KV开关柜主要元器件介绍

10KV开关柜主要元器件介绍,文档日期：9月10日单位：江苏长江电器股份有限公司高压设计室,总论,配电装置：用来接受和分配电能的电气设备。配电装置包括控制电器（断路器、隔离开关、负荷开关等）、保护电器（熔断器、避雷器等）、测量电器（电流互感器、电压互感器等）以及母线和载流导体。本次介绍的10KV开关柜主要元器件，就是用于10KV系统的配电装置。我公司10KV的开关柜类型主要有：KYN28-12、KYN18-12。,KYN28-12,KYN18-12,总论,10KV高压开关柜内的主要电气元器件按其电压等级可以分为：一次元器件主要包括：断路器、接触器、电流互感器、电压互感器、零序电流互感器、避雷器、接地开关、带电显示器等。二次元器件主要包括：综合保护装置、消谐器、测控表计、继电器、温控器和加热器、转换开关和按钮等。,一次元件真空断路器,断路器：用来接通或断开有载或无载线路及电气设备，以及发生短路故障时，自动切断故障或重新合闸，能起到控制和保护两方面的作用。真空断路器：灭弧介质是真空。我公司生产的10KV系列的真空断路器：ZN63B-12（VG1、VS1）：用于KYN28-12柜DQV-12：用于KYN28-12柜ZN68A-12：用于KYN18-12柜,ZN63B,ZN68A,DQV,一次元件真空断路器,另外，我公司常配的其它厂家的真空断路器有：VD4：ABB公司，用于KYN28-12柜3AH：SIEMENS公司，用于KYN28-12柜、KYN18-12柜EV12：施耐德公司，用于KYN28-12柜VEP：厦门华电，用于KYN28-12柜VB2：GE公司，用于KYN28-12柜,一次元件真空断路器,断路器主要技术参数：例：ZN63B-12/1250A-31.5KA额定电压，是指断路器所能承受的正常工作电压（12KV）。额定电压指的是线电压，并在铭牌上予以标明。额定电压为所在系统的最高电压。（系统最高电压：当系统正常运行时，在任何时间内，系统中任何一点上所出现的电压最高值，不包括系统的暂态和异常电压，例如系统的操作所引起的暂时和瞬时的电压变化。）标称电压，系统被指定的电压。例如：6KV系统、10KV系统。,一次元件真空断路器,额定电流，是指铭牌上所标明的断路器在规定环境温度下可以长期通过的最大工作电流（1250A）。断路器长期通过额定电流时，断路器导电回路各部件的温升均不得超过允许值。额定电流的大小决定了断路器的发热程度，因而决定了断路器触头及导电部分的截面，并在一定程度上决定了它的结构。额定短路开断电流，它是断路器在额定电压下能可靠切断的最大电流（31.5KA）。当断路器在不等于额定电压的情况下工作时，断路器能可靠切断的最大电流，称为该电压下的开断电流。当断路器工作在低于额定电压时，其开断电流将较额定开断电流有所增大，但有一个极限值，并称其为极限开断电流。断路器的额定开断电流标明了它的断流能力。它是由断路器的灭弧能力和承受内部气体压力的机械强度所决定的。,一次元件真空断路器,动稳定电流，它是指断路器在合闸位置时所允许通过的最大短路电流，又称极限通过电流（80KA）。断路器在通过这一短路电流时，不会因电动力的作用而发生任何的机械损坏。动稳定电流表明了断路器承受电动力的能力。此电流的大小由导电部分和绝缘部分的机械强度来决定。热稳定电流，当短路电流通过断路器时会使导电部分发热，其热量与电流的平方成正比。所以当断路器通过短路电流时，有可能使触头熔焊直至损坏断路器。因此断路器规定了在一定的时间内(1、4、5，10s)的热稳定电流。热稳定电流是断路器在规定时间内允许通过的短路电流值（31.5KA），一般用有效值来表示。热稳定电流标明了断路器承受短路电流热效应的能力。,一次元件真空接触器,我公司常配的真空接触器有：3TL65系列：西门子公司（只用于KYN18）JCZ5：无锡蓝虹真空接触器的特点：适合用于频繁操作的场合（如电动机），机械寿命达百万次。截流值小，对于切合已经启动的电动机无过电压产生。无法开关短路电流（5KA），必须加短路保护，一般用高压熔断器。,3TL6系列,一次元件互感器,概述：互感器是一种特殊的变压器，可以分为电压互感器（PT）和电流互感器（CT），主要用途是与仪表配合测量线路上的电流、电压、功率和电能，与继电器配合对线路及变配电设备进行定量保护（例如短路、过电流、过电压、欠电压等故障保护）。为配合仪表测量及配电保护的需要，电压互感器将系统中的高电压变换成标准的低电压（100V或100/3）,电流互感器将高压系统中电流或低压系统中的大电流变换成标准的小电流（5A或1A）。由于采用了互感器，使测量仪表和继电器均接在互感器的二次测与系统的高电压隔离，从而保证了操作人员和设备的安全。,一次元件电流互感器,电流互感器的结构和工作原理：电流互感器是由两个相互绝缘的绕组与公共铁心组成，用来变换电流。在电力系统中，经常需要将大电流变为小电流，因此电流互感器的一次绕组匝数少，串接在被测电路中，二次匝数多，接测量仪表或继电器的电流线圈，由于仪表电流线圈的阻抗很小，因此，电流互感器在正常运行时相当于二次短路的变压器。二次线圈根据需要可以制成单线圈或双线圈甚至更多。电流互感器的二次额定电流一般为5A，为了增加允许连接的二次负荷阻抗和减少二次回路连接的导线截面及功率损耗，二次额定电流也有1A。电流互感器注意点：电流互感器向它的二次侧回路接线时，必须通过试验端子。运行中的电流互感器，其二次侧不得开路。为了定期对CT二次回路中仪表的指示值进行校验，而又不影响设备的正常运行，我们可以通过试验端子来达到CT二次不会开路的目的。,一次元件电流互感器,电流互感器的一些术语：额定电流比：额定电流比指一次额定电流与二次额定电流之比。额定电流比一般用不约分的分数形式表示，如100/5A。准确等级：电流互感器变换电流总是存在着一定的误差，所以根据在额定工作条件下所产生的变比误差规定了准确等级。测量级误差：例0.5的含义，CT的变比误差不允许超出5。保护级误差：但CT一次电流成倍增加时，使铁心产生磁饱和，励磁电流急剧增加，引起CT误差增加，而此现象在发生短路故障时客观存在，为保证继电保护装置在短路时可靠动作，要求保护用CT能比较正确地反映一次电流情况，因此对保护用CT提出一个最大允许误差值的要求。5P20的含义：一次电流增大到20倍时，CT误差不超过5%。,一次元件电流互感器,电流互感器的动热稳定性：所谓稳定，是指当系统发生短路时，CT所能承受因短路电流引起的电动力及热作用而不致受到损坏的能力。动稳定电流：一次线路发生短路时，CT所能承受的无机机械损伤的最大电流峰值。热稳定电流：CT在1S内，承受短路电流的热作用而无损伤的一次电流有效值。动稳定电流一般为热稳定电流的2.5倍。举例：LZZBJ9-10A1150/5A0.5/10P10/5P10,一次元件电流互感器,一次元件电压互感器,电压互感器的作用：电压互感器用称为仪用变压器，它是一种将高电压变为低电压的仪器，为使仪表标准化，其二次的额定电压为100V。电压互感器可分为全绝缘和半绝缘两种全绝缘：试验时，可进行工频耐压试验，包括相-相型和相-地型两种；半绝缘：试验时，不能进行工频耐压试验，但可进行二次侧的感应耐压，只有相-地型一种。电压互感器相关参数介绍：(1)准确级PT在准确级上可分为测量级、计量级和保护级三种，根据国内供配电的需要，一般将0.2级定为计量级，0.5级定为测量级，3P和6P定为保护级。基本的含义如下：,一次元件电压互感器,0.2级应用中的误差为0.2%0.5级应用中的误差为0.5%1.0级应用中的误差为1.0%3P级应用中的误差为3%6P级应用中的误差为6%特别说明：以上精度所代表的含义要求实际运行电压值维持在PT规定的额定电压的80%120%Un，才可以获得以上所定义的理想误差。(2)额定绝缘水平对于10KV电压互感器，常见的参数表示为12/42/75KV，具体含义分别为：最高工作电压是12KV，工频耐压42KV，雷电冲击耐压75KV,一次元件电压互感器,(3)额定电压比相-相10/0.1KV，10/0.1/0.1KV相-地10/3，0.1/3，0.1/3；10/3，0.1/3，0.1/3，0.1/3(4)PT额定输出同一厂家相同型号的电压互感器，准确级越高，额定输出要相应地降低。同一准确级下，增大其额定输出的途径主要有：减小铁芯磁密增加线圈安匝数(5)极限输出定义：互感器在额定的工作电压下运行时，其自身发热所带来的温升不超过互感器的允许温升所得到的容量输出。此时互感器的准确级将不能达到铭牌上所标示的精度。,一次元件电压互感器,柜顶小母线YMa、YMb、YMc、YMl、YMn来自于电压互感器的二次侧，一般为100V，如果柜子比较少时，而现场没有AC220V的照明电源时，且用户没有定制所用变柜，我们可以在PT柜二次侧加一只中间变压器，变比为100V/220V，可提供照明电源，接到规定小母线L、N。但此种方案，通常需加UPS。,一次元件电压互感器,一次元件电压互感器,电压互感器的型号举例：JDZ9-1010/0.1KV0.5级JDZX9-610/3/0.1/3/0.1/3KV0.5/3P在三绕组的电压互感器中，二次绕组包括基本绕组和辅助绕组两套。其中，基本绕组接成Y型，用来供给测量仪表和继电保护装置，它可以提供相电压和线电压。而辅助绕组则接成开口三角形，在正常情况下，系统的三相电压的相量和等于零，所以开口三角两端的电压约等于零。当一次系统内有一相接地时，开口三角的电压明显上升，如果将电压继电器接到开口三角的两端，增高的电压值会使它动作，发出接地警报。所以，辅助绕组的作用是用来构成接地监视用的。,一次元件电压互感器,图例讲解：,一次元件零序电流互感器,零序电流互感器与普通电流互感器的特点：零序电流互感器和普通电流互感器都是按照电磁感应原理工作的，但从它们的工作状态看则有所区别。普通电流互感器的一次线圈只是与被保护线路的一相相连，并且一次线圈的电流就是该相的负载电流，二次电流则是一次电流的相应值。零序电流互感器则不然，它的一次线圈就是被保护线路的三相，在正常工作状态时，由于三相电流向量之和等于零，即IA+IB+IC=0，铁芯中不会产生磁通，故二次线圈也不会产生感应电流。当被保护线路发生单相接地事故时，三相电流之和不再等于零，此时铁芯中产生磁通，二次线圈将有感应电流，从而带动继电器使保护装置动作。,一次元件零序电流互感器,一次元件避雷器,过电压：在电力系统中，由于某种原因，使电压突然升高，远远超过电气设备的最高工频运行电压值，这种对电气设备绝缘有危害的突然升高的电压就叫过电压。过电压产生的原因：雷电过电压、操作过电压、谐振过电压。避雷器是一种保护电器，用来限制电器设备绝缘上承受的过电压。避雷器除限制雷电过电压外，还能限侧一部分操作过电压。避雷器有下面几种类型:保护间隙、管式避雷器、普通阀式避雷器、磁吹避雷器及氧化锌避雷器。,一次元件避雷器,避雷器是用来限制过电压幅值的保护电器，并联在被保护电器与地之间。当雷电波沿线路侵入时，过电压的作用使避雷器动作即放电，使导体通过电阻或直接与大地相连接，雷电流经避雷器泄入大地，从而限制了雷电过电压的幅值，使避雷器上的残压不超过被保护电器的冲击放电电压。为了保证电流系统的安全运行，避雷器应满足的基本要求是：当过电压超过一定值时，避雷器应动作（放电），使导线与地直接或经电阻相连接，以限制过电压；在过电压作用之后，能够迅速截断工频续流（即避雷器放电时形成的放电通道在工频电压下所通过的工频电流）所产生的电弧，使电力系统恢复正常运行。,一次元件避雷器,产品型式：Y表示瓷套式金属氧化物避雷器YH表示复合外套金属氧化物避雷器结构特征：W表示无间隙C表示串联间隙B表示并联间隙使用场所：S表示配电用Z表示电站用R表示并联补偿电容器用D表示电机用T表示电气化铁道用X表示线路用附加特性：W表示防污型G表示高原型TH表示湿热带地区用,一次元件避雷器,一次元件避雷器,一次元件避雷器,我公司常用避雷器有：YH5WZ：西安神电TBP：合肥凯立JPB：安徽巨森MWK(D)：ABB公司,一次元件避雷器,避雷器的一些特点瓷外套金属氧化物避雷器它具有响应速度快、伏安特性平坦、残压低、通流容量大、性能稳定、寿命长、结构简单等优点，广泛用于发电、输电、变电、配电系统中，使电气设备的绝缘免受过电压的损害。复合外套金属氧化物避雷器它是有机绝缘材料和传统的瓷套式金属氧化物避雷器技术优点的综合科研成果。它不仅具有瓷套式金属氧化物避雷器的优点，还具有电气绝缘性能好、介电强度高、抗漏痕、抗电蚀、耐热、耐寒、耐老化、防爆和良好的化学稳定性、憎水性、密封性。,一次元件避雷器,户外都是采用前者，它不容易受到长时间日照影响，陶瓷外壳抗污性能，强度，耐电压水平表现都是很优良，但是陶瓷容碎，并且存在裂痕也不容易发现和检测。户内可以采用有机绝缘材料避雷器（现在流行材料是硅橡胶），它在憎水性能，抗击盐污能力比较强，外加的伞群结构，加大绝缘爬距，使得在潮湿的环境也能满足要求，而且发生击穿时也不会发生爆炸。它的缺陷：容易收到长时间日照影响。有机外壳长时间受热老化，使得憎水性，抗污染性都急剧降低，引发闪络。,一次元件接地开关,接地开关的作用：在电路检修时，合上接地开关，保证人身安全。常用的接地开关型号有：JN15-7.2/31.5KA（6KV）JN15-12/31.5KA（10KV）接地开关的操作方式：拉杆操作、锥齿轮操作。我公司现采购的接地开关都带有传感器，传感器将一次回路的带电情况反馈到带电显示器，用于显示母排的带电情况。而带电显示器是每台柜子必须配备的。带电显示器必须配传感器，对于没有接地开关的柜子，我们需另外配3只传感器。,一次元件带电显示器与传感器,带电显示器由传感器和显示两部分组成。传感器安装在电缆室内，与母排相连。其作用是讲带电体的高电压分压，取出其中一部分低电压提供给显示器。传感器由环氧树脂和电容芯棒浇注成绝缘子结构，这样，它不但能抽取分压后的一部分电压信号，而且还起支柱绝缘子的作用。传感器的绝缘是可靠的，额定电压为10KV的传感器，最高工作电压为11.5KV，工频耐压有效值为一次对二次及地42KV/1min；雷电冲击耐受电压峰值不小于80KV。显示器起显示高压回路带电状况的作用，它有提示型和强制闭锁型两种。提示型的作用相当于一个一直在工作的高压验电器。带电时，氖泡就起辉发亮。10KV的显示器的氖泡起辉电压为1KV；强制闭锁型的可通过闭锁接点和电磁锁实现对开关柜后门的强制闭锁，如防止误入带电间隔，防止带电合接地刀闸等，这样可以满足开关柜“无防”联锁要求。二次闭锁工作电源为50HZ，220V，额定消耗功率不大于2VA。,一次元件带电显示器与传感器,我公司带电显示器型号为DXN8B6-35KV/T及DXN8B6-35KV/Q1AC220V(Q2DC110VQ3DC220VQ4AC110V)，厂家为浙江江山江汇电气有限公司。,一次元件位置指示器,位置指示器为直观的指示断路器在处在试验及工作位置的分、合状态以及接地开关分合状态，在KYN28-12面板上设有位置指示器，如下图所示：,二次元件综合继电器保护,继电保护装置作为开关柜的核心部件之一，其主要任务为：监视电力系统的正常运行，当电力系统发生异常运行时（如在中性点不直接接地的供电系统中，发生单相接地故障、变压器运行温度过高等），继电保护装置能作出判断并发出相应的信号或报警，以便值班人员得以及时发现，迅速处理，使系统尽快恢复正常；当电力系统中发生足以损坏设备或危及系统安全运行的故障时，继电保置应能可靠动作，使故障部分的断路器跳闸，切除故障点，防止事故扩大，以确保系统中非故障部分继续正常供电；继电保护装置还用以实现电力系统自动化和远动化，如自动重合闸、备用电源自动投入、遥控、遥信、遥测等功能。,二次元件综合继电器保护,我公司开关柜可以根据用户及设计院要求配置不同型号的保护，但我公司内部也有相应的保护，可以针对用户的不同负载选择相应的保护。我公司保护型号有：江苏长江电器股份有限公司：CJ101P系列CJ201P系列CJ3