变配电所-中压开关设备

引 言
一次设备分类
• 变换设备 改变电压或电流，如电力变压器、电流互感器、电压互感器等。 • 控制设备 控制一次电路的接通、断开，如断路器、隔离开关、接触器等。 • 保护设备 对电力系统进行过电流、过电压等保护，如断路器、熔断器、避雷器等 • 补偿设备 补偿电力系统的无功功率、提高功率因数，如电力电容器。 • 成套设备 将上述一次设备和有关二次设备组合在一起的电气装置，如开关柜等。
中压开关柜
引言 • 中压开关柜，全称：3.6kV~40.5kV交流金属封闭开关设备 和控制设备，是装有以断路器为主要开关元件的成套开关 设备，在配电系统中作接受和分配电能之用，是中压领域 中量大面广的产品。 • 中压开关柜的发展，经历了敞开式 — 构架式 — 金属封闭 式 — 密封式的技术发展历程，体积愈来愈小。
在规定的使用和性能条件下，断路器所能关合的最大短路电流。
• 额定短路持续时间(tk) Rated short-circuit duration
断路器在合闸状态下能够承载额定短时耐受电流的时间间隔。 对于72.5 kV及以下的断路器的额定短路持续时间为4s。
断路器
术语和定义
• 额定操作顺序 Rated operating sequence
1）额定电压 额定工频耐受电压 额定雷电冲击耐受电压
2）额定电流
kV kV kV A
12 42/48 75/85
630, …, 1250, …, 3150, 4000, 5000 25, 31.5, 40, 50, 63, 80 为额定短时耐受电流的2.5倍
额定短时耐受电流（4s; 3s） kFra Baidu bibliotek 额定短路开断电流 额定峰值耐受电流 额定短路关合电流
断路器
术语和定义
• 额定电压（Ur）Rated voltage 断路器所在系统的最高电压。额定电压的标准值如下： 3.6，7.2，12，24，40.5，72.5，126，252kV；363kV，550kV， 800kV，1100kV • （系统中的）过电压 Overvoltage ( in a system ) 相对地或相间电压，其峰值超过设备最高电压相应的峰值。 • 额定绝缘水平 Rated insulation level 按照设计，器件的绝缘在规定条件下能承受的试验电压。 一般包括：额定工频短时耐受电压和额定雷电冲击耐受电压。
断路器
术语和定义
• 耐受试验 endurance test
在包括一定时间内为一定目的所采取的特定运行等规定条件下，对器件进行的 试验。这些运行可能包括反复操作及特别严重的条件，如短路、过电压、振动、冲击。
• 验收试验 acceptance test
为向用户证明产品符合规范中的某些条件而按合同进行的试验。
断路器的额定特性与断路器的额定操作顺序有关。有两种可供选择的额定 操作顺序： 1） O-t-CO-t’-CO 除非另有规定，否则： t=3min，对不用于快速自动重合闸的断路器； t=0.3s， 对用于快速自动重合闸的断路器（无电流时间）； t’=3min=180s。 2）CO-t”-CO 其中，t”=15s，对不用于快速自动重合闸的断路器。 这里：O表示一次分闸操作；CO表示一次合闸操作后立即（即无任何故意 的时延）进行分闸操作。 t、t’、t”是连续操作之间的时间间隔。
部件温度与周围空气温度之差。
• 泄漏电流 leakage current
由于绝缘不良而在不应通电的路径中流过的电流。
• 泄地电流 earth current
在一个导体和大地之间所有泄漏电流和电容电流的总和。
• 电气间隙 clearance
两个导电部分之间的最短直线距离。
• 爬电距离 creepage distance
断路器
有关标准
• GB1984-2003 交流高压断路器 • DL/T402-1999 交流高压断路器订货技术条件 • DL/T403-2000 12-40.5kV高压真空断路器订货技术条件 • IEC 62271-100:2003 High-voltage Switchgear and Controlgear – Part
第四章 工厂变配电所及其一次系统
第3节 中压开关设备及其选择
• 中压元器件 • 中压开关柜
引 言
基本概念
• 一次回路、一次电路、主电路 变配电所中承担输送、分配电能任务的电路。 • 一次设备 一次回路中所有的电气设备。 • 二次回路、二次电路 用来控制、指示、检测和保护一次设备运行的电路。 二次回路通常接在互感器的二次侧。 • 二次设备 二次回路中所有的电气设备。
3）电动机储能
供弹簧储能的电动机及其电气辅助设备，在额定电源电压的85%一110%之间，在额定频率 下，应该能够正常工作。
• 储能合闸 stored energy closing
储能合闸的断路器，必须能在关合额定短路电流的合闸操作后立即分闸。
断路器
术语和定义
• 温升 temperature rise
kA
注：斜线下的数值是对隔离断口的数值。隔离断口 isolating distance 是指隔离 开关、负荷一隔离开关的断口以及起联络作用或作为热备用的负荷开关和断路器 的断口，触头间的电气间隙。
断路器
产品分类 • 真空断路器 vacuum circuit breaker （VCB） • SF6断路器 SF6 gas-insulated circuit breaker • 少油断路器 minimum-oil circuit breaker • 单相断路器 single-phase circuit breaker
断路器
术语和定义
• 额定工频短时耐受电压 Rated short-time power frequency withstand voltage 在规定的条件下和规定的时间（一般为1分钟）下进行试验时，断路器 所能耐受的正弦工频电压有效值。 • 额定雷电冲击耐受电压 Rated lightning impulse withstand voltage 在规定的试验条件下，断路器的绝缘所能耐受的标准冲击电压波的峰值。 也称作“操作冲击耐受电压”。
断路器
术语和定义
• 开关设备和控制设备 switchgear and controlgear 开关及与其相关的控制、测量、保护和调节设备的组合，以及该组合 同相关的电气联结、辅件、外壳和支撑件组成的总装的总称。 • 断路器 circuit breaker 能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的 时间内承载和开断异常回路条件（如短路条件下）的电流的机械开关 装置。 • 中压交流断路器 AC medium-voltage circuit breaker 安装在户内或户外，运行在电压3.6kV~40.5kV、频率为50Hz的系统 中的交流断路器。
断路器
术语和定义
• 额定电流（Ir）Rated current 在规定的使用和性能条件下，断路器主回路能够连续承载的电流。 额定电流应为数字1-1.25-1.6-2-2.5-3.15-4-5-6.3-8及其与10n的乘积。 • 额定短路开断电流(Isc) Rated short-circuit breaking current 在规定的使用和性能条件下，断路器所能开断的最大短路电流。 • 额定短时耐受电流(Ik) Rated short-time withstand current 在规定的使用和性能条件下，在规定的短时间内，断路器在合闸状态 下能够承载的电流的有效值。 额定短时耐受电流的标准值：20、25、31.5、40、50、63、80kA。 额定短时耐受电流等于额定短路开断电流。
断路器
术语和定义
• 额定峰值耐受电流(Ip) Rated peak withstand current
在规定的使用和性能条件下，断路器在合闸状态下能承载的额定短时耐受电 流的第一个大半波的电流峰值。 对于大多数系统， Ip=2.5Ik 额定峰值耐受电流等于额定短路关合电流。
• 额定短路关合电流 Rated short-circuit making current
断路器
术语和定义
• 额定值 一般由制造厂对元件、装置或设备规定的工作条件所指定的量值。 主要有： 1、额定电压（Ur） 2、额定绝缘水平 3、额定频率（fr） 4、额定电流（Ir） 5、额定短时耐受电流（Ik） 6、额定峰值耐受电流（Ip） 7、额定短路持续时间（tk） 8、分闸、合闸装置和辅助回路的额定电源电压（Ua）
断路器
术语和定义
• 储能操作 stored energy operation
利用储存在操动机构本身的能量的一种操作，这些能量应在操作前储存 并完成预定条件下的操作。主要方式有： 1）弹簧储能 2）人力储能
此时应标出手柄运动的方向，在断路器上应装设弹簧已经储能的指示器，不依赖人力合闸操作 的情形除外。用人力给弹簧储能所需的最大操作力不应超过250N。
第3节 中压开关设备及其选择
中压开关柜
Medium-Voltage Switchgear (Switchboard)
中压开关柜
• 引言 • 有关标准 • 术语和定义 • 技术数据 • 产品分类 • 空气绝缘型交流金属封闭式中压开关柜（AIS） • 气体绝缘型交流金属封闭式中压开关柜（C-GIS） • F-C回路开关柜（交流接触器—熔断器组合电器） • 特殊用途开关柜 • 智能化开关柜
• 投入运行试验 commissioning test
在现场对产品所进行的试验，用以证明安装是正确的、运行是正常的。
• 维护试验 maintenance test
对产品定期进行的试验，用以查清问题并作某些必要的调整，以保证其性能保 持在规定的限度内。
断路器
主要技术数据
GB IEC 12 28/32 75/85 GB 40.5 95/118 185/215 IEC 40.5 70/80 170/195
引言
• 中压开关设备包括： 1）中压元器件 MV Switchgear Apparatus (Components) 2）中压开关柜 MV Switchgear (Assemblies) • 电压等级：中压 MV：≤40.5kV • 中压开关设备是配电关键设备，产品小型化、智能化、节能环保是其 发展方向。
断路器
术语和定义
• 常规试验（出厂试验） routine test 对每个器件在制造中或完工后所进行的试验，用以判明器件是否符合 某项标准。 • 抽样试验 sampling test 对一批器件中随机取出的若干器件所进行的试验。 • 介质试验 dielectric test 检验介质电气特性的各种试验的总称。 • 寿命试验 life test 确定元件或器件在规定条件下可能达到的寿命的试验。包括机械寿命、 电寿命。
在两个导电部分之间沿绝缘材料表面的最短距离。
• 局部放电 partial discharge
只部分地跨越导体之间绝缘的放电。
断路器
术语和定义
• 型式试验 type test 对按照某一设计而制造的一个或多个器件所进行的试验，用以检 验这一设计是否符合一定的规范。
强制的型式试验项目主要有： 绝缘试验、 短时耐受电流和峰值耐受电流试验、 短路电流关合和开断试验、 容性电流开合试验：电缆充电电流开合试验、 温升试验、 常温下的机械操作试验、 无线电干扰电压试验、 主回路电阻测量、密封试验、EMC试验
第3节 中压开关设备及其选择
中压元器件
Medium-Voltage Switchgear Apparatus
中压元器件
分类 1 2 3 4 断路器 隔离开关 接地开关 负荷开关 5 6 7 8 熔断器 负荷开关—熔断器组合电器 — 真空接触器 电容器
中压元器件
1、中压断路器
AC Medium-Voltage Circuit Breaker
100: High-voltage Alternating-current Circuit Breaker 高压开关设备和控制设备 第100部分：交流高压断路器
• DL/T690-1999《交流高压断路器合成试验技术条件》 • DL/T615-1997《交流高压断路器参数选用导则》 • DL/T427-1991《户内型发电机断路器订货技术条件》