【正文】 路器 、 SF６ 斷路器、負荷開關(guān)、接觸器和熔斷器。 高壓開關(guān)柜按柜內(nèi)主元件的安裝方式分為固定式和移開式，簡稱固定柜和手車柜。移開式高壓開關(guān)柜又根據(jù)手車的位置分落地式和中置式兩種。按安全等級分為鎧裝式、間隔式和箱式。按柜內(nèi)主絕緣介質(zhì)分為空氣絕緣柜和氣體絕緣柜（充氣柜）。 按柜內(nèi)主元件的種類分為以下幾類： （ 1）通用型高壓開關(guān)柜：以空氣為主絕緣介質(zhì) ,主開關(guān)元件為斷路器的成套金屬封閉開關(guān)設(shè)備 ,既斷路器柜。 （ 2） F— C 回路開關(guān)柜：主開關(guān)元件采用高壓限流熔斷器（ fuse） — 高壓接觸器 (contactor)組合電器 。 （ 3）環(huán)網(wǎng)柜：主開關(guān)元件采用負荷開關(guān)或負荷開關(guān) — 熔斷器組合電器，它們常用于環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)，故通常稱為環(huán)網(wǎng)柜。 高壓開關(guān)柜的型號 我國老系列高壓開關(guān)柜全型號由下述格式構(gòu)成，其含義如下： 口 口 — 口 口 — 口 口 — 口 1 2 3 4 5 6 7 第一位：分類代號，即產(chǎn)品名稱， G— 高壓開關(guān)柜； 第二位：型式特征， G— 固定式， C— 手車式， B— 半封閉式， F— 封閉式； 第三位：設(shè)計序號； 第四位 ：補充說明， A— 改進式， F— 防誤型， J— 計量用； 第五位：額定電壓（單位 KV）； 第六位：斷路器操作機構(gòu)： S— 手力式， D— 電磁式， T— 彈簧式； 第七位：主回路（一次線路）方案編號。 我國新系列高壓開關(guān)柜全型號由如下格式構(gòu)成，其含義如下： 口 口 口 口 口 — 口 口 — 口 1 2 3 4 5 6 7 8 第一位：高壓開關(guān)柜， K— 鎧裝式， J— 間隔式 ,X— 箱式； 大學(xué)畢業(yè)論文 — 4— 第二位：型式特征， G— 固定式， Y— 移開式（用字母 Z 表示中置式）； 第三位：安裝場所， N— 戶內(nèi)式， W— 戶外式； 第四位：設(shè)計序號； 第五位：額定電壓，有的在這一位后的括號中說明主開關(guān)的類型，如用 Z 表示真空斷路器，F(xiàn) 表示負荷開關(guān)； 第六位：主回路（一次線路）方案編號； 第七位：斷路器操作機構(gòu)： D— 電磁式， T— 彈簧式； 第八位：環(huán)境代號， TH— 濕熱帶， TA— 干熱式， G— 高海拔， Q— 全工況。 高壓開關(guān)柜的主要技術(shù)參數(shù) 高壓開關(guān)柜的主要技術(shù)參數(shù)有以下幾項： （ 1）額定電壓： （ 2）額定絕緣水平：用 1min 工頻耐受電壓（有效值）和雷電沖擊耐受電壓 （峰值）表示； （ 3）額定頻率； （ 4） 額定電流：指柜內(nèi)母線的最大工作電流； （ 5） 額定短路是耐受電流：指柜內(nèi)母線及主回路的熱穩(wěn)定度，應(yīng)同時指出“額定短路持續(xù)時間”，通常為 4s； （ 6）額定峰值耐受電流：指柜內(nèi)母線及回路是動穩(wěn)定度； 防護 等級。 表 高壓開關(guān)柜的主要技術(shù)參數(shù) 序號 項 目 單位 技術(shù)參數(shù) 大學(xué)畢業(yè)論文 — 5— 1 額定電壓 KV 3， 6， 10 2 1min 工頻耐受電壓 KV 對地，相間： 42；斷口： 48 3 額定雷擊耐受電壓 KV 對地，相間： 75；斷口： 85 4 額定頻率 Hz 50 5 額定電流 A 630， 1250， 1600， 2020， 2500， 3150 6 額定短路開斷電流（有效值） KA 20， 25， ， 40， 50 7 額定短路關(guān)合電流（峰值） KA 50， 63， 80， 100， 125 8 額定動穩(wěn)定電流 （峰值） KA 50， 63， 80， 100， 125 9 額定熱穩(wěn)定電流 4S（有效值） KA 20， 25， ， 40， 50 10 防護等級 外殼 IP4X，斷路器室門打開為 IP2X 高壓開關(guān)柜的技術(shù)發(fā)展 從 20 世紀(jì) 60 年代末期起，我國高壓開關(guān)行業(yè)開始自行設(shè)計高壓開關(guān)柜。自 80 年代以來，隨著引進消化國外產(chǎn)品，技術(shù)水平迅速提高，品種也迅速增加到幾十種，有間隔式，鎧裝式、箱式等開關(guān)柜：有可移動式，也有固定式柜：在移開式產(chǎn)品中，不僅有落地式，也開發(fā)了中置式和雙層柜。同時還開發(fā)出在特殊場所，如鐵路、 礦山使用的開關(guān)柜。目前我國高壓開關(guān)柜的技術(shù)水平可歸納為： （ 1）．產(chǎn)品容量增大。最大容量為： 12kV 柜：額定電流 4000A，額定短路開斷電流 63kV。 柜：額定電流 2500A，額定短路開斷電流 。 （ 2） . 產(chǎn)品品種齊全，能滿足嚴酷條件、高寒、地震地區(qū)和礦山、鐵道部門使用。 （ 3） . 可靠性提高，符合標(biāo)準(zhǔn)的金屬封閉式開關(guān)柜逐步替代了老產(chǎn)品。 （ 4） . 應(yīng)用新工藝裝備的技術(shù) 1）數(shù)控鈑金加工技術(shù)。已有數(shù)百家企業(yè)擁有數(shù)控加工設(shè)備“三大條件”，在此基礎(chǔ)上的柔性加工系統(tǒng)，提高了殼體尺寸精度和 生產(chǎn)效率。 2）較先進的涂裝工藝設(shè)備。噴漆生產(chǎn)和噴粉工藝線使產(chǎn)品防護能力和外觀都有較大的提高。 3）專用的母線加工設(shè)備。 大學(xué)畢業(yè)論文 — 6— 本課題的主要任務(wù) 為了更好的說明高壓開關(guān)柜我選擇了三種類型的高壓開關(guān)柜（進線柜、電能計量柜、FC 柜）的電氣進行設(shè)計。 （ 1）三種開關(guān)柜均采用中置移開式結(jié)構(gòu)； （ 2）進線柜采用真空斷路器，其操作機構(gòu)為電磁操作機構(gòu)或彈簧操動機構(gòu)；其測量保護采用傳統(tǒng)的繼電器 /儀表或微機型測量 /保護裝置； （ 3） FC 柜為高壓電動機控制柜，要求具有相應(yīng)的控制功能； （ 4） 對高壓 關(guān)柜絕緣結(jié)構(gòu)改進 和優(yōu)化 第 2 章 高壓開關(guān)柜一次接線設(shè)計 開關(guān)柜的總體結(jié)構(gòu)（以中置式真空斷路器柜為例） 以 JYN210(Z)高壓開關(guān)柜為例，其結(jié)構(gòu)可分為柜體和手車兩部分。 手車為斷路器手大學(xué)畢業(yè)論文 — 7— 車，主要的電器元件有斷路器（裝在小車上）、接地開關(guān)和隔離靜觸頭座等。 柜內(nèi)由接地的鋼板分隔成四個獨立的隔室：母線室、手車室、繼電器儀表室、電纜室。柜體的后下側(cè)成為電纜室，安裝有電纜和電流互感器。其上為主母線室。隔室之間有隔板隔開，以保障檢修時的安全。柜體前面是繼電 器室和手車室。依續(xù)工作?？客七M機構(gòu)是裝有斷路器等的小車在導(dǎo)軌上前后運動。向內(nèi)推入能使斷路器上下兩個隔離動觸頭插入隔離靜觸頭座完成電路聯(lián)結(jié)；反之，當(dāng)斷路器開斷電路后，將小車向外拉出，隔離動、靜觸頭分開，形成明顯的隔離間隙，相當(dāng)于隔離開關(guān)的作用。利用專用的運載車，可將裝有斷路器的小車方便地推入或拉出柜體。 當(dāng)斷路器出現(xiàn)嚴重故障或損壞時，同樣可使用專用的運載車將斷路器小車拉出柜體進行檢修。也可換上備用的斷路器小車，推入柜體內(nèi)繼 基本要求 （ 1） 高壓開關(guān)柜設(shè)計，應(yīng)使得高壓開關(guān)柜正常運行、監(jiān)視和維護工作能安全 方便的進行，維護工作包括：元件是檢修、試驗、故障的尋找和處理； （ 2） 對于額定參數(shù)和結(jié)構(gòu)相同而需要替代的元件應(yīng)能互換； （ 3） 對于可移開部件的高壓開關(guān)柜，如果可移開部件的額定參數(shù)和結(jié)構(gòu)相同則應(yīng)能互換； （ 4） 應(yīng)按當(dāng)?shù)厥褂脳l件校驗； （ 5） 應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理； （ 6） 選擇的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正試鑒定合格。 主回路方案的確定 高壓開關(guān)柜的主電路也叫一次線路，它是根據(jù)電力系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)的實際需要而確定的，每種型號的高壓開關(guān)柜的主電路方案少則幾十種，多則上百種，通常包括以下類別：所用變柜、計量柜、隔離 柜、接地手車柜、電容器柜、高壓電機控制柜（ FC 柜）等。 開關(guān)柜主電路方案組合要考慮的問題包括：（ 1）根據(jù)一次系統(tǒng)圖及其一次回路工作電流大小以及控制、保護、測量等要求，選擇相應(yīng)主電路方案的開關(guān)柜；（ 2）進出線類型以及開關(guān)柜之間的選擇。 大學(xué)畢業(yè)論文 — 8— 以 JYN210(Z)高壓開關(guān)柜為例進行設(shè)計。 真空斷路器柜 真空斷路器柜是裝有真空斷路器為主的開關(guān)柜，它配有專用的、帶有自由脫扣的操動機構(gòu)，除了作為普通配電保護斷路器外，尤其適用于頻繁操作及故障較多的場合。由于真空斷路器具有可連續(xù)多次操作、開段性能好、滅弧 迅速、運行維護簡單、滅弧室不需要檢修、無爆炸危險及噪聲低等良好的技術(shù)性能，并且有具有一定的經(jīng)濟性，近年來，在新設(shè)計的 35kV 及以下變電所中得到了廣泛的應(yīng)用。 一次接線 35kV 系統(tǒng)屬于中性點不接地式，亦稱中性點非有效接地系統(tǒng)。應(yīng)采用中性點經(jīng)消弧線圈接地的運行方式，兩相互感器測量 A、 C 相，斷路器柜的一次接線，如下圖 所示。 圖 21 真空短路器柜的一次接線圖 一次電器元件的選擇 各功能單元主回 路的導(dǎo)體（包括主母線和分支母線）和串聯(lián)的元件（不包括有熔斷器連到電壓互感器或變壓器的短線連接），應(yīng)考慮該回路各元件參數(shù)的配合和該功能單元應(yīng)能通過所規(guī)定的額定電流和動、熱穩(wěn)定電流。在考慮母線的允許溫度或溫升時，應(yīng)根據(jù)觸頭、連接和與絕緣材料接觸的金屬部分的溫度或溫升的情況而定。 大學(xué)畢業(yè)論文 — 9— 高壓開關(guān)柜內(nèi)一次電器元件類型較多，同一類型的電器元件可選的品種也多，且型式多樣，在設(shè)計開關(guān)柜主電路方案和選用一次電器元件時，要綜合考慮開關(guān)柜的性能要求、結(jié)構(gòu)與安裝布置、操作維護、通用性和電器元件的技術(shù)條件、性能參數(shù)、外形與安裝尺寸等因素 。 一．?dāng)嗦菲鞯姆N類和選擇 高壓開關(guān)柜可選用是斷路器包括少油斷路器、真空斷路器、 SF6 斷路器等。少油斷路器曾經(jīng)一段時期在高壓開關(guān)柜中占統(tǒng)治地位，但隨著用戶對開關(guān)電器無油化要求的日益增強，少油斷路器的地位讓給真空斷路器。少油斷路器目前在高壓開關(guān)柜中用的越來越少。當(dāng)然，為降低開關(guān)柜的造價，一些用戶還是選用少油斷路柜。 SF6 斷路器價格昂貴，除非有特殊要求的用戶（如發(fā)電廠），目前一般用戶選SF6 斷路器柜還是比較少。所以，目前在高壓開關(guān)柜中，真空斷路器是主流。 按設(shè)計要求選擇了真空斷路器（ ZN10C/630 或 ZN1210I） ，由于真空斷路器具有可連續(xù)多次操作、開段性能好、滅弧迅速、運行維護簡單、滅弧室不需要檢修、無爆炸危險及噪聲低等良好的技術(shù)性能，并且有具有一定的經(jīng)濟性，近年來，在新設(shè)計的 35kV 及以下變電所中得到了廣泛的應(yīng)用。但真空斷路器不足之處的分段感性負載時產(chǎn)生 截流過電壓，為限制過電壓，對經(jīng)常分斷高壓電動機或電弧爐變壓器等感性負載的真空斷路器必須配置專用的 RC 吸收裝置或金屬氧化物避雷器。 真空斷路器及電磁操動機構(gòu)的參數(shù)如下表 表 35kV 真空斷路器技術(shù)數(shù)據(jù) 型 號 額定 電壓（ kV） 額定電流（ A） 額定斷開電流 (kV) 額定動穩(wěn)定電流 (kV) 熱穩(wěn)定電流 (kV) 固有分閘時間 (s) 合閘 時間 (s) 額定 最大 峰 值 4s ZN10C/630 10 630 20 50 20 ≤ ≤ ZN1210I 10 1250 80 ≤ ≤ 二．電流互感器的種類和選擇 對于測量和保護用的電流互感器，型號較多，可選 LA、 LZZB、 AS12 系列等。 在此 選擇了 LZZB 系列的電流互感器。有關(guān)參數(shù)如下表 。 表 電流互感器的技術(shù)數(shù)據(jù) 型號 額定電流比（ A） 級數(shù)組合 二次負荷（歐） /10%倍數(shù) 秒熱穩(wěn)定倍數(shù) 動穩(wěn)定倍數(shù) 級 1 級 3 級 D、 B 級 Ω 倍數(shù) LZZB610 5200/5 級 B 級 150 150kV*5 LZZB610 200/5 LZZB610 200300/5 大學(xué)畢業(yè)論文 — 10— 母線的選擇與布置 一．母線的類型 開關(guān)柜中的母線分為兩部分：一是連通各柜的水平母線，稱為主母線，起集散電流的作用；二是各柜內(nèi)部垂直方向上聯(lián)接各電器元件的母線，稱為分支母線。 母線材料有鋁和銅兩種。常用的母線結(jié)構(gòu)形式與矩形、槽形和管形等。 單片矩形導(dǎo)體具有散膚效應(yīng)系數(shù)小、散熱條件好、安裝簡單、連接方便等優(yōu)點，一般適用于工作電流≤ 2020A 的回路中。多片矩形導(dǎo)體集膚效應(yīng)系數(shù)比單片導(dǎo)體的大，所以附加損耗增大。因此載流量不是隨導(dǎo)體片數(shù)增加而成倍增 加