技術(shù)｜99%的人所不知道的開關(guān)柜知識(shí)大全！

技術(shù)｜99%的人所不知道的開關(guān)柜知識(shí)大全！
2016-05-27
開關(guān)柜是指按一定的線路方案將一次設(shè)備、二次設(shè)備組裝而成的成套配電裝
置，是用來對(duì)線路、設(shè)備實(shí)施控制、保護(hù)的，分固定式和手車式，而按進(jìn)出線電
壓等級(jí)又可以分高壓開關(guān)柜(固定式和手車式)和低壓開關(guān)柜(固定式和抽屜式)。
開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)大體類似，主要分為母線室、斷路器室、二次控制室(儀表室)、饋
線室，各室之間一般有鋼板隔離。
內(nèi)部元器件包括：母線(匯流排)、斷路器、常規(guī)繼電器、綜合繼電保護(hù)裝置、
計(jì)量儀表、隔離刀、指示燈、接地刀等。又叫受電柜，是用來從電網(wǎng)上接受電能的設(shè)備(從進(jìn)線到母線)，一般安裝有
斷路器、CT、PT、隔離刀等元器件。
也叫饋電柜或配電柜，是用來分配電能的設(shè)備(從母線到各個(gè)出線)，一般也
安裝有斷路器、CT、PT、隔離刀等元器件。
也叫母線分?jǐn)喙?，是用來連接兩段母線的設(shè)備(從母線到母線)，在單母線分
段、雙母線系統(tǒng)中常常要用到母線聯(lián)絡(luò)，以滿足用戶選擇不同運(yùn)行方式的要求或
保證故障情況下有選擇的切除負(fù)荷。
電壓互感器柜，一般是直接裝設(shè)到母線上，以檢測母線電壓和實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。
內(nèi)部主要安裝電壓互感器PT、隔離刀、熔斷器和避雷器等。是用來隔離兩端母線用的或者是隔離受電設(shè)備與供電設(shè)備用的，它可以給運(yùn)
行人員提供一個(gè)可見的端點(diǎn)，以方便維護(hù)和檢修作業(yè)。由于隔離柜不具有分?jǐn)唷?br/>接通負(fù)荷電流的能力，所以在與其配合的斷路器閉合的情況下，不能夠推拉隔離
柜的手車。在一般的應(yīng)用中，都需要設(shè)置斷路器輔助接點(diǎn)與隔離手車的聯(lián)鎖，防
止運(yùn)行人員的誤操作。
也叫補(bǔ)償柜，是用來作改善電網(wǎng)的功率因數(shù)用的，或者說作無功補(bǔ)償，主要
的器件就是并聯(lián)在一起的成組的電容器組、投切控制回路和熔斷器等保護(hù)用電器。
一般與進(jìn)線柜并列安裝，可以一臺(tái)或多臺(tái)電容器柜并列運(yùn)行。電容器柜從電網(wǎng)上斷開后，由于電容器組需要一段時(shí)間來完成放電的過程，所以不能直接用手觸摸
柜內(nèi)的元器件，尤其是電容器組;在斷電后的一定時(shí)間內(nèi)(根據(jù)電容器組的容量大
小而定，如：1分鐘)，不允許重新合閘，以免產(chǎn)生過電壓損壞電容器。作自動(dòng)
控制功能時(shí)，也要注意合理分配各組電容器組的投切次數(shù)，以免出現(xiàn)一組電容器
損壞，而其他組卻很少投切的情況。
主要用來作計(jì)量電能用的(千瓦時(shí))，又有高壓、低壓之分，一般安裝有隔離
開關(guān)、熔斷器、CT、PT、有功電度表(傳統(tǒng)儀表或數(shù)字電表)、無功電度表、繼電
器、以及一些其他的輔助二次設(shè)備(如負(fù)荷監(jiān)控儀等)。
又叫封閉式組合電器柜，它是將斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、CT、PT、避
雷器、母線等封閉組合在金屬殼體內(nèi)，然后以絕緣性能和滅弧性能良好的氣體(一
般用六氟化硫SF6)作為相間和對(duì)地的絕緣措施，適用于高電壓等級(jí)和高容量等
級(jí)的電網(wǎng)中，用作受配電及控制。正常工作情況下，斷路器處于合閘狀態(tài)(特殊應(yīng)用除外)，接通電路。當(dāng)進(jìn)行
自動(dòng)控制或保護(hù)控制操作時(shí)，斷路器可以在綜保裝置控制下進(jìn)行電路的分?jǐn)嗷蚪?br/>通操作。斷路器不僅可以通斷正常的負(fù)荷電流，而且能夠承受一定時(shí)間的短路電
流(數(shù)倍甚至幾十倍的正常工作電流)，并可以分?jǐn)喽搪冯娏?，切除故障線路和設(shè)
備。所以說，斷路器的主要功能就是分?jǐn)嗪徒油娐?包括分?jǐn)嗪徒油ㄕｋ娏鳌?br/>分?jǐn)喽搪冯娏?。由于在分?jǐn)嗪徒油娐返倪^程中，斷路器的動(dòng)觸頭與靜觸頭之
間不可避免的要產(chǎn)生電弧。為了保護(hù)觸頭，減少觸頭材料的損耗和可靠分?jǐn)嚯娐罚?br/>必須采取措施來盡快熄滅電弧，其中一種就是采用不同的滅弧介質(zhì)填充到斷路器
的動(dòng)、靜觸頭間。按滅弧介質(zhì)的不同斷路器可以分為：油斷路器(多油、少油)、
六氟化硫(SF6)斷路器、真空斷路器、空氣斷路器等。我們?cè)诠こ讨薪?jīng)常接觸到
的高低壓開關(guān)柜里的主要一次設(shè)備就是斷路器。由于斷路器的動(dòng)、靜觸頭一般都
是被包在充滿滅弧介質(zhì)的容器中，所以斷路器的分、合狀態(tài)不可以直接判斷，一
般是通過斷路器的輔助器件(如分合位指針等)來判別。
隔離刀(或稱隔離開關(guān))由于有明顯的斷口可以識(shí)別接通或分?jǐn)?，主要是用?br/>隔離高壓電源的，以保證線路和設(shè)備的安全檢修，能分?jǐn)嗟碾娏骱苄?一般只有
幾個(gè)安培)。由于沒有專門的滅弧裝置，所以它不能用來分?jǐn)喙收想娏骱驼９?br/>作電流，不允許帶負(fù)荷進(jìn)行分?jǐn)嗖僮鳌?br/>熔斷器是一種簡單的電路保護(hù)電器，其原理是當(dāng)流經(jīng)熔斷器的電流達(dá)到或超
過定值一定時(shí)間后，本身的熔體熔化，切斷電路。其動(dòng)作原理簡單，安裝方便，
一般不單獨(dú)使用，主要用來配合其他電器使用。主要?jiǎng)幼魈攸c(diǎn)：一是電流要達(dá)到
一定值，該值在熔斷器出廠前已經(jīng)做好，無法更改;二是電流達(dá)到一定值后要經(jīng)
過一定的時(shí)間，該時(shí)間也是廠家做好的，無法更改，但是類型很多，包括延時(shí)動(dòng)
作、快速動(dòng)作、超快速動(dòng)作等;三是動(dòng)作后本體損壞，不能重復(fù)使用，必須更換;
熔斷器是否熔斷可以通過熔斷指示器判別，也可通過熔體外觀上判別;常用的保
險(xiǎn)絲、保險(xiǎn)管都屬于該類電器范圍。負(fù)荷開關(guān)具有簡單的滅弧裝置，滅弧介質(zhì)一般采用空氣，可以接通和分?jǐn)嘁?br/>定的電流和過電流，但是不能分?jǐn)喽搪冯娏?，不能用來切斷短路故障。所以絕對(duì)
不允許單純用負(fù)荷開關(guān)來替代斷路器;如果要采用負(fù)荷開關(guān)，必須與前面提到的
高壓熔斷器配合使用(實(shí)際上往往用熔斷器和負(fù)荷開關(guān)串聯(lián)使用，用作簡單的過
負(fù)荷保護(hù)，以降低工程造價(jià))。負(fù)荷開關(guān)與隔離刀類似，都有明顯的斷開間隙，
可以很容易的判別電路是處于接通還是斷開狀態(tài)。
簡單的說，變壓器就是利用交變電磁場來實(shí)現(xiàn)不同電壓等級(jí)轉(zhuǎn)換的設(shè)備(實(shí)
際上是電能的轉(zhuǎn)換)，其變換前后的電壓不發(fā)生頻率上的變化。按照其用途可以
分很多種，如電力變壓器、整流變壓器、調(diào)壓器、隔離變壓器，以及CT、PT等。
我們?cè)诠こ态F(xiàn)場經(jīng)常遇到的是電力變壓器。與變壓器相關(guān)的一些主要的技術(shù)參數(shù)包括：
1、額定容量：指額定工作條件下變壓器的額定輸出能力(等于U×I，單位為kVA)；
2、額定電壓：空載、額定分接下，端電壓的值(即一次、二次側(cè)電壓值)；
3、空載損耗：空載條件下，變壓器的損耗(也叫鐵耗)；
4、空載電流：空載條件下，一次側(cè)線圈流過的電流值；
5、短路損耗：一次側(cè)通額定電流，二次短路時(shí)所產(chǎn)生的損耗(主要是線圈電阻產(chǎn)
生的)；
6、分接(抽頭)的概念：為適合電網(wǎng)運(yùn)行需要，一般的變壓器高壓側(cè)都有抽頭，
這些抽頭的電壓值都是用額定電壓的百分比表示的，即所謂的分接電壓。例如，
高壓10kV的變壓器具有±5%的抽頭，就是說該變壓器可以運(yùn)行在三個(gè)電壓等級(jí)：
10.5kV(+5%)、10kV(額定)、9.5kV(-5%)。一般來說，有載調(diào)壓變壓器的抽頭數(shù)(分
接點(diǎn))較多，如7分接點(diǎn)(±3×2.5%)和9分接點(diǎn)(±4×2%)等。由于不能夠完全
保證分接開關(guān)的同步切換，所以有載調(diào)壓變壓器一般不能夠并聯(lián)運(yùn)行。
7、有功負(fù)荷：電力系統(tǒng)中產(chǎn)生機(jī)器能或熱能的負(fù)荷。但是負(fù)載中純阻性的負(fù)荷
只消耗有功功率，如電熱、電爐、照明等電力負(fù)荷完全是有功負(fù)荷。而異步電動(dòng)
機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載中既消耗有功功率，同時(shí)又消耗無功功率，其中作功產(chǎn)生
機(jī)器能的部分屬有功負(fù)荷。有功負(fù)荷要由發(fā)電機(jī)有功功率來供應(yīng)。8、無功負(fù)荷：在電力負(fù)載中不作功的部分。只在感性負(fù)載中才消耗無功功率。
如：變壓器、電動(dòng)機(jī)、空調(diào)、冰箱等。所以在發(fā)電機(jī)輸出有功功率的同時(shí)，還需
要提供無功功率。無功功率不能滿足電網(wǎng)時(shí)，系統(tǒng)的電壓將會(huì)下降，為了滿足用
戶的需求，所以在變電所里要安裝無功補(bǔ)償器，來保持無功功率的平衡，這樣才
能維持電壓水平。
9、事故備用：電力系統(tǒng)中備用容量的組成部分之一。由于發(fā)電設(shè)備可能發(fā)生臨
時(shí)性或永久性的故障而影響供電，所以系統(tǒng)必須設(shè)置一定數(shù)量的事故備用電源，
來確保電力設(shè)施的安全。
10、系統(tǒng)解列：為了防止系統(tǒng)失步和事故擴(kuò)大，將完整的電力系統(tǒng)分解為幾個(gè)不
再同步運(yùn)行的獨(dú)立系統(tǒng)的一種措施。解列后某些局部系統(tǒng)可能會(huì)發(fā)生功率不足，
頻率和電壓的下降因此需要切除部分負(fù)荷，來防止整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定遭到破壞。
互感器實(shí)際上就是一種特殊的變壓器，主要用來從電氣上隔離一次回路與控
制回路，從而擴(kuò)大二次設(shè)備(儀表、綜保等)的使用范圍。采用PT/CT可以避免一
次回路的高電壓/大電流直接進(jìn)入到二次控制設(shè)備(如：儀表、綜保裝置等)，也
可以防止由于控制設(shè)備故障影響一次回路的運(yùn)行。
1、電流互感器(CT、AV)的特點(diǎn)是：一次側(cè)繞組N1粗而少、二次側(cè)繞組N2細(xì)而
多，二次側(cè)的額定電流I2一般為5A(根據(jù)N1I1=N2I2可以近似算出一次側(cè)電流