HXGN-12型高压开关柜设计
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Key words:HXGN-12high-tension switchgear;Circuit diagram,design need to be noticed; experiment.
目录
绪论
随着工业化进程的加快，用电量在不断的上升，导致电网的规模越来越大，尤其在中国，由于电力系统属于国家所有，电力行业发展迅速，伴随着国民经济的发展。在各个用电行业和用电场所必不可少的就是开关柜，为配电用电提供安全可靠优质的电能。目前开关柜的发展也变得十分迅速。21世纪之前智能型低压配电系统的发展可分为三个阶段。形成了所谓的一代，二代，三代产品。在70 年代末、80 年代初,随着电子技术的发展,低压成套装置的发展步入控制电子化、保护综合化时代,出现了电子式的各种运行电量控制器、电动机综合保护器、无功功率补偿控制器等产品,其结构多为继电器型的小型装置。如电动机综合保护器,其功能有过电流、断相、过载等保护,起动时间可调整,过载时间可整定。而无功功率补偿控制器可根据无功电流、功率因数等不同参量自动进行电容补偿的均衡控制。进入80 年代中期,此类装置发展已初步进入智能型时代。在低压配电领域,采用了PLC 技术,利用I/ O 方式通过可编程控制器实现配电装置的控制与操作,后期出现了微机集中检测与控制,可对馈电主保护断路器进行远距离操作,对各回路电压、电流、有功电量和无功电量、功率因数频率、变压器温度等进行检测,但它停留在遥测、遥控水平上,缺少遥讯和遥调功能,更缺少智能型应具有开关柜的思维、分析、判断与选择的功能。从80 年代末至90 年代初,随着计算机技术、微电子技术、电力电子技术、抗干扰技术等新技术的飞速发展。特别是网络通讯技术的发展使得自动化技术得到了空前发展,在这个时期,各类全数字交、直流控制产品和PLC(可编程逻辑控制器)发展迅速,每3～4 年就换代一次,功能越来越强大,可靠性也越来越高。微处理器从8 位机发展到16 位机,又发展到应用32 位机和多机运行。从主要控制线路和控制结构由硬件组成发展到由可自由组合的软件块来组成。联网方面功能也越来越强,由两机之间的通讯到一机与多机通讯发展到网络通讯,在通讯协议方面由各公司的内部协议发展到开放的标准的协议。随着全数字控制和自动化技术的发展,各大公司也把这些技术应用于配电系统,也就是所谓把强电控制与微电子技术、计算机技术、网络通讯技术相结合,形成了第三代产品,出现了智能型断路器等智能元器件和智能型开关柜。如ABB 公司的F 系列断路器和MSG系列智能开关柜;西门子公司的3WN 系列断路器和SIVACON系列开关柜； GEC2ALSTHOM 公司的GEM2START 3 系列智能马达中心;西屋公司的Advan2tage 系列开关柜等。这些智能元器件都是以微处理器为核心,具有测量、变换、保护、控制等功能,实际上就是一个现场控制计算机。同时都具有通信接口可连接通信网络与上位计算机通信形成智能开关柜。在发展智能型元器件及开关柜的同时,功能越来越强大的监控系统也得到了快速发展。如西屋公司的IMPACC 系列； GEC2ALSTHOM 公司的ICIS 系统;ABB 公司的INSUM 系统以及西门子公司的SIMOCODE 系统；KL ； CKNERMOELL ER 公司的配电系统ID2000 等。通过这些系统与低压配电装置等现场设备的配合,使成套供、配、用电系统能够在本机、上位机环境、负载等对象中交换各种信息,通过网络实现状态检测、信息回馈、综合判断、发出指令及操作等,提高了整个配电系统的可靠性。国内低压成套装置自1985～1987 年自耦减压起动柜JJ 1 全国联合设计时起,首先采用了半导体集成电路式时间2电流转换器代替原来的充气式时间继电器和电流继电器。1989～1990 年国内出现了电子式电动机多功能综合保护器,1991～1992 年又出现了半导体式热继电器。在成套装置方面,智能型配电系统也已经起步,厦门电气控制设备厂等已开发了能进行数据采集的马达控制中心,天津夏利汽车工程的所有国产的低压配电柜、动力柜全部实现了上位计算机控制,做到了运行、故障集中监视,集中判断、处理,大大提高了设备运行安全性、可靠性。但从技术上看,目前我国虽已掌握了微处理器在电控产品上的应用技术,也已有一些带接口的全数字产品问世,但反映目前国际水平的智能型低压配电装置和智能控制器目前还很少见到,有待于进一步努力。因此，开关柜的研发与设计还有待于进一步的开发、测试，应用与市场。
关键词:HXGN-12高压开关柜、电气图、设计注意事项、试验
Abstract
Switchgear was utilized in power distribution system, which usually engaged in power transmission, acceptation and distribution. According to its voltage, it can be classified into high-tension switchgear and low-tension switchgear. While according to its installation sites, it can be divided into outdoor switchgear and indoor switchgear. Besides, it can also be classified into stationary switchgear and hand-push- switchgear according to its mobility of the breaker. The switchgear is a combination of various high-low tension electric, measuring instruments, electric safeguards and control switches which function as a distinct performance. Generally, switchgear can form a circuit, which could cooperate with other switchgear and realizeddistinct function. Switchgear possesses versatile advantages. Structurally, the clapboards are used to separate the room in switchgear, which shaped several individual small spaces. Such independent small spaces can depart the high-tension switch, isolating shutters, relay protecting as well as measuring instruments each other, which is in favor of restricting the enlargement of short-circuit accident, and convenient to repair and maintain. High-tension switchgear is suitable for not only generating electricity, transmission electricity, distributing electricity,electricity transition in electrical system but also the switch, control and protection in electricity depletion. The high-tension switchgear is a kind of electric equipment with the voltage range from 36 KV to 550KV, which mainly include high-tension cut-out, high-tension isolator switch, earthing switch, high-tension load switch, high-tension auto-registration and sectionalizer,high-tension operating mechanism, high-tension anti-explosion power distribution unit and high-tension switch. What’s more, low-tension switchgear is mainly used in industry such as power station, petroleum, chemical industry, metallurgy, spinning and high-rise buildings which function as electricity transition equipment in transmission and distribution of electricity.
毕业论文
HXGN-12型高压开关柜设计
作者姓名：丁龙龙
专业、班级：发电厂及ห้องสมุดไป่ตู้力系统、1002
学号：2010110838
校内指导教师：丁燕
校外指导教师：何文丽
完成日期：2013/6/11
黄河水利职业技术学院自动化工程系
摘要
开关柜用于电力配电系统，一般作为发送、接受、分配电能之用，按电压等级的高低可分为高压开关柜和低压开关柜，按装置地点的不同可分为户外式和户内式两种。按断路器是否能动又可分为固定式和手车式。将各种高低压电气、测量仪表、保护电气和控制开关集中在一个柜子里的装置，并能达到特定性能的柜子称为开关柜。一般一个柜子构成一个回路，可以与别的柜子配合使用，达到某一特定的功能。开关柜有以下优点，从结构来看开关柜内的空间用隔板分隔，成许多独立的小间。使高压开关、隔离刀闸、继电保护和测量仪表都互相分隔开。这样有利于限制短路事故的扩大，也便于检修维护。高压开关柜适用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制、保护等作用。电压等级在36KV到550KV的电气设备。主要包括高压断路器、高压隔离开关、接地开关、高压负荷开关、高压自动重合与分段器，高压操作机构、高压防爆配电装置和高压开关等几大类。低压开关柜用于发电厂、石油、化工、冶金、纺织、高层建筑等行业。作为输电配电等电能转换之用。
1.1
本学期再开封市金明区华通成套开关厂实习，本公司主要生产成套高低压开关柜和箱式变压器。用于各个领域的供电、配电。在这里实习了三个月，对该公司也有了一定了解，熟悉了生产流程，掌握了基本开关柜的安装与调试，积累了不少实际操作经验。
本企业创建于1970年，是原国家电力部、机械工业部定点企业专门研制核电站控制设备的国家大中型骨干企业，是为大型发电厂、变电所、城乡电网、石油、化工、钢铁铁路及大型建筑提供无污染成套电器开关设备的制造厂家，获有国家高、低压开关柜生产许可证。现为国家经贸委城乡电网建设与改造推荐厂家之一。2003年已通过ISO9001质量体系认证河南省首批获得3C认证证书的厂家。集研发、生产、销售、服务于一体。本公司为股份制企业占地面积14000平方米，建筑面积7000多平方米，企业机构完善，技术力量雄厚，生产及检测技术、装备先进，拥有先进的意大利数控冲床、数控剪切、数控折弯等钣金加工设备和检测设备共280台（套）。拥有一批经验丰富从事多年高低压电器成套设备研究、设计及制造的工程技术员，现有专业技术人员85人其中教授级高工3人，高级工程师7人，工程师28人，高级经济师2，人经济师6人，大中专毕业生占职工总数的50%以上。企业设有专门科研机构，引进了许多国外先进科研设备，并建立了现代科技发展和高度竞争的管理体系，严格的标准化体系和可靠的质量保证体系。华通品牌享有盛誉公司主要产品有20余种其中主要有24KV、10KV铠装中置式高压开关柜KYN28；275KV铁路智能箱式分区所YBMT；铠装箱型固定式高压环网开关柜XGN、HXGN；预装箱式变电站YBM9型等高压产品设备其它低压产品如Blokset、MNS、GCS、GCK、GGD；电容补偿柜GGJ；直流屏GZDW、PZD；低压电能计量箱XJCM、照明箱XBDW型以及CFW型密集型母线槽、电缆桥架等产品。
目录
绪论
随着工业化进程的加快，用电量在不断的上升，导致电网的规模越来越大，尤其在中国，由于电力系统属于国家所有，电力行业发展迅速，伴随着国民经济的发展。在各个用电行业和用电场所必不可少的就是开关柜，为配电用电提供安全可靠优质的电能。目前开关柜的发展也变得十分迅速。21世纪之前智能型低压配电系统的发展可分为三个阶段。形成了所谓的一代，二代，三代产品。在70 年代末、80 年代初,随着电子技术的发展,低压成套装置的发展步入控制电子化、保护综合化时代,出现了电子式的各种运行电量控制器、电动机综合保护器、无功功率补偿控制器等产品,其结构多为继电器型的小型装置。如电动机综合保护器,其功能有过电流、断相、过载等保护,起动时间可调整,过载时间可整定。而无功功率补偿控制器可根据无功电流、功率因数等不同参量自动进行电容补偿的均衡控制。进入80 年代中期,此类装置发展已初步进入智能型时代。在低压配电领域,采用了PLC 技术,利用I/ O 方式通过可编程控制器实现配电装置的控制与操作,后期出现了微机集中检测与控制,可对馈电主保护断路器进行远距离操作,对各回路电压、电流、有功电量和无功电量、功率因数频率、变压器温度等进行检测,但它停留在遥测、遥控水平上,缺少遥讯和遥调功能,更缺少智能型应具有开关柜的思维、分析、判断与选择的功能。从80 年代末至90 年代初,随着计算机技术、微电子技术、电力电子技术、抗干扰技术等新技术的飞速发展。特别是网络通讯技术的发展使得自动化技术得到了空前发展,在这个时期,各类全数字交、直流控制产品和PLC(可编程逻辑控制器)发展迅速,每3～4 年就换代一次,功能越来越强大,可靠性也越来越高。微处理器从8 位机发展到16 位机,又发展到应用32 位机和多机运行。从主要控制线路和控制结构由硬件组成发展到由可自由组合的软件块来组成。联网方面功能也越来越强,由两机之间的通讯到一机与多机通讯发展到网络通讯,在通讯协议方面由各公司的内部协议发展到开放的标准的协议。随着全数字控制和自动化技术的发展,各大公司也把这些技术应用于配电系统,也就是所谓把强电控制与微电子技术、计算机技术、网络通讯技术相结合,形成了第三代产品,出现了智能型断路器等智能元器件和智能型开关柜。如ABB 公司的F 系列断路器和MSG系列智能开关柜;西门子公司的3WN 系列断路器和SIVACON系列开关柜； GEC2ALSTHOM 公司的GEM2START 3 系列智能马达中心;西屋公司的Advan2tage 系列开关柜等。这些智能元器件都是以微处理器为核心,具有测量、变换、保护、控制等功能,实际上就是一个现场控制计算机。同时都具有通信接口可连接通信网络与上位计算机通信形成智能开关柜。在发展智能型元器件及开关柜的同时,功能越来越强大的监控系统也得到了快速发展。如西屋公司的IMPACC 系列； GEC2ALSTHOM 公司的ICIS 系统;ABB 公司的INSUM 系统以及西门子公司的SIMOCODE 系统；KL ； CKNERMOELL ER 公司的配电系统ID2000 等。通过这些系统与低压配电装置等现场设备的配合,使成套供、配、用电系统能够在本机、上位机环境、负载等对象中交换各种信息,通过网络实现状态检测、信息回馈、综合判断、发出指令及操作等,提高了整个配电系统的可靠性。国内低压成套装置自1985～1987 年自耦减压起动柜JJ 1 全国联合设计时起,首先采用了半导体集成电路式时间2电流转换器代替原来的充气式时间继电器和电流继电器。1989～1990 年国内出现了电子式电动机多功能综合保护器,1991～1992 年又出现了半导体式热继电器。在成套装置方面,智能型配电系统也已经起步,厦门电气控制设备厂等已开发了能进行数据采集的马达控制中心,天津夏利汽车工程的所有国产的低压配电柜、动力柜全部实现了上位计算机控制,做到了运行、故障集中监视,集中判断、处理,大大提高了设备运行安全性、可靠性。但从技术上看,目前我国虽已掌握了微处理器在电控产品上的应用技术,也已有一些带接口的全数字产品问世,但反映目前国际水平的智能型低压配电装置和智能控制器目前还很少见到,有待于进一步努力。因此，开关柜的研发与设计还有待于进一步的开发、测试，应用与市场。
关键词:HXGN-12高压开关柜、电气图、设计注意事项、试验
Abstract
Switchgear was utilized in power distribution system, which usually engaged in power transmission, acceptation and distribution. According to its voltage, it can be classified into high-tension switchgear and low-tension switchgear. While according to its installation sites, it can be divided into outdoor switchgear and indoor switchgear. Besides, it can also be classified into stationary switchgear and hand-push- switchgear according to its mobility of the breaker. The switchgear is a combination of various high-low tension electric, measuring instruments, electric safeguards and control switches which function as a distinct performance. Generally, switchgear can form a circuit, which could cooperate with other switchgear and realizeddistinct function. Switchgear possesses versatile advantages. Structurally, the clapboards are used to separate the room in switchgear, which shaped several individual small spaces. Such independent small spaces can depart the high-tension switch, isolating shutters, relay protecting as well as measuring instruments each other, which is in favor of restricting the enlargement of short-circuit accident, and convenient to repair and maintain. High-tension switchgear is suitable for not only generating electricity, transmission electricity, distributing electricity,electricity transition in electrical system but also the switch, control and protection in electricity depletion. The high-tension switchgear is a kind of electric equipment with the voltage range from 36 KV to 550KV, which mainly include high-tension cut-out, high-tension isolator switch, earthing switch, high-tension load switch, high-tension auto-registration and sectionalizer,high-tension operating mechanism, high-tension anti-explosion power distribution unit and high-tension switch. What’s more, low-tension switchgear is mainly used in industry such as power station, petroleum, chemical industry, metallurgy, spinning and high-rise buildings which function as electricity transition equipment in transmission and distribution of electricity.
毕业论文
HXGN-12型高压开关柜设计
作者姓名：丁龙龙
专业、班级：发电厂及ห้องสมุดไป่ตู้力系统、1002
学号：2010110838
校内指导教师：丁燕
校外指导教师：何文丽
完成日期：2013/6/11
黄河水利职业技术学院自动化工程系
摘要
开关柜用于电力配电系统，一般作为发送、接受、分配电能之用，按电压等级的高低可分为高压开关柜和低压开关柜，按装置地点的不同可分为户外式和户内式两种。按断路器是否能动又可分为固定式和手车式。将各种高低压电气、测量仪表、保护电气和控制开关集中在一个柜子里的装置，并能达到特定性能的柜子称为开关柜。一般一个柜子构成一个回路，可以与别的柜子配合使用，达到某一特定的功能。开关柜有以下优点，从结构来看开关柜内的空间用隔板分隔，成许多独立的小间。使高压开关、隔离刀闸、继电保护和测量仪表都互相分隔开。这样有利于限制短路事故的扩大，也便于检修维护。高压开关柜适用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制、保护等作用。电压等级在36KV到550KV的电气设备。主要包括高压断路器、高压隔离开关、接地开关、高压负荷开关、高压自动重合与分段器，高压操作机构、高压防爆配电装置和高压开关等几大类。低压开关柜用于发电厂、石油、化工、冶金、纺织、高层建筑等行业。作为输电配电等电能转换之用。
1.1
本学期再开封市金明区华通成套开关厂实习，本公司主要生产成套高低压开关柜和箱式变压器。用于各个领域的供电、配电。在这里实习了三个月，对该公司也有了一定了解，熟悉了生产流程，掌握了基本开关柜的安装与调试，积累了不少实际操作经验。
本企业创建于1970年，是原国家电力部、机械工业部定点企业专门研制核电站控制设备的国家大中型骨干企业，是为大型发电厂、变电所、城乡电网、石油、化工、钢铁铁路及大型建筑提供无污染成套电器开关设备的制造厂家，获有国家高、低压开关柜生产许可证。现为国家经贸委城乡电网建设与改造推荐厂家之一。2003年已通过ISO9001质量体系认证河南省首批获得3C认证证书的厂家。集研发、生产、销售、服务于一体。本公司为股份制企业占地面积14000平方米，建筑面积7000多平方米，企业机构完善，技术力量雄厚，生产及检测技术、装备先进，拥有先进的意大利数控冲床、数控剪切、数控折弯等钣金加工设备和检测设备共280台（套）。拥有一批经验丰富从事多年高低压电器成套设备研究、设计及制造的工程技术员，现有专业技术人员85人其中教授级高工3人，高级工程师7人，工程师28人，高级经济师2，人经济师6人，大中专毕业生占职工总数的50%以上。企业设有专门科研机构，引进了许多国外先进科研设备，并建立了现代科技发展和高度竞争的管理体系，严格的标准化体系和可靠的质量保证体系。华通品牌享有盛誉公司主要产品有20余种其中主要有24KV、10KV铠装中置式高压开关柜KYN28；275KV铁路智能箱式分区所YBMT；铠装箱型固定式高压环网开关柜XGN、HXGN；预装箱式变电站YBM9型等高压产品设备其它低压产品如Blokset、MNS、GCS、GCK、GGD；电容补偿柜GGJ；直流屏GZDW、PZD；低压电能计量箱XJCM、照明箱XBDW型以及CFW型密集型母线槽、电缆桥架等产品。