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      KYN450智能開關柜:12KV雙層開關柜

      KYN450智能開關柜:12KV雙層開關柜

      當前,由于隨著經濟的快速發展,土地已顯得日益重要,在寸土萬金的城市中,如果使變電設備的體積變小,則可以節省大量建筑投資,雙層柜的使用等于一臺柜包含兩個回路,原來需要兩臺柜的面積,在保證供電要求的情況下,可以節省將近一半的土地和建筑面積,相比采用氣體絕緣開關設備(C-GIS),其設備成本并沒有增加,故使用雙層柜的經濟效益是可觀的。國外雙層柜的使用比較普遍,如歐美及日本等地區,甚至有些甚至一個柜體達到三個回路,進一步降低了成本。

             近年來,由于國內開關制造業迅速發展,部分廠家已開始生產雙層柜,但由于柜體大小有限,結構設計和使用上還存在不足。雙層柜的設計要求合理的布置元器件,以滿足一次方案、滿足絕緣的要求,同時要求方便安裝、維修、具有較好的人機關系,但從保障人身安全來說,滿足內部故障是最為主要的,國家標準規定,由于金屬封閉開關設備本身的缺陷或異常的工作條件或誤操作等原因造成外殼內部的故障,可能引燃內部電弧,當引燃內部電弧時,不應傷及人,同時,也不應影響相鄰的金屬封閉開關設備的運行,要采取必要的保護措施,保證人身安全。設置必要的泄壓通道有利于保障人身安全,同時,在出現故障時,能夠限制電弧的持續時間,減少損失。一般需要滿足1s,25kA的內部故障要求。

             國內產品主要結構形式見圖一,是在國內技術比較成熟的中置式開關柜基礎上設計的,采用小型化斷路器手車,元器件與中置柜通用,該柜型采用手車分別布置在柜體前部的中下層,這樣采用中置柜的轉運手車,較為方便手車的進出、維修操作,兩個回路儀表室一體,也可左右分割成兩個儀表室,但相對來說,體積較小,元器件布置、接線顯得擁擠。主母線也未能與同類型的其它柜體一致,如并柜還需要轉接柜。為了實現雙回路布置,該柜型并沒有對下部結構及母線室進行防內部故障方面的設計,未設置任何壓力釋放通道,這樣是很不安全的,萬一下部手車室或下部電纜室出現內部故障燃弧,必然造成巨大破壞影響柜體其它部分導致事故進一步擴大。

      圖二是某公司產品,其主母線同其它開關柜位置一致,可以方便的和大電流開關柜、F-C柜等并柜,不需要其它轉接柜,由于其主母線采用環氧樹脂硫化涂敷工藝絕緣,故其相間及距地距離相當小,母線室也較國產柜型要小,同時,其手車采用最上、最下部布置,儀表室位于柜體中部,上下兩個回路儀表室單獨布置,不易造成接線錯誤,各功能隔室均采設有壓力釋放通道,壓力釋放通道位于柜體右側,與接地開關操作機構在一側,該柜型是按照0.1s 25kA內部故障要求設計,在柜寬840mm的開關柜里,壓力釋放通道橫截面積一般在100mmX200mm左右,柜頂部壓力釋放板是采用不完全固定方式,一邊通過螺栓固定,另一邊螺栓固定在開有缺口的槽孔上,螺栓固定端開有一排長腰孔形成薄弱點,便于壓力迅速上升時開啟。而一般來說,0.1s是遠遠不夠的,當出現故障時,能量在很短時間迅速聚集,一般在10ms時達到較大壓力,在設備內部、后面、上面以及各面上造成大量熱氣的聚集,這些氣體對操作者構成了主要威脅,同時,熱量會燒穿鋼制外殼。所以設備承受內部故障的持續時間應足夠長,滿足1s的試驗是必要的。

      該柜型的另一個不足之處是上部手車高度過高,必須通過升降車實現推進、拉出維修的操作,不是十分方便,同時手車過高,手車搖進搖出操作不方便,人機關系差。

      圖三是日本東芝公司設計的一款雙層柜,上部手車室和電纜室均可通過頂蓋板泄壓,

      下部手車室通過手車室下部連通于整排柜體的通道并最終通過邊柜側面泄壓通道釋放壓力,母線室泄壓通過一排柜體連接并通過邊柜側面泄壓通道釋放壓力,該柜體可以滿足0.2s 40kA的內部燃弧故障要求,但該柜體有以下幾點不滿足國內用戶的要求:

      首先,國家對高壓開關柜間(或隔式間)的隔離有如下規定,金屬封閉式高壓開關柜必須有防止因本柜組件故障殃及相鄰高壓開關柜的措施;也就是說,母線室必須通過隔板分隔,避免由于本柜故障影響相鄰柜體,造成火燒聯營的事故。

      其次,上下兩個回路的電纜室應該分隔,作為兩個回路,要滿足分別檢修的要求,而不分隔,不利于檢修;

      第三,儀表及二次接線布置于柜體兩側,手車室設有下翻式門,即可使一次回路完全分離,又可作為手車進出的導軌,但手車進出會對儀表造成不便,國內用戶難以接受。

      第四,接地開關裝于電流互感器之前,從計量保護的角度來說,不能滿足當前較多使用的微機保護要求。

      圖四是綜合考慮以上因素設計的雙層柜,該柜的一大特點就是保證了每個隔室均有獨立的壓力釋放通道,即在一排柜的情況下,手車室下部、電纜室下部、母線室后部均相連通為壓力釋放通道,在邊柜通過兩側泄壓蓋板釋放能量,但設計時,應保證不要在底板上布置過多的元件,同時手車的前部底板也需留有空間泄壓。該柜上部手車相對位置并不高,僅為1200mm左右,方便操作及現場觀察、維護,同時,上部接地開關通過拐臂形式操作,操作位置也較低。主母線位置與其它柜型基本一致,可以保證不需要轉接柜實現主母排連接,儀表室分別位于兩個手車室的上部,保證了元件布置布線的相對獨立性。該柜型的不足有幾點:

      1. 設計一次方案時應考慮保證

      相同柜型柜體相鄰并在一邊,保證下部泄壓通道連續并通過邊柜側板泄壓。

      2.下部泄壓通道,進一步減少了柜體其它元件的空間,同時儀表室也進一步減少,如二次元件較多,需要加高柜體來滿足要求。

       以上只是對雙層柜設計的簡單分析,需要根據所配斷路器大小、母線結構等具體設計,但重要一點是必須保證滿足內部故障要求、保障人身安全。

       

       


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