母線所要滿足的額定電流值，不管主母線規(guī)格以何種方式體現(xiàn)，都要認(rèn)真復(fù)核母線規(guī)格與所要求的額定電流值相吻合，并且留有一定的余量。

　　2.2 高壓開關(guān)柜

　　戶內(nèi)高壓開關(guān)柜是指用于電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、電能轉(zhuǎn)換和消耗中起通斷、控制或保護(hù)等作用，電壓等級(jí)在3.6kV~35kV的電器產(chǎn)品，主要包括高壓斷路器、高壓隔離開關(guān)與接地開關(guān)、高壓負(fù)荷開關(guān)、高壓自動(dòng)重合與分段器、電流互感器、電壓互感器。高壓開關(guān)柜的運(yùn)行必須安全，滿足“五防”閉鎖要求。柜體排列的平面布置圖中，要注意排列順序、進(jìn)線的相序，以及柜體外形尺寸的要求。開關(guān)柜的額定電流，35kV及以下開關(guān)柜的額定電流有630A、800A、1000A、1250A、1600A、2000A、2500A、3150A、4000A、6300A。開關(guān)柜的額定電壓有7.2kV、12kV、15kV、24kV、40.5kV。

　　2.3 電流互感器

　　對(duì)于高壓電流互感器，其二次繞組應(yīng)有一點(diǎn)接地。這樣，當(dāng)一、二次繞組間因絕緣破壞而被高壓擊穿時(shí)，則可將高壓引入大地，使二次繞組保持低電位，從而確保人身和二次設(shè)備的安全。應(yīng)當(dāng)注意的是，電流互感器的二次回路只允許一點(diǎn)接地而不能再有接地點(diǎn)，電流互感器二次回路的接地點(diǎn)應(yīng)在端子K2處。

　　2.4 電壓互感器

　　電壓互感器的二次回路必須接地，其目的是為了保護(hù)人身和設(shè)備的安全。因?yàn)殡妷夯ジ衅髟谶\(yùn)行中，一次繞組處于高壓，而二次繞組則為固定的低電壓。如果電壓互感器的一、二次繞組之間的絕緣被擊穿，一次側(cè)的高壓將直接加到二次繞組上，而二次繞組所接的儀表和繼電保護(hù)裝置的絕緣水平很低，工作人員經(jīng)常要與其接觸，這樣不但損壞了二次設(shè)備，而且直接威脅到工作人員的安全。

　　2.5 避雷器

　　通常進(jìn)線柜、饋線柜、母線PT、進(jìn)線PT、分段柜中都安裝避雷器。系統(tǒng)中一旦出現(xiàn)過電壓、或雷擊電壓，且危及被保護(hù)設(shè)備絕緣時(shí)，避雷器立即動(dòng)作，將高電壓沖擊電流導(dǎo)向大地，從而限制電壓幅值，保護(hù)電氣設(shè)備絕緣。現(xiàn)在，大多數(shù)工程的避雷器采用三相組合式，個(gè)別工程也有三相均為單只的，原理上是一致的。

　　2.6 開關(guān)柜接地開關(guān)

　　接地開關(guān)，用于電路接地部分的機(jī)械式開關(guān)，它能在一定時(shí)間內(nèi)承載非正常條件下的電流(例如短路電流)，但不要求它承載正常電路條件下的電流。接地開關(guān)根據(jù)斷路器的開斷電流有25kA、31.5kA、40kA、50kA。

　　3、高壓開關(guān)柜內(nèi)元器件的安裝位置

　　3.1 避雷器安裝位置

　　避雷器的安裝位置需要考慮絕緣距離和現(xiàn)場(chǎng)施工后柜體絕緣間距以及用戶的安全用電。因高壓電纜屏蔽層在電纜頭制作中需引出至接地排接地,而避雷器分別對(duì)應(yīng)安裝于高壓導(dǎo)流體A、B、C相,故避雷器對(duì)應(yīng)為高壓側(cè),電纜頭處為接地端。若避雷器安裝位置較低,與電纜頭絕緣安全距離不足,則可能會(huì)發(fā)生事故。建議避雷器安裝位置高于柜體底部60mm以上或?qū)⒈芾灼鲝母邏汗裰幸瞥?設(shè)計(jì)在線桿線路側(cè),安裝于高壓電纜進(jìn)出線桿塔處。

　　3.2 電流互感器安裝位置

　　在高壓開關(guān)柜生產(chǎn)過程中,應(yīng)注意高壓電流互感器(TA)對(duì)地安全距離。當(dāng)大變比TA為減少發(fā)熱采用穿心式時(shí),其內(nèi)側(cè)配有一等電位銅導(dǎo)線體,該導(dǎo)線是高壓導(dǎo)體。互感器制造廠所配銅導(dǎo)線體通常較長(zhǎng),若未注意該導(dǎo)線的浮垂及擺動(dòng),則可能造成相間及對(duì)地安全距離不足。設(shè)計(jì)時(shí),將TA銅導(dǎo)線固定孔設(shè)計(jì)在穿芯TA所在相別的銅鋁排出口處;若TA垂直安裝,則將固定孔設(shè)計(jì)于上出口處,將多余導(dǎo)線用扎帶束于該TA內(nèi)部。

　　安裝高壓零序互感器的開關(guān)柜,一般將零序互感器安裝在柜子底部,但要考慮零序互感器到高壓出線接線頭的距離,以防現(xiàn)場(chǎng)接出線電纜時(shí)不能滿足電纜彎曲半徑要求。若仍無法滿足,則需將零序互感器安裝到柜子下的電纜溝內(nèi),通過安裝支架或直接配孔固定在柜子底部。

　　3.3 二次元件的安全間距

　　在高壓開關(guān)柜生產(chǎn)過程中,除考慮二次部分的溫濕度感應(yīng)器及加熱器自身安裝位置與高壓部分安全間距外,還應(yīng)注意二次導(dǎo)線的安全距離􀀁在高壓柜內(nèi)若用定位片方式固定二次電纜,則在定位片失去粘性脫落后,二次電纜下垂或擺動(dòng)會(huì)造成二次電纜對(duì)高壓部分安全距離不足,危及一、二次系統(tǒng)的安全。因此,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在開關(guān)柜內(nèi)設(shè)置專用走線槽布線,或在柜內(nèi)設(shè)計(jì)電纜固定孔及固定支架以固定二次電纜。

　　總結(jié)

　　隨著技術(shù)水平的不斷提高，以及用戶的嚴(yán)格要求，高壓開關(guān)柜的設(shè)計(jì)更趨于合理化、人性化、模塊化、市場(chǎng)化，本文從高壓開關(guān)柜的系統(tǒng)入手，論述了開關(guān)柜的設(shè)計(jì)過程，以及設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的問題，對(duì)于今后高壓開關(guān)柜的設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)作用。

　　參考資料：

　　[1]GB 3906-2006 3.6-40.5kV交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備[S]

　　􀀁