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电力系统中10kv高压开关柜设计体会及安装方法

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电力系统中10kv高压开关柜设计体会及安装方法

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在电力系统中,l0kV高压开关柜的应用极其广泛。由于电力系统用户的需求五花八门,作为制造厂家,我们不得不针对用户的需求,为用户量身定做。这就要求我们必须真正深刻地理解相关的国家标准、部颁标准和标准柜型的设计要求。

高压开关是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护

等作用,电压等级在3.6kV~550kV的电器产品,主要包括高压断路器、高压隔离开关与接地开关、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柜等几大类。高压开关制造业是输变电设备制造业的重要组成部分,在整个电力工业中占有非常重要的地位。

1、目前主流运转车结构特点及性能比较

1.1主要结构型式

经了解,中置手车式高压柜运转车,主要基本类型有两种:螺杆式结构和挂钩式结构。

螺杆式结构,主要体现:(1)螺杆实现运转车与柜体连接。(2)螺杆传动,实现断路器手车从柜体内进出。(3)断路器手车运转车上升降由螺杆装置驱动。这种结构代表是西门子公司中置柜运转车。

挂钩式结构,主要体现:(1)挂钩和导向杆实现运转车与柜体连接。(2)调节手轮,实现运转车导轨面与柜体内导轨面一致性调整。(3)挂钩式运转车没有提升机构,需靠人力将断路器手车放置运转车或柜内,再运转车实现断路器手车进出。这种结构代表是ABB公司中置柜运转车。

1.2优缺点对比

相挂钩式运转车,螺杆式运转车提供了比较完善使用功能。但国内生产厂家选用螺杆式运转车并不普遍,主要原因是螺杆式运转车结构比较复杂,机加工零件较多,生产成本高,同时,与开关柜配套运转车所需数量较少,许多厂家并没有运转车上投入更多设计,重视不够。挂钩式运转车功能上不及螺杆式,但因其结构简单,易于加工制造,成本低廉,到了生产厂家广泛选用。,现场实践及对挂钩式运转车设计分析,发现目前常规挂钩式运转车均存一定缺陷,这种缺陷会对断路器手车造成潜损害,增加维护工作量,会引起非正常停电时间延长。下面,对当前主流挂钩式运转车缺陷进行了初步分析,并给出了一种可行改进方法。

2、常规挂钩式运转车结构分析

2.1挂钩式运转车两种常规结构

第一种结构常见于由敷铝锌板加工组合而成中置柜,柜内生产厂家大多与ABB公司生产ZS系列中置柜结构相类似,可安装VD4系列或VS1系列真空断路器手车。这类运转车存下列缺点:(1)运转车上两个导向杆只起导向作用不受力。也就是说,运转车与开关柜体间仅靠挂钩一个点连接一起。(2)使挂钩顺利插入柜体内,设计上,必须留有一定间隙,以方便操作。推拉断路器手车时,间隙反映运转车导轨与柜体导轨之间。(3)经长期使用后,撞击力作用下,柜体上与挂钩连接处,以及运转车上挂钩轴会变形这种变形导致了两导轨间间隙进一步扩大。间隙越大,撞击力越大,两者间形成恶性循环最后导致运转车不能使用,或严重影响运转车使用安全。第二种结构常见于柜体由型钢与金属板件组装而成中置柜。这类柜体也可安装VD4系列或VS1系列真空断路器手车。这种结构可以消除两导轨间水平间隙,设计上却存一个垂直高度差,它导致了更大撞击力。同时,使用时如不仔细调整,会使垂直高度差变更大。从使用效果来看,这种结构同前者比,操作性及安全性更差。

2.2运转车结构对实际使用影响

通过现场调查和分析对比,发现运转车结构对中置柜操作性能影响是渐进,影响巨大。其主要表现两个方面:(1)对操作性和使用安全性影响:这种影响产品交付前期影响并不显著,时间推移,影响越来越明显,运转车操作性和使用安全性大大降低。(2)对断路器手车影响:这种影响主撞击力造成,撞击力导致断路器手车车轮变形。安装及现场调试阶段,对断路器手车推拉操作次数最多,车轮变形往往是这一阶段出现。车轮变形导致手车推拉困难,会将断路器手车卡死运转车或柜体导轨内。是例行停电维修时出现此种故障,必然会延长停电时间,形成不能按时供电事故。统计发现,产品投运前,约有10%~20%手车轮存不同程度变形,每个工程中约有一、二台变形较大影响正常操作,需维修处理。

3、对10KV高压开关柜结构设计改进的措施

针对上文所述运转车存问题,我们设计了一种改进方案,这种方案着重解决了上文所述挂钩式运转车存各种缺陷,主要表现以下几个方面:

(1)消除柜体导轨与运转车导轨之间间隙,避免产生撞击力,结构上,确保当运转车靠紧柜体时,运转车导轨与柜体导轨可靠接触,基本无间隙。

(2)特别设计了锁定装置:利用磨擦自锁原理,一个特别设计凸轮装置,可以实

现运转车锁定。其工作方式为:凸轮未锁定前,弹簧作用下挂钩与p4、高压开关柜安装

高压开关柜按结构特点可分为开启式、封闭式和防爆式;按元件固定特点可分为固定式、手车式、抽屉式;按母线形式可分为单母线柜、双母线柜;按安装地点可分为户内式和户外式。单母线柜分油断路器柜、电压互感柜、其他电器柜等。按其固定方式分焊接与螺栓连接两种。高压开关柜在地坪上安装。用螺栓连接固定时,槽钢与预埋底板焊接,再将扁钢焊接在槽钢上,然后在扁钢上钻孔,用螺栓连接固定。其优点是易于调换新柜,便于维修;用点焊焊接固定时,先将槽钢与预埋底板进行焊接,然后将高压开关柜点焊在槽钢上。此法易于施工,但更换新柜比较困难。

5、结语

通过试验和使用综合评价是:将改进后运转车交用户试用后,到了用户肯定, 他们认为, 操作可靠性、安全性、操作简便程度以及对断路器手车保护等各方面,均比原结构有较大提升,改进后的高压开关柜结构无论是在正常情况下还是在非正常情况下,都能够及时、准确地断开控制回路,有效地减少了设备的故障,提高了设备安全运行的可行性,从而使设备在更加安全、稳定、可靠的方式下运行,另外,还可对已出厂运转车进行改造,提高运转车操作可靠性。

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