电力系统高低压配电柜基础培训

高、低压配电技术及商务常识 2011 年11 月15 日 主讲人：张冬高、低压配电技术及商务常识 第一部分 高、低压配电柜 介绍 第二部分 常用高、低压元 器件 介绍 第三部分 商务报价及标书 的制 作 上一页 下一页 返 回第一部分 高、低压配电柜介绍 上一页 下一页 返 回第一部分 高、低压配电柜介绍 一、电力系统 概述 二、常用高、 低压 配 电设 备 上一页 下一页 返 回一、电力系统概述 1 、电力系统和 电力网 概述 什么是电力系统？ 电力网 ？ 上一页 下一页 返 回图1 电力的产生及传输分配 上一页 下一页 返 回1、电力系统和电力网概述 电 力 系 统 ： 由发电 、送电 、变电 、配电 和用电 组成的“ 整体 ” 电 力 网 ： 输 送、变 换和分 配电能 的网络 ，分为 输电网和配电网两 大部分 电力网的电压等级 ：低压 （1kV 以下 ）、中 压 （1kV10kV ）、高压（10kV330kV）、超高 压（330kV1000kV ）、特高压（1000kV ） 上一页 下一页 返 回2、电力的产生 发 电 厂 ： 其 它形式 的能源 （如水 能、热 能、风 能、核能等） 电能 电力的传输：发电厂变压器升压高压 输电 线路变配电站 上一页 下一页 返 回3、电力的传输 为什么要升压供电 ？ 因为：电流 ， 传输距 离 ，热能 消耗 ，电 能 损失 所以 ：在传 输容量一 定的条件 下，输电 电压 ， 输电电流 ，电 能消耗 我国常用的输电电 压等级 ：有35kV、110kV、 220kV、330kV、500kV等多种 电 力 的 传 输 线路： 架空线 路、电 缆线路 上一页 下一页 返 回4、电力的分配 将系统的电能传输 给电力 用户 输电线路配电线 路 分配 给用户 常用的配电电压： 高压：10kV 或6kV 低压： 380220V 上一页 下一页 返 回5、电网接线方式与特点 电 力 系 统 的 接线方 式大致 分为两 大类： （1）无备用电源 接线 （2）有备用电源 接线 具体表现型式有 ： （1）放射式 （2）树干式 （3）混合式 （4）环网式5、电网接线方式与特点 1 、 无备用电源接线 （开式 电力网 ）方式 无备用接线包括 ： （1 ） 单回放射式 （2 ） 树干式 （3 ） 链式网络 a）放射式 b）干线式 c）链式5、电网接线方式与特点 2 、 有备用接线 （闭 式电力 网）方式 有备用接线方式 包括： （1 ） 双回放射式 （2 ） 树干式 （3 ） 链式 （4 ） 环式 （5 ） 两端供电网 络 a）放射式 b）干线式 c）链式 d）环式 e）两端供电网络5、电网接线方式与特点 有备用接线的双回放射式 、 树干式和链式网 络用于一、 二级负 荷。 环式接线 ， 供电经济 、 可靠 ， 但运行调度复 杂 ， 线路发 生故障切 除后， 由 于功率重 新分 配 ， 可能导致线路过载 或电压 质量降 低 。 两端供电接线方式必 须有两 个独立 的电源 。6、 用户和用电负荷的分类 一类负荷：中断供 电将造 成人身 伤亡者 、重大 的 政 治 经 济 影响应 有两个 或以上 独立电 源供电 二类负荷：中断供 电将造 成较大 的政治 经济影 响尽可能要有两个 独立的 电源供 电 三类负荷：不属于 一、二 类电力 负荷 对供电 没有什么特别要求 上一页 下一页 返 回7、常用的低压供配电系统 什么是零 线 、火线 、地线 、线电 压、相 电压、 三相四线制、三相 三线制 ？ 直流电：方向不随 时间变 化 交 流 电 ： 电 压大小 和方向 随着时 间而变 化，分 单相、三相 上一页 下一页 返 回三相四线制供配电系统 上一页 下一页 返 回 相电压：相线与中 性线之 间的电 压 线 电 压 ： 相 线与相 线即两 根火线 之间的 电压无中性线的三相三线制系统 上一页 下一页 返 回 三相三线制系统： 线电压 火 线 ： 分 别 从发电 机绕组 三个始 端引出 的线， 黄、绿、红 零线：中性点接地 时的中 性线， 黑线 地线：接 地 装置引 出的线 ，对人 身设备 起保护 作用。黄绿双色线 上一页 下一页 返 回三相四线制中性点接地 上一页 下一页 返 回二、常用高、低压配电设备 上一页 下一页 返 回1、电力变压器 1 分类及型号 1.1 按 电 压 的 升降 分类： 有升压 变压器 和降压 变 压器两种。 1.2 按 相 数 分 类： 有单相 变压器 、三相 变压器 及 多相变压器。 上一页 下一页 返 回1、电力变压器 1.3按用途分类：有用于供配电系统中的电力变压器； 有用于测量和继电保护的仪用变压器（电压互感器和 电流互感器）；有产生高电压供电设备的耐压试验用 的试验变压器；有电炉变压器、电焊变压器和整流变 压器等特殊用途的变压器。 1.4按冷却方式及冷却的介质分类：有以空气冷却的干 式变压器；有以油冷却的油浸变压器；有以水冷却的 水冷式变压器。 上一页 下一页 返 回1、电力变压器 (1) 油浸式：广泛用作电力变压器，与干式相比，具有 较好的绝缘和散热性能，价廉，不宜用于易燃、易爆 场所。 上一页 下一页 返 回 常用型号： S9 、S9-M 、S11-M 等 如S9-M-1000KVA/10KV/0.4KV1、电力变压器 (2) 干式：用浇注的环氧树脂作为绝缘和散热介质，结 构简单体积小，重量轻，安全防火要求高的场所，广 泛用于民用建筑 。 上一页 下一页 返 回 常用型号： SCB9 、SCB10 、SGB10 等 如SCB10-1000KVA/10KV/0.4KV2、高压配电柜 2.1 KYN28-12型 铠 装 移开式 交流 金属开 关设备 1 ）概述：KYN28A-12型铠装移开式 交流金 属 封闭开关柜系三相 交流50HZ 的 户 内成套 配电装 置。用于接受和分 配3.6 12KV的网络电能 并 对电路实行控制保 护及检 测。2.1 高压配电柜KYN28-12 2 ） 型号含义：2.1 高压配电柜KYN28-12 3 ） 结构： 3.1柜中的主要 电 器元 件均 有 独立 的 隔室 ，如 手车室、母线 室、 电 缆终 端室 、 继电 器 室等 ， 室与室之间应 用接 地 的金 属板 分 隔， 互 不干 扰 ，提高运行的 安全 性 和可 靠性 3.2同型产品内 ， 额定 值合 结 构相 同 的组 件可 以方便的互换 。2.1 高压配电柜KYN28-12 4 ） 方案： 4.1根据需要一 般 常用 的方 案 有： 进线柜、计量 柜、PT 柜 、出 线柜（ 变压器 柜） 、联络柜、隔 离柜 、 所用 变柜 等 。 4.2可配置ABB公司VD4 、 施耐德 公司EV12S 、国 产VS1(施 耐 德宝 光、常 州森 源力拓 及其他 厂家 的同类型断路 器） 。2.1 高压配电柜KYN28-12 4.3一次方案图 ：2.1 高压配电柜KYN28-122.1 高压配电柜KYN28-122.2 高压配电柜XGN15-12 2.2 XGN15-12单元式六 氟 化硫 环网 柜 1 ）概述：2.2 高压配电柜XGN15-12 2 ） 型号含义：2.2 高压配电柜XGN15-12 3 ） 结构： 3.1单元式六氟 化 硫开 关柜 主 要由 母 线室 、开 关室、电缆室 和操 动 及低 压控 制 室4 部 分组成 3.2每台柜面有 接 线配 置模 拟 图， 在 箱体 门上 附主接线配置 图以 及 操作 步骤 详 细说 明(含接 地开关解锁步 骤) 。2.2 高压配电柜XGN15-12 4 ） 方案： 4.1方案灵活， 有SF6负荷开 关柜及 断路 器柜等 4.2负荷开关柜 分 为带 熔断 器 和不 带 熔断 器两 种形式。 不带熔断器的 单元 一 般用 于进 线 或环 线 带熔断器的一 般称 为 负荷 开关+ 熔断器 组合电 器，一般用于 变压 器 出线 柜， 直 接用 于 保护 变 压器。 4.3断路器柜分 为 固定 式和 抽 出式 两 种。2.2 高压配电柜XGN15-12 4.3一次方案图 ：2.2 高压配电柜XGN15-122.2 高压配电柜XGN15-122.3 低压配电柜GGD 2.3 GGD低压固定式开 关柜 1 ）概述：2.3 低压配电柜GGD 2 ） 型号含义：2.3 低压配电柜GGD 3 ） 主要技术参数：2.3 低压配电柜GGD 4 ） 结构： 柜体采用冷轧 钢板 制 作， 钢板 厚 度不 小 于 2.0mm。构架用8MF冷弯型钢 局部 焊接 组 装而 成，屏体坚固 。 低压配电柜为 开启 式 双面 维护 ， 每台 配 电柜 从 正面操作，具 有整 洁 统一 的美 观 的外 观 设计 ， 并易于扩展。2.3 低压配电柜GGD 5 、一次方案图 ： A V 一次系统图 A A A 备 用 内 科 楼 负 一 层 眼 科 （临 街 门 面) 金 康 路 茶 叶 市 场 YJV-3*70+2*50 YJV-3*95+2*70 YJV-3*120+2*952.3 低压配电柜GGD 一次系统图 1500/5 备 用 门 诊 住 院 供 应 室 办 公 楼 照 明 照 明 老 CT 室 办 公 楼 照 明 大 楼 照 明 1500/5 1500/5 1500/5 社 区 老 放 射 科 图 书 室， 感 染 1500/5 内 科 楼 配 电 室 二 楼 科， 老 司 机 班 内 科 楼 4000/5 备 用 内 科 楼 空 调 备 用 新 型 大 楼 设 备 YJV-3*120+2*95 YJV-3*70+2*50 YJV-3*70+2*50 YJLV-3*35+2*16 YJV-3*16+2*10 YJV-3*50+2*25 YJLV-3*70+2*50 YJV-3*50+2*25 YJV-3*70+2*50 YJV-3*120+2*95 YJV-3*185+2*120 YJV-3*150+2*952.4 低压配电柜GCS 2.4 GCS低压抽出式开 关柜 1 ）概述：2.4 低压配电柜GCS 2 ） 型号含义：2.4 低压配电柜GCS 3 ） 主要技术参数：2.4 低压配电柜GCS 4 ） 结构： 装置各功能室 严格 分 开， 其隔 离 室主 要 为功 能 单元室、母线 室、 电 缆室 ，各 单 元的 功 能作 用 相对独立，不 会因 为 某一 单元 的 故障 而 影响 其 他单元的工作 ，使 故 障限 制在 最 小范 围 之内 。 抽屉面板具有 分、 合 、实 验、 抽 出等 位 置的 明 显标志，每一 位置 都 分别 有定 位 装置 ， 以保 证 联锁可靠。2.4 低压配电柜GCS 5 ）一次方案图 ：2.4 低压配电柜GCS 出线柜 廠 家 提 供 廠 家 提 供 出线柜2.4 低压配电柜GCS2.5 其他高低压配电柜 1 ）XGN2-12高压 固定 式配电 柜2.5 其他高低压配电柜 2 ）GG1A-12高压 固定 式配电 柜2.5 其他高低压配电柜 3 ）ArTu低 压 配电柜第二部分 常用高低压元器件介绍 上一页 下一页 返 回第二部分 常用高低压元器件介绍 一、了 解 常 用开 关设备 的作 用、功 能、分 类 二、了解常用 开关 设 备主 要性 能 与参 数 的含 义 三、了 解 常 用开 关设备 的工 作原理 上一页 下一页 返 回上一页 下一页 返 回 一、高压断路器 1 、用途和结构 断路器在电力系统中起着两方面 的作用 ：一是 控制作 用，即 根据 电力系统运行需要，将一 部分电 力设备 或线路 投入或 退出运 行；二 是 保护作用，即在电力设备 或线路 发生故 障时， 通过继 电保护 装置作 用 于断路器，将故障部分从 电力系 统中迅 速切除 ，保证 电力系 统无故 障 部分的正常运行。 高压断路器的类型很多，但就其 结构来 讲，都 是由开 断元件 、支 撑绝缘件、传动元件、基 座及操 动机构 五个基 本部分 组成。 开断元 件 是断路器的核心元件，控 制、保 护等方 面的任 务都需 由它来 完成。 其 他组成部分都是配合开断 元件， 为完成 上述任 务而设 置的。上一页 下一页 返 回 一、高压断路器 2 、类型和适用场所 断路器按其所采用的灭弧介质，可分为下列几种类型： （1）油断路器：采用变压器油作灭弧介质的断路器，称 为油断路器，如断 路器的油还兼作开断后的绝缘和带电部分与接地外壳之间的绝缘介质，称为 多油断路器；油仅作为灭弧介质和触头开断后的绝缘介质，而带电部分对地 之间的绝缘介质采用瓷或其他介质的，称为少油断路器。主要用在不需频繁 操作及不要求高速开断的各级电压电网中。上一页 下一页 返 回 一、高压断路器 2 、类型和适用场所 （2）六氟化硫（SF6）断路器：采用具有优良灭弧性能和绝缘性能的SF6气体 作为灭弧介质的断路器，称为SF6断路器，在电力系统中广泛应用。适用于频 繁操作及要求高速开断的场合，在我国推荐在7.240.5选用SF6断路器，特 别是126KV以上几乎全部选用SF6断路器。但不适用于高海拔地区。 （3）真空断路器：利用真空的高介质强度来灭弧的断路器，称为真空断路器， 现已大量应用在7.240.5KV电压等级的供（配）电网络上也主要用于频繁操 作及要求高速开断的场合，但在海边地区使用时，应注意防凝露，因为会使 断路器灭弧室灭弧能力下降。 目前，在电力系统中主要使用以上三种形式的断路器，而一些旧式断路器， 如空气断路器等，已逐步被淘汰。上一页 下一页 返 回 一、高压断路器 4、主要技术参 数 （1 ） 额定 电压 。额定 电压 是指断路 器能 承受的正 常工 作线电压 。目 前， 我国电力系统中断路器采 用的额 定电压 等级为 （10KV、35KV、66KV、 110KV、220KV、330KV、500KV) 。 （2 ）额定电流。额定 电流是 指断路 器可以 长期通 过的工 作电流 。断路 器长期通过额定电流时， 其各部 分的发 热温度 不超过 允许值 。我国 规定额定 电流 为：200、400 、630、（1000 ）、1250、1600、（1500 ）、 2000、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、 20000A （3 ）额定开断电流。 在额定 电压下 ，规定 的时间 内断路 器能可 靠切断 的最大电流的有效值，称 为额定 开断电 流I k ， 它表示 断路器 的断路 能力。我 国规 定额定开 断电 流为：1.6、3.15、6.3、8、10 、12.5、16 、 20、25、31.5、40、50、63、80、100kA 等上一页 下一页 返 回 一、高压断路器 4、主要技术参 数 （4 ）动稳定电流。断 路器在 闭合位 置时， 所能通 过的最 大短路 电流， 称为动稳定电流，亦称额 定峰值 耐受电 流，它 表明断 路器在 冲击短 路电流作用下，承受电动 力的能 力。这 个值的 大小由 导电及 绝缘等 部分的机械强度所决定 （5 ）热稳定电流。热 稳定电 流是断 路器在 规定时 间内， 允许通 过的最 大电流，它表示断路器承 受短路 电流热 效应的 能力。以短路电流的 有效值表示。断路器的铭 牌规定 一定 时间（1 、2 、4 秒 ）的热 稳定 电流。上一页 下一页 返 回 一、高压断路器 5 灭弧原理 (1) 、 油断路器的灭 弧 这 类 断 路 器用油作灭弧介质，电弧在油中燃烧时，油受 电 弧 的 高温作用而迅速分解、蒸发，并在电弧周围形成气泡。能 有 效 地冷却电弧，降低弧隙电导率，促使电弧熄灭。在油断路 器 中 设置了灭弧装置（室），使油和电弧的接触紧密，气泡压 力 得 到提高。当灭弧室喷口打开后，气体、油和油蒸气本身形 成 一 股气流和液流，按照具体的灭弧装置结构，可垂直于电弧 横 向 吹弧，平行于电弧纵向吹弧或纵横结合等方式吹向电弧， 对 电 弧实行强力有效的吹弧，这样，就加速去游离过程，缩短 燃 弧 时间，从而提高了断路器的开断能力，电流过零时灭弧。上一页 下一页 返 回 一、高压断路器 5 灭弧原理 (2) 、 SF6断 路器的灭弧原理 SF6断 路器用SF6气体作为灭 弧介质。SF6气体是理 想的灭 弧 介 质 ，它具有良 好的热 化学性与 强负电 性。 （a ） 热化学性， 即SF6气体有 良好的 热传导特 性 由于SF6 气体有较高 的导热 率，电弧 燃烧时 ，弧心 表面具有 很 高 的 温度梯度， 冷却效 果显著， 所以电 弧直径 比较小， 有利于 灭 弧。同时SF6在电弧 中热游离 作用强 烈，热 分解充分 ，弧心 存在 着 大 量单体的S 、F及其离子等， 电弧燃 烧过程中 ，电网 注入弧 隙 的 能 量比空气和 油等作 灭弧介质 的断路 器低得 多。因此 ，触头 材 料 烧 损较少，电 弧也就 比较容易 熄灭 。上一页 下一页 返 回 一、高压断路器 5 灭弧原理 （b ） SF6气 体的强负电性 就 是 这种气体分子 或原子 生成负 离子的倾 向性强 。由电弧 电 离 所 产生的电子 ，被SF6气体和由它 分解产 生的卤族 分子和 原子 强 烈 的吸附，因 而带电 粒子的移 动性显 著降低 ，并由于 负离子 与 正 离 子极易复合 还原为 中性分子 和原子 。因此 ，弧隙空 间导电 性 的消失过程非常 迅速。弧隙电 导率很快降低 ，从而促使电 弧熄灭。上一页 下一页 返 回 一、高压断路器 5 灭弧原理 (3) 、 真空断路器的 灭弧原 理 真 空 断 路器应用 真空作 为绝缘和 灭弧介 质。断 路器开断 时，电 弧 在 真空灭弧室 触头材 料所产生 的金属 蒸气中 燃烧，简 称为真 空 电 弧 。当开断真 空电弧 时，由于 弧柱内 外的压 力与密度 差别都 很 大 ， 所以弧柱内 的金属 蒸气与带 电质点 会不断 向外扩散 。弧柱 内 部 处 在一面向外 扩散， 一面处于 电极不 断蒸发 出新质点 的动态 平 衡 中 。随着电流 减小， 金属蒸气 密度与 带电质 点的密度 都下降 ， 最 后 在电流接近 零点时 消失，电 弧随之 熄灭。 此时，弧 柱残余 的 质 点 继续向外扩 散，断 口间的介 质绝缘 强度迅 速恢复， 只要介 质 绝 缘 强度的恢复 速度大 于电压恢 复上升 速度， 电弧最终 熄灭。上一页 下一页 返 回 一、高压断路器 6 、 国内外 知名 断 路器 目前我们使用较多的主要是10KV高压断路器，国 外进口品牌使用较多的为ABB、Schneider 、 Siemens 等几家。如ABB公司的VD4 、HD4系列；施耐德公司 的EV12 、EV12S 系列；西门子公司的3AH 系列。在国 产品牌中目前生产高压断路器的厂家也非常多，品种 也非常齐全，我们使用较多的主要是施耐德宝光的 VS1(ZN63) 、ZN28 系列；常州森源力拓的VS1系列， 还有如常熟开关厂、上海人民、上海华通等也生产高 压断路器，但使用较少，一般根据设计院上图的情况 而定，而且每家的型号也都不统一。上一页 下一页 返 回 一、高压断路器 7 、 国内外知名断路器简介 （1） ABB公司的VD4系列户内真空断路器 VD4 系列户内真空断路器为ABB 厦门开关有限公司生产， 该系列 断路器被广泛应用于国内 各种品 牌的开关柜中，主要分为 固定式 和手车式两类。适用于以 下状况 的开合电流： 短路电流； 负载或空载线路电流； 电容器组，电动机 负载或空载的发电机和变 压器。上一页 下一页 返 回 一、高压断路器 7 、 国内外知名断路器简介 （2） 施耐德宝光VS1系列户内真空断路器 VS1 系列户内真空断路器为施耐 德（陕西）宝光电器有限 公司生 产，该系列断路器被广泛 应用于 国内各种品牌的开关柜中 ，主要 分为固定式和手车式两类 。适用 于以下状况的开合电流： 短路电流； 负载或空载线路电流； 电容器组，电动机 负载或空载的发电机和变 压器。上一页 下一页 返 回 二、高压隔离开关 1 、用途和结构 高压隔离开关主要是用来隔离高压电源、以保证安全检 修，因此其结构特点是断开后具有明显可见的断开间隙。 它的另一结构特点是没有专门的灭弧装置，因此它不能带 负荷操作。但它允许通断一定的小电流，如电压互感器回 路等。开关柜用的户内隔离开关主要有GN19 系列、GN15 系列、GN30 系列等。 隔离开关主要由导电部分、绝缘部分、传动部分和底 座部分组成。 。二、高压隔离开关上一页 下一页 返 回 二、高压隔离开关 2、型号上一页 下一页 返 回 二、高压隔离开关 3、主要技术参 数 （1 ）额定电压 。额定电压 是指隔 离开关 能承受 的正常 工作线 电压。 目 前，我国 电力 系统中隔 离开 关采用的 额定 电压等级 为（10KV 、35KV 、 66KV、110KV 、220KV、330KV、50 0KV )。 （2 ）额定电流。额定 电流是 指隔离 开关可 以长期 通过的 工作电 流。隔 离开关长期通过额定电流 时，其 各部分 的发热 温度不 超过允 许值。 我国规定额定电流为：200 、400、630 、（1000）、1250、1600 、 （1500）、2000、3150、4000、5000、6300、8000、10000 、 12500、16000、20000A上一页 下一页 返 回 二、高压隔离开关 3、主要技术参 数 （3 ） 动稳定 电流。隔 离开 关在闭合 位置 时，所能 通过 的最大短 路电 流， 称为动稳定电流，亦称额 定峰值 耐受电 流，它 表明隔 离开关 在冲击 短路电流作用下，承受电 动力的 能力。 这个值 的大小 由导电 及绝缘 等部分的机械强度所决定 （4 ）热稳定电流。热 稳定电 流是隔 离开关 在规定 时间内 ，允许 通过的 最大电流，它表示隔离开 关承受 短路电 流热效 应的 能力。以短路电 流的有效值表示。隔离开 关的铭 牌规定 一定 时间（1 、2 、4秒）的 热稳定电流。上一页 下一页 返 回 二、高压隔离开关 4 、 常用隔离开关简介 （1） GN19 系