案例应用

APPLICATION CASE

SF6全绝缘开关柜的结构特点和工程设计
发布时间: 2023-12-14 06:12:15 来源:案例应用

  SF6全绝缘开关柜的使用场所分为户内和户外。如果用于户内,大部分开闭所会面临二期增容扩建和改造的问题,所以在工程设计中需要仔细考虑将SF6全绝缘开关柜的端柜母线采用两侧可扩展的方式,当一期不需要扩展时,可用堵头封堵,当需要二期增容或改造时,再用插拔式硅橡胶母线连接器进行拼柜连接,便于变电所增容改造。

  主要应用于:监测系统电压和提供操作电源。可以带负荷接通或断开电压互感器及接地,电压互感器最大容量为500VA。

  主要应用于:监测系统电压和提供操作电源,ຫໍສະໝຸດ Baidu有电压互感器并与母线直接连接,电压互感器最大容量为5kVA。

  柜架(除去密封箱体以外的壳体部分)是所有零部件装配的基体,同时对密封箱体起支撑和固定作用。柜架可分为三个主要隔室:操作机构室、电缆室和泄压通道;操作机构室内有机构、熔断器固定架和二次回路;电缆室内有电缆及其固定架、接地母排,根据自身的需求可配置电流互感器;泄压通道在电缆室的后面。压力表、动态主接线模拟图、带电显示器、操作孔及操作按钮、铭牌、机构室的门、电缆室的门等均位于正面。

  SF6全绝缘开关柜以负荷开关、负荷开关-熔断器组合电器、隔离开关-断路器等主开关构成各功能单元和密封气箱,它将所有高压带电部分如负荷开关、接地开关、母线等密封在充有低压力SF6气体的不锈钢箱体内,以SF6作为灭弧介质,采用电动或手动储能弹簧操动机构,其母线通过母线连接器可以在左右方向任意扩展。适用于中压配电系统,能够准确的通过不同的设计的具体方案,任意排列,完成不同的配电任务。

  主要应用于:电缆进出线的控制,接通及断开进出线电缆与母线,可使进出线电缆

  如果用于户外,一般无需考虑增容,因此端柜母线可以不扩展。但如遇特别的条件,比如户外房只作为临时站用途,等使用一段时间后,开关设备放入户内使用,那么就要采用两侧可扩展的连接方式。

  SF6全绝缘开关柜除左右可扩展外,还可以从顶部扩展。在柜顶安装母线套管,通过母线扩展连接器或者电缆头与相邻柜拼接,以使用户得到满足的特别的条件,还可解决与其他厂家生产的开关柜的拼接问题。

  主要应用于:二次配电网容量在1250kVA及以下的终端配电变压器的控制和保护。

  主要应用于:两段母线的分段与联络。配有隔离开关和断路器,可以带负荷接通或断开主母线 引言

  随着国家经济建设的加快速度进行发展,城市电网负荷慢慢的变大,密度慢慢的升高,城市电网供电方式逐步向环网型供电方式发展,环网供电技术以其独特的优越性在城网配电系统中得到了广泛运用。

  SF6全绝缘开关柜是一种以低压力SF6气体作为绝缘和灭弧介质的开关柜,与SF6半绝缘开关柜相比,更具安全可靠,免维护,结构紧密相连,小型化,易扩展,方案组合灵活多样等优越性,是环网供电和终端供电的重要开关设备。LMG/LCG-12系列全绝缘开关柜是由上海天灵和加拿大雷泽瑞奇公司合资生产的开关设备,本文综合这一产品的结构、性能和特点,就SF6全绝缘开关柜在10kV配网供电系统中怎么样做工程设计作以下详细的论述。

  SF6全绝缘开关柜气箱有单气箱和共气箱两种类型,其性能完全相同。从节省本金的角度来说,选择共气箱更为经济实惠,减少了板材和连接器。但是从另一角度来看,一旦其中一个间隔发生意外事故,要换掉的是一整台气箱,这样就提高了维护成本。所以在设计时应按照每个用户的需求,结合经济等因素考虑来选择。一般来说共气箱可由C、F、B单元任意组合,因为C、F、B单元相对功能简单,故障率较低,而断路器单元结构较为复杂,易发生事故,所以不推荐和其他单元共一个气箱。至多四个间隔共一个气箱,以免发生意外事故,维护成本上升。

  操作机构可分为手动和电动。通常用于户外的开关柜现场没有二次电源,所以大多采用手动操作机构。通常用于户内的开关柜现场有二次电源,大多采用电动操作机构,也可用手动操作机构。为实现配网自动化,手动操作的开关柜可在操作机构室内加装电机,并在操作机构室上增加控制仪表箱,现场仍可保留按钮合、分闸功能。电机一般有AC220V、DC220V、DC110V、DC48V、DC24V等多种电压等级供用户选择。控制回路能够最终靠外引电源或者从压变柜电压互感器取电,还可加装电源转换模块。

  母线连接器是为各柜提供电气、机械连接的器件。由三只硅橡胶接合器组成,安装在欲连接的各柜的侧面上水平排列的内锥套管之间,为母线提供连续性,并封闭结合处。用这种连接器可以使不同的开关柜的母线方便简单的连接在一起而不需更换SF6气体。不仅仅可以防止局部放电和保证绝缘特性,还可以耐受开关柜可能具有的额定及短路电流。

  电压互感器的用途是将继电保护设施、测量仪表和计量装置的电压回路与高压一次回路安全隔离,并取得固定的100V或100/√3V,220V二次标准电压。电压互感器按接线方式分为单相式、三相式和V型接线式,按接地方式分有接地式和不接地式。对不同的接线方式,其额定一次电压和额定二次电压不同。电压互感器应根据供电部门的要求,选择接线方式,二次绕组的配置要求和额定输出容量大小。

  SF6全绝缘开关柜总体结构分为两大部分,充气的密封箱体部分和操作机构室、电缆室、底架、泄压通道、低压室等不充气部分。高压主回路置于充气的密封箱体内,操作机构室位于正面的上方,电缆室位于正面的下方,泄压通道位于后下方,用全屏蔽电缆终端进出线柜体高度的选择

  LMG/LCG-12系列SF6全绝缘开关柜的柜体高度主要有四种规格(单位mm):1200、1450、1600、1800。柜体的高度应该要依据使用场合来定。正常的情况下,户内采用1800,箱变采用1600,户外采用1450、1200。因箱变和户外房安装于室外,使用环境条件苛刻,占用面积有一定限制,对于外观尺寸的要求比较高。箱变和户外房的外壳本身有一定的大小,如果柜体高度过高,外壳尺寸需相应加大,这样会影响旁边的环境的美观,所以一定要考虑此因素而降低高度。然而开闭所一般有足够的安装空间,对于柜体的高度要求不是很苛刻,因此用于户内的开关柜,一般都会采用1800mm的高度,电缆离地高度约1000mm左右,这样电缆室有足够的空间,便于实施工程人员连接电缆。另外,用于户内的开关柜操作次数相对频繁,柜高需配合运行人员的高度,若柜体过高,仪表安装的地方也相应加高,运行人员不方便操作和观察。若柜体过低,导致运行人员使用操作手柄的不便。对于户外型开关柜,因操作频率较低,权衡利弊之后,首先应考虑的是柜体小型化的问题。

  使用三工位负荷开关,有实际效果的减少零部件数量,实现了机械五防联锁功能。线绝缘气体使整体结构更紧凑,限流熔断器也向小型化发展。紧凑的结构设计,使占地面积大大缩小。

  采用模块化的设计的具体方案,其基本模块单元为负荷开关模块、负荷开关-熔断器组合电器模块、隔离开关-断路器模块及其他特殊功能模块任意组合,任何模块之间都可通过硅橡胶母线连接器实现任意扩展和连接。

  电流互感器作为测量仪表、计量装置和继电保护的电流源,由于各自的功能不同,准确等级不同,对额定电流范围要求也不相同,从而要求电流互感器具有不一样功能的二次绕组。进出线柜电缆室内可加装低压穿芯式或开启式电流互感器实现对电流的测量。计量柜安装母排式电流互感器。电流互感器应根据供电部门的要求选择变比,精度和准确级,容量要满足测量和保护的要求。电流互感器的外观尺寸和内径需根据电缆的大小和柜体的宽度和高度做出合理的选择,以免因柜体尺寸太小不能安装。

  本文以上海天灵开关厂有限公司生产的LMG/LCG-12系列全绝缘开关柜为例,主要介绍了SF6全绝缘开关柜的结构、功能和特点,并论述了如何在10kV配网供电系统中进行SF6全绝缘开关柜的工程设计。

  在负荷开关限流熔断器的组合电器柜中,装有与三工位负荷开关联动的熔断器接地开关,对熔断器出线端提供较为可靠接地;当负荷开关在合闸、分闸操作中该熔断器接地开关基本不动作,当负荷开关接地操作时,该熔断器接地开关同时动作与熔断器出线端的静触座可靠接触,以保证熔断器出线)电缆引入柜(B)

  主要应用于:供电部门电能计量。配有常规的电流互感器和电压互感器,以方便电力部门的校验。

  主要应用于:两段母线的分段与联络。可以带负荷接通或断开主母线)电缆引入柜(A)

  主要应用于:电缆进线的引入。电缆接头与母线直接相连,用于进出线母线五防机械联锁

  负荷开关柜及组合电器柜均有可靠的机械联锁,且主接线模拟图有开关状态的指示,必须按规定的操作程序操作才能得以进行。

  在密封箱体下部的泄压通道设有防爆膜,当万一发生内部燃弧故障时,密封箱体内部的高压力气体可将防爆膜冲开,释放压力,同时SF6气体通过泄压通道排入地沟以确保操作人员的安全,并能有很大效果预防对电缆及变电站内其余开关设备的损害。

  在电缆室内单独设有5×30mm2的主接地铜排,贯穿整个排列,供直接接地的组件使用。三工位负荷开关的接地触座通过铜排与主接地铜排相连,构成接地回路,使整个柜子都处在良好的接地状态,确保操作人员的安全。

  气箱充以SF6气体,额定压力为0.03MPa,采取了激光焊接全密封技术,并经过同步抽真空氦检漏,在整个运行寿命期间不要重新充气而能保持安全操作。

  (2)共箱式(LCG-12):气箱为共气箱,即几个间隔共用一个气箱,每个模块最多具有四个功能单元。

  所有高压带电部分全部密封在充低压力SF6气箱内,不受外界环境影响,如:污秽、潮湿、盐雾、小动物等。气箱采用进口3mm不锈钢板激光焊接完成,保证设备在运行中的高强度要求,防腐蚀,防涡流影响,防止经常使用中气箱焊缝因温差变化引起的气箱呼吸效应使得焊缝疲劳开裂,防护等级可达IP67,气密性非常好,可保证30年不漏气。

  安装于气箱内的负荷开关有三个工位,合闸、分闸、接地三个位置。当动刀片位于分闸位置时,它有足够的绝缘距离。用一个操作手柄可以分别对主开关和接地开关进行合分操作,主开关和接地开关之间有机械联锁。

  熔断器负荷开关构成变压器保护回路,高遮断限流熔断器装于环氧浇注的绝缘壳体内。当发生短路时熔断器熔断后,弹出的撞针使负荷开关分闸,使故障线路得到切除。熔断器撞击器选用弹簧式撞击器。

 
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