第九篇电器仪表学习

1、胜利石油管理局高培中心党校胜利石油管理局高培中心党校 尹瑞竹尹瑞竹第九篇第九篇 电气仪表电气仪表 本篇共八章，主要讲述本篇共八章，主要讲述电气设备开关柜、综合保护电气设备开关柜、综合保护装置、电力变压器、电机、装置、电力变压器、电机、自动化系统、控制阀、变送自动化系统、控制阀、变送器等工作原理、结构、成本器等工作原理、结构、成本及影响要素、供应市场、采及影响要素、供应市场、采购要点及合同执行要点等内购要点及合同执行要点等内容。容。第一章 概述n一、电力系统一、电力系统 由各种不同类型的发电机、配电装置、输电由各种不同类型的发电机、配电装置、输电线线 路、变电所及用户组成的整体，对电能进路、变电

2、所及用户组成的整体，对电能进行不断地生产和分配，这种包括发电行不断地生产和分配，这种包括发电 机到电机到电力用户的整体就叫电力系统。力用户的整体就叫电力系统。 、和发电发电输电输电变电变电配电配电用电用电电力系统通过发电、输电、变电、配电和用电等环节实现了电能电力系统通过发电、输电、变电、配电和用电等环节实现了电能生产与消生产与消 费。为实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次费。为实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证电力系统安全稳定运行。节

3、、控制、保护、通信和调度，以保证电力系统安全稳定运行。 一、电力系统一、电力系统 在电力系统运行过程中，需要解决好以下问在电力系统运行过程中，需要解决好以下问题题: n1.绝缘保护绝缘保护；n2.电流的发热问题；电流的发热问题；n3.电力系统的故障，特别是短路故障的问题；电力系统的故障，特别是短路故障的问题； n4.电力系统的运行稳定性问题。电力系统的运行稳定性问题。 二、电气设备的功用和分类1.电气设备的功用电气设备的功用n在电力系统中，电气设备按其在电能生产、输送、分配和使用过程中的作在电力系统中，电气设备按其在电能生产、输送、分配和使用过程中的作 用不同，主要有用不同，主要有: n(1)

4、生产和变换电能的设备生产和变换电能的设备，如发电机、调相机、变压器、电动机等，如发电机、调相机、变压器、电动机等; n(2)接通和断开电路的开关设备接通和断开电路的开关设备，如断路器、隔离开关、自动开关、接触，如断路器、隔离开关、自动开关、接触器、刀闸开关等器、刀闸开关等; n(3)限制过电流和过电压的设备限制过电流和过电压的设备，如电抗器、避雷器等，如电抗器、避雷器等;n(4)保护设备保护设备，如熔断器、保护装置的继电器等，如熔断器、保护装置的继电器等; n(5)测量和监察设备测量和监察设备，如电流表、电压表、功率表、绝缘监察装置及供测，如电流表、电压表、功率表、绝缘监察装置及供测 量仪表和

5、继电器用的辅助设备量仪表和继电器用的辅助设备(电流互感器、电压互感器电流互感器、电压互感器)等。等。 n除了上述设备外，发电厂和变电所还设置有除了上述设备外，发电厂和变电所还设置有直流电源设备直流电源设备，供给控制和信，供给控制和信号装置使用，如蓄电池、硅整流器等。号装置使用，如蓄电池、硅整流器等。n2.电气设备分类电气设备分类 n电气设备按照其耐压能力可分为电气设备按照其耐压能力可分为高压电器和低压电器高压电器和低压电器两类。两类。 (1)额定电压在额定电压在3kV以上的设备为高压电器以上的设备为高压电器; (2)额定电压在额定电压在3kV以下则为低压电器。以下则为低压电器。 在电力系统中，

6、通常将电压分为高压，中压、低压三个等级。在电力系统中，通常将电压分为高压，中压、低压三个等级。中压一般指中压一般指635kV，因此，人们有时也将额定电压属于中，因此，人们有时也将额定电压属于中压范围的设备称为中压电器，压范围的设备称为中压电器， 如中压开关柜等。如中压开关柜等。 n按照其功用又可分为按照其功用又可分为一次设备和二次设备一次设备和二次设备两类。两类。 (1)用以直接生产和输配电能的设备称为一次设备，如发电机、用以直接生产和输配电能的设备称为一次设备，如发电机、变压器、变压器、 断路器、隔离开关、熔断器等断路器、隔离开关、熔断器等; (2)用以对一次设备的工作进行监察、测量、控制和

7、保护的设用以对一次设备的工作进行监察、测量、控制和保护的设备称为二次设备，如测量仪表、继电器、控制电缆、自动控备称为二次设备，如测量仪表、继电器、控制电缆、自动控制设备及信号装置等。制设备及信号装置等。 二、电气设备的功用和分类二、电气设备的功用和分类三、电气设备的主要参数三、电气设备的主要参数 电气设备种类繁多，作用不同参数也不同，但额定电电气设备种类繁多，作用不同参数也不同，但额定电压、额定电流和额定容量是最重要的设备参数。压、额定电流和额定容量是最重要的设备参数。 n(一一)额定电压额定电压 n额定电压是国家根据国民经济发展的需要、技术经济额定电压是国家根据国民经济发展的需要、技术经济合

8、理性及电机、电器制造等因素所规定的电气设备标合理性及电机、电器制造等因素所规定的电气设备标准的电压等级。我国规定的额定电压，按电压高低及准的电压等级。我国规定的额定电压，按电压高低及使用范围可分为三类使用范围可分为三类: n第一类是第一类是100V及以下的电压等级。及以下的电压等级。 n第二类是第二类是1001000V之间的电压等级。之间的电压等级。 n第三类是第三类是1000V及以上的电压等级。及以上的电压等级。三、电气设备的主要参数n1.电网和用电设备的额定电压电网和用电设备的额定电压 目前，我国电力网的额定电压等级有目前，我国电力网的额定电压等级有0.4kV、3kV、6kV、10kV、3

9、5kV、 60kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV等。等。n2.发电机的额定电压发电机的额定电压 目前，我国发电机额定电压的使用范围为目前，我国发电机额定电压的使用范围为: 6.310. 5kV用于用于100MW及及以下的小容量机组，以下的小容量机组， 13.8kV用于用于125MW的汽轮发电机和的汽轮发电机和72.5MW的水的水轮发电机，轮发电机， 15. 75kV用于用于200MW的发电机，的发电机， 18kV及以上的电压等级及以上的电压等级用于用于300MW及以上的大容量发电机。及以上的大容量发电机。 n3.变压器的额定电压变压器的额定电压 一般升压变压器是与

10、发电机电压母线或与发电机直接相连接，所以升压一般升压变压器是与发电机电压母线或与发电机直接相连接，所以升压变压器的一次绕组的额定电压应高出其所在电力网额定电压的变压器的一次绕组的额定电压应高出其所在电力网额定电压的5%。降。降压变压器对电力网而言相当于用电设备，所以其一次绕组的额定电压等压变压器对电力网而言相当于用电设备，所以其一次绕组的额定电压等于所接电力网的额定电压。但厂用变压器一次绕组的额定电压取所接电于所接电力网的额定电压。但厂用变压器一次绕组的额定电压取所接电力网额定电压的力网额定电压的1. 05倍。倍。 三、电气设备的主要参数n(二二)额定电流额定电流 电气设备的额定电流是指在规定

11、的外界环境温度电气设备的额定电流是指在规定的外界环境温度条件下，允许长期通过的最大电流值，此时设备条件下，允许长期通过的最大电流值，此时设备的绝缘和载流部分的长期发热温度不会超过规定的绝缘和载流部分的长期发热温度不会超过规定的允许值。的允许值。 我国规定的外界环境温度为我国规定的外界环境温度为: n电力变压器和电器电力变压器和电器(周围空气温度周围空气温度)40 ; n发电机发电机(冷却空气的温度冷却空气的温度)3540 ; n裸导线、绝缘导线和裸母线裸导线、绝缘导线和裸母线25 ; n电力电缆空气中敷设电力电缆空气中敷设30 ，直埋敷设，直埋敷设25 。 三、电气设备的主要参数n(三三)额定

12、容量额定容量 n发电机、变压器、电动机是用于转换功率的，所以都发电机、变压器、电动机是用于转换功率的，所以都相应规定有额定容量，相应规定有额定容量， 其规定条件与额定电流相同。其规定条件与额定电流相同。 n发电机发电机的原动机只能提供有功功率所以一般以有功功的原动机只能提供有功功率所以一般以有功功率率(kW)表示，当用视在功率表示，当用视在功率(kVA)表示时，需表明额表示时，需表明额定功率因数定功率因数(cos )。n变压器变压器的额定容量的额定容量=额定空载线电压额定空载线电压额定线电流额定线电流,额额定容量一般以定容量一般以kVA或或MVA表示。标明的是最大一次线表示。标明的是最大一次线

13、圈的容量。圈的容量。n电动机电动机由于铭牌上指的是输出轴功率，由于铭牌上指的是输出轴功率， 所以用有功功所以用有功功率率(kW)表示，同时应标明额定功率因数表示，同时应标明额定功率因数(cos)和效和效率率(）。）。 四、电气设备试验 1. 1.预防性试验预防性试验 ：即定期试验，是指对运行设备进行的试验。即定期试验，是指对运行设备进行的试验。因为运行设备受到电、机械、化学、热的作用以及过电压的因为运行设备受到电、机械、化学、热的作用以及过电压的影响，促使设备绝缘逐渐老化，特性变坏，这就需要定期进影响，促使设备绝缘逐渐老化，特性变坏，这就需要定期进行试验诊断以便及时掌握电气设备的特性及绝缘状况

14、，发现行试验诊断以便及时掌握电气设备的特性及绝缘状况，发现有缺陷的设备，应进行相应的维护检修，确保设备安全运行，有缺陷的设备，应进行相应的维护检修，确保设备安全运行，达到防患于未然的目的。达到防患于未然的目的。 2.2.交接试验：交接试验：是指对新安装设备及大修后设备的试验。前者是指对新安装设备及大修后设备的试验。前者是为了判断新设备是否能投入运行，因为设备在制造、运输、是为了判断新设备是否能投入运行，因为设备在制造、运输、安装过程中，有可能发生意外事故而留有缺陷，通过试验可安装过程中，有可能发生意外事故而留有缺陷，通过试验可及时发现，及时处理。后者以鉴定设备大修质量为目的。通及时发现，及时处

15、理。后者以鉴定设备大修质量为目的。通过过 试验数据比较，判断设备是否能继续投入运行。试验数据比较，判断设备是否能继续投入运行。 3.3.出厂试验：出厂试验：是指制造厂在设备正式出厂前进行的试验，目的是指制造厂在设备正式出厂前进行的试验，目的是鉴定产品是否合格。是鉴定产品是否合格。 第二节 仪表概述 n按按仪表所使用的能源仪表所使用的能源分类，可以分为气动仪表、分类，可以分为气动仪表、电动仪表和液动仪表；电动仪表和液动仪表；n按按仪表组合形式仪表组合形式，可以分为基地式仪表、单元组，可以分为基地式仪表、单元组合仪表和综合控制装置；合仪表和综合控制装置；n按按仪表安装形式仪表安装形式，可以分为现场

16、仪表、盘装仪表，可以分为现场仪表、盘装仪表 和架装仪表；和架装仪表；n根据根据仪表是否引入微处理机仪表是否引入微处理机(器器)技术技术可分为智能可分为智能仪表与非智能仪表。仪表与非智能仪表。n根据根据仪表信号的形式仪表信号的形式可分为模似仪表和数字仪表。可分为模似仪表和数字仪表。 n按照在过程控制中的作用不同按照在过程控制中的作用不同，可分为，可分为: n(1 )检测仪表检测仪表。如温度、压力、流量、物位检测仪表；。如温度、压力、流量、物位检测仪表； n(2)控制仪表控制仪表。包括。包括DCS、PLC、SIS、FCS等；等； n(3)执行器执行器。如控制阀、电磁阀、电动执行器等；。如控制阀、电

17、磁阀、电动执行器等； n(4)分析仪表、实验室分析仪器等分析仪表、实验室分析仪器等。如色谱仪、质谱。如色谱仪、质谱仪等；仪等；n(5)其他仪表其他仪表。如机械量振动、位移、速度检测仪表，。如机械量振动、位移、速度检测仪表，热失含量的检测仪表、热失含量的检测仪表、 各种分析取样装置、仪表的各种分析取样装置、仪表的配套附件等。配套附件等。 第二节 仪表概述 现代仪表及自动化系统分类如下现代仪表及自动化系统分类如下: n1.测控产品类测控产品类 ：包括各种类型的检测仪表和控制执行机包括各种类型的检测仪表和控制执行机构、仪表阀门。凡是用于生产现场安装在工艺管道或设备构、仪表阀门。凡是用于生产现场安装在

18、工艺管道或设备上，用于检测过程参数或执行控制动作的和控制流体、上，用于检测过程参数或执行控制动作的和控制流体、 过量或状态的现场仪表均属于这一大类。过量或状态的现场仪表均属于这一大类。 n2.控制系统：控制系统：包括可编程控制器包括可编程控制器PLC、集散系统、集散系统DCS、安、安全仪表系统全仪表系统SIS( ESD)、现场、现场 线控制系统线控制系统FCS等类别。等类别。n3.工业信息技术：工业信息技术：包括先进控制技术包括先进控制技术APC、流程模拟和优、流程模拟和优化技术、局域网技术化技术、局域网技术LAN、工业监控技术、工业监控技术CCTV、制造执、制造执行系统行系统MES、企业资源

19、管理系统、企业资源管理系统ERP等。等。第二节 仪表概述 n所谓所谓先进控制技术先进控制技术(Advanced Process Control(Advanced Process Control，APC)APC)，是对那些不同于常规单回路控制，并比常规是对那些不同于常规单回路控制，并比常规PIDPID控制有更好控制效果的控制策略的统称控制有更好控制效果的控制策略的统称, ,主要包主要包括过程建模方法和软测量技术；基于模型控制的三括过程建模方法和软测量技术；基于模型控制的三种方法，即内模控制、模型预测控制和预测函数控种方法，即内模控制、模型预测控制和预测函数控制，以及智能控制方法，包括模糊控制、神

20、经网络制，以及智能控制方法，包括模糊控制、神经网络控制和专家控制；计算机集成控制。其设计思想是控制和专家控制；计算机集成控制。其设计思想是以多变量预估为核心以多变量预估为核心, , 采用过程模型预测未来时刻采用过程模型预测未来时刻的输出的输出, , 用对象的实际输出与模型预测输出的差值用对象的实际输出与模型预测输出的差值修正过程模型修正过程模型, , 从而把若干个要控制的变量控制在从而把若干个要控制的变量控制在一个希望的工控点上一个希望的工控点上, , 把装置整体推向最佳状态。把装置整体推向最佳状态。 n工业电视监控系统（工业电视监控系统（CCTVCCTV） 根据装置区的划分，现场安装若干台（

21、防爆）摄像头，厂根据装置区的划分，现场安装若干台（防爆）摄像头，厂区范围内的电视监控信号通过光缆或电缆传输到中央控制区范围内的电视监控信号通过光缆或电缆传输到中央控制室内，在操作室内采用组合大屏幕显示系统（电视墙）进室内，在操作室内采用组合大屏幕显示系统（电视墙）进行监视，组合大屏幕包括：文字屏、信息屏、组合监视器行监视，组合大屏幕包括：文字屏、信息屏、组合监视器和投影单元组成。和投影单元组成。 通过大屏幕组合显示系统，可以把多样的信息集中显示出通过大屏幕组合显示系统，可以把多样的信息集中显示出来，便于操作人员选择需要的图像信息，提高图像利用率来，便于操作人员选择需要的图像信息，提高图像利用率

22、和综合处理能力，有助于更准确的下达指令，提高操作的和综合处理能力，有助于更准确的下达指令，提高操作的效率。还可以通过以太网和视频信号接口卡将效率。还可以通过以太网和视频信号接口卡将DCSDCS系统、系统、FGDSFGDS系统连接起来，做到结构上完全独立。系统连接起来，做到结构上完全独立。 第二章开关柜n第一节第一节 低压开关柜低压开关柜 n一、基本概念一、基本概念 n通常，我们把用于额定运行电压为通常，我们把用于额定运行电压为690V及及以下的成套配电柜称为低压开关柜。以下的成套配电柜称为低压开关柜。 n低压开关柜主要由柜体、母线和功能单元低压开关柜主要由柜体、母线和功能单元组成。组成。 柜体

23、柜体是开关柜的外壳骨架及内部的安装、支是开关柜的外壳骨架及内部的安装、支撑件。撑件。 母线母线是一种可与几条电路分别连接的低阻抗是一种可与几条电路分别连接的低阻抗导体，包括主母线导体，包括主母线( (水平布置水平布置) )及配电母线及配电母线( (竖直布置竖直布置) )。 功能单元功能单元是完成同一功能的所有电气设备和是完成同一功能的所有电气设备和机械部件机械部件( (包括进线单元和出线单元包括进线单元和出线单元) )。 柜体柜体母线母线功能单元功能单元第一节 低压开关柜n二、主要作用二、主要作用 n(1)电能分配转换、马达控制、无功补偿；电能分配转换、马达控制、无功补偿；n(2)保护人身防止

24、触电保护人身防止触电(直接和间接接触直接和间接接触)；n(3)保护设备防止免受外界环境影响。保护设备防止免受外界环境影响。 第一节 低压开关柜n三、主要分类三、主要分类 n低压开关柜主要分为固定柜低压开关柜主要分为固定柜和抽屉柜。和抽屉柜。n固定柜的特点是固定分隔柜固定柜的特点是固定分隔柜+插拔式开关，电气连接安插拔式开关，电气连接安全可靠。全可靠。 n抽屉柜的特点是抽屉式回路抽屉柜的特点是抽屉式回路+固定式开关，可满足现场固定式开关，可满足现场实时检修的要求。实时检修的要求。 n四、主要技术参数四、主要技术参数 n(1)额定电压额定电压(即系统最高工作电压即系统最高工作电压)，通常为，通常为

25、690V。 n(2)额定频率。国内为额定频率。国内为50Hz。 n(3)额定绝缘电压，通常为额定绝缘电压，通常为1000V。 n(4)额定冲击耐受电压，通常为额定冲击耐受电压，通常为12kV。指开关柜内。指开关柜内电路能承受的规定波形和极性的脉冲电压峰值。电路能承受的规定波形和极性的脉冲电压峰值。 n(5)额定电流额定电流I。当通过此电流时，开关柜内各部件。当通过此电流时，开关柜内各部件的温升不得超过的温升不得超过GB7251. 1中所规定的限值。中所规定的限值。 n(6)主母排额定电流。主母排额定电流。 n(7)配电母排最大额定电流。配电母排最大额定电流。 n(8)主母排额定短时耐受电流。主

26、母排额定短时耐受电流。第一节低压开关柜n四、主要技术参数四、主要技术参数n(9)配电母排额定短时耐受电流。配电母排额定短时耐受电流。 n(10)类别。类别。n(11)污染等级。污染等级。 n(12)电气间隙。电气间隙。n(13)爬电距离。爬电距离。n(14)外壳防护等级。外壳防护等级。n(15)内部分隔形式。内部分隔形式。第一节低压开关柜n五、主要制造标准 n(1) GB 7251. 1-2005低压成套开关设备和控制设备。 n(2) IEC 60439. 1-2000低压成套开关设备和控制设备 第一节低压开关柜第二节 中压开关柜 n一、基本概念一、基本概念 n通常，把用于额定电压通常，把用于

27、额定电压(即系即系统最高工作电压统最高工作电压)在在3.6 40. 5kV之间的成套配电柜称为之间的成套配电柜称为中压开关柜。中压开关柜。n主要由主要由柜体、断路器室、母柜体、断路器室、母线室、电缆室和继电器室线室、电缆室和继电器室组组成。成。n每个隔室都用接地的金属隔每个隔室都用接地的金属隔板完全隔离成各自独立的小板完全隔离成各自独立的小室。室。 n中压开关柜通常工作于划为中压开关柜通常工作于划为非爆炸危险环境的封闭的工非爆炸危险环境的封闭的工厂变配电所内。厂变配电所内。 第二节 中压开关柜 n二、主要分类二、主要分类 n中压开关柜按结构及绝缘方式主要分为中压开关柜按结构及绝缘方式主要分为:

28、 n(1)半封闭式中压开关柜；半封闭式中压开关柜；n(2)金属封闭式中压开关柜；金属封闭式中压开关柜；n(3)气体绝缘封闭式中压开关柜。气体绝缘封闭式中压开关柜。 n在石油化工装置变电所中比较常用的是在石油化工装置变电所中比较常用的是金属封闭铠装可移出式中压开关柜，它金属封闭铠装可移出式中压开关柜，它采用组装结构，具有产品尺寸精度高、采用组装结构，具有产品尺寸精度高、外形美观、于车小型化、主开关可移外形美观、于车小型化、主开关可移 至至柜外、手车可互换、检修维护方便等特柜外、手车可互换、检修维护方便等特点。点。 第二节中压开关柜 n三、主要技术参数三、主要技术参数 n( 1 )额定电压额定电压

29、(即系统最高工作电压即系统最高工作电压)。额定电压的标准值包括。额定电压的标准值包括: 3.6kV、7.2kV， 12kV， 24kV， 40.5kV。 n(2)额定频率额定频率。国内通常为。国内通常为50Hz。n(3)额定电流额定电流I 。额定电流值应在。额定电流值应在GB762的规定值中选取。的规定值中选取。 n(4)额定开断电流额定开断电流（额定电压下断路器能够开断的最大电路电流（额定电压下断路器能够开断的最大电路电流 ）。应在下。应在下列标准值中选取列标准值中选取: 3. 15kA、4kA、5kA、6.3kA、 8kA、10kA、12.5kA、16kA、20kA、25kA、31. 5k

30、A、40kA、50kA。 n(5)额定关合电流额定关合电流。应在下列标准值中选取。应在下列标准值中选取: 8kA、10kA、12.5kA、16kA、 20kA、25kA、31. 5kA、40kA、50kA、63kA、80kA、100kA、125kA。 n(6)额定峰值耐受电流额定峰值耐受电流。在规定的使用和性能条件下，开关设备。在规定的使用和性能条件下，开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个大和控制设备在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的电流峰值。半波的电流峰值。 第二节 中压开关柜 n额定短路开断电流额定短路开断电流? ? 是指开关绝限断开电流的最是指开关

31、绝限断开电流的最大能力，辟如开关上表明额定短路开断电流大能力，辟如开关上表明额定短路开断电流20KA,20KA,表示表示20KA20KA内的短路跳闸触头灭弧热元件动作等有内的短路跳闸触头灭弧热元件动作等有效，超过这个绝限跳闸接头灭弧热元件动作不保效，超过这个绝限跳闸接头灭弧热元件动作不保证，会产生拉弧。证，会产生拉弧。 n额定短路关合电流额定短路关合电流? ? 是指合闸时短路电流的绝限是指合闸时短路电流的绝限能力，辟如开关上表明额定短时关合电流能力，辟如开关上表明额定短时关合电流( (峰值峰值) ) 50kA 50kA ，当外界线路短路时而你把闸合上去，这，当外界线路短路时而你把闸合上去，这是

32、开关受合闸短路电流而跳闸，如果这个瞬间短是开关受合闸短路电流而跳闸，如果这个瞬间短路电流没有超过路电流没有超过50KA50KA，触头灭弧有效。如果超过，触头灭弧有效。如果超过瞬间瞬间50KA50KA触头灭弧不保证，就会拉弧或造成热元触头灭弧不保证，就会拉弧或造成热元件失效等。件失效等。 n(7)额定短时耐受电流额定短时耐受电流。在规定的使用和性能条件下，在规定的短时间 内，开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的电流的有效值。其值应在 GB762的规定值中选取。 n(8)额定短路持续时间额定短路持续时间。开关设备和控制设备在合闸位置能够承载额定短时耐受电流的时间间隔。标准值为匀，推荐值为0.5s

33、、1s、3s、4s 。 n(9)额定雷电冲击耐压额定雷电冲击耐压。应符合GBII022中额定绝缘水平的要求。 n(10)额定短时工频耐受电压。应符合GB11022中额定绝缘水平的要求。 n(11)主母排形式主母排形式。单母排或双母排。 n(12)主开关安装方式主开关安装方式。手车式、手车落地式或固定式。 (13) “五防”功能实现方式。机械联锁或电气联锁。 n(14)外壳防护等级外壳防护等级。最低防护等级要求为IP4X。 第二节中压开关柜 外壳防护等级（IPXX）n防尘等级(第一个X表示) n0：没有保护 n1：防止大的固体侵入 n2：防止中等大小的固体侵入n 3：防止小固体进入侵入 n4：防

34、止物体大于1mm的固体进入 n5：防止有害的粉尘堆积 n6：完全防止粉尘进入 n0：没有保护n防水等级(第二个X表示)n1：水滴滴入到外壳无影响 n2：当外壳倾斜到15度时，水滴滴入到外壳无影响 n3：水或雨水从60度角落到外壳上无影响 n4：液体由任何方向泼到外壳没有伤害影响 n5：用水冲洗无任何伤害 n6：可用于船舱内的环境 n7：可于短时间内耐浸水（1m） n8：于一定压力下长时间浸水 n四、主要制造标准 n(1) GB 3906-20063. 6 -40. 5kV交流金属封闭开关设备和控制设备。n(2) GB/T 11022-99高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求。 n(3) I

35、EC 60298高压金属封闭开关设备和控制设备。第二节中压开关柜 第三节 开关柜技术关键点n一、低压开关柜技术关键点一、低压开关柜技术关键点 n(1)框架框架:应采用高精度数控机床加工，组装式，骨架采用应采用高精度数控机床加工，组装式，骨架采用C形结构或形结构或 直接直接滚压拉伸成型的方形立柱结构，滚压拉伸成型的方形立柱结构， C形结构材质为敷铝镑，直接滚压拉伸成形结构材质为敷铝镑，直接滚压拉伸成 型的方形立柱结构为热镀钵板，模数为型的方形立柱结构为热镀钵板，模数为25mm，框架对角线误差小于千分之，框架对角线误差小于千分之一。一。 n(2)绝缘支撑件绝缘支撑件:采用不饱和树脂采用不饱和树脂D

36、MC压制而成，应具有防潮、阻燃、抗老化压制而成，应具有防潮、阻燃、抗老化功能。功能。 n(3)一次插接件一次插接件具有导向装置，接触良好，在规定的电流范围内，其温升应符具有导向装置，接触良好，在规定的电流范围内，其温升应符合国标的要求。合国标的要求。n(4)二次接插件二次接插件应采用无氧铜经冷轧工艺制作，具有导向装置，保证接触良好。应采用无氧铜经冷轧工艺制作，具有导向装置，保证接触良好。n(5)抽屉要有抽屉要有100%的互换性的互换性，要有运行位置、试验位置及抽出位置，各个位，要有运行位置、试验位置及抽出位置，各个位置均具有明显标识，且均能锁定，运行位置与试验位置的抽出距离应大于置均具有明显标

37、识，且均能锁定，运行位置与试验位置的抽出距离应大于20mm。n(6)满足满足防护等级防护等级的要求，具有防止小动物进入的措施。的要求，具有防止小动物进入的措施。 n(7)满足满足绝缘距离、飞弧距离绝缘距离、飞弧距离的要求。的要求。 n二、中压开关柜技术关键点二、中压开关柜技术关键点 n1.技术标准技术标准 lEC 60298额定电压1 72. 5kV交流金属封闭开关设备和控制设备。GB 3906 335kV交流金属封闭开关柜。 DL/T404户内交流高压开关柜订货技术条件。n2.使用环境条件使用环境条件 海拔高度、环境气温、相对湿度、耐地震能力、污秽等级等。 n3.技术参数技术参数 n额定运行

38、电压、额定电流、额定频率、额定短路开断电流、额定峰值耐受电流、工频耐压、雷电冲击耐压、额定短时持续时间、外壳防护等级。 n4.柜体结构柜体结构 n开关柜设置有可靠的机械、电气联锁机构，符合五防功能的要求。 第三节开关柜技术关键点n5.试验试验 n产品必须通过了全部型式试验。以证明所供应的开关柜及其元件满足技术规范和有关国家、国际标准的规定。型式试验5年内有效。内部故障试验很重要。 n开关柜出厂例行试验项目符合标准要求。 n现场验收试验所得的结果，符合买方规定的数据。第三节开关柜技术关键点第四节开关柜主要成本构成及影响因素 n一、开关柜主要成本一、开关柜主要成本 由生产成本、管理成本、运保成本构

39、成，主要包括设备组由生产成本、管理成本、运保成本构成，主要包括设备组件费、人工费、机械加工及折旧费、管理费、利税、专用件费、人工费、机械加工及折旧费、管理费、利税、专用工具及配件费、技术服务与培训费、工具及配件费、技术服务与培训费、 运输及保险费、水电运输及保险费、水电等其他费用。其中，设备组件费在开关柜成本中占大头，等其他费用。其中，设备组件费在开关柜成本中占大头，包括如下材料和元件的费用包括如下材料和元件的费用: n(1)金属材料金属材料(占整体造价约占整体造价约15)。 n(2)绝缘材料绝缘材料(占整体造价约占整体造价约0.03% )。 n(3)电线电缆电线电缆(占整体造价约占整体造价约

40、0.01%)。 n(4)高压电器元件高压电器元件(占整体造价约占整体造价约60% )。n(5)低压电器元件低压电器元件(占整体造价约占整体造价约18)。 n(6)辅助材料辅助材料(占整体造价的占整体造价的0.02%)。n二、开关柜主要成本影晌因素n1.原材料因素 n冷轧薄板、电解铜、铜母线、电解铝、铝母线、绝缘材料等市场价格。 n2.配套件因素 n断路器、电流互感器、电压互感器、保护装置、操控装置等元件的品牌、 产地及其价格。 第四节开关柜主要成本构成及影响因素 第五节开关柜供应市场情况 开关柜的市场主要由四方面构成:n电网年新增装机容量需要配套设备n国民经济各部门用电设备n技术改造需要设备n

41、出口设备。 中国石化工程建设所需主要开关柜供应商主要集中在国内， ABB、SIEMENS、AREVA等国际性输配电集团公司在国内的合资工厂。同时由于开关柜国内制造厂数量相对较多，生产能力充裕，在保证石化行业生产建设需求方面压力不大，市场基本处于买方市场格局。第六节开关柜采购要点 n采购方案的制订:由物资供应部门的专家组对采购方案进行会审，确定采 购策略。新建项目、技措项目等原则上采用框架协议采购或招标采购;维修更 新改造项目需与原设备并柜运行时采用定向询比价后，与原供应商按照框架价 格采购。 n一、供应商选择一、供应商选择 n供应商的选择应通过以下条件的比较来确定: n(1)企业资质及资格证书

42、企业资质及资格证书; n(2)所需产品的型式试验报告与鉴定证书所需产品的型式试验报告与鉴定证书; n(3)生产能力生产能力; n(4)产品的商业运行业绩，中国石化资源市场成员，具备产品的商业运行业绩，中国石化资源市场成员，具备3年年以上申请物资品种的销售业绩以上申请物资品种的销售业绩; n(5)产品技术来源、产品技术在行业的领先程度、产品的个产品技术来源、产品技术在行业的领先程度、产品的个性特征性特征; n(6)必需的生产工艺设备、产品检测设备必需的生产工艺设备、产品检测设备; n(7)售前售后技术服务能力。售前售后技术服务能力。 第六节 开关柜采购要点 n二、技术交流二、技术交流 n开关柜的

43、技术交流应以中国石化标准采购技术协议为蓝本进行，这是中国石化物开关柜的技术交流应以中国石化标准采购技术协议为蓝本进行，这是中国石化物资采购规范化、标准化的要求，有助于提高设备采购质量、降低采购风险、推动资采购规范化、标准化的要求，有助于提高设备采购质量、降低采购风险、推动企业相关技术进步。企业相关技术进步。 n开关柜的标准采购技术协议是对开关柜的最低技术要求，用户可以根据本企业实开关柜的标准采购技术协议是对开关柜的最低技术要求，用户可以根据本企业实际情况，增加个性化配置，签订补充技术协议。际情况，增加个性化配置，签订补充技术协议。标准采购技术协议与补充技术协标准采购技术协议与补充技术协议不一致

44、时，以补充技术协议为准。议不一致时，以补充技术协议为准。 n中压开关柜标准采购技术协议规定了断路器选型的要求，低压开关柜标准采购技中压开关柜标准采购技术协议规定了断路器选型的要求，低压开关柜标准采购技术协议规定了元器件选型的要求。中低压元器件选型表将各家元器件同术协议规定了元器件选型的要求。中低压元器件选型表将各家元器件同 档次的档次的产品进行了对照，有利于保证各供应商在同一技术水平上参与竞争。产品进行了对照，有利于保证各供应商在同一技术水平上参与竞争。 n应提供由设计和用户确认的完整的一次系统图和平面布置图。应明确技术服务的应提供由设计和用户确认的完整的一次系统图和平面布置图。应明确技术服务

45、的具体要求和时间。具体要求和时间。 n为保证采购工作的公正性，各家供应商签订技术协议和补充技术协议时，应在同为保证采购工作的公正性，各家供应商签订技术协议和补充技术协议时，应在同一份协议上签字。一份协议上签字。第六节开关柜采购要点 n三、商务谈判三、商务谈判 n在商务谈判时应注意如下几点在商务谈判时应注意如下几点: n( 1 )由于框架协议执行时间长，应制定开关柜与原材料价格联动机制，由于框架协议执行时间长，应制定开关柜与原材料价格联动机制，当当 原材料价格波动时，开关柜价格相应做出调整，保证框架协议能够原材料价格波动时，开关柜价格相应做出调整，保证框架协议能够顺利执行。顺利执行。 n(2)开

46、关柜柜内水平母排及母线桥的价格按照铜价同比例波动的算法，开关柜柜内水平母排及母线桥的价格按照铜价同比例波动的算法，在实际应用中很容易产生争议。建议谈判时，将水平母排及母线桥的在实际应用中很容易产生争议。建议谈判时，将水平母排及母线桥的价格分为两部分价格分为两部分:一部分固定不动，一部分可随铜价变动。一部分固定不动，一部分可随铜价变动。 n(3)应明确报价基准即铜价，并约定确定铜价的方法。应明确报价基准即铜价，并约定确定铜价的方法。 n(4)应明确包装费、运输费、保险费、安装费、调试费、验收费、技术应明确包装费、运输费、保险费、安装费、调试费、验收费、技术服务费、培训费、综合保护成套费是否含在开

47、关柜报价中。服务费、培训费、综合保护成套费是否含在开关柜报价中。 n(5)应明确交货期，确定满足需求可行的制造网络进度表。应明确交货期，确定满足需求可行的制造网络进度表。 第六节开关柜采购要点 第七节开关柜合同执行要点 n一、合同执行过程中应注意的问题一、合同执行过程中应注意的问题 n(1)监督供应商严格按照框架协议中的技术协议要求监督供应商严格按照框架协议中的技术协议要求生产，防止供应商单方面降低制造标准或更改元器件生产，防止供应商单方面降低制造标准或更改元器件型号，执行过程任何技术变更须事先得到买方认可。型号，执行过程任何技术变更须事先得到买方认可。 n(2)应尽量减少技术变更，频繁的技术

48、变更容易引发应尽量减少技术变更，频繁的技术变更容易引发质量问题。质量问题。 n(3)加强统筹安排，给供应商留有合理的制造周期，加强统筹安排，给供应商留有合理的制造周期，避免因制造周期过短、供应商赶工带来的质量问题。避免因制造周期过短、供应商赶工带来的质量问题。 n(4)重视出厂验收，原则上不允许供应商缺件发货。重视出厂验收，原则上不允许供应商缺件发货。 n二、过程控制关键节点二、过程控制关键节点 n1.按照供应商的制造进度到生产厂进行按照供应商的制造进度到生产厂进行检验检验 (1)原材料复验。原材料复验。(2)中间检验点中间检验点(柜体成型、元器件装配柜体成型、元器件装配)。 (3)出厂检验。

49、出厂检验。(4)成套设备的运输。成套设备的运输。第七节开关柜合同执行要点 n2.到货验收和检验 n(1 )设备外观应完好元损元框架变形、电气元件脱落或损坏、油漆不完整或色调不一致等现象。对照施工图纸检查，电气元件的型号、规格应与设计 相符，无缺损件。 n(2)设备本体及附件、备件的数量应与设备出厂交货清单相符，并应有出 厂合格证和产品技术说明书，钥匙和专用工具等也应齐全。 n(3)随盘柜带来的母线应平直，表面应平整，无裂纹、折皱和夹杂物等。搭接处或整根母线的镀锡层应完整。 第七节开关柜合同执行要点 n(4)盘柜安装就位后，应进行各项电气检查和试验，盘柜安装就位后，应进行各项电气检查和试验，检查

50、各回路有无电气检查各回路有无电气 或机械故障，并保证回路断路或机械故障，并保证回路断路器闭合、脱扣、自动切换、计量、保护和控制系器闭合、脱扣、自动切换、计量、保护和控制系 统统的正确性。的正确性。n(5)手车式开关柜应推拉灵活，无碰撞、卡阻现象，手车式开关柜应推拉灵活，无碰撞、卡阻现象，同型号的手车应能互同型号的手车应能互 换。动触头与静触头的中心线换。动触头与静触头的中心线应一致，接地触头、主触头均应接触紧密。断路应一致，接地触头、主触头均应接触紧密。断路 器器分闸后，隔离触头才能分开分闸后，隔离触头才能分开;当手车推入柜内时，其当手车推入柜内时，其接地触头应比主触头先接地触头应比主触头先

51、接触，拉出时接地触头后于接触，拉出时接地触头后于主触头脱开。手车与柜体间的二次回路插件应接触主触头脱开。手车与柜体间的二次回路插件应接触良好。良好。 n(6)抽屉式配电柜的抽屉推拉应灵活，无卡阻、碰撞抽屉式配电柜的抽屉推拉应灵活，无卡阻、碰撞现象，同型号抽屉应能互换。各回路的安全连锁装现象，同型号抽屉应能互换。各回路的安全连锁装置应逐项检查试验，动作应准确、可靠。盘柜接置应逐项检查试验，动作应准确、可靠。盘柜接 地地应牢固良好，装有电器的可开启的门，应以裸软铜应牢固良好，装有电器的可开启的门，应以裸软铜线与接地的金属构架可靠线与接地的金属构架可靠 连接。连接。 n(7)一、二次回路接线的电接触

52、应良好。逐个检查，一、二次回路接线的电接触应良好。逐个检查，连接螺栓应无松动。检查盘柜一次、二次回路的线连接螺栓应无松动。检查盘柜一次、二次回路的线间和线对地的绝缘电阻值，一次回路必须大于间和线对地的绝缘电阻值，一次回路必须大于 O.5M，二次回路必须大于，二次回路必须大于M。如果检测回路。如果检测回路中有电子部件，则电子部件应中有电子部件，则电子部件应 从测量回路中脱开，从测量回路中脱开，以免损坏电子元件。以免损坏电子元件。 第七节开关柜合同执行要点 n(8)盘上的电气元件和端子号应标识齐全，清晰。有发热元件的盘柜(如 UPS系统和直流系统的整流柜)应通风良好。 n(9)按规范进行真空断路器

53、试验、互感器试验、金属氧化物避雷器试验、 电容器试验、母线绝缘试验、UPS系统试验、微机综合保护装置试验等。n三、到货结算和质保金的支付 n(1 )设备到货验收合格后，由供应商开具合格的增值税发票和到货单据一同报财务部门结算支付货款。 n(2)设备质保期满后，由使用单位在质保金支付确认书上签字后，报财务部门付款。 第七节开关柜合同执行要点 n综合保护保装置是近几年发展起来的数字式控制和保综合保护保装置是近几年发展起来的数字式控制和保护设备，在很多方面取代了电磁式继电器。其主要优护设备，在很多方面取代了电磁式继电器。其主要优点如下点如下: n(1 )使电气保护整定值更加精确；使电气保护整定值更加

54、精确； n(2)继电保护上下级的保护配合更容易实现；继电保护上下级的保护配合更容易实现；n(3)电气保护接线简单，减少故障点。电气保护接线简单，减少故障点。 第三章 综合保护装置 n电力系统由发电机、变压器、母线、输配电线路及用电电力系统由发电机、变压器、母线、输配电线路及用电设备组成。由于线设备组成。由于线 路或设备本身故障或外界原因，系路或设备本身故障或外界原因，系统会发生故障或异常的运行状态。所谓电力统会发生故障或异常的运行状态。所谓电力 系统的异系统的异常运行状态是指系统的正常工作受到干扰，使设备的运常运行状态是指系统的正常工作受到干扰，使设备的运行参数偏离正行参数偏离正 常值。例如常

55、值。例如:雷电引起的瞬间短路雷电引起的瞬间短路;长时间长时间的过负荷引起的绝缘老化等。的过负荷引起的绝缘老化等。 第三章 综合保护装置 n第一节综合保护装置工作原理第一节综合保护装置工作原理 n综合保护装置的原理是通过一定的设备将电力系统的参数输入综合保护装置，综合保护装置的智能单元对这些参数进行运算处理，并将这些参数与预先设定值或缺省值进行比对，来确定电力系统的运行状态。对异常状态，针对其类别、严重程度，分别发出告警信号或保护执行信号，通过值班人员人工或开关设备自动对故障的电力线路和设备进行必要的操作，从而达到实现保护电力系统和设备的目的。 n从上述过程来看，综合保护保装置是一个信号“加工和

56、处理”设备，是电力系统的神经中枢。 第一节综合保护装置工作原理n电力系统继电保护的基本要求是要满足选择性、电力系统继电保护的基本要求是要满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性。速动性、灵敏性和可靠性。 n其中选择性、灵敏行、可靠性与综合保护装置直其中选择性、灵敏行、可靠性与综合保护装置直接相关，速动性与综合保护装接相关，速动性与综合保护装 置及开关的动作置及开关的动作速度有关。速度有关。 n继电保护的选择性是指继电保护的选择性是指:继电保护装置动作时，继电保护装置动作时，仅将故障设备或线路从电仅将故障设备或线路从电 力系统中切除，使停力系统中切除，使停电范围尽量减小，以保证系统中非故障设备继续电范

57、围尽量减小，以保证系统中非故障设备继续安全运行。安全运行。 综合保护装置通过对系统输入参数综合保护装置通过对系统输入参数的处理，准确判断出故障类型、位置，发出的处理，准确判断出故障类型、位置，发出 准准确的命令，从而实现选择性保护。确的命令，从而实现选择性保护。 第一节综合保护装置工作原理n继电保护的速动性是指继电保护装置应以尽可能快的速度切除故障设备。 快速切除故障设备具有以下优越性: n(1 )可提高电力系统并列运行的稳定性; n(2)可使电压尽快恢复正常，减轻对用户的影响;n(3)可减轻电气设备的损坏程度; n(4)可防止事故扩展，提高重合闸成功率。 第一节综合保护装置工作原理n故障切除

58、的总时间等于保护装置的动作时间和断路器动作时间之和。保护 装置的动作时间与综合保护装置的速动性密切相关。 n继电保护的灵敏性是指保护装置对其保护范围内发生故障或异常运行状态 的反应能力。继电保护的灵敏性，又称灵敏度，通常用灵敏系数尺来衡量，它取决于被保护设备和电力系统参数、运行方式等因素。对于不同的保护装置和 被保护设备，灵敏系数的要求各不相同。 n综合保护装置的功能、抗干扰能力、稳定性、适应环境的能力，是系统可 靠性的基础，只有这些底层的元件性能稳定，其组成系统的可靠性才有保证。 第二节综合保护装置主要种类及基本结构 n一、主要种类 n针对电力系统不同线路和设备的运行特点，综合保护装置主要有

59、以下种类: n(1)线路保护、变压器保护、电容器保护、电动机保护。 n(2) PT（电压互感器 ）监控装置。（一种集保护、测量、控制于一体的微机监控装置。 ） n(3)备用电源自投装置。n综合保护装置都由以下几部分构成: n1.输入部分 n输入部分:主要有模拟量输入和开关量输入。 n模拟量输入主要指系统电流和电压输入，有些温度检测量也是模拟量。 n开关量输入是指开/合信号的输入。主要是指设备开/关状态或选择开关的位置选择情况。第二节综合保护装置主要种类及基本结构 n2.输出部分 n输出部分:主要有固定输出和可编程输出。 n固定输出主要是指一些特定功能的输出，不可以通过编程或其他手段改变其功能。

60、固定输出 是制造商在产品设计时已经定义。 n综合保护装置不同，输出口数量也不同。功能相似或相同，能否在编程定义时合并，需要在技术协议阶段澄清.n在订货时，主要出口功能也应定义。第二节综合保护装置主要种类及基本结构 n3.电源部分 n目前综合保护装置对电压 要求并不苛刻，一般均可以接受额定电压为220V或110V电源输入，交流和直流均可以。 n对电源的输出，属于具体产品的内部结构设计，在此不作讨论。 n4.人机界面 n综合保护装置面板上，一般会有屏幕显示、信号指示、功能键和通讯口。n前面板一般有232通讯口，供技术人员调试使用。后面板通讯接口，可以使综合保护装置之间或综合保护装置和系统之间互连成