开关柜设计基础(电气)

开关柜设计基础(电气)2023-11-13开关柜基础知识开关柜一次系统设计开关柜二次系统设计开关柜的结构设计开关柜的电磁兼容性设计开关柜的可靠性设计contents目录01开关柜基础知识开关柜定义开关柜是一种用于电力系统中进行电能分配、控制、测量和保护的设备。开关柜的作用开关柜在电力系统中扮演着重要的角色，它能够控制电力流向、保护电路安全、监测电量使用情况以及提供测量数据等。开关柜的定义和作用根据使用环境和功能的不同，开关柜可分为很多种类，如低压开关柜、高压开关柜、配电开关柜、电动机控制开关柜等。开关柜的种类不同的开关柜具有各自独特的特点和应用范围，如低压开关柜主要用于低压配电系统，高压开关柜用于高压电力系统，配电开关柜用于电能分配等。开关柜的特点开关柜的种类和特点开关柜的设计首先要考虑安全性，包括操作安全、维修安全、防护安全等方面。安全性原则开关柜应具有高可靠性，能够在不同运行条件下稳定运行，保证电力系统的稳定。可靠性原则设计时需考虑成本效益，选择合适的材料和器件，优化设计方案，降低制造成本。经济性原则开关柜的设计应考虑其实用性，能够满足电力系统中的实际需求。实用性原则开关柜的设计原则02开关柜一次系统设计一次系统构成开关柜一次系统主要由电源进线、馈线、断路器、隔离开关、负荷开关、电流互感器、电缆、母线等组成。设计原则根据负荷性质和容量，结合一次系统构成，进行合理的电气设计，确保系统安全、可靠、经济运行。一次系统构成及设计原则断路器和隔离开关的选择及配置隔离开关的选择根据回路电压和电流，选择合适的隔离开关类型和额定电流。断路器和隔离开关的配置根据系统运行需要，合理配置断路器和隔离开关的数量和位置。断路器的选择根据负荷电流和短路电流，选择合适的断路器类型和额定电流。根据回路电压、电流和敷设环境，选择合适的电缆类型和截面积。电缆的选择母线的选择电缆和母线的配置根据系统容量和电流，选择合适的母线类型和截面积。根据系统运行需要，合理配置电缆和母线的数量和连接方式。03电缆和母线的选择及配置020103开关柜二次系统设计VS开关柜的二次系统主要由继电保护装置、控制系统、监测系统和计量系统等组成。设计原则二次系统设计应遵循简单、实用、可靠的原则，同时要考虑到维护和操作的方便性。二次系统构成二次系统构成及设计原则根据一次设备的参数和运行要求，选择合适的继电保护装置，如电流保护、电压保护、距离保护等。继电保护装置根据系统运行需要，选择合适的自动装置，如备用电源自动投入装置、自动重合闸装置等。自动装置继电保护和自动装置的配置应满足系统运行的安全性、稳定性和可靠性的要求。配置原则继电保护和自动装置的选择及配置根据开关柜的运行要求，设计合适的控制系统，如断路器的分合控制、隔离开关的控制等。控制系统和监测系统的设计控制系统设计监测系统应能实时监测开关柜的运行状态，包括电流、电压、温度、湿度等参数的监测。监测系统设计控制系统和监测系统的设计应满足实时性、准确性和稳定性的要求。设计原则04开关柜的结构设计抽出式开关柜柜体采用封闭式结构，断路器在可抽出的手车中，适用于对设备进行频繁的检修和更换。其空间利用率较高，但操作较为复杂。开关柜的结构类型及特点中置式开关柜采用金属封闭式结构，主要特点包括断路器在中部，方便更换和维护，同时内部结构紧凑，空间利用率高。固定式开关柜采用封闭式结构，柜体固定安装，适用于较小的场所。其结构简单，操作方便，但空间利用率相对较低。手车式开关柜采用金属封闭式结构，断路器在可移动的手车内，适用于需要频繁更换设备的场所。其结构灵活，便于维护和操作。钢材钢材具有强度高、耐腐蚀、防火性能好等优点，是开关柜常用的材料之一。根据使用场合的不同，钢材的厚度和规格也有所不同。铝合金具有重量轻、导电性能好、易于加工等优点，常用于制造轻型、美观的开关柜。但是铝合金的强度较低，不适用于一些重要场合。塑料在开关柜制造中主要用于绝缘部件和内部零件的制造。常用的塑料有聚碳酸酯、聚酯等，具有成本低、绝缘性能好等优点。根据实际需要，开关柜还可以使用其他材料，如玻璃纤维增强塑料、铜等。选用材料时应考虑其强度、绝缘性能、耐火性能等因素。开关柜的结构材料及选用原则铝合金塑料其他材料开关柜的结构尺寸及公差要求开关柜的结构尺寸包括宽度、深度、高度等参数，根据实际需要和标准规范进行确定。同时还需要考虑开关柜内部的空间布局和设备的安装要求。公差要求对于开关柜的质量和性能至关重要。公差包括尺寸公差和形位公差，需要严格控制以确保开关柜的稳定性和可靠性。在设计和制造过程中应尽可能提高精度，减少误差，以满足使用要求。05开关柜的电磁兼容性设计电磁兼容性的概念电磁兼容性是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作，且不对该环境中任何其他设备或系统造成不应有的干扰的能力。影响因素电磁兼容性的影响因素包括电磁干扰源、传播途径和敏感设备。电磁干扰源包括开关柜内部的各种电器元件，如断路器、接触器等；传播途径主要包括空间辐射、传导耦合和辐射耦合等；敏感设备则是指容易受到电磁干扰的设备，如微处理器、计算机等。电磁兼容性的概念及影响因素电磁屏蔽是指利用导电或导磁材料制成的屏蔽壳体，将电磁干扰源和敏感设备隔离，以减少其相互间的电磁干扰。开关柜的电磁屏蔽设计要点包括合理选择屏蔽材料、优化屏蔽结构、确保屏蔽壳体的密封性和可靠性等。此外，还需考虑开关柜的结构和布局，以避免屏蔽壳体对其他设备或系统产生影响。电磁屏蔽的概念电磁屏蔽设计要点开关柜的电磁屏蔽设计接地的概念接地是指将设备或系统的某一部位通过导电材料与大地连接，以形成等电位面，从而减少设备或系统内部的电位差，达到抑制电磁干扰的目的。接地设计要点开关柜的接地设计要点包括合理选择接地方式、确保接地的连续性和可靠性、避免接地线过长产生电感等。此外，还需考虑开关柜的结构和布局，以避免接地线对其他设备或系统产生影响。开关柜的接地设计06开关柜的可靠性设计可靠性定义设备在规定条件下，在规定时间内完成规定功能的能力。要点一要点二影响因素设备固有可靠性、使用可靠性、维护可靠性、环境适应性等。可靠性概念及影响因素并联设计为提高使用可靠性，对关键部件采用并联设计，当一个部件故障时，其他部件仍能正常工作。备份设计为提高维护可靠性，对关键部件采用备份设计，当一个部件故障时，可以迅速切换到备份部件。开关柜的冗余设计机械防护设计考虑开关柜在使用