高压成套开关设备

。高压开关设备第一章概述(一)电压等级的新概念高电压相对于低电压。根据国际电工委员会标准，高电压和低电压的分界线是1000伏，而中国没有1000伏的电压等级。高电压和低电压的分界线实际上是3000伏，高于3000伏的电压等级是高电压。中国高压开关设备的电压等级为3.6、7.2、12、24、40.5、126、252、363、550、800、1100千伏。高压开关设备上的电压是指额定电压，而相应电网的标称电压是3、6、10、20、35、66、110、220、330、500、750、1000千伏。高压开关设备的额定电压通常分为中压(3.6 72.5千伏)、高压(126 252千伏)、超高压(363 800千伏)和超高压(1100千伏)。高压开关设备是指用于输变电控制和保护的设备。它是一种主要的机械设备，对动力设备的安全可靠运行至关重要。(2)关于UHVUHV电网是指电压等级为交流1000千伏、DC 800千伏(正负)及以上的输电网。采用该技术将大大提高长距离大容量传输的效率，降低传输损耗和传输成本。目前，中国三分之二的可开发水电资源位于西部，三分之二的煤炭储量分布在山西、陕西和内蒙古三省。然而，全国三分之二的用电负荷分布在东部沿海地区和京广铁路以东的经济发达地区。在发电资源丰富的地区建设大型煤电基地和大型水电基地，实现煤电就地转换和水电大规模开发。此外，通过强大的UHV主干网，电力将从西部和北部大规模输送到中部和东部地区。这不仅能解决东部地区的能源短缺问题，还能减轻交通和环境保护的压力。第二章产品设计规范(一)产品基本标准和应用1.产品图纸和数据的完整性应符合JB/T5054.4-2000中产品图纸和设计文件的完整性。进口或联合设计的产品应使用图纸和文件进行工业化。创新(改进)产品应有技术规范、安装和使用说明书、产品质量特性重要性分类表和全套图纸。2.根据技术文件管理办法的规定，产品图纸和技术文件编号应按十进制进行分类，不推荐使用成员编号。3.产品结构图中一般公差的表示方法是“GB/T 1804-M”。4.金属材料的标记方法应符合GB/T700-1988。所有碳素结构钢等级应为“Q235”，而不是旧标准“A3”。5.机械制图标准应以GB/T4457.4-2002的制图方法和线条、GB/T4458.1-2002的制图方法和视图、GB/T4458.2-2003的零件序号和排列方式为依据。6.电气图纸应符合GB/T4728.2系列标准(2)高压开关柜的结构设计高压成套开关设备的设计从开关设备的功能、使用和运行条件出发，设计开关设备的部件布置、柜体结构、绝缘、工作条件容差和人机工程学，形成生产图纸和技术文件。高压成套开关设备是将选定的电气元件合理安装在柜或箱内，通过一次回路和二次控制回路的连接，实现供配电系统的运行、检测、控制和保护功能。设计主要考虑以下几个方面。1、符合国家和行业标准及操作条件1.1产品标准成套高压开关设备适用标准包括：GB39062006、GB/T 110221999、GB/T 174671998、DL/T5372007、DL/T4042007等相关标准。1.2产品分类根据主开关元件的安装方式，分为固定式和拆卸式。根据GB3906-1997标准，根据舱室的密封方式，舱室可分为箱式、间隔式和铠装式。根据GB3906-2006标准，产品不再根据操作分为LSC2B、LSC2A和LSC11.3.1气隙(相间和相对空气中)40.5千伏300毫米，24千伏180毫米，12千伏125毫米，7.2千伏100毫米1.3.2爬电距离(污染等级三)40.5千伏810毫米，24千伏480毫米，12千伏240毫米，7.2千伏 144毫米1.4机械“五防”联锁要求目前，高压柜生产中基本上只有“四项预防措施”。仪表门上的KK开关没有配备红色和绿色的开关卡，这主要是由于缺少“防止错误开关的断路器”。此外，其他“四项防御”必须是强制性的。如果进线环形网络机柜没有电源电压互感器，则必须结合即时和强制隔离措施，以“防止误入带电间隔”。对于开关关闭后可以手动打开下门的环网(开关)柜，机构与下门直接锁定，建议制造商提高机构的可靠性。对于带断路器和无接地开关的后门闭锁(中间柜)，还应设计接地开关联锁机构和操作部件，后下门上应设有闭锁孔。(电磁锁现在已经普遍安装，不是强制性的)1.5产品使用环境条件相对恶劣的地方(如湿度、盐雾等)。)。(应该提前知道)应仔细审查外部图纸和文件，必要时可向用户提出建议。具有很强环境适应性的产品，如充气柜等。应尽可能采用。如果它们不起作用，则必须根据产品的全部工作条件类型进行设计。(参考高原产品)1.6在设计高原型(高海拔地区)产品时，外绝缘试验电压应为耐受电压乘以系数K，即工频耐受电压为1分49.4千伏，冲击耐受电压为88.2千伏，符合GB311.1标准。柜内要求有主开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、母线系统、静触头对阀、绝缘等技术措施，高海拔地区使用的产品不得按常规设计生产。注：K=1.1761.7接地电路的可靠性要求每个开关柜必须设计有一个接地母线和一个主接地点。接地母线可穿过并联开关柜，并可与外部接地装置连接。分支接地排应贯穿机柜的每个功能区间，以确保一次、二次元件和机柜本体的可靠接地。1.8开关柜的外壳保护等级应符合GB4208的要求。KYN44B中央柜的外壳保护等级为IP4X，刀闸室门打开后IP2X，XGN15(SF6)环网柜IP3X，XGN箱式固定柜IP2X，YB22预装变电站IP23D，XGN68真空开关柜IP3X。上述等级的含义可以从GB4208标准中得知。1.9开关柜的结构还应满足用户对供配电系统的特殊要求。2.布局合理，安全可靠开关柜的柜体设计应突出简单、可靠的结构和新颖的外形。要求开关柜内所有隔间能够合理分隔，柜体外形美观，符合人体工程学。开关柜的各活动部件要求传动稳定可靠、位置准确，要求手动操作工作尽可能小，操作位置适中。考虑到消除闭合磁路产生的涡流的效果，将绝缘套的三相开口与触头盒安装板连接起来，并加装铝合金板或不锈钢板作为衬板，阻断公共磁路，达到消除涡流的目的。对于4000A以上的铠装中央柜，应安装风机进行强制通风和散热，断路器室、电缆室和母线室等间距每处至少设计一台。非标准机柜或配电箱的结构设计应力要求电气元件在有限的空间内合理布置。柜体、柜内母线及所有部件应能承受相应短路电流产生的电力冲击，并具有可靠的机械强度。3.易于安装和维护开关柜本体/bo母线是指成套开关柜中用于连接机柜室和机柜内电气设备以收集、分配和传输电能的导体。在发生短路故障时，承受短路电流引起的发热和电动效应是高低压成套电器的一个重要的主要元件。1.母线的类型、颜色、布置和载流量1.1总线类型开关柜的母线根据其横截面分为三种类型：矩形、圆形(或双D形)和槽形母线。当母线的截面积相同时，矩形母线的周长大于圆形母线的周长，具有良好的散热效果和冷却条件。另外，在一定的允许加热温度下，矩形母线通过的电流比圆形母线大，集肤效应更强，而矩形母线相对均匀，所以矩形母线一般用于成套开关柜。1.2开关设备母线的颜色和位置(1)开关柜母线的相序位置和国标颜色对比见表1。表1开关柜母线相序位置与国标颜色对比差异国际颜色母线安装相互位置垂直排列前后排列水平排列阶段a黄色在远的左边的b阶段绿色的在在在c阶段红色下面的近的正确中性线或中性线浅蓝色(3相4线)最低的最近最正确直流正极棕色在远的左边的直流阴极蓝色下面的近的正确(2)柜体接地母线：黄色和绿色相间；1.3机柜中母线的布局(1)根据“垂直或水平”形状：如GG1A-12F和GBC-40.5中机柜顶部的主母线布置结构。(2)根据“销”形：如KYN28A-12和KYN10-40.5中的主母线布置结构。1.4影响载流量的因素(1)布局：垂直和水平，垂直的动态稳定电流大于水平的。(2)环境温度。(表2显示了裸母线承受的最高温度值。)表2裸母线环境温度绝缘介质裸母线最高温度值/裸铜镀银镀锡悬而未决90115105在SF6天然气公司115115110在石油中100100100表2显示，在镀银或镀锡后，汇流条的耐高温性能得到改善。(3)母线材料：铜；铝；在钢中，铜的导电率最高，在相同的横截面积下，其载流能力最大。钢是最小的，通常用于铂电路或避雷器电路。(4)总线数量：当多条总线并行排列时，散热情况比单条总线差得多。例如：电流测试值LMY100*10:单载流容量为1728A/1(作为参考)；对于双根布置，载流能力为2558安/1.48；三根导线布置时，载流量为3181 A/1.84；当布置四个时，载流能力为3622A/2.09。(5)散热条件：开放式开关柜的母线载流量大于封闭式开关柜，有空调的变电站优于无空调的变电站。2、母线绝缘2.1绝缘母线功能(1)防止因接触小动物引起的相间或相对短路故障；(2)防止污闪或凝闪；(3)防止人身伤亡事故；(4)防止盐雾和有害化学气体对母线的直接腐蚀；2.2母线绝缘模式(1)热缩护套：可以提高母线之间的绝缘水平，但护套存在绝缘老化的问题，母线的散热条件也会变差，这也增加了生产成本。(2)冷缩护套：操作简单，无需加热。然而，成本很高，并且还存在绝缘老化和总线冷却条件恶化的问题。(3)硫化喷涂：生产工艺比较复杂，碰撞后无法补救，客车接头无法喷涂；(4)SF6气体绝缘：在密封的主母线室和断路器室内充入0.04兆帕的F6气体可以提高母线间的绝缘性能；主母线在整个寿命周期内不需要大修和维护，不受外部环境影响。它具有很高的安全性和可靠性，但生产过程相对复杂，是目前最先进的生产设备标准书写格式为：根号总线类型代码窄边*宽边(如2-TMY 10100)；软化的热处理铜母线用“TMR”表示，硬铜母线用“TMY”表示。3.2连接模式(1)用螺栓直接连接或用过渡件间接连接(如铜铝接头)；(2)使用软连接，如XGN68和YB22G预组装。3.3连接要求母线接触面之间的接触电阻应符合国家标准的要求，并应稳定。因此，在制造母线时，要求母线的接触面应进行表面处理，如压花、整平、镀银或镀锡。当总线用硬件固定时，要求硬件材料本身不能形成封闭的铁磁回路，而应使用非导磁材料。4.汇流条设计4.1相序设计(1)技术要求中应规定主变压器架空进、出线柜的母线相序，并考虑母线是否需要换相；(2)当接触母线空间小时，也可能发生相序调整；(3)用相邻的两个高压开关柜控制高压电机正反转时，应调整柜内出线侧母线的相序；(4)在架设母线桥的两个开关柜中，需要调整一个柜内主母线的相序；(5)在设计出口项目时，应注意出口国母线相序的实施标准。例如，印度高压三相母线的颜色标准分别是红色、黄色和蓝色。(6)柜顶三相电压小母线的位置也应按照“远A、中B、近C”的国家标准要求进行设计。4.2绝缘设计(1)对于“高海拔地区”、“主回路要求复合绝缘”、“采用绝缘母线”、“3000米高度考虑外绝缘”等要求。柜内的主母线、分支母线和搭接接头需要绝缘处理；(2)对于运行环境条件恶劣(如高湿度和高污染水平)地区的开关柜，柜内的主母线和分支母线应绝缘。(35KV开关柜内主、分支母线的绝缘也可采用硫化喷涂工艺处理。4.3机柜中的电气设备与总线容量相匹配。柜内电流互感器、隔离开关和断路器(或低压开路)的容量应与柜内主母线和引线母线(或垂直母线)的载流量相匹配。4.4母线固定母线桥中的母线应用母线配件固定。当母线较长(如20m以上)时，应采用温度补偿装置等措施，防止母线热膨胀和冷缩产生应力。4.5附加功能设计(1)母线桥中的母线或电缆出线柜中的下行母线应设计有“验电接地”功能；例如，如果要求总线桥结构“总线可以用接地线悬挂并测试电力”，可以在桥体下面或在桥墩的后侧打开一个矩形间隙，并用