1、第四章 工廠變配電所及其一次系統(tǒng)Substation and its Main System2012年10月第四章 工廠變配電所及其一次系統(tǒng) 工廠變配電所的任務(wù)、類型及所址選擇 電氣設(shè)備中的電弧及對(duì)觸頭的要求 中壓開關(guān)設(shè)備及其選擇1、中壓元器件2、中壓開關(guān)柜目 錄第四章 工廠變配電所及其一次系統(tǒng)第3節(jié) 中壓開關(guān)設(shè)備及其選擇 中壓元器件 中壓開關(guān)柜第3節(jié) 中壓開關(guān)設(shè)備及其選擇中壓開關(guān)柜Medium-Voltage Switchgear (Switchboard)中壓開關(guān)柜額定電壓3.640.5kV的開關(guān)柜 氣體絕緣中壓開關(guān)柜NXPLUS 空氣絕緣中壓開關(guān)柜ZS1中壓開關(guān)柜 引言 有關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 術(shù)語和

2、定義 技術(shù)數(shù)據(jù) 產(chǎn)品分類 空氣絕緣型交流金屬封閉式中壓開關(guān)柜（AIS） 氣體絕緣型交流金屬封閉式中壓開關(guān)柜（C-GIS） F-C回路開關(guān)柜（交流接觸器熔斷器組合電器） 特殊用途開關(guān)柜 智能化開關(guān)柜中壓開關(guān)柜 中壓開關(guān)柜，全稱：3.6kV40.5kV交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，是裝有以斷路器為主要開關(guān)元件的成套開關(guān)設(shè)備，在配電系統(tǒng)中作接受和分配電能之用，是中壓領(lǐng)域中量大面廣的產(chǎn)品。 中壓開關(guān)柜的發(fā)展，經(jīng)歷了敞開式 構(gòu)架式 金屬封閉式 密封式的技術(shù)發(fā)展歷程，體積愈來愈小。引言中壓開關(guān)柜 80年代以來，我國(guó)不斷引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，尤其是90年代以來，成立了多家合資企業(yè)、獨(dú)資企業(yè)，新興企業(yè)也層出不窮

3、；同時(shí)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求也日益多樣化，國(guó)內(nèi)開關(guān)行業(yè)推出了幾十個(gè)新型開關(guān)柜產(chǎn)品，大部分配有真空斷路器、負(fù)荷開關(guān)、接觸器和熔斷器等。引言中壓開關(guān)柜國(guó)外生產(chǎn)中壓開關(guān)柜的主要公司及其代表產(chǎn)品：ABB公司：ZS1中置式開關(guān)柜、ZS3.2、ZS8等AIS，ZX系列CGIS；德國(guó)西門子公司：8BK20系列中置柜、NXAIR開關(guān)柜等AIS， 8DA10、 8DB10、8DC11、NXPLUS系列CGIS；日本三菱公司：MA-EC型下置式手車柜；美國(guó)伊頓公司（收購(gòu)Holec ）：Unitole UR 中置柜、UT4落地式柜；法國(guó)阿海琺公司（收購(gòu)Alstom ）： PID型中置柜、VISAX智能型開關(guān)柜； GE公司：

4、PV型雙層柜等；施耐德公司：MC set 手車柜；東芝公司：VE型中置柜引言中壓開關(guān)柜我國(guó)生產(chǎn)中壓開關(guān)柜的主要公司：江蘇東源電器集團(tuán)股份有限公司、安徽鑫龍電器股份有限公司、天水長(zhǎng)城開關(guān)廠、上海柘中（集團(tuán)）有限公司、華儀電器集團(tuán)有限公司、北京北開電氣股份有限公司等中壓開關(guān)柜主要合資/獨(dú)資企業(yè)：廈門ABB開關(guān)有限公司、上海西門子開關(guān)有限公司、西門子中壓開關(guān)技術(shù)（無錫）有限公司、西電三菱電機(jī)開關(guān)設(shè)備有限公司、上海通用電氣開關(guān)/廣電有限公司、鎮(zhèn)江伊頓電器有限公司、伊頓電氣（蘇州）有限公司等引言中壓開關(guān)柜DL/T 404-1997 戶內(nèi)交流高壓開關(guān)柜訂貨技術(shù)條件GB 3906-2006 3.6kV40.

5、5kV交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備IEC 62271-200: 2003 High-voltage Switchgear and Controlgear Part 200: AC Metal-enclosed Switchgear and Controlgear for Rated Voltages above 1kV and up to and Including 52 kV高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第200部分：1kV52kV交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備GB 290020 電工術(shù)語 高壓開關(guān)設(shè)備有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中壓開關(guān)柜 中壓開關(guān)柜 medium-voltage switchboard由一次回路

6、元件（中壓斷路器、負(fù)荷開關(guān)、接觸器、熔斷器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、互感器及站用電變壓器等） ，以及控制、測(cè)量、保護(hù)、調(diào)節(jié)裝置，內(nèi)部連接件、輔件、外殼和支持件等組成的成套配電裝置，其內(nèi)的空間以氣體或復(fù)合絕緣材料作為介質(zhì)，用作接受和分配電網(wǎng)的三相電能。 金屬封閉式中壓開關(guān)柜 metal-enclosed MV switchboard 除進(jìn)、出線外，所有元器件組件及其輔助回路完全安裝在接地金屬外殼內(nèi)的中壓開關(guān)柜。有：金屬鎧裝式、間隔式、箱式中壓開關(guān)柜術(shù)語和定義中壓開關(guān)柜 金屬鎧裝式中壓開關(guān)柜 metal-clad medium-voltage switchboard金屬封閉式開關(guān)柜的一種，某些組件分別

7、裝在用接地的金屬隔板隔開的隔室中，金屬隔板的防護(hù)等級(jí)應(yīng)達(dá)到IP2XIP5X（或者更高），至少包含下列4個(gè)單獨(dú)的隔室： 1、斷路器室 2、母線室 3、電纜室 4、低壓室術(shù)語和定義中壓開關(guān)柜 金屬鎧裝式中壓開關(guān)柜 metal-clad medium-voltage switchboard1、母線室A：與主斷路器另一側(cè)連接的組 件，如母線2、斷路器室B：主斷路器3、電纜室C：與主斷路器一側(cè)連接的組件， 如饋電線路4、低壓室D術(shù)語和定義中壓開關(guān)柜間隔式中壓開關(guān)柜 compartmented switchboard金屬封閉式開關(guān)柜的一種，某些組件分裝于單獨(dú)的隔室內(nèi)（與金屬鎧裝式開關(guān)柜一樣），但具有一個(gè)或

8、多個(gè)非金屬隔板，隔板的防護(hù)等級(jí)應(yīng)達(dá)到IP2X IP5X（或者更高）的要求 。箱式中壓開關(guān)柜 cubicle switchboard除鎧裝式和間隔式開關(guān)柜以外的金屬封閉式中壓開關(guān)柜。它具有下列特征：1）隔室的數(shù)目少于金屬鎧裝式和間隔式開關(guān)柜；2）隔板的防護(hù)等級(jí)低，或3）沒有隔板。 術(shù)語和定義中壓開關(guān)柜 隔室 compartment開關(guān)柜的組成部分，除因?qū)崿F(xiàn)電氣連接、控制、通風(fēng)或必須在隔板上開孔外，所有隔室呈封閉狀態(tài)或互相隔開。隔室可由內(nèi)裝的主要組件命名，如斷路器隔室、母線隔室等。連接隔室之間的孔應(yīng)以套管或有效方式隔開。母線可以貫穿若干功能單元。術(shù)語和定義中壓開關(guān)柜 組件 component主回路

9、和接地回路中承擔(dān)特定功能的主要部件，如斷路器、負(fù)荷開關(guān)、接觸器、隔離開關(guān)或隔離插頭、接地開關(guān)、高壓熔斷器、互感器、套管、母線等。術(shù)語和定義中壓開關(guān)柜活門 shutter開關(guān)柜的一個(gè)部件，它具有兩個(gè)可轉(zhuǎn)換的位置。一個(gè)位置是允許可移開部件的動(dòng)觸頭插入靜觸頭；而在另一個(gè)位置，則成為遮住靜觸頭的隔板或外殼的一個(gè)部件。活門打開 open活門關(guān)閉 closed術(shù)語和定義中壓開關(guān)柜壓力釋放裝置 pressure relief device用于限制隔室壓力的裝置。術(shù)語和定義中壓開關(guān)柜套管 bushing 導(dǎo)體與隔板或外殼絕緣的部件，它使導(dǎo)體穿過隔板或外殼。術(shù)語和定義中壓開關(guān)柜主回路 main circuit開

10、關(guān)柜中傳送電能的所有導(dǎo)電回路（不包括與電壓互感器連接的導(dǎo)電回路）。又稱一次回路。輔助回路 auxiliary circuit 開關(guān)柜中除主回路外的所有控制、測(cè)量、信號(hào)指示和調(diào)節(jié)回路的導(dǎo)電回路。又稱二次回路。接地回路 earthing circuit每個(gè)接地裝置或接地點(diǎn)到開關(guān)柜用于與外部接地系統(tǒng)相連的端子間的連接。術(shù)語和定義中壓開關(guān)柜運(yùn)輸單元 transport unit開關(guān)柜的一部分，不需拆開而適合運(yùn)輸。功能單元（開關(guān)柜的） functional unit 開關(guān)柜的一部分，包括能滿足完成單一功能的主回路和輔助回路的所有組件。功能單元可以根據(jù)預(yù)定的功能來區(qū)分，例如：進(jìn)線單元、出線單元等。外殼 e

11、nclosure開關(guān)柜的一部分，在規(guī)定的防護(hù)等級(jí)下，它能保護(hù)內(nèi)部設(shè)備不受外界的影響，防止人體和外物接近帶電部分或觸及運(yùn)動(dòng)部分。術(shù)語和定義中壓開關(guān)柜內(nèi)部電弧級(jí)開關(guān)柜（IAC） internal arc classified switchboard經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證能滿足內(nèi)部電弧情況下保護(hù)人員規(guī)定要求的開關(guān)柜。防誤功能（簡(jiǎn)稱“五防”） mal-operation防止誤分、合斷路器，防止帶負(fù)荷分、合隔離開關(guān)或隔離插頭，防止接地開關(guān)合上時(shí)（或帶接地線）送電，防止帶電合接地開關(guān)（或掛接地線），防止誤入帶電隔室。“五防”措施要靈活、簡(jiǎn)單、可靠術(shù)語和定義中壓開關(guān)柜防護(hù)等級(jí) degree of protection

12、開關(guān)柜的殼體、隔板防止人體接近柜內(nèi)帶電部件以及固體外物、灰塵的侵入和/或防止水的侵入而具備的保護(hù)程度。防護(hù)等級(jí)用IP和兩個(gè)數(shù)字表示，如IP44。第一個(gè)數(shù)字表示防止人體接近柜內(nèi)帶電部件以及固體外物、灰塵的侵入而具備的保護(hù)程度，第二個(gè)數(shù)字表示防止水的侵入而具備的保護(hù)程度。 表1 防護(hù)等級(jí)分類規(guī)定防護(hù)等級(jí) 解 釋 IP2X能阻擋手指或直徑大于12mm、長(zhǎng)度不超過80mm的物體進(jìn)入 IP3X能阻擋直徑或厚度大于2.5mm的工具、金屬絲等物體進(jìn)入 IP4X能阻擋直徑大于1.0mm的金屬絲或厚度大于1.0mm的窄條等物體進(jìn)入 IP5X能防止影響設(shè)備安全運(yùn)行的大量塵埃進(jìn)入，但不能完全防止一般灰塵進(jìn)入術(shù)語和定

13、義中壓開關(guān)柜型式試驗(yàn) type test型式試驗(yàn)是驗(yàn)證開關(guān)柜及其電器組件、輔助元件的各種性能是否達(dá)到技術(shù)條件的要求，是否能定型生產(chǎn)。產(chǎn)品的強(qiáng)制型式試驗(yàn)項(xiàng)目主要有： 絕緣試驗(yàn) 主回路電阻測(cè)量和溫升試驗(yàn) 短時(shí)耐受電流和峰值耐受電流試驗(yàn) 關(guān)合和開斷能力試驗(yàn) 機(jī)械操作和機(jī)械特性測(cè)量試驗(yàn) 防護(hù)等級(jí)檢查 非金屬隔板和活門試驗(yàn) 密封試驗(yàn)（漏氣率及含水量） 充氣隔室的壓力耐受試驗(yàn)和氣體狀態(tài)測(cè)量 電纜試驗(yàn)回路的絕緣試驗(yàn) 內(nèi)部電弧故障試驗(yàn)（對(duì)IAC級(jí)開關(guān)柜） 氣候防護(hù)試驗(yàn) 機(jī)械撞擊試驗(yàn) 局部放電試驗(yàn) 人工污穢試驗(yàn) 耐腐蝕試驗(yàn)術(shù)語和定義中壓開關(guān)柜 型式試驗(yàn) type test目前，我國(guó)有資質(zhì)進(jìn)行中壓開關(guān)柜型式試驗(yàn)的

14、機(jī)構(gòu)主要有：國(guó)家高壓電器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（西安高壓電器研究所）、機(jī)械工業(yè)高壓電器產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中心（沈陽）、北京電科所等中壓開關(guān)柜出廠試驗(yàn) routine test 制造廠應(yīng)在廠內(nèi)對(duì)每個(gè)運(yùn)輸單元進(jìn)行出廠試驗(yàn)，以保證出廠產(chǎn)品與通過型式試驗(yàn)的產(chǎn)品一致。出廠試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)隨產(chǎn)品移交用戶。 出廠試驗(yàn)項(xiàng)目包括：1）主回路的工頻耐壓試驗(yàn) 2）輔助回路和控制回路的工頻耐壓試驗(yàn)3）局部放電試驗(yàn) 4）測(cè)量主回路電阻5）機(jī)械性能、機(jī)械操作及機(jī)械防止誤操作裝置或電氣連鎖裝置功能的試驗(yàn)6）儀表、繼電器元件校驗(yàn)及接線正確性檢定7）密封試驗(yàn) 8）充氣隔室的壓力試驗(yàn)和氣體狀態(tài)測(cè)量9）設(shè)計(jì)檢查和外觀檢查 10）電氣、氣動(dòng)和液壓輔助

15、裝置的試驗(yàn)11）在使用中可以互換的具有同樣額定值和結(jié)構(gòu)的組件，應(yīng)檢驗(yàn)互換性12）現(xiàn)場(chǎng)安裝后的試驗(yàn)術(shù)語和定義1）額定電壓 kV Rated voltage 額定工頻耐受電壓 kV Rated power frequency withstand voltage 額定雷電沖擊耐受電壓 kV Rated lightning impulse withstand voltage2）額定電流（主母線和分支母線） A Rated current（of main busbar and tee-off) 額定短時(shí)耐受電流（4s/3s） kA Rated short-time withstand current,

16、4s/3s 額定峰值耐受電流 kA Rated peak withstand current 額定短路開斷電流（斷路器） kA Rated short-circuit breaking current (of CB)3）防護(hù)等級(jí) Degree of protection4）工作條件 Ambient conditions, such as （海拔高度、溫度和濕度等） Altitude, ambient temperature, humidity etc. 中壓開關(guān)柜主要技術(shù)數(shù)據(jù) Technical Data GB IEC GB IEC1）額定電壓 kV 12 12 40.5 40.5 額定工頻耐

17、受電壓 kV 42/48 28/32 95/118 70/80 額定雷電沖擊耐受電壓 kV 75/85 75/85 185/215 170/1952）額定電流 A , 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, （主母線和分支母線） 1600, 2000, 2500, 3150, 4000, 5000 額定短時(shí)耐受電流（4s; 3s） kA , 20, 25, 31.5, 40, 50, 63 額定峰值耐受電流 kA 為額定短時(shí)耐受電流的2.5倍3）輔助回路的額定電壓 V 直流：24、48、110、220 交流：100、220、380中壓開關(guān)柜注：斜線下的數(shù)值是隔離斷口間絕

18、緣值。隔離斷口間絕緣是指隔離開關(guān)、隔離負(fù)荷 開關(guān)、手車柜隔離插頭完全斷開時(shí)的斷口間絕緣。主要技術(shù)數(shù)據(jù) Technical Data中壓開關(guān)柜 按安全等級(jí)，分為： 鎧裝式、 間隔式、 箱式 按柜內(nèi)主要元件（斷路器）的安裝方式，分為： 移開式（簡(jiǎn)稱手車柜）、 固定式（簡(jiǎn)稱固定柜）產(chǎn)品分類中壓開關(guān)柜 按柜內(nèi)主絕緣介質(zhì)，分為： 空氣絕緣（復(fù)合絕緣）型（ 簡(jiǎn)稱AIS ） Air-Insulated Switchgear 氣體絕緣型（ 簡(jiǎn)稱充氣柜 C-GIS ） Cubicle type Gas-Insulated Switchgear 產(chǎn)品分類中壓開關(guān)柜按使用場(chǎng)合，分為： 通用型 general switchgear 智能型 Intelligent switchgear F-C回路開關(guān)柜 Fuse-Contactor combination switchgear 特殊開關(guān)柜 special-application switchgear 高原型 For plateau 電氣化鐵路 For electrical railway 礦山用隔爆型 Explosio