詮釋開(kāi)關(guān)柜基礎(chǔ)知識(shí)

開(kāi)關(guān)柜是指一次設(shè)備、二次設(shè)備按照的程序組裝成成套配電裝置，主要用于線路、設(shè)備的控制、保護(hù)。開(kāi)關(guān)柜的電壓等級(jí)可分為高壓開(kāi)關(guān)柜(固定式和手車式)和低壓開(kāi)關(guān)柜(固定和抽屜)。大體上，高壓開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)大致相似，主要分為母線室、斷路器室、二次控制室(儀表室)、饋線室等，這些房間之間一般有鋼板隔離。低電壓開(kāi)關(guān)柜主要按元件安裝方式分類。

開(kāi)關(guān)柜內(nèi)設(shè)部件包括：母線(匯流排)、斷路器、常規(guī)繼電器、綜合繼電保護(hù)裝置、計(jì)量器具、隔離刀、指示燈、接地刀等。

1、進(jìn)線箱

也稱為接線箱，是用來(lái)接收電網(wǎng)電能的設(shè)備(從進(jìn)線到母線)，一般都裝有斷路器、 CT、 PT、隔離刀等元件。

2、出線柜

又稱饋電箱或配電箱，是一種用于配電的設(shè)備(從母線到各出線)，一般還裝有斷路器、 CT、 PT、隔離刀等元件。

3、母線通訊

又稱母線斷路器，是用于將兩段母線(從母線到母線)的設(shè)備，在單母線分段、雙母線系統(tǒng)中，經(jīng)常要使用母線連接，以滿足用戶選擇不同運(yùn)行方式的要求，或出現(xiàn)故障時(shí)，有選擇的切斷負(fù)荷。

4、手提箱柜

電壓互感器箱體，通常是直接安裝在母線上，用于檢測(cè)母線電壓，并實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。內(nèi)設(shè)電壓互感器 PT，隔離刀，熔斷器，避雷器等。

5.隔離室

用于隔離兩端母線或?qū)⑹茈娫O(shè)備與電源設(shè)備隔離開(kāi)來(lái)，它能為操作人員提供可見(jiàn)的端點(diǎn)，以便于維修和檢修作業(yè)。因隔離柜不具有分?jǐn)唷⒔油ㄘ?fù)載電流的能力，所以當(dāng)與其配合的斷路器閉合時(shí)，不能推拉隔離箱的手車。通常情況下，均需設(shè)置斷路器輔助接點(diǎn)和隔離手車的聯(lián)鎖，以防止操作者誤操作。

6、電容器箱

又稱補(bǔ)償柜，用于提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，或作無(wú)功補(bǔ)償，主要的裝置是成組的電容器組、投切控制回路和熔斷器等保護(hù)用電器。通常與進(jìn)線箱并置，可一臺(tái)或多臺(tái)電容柜并排運(yùn)行。電容柜與電網(wǎng)斷開(kāi)后，由于電容器組的放電過(guò)程需要一段時(shí)間，因此不能直接用手接觸柜內(nèi)元件，特別是電容器組；斷電后(根據(jù)電容器組的容量大小，如：1分鐘)，不允許重新合閘，以免電容器組發(fā)生過(guò)電壓損壞。在進(jìn)行自動(dòng)控制功能時(shí)，還應(yīng)注意合理分配各組電容器組的投切次數(shù)，以免一組電容器損壞，而另一組很少會(huì)有斷開(kāi)的情況發(fā)生。

7、計(jì)量柜

它主要用于計(jì)量用電(千瓦時(shí))，也有高壓、低壓之分，一般安裝有隔離開(kāi)關(guān)、熔斷器、 CT、 PT、有功電度表(傳統(tǒng)的或數(shù)字的電度表)、無(wú)功電度表、繼電器，以及一些其它的輔助二次設(shè)備(如負(fù)荷監(jiān)控儀等)。

8. GIS柜

也稱封閉式組合電器柜，是把斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、 CT、 PT、避雷器、母線等封閉在金屬殼體內(nèi)，然后以隔緣性能好、滅弧性好的氣體(一般用六氟化硫SF6)作為相間和對(duì)地的絕緣措施，適用于高電壓等級(jí)和高容量等級(jí)的電網(wǎng)，用于接受配電和控制。

9、斷路器

正常運(yùn)行時(shí)，斷路器處于合閘狀態(tài)(特殊應(yīng)用除外)，接通電路。在執(zhí)行自動(dòng)控制或保護(hù)控制操作時(shí)，斷路器可在綜保裝置控制下完成電路的分?jǐn)嗷蚪油ú僮?。它不但能通斷正常的?fù)荷電流，還能承受時(shí)間的短路電流(數(shù)倍甚至幾十倍的正常電流)，并能切斷短路電流，切斷故障線路和設(shè)備。因此，斷路器的主要功能就是斷開(kāi)和連接電路(包括斷開(kāi)和接通正常電流、斷開(kāi)短路電流)。

因?yàn)樵跀嚅_(kāi)和接通的過(guò)程中，斷路器的動(dòng)觸頭和靜觸頭之間會(huì)出現(xiàn)電弧。為保護(hù)觸點(diǎn)，降低觸點(diǎn)材料的損耗和可靠的分?jǐn)嚯娐?，需要采取措施盡快熄滅電弧，其中之一就是采用不同滅弧介質(zhì)填充在斷路器的動(dòng)、靜觸頭間。

根據(jù)滅弧介質(zhì)的不同，斷路器可分為：油斷路器(多油、少油)、六氟化硫(SF6)斷路器、真空斷路器、空氣斷路器等。高低壓開(kāi)關(guān)柜中我們經(jīng)常接觸到的主要一次設(shè)備就是斷路器。一般情況下，斷路器的動(dòng)、靜觸頭被包在充滿滅弧介質(zhì)的容器內(nèi)，因此無(wú)法直接判斷斷路器的分合狀態(tài)，一般通過(guò)斷路器的輔助器件(如分合位指針等)進(jìn)行判別。

10、隔離刀

隔離器(或稱隔離開(kāi)關(guān))由于有明顯的斷口可被識(shí)別為接通或分?jǐn)?，主要用于隔離高壓電源，以線路和設(shè)備的防護(hù)檢修，能分?jǐn)嗟碾娏骱苄?一般只有少量安培)。因無(wú)滅弧裝置，不能用于故障電流與正常電流的分?jǐn)?，也不能用于?fù)荷分?jǐn)嗖僮鳌?

11.熔斷器

保險(xiǎn)絲是一種簡(jiǎn)單的電路保護(hù)電器，它的原理是當(dāng)流經(jīng)熔斷器的電流達(dá)到或高過(guò)設(shè)定值時(shí)間后，自身熔化，切斷電路。它的動(dòng)作原理簡(jiǎn)單，安裝方便，一般不單獨(dú)使用，主要用于與其它電器配套使用。其主要?jiǎng)幼魈卣鳎阂皇请娏饕_(dá)到指定值，這個(gè)指定值在熔斷器出廠前就已經(jīng)準(zhǔn)備好，不能改變；二是電流到達(dá)值后，電流要經(jīng)過(guò)時(shí)間，這個(gè)時(shí)間也是廠家做的，不能更改，但類型很多，包括延時(shí)動(dòng)作、快速動(dòng)作等；三是動(dòng)作后的本體損壞，不能重復(fù)使用，需要更換；熔斷器是否熔斷可以通過(guò)熔斷指示器判斷，也可以通過(guò)熔體外觀進(jìn)行鑒別；常用保險(xiǎn)絲、保險(xiǎn)管屬于此類電器范圍。

12.負(fù)載開(kāi)關(guān)

負(fù)載開(kāi)關(guān)具有簡(jiǎn)易滅弧裝置，滅弧介質(zhì)一般采用空氣，可接通和分?jǐn)嗟碾娏骱瓦^(guò)流，但不能分?jǐn)喽搪冯娏鳎荒芮袛喽搪饭收?。因此，完全不能代替斷路器單?dú)使用負(fù)荷開(kāi)關(guān)，如果要使用負(fù)荷開(kāi)關(guān)，則需要與前面提到的高壓熔斷器配合使用(事實(shí)上，通常是與熔斷器和負(fù)荷開(kāi)關(guān)串聯(lián)，作為簡(jiǎn)單的過(guò)負(fù)荷保護(hù)，以降低工程成本)。負(fù)載開(kāi)關(guān)和隔離刀相似，都有明顯的斷開(kāi)間隙，很容易分辨出電路是接通還是斷開(kāi)。

13.變壓器

簡(jiǎn)而言之，變壓器是利用交流電磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)不同電壓等級(jí)轉(zhuǎn)換的設(shè)備(即電能的轉(zhuǎn)換)，在轉(zhuǎn)換前后的電壓不會(huì)改變。根據(jù)用途可分為電力變壓器、整流變壓器、調(diào)節(jié)器、隔離變壓器、 CT、 PT等。電力變壓器是工程現(xiàn)場(chǎng)常遇到的問(wèn)題。

有關(guān)變壓器的主要技術(shù)參數(shù)有：

1、額定容量：指變壓器在額定工作條件下的輸出容量(等于 U× I，單位為 KVA)；

2、額定電壓：無(wú)負(fù)載，額定分接，端電壓值(即初級(jí)、次級(jí)側(cè)電壓值)；

3、沒(méi)有損耗：無(wú)負(fù)載時(shí)，變壓器損耗(又稱鐵耗)；

4、無(wú)電流負(fù)載：無(wú)負(fù)載時(shí)，一次側(cè)線圈流過(guò)電流值；

5、短路損耗：側(cè)通額定電流，由短路引起的損耗(主要由線圈電阻引起)；

6、分接(抽頭)的概念：為了適應(yīng)電網(wǎng)運(yùn)行的需要，一般變壓器高壓側(cè)都有抽頭，這些抽頭的電壓值用額定電壓的百分比表示，即所謂的分接電壓。舉例來(lái)說(shuō)，變壓器在高電壓10 KV時(shí)，±5%的抽頭可以工作在三個(gè)電壓級(jí)別：10.5 KV (+5%)、10 KV (額定)、9.5 KV (-5%)。在一般情況下，帶載調(diào)壓變壓器的數(shù)量(分接點(diǎn))較多，如7分接點(diǎn)(±3×2.5%)和9分接點(diǎn)(±4×2%)等。有載調(diào)壓變壓器由于不能完全同步切換，一般情況下無(wú)法并聯(lián)運(yùn)行。

7、有功負(fù)荷：電力系統(tǒng)中產(chǎn)生機(jī)械能或熱能的負(fù)荷。但純阻性負(fù)荷消耗有功功率，如電熱、電爐、照明等電力負(fù)荷均為有功負(fù)荷。但異步電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載既要消耗有功功率又要消耗無(wú)功功率，其中作功產(chǎn)生機(jī)器能的部分屬于有功負(fù)荷。有功負(fù)荷應(yīng)由發(fā)電機(jī)提供有功功率。

8、無(wú)功負(fù)荷：指在負(fù)載電力時(shí)不作功的部分。無(wú)功功率在感性負(fù)荷下消耗。例如：變壓器，電機(jī)，空調(diào)，冰箱等。因此，發(fā)電機(jī)輸出有功功率的同時(shí)，也需要提供無(wú)功功率。由于無(wú)功功率不能滿足電網(wǎng)要求時(shí)，系統(tǒng)電壓會(huì)下降，為滿足用戶的需要，在變電所內(nèi)設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償器，以保持無(wú)功功率的平衡，從而維持系統(tǒng)電壓水平。

9、事故備用：電力系統(tǒng)中備用能力的一部分。因?yàn)榘l(fā)電設(shè)備可能會(huì)出現(xiàn)暫時(shí)性或故障，因此系統(tǒng)需要設(shè)置數(shù)量的備用事故電源，以電力設(shè)施的防護(hù)。

10、系統(tǒng)解列：為了防止系統(tǒng)失步和事故擴(kuò)展，將整個(gè)電力系統(tǒng)分解成幾個(gè)單獨(dú)系統(tǒng)，不會(huì)同步運(yùn)行。解列后一些局部系統(tǒng)可能會(huì)出現(xiàn)功率不足，頻率和電壓下降因此需要切除部分負(fù)荷，以防止整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到破壞。

14. PT (TV)/CT (AV)互感器

變壓器實(shí)際上是一種特殊的變壓器，主要用于電氣隔離一次回路與控制回路，從而擴(kuò)大二次設(shè)備(儀表、綜保等)的使用。PT/CT的應(yīng)用可避免一次電路中的高壓/大電流直接進(jìn)入二次控制設(shè)備(如：儀表、綜保等)，也可防止由于控制設(shè)備故障而影響一次回路運(yùn)行。

①電流互感器(CT、 AV)的特點(diǎn)是：N1粗而少，二次側(cè)繞組N2細(xì)而多，二次側(cè)額定電流I2一般為5 A (根據(jù)N1I1=N2I2可近似計(jì)算一次側(cè)電流I1，也可根據(jù)一次側(cè)電流I1=N2I2的電流互感器)。因?yàn)?CT工作時(shí)一次繞組和二次繞組分別串接在二次控制回路中，根據(jù)變壓器的特性U1I1=U2I2，可以得出二次側(cè)在工作時(shí)的工作電壓，當(dāng)開(kāi)路時(shí)它的電壓很大，因此 CT是不允許開(kāi)路的。按用途劃分，一般可分為保護(hù)和測(cè)量用 CT。當(dāng)一回路短路故障時(shí)， CT易發(fā)生飽和故障，限制二次電流(二次繞組側(cè)電流I2)側(cè)電流I2)，從而達(dá)到保護(hù)綜保裝置的目的；保護(hù) CT當(dāng)一回路短路故障時(shí)，保護(hù) CT不應(yīng)出現(xiàn)保護(hù)現(xiàn)象，以綜保裝置可靠動(dòng)作。

②變比：變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)匝數(shù)的比值稱為變比值，可用高壓側(cè)額定電壓側(cè)的比值表示。3、電壓互感器(PT、 AV)的特點(diǎn)是：一次繞組匝數(shù)N1多，二次繞組匝數(shù)N2少，相當(dāng)于一臺(tái)降壓變壓器(一般為100 V二次側(cè)額定電壓)。因?yàn)?PT在工作時(shí)一次繞組和二次繞組是分開(kāi)并聯(lián)在主回路和次級(jí)回路電壓回路電壓線圈的，而由于電壓線圈的阻抗很大，二次繞組的電流很小，二次繞組的電流近似于空載狀態(tài)；但二次繞組本身的阻抗很小，如果二次繞組短路，將導(dǎo)致非常大的二次側(cè)電流(N1I1=N2I2)。因此 PT的二次繞組不能發(fā)生短路。

16.手提車/抽屜

高電壓開(kāi)關(guān)柜和低壓開(kāi)關(guān)柜的一部分，分別安裝高壓斷路器、低壓斷路器及其繼電器等元件。從這兩種開(kāi)關(guān)柜(高電壓)和抽屜式開(kāi)關(guān)(低壓)兩種類型，它們的作用基本上與固定式開(kāi)關(guān)裝置相同，主要區(qū)別是便于維修和維修(手車和抽屜都可以通過(guò)機(jī)械操作機(jī)構(gòu)搖把推動(dòng)、拉出)。通常，手車和抽屜都有工作(正常運(yùn)行時(shí))、測(cè)試(試投運(yùn)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試)以及退出(維護(hù)、大修)三個(gè)位置狀態(tài)。

16.接地刀

接地器(又稱接地開(kāi)關(guān))主要是：一是用于在線路及設(shè)備檢修時(shí)，進(jìn)行接地，讓人員得到防護(hù)；二是可人為地造成系統(tǒng)的接地短路，達(dá)到保護(hù)的目的。前者很好理解，不作介紹。另一種作用是：接地刀一般是接在降壓變壓器的一個(gè)高壓側(cè)，當(dāng)被電端出故障或變壓器內(nèi)部故障時(shí)，刀片開(kāi)關(guān)應(yīng)自動(dòng)閉合，造成接地短路故障，使送電端(上端)斷路器迅速動(dòng)作，切斷故障電源。

17.主令電器

本實(shí)用新型是一種由機(jī)械操作的控制電器，它向各種電氣系統(tǒng)發(fā)出控制指令，用于系統(tǒng)中各種信號(hào)的轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)?，常用的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、按鈕、旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)、位置開(kāi)關(guān)以及信號(hào)燈等都屬于主令電器的范圍。

18、接觸器

接觸器是一種用于遠(yuǎn)距離頻繁接通和斷交直流主電路以及大容量控制電路的電器，主要控制對(duì)象是電機(jī)、照明、電容器組等，分交流接觸器和直流接觸器。不同于斷路器的電壓等級(jí)，其區(qū)別在于：動(dòng)作的頻率非常高(因此要求其電壽命和機(jī)械壽命足夠長(zhǎng))；有較高的斷開(kāi)和接通能力，但一般使用在1 KV及以下的電壓等級(jí)中，不能與斷路器的幾十千伏、幾百千伏安相比較。

19、繼電器

繼電保護(hù)用于控制回路中的其它電器(通常是一次電氣主設(shè)備)動(dòng)作，或用作主電路的保護(hù)器和用于信號(hào)轉(zhuǎn)換的電器，適用于遠(yuǎn)距離分?jǐn)?、接通小容量控制回路，如交?直流電流繼電器、電壓繼電器、時(shí)間繼電器、中間繼電器、熱繼電器等。

20、生產(chǎn)設(shè)備

通用開(kāi)關(guān)柜生產(chǎn)設(shè)備包括：

鈑金設(shè)備：數(shù)控沖床，剪板機(jī)，折彎?rùn)C(jī)。此三件是鈑金加工的基本工具，主要用于開(kāi)關(guān)柜身。金屬板材加工精度對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜、低壓抽屜開(kāi)關(guān)柜的影響較大。

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