【正文】 裝備和技術(shù)。 設計目的及要求 通過這次畢業(yè)設計，用來檢驗幾年基礎知識的學習和三個月實習的總結(jié)。卻沒有實踐的經(jīng)驗與檢驗。尤其是我們的專業(yè)電與磁如 此抽象的東西。在三個月的實習期間對開關柜有了初步的認識。完善細節(jié)和培養(yǎng)全面分析問題的能力。對開關柜的設計要求是在滿足性能要求的情況下盡可能的減少資源。這里就是各種電器元器件的選擇和校驗問題。 設計參數(shù) 表 4 開關柜設計參數(shù) 項目 單位 技術(shù)參數(shù) 額定電壓 KV 12 額定電流 負荷開關 A 630 組合電器柜 125 HXGN12型高壓開關柜設計 13 額定短路關合電流（峰值） KA 50 額定短路開斷電流 (組合電器 ) KA 315 額定有功負載開斷能力 A 630 4 秒熱穩(wěn)定電流 KA 20 額定動穩(wěn)定電流（峰值） KA 50 1min 工頻耐受電壓 KA 42（端口 48） 雷電沖擊耐受電壓 KA 75（端口 85） 機械壽命 次 10000 額定交流電流（組合電器） A 3150 操作方式 手動或電動 防護等級 IP2X 設計原則 （ 1） 安全凈距 對于 10KV、 35KV 開關柜必須保證所有的裸露的帶電元器件的安全凈距 ， 包括相間及相對地之間的絕緣距離。對整個電力系統(tǒng)構(gòu)成威脅一般要求 10KV開關柜相對地及相于相之間距離不小于 125mm， 要求 35KV 開關柜相對地及相于相之間距離不小于 300mm。 表 5 爬電距離 戶內(nèi)設備最小公稱爬電比距分級數(shù)值 mm/KV 外絕緣污染等級 最下公稱爬電比距 瓷質(zhì)材料 有機材料 0 12 14 Ⅰ 輕 14 16 Ⅱ 重 18 20 （ 3） 溫升 電力系統(tǒng)開關柜中各電器元件正常工作時 ， 均有不同程度的發(fā)熱 ， 柜內(nèi)各組件的溫升不能超過各組件相應規(guī)定的值 ， 對于可觸及的外殼和蓋板其溫升不得超過 20K， 主回黃河水院自動化工程系畢業(yè)論文 14 路的溫升在額定電流和頻率下應遵守 GB7631990《交流高壓電器在長期工作時的發(fā)熱》規(guī)定。 2）設計上應盡量避免渦流現(xiàn)象的發(fā)生。 防止帶負荷分、合隔離開關。） 防止誤分、誤合斷路器、負荷開關、接觸器。） 防止接地開關處于閉合位置時關合斷路器、負荷開關。） 防止在帶電時誤合接地開關（只有 在斷路器分閘狀態(tài)才能操作隔離開關或手車才能從工作位置退至試驗位置才能合上接地開關。（只有隔室不帶電時才能開門進入隔室。為了保證檢修時人身的安全個電氣元器件，外殼必須安全可靠接地 ， 因此設計制造開關柜時需要注意一下幾點 ； 。 。 （ 6）防護等級 為防止人體接近高壓開關柜高帶電部 分和觸及運動部分，設計時應考慮開關柜的防護等級。生產(chǎn)成本會相應的提高。 （ 7）動穩(wěn)定 在電力系統(tǒng)中開關柜通常能承受 2 3 40KA 甚至 50KA 的額定短路開斷電流。此時需借助支持絕緣子的支撐 ， 使母線不產(chǎn)生明顯位移 ， 通常兩絕緣子之間的距離不應超過10000mm， 對于某些薄弱的環(huán)節(jié)還應給予加強 ， 由于動穩(wěn)定的計算及其復雜 ， 一般是依靠經(jīng)驗設計再通過型式試驗加 以驗證。而元器件安裝的是否合理。 （ 9）二次元器件的安全間距 在高壓開關柜設計過程中，除考慮二次部分的溫度感應器及加熱器自身安裝位置與高壓部分安全間距外，還應注意二次導線的安全間距，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?；蛟诠駜?nèi)設計電纜固定孔或固定支架以固定二次電纜。 從運行方式上來講正常情況下聯(lián)絡斷開兩臺變壓器獨立運行 ， 當其中一臺出現(xiàn)故障時斷開其 之路 開關。其 負荷 供電 又 另一臺提供保障。 35— 110kV 及以上電壓等級的變電站，進線柜均所指為變壓器低壓（ 10kV）開關柜。進線柜為負荷側(cè)的總開關柜，該柜擔負著整段母線所承載的電流，由于該開關柜所聯(lián)接的是主變與低壓側(cè)負荷輸出，就顯其作用的重要所在。低壓側(cè)母線故障要也靠主變壓器低壓側(cè)的后備保護來切除進線柜開關。 計量柜 （ 1）計量柜包含設備為： ，為電度表提供電流信號； 黃河水院自動化工程系畢業(yè)論文 16 ，為電度表提供電壓信號； ，為電壓互感器提供過流保護； ，計量電能。接入互感器二次電路中的負載，不應大于互感器的額定輸出。 計量單元的電壓電路中，應設置監(jiān)視運行中的各相電壓的失壓計時器和檢查信號燈 (或電壓表 )。 計量單元的電流和電壓電路，應先經(jīng)試驗接線盒再接入電能計量 儀表。 PT 柜內(nèi)的電流互感器是測量過大電流（短路電流）、不方便直接測量的高壓一次電流測量；測量 PT 柜內(nèi)的短路電流來決定斷路器是否跳閘來保護 PT 柜內(nèi)設備。 出線柜 出線柜配電系統(tǒng)的出 線， 柜帶下級用電設備 。從 10kV 母線經(jīng)開關柜送至電力變壓器，這個開關柜就是 10kV的出線柜之一。這些低壓開關柜都是出線柜。從低壓母線引出的開關柜，同樣是出線柜。 做集中無功補償一般與進線柜并列安裝。電容柜的作用：變電所供給的用電負荷大多數(shù)都是感性負荷，而感性負荷將造成電流滯后于電壓，使得電流中除了有與電壓同方向的有功分量外，還有與電壓呈 90 度角的無功分量，這部分多出來的無功電流將占據(jù)變電所的變壓器容量，在線路中造成額外的損耗等等。電容器作為電力負荷將產(chǎn)生超前與電壓 90 度的無功電流，與上述滯后與電壓 90 度的電流能夠?qū)ο瑥亩鴾p少額外損耗。所以變電所里的電容器產(chǎn)生的容性電流總比感性電流少一些，這成為欠補償。 TMY 銅母線系列產(chǎn)品穩(wěn)定性好 ， 抗蝕性強導電性能優(yōu)異 ， 阻抗小能耗低排形平直 ， 排面亮澤尺寸均勻。 避雷器原理： 避雷器是變電站保護設備免遭雷電沖擊波襲擊的設備。避雷器按其發(fā)展的先后可分為保護間隙 —— 是最簡單形式的避雷器；管型避雷器 —— 也是一個保護間隙但它能在放電后自行滅??；閥型避雷器 —— 是將單個放電間隙分成許多短的串聯(lián)間隙同時增加了非線性電阻提高了保護性能；磁吹避雷器 —— 利用了磁吹 式火花間隙提高了滅弧能力同時還具有限制內(nèi)部過電壓能力；氧化鋅避雷器 —— 利用了氧化鋅閥片理想的伏安特性（非線性極高即在大電流時呈低電阻特性，限制了避雷器上的電壓，在正常工頻電壓下呈高電阻特性），具有無間隙、無續(xù)流殘壓低等優(yōu)點。 避雷器作用及特點： HXGN12型高壓開關柜設計 19 避雷器的作用是用來保護電力系統(tǒng)中各種電器設備免受雷電過電壓、操作過電壓、工頻暫態(tài)過電壓沖擊而損壞的一個電器。保護間隙主要用于限制大氣過電壓一般用于配電系統(tǒng)、線路和變電所進線段保護 。 帶電顯示裝置 GSN210Q 電流互感器 LZZB610 500/5 電流互感器 LZZB610 500/5 型號含義 L 電流互感器 Z 支柱式 Z 澆注絕緣 Q 加強額定二次負荷 B 保護 6 設計序號 10 電壓等級。 隔離開關 GN3012/630 隔離開關 GN3012/630 概述： GN30— 12 型旋轉(zhuǎn)式戶內(nèi)高壓隔離開關是一種旋轉(zhuǎn)觸刀式的隔離新型開關，主要結(jié)構(gòu)是在三相共底架的上、下兩個平面上固定兩組絕緣子及觸頭通過旋轉(zhuǎn)觸刀從而實現(xiàn)了開關的分合閘。（通過了國家高壓電器質(zhì)量監(jiān)督檢測中心型式試驗產(chǎn) 品符合GB151662 和 IEC2821）。 功耗小、升溫低。 安 秒特性誤差小于 10。因此 在推動開關聯(lián)動鎖動作時不會產(chǎn)生將開關與撞針接觸面打碎或擊穿的情況發(fā)生 。 VS112 戶內(nèi)高壓真空斷路器 ,是三相交流 50HZ 、額定電壓為 12 kV 的戶內(nèi)高壓配電裝置 ，可作接通線路，切斷故障電流和保護功能尤其適合于額定工作電流下的頻繁操作，如投、切電容器組、控制電爐變壓器和高壓電機等，也可作為聯(lián)絡使用 VS112 高壓真空斷路器，采用操動機構(gòu)與斷路器本體一體式設計既可做為固定安裝單元也可配有專用推進機構(gòu)組成手車單元作用。 工作原理： HXGN12型高壓開關柜設計 21 VS112 高壓真空斷路器 ,合閘所需能量由彈簧儲能機構(gòu)供給儲能機構(gòu)可以由外部電源驅(qū)動電機完成 ， 也可以由手動儲能把手儲能。同時儲能切換開關切斷儲能電機電源， 斷路器處于待合閘狀態(tài) ，在合閘操作中，不論用手按下“合閘”按鈕或遠方操作使合閘電磁鐵動作，均可使斷路器合閘 ，合閘動作完成后， 儲能指示牌、儲能切換開關復位， 電機電源接通 ，電機再次儲能 ，合閘指示牌顯示“合”輔助開關接點轉(zhuǎn)換， 在分閘操作中， 不論用手按下“分閘”按鈕 或遠方操作使合閘電磁鐵動作， 均可使斷路器分閘， 分閘動作完成后， 分閘指示牌顯示“合”輔助開關接點轉(zhuǎn)換， 同時在分閘操作中，計數(shù)器自動進一位 ,可從面板觀察窗看到相應的數(shù)字。 斷路器符合的標準： 斷路器符合 GB19842021《戶內(nèi)交流高壓斷路器》， IEC62271 的相關要求 1998 年涌過了原國家機械部、電力工業(yè)部鑒定。 使用環(huán)境條件：海拔高度 : 1000m 及以下 (超海拔時要特別說明 )。對濕度 : 日平均值≤ 95% 月平均值≤ 95%。 微機保護 WGB54 WGB54 裝置簡介微機綜合保護裝置是功能先進的保護裝置 ， 主要應用于 10KV 及以下電壓等級的高壓開關保護中 ， 也可組屏安裝 。產(chǎn)品根據(jù)對象的不同設有四種保護模式 ， 可在設置菜單的保護對象一欄設定。 主要技術(shù)參數(shù)： 準確度為 15 、 25 級；使用條件 20 ～＋ 50 ℃ 相對濕度≤ 85%；耐壓影響自頻定值變化177。沖擊頻率每分鐘 80120 次、二小時運輸顛震工作位置垂直方向合用 。 接觸器 CJ1943 AC220V 用途在交流頻率為 50Hz 電壓 400V 之電力系統(tǒng)中，專用于投切低壓并聯(lián)電容器，以抑制電容器的合閘涌，流改善電網(wǎng)質(zhì)量。 電容器 BCMJ0452010 額定參數(shù)： 額定電壓 023~12kVAC； 額定頻率 50 或 60Hz； 額定容量 1~50kvar； 電容偏差 5~+10%； 介質(zhì)損耗角正切值≤ 00008； HXGN12型高壓開關柜設計 23 最高允許過電壓 11Un； 最大允許過電 流 13In 自放電特性斷電后 3min 內(nèi)從 2 Un 降至 50V 以下。無功功率并不是無用之功，沒有這部分功率就不能建立感應磁場，電動機、變壓器等設備就不能運行。 附件：電磁鎖，失壓記錄儀，電度表，接線盒，按鈕，旋鈕轉(zhuǎn)換開關，信號燈，連接片，交流電流表，交流電壓表，顯示器，柜內(nèi)燈。 這里主要包括斷路器 、 電流互感器 、 電壓互感器 、 零序互感器 、 接地開關 、 避雷器 、 熔斷器 、 電容器 、 變壓器 、 接觸器等 。 同時滿足絕緣距離及工頻 。 10kV 開關柜的空氣絕緣距離是 125mm、工頻耐壓為 42kV。 一次系統(tǒng)圖的設計、二次系統(tǒng)圖的設計。 開關柜的結(jié)構(gòu)布置 本次設計開關柜的 5 個小室 : 1 斷路器室在斷路器室內(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，手車與開關柜有三個位置；即試驗位置、運行 位置、移開位置。 3 小母線室：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柜的。 5 儀表室：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，來實現(xiàn)開關柜的控制、保護、計量、測量、信號的傳輸?shù)裙δ?。并具有一定的強度，不得用網(wǎng)狀編織物、不耐火或類似的材料制造；金屬封閉式高壓開關柜主回路的一切組件均安裝在金屬外殼內(nèi)。 互感器的設計 10 kV 配電開關柜內(nèi)互感器應固定牢靠，且應采取隔離措施。互感器安裝的位置 ， 應便于運行中進行檢查、巡視且在主回路，不帶電時便于人員進行預防性試驗、檢修及更換等。且便于熔斷后更換熔斷件 ， 電流互感器的短時耐受電流及短路持續(xù)時間、峰值耐受電流均應滿足 10 kV 配電開關柜銘牌值的要求。安裝于 10 kV 配電開關柜中的接地開關，其關合短路電流的能力和短時耐受電流及短路持續(xù)時間均應滿足 10 kV 配 電開關柜銘牌的要求。 測量儀表、繼電保護裝置及輔助回路設計 測量儀表、繼電保護裝置及輔助回路中的低壓熔斷器、端子以及其 它 輔助元件與高壓帶電部分應保持足夠的安全距離；否則應采取可靠的防護措施 ， 以保證在高壓帶電部分不停電情況下工作時，人員不致觸及運行的高壓導