一、開關(guān)設(shè)備
工程供電系統(tǒng)設(shè)備即高壓開關(guān)設(shè)備。高壓開關(guān)設(shè)備主要用于關(guān)合及開斷3kV及以上正常電力線路,以輸送及倒換電力負(fù)荷;從電力系統(tǒng)中退出故障設(shè)備及故障線段,以保證電力系統(tǒng)安全、正常運(yùn)行;將兩段電力線路以至電力系統(tǒng)的兩部分分隔開;將已退出運(yùn)行的設(shè)備或線路進(jìn)行可靠接地,以保證電力線路、設(shè)備和運(yùn)行維修人員的安全。
高壓開關(guān)(電器)設(shè)備的器件主要有斷路器、重合器、分段器、負(fù)荷開關(guān)、接觸器、熔斷器、隔離開關(guān)和接地開關(guān)等,以及上述產(chǎn)品與其他電器的組合產(chǎn)品。它們在結(jié)構(gòu)上相互依托,有機(jī)地構(gòu)成一個整體,如隔離負(fù)荷開關(guān)、熔斷器式開關(guān)、敞開式組合電器等。
(一)斷路器
高壓斷路器也稱高壓開關(guān),是高壓供電系統(tǒng)中最重要的電器之一。高壓斷路器具有一套完善的滅弧裝置,能在有負(fù)荷的情況下接通或斷開電路;在系統(tǒng)發(fā)生短路故障時,能迅速切斷短路電流。
1、分類和性能
按安裝地點(diǎn)分為戶內(nèi)式和戶外式。按用途分為發(fā)電機(jī)保護(hù)用斷路器、線路用斷路器和供電用斷路器。按滅弧形式的不同高壓斷路器分為壓縮空氣斷路器、油斷路器、六氟化硫(SF6)斷路器、真空斷路器等。目前用的較多的是少油斷路器、真空斷路器和六氟化硫斷路器。
掌握壓縮空氣斷路器、油斷路器、六氟化硫(SF6)斷路器和真空斷路器的性能特點(diǎn)。
2、基本結(jié)構(gòu)
斷路器的類型雖然很多,結(jié)構(gòu)也不相同,但基本上都由通斷元件、中間傳動機(jī)構(gòu)、絕緣支撐件和基座構(gòu)成。通斷元件是斷路器的核心部分。
3、對斷路器的基本要求(略)
(二)其他開關(guān)設(shè)備
1、隔離開關(guān)與接地開關(guān)
(1)隔離開關(guān)的用途與分類。隔離開關(guān)在分閘位置時,被分離的觸頭之間有可靠絕緣的明顯斷口;在合閘位置時,能可靠地承載正常工作電流和短路故障電流。它主要為滿足檢修和改變線路連接的需要,用來對線路設(shè)置一種可以開閉的斷口。隔離開關(guān)的具體用途是檢修與分段隔離、倒換母線、分合帶電電路、自動快速隔離。
(2)接地開關(guān)的用途與分類。接地開關(guān)是用以將回路接地的一種機(jī)械式開關(guān)裝置。它主要用來保護(hù)檢修工作的安全。接地開關(guān)按安裝場所的不同,分為戶內(nèi)與戶外型;按操作方式不同,分為用鉤棒和用操動機(jī)構(gòu);按使用特性不同,分為一般接地開關(guān)與快速接地開關(guān)。
2、敞開式組合電器。敞開式組合電器由幾種常規(guī)的高壓電器按主接線要求,在結(jié)構(gòu)上相互依托借用,有機(jī)地構(gòu)成一個整體。其中各電器仍不變原有性能和基本特點(diǎn),產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊,占場地少。但目前習(xí)慣上僅指以隔離開關(guān)為主體,將隔離開關(guān)的靜觸頭置于相鄰的組合元件上,從而減少絕緣支柱,縮小整體安裝場地的一種電器裝置。被組合的有:電流互感器、電壓互感器、電纜終端等,有時亦包括同類隔離開關(guān)和斷路器。
3、負(fù)荷開關(guān)、接觸器、熔斷器及其功能組合
?。?)負(fù)荷開關(guān)
負(fù)荷開關(guān)是指關(guān)合、開斷及承載運(yùn)行線路正常電流(包括規(guī)定的過載電流)、并能關(guān)合和承載規(guī)定的異常電流(如短路電流)的開關(guān)設(shè)備。
負(fù)荷開關(guān)的品種很多,通常按滅弧介質(zhì)和滅弧方式分類。
(2)接觸器
接觸器是指除手動操作外只有一個休止位置,能關(guān)合、承載正常電流及規(guī)定的過載電流的開斷和關(guān)合裝置。借助于鎖扣裝置,可防止運(yùn)動元件返回休止位置,使鎖扣接觸器獲得了第二個休止位置。
接觸器適用于控制操作頻繁的回路,主要控制對象為高壓電動機(jī)、變壓器和電容器組等。接觸器與限流熔斷器組合作為電動機(jī)的控制和保護(hù),其技術(shù)簡便,效果更佳。
(3)熔斷器
熔斷器是電力系統(tǒng)中過載和短路故障的保護(hù)設(shè)備,當(dāng)電流超過給定值一定時間,通過融化一個或幾個特殊設(shè)計(jì)和配合的組件,分?jǐn)嚯娏鱽砬袛嚯娐贰H蹟嗥骶哂薪Y(jié)構(gòu)簡單、體積小、價格便宜、維護(hù)方便、保護(hù)動作可靠和消除短路故障時間短等優(yōu)點(diǎn);但也有如不能分合操作、動作后需更換熔斷件、易造成單相供電等不足之處。
?。?)功能組合
負(fù)荷開關(guān)、接觸器的功能限于控制,而熔斷器的作用則是故障短路電流的一次性保護(hù)。電力系統(tǒng)中的設(shè)備往往需要控制和保護(hù)兩種功能兼?zhèn)?,加之單一功能的電器動作簡捷、價格低廉等優(yōu)點(diǎn),促成了這些控制元件與保護(hù)元件功能組合的廣泛使用。控制和保護(hù)元件串聯(lián)使用是最簡單的功能組合。
4、操動機(jī)構(gòu)
操動機(jī)構(gòu)是高壓開關(guān)的重要組成部分,當(dāng)它接受操作指令后,能使開關(guān)設(shè)備準(zhǔn)確地合閘和分閘。操動機(jī)構(gòu)一般以操動觸頭系統(tǒng)分合閘時的主要驅(qū)動能源來進(jìn)行分類,有人(手)力、電動機(jī)、電磁、彈簧、液壓、氣動、重錘操動機(jī)構(gòu)。其中,人(手)力、電動機(jī)操動機(jī)構(gòu)直接操動時只能做成慢速機(jī)構(gòu),操動開關(guān)產(chǎn)品的分合閘時間在0.5S以上或更長,其余的一般做成快速機(jī)構(gòu),分閘時間多在0.1S以下。
5、防爆配電裝置的分類與特點(diǎn)
按產(chǎn)品防爆措施的不同,可確定防爆配電裝置的不同型式,如隔爆型、增安型、正壓型等。防爆產(chǎn)品有兩類:I類——煤礦用;II類——工廠用。II類防爆產(chǎn)品按其適用于爆炸性氣體混合物的最大試驗(yàn)安全間隙或最小點(diǎn)燃電流比劃分為A、B、C三類,按其最高表面溫度,劃分為T1~T6六組。
防爆配電裝置的組成與金屬封閉開關(guān)設(shè)備相同,由配電所需的控制、保護(hù)與測量等一次元件及相應(yīng)的儀表和繼電保護(hù)等二次元件組成。一次元件通常包括斷路器(或負(fù)荷開關(guān))、隔離開關(guān)(或隔離插頭)、互感器、母線與電纜頭等。
6、金屬封閉開關(guān)設(shè)備
金屬封閉開關(guān)設(shè)備(簡稱開關(guān)柜)是由封閉于接地的金屬外殼內(nèi)的主開關(guān)(如斷路器)、隔離開關(guān)(或隔離觸頭)、互感器、避雷器、母線等一次元件及控制測量、保護(hù)裝置組成的成套電器。
7、氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備
氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備是指采用(至少部分地采用)高于大氣壓的氣體作為絕緣介質(zhì)的金屬封閉開關(guān)設(shè)備,簡稱GIS。GIS是由斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、避雷器、母線、電纜終端盒或(和)出線套管等高壓電器元件按主接線要求組合而成的。功能單元是GIS的基本組合單元。GIS外殼的主要作用為:(1)氣體容器。(2)接地電極。(3)安全保護(hù)。(4)散熱。(5)機(jī)械支撐。
8、預(yù)裝式變(配)電站
預(yù)裝式變(配)電站(以下簡稱:預(yù)裝式電路)由高壓電器設(shè)備、電力變壓器、低壓電器設(shè)備及其相互的聯(lián)接和輔助設(shè)備緊湊組合而成。通常按主接線和元器件要求不同,以一定方式布置于一個或幾個箱體內(nèi),故又稱箱式變電站。
與常規(guī)變(配)電站不同,預(yù)裝式電站是由工廠設(shè)計(jì)和制造,并經(jīng)過型式試驗(yàn)的考核,具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地少、可靠性高、安裝簡捷、標(biāo)準(zhǔn)化系列性強(qiáng)、易于與環(huán)境協(xié)調(diào)、使用靈活、便于移動等特點(diǎn)。主要用于電壓為3~35kV(特別是10 kV)的系統(tǒng),作接受分配輸入的電能和向用戶提供低壓電能之用。