由于开关柜有绝缘化、金属隔离化、占地小型化、布置一体化、运行环境优良化、制造工厂化等特点,所以在目前的配电系统中得到了广泛的应用。
高压成套装置按结构可分为金属封闭式、金属封闭铠装式、金属封闭箱式。按断路器的安装可分为固定式和手车式。据不完全统计,国内大城市电力公司在配电系统中采用开关柜的变电站的数量已经超过了65%的比例,随着以后配电系统的发展,制造质量的提高,采用的比例将得到进一步的提高。
(一)高压开关柜的基本形式
(1)按开关柜的主接线形式 可分为桥式接线、单母线、双母线、单母线分段、双母线带旁路母线和单母线分段呈旁路母线的开关柜。
(2)按断路器安装方式分类 可分为固定式和移开式(手车式)开关柜(图3-22)。
图3-22 手车式开关柜与固定式开关柜示意图
(a)手车落地式开关柜;(b)固定式开关柜
1—移动手车;2—隔离插头;3—低压室;4—母线室;5—隔离开关;6—固定装的断路器;7—线路室
(3)按柜体结构分类 可分为金属封闭间隔式、金属封闭铠装式以及金属封闭箱式固定开关柜。
(4)按断路器手车安装位置的方式 可分为落地式和中置式开关柜。
(二)各类高压开关柜型的特点
1.固定式高压柜
固定式成套装置是指一次元件,如断路器、隔离开关、互感器等固定安装在金属开关箱柜内,结构一般比较简单、易于生产制造,操作简便,内部空气间隙较大,运行可靠性高,但柜中断路器的更换、检修不如移开式方便,体积也比较大,固定式成套装置的发展受到一定影响。
固定式成套装置的主接线方式可根据需要设计为单母线、双母线或旁路母线。(www.daowen.com)
固定式成套装置断路器的操作方式可分为手动操作、电动操作或弹簧机构操作。
传统的固定式成套装置通用KGN1-10型(铠装固定户内型10kV开关柜),固定式成套装置经XGN1-10型(箱式固定户内型10kV真空开关柜)、GG1A-10型。
2.手车式(移动式)高压开关柜
移开式成套装置是指断路器等一次的某些元件安装在可移动的手车上(或抽屉上)。常用的成套装置型号有KYN□JYN□系列。这些元件与柜内固定安装的电器元件之间,一般通过隔离触头的来实现电气联通。操作手车可使车上的元件(如断路器)从所在回路上断开,并可随车移至柜外。因而这些元件的检测、维护和更换都很方便。柜内的手车还可与同类型的备用手车互换。当柜内手车移出检修时,可将备用手车投入继续供电,这可大大缩短检修停电时间。手车(中置)式柜还具有结构紧凑、体积小的特点。手车(中置)式成套装置一般均为密封式结构,防护等级较高,一般在IP3X~IP5X,可防止小动物等外物进入柜内,具有防尘水平IP5X的成套装置,可防止影响设备安全运行的大量尘埃进入,提高了安全可靠性,还减少了维修工作量。但防护等级提高后,柜体密闭性能提高,成套装置柜体一旦发生故障电弧时,可能影响产生的高压气体的释放。因此,封闭型成套装置柜体应设置压力释放通道。
为保证手车(中置)式成套装置的隔离触头接触良好和灵活的互换性能。生产中要求有较高的加工精度和良好的工艺装备。
按断路器手车的安装方式可分为落地式和中置式。
落地式手车断路器手车直接安装在柜的底部的导轨上移动,手车操作一般采用直接推拉移动手车方式,也可以采用机械的方式进行推、拉断路器,断路器可使用油断路器、SF6断路器、真空断路器。断路器一般配用弹簧储能、电磁操作机构。
中置式开关柜一般为在开关柜的中部位置,而手车可使断路器的安装位置比电缆室高,断路器可以通过转运小车移出柜外检修,手车操作一般采用螺杆驱动装置,比直接采用推、拉的方式省力。由于断路器室体积小,因此采用真空或SF6断路器,操作机构采用弹簧操作机构。
3.KYN型金属铠装式和XGN型金属封闭箱式固定高压开关柜
KYN型金属铠装式开关柜:金属全封闭结构外壳及各功能小室的防护等级较高,柜体分隔为母线室、断路器室、电缆室、低压室。断路器室与母线、电缆室的间隔装有金属活动帘门,构成封闭结构,柜间使用金属板材做间隔,其母线室、断路器室电缆室带有压力释放通道。断路器安装在可移动的手车上,并通过动、静触头将断路器与开关柜柜体一次回路相连接和隔离,断路器操作回路使用二次插头、插座与操作电源相连接,断路器手车可方便的移出柜外检修,并具有较完整的机械、电气防误装置。因此其防护水平、功能区的隔离、断路器的检修等方面有一定的优点。
XGN型金属封闭箱式固定高压开关柜,金属封闭结构,分隔为母线室、断路器室、电缆室、低压室,母线系统为贯通式,断路器固定安装,断路器室与母线、电缆室的间隔分别安装旋转型双断口隔离开关,构成封闭结构,电流互感器可安装在断路器的线路侧或母线侧,旋转型双断口隔离开关的两个副动触头绕中心轴旋转,在拉开位置时,动触头在断路器一侧即接地,在断路器检修时不需使用绝缘挡板将断路器与隔离开关隔开。有部分XGN型金属封闭箱式固定高压开关柜隔离开关不采用旋转式,而使用隔离闸刀形式。
XGN型金属封闭箱式固定开关柜的母线侧、线路侧隔离开关及开关室柜门使用转盘式机械顺序锁,操作较麻烦,并且母线侧隔离开关在拉开时对于非旋转型结构的闸刀处于垂直状态,并倾向带电的母线侧,如其操作机构连杆因故脱落易带动母线侧隔离开关,因自重而倒下合闸造成事故,这一点十分重要,而有些制造厂的XGN型箱式开关柜在连杆、销子等结构上在开始制造时已作了改进可防止类似情况发生。由于XGN开关室体积小不利于检修,同时双断口隔离开关的母线侧或电缆侧不能检查其触头的接触情况。所以在防护水平,功能区的隔离、断路器的检修比KYN开关柜差。
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