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配电柜知识

摘要1

关键词:

1

1我国的电力发展2

1.1电能与电力的概述2

1.2我国电力发展概况2

1.2.1我国电力发展的现状2

1.2.2我国电力发展的意义3

2高低压配电设备3

2.1高低压配电设备定义3

2.2高、低压配电柜3

2.2.1高低压配电柜定义3

2.2.2高压开关设备的发展现状及意义3

2.3低压柜的注意和要求4

2.3.1电气组装准备工作4

2.3.2线的种类、使用5

3开关柜5

3.1开关柜定义5

3.2低压开关柜的型号与用途5

3.2.1GGD系列5

3.2.2GCK系列6

3.2.3GCS系列8

3.2.4MNS系列8

3.2.5MCS系列9

3.3高压开关柜的型号与用途10

3.3.1GG-1A（F）系列10

3.3.2XGN系列11

3.3.3HXGN系列12

3.3.4JYN系列12

3.3.5KYN系列13

3.3.6GR系列15

3.3.7GGX2系列15

3.3.8GGX2系列15

3.3.9GPG系列16

4KYN28A—1210KV手车式高压开关柜16

4.110KV手车式高压开关柜的结构配置16

4.1.1 总则16

4.1.2 隔板和活门17

4.1.3 接地系统 17

4.1.4 断路器17

4.1.5 互感器18

4.1.6 隔离插头和接地开关18

4.1.7 联锁18

4.1.8 外壳及其支架的防锈19

4.210KV手车式高压开关柜的装配19

4.2.110KV手车式高压开关柜一次接线示意图19

4.2.210KV手车式高压开关柜的装配要求19

4.3高压开关柜的检修方法20

4.3.1控制回路查找 20

4.3.2常见故障的处理方法 21

结论22

参考文献23

附录图24

摘要

我们的工作、学习、休闲没有一样事情能离开电的帮助，这就凸显了供配电系统中的开关柜对我们生活的意义与重要性。

第1节大概的介绍了高低压配电设备有哪些，这些高低压配电设备平常是怎么应用的等等一些基础概念。

第2节比较全面的介绍了现在的各种常见高低压开关柜的型号、结构、用途，方便大家对开关柜有一个大致的了解。

第4节讲解的是KYN28A—1210KV手车式高压开关柜的安装调试与检修过程，其中包含了此开关柜的原理图、安装内容、安装工艺和涉及的有关技术，可以了解到开关柜的一些专业知识。

第5节介绍的是KYN28A—1210KV手车式高压开关柜的出售价格的预算情况、常见的一些技术问题及解决办法，可以让大家对目前电网运行中开关设备的成本有个大概的了解。

关键词:

高低压配电柜、开关柜、“五防”系统、维护、安装

1我国的电力发展

1.1电能与电力的概述

电能是表示电流做多少功的物理量。

电能指电以各种形式做功的能力（所以有时也叫电功）。

分为直流电能、交流电能，这两种电能均可相互转换。

电力是以电能作为动力的能源。

发明于19世纪70年代，电力的发明和应用掀起了第二次工业化高潮。

成为人类历史18世纪以来，世界发生的三次科技革命之一，从此科技改变了人们的生活。

20世纪出现的大规模电力系统是人类工程科学史上最重要的成就之一，是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电力生产与消费系统。

它将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电力，再经输电、变电和配电将电力供应到各用户。

1.2我国电力发展概况

1.2.1我国电力发展的现状

近年来，中国电力工业快速发展。

截止2008年底，发电装机容量7.92亿KW，全社会用电量3.43万亿Kwh。

跨区跨省电网建设快速推进，电网妄加结构得到加强和完善：

2009年1月，中国自主研发、设计和建设的具有自主知识产权的1000KV晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程正式投运，白哦指着中国在远距离、大容量、低损耗的特高压核心输的技术和设备国产化上去的重点突破，建设智能电网具备了一定的物质基础。

中国的智能电网首先是一个坚强的电网，其中，具有长距离、大容量特征的特高压电网将成为核心环节。

这是由中国经济发展阶段、能源集中分有特点决定的。

国家电网公司将按照统筹规划、统一标准、试点先行、整体推进的原则，在建设±1000KV交流和±800KV、±1000KV直流构成的特高压骨干网架、实习各级电网协调发展的同时，为人主要环节和信息化等方面，分阶段推进“坚强智能电网”发展，到2020年，使电网的资源配置能力、安全稳定水平，以及电网与电源和用户之间的互动性得到显著提高，“坚强智能电网”在服务经济社会发展中将发挥重要作用。

智能电网建设将是中国电网为了10年发展的主要方向，这是创新能源汽车之后，又一重量级新兴产业规划。

国家电网公司将分3个阶段推进坚强智能电网的建设。

在3个阶段里总投资预计将超过4万亿元。

第一阶段（2009—2010年）预计投资5500亿元；第二阶段（2011—2015年）预计投资2万亿元；其中特高压电网投资3000亿元；第三阶段（2016—2020年）预计投资1.7万亿元，其中特高压投资2500亿元。

1.2.2我国电力发展的意义

我国正处于工业化和城镇化快速发展的重要时期，能源需求具有刚性增长特征。

电力作为一种清洁、使用方便的能源，在能源工业中占有极为重要的地位，是国家进步和繁荣不可缺少的动力。

预计到2020年，我国用电需求将达到7.7万亿千瓦时，发电装机将达到17亿千瓦左右，均为现有水平的2倍以上。

电网作为电力输送和消纳的载体，已成为能源供应系统的关键组成部分。

以500千伏交流和±500千伏直流构成的主网架，难以满足未来远距离、大容量输电以及电网安全性和经济性的需要，必须加快建设特高压电网，以保障电力与经济社会的协调发展，实现电力工业可持续发展。

2高低压配电设备

2.1高低压配电设备定义

配电设备是指各种在发电厂、变电站和厂矿企业的低压配电系统中作动力、配电和照明的成套设备。

常见的低压配电设备有：

低压配电屏、开关柜、开关板、照明箱、动力箱和电动机控制中心。

常见的高压配电设备有：

主要有高压熔断器；高压隔离开关；高压负荷开关；高压断路器。

2.2高、低压配电柜

2.2.1高低压配电柜定义

高、低压配电柜就是接高压配电柜、低压开关柜和以及连接线缆的配电设备，一般供电局、变电所都是用高压配电柜，然后经变压器降压再到低压开关柜，低压开关柜在到各个用电的配电盘，控制箱，开关箱，里面无非就是把一些开关、断路器、熔断器、按钮、指示灯、仪表、电线之类保护器件组装成一体的配电设备。

2.2.2高压开关设备的发展现状及意义

高压开关设备主要用于电力系统（包括发电厂、变电站、输配电线路和工矿企业等用户）的控制和保护，既可根据电网运行需要将一部分电力设备或线路投入或退出运行，也可在电力设备或线路发生故障时将故障部分从电网快速切除，从而保证电网中无敌故障部分的正常运行及设备、运行维修人员的安全。

因此，高压开关设备是非常重要的输配电设备，其安全、可靠运行对电力系统的安全、有效运行具有十分重要的意义。

高压开关设备按其功能和作用的不同，可以分为：

（1）元件及其组合：

包括断路器、隔离开关、接地开关、重合器、分段器、负荷开关、接触器、熔断器以及上述元件组合而成的负荷开关—熔断器组合电器、接触器—熔断器（F-C）组合电器、隔离负荷开关、熔断器式开关、敞开式组合电器等。

（2）成套设备：

将上述元件及其组合与其他电器产品（如变压器、互感器、电容器、电抗器、避雷器和二次元件等）进行合理配置，有机地组合于金属封闭外壳内，具有相对完整使用功能的产品。

如金属封闭开关设备（开关柜）、气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）个高压/低压预装式变电站等。

从20世纪90年代中期发展至今，国内开关行业可谓突飞猛进，从七八十年代国内“五大开”成套设备生产厂家基本垄断市场局面，到如今数千家开关成套厂家齐头并进瓜分市场，足以彰显我国高压开关行业呈现迅猛之势。

2.3低压柜的注意和要求

2.3.1电气组装准备工作

1、先看明图纸和技术要求，检查元器件型号、规格、数量等与图纸是否相符。

组装前应擦净元器件上尘土及油污；检查元器件有无损毁，发现问题及时更换。

2、组装原则及组装操作

组装元器件要保证所装元件操作方便，操作时不受空间限制，没有触及带电体的可能，并符合元器件本身安装要求。

3、保证一、二次线的操作、安装距离。

4、同一合同的组装应一致。

5、按图纸要求准确测量、调整安装梁的位置并将其紧固。

①、元件和附件可以直接安装在箱体相应的安装梁上。

②、元件或附件也可以安装在箱体相应的安装板上或支架上，再将支架或安装板装入箱体。

③、抽屉式产品先组装成型再安装，调整联锁附件，然后将电器装于设定位置。

④、不得重击电器元件或附件

6、组装所用紧固件和金属件均应有防护层，防护层应无脱落、变质、生锈等现象。

螺栓选择要与元件上的孔径相配合，紧固后螺栓要露出螺母3—5个螺距。

7、当安装元件绝缘距离不够时，可将元件安装在绝缘板上。

8、安装某些应震动易损毁的元件时，应在元件和按装板之间加装橡胶垫减震。

9、有抄作手柄的元件应将其调整到位，不得有卡阻现象。

2.3.2线的种类、使用

1、一次线分硬母线和绝缘导线两种

一般硬母线选用TMY矩形铜母线，绝缘导线选用BVR或BV聚氯乙烯导线。

2、装置内绝缘导线除顾客有特殊要求外一般选用黑色，接地线选用黄绿双色。

3开关柜

3.1开关柜定义

开关柜是一种电设备，外线先进入柜内主控开关，然后进入分控开关，各分路按其需要设置。

如仪表，自控，电动机磁力开关，各种交流接触器等，有的还设高压室与低压室开关柜，设有高压母线，如发电厂等，有的还设有为保主要设备的低周减载。

开关柜常见分类：

1、低压抽出式开关柜；

2、交流低压配电柜；

3、金属铠装移开式开关柜；

4、低压固定分隔式开关柜；

5、高压电容器柜；

6、高压开关柜。

3.2低压开关柜的型号与用途

3.2.1GGD系列

3.2.1.1用途

GGD型交流低压配电柜适用于变电站、发电厂、厂矿企业等电力用户的交流50Hz，额定工作电压380V，额定工作电流1000-3150A的配电系统，作为动力、照明及发配电设备的电能转换、分配与控制之用。

　　GGD型交流低压配电柜是根据能源部，广大电力用户及设计部门的要求，按照安全、经济、合理、可靠的原则设计的新型低压配电柜。

产品具有分断能力高，动热稳定性好，电气方案灵活、组合方便，系列性，实用性强、结构新颖，防护等级高等特点。

可作为低压成套开关设备的更新换代产品使用。

3.2.1.2产品型号及含义

图3-2-1低压柜GGD系列

3.2.1.3结构特点

（1）GGD型交流低压配电柜的柜体采用通用柜形式，构架用8MF冷弯型钢局部焊接组装而成，并有20模的安装孔，通用系数高。

（2）GGD柜充分考虑散热问题。

在柜体上下两端均有不同数量的散热槽孔，当柜内电器元件发热后，热量上升，通过上端槽孔排出，而冷风不断地由下端槽孔补充进柜，使密封的柜体自下而上形成一个自然通风道，达到散热的目的。

（3）GGD柜按照现代化工业产品造型设计的要求，采用黄金分割比的方法设计柜体外形和各部分的分割尺寸，使整柜美观大方，面目一新。

（4）柜体的顶盖在需要时可拆除，便于现场主母线的装配和调整，柜顶的四角装有吊环，用于起吊和装运。

（5）柜体的防护等级为IP30，用户也可根据环境的要求在IP20—IP40之间选择。

3.2.2GCK系列

3.2.2.1、产品型号及含义

  图3-2-2低压柜GCK系列

G是封闭式开关柜  C是抽出式  K是控制中心

GCK低压抽出式开关柜（以下简称开关柜）由动力配电中心（PC） 柜和电动机控制中心（MCC）两部分组成。

该装置适用于交流50（60）HZ、额定工作电压小于等于660V、额定电流4000A及以下的控配电系统,作为动力配电、电动机控制及照明等配电设备。

GCK开关柜符合IEC60439-1《低压成套开关设备和控制设备》、GB7251.1-1997《低压成套开关设备和控制设备》、GB/T14048.1-93 《低压开关设备和控制设备总则》等标准。

且具有分断能力高、动热稳定性好、结构先进合理、电气方案灵活、系列性、通用性强、各种方案单元任意组合、一台柜体。

所容纳的回路数较多、节省占地面积、防护等级高、安全可靠、维修方便等优点。

3.2.2.2结构特点

1、整柜采用拼装式组合结构，模数孔安装，零部件通用性强，适用性好，标准化程度高。

2、柜体上部为母线室、前部为电器室、后部为电缆进出线室，各室间有钢板或绝缘板作隔离，以保证安全。

3、MCC柜抽屉小室的门与断路器或隔离开关的操作手柄设有机械联锁，只有手柄在分断位置时门才能开启。

4、受电开关、联络开关及MCC柜的抽屉具有三个位置：

接通位置、试验位置、断开位置。

5.开关柜的顶部根据受电需要可装母线桥。

3.2.3GCS系列

3.2.3.1产品型号及含义

图3-2-3低压柜GCS系列

3.2.3.2用途

GCS型低压抽出式开关柜使用于三相交流频率为50Hz，额定工作电压为400V（690V），额定电流为4000A及以下的发、供电系统中的作为动力、配电和电动机集中控制、电容补偿之用。

广泛应用于发电厂、石油、化工、冶金、纺织、高层建筑等场所，也可用在大型发电厂，石化系统等自动化程度高，要求与计算机接口的场所。

3.2.3.3执行标准

本产品符合GB7251.1-1997《低压成套开关设备和控制设备》和JB/T9661-1999《低压抽出式成套开关设备》的要求。

3.2.3.4结构特点

1、框架采用8MF型开口型钢，主构架上安装模数为E=20mm和100mm的Φ9.2mm的安装孔，使得框架组装灵活方便。

2、开关柜的各功能室相互隔离，其隔室分为功能单元室、母线室和电缆室。

各室的作用相对独立。

3.、水平母线采用柜后平置式排列方式，以增强母线抗电动力的能力，是使主电路具备高短路强度能力的基本措施。

4、电缆隔室的设计使电缆上、下进出均十分方便。

5、抽屉高度的模数为160mm。

抽屉改变仅在高度尺寸上变化，其宽度、深度尺寸不变。

相同功能单元的抽屉具有良好的互换性。

单元回路额定电流400A及以下。

6、抽屉面板具有分、合、试验、抽出等位置的明显标志。

抽屉单元设有机械联锁装置。

抽屉单元为主体,同时具有抽出式和固定性,可以混合组合,任意使用。

7、柜体的防护等级为IP30IP40,还可以按用户需要选用。

3.2.4MNS系列

3.2.4.1用途

MNS型低压抽出式成套开关设备（以下简称开关柜）为适应电力工业发展的需求，参考国外MNS系列低压开关柜设计并加以改进开发的高级型低压开关柜，该产品符合国家标准GB7251、VDE660和ZBK36001-89《低压抽出式成套开关设备》、国际标准IEC439规定MNS型低压开关柜适应各种供电、配电的需要，能广泛用于发电厂、变电站、工矿企业、大楼宾馆、市政建设等各种低压配电系统。

3.2.4.2结构特点

1.MNS型低压开关柜框架为组合式结构，基本骨架由C型钢材组装而成。

柜架的全部结构件经过镀锌处理，通过自攻锁紧螺钉或8.8级六角螺栓坚固连接成基本柜架，加上对应于方案变化的门、隔板、安装支架以及母线功能单元等部件组装成完整的开关柜。

开关柜内部尺寸、零部件尺寸、隔室尺寸均按照模数化（E=25mm）变化。

2.MNS型组合式低压开关柜的每一个柜体分隔为三个室，即水平母线室（在柜后部），抽屉小室（在柜前部），电缆室（在柜下部或柜前右边）。

室与室之间用钢板或高强度阻燃塑料功能板相互隔开，上下层抽屉之间有带通风孔的金属板隔离，以有效防止开关元件因故障引起的飞弧或母线与其它线路短路造成的事故。

3.MNS型低压开关柜的结构设计可满足各种进出线方案要求：

上进上出、上进下出、下进上出、下进下出。

4.设计紧凑：

以较小的空间容纳较多的功能单元。

5.结构件通用性强、组装灵活，以E=25mm为模数，结构及抽出式单元可以任意组合，以满足系统设计的需要。

6.母线用高强度阻燃型、高绝缘强度的塑料功能板保护，具有抗故障电弧性能，使运行维修安全可靠。

7.各种大小抽屉的机械联锁机构符合标准规定，有连接、试验、分离三个明显的位置，安全可靠。

8.采用标准模块设计:

分别可组成保护、操作、转换、控制、调节、测定、指示等标准单元，可以根据要求任意组装。

9.采用高强度阻燃型工程塑料，有效加强了防护安全性能。

10.通用化、标准化程度高，装配方便。

具有可靠的质量保证。

11.柜体可按工作环境的不同要求选用相诮的防护等级。

12.设备保护连续性和可靠性。

3.2.5MCS系列

用途：

MCS智能型低压抽出式开关柜是一种融合了其它低压产品的优点而开发的高级型产品，适用于电厂、石油化工、冶金、电信、轻工、纺织、高层建筑和其它民用、工矿企业的三相交流50HZ，60HZ，额定电压380V，额定电流4000A及以下的三相四（五）线制电力系统配电系统，在大型发电厂、石化、电信系统等自动化程度高，要求与计算机接口的场所，作为发、供电系统中的配电、电动机集中控制、无功功率补偿的低压配电装置。

3.2.5.2结构特点：

1、开关柜的基本框架采用C型（或8MF型）开口型钢组装而成，外型统一、精度高、抽屉互换性好。

2、MCC柜宽度只有600mm，使用空间大，可容纳更多的功能单元，节约建设用地。

3、柜内元件可根据用户不同需求，配置各种型号的开关，更好的保证产品高的可靠性。

4、装置可预留自动化接口，也可把智能模块安装在开关柜上，实现遥信、遥测、遥控等三遥功能。

5、抽屉功能单元可分为MCCI、MCCII、MCCIII三种。

MCCI型：

抽屉宽600mm，高度分180mm，360mm，540mm三种，每柜可安装高度为1800mm，按所需抽屉大小进行组合，最多可装10个单元，适用于较大电流的电动机控制中心和馈电回路。

MCCII型：

抽屉宽600/2mm，高度分200mm，可安装高度为1800mm，按所需抽屉大小进行组合，最多可装18个单元，适用于100A以下的单元。

MCCIII型：

抽屉宽600/2mm，高度分180mm，360mm，540mm三种，可安装高度为1800mm，按所需抽屉大小进行组合，最多可装20个回路，适用于100A以下的单元。

6、操作机构：

每个抽屉上均装有一专门设计的操作机构，用于分断和闭合开关，并具备机械联锁等多种防误操作功能，MCCI型抽屉有一套“断开”、“试验”、“工作”、“移出”四个位置的定位装置，抽屉为摇进结构，MCCII型、MCCIII型抽屉单元为推拉式，设置有定位装置，并有防误操作功能。

3.3高压开关柜的型号与用途

3.3.1GG-1A（F）系列

3.3.1.1产品型号及含义

图3-3-1高压柜GG-A（F）系列

GG-1A型高压开关柜为固定式

GG-1A（F）型防误型高压开关柜（固定式具有防误装置的高压开关柜）

3.3.1.2用途

GG-1A型高压开关柜为固定式，用于工矿企业变、配电站的交流50HZ，3-10KV的三相单母线系统中，接受和分配电能之用。

GG-1A（F）型防误型高压开关柜系固定式具有防误装置的高压开关柜，适用于交流50Hz，额定电压3.6KV、10KV，额定电流最大至1000A，额定开断电流最大至31.5kA的单母线系统中作为接受或分配电能的户内成套配电高压设备。

  本柜柜体宽敞，内部空间大，间隙合理、安全，具有安装、维修方便，运行可靠等特点，主回路方案完整，可以满足各种供配电系统的需要。

3.3.1.3结构特点

GG-1A型高压开关柜系开启式，基本骨架结构用角钢焊接而成，前面板用薄钢板压制而成，柜后无保护板，柜内用薄钢板隔开，柜的上部为断路器室、下部为隔离开关室，具有程序封锁功能，使用安全可靠。

具有“五防”功能。

3.3.2XGN系列

3.3.2.1产品型号及含义

图3-3-2高压柜XGN系列

3.3.2.2用途

XGN箱型固定式金属封闭开关设备（简称开关柜），主要用于电压为3KV、6KV、10KV，频率为50HZ的三相交流电力系统中电能的接受与分配。

本系统具有可靠的“五防”闭锁功能，性能可靠，可广泛用于高压电动机的起动、投切运行等场合。

3.3.2.3结构特点

XGN15-12型环网柜采用金属封闭箱式结构，主开关与柜体为固定安装，主回路系统的各隔室均有压力释放装置和通道，各隔室均可靠接地，而且封闭完善，外壳防护等级达到IP3X。

开关室内装有FL（R）N36-12D型三工位负荷开关，该负荷开关的外壳为环氧树脂浇注而成，内充六氟化硫（SF6）气体。

XGN2—10箱型固定式交流金属封闭开关设备（简称开关柜）用于3.6KV，10KV三相交流50Hz系统中作为接受和分配电能之用的户内成套配电设备，具有对电路控制保护和监测等功能。

其母线系统为单母线及单母线带旁路母线，并可派生出双母线结构。

本开关柜符合国家标准GB3960《3-35KV交流金属封闭开关设备》及国际标准IEC298的要求，并具有一套完善的性能可靠，功能齐全、结构简单、操作方便的机械式防误闭锁装置，简便而有效的达到两部提出的“五防”闭锁功能。

开关柜的主开关采用SNl0—10型系列少油断路器及ZN28A—10型系列真空断路器。

断路器配用CDl0系列电磁橾动机构或CT8弹簧操动机构；真空断路器也可配用CDl7系列电磁操动机构、CTl7或CT19B弹簧操动机构。

隔离开关采用GN30—10旋转式隔离开关系列产品。

3.3.3HXGN系列

产品型号及含义

图3-3-3高压柜HXGN系列

HXGN—10型高压开关柜（简称环网柜），系三相交流额定电压10kV、额定频率50Hz的户内箱式交流金属封闭开关设备。

适用于工厂、车间、小区住宅、高层建筑等场所的配电系统，环网供电或双电源幅射供电系统，起接受、分配和保护作用，也适用于箱式变电站中。

3.3.4JYN系列

3.3.4.1用途

1.JYN1-40.5型间隔式交流金属封闭式开关设备系三相交流50Hz单母线系统的户内成套装置，作为接受和分配40.5kV的网络电能之用。

本开关柜具有防止误操作断路器、防止带负荷推拉手车、防止带电挂接地线、防止带接地送电和防止误入带电间隔（简称“五防”）的功能。

2.JYN2—10型移开式交流金属开关设备（以下简称开关柜）用于交流50Hz额定电压3-10kV单母线系统。

其额定电流最大为2500A，额定开断电流以及厂内用电至31.5kA。

作为发电厂变电站中控制发电机、变电站受电、馈电以及厂内用电的主要用柜，也适用于各工矿企业为大型交流高压电动机的起动和保护之用。

3.JYN–3（F）、6（F）型双层手车式高压开关柜本产品具有结构设计合理、保护性能好、分断能力强、动热稳定性好、互换性强、使用维护安全方便等优点，适用于发电厂、变电站、厂矿企业电气室、高层建筑等户内场所。

本产品的辅助电路一一对应，用户只要根据负载选择主电路方案即可。

主电路方案有79种供选择。

3.3.4.2结构特点

1.JYN1-40.5型间隔式交流金属封闭式开关设备,本开关柜系户内保护型成套装置，由柜体和手车两部分组成。

柜体由角钢及钢板弯制而成并分割为手车室、母线室、隔离触头室、电缆室、继电室及端子室等。

手车室与隔离触头室、电缆室之间，隔以绝缘材料制成的隔板并在其