开关柜设计基础电气

运行中也应便于巡视、检查。
2、高压开关柜的基本结构
高压开关柜由柜体和断路器两大部分组成，具有架空进出线、电缆进出线、母线联络等
功能。柜体由壳体、电气元件（包括绝缘件）、各种机构、二次端子等组成。
★.柜体的材料：1）冷轧钢板，主要用于焊接柜。如：XGN2-12；
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2）敷铝锌钢板，主要用于组装柜。如：KYN28A-12。
B-手车（断路器）室
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二、高压开关柜的电气设计
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二、高压开关柜的电气设计
母线室
继电器仪表室
手车（断路器）室
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电缆室
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二、高压开关柜的电气设计
3、高压开关柜的“五防”设计 3.1、“五防”的基本内容 “五防”是电力系统中防止五种电气误操作的简称。据统计，电力系统的误操作事故有 80% 以上属于五种误操作，即：误分、误合断路器；带负荷操作隔离开关；带电挂接地线或 合接地开关；带接地线开关合闸；误人带电间隔。因此，各种开关设备间必须有一定的操作 顺序，否则就会造成严重后果甚至出现事故。为此，高压开关柜应具有“五防”功能，即: （1）防止误分、误合断路器； （2）防止带负荷分、合隔离开关； （3）防止带电误合（挂）接地开关（线）；
互换。 4) 装在外壳内的元件，除应符合它们各自的标准外，在高压开关柜的设计中，应考虑到
下列因素的影响: ①外壳应有足够的机械强度，使得装在外壳内的开关、操动机构及其他元件具有它们原来
的机械特性和电气性能。
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二、高压开关柜的电气设计
②如果外壳内装有油浸式变压器等类似元件，当发生故障时，它不应影响相邻设备，在
一、概述
1.2、开关柜设计的基本原则 开关柜的设计应严格遵循相关标准，如：低压开关柜的设计应遵循GB7251.1-2005《低 压成套开关设备和控制设备》、JB/T 9661-1999《低压抽出式成套开关设备》、JB/T 58772002《低压固定式成套开关设备》等标准。 开关柜的设计要保证产品质量，使设计出的产品在性能、结构、品种等方面都能很好 地满足使用者的要求；要保证所设计的产品在生产中具有良好的经济效果，可以采用最经济 的加工方法，并提高标准化、系列化和通用化水平。要防止两种偏向:一是不顾使用者的要 求，不恰当地简化产品结构，片面追求制造的经济放果，以致产品质量下降；二是片面地强 调高标准，不恰当地提高产品加工精度和扩大贵重原材料的使用，致使产品结构过于复杂， 制造成本过于昂贵。
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二、高压开关柜的电气设计
（4）防止带接地线（开关）合断路器（负荷开关）； （5）防止误入带电间隔。 3.1、闭锁装置的类型 “五防”功能可通过闭锁装置来实现。闭锁装置是一种以防止电气误操作而在高压开关 柜中装设的一种装置。闭锁装置能保证按规定程序操作时，开关柜可以操作；否则，开关柜 不得操作。所谓“程序操作”是指按电力设备安全的要求人为规定的操作顺序。 闭锁装置可分为机械闭锁装置和电气闭锁装置两类。机械闭锁装置全部采用传动杠杆、 连杆、挡扳、滑块等机械零部件构成。电气闭锁装置是指电磁锁、闭锁电路等。
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一、概述
3) 隔板和活门。 4) 联锁，即“五防”。
电气设计包括以下主要内容: 1) 主回路:包括一次接线方案和电器元件的选择以及母线的选择。 2) 辅助回路:包括开关电器的控制电路、保护电路、测量电路、信号电路等。 3) 防电击(接地保护)。 4) 绝缘配合。
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保护级：5P、10P，表示±5%和±10% P表示保护 准确限值系数：10、15、20、25、30（易被忽略）
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二、高压开关柜的电气设计
举例说明： 5P10表示当一次侧过流10倍时，该绕组的复合误差≤±5%； 10P10表示当一次侧过流10倍时，该绕组的复合误差≤±10%； 10P15表示当一次侧过流15倍时，该绕组的复合误差≤±10%。
标牌清单、母排使用清单、柜体参数表。
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二、高压开关柜的电气设计
1、高压开关柜设计的基本要求 1)高压开关柜的设计，应使得正常运行、监视和维护工作能安全方便地进行。维护工作包
括:元件的检修、试验、故障的寻找和处理。 2) 对于额定参数和结构相同而需要替代的元件应能互换。 3) 对于具有可移开部件的高压开关柜，如果可移开部件的额定参数和结构相同，则应能
4.2.4 额定输出容量 依据二次负荷额定容量进行选择，一般用VA表示，如：30VA、50VA、100VA等。 4.2.5 注意事项： 1）电压互感器的二次侧在工作时严禁短路。在正常工作时，其二次侧的电流很小，近于 开路状态，当二次侧短路时，其电流很大（二次侧阻抗很小）将烧毁设备。 2）电压互感器的二次侧必须有一端接地，防止一、二次侧击穿时，高压窜入二次侧，危 及人身和设备安全。
4.1.4 额定输出容量 依据二次负荷额定容量进行选择，一般用VA表示，如：10VA、15VA、20VA等。 4.1.5 注意事项：
1）电流互感器的二次侧在使用时严禁开路。使用过程中拆卸仪表或继电器时，应事 先将二次侧短路。安装时，接线应可靠，不允许二次侧安装熔丝或开关等元件；
2）二次侧必须有一端接地。防止一、二次侧绝缘损坏，高压窜入二次侧，危及人身 和设备安全；
JDZX系列
JDZ系列
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二、高压开关柜的电气设计
4.2.2 变比:一次电压/二次电压 二次电压：100V ；一次电压根据系统电压确定 JDZ10-10： 10/0.1(单相接法) 10/0.1/0.1（V-V接法） JDZX10-10：10/√3/0.1/√3/0.1/3 （Y-Y-△接法） 10/√3/0.1/√3/ 0.1/√3/0.1/3（Y-Y-Y-△接法）
★.柜体的功能单元（以KYN28A-12为例）：
1）母线室；（一般主母线按照“品”字型或“1”字型两种结构布置）
2）断路器手车室；
3）电缆室；
4）继电器仪表室。
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二、高压开关柜的电气设计
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二、高压开关柜的电气设计 A-母线室
D-继电器仪表室
C-电缆室
品的结构和性能(包括机械性能和部分电气性能)；它同时对电气设计也有很大影响，决定着电 器元件的选择、安装方式和操作性能。结构设计与电气设计必须相互配合与协调。
1.1、开关柜设计的主要内容 结构设计包括以下主要内容: 1) 开关柜的外形尺寸和内部空间的整体布局。 2) 外壳与柜体骨架:外壳部分包括外壳材料的选择、外壳温升、防护以及外壳各组成部 分，如盖板、门、观察窗、通风窗、排气口等的设计；柜体骨架设计包括型材的选择、连接方 式、机械强度等。
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二、高压开关柜的电气设计
需讨论确认的事项： 高压馈线柜（如：变压器回路、电动机回路、电容器回路等）接地开关的联锁机构上是 否需要加电磁锁？ 分析：虽然断路器底盘车与接地开关之间存在机械闭锁，但是当断路器分闸后，高压电 动机、电容器会存在反送电的现象，为了防止带电合接地开关，一般在接地开关联锁机构上 装电磁锁。而现场在进行设备安装施工时，往往由于电磁锁的辅助电源还未供电，无法操作 接地开关，导致柜门无法打开，影响施工。（该问题的解决措施：在柜体立柱在开一个小孔， 然后用螺丝刀去使电磁锁动作。）
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二、高压开关柜的电气设计
3）电压互感器接线时，应注意一、二次侧接线端子的极性。以保证测量的准确性。 4）电压互感器的一、二次侧通常都应装设熔丝作为短路保护。 5）一次侧并联接在线路中。 4.3 零序电流互感器
正常情况下，三相电流矢量和等于零，零序CT二次绕组无信号。 当发生接地故障或三相电流不平衡时，三相电流矢量和不等于零，零序CT二次侧输 出信号，使保护元件动作，切断电源，达到接地故障保护目的。
开关柜设计基础电气
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开关柜设计基础（电气）
一、概述 二、高压开关柜的电气设计 三、低压开关柜的电气设计 四、母线的选择与应用
五、特殊环境对开关设备的影响
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一、概述
1、开关柜设计的主要内容与基本原则 开关柜的设计包括结构设计和电气设计两大部分。结构设计是基础，它具体确定了产
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二、高压开关柜的电气设计
3）接线时要注意极性。电流互感器一、二次侧的极性端子，都用字母表明极性。一次侧 用P1、P2表示；二次侧用nS1、nS2（n表示线圈绕组序号）；
4）一次侧串联接在线路中。
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二、高压开关柜的电气设计
4.2 电压互感器 Potential Transformer （简称：PT） 将高电压转换成标准低电压（100V），供测量、保护用。
4.1.3 精度等级 0.5/10P10、0.2/0.5/10P20、0.5/5P10/5P10 测量级：0.2S、0.2、0.5S、0.5 注：0.2级和0.2S级最大的区别是在小负荷时，0.2S级比0.2级有更高的测量精度；主
要是用于负荷变动范围比较大，而有些时候几乎空载的场合。 0.2S级和0.2级在各负载率下 的电流误差及相位误差可参见GB1208-1997《电流互感器》，通过该国标图表中的数据，可 以清楚地看出在实际负荷电流小于额定电流的30%时，0.2S级的综合误差明显小于0.2级电流 互感器。
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举例说明：LZZBJ9-10A L:电流互感器 Z：支柱式 Z:浇注式 B：带保护级 J：加强型 9:设计序号 10：额定电压（kV） A：结构代号
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4.1.2 变比：一次电流/二次电流 二次电流：5A、1A；一次电流根据系统需求。 变比：100/5、200/1、2000/5
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二、高压开关柜的电气设计
4.3.1 型号：LXK-φ80(100、120、200) LX:零序电流互感器 K：开合式 φ80：内孔直径
4.3.2 变比：一次电流/二次电流 二次电流：5A、1A 变比：100/1 、 100/5
（a）单相接法
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（b）V-V 接法 （c）Y-Y 接法 （d）Y-Y-△接法
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二、高压开关柜的电气设计
4.2.3 精度等级 0.2/3P、0.2/0.5/3P、0.5/3P/6P 测量级：0.2S、0.2、0.5 保护级：3P、6P，P表示保护
4.2.1 型号说明
相数代号：D-单相、S-三相 绝缘型式：J-油侵式、G-干式、Z-浇注式 结构型式：W-五柱三绕组、B-带补偿绕组、J-接地保护、X-带剩余电压绕组
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二、高压开关柜的电气设计
举例说明：JDZ(X)10-3、6、10 J:电压互感器 D：单相 Z:浇注式 X：带剩余电压绕组 10:设计序号 3、6、10：额定电压（kV）
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二、高压开关柜的电气设计
4、柜内主要一次电气元件（以KYN28A-12为例） 4.1 电流互感器 Current Transformator （简称：CT）
将大电流转换成标准小电流（5A、1A），供测量、保护用。 4.1.1 型号说明
一次绕组型式：M-母线式、F-贯穿复匝式、Q-线圈式、D-贯穿单匝式； 安装型式：A-穿墙式、Z-支柱式； 绝缘型式：Z- 浇注绝缘、J-树脂浇注、C-瓷绝缘、K-塑料外壳； 用途：B-保护级、D-差动保护用、J-接地保护用； 结构型式： Q（J） - 加强型、J-加大容量、W-户外式、G-改进型；
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一、概述 2、产品部-高低压设计室工艺流程
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一、概述
产品部输出的设计资料： 1）图纸类： 单线系统图、原理图（电路图）、柜体排列图、柜体交底图（含配置清单）、二次配线图
（表）、布置图（含门板布置图、小母线布置图）、结构件图、母排加工图。 注：最后两项由结构室下发。 2）清单类： 预算清单（品牌招标和预算用）、元器件请购单、辅料请购单、分柜清单、制作要求表、