摘要:当前,国内市场配电系统的高压开关柜,其结构形式逐步从落地手车式发展为中置手车。开关柜逐步从当初的固定式向移开式发展,开关柜中核心元器件逐渐被列入其中,通过长期的技术实践发现,为了更方便快捷的维护开关柜元器件,开关柜手车越来越多的被应用于中置开关柜中,断路器始终是人们所关注的焦点,但是配套的手车往往被人们所忽视。下面,就对中置开关柜手车加以分析,并对改进方法进行初步探讨。
关键词:手车 中置柜 接线 改进
1 中置柜手车的结构
中置柜手车采用中置开关柜断路器相似的外形与结构,采用底盘车推进方式,以达到与开关柜配合的目的,中置柜手车在开关柜中有试验和工作位置,可实现与主母线连通和断开的操作,具有完整的五防联锁,可与断路器互换。
2 中置柜手车的分类及应用
中置柜手车按用处的不同大致分为:隔离手车、接地手车、熔断器手车、避雷器手车、电压互感器手车、计量手车、验电手车。
2.1隔离手车没有灭弧能力,只能用于开断关合空载电流,不可用于开断关合负载电流,否则会造成电路的故障。隔离手车一般为配合断路器使用,其外形也和其相配合使用的断路器相同。隔离手车外形虽然和断路器一样,但内部结构截然不同。隔离手车无操动机构,无真空灭弧室。上下导电触臂由导电材料直接连接,底盘车推进到工作位置接入电路,开始运行。
2.2熔断器手车是安装在电路中,保证电路安全运行的手车。当电路发生故障或异常时,伴随着电流不断升高,并且升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件或贵重器件,也有可能烧毁电路甚至造成火灾。熔断器手车里的熔断器就会在电流异常升高到熔断器限值的时候,自身熔断切断电流,避免事故发生,从而起到保护电路安全运行的作用。
2.3避雷器手车是用在供电线路上作避雷保护用。避雷器的种类很多,对于中置柜用避雷器,大多是氧化锌避雷器,氧化锌避雷器是七十年代发展起来的一种新型避雷器,因为有着优异的性能,又可重复使用,一致备受人们青睐。氧化锌避雷器主要由氧化锌压敏电阻构成,每一块压敏电阻从制成时就有一定的开关电压(叫压敏电阻),在正常的工作电压下(即小于压敏电压)压敏电阻值很大,相当于绝缘状态,但在冲击电压作用下(大于压敏电压),压敏电阻呈低值被击穿,相当于短路状态。然而压敏电阻被击状态,是可以恢复的;当高于压敏电压的电压撤销后,它又恢复了高阻状态。因此,在电力线上如安装氧化锌避雷器后,当雷击时,雷电波的高电压使压敏电阻击穿,雷电流通过压敏电阻流入大地,使电源线上的电压控制在安全范围内,从而保护了电器设备的安全。
2.4电压互感器手车是把电压互感器装入手车接入用电系统。把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压,供保护、计量、仪表装置使用。同时,使用电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离。电压互感器二次回路是高阻抗回路,二次电流的大小由回路的阻抗决定。当二次负载阻抗减小时,二次电流增大,使得一次电流自动增大一个分量来满足一、二次侧之间的电磁平衡关系。可以说,电压互感器是一个被限定结构和使用形式的特殊变压器。
2.5验电手车顾名思义的就是检验开关柜是否带电,用于断路器投入使用前检查开关柜的运行状态,用以防止设备故障造成设备损坏。
3 中置柜手车一次母排的选用
手车一次母排的载流量必须要大于电路中最高电流,应按导体在短路状态下和额定电流时两种情况来选择导体截面,一次母排一般用铜排和铝排。
接地手车工作的时候相当于直接短路,接地手车按短时耐受电流来选择截面,不考虑其额定电流。
4 中置柜手车的接线
4.1 中置柜手车二次接线按接线方式可以分为四类
4.1.1 不接线
由于下置手车的特殊性,除下置电压互感器手车需要把互感器二次绕组接入控制系统外,其余收车可不接二次线。
4.1.2只接互感器
下置电压互感器手车的接线方式,由于下置互感器手车需要将互感器二次绕组接入控制系统,二次线较少,为节约成本和减少空间的占用,使用24芯标准航空插座固定于手车前端,通过导向装置,使二次线可靠的接入开关柜中。
4.1.3 只接底盘车辅助开关
中置式的接地手车、隔离手车、熔断器手车、避雷器手车接线结构基本相同,二次接线不用供给仪表测量,只取手车试验位置和工作位置信号给开关柜,开关柜根据其提供的信号位置控制其他元器件的工作需求。
4.1.4 接底盘车辅助开关和互感器
中置电压互感器手车、计量手车要取互感器的二次电压供给仪表、继电器使用,还要有手车试验位置和工作位置的信号给开关柜。
4.2 电压互感器的接线方式
电力系统中常用的电压互感器连接有一个单相电压互感器、两个单相电压互感器、三个单相电压互感器、三个单相双绕组电压互感器。依次被简称为1PT绕组、2PT1绕组、3PT1绕组、3PT2绕组。
4.2.1 一个单相电压互感器的接线,用于对称的三相电路,二次侧可接仪表和继电器。
4.2.2 两个单相电压互感器的V/V形接线,可测量线电压,但不能测相电压。
4.2.3 三个单相电压互感器接成Y0/Y0形。可供给要求测量线电压的仪表和继电器,以及要求供给相电压的绝缘监察电压表。
4.2.4 一台三相五芯柱电压互感器接成Y0/Y0/Δ(开口三角形)。接成Y0形的二次线圈供电给仪表、继电器及绝缘监察电压表等。辅助二次线圈接成开口三角形,供电给绝缘监察电压继电器。当三相系统正常工作时,三相电压平衡,开口三角形两端电压为零。当某一相接地时,开口三角形两端出现零序电压,使绝缘监察电压继电器动作,发出信号。
4.2.5 防谐互感器的接线。三相互感器的N端不直接接地,而是通过一个继电互感器接地,正常运行时继电互感器二次没有输出,发生单相接地故障时,继电互感器二次输出100V启动继电器,用于动作保护装置。
电压互感器一次中性点接地是工作接地,必须接地,否则零序电流就不能流过,无法测量零序电压。电压互感器的二次接地是保护接地,是为了取得相对地电压。
在实际使用中,可能会遇到使用特使接线方式的案例。只要根据实际使用情况,使一次接线侧和二次接线侧对应连接起来,均可正常使用。也就是一次侧采用V/V接法,二次侧必须采用V/V接法;二次侧采用Y0/Y0接法,二次侧也必须采用Y0/Y0接法,否则会造成仪表无法正常测量数据和继电器无法正常工作。其实只要一次侧和二次侧连接对应一致,相量即相同。
5 中置柜手车的改进措施
5.1 模具加工的改进
实际生产过程中,由于机械老化、损坏以及操作人员的失误,造成加工零部件的误差比较大,大大降低了产品质量。为保证产品质量,要加强生产工人培训,定期对机械设备检修,提高加工精度,更好的保证产品质量。
5.2 手车外形改进
中置柜手车种类繁多,从设计到出厂,操作程序比较繁杂,为了减少错误,手车外形要统一。可采用市场上较为广泛的中置断路器的标准外形设计。各辅助手车之间可以使用相同的车架、相同的零部件。加工的种类减少,不但方便加工,还可以减少库存,节约成本,而且方便过程和出厂检验。
5.3 二次接线方案改进
现象:由于中置柜手车的技术要求浮动很大,二次接线也是千变万化,再加上手车种类繁多,造成手车二次接线难以控制。设计时要花费大量的时间在二次接线上面,生产检验也要花费大量的人力物力去接线和检查。不但增加了工作量,还大大增大了错误率。
改进:根据实际应用情况,在能满足要求的情况下,制定一套标准二次接线方案。能满足二次接线要求的情况下,按标准接线方案接线。
5.4 装配工艺的改进
装配过程工艺直接影响到产品的质量等多种问题,需要制作工艺流程来规范化生产。制作模拟柜型尺寸的工装架,能更好的使产品与柜体配合。中置柜手车正渐渐的走向成熟化、标准化。
结束语
在生产过程中,会从一种常规的生产工艺或一种现象得到启发,在工艺上创新和改进,使生产中遇到的故障得到较好的解决,使生产效率和产品质量得到较大幅度的提高。
参考文献
[1]吕鸿,王流火,王宇,吴吉.12kV中置柜程序化操作在广东电网的应用与前景展望[J],高压电器,2014,50(2):115-118.
[2]黄绍平.成套电器技术[M].第2版.北京:机械工业出版社,2019.
[3]吕如良.电工手册[M].第5版.上海.上海科学技术出版社,2014.
作者简介:刘心法(1985-),身份证号码:412724198511137417,男,工程师,从事断路器、开关柜、全绝缘母线等设计研发工作。