高压开关柜

百科名片

高压开关柜

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。

开关柜的功能

　　开关柜具有架空进出线、电缆进出线、母线联络等功能。

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开关柜的组成

　　开关柜应满足GB3906-1991"3-35 kV交流金属封闭开关设备"标准的有关要求，由柜体和断路器二大部分组成，柜体由壳体、电器元件(包括绝缘件)、各种机构、二次端子及连线等组成。

柜体的材料

　　1)冷扎钢板或角钢(用于焊接柜);

　　2)敷铝锌钢板或镀锌钢板(用于组装柜).

　　3)不锈钢板(不导磁性).

　　4)铝板((不导磁性).

　　2.柜体的功能单元：

　　1)主母线室(一般主母线布置按“品”字形或“1”字形两种结构

　　2)断路器室

　　3)电缆室

　　4)继电器和仪表室

　　5)柜顶小母线室

　　6)二次端子室

柜内电器元件

　　1. 柜内常用一次电器元件(主回路设备)常见的有如下设备：

　　电流互感器简称CT[如：LZZBJ9-10]

　　电压互感器简称PT[如:JDZJ-10]

开关柜

接地开关[如:JN15-12]

　　避雷器(阻容吸收器)[如:HY5WS单相型;TBP、JBP组合型]

　　隔离开关[如:GN19-12、GN30-12、GN25-12]

　　高压断路器[如：少油型(S)、真空型(Z)、SF6型(L)]

　　高压接触器[如： JCZ3-10D/400A型]

　　高压熔断器[如：RN2-12、XRNP-12、RN1-12]

　　变压器[如:SC(L)系列干变、 S系列油变]

　　高压带电显示器[DXN-Q型,DXN-T型]

　　绝缘件[如:穿墙套管、触头盒、绝缘子、绝缘热缩(冷缩)护套]

　　主母线和分支母线

　　高压电抗器[如串联型:CKSC和起动电机型:QKSG]

　　负荷开关[如:FN26-12(L)、FN16-12(Z)]

　　高压单相并联电容器[如:BFF12-30-1] 等等

　　2. 柜内常用的主要二次元件(又称二次设备或辅助设备，是指对一次设备进行监察、控制、测量、调整和保护的低压设备),常见的有如下设备:

　　继电器，电度表，电流表，电压表，功率表，功率因数表，频率表，熔断器，空气开关，转换开关，信号灯，电阻，按钮，微机综合保护装置等等。

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高压开关柜分类

按断路器安装方式

　　按断路器安装方式分为移开式(手车式)和固定式

　　(1)移开式或手车式(用Y表示)：表示柜内的主要电器元件(如:断路器)是安装在可抽出的手车上的，由于手车柜有很好的互换性,因此可以大大提高供电的可靠性，常用的手车类型有:隔离手车、计量手车、断路器手车、PT手车、电容器手车和所用变手车等，如KYN28A-12。

　　(2)固定式(用G表示): 表示柜内所有的电器元件(如:断路器或负荷开关等)均为固定式安装的，固定式开关柜较为简单经济，如XGN2-10、GG-1A等。

按安装地点

　　按安装地点分为户内和户外

　　(1)用于户内(用N表示);表示只能在户内安装使用， 如：KYN28A-12等开关柜;

　　(2)用于户外(用W表示);表示可以在户外安装使用， 如: XLW等开关柜。

按柜体结构

　　按柜体结构可分为金属封闭铠装式开关柜、金属封闭间隔式开关柜﹑金属封闭箱式开关柜和敞开式开关柜四大类

　　(1)金属封闭铠装式开关柜(用字母K来表示)主要组成部件(例如：断路器、互感器、母线等)分别装在接地的用金属隔板隔开的隔室中的金属封闭开关设备。如KYN28A-12型高压开关柜。

　　(2)金属封闭间隔式开关柜(用字母J来表示)与铠装式金属封闭开关设备相似，其主要电器元件也分别装于单独的隔室内，但具有一个或多个符合一定防护等级的非金属隔板。如JYN2-12型高压开关柜。

　　(3)金属封闭箱式开关柜(用字母X来表示)开关柜外壳为金属封闭式的开关设备。如XGN2-12型高压开关柜。

　　(4)敞开式开关柜，无保护等级要求，外壳有部分是敞开的开关设备。如GG-1A(F)型高压开关柜

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高压开关柜的“五防”

　　1、高压开关柜内的真空断路器小车在试验位置合闸后，小车断路器无法进入工作位置。（防止带负荷合闸）

　　2、高压开关柜内的接地刀在合位时，小车断路器无法进合闸。（防止带接地线合闸）

　　3、高压开关柜内的真空断路器在合闸工作时，盘柜后门用接地刀上的机械与柜门闭锁。（防止误入带电间隔）.

　　4、高压开关柜内的真空断路器在工作时合闸，合接地刀无法投入。（防止带电挂接地线）

　　5、高压开关柜内的真空断路器在工作合闸运行时，无法退出小车断路器的工作位置。（防止带负荷拉刀闸）

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产品详细分类

　　KYN61-40.5型铠装移开式交流金属封闭开关设备

　　产品用途

　　该产品适用于三相交流50Hz，40.5kV单母线分段电力系统中，在发电厂、变电所及工矿企业、高层建筑的变配电中作为接受和分配电能之用，并对电路实行控制、保护和监测，满足IEC60298，DL404等标准的要求，并具备完善的“五防”功能。

　　使用条件

　　1、周围空气温度 上限+40℃ 下限-10℃

　　2、海拔高度：不超过1000m

　　3、湿度

　　相对湿度：日平均值不大于95%，月平均不大于90%

　　饱和蒸气压：日平均值不在于2.2×10 Mpa,月平均不大于1.8×10 Mpa；

　　4、地震烈度不超过8度；

　　5、周围空气应不受腐蚀性、可燃气体、水蒸气等明显污染；

　　6、无经常性的剧烈震动。

　　当开关柜使用条件超出以上规定，由用户与制造厂协商确定。

　　产品特点

　　1、采用热缩绝缘材料及环氧涂覆绝缘工艺，优化电极形状，柜体结构紧凑，缩小占地面积；

　　2、开关柜柜体选用优质冷轧钢经数控钣金加工成形后，通过高强度螺栓螺母和铆螺母连接而成，构件表面采用喷塑或镀锌工艺；

　　3、可配用国产ZN85-40.5真空断路器和法国施耐德SF1、SF2型及阿尔斯通FP系统六氟化硫断路器，以满足不同用户的需求；

　　4、开关柜各功能小室均采用金属板封隔，并设有独立的压力释放通道；

　　5、断路器、接地开关等操作均可在开关柜关闭情况下进行，即可实现关门操作；

　　6、开关柜的结构适应性强，主接线方案可达到198种以上，能满足不同用户需要；

　　7、手车、断路器、接地开关和后柜门之间设有防止误操作的机械联锁装置，“五防”功能齐全，安全可靠。

　　主要技术参数

　　额定电压 40.5KV

　　额定频率 50Hz

　　主母线额定电流 1250A、1600A、2000A

　　分支母线额定电流 630A、1250A、1600A

　　额定绝缘水平（1min工频耐压：相间、相对的95KV，一次隔离断口115KV。雷电冲击耐受电压：相间、相对的185KV，一次隔离断口215KV。辅助控制回路1min工频耐压：2KV）

　　外型尺寸（宽*深*高） 1400*2800（3000）*2800

　　KYN44(KYN28)-12型铠装移开式交流金属封闭开关设备

　　产品用途

　　本开关设备适用于3.6～12kV三相交流50Hz单母线及单母线分段系统的成套配电装置，主要用于发电厂、中小型发电机发电、工矿企事业配电以及电业系统的二次变电所的受电、送电及大型高压电动机起动等，实行控制、保护、监测之用。本开关设备符合GB3906，DL404标准及国际IEC298。

　　本开关柜可配用VD4型、VB2型、VS1型、HVF（韩国现代）、EV12型真空断路器，具有防止带负荷推拉断路器手车、防止误分合断路器、防止接地开关处于闭合位置关合断路器、防止误入带电隔离室、防止在带电时误合

　　使用条件

　　1、环境温度 -10℃至+40℃

　　2、海拔高度：不超过1000m

　　3、湿度

　　相对湿度：日平均值不大于95%，月平均不大于90%

　　4、地震烈度不超过8度；

　　5、周围空气应不受腐蚀性、可燃气体、水蒸气等明显污染；

　　6、无严重污秽及经常性的剧烈振动。

　　7、在超过GB3906和本标准规定的正常的环境条件下使用时，由用户和制造厂协商。

　　产品特点

　　1、本开关设备具备完全铠装结构，低压与高压分离，充裕的电线室，可安装多组电缆，电缆接线端子距地面最大高度可达800mm；

　　2、坚固可靠的五防联锁装置，在关闭的面板上也可操作断路器，通过观察窗可看到断路器所处的状态；

　　3、功能齐全的手车，100%手车互换性，具操作轻巧，动作平稳；

　　4、维护简捷，易于安装母线和电缆，可升降的转运车，手车的推进，抽出和运输非常方便；

　　5、全组装式的开关柜使用敷铝钢板，耐腐蚀、抗氧化，采用多重折边工艺，保证高的强度的刚度。

　　主要技术参数

　　额定电压 10KV

　　最高电压 12KV

　　额定绝缘水平（1min工频耐压：对地及相间42KV，一次断口间48KV。雷电冲击耐受电压：对地及相间75KV，一次断口间85KV。）

　　额定短路开断电流 16KA、20KA、25KA、31KA、5KA、40KA、50KA

　　额定短路稳定电流 40KA、50KA、63KA、80KA、100KA、125KA

　　4S热稳定电流 31.5KA

　　额定动稳定电流(峰值) 40KA、50KA、63KA、80KA、100KA、125KA

　　主母线额定电流 630A、1250A、1600A、2000A、2500A、3150A

　　公支母线额定电流 630A、1250A、1600A、2000A、2500A、3150A

　　防护等级 外壳为IP4X，手车室门打开时为IP2X`

　　ZBW19系列户外箱式组合变电站

　　产品用途

　　ZBW19 系列组合（箱）式变电站 是由高压开关设备、低压开关设备、配电变压器、电能计量设备等组合成紧凑的成套配电装置，用于城市高层建筑、城乡建筑、居民小区、高新技术开发区、中小型工厂、矿山油田有及临时施工用电等场所。作配电系统中接受和分配电能之用，在配电系统中，可用于环网配电系统，也可用于双电源或放射终端配电系统。是目前城市变电站建设和改造的新型成套设备。

　　本系列组合式变电站符合SD320-92《箱式变电站技术条件》和ZBK4001-89《组合式变是站》标准。

　　使用条件

　　1、周围空气温度 -25℃至+40℃

　　2、海拔高度：1000m

　　3、湿度

　　相对湿度：日平均值不大于95%，月平均不大于90%

　　4、地震：地震水平加速度不大于0.3g；

　　5、周围空气应不受腐蚀性、可燃气体、水蒸气等明显污染；

　　6、无经常性剧烈振动。

　　7、安装地点的倾斜度不大于3度

　　8、超出本文件的规定时，由用户和制造厂协商解决。

　　产品特点

　　1、采用上下自然风对流、横向自然风对流及底部特种风机强迫风冷三种冷却措施，温升有很大的裕度；

　　2、重量轻、体积小、刚度高；

　　3、模块化：高低压电器室、变压器室、计量箱、电容柜各成模块，可按用户需要选用组合； 4、外形美观，噪音小，和周围环境协调一致并增加美观；

　　5、功能强大，设施齐全，高压可满足环网供电，低压室可有 8 路动力出线和 4 路照明出线

　　6、高低压操作走廊达 1 米宽，四面均有向外开的门，操作、维修十分方便；

　　7、适应性强，可以满足不同设计方案、不同客户的要求。可配用任何一种 10kV 高压环网开关柜；低压室具有低压成套开关设备的总体功能，任客户配用不同类型的低压开关设备；变压器客配用有油枕的或全密封的或干式的变压器，变压器容量为 50~1250kVA 。

　　主要技术参数

　　额定电压 高压电器：6；10KV 变压器：6（10）04KV 低压电器：0.4KV

　　额定容量 变压器:50KVA~1250*2KVA

　　额定电流 高压电器:200A~630A 低压电器:100A~3000A

　　额定开断电流 高压电器:负荷开关400A-630A,组合电器取决于熔断器. 低压电器15A-63A

　　额定短时耐受电流(KAX S) 高压电器20*2 12.5*4 变压器:200-400KVA >400KVA 低压电器15*1 30*1

　　额定峰值耐受电流(KA)31.5；50 变压器200-400KVA >400KVA 低压电器 30 63

　　额定关合电流(KA) 31.5；50

　　工频耐压（1min）KA 高压电器 相间及对地：42 隔离断口：48

　　变压器 油浸式35 干式28 低压电器 ≤300V时，2 >300V时,2.5

　　雷电冲击耐压(峰值)KV 高压电器:相间及对地:75 隔离断口:85 变压器75

　　防护等级 高压电器:IP33 变压器:IP23 低压电器:IP33

　　噪声水平dB 变压器：油浸式<55 干式<65

　　XGN2-10(Z)箱固定式交流金属封闭开关设备

　　用途

　　XGN2-10（Z）箱型开关柜适用于3.5-12KV交流三相50HZ的单母线系统中,作为接收和分配电能之用.该开关柜为户内装置,系不靠墙安装.特别适用于频繁操作的场合.

　　产品特点

　　该产品是我公司自行设计、研制的新一代高压电器成套产品，符合国家标准《3~35KV交流金属封闭开关设备》和DL404《户内交流高压开关柜订货技术条件》要求，也满足国际标准IEC298《1KV以上52KV以下交流金属封闭开关设备和控制设备》的要求，并且具有两部提出的“五防”强制闭锁功能。

　　该产品吸收了国外先进技术，针对目前我国现有同类开关柜在运行中发生的事故率较高和体积庞大等问题而自行设计研制。具有体积小，仅普通开关柜体积的60%，断路器可靠性高、性能好，“五防”闭锁机构可靠、简单等优点。

　　主要技术参数

　　额定电压KV 3.5 6.9 12

　　额定电流A 630 1000 1250 1600 2000 2500 3150

　　额定开断电流KA 20 25 31.5 40 50

　　额定热稳定电流KA 20 25 31.5 40 50

　　额定动稳定电流KA 50 63 80 100 125

　　额定关和电流KA 50 63 80 100 125

　　热稳定时间S 4 3

　　防护等级别 IP2X

　　母线系统工程 单母线及旁路母线

　　操作方式样 电磁式、弹簧储能式

　　外型尺寸mm 110*1200*2650 1200*1200*2650 1200*1200*2800

　　GG-1A(F)固定式高压开关设备

　　用途特点：

　　GG-1A(F)防误型开关柜适用于3.6及10千伏交流系统中作接受与分配电能之用，具用五种防止误操作功能：防止走错间位、错分错合断路器；防止带负荷分、合隔离开关；防止误入带电间隔；防止带电挂是线；防止带地线合闸。

　　主要技术参数

　　额定电压：3.6、10kV

　　额定电流：3000A以下

　　电流种类：三相50Hz交流

　　主母线类型：单母线、单母线加旁母

　　使用环境

　　1、安装高度不超过海拔1000米

　　2、周围介质温度不高于+40度，不低于-20度

　　3、室内相对湿度不超过85%

　　4、没有导电尘埃与能破坏金属和绝缘的气体的场所

　　5、没有危险爆炸的场所

　　6、没有剧烈震动及颠簸，且垂直斜度不超过5度的超所

　　DXG-12(L)户内交流高压六氟化硫环网开关设备

　　产品用途

　　环网柜适用于三相交流50Hz，额定电压12kV的户内配电装置。广泛应用于工业及民用电缆环网及供电末端。

　　特别适用于小型二次配电站、开闭所、工矿企业、城市居民小区、机场、铁路、隧道、高层建筑等电力系统中作为接受和分配电能之用。

　　产品特点

　　DXG-12（L）户内交流高压六氟化硫环网开关设备是新一代以六氟化硫负荷开关作为主开关而整柜采用空气绝缘的、适用于配电自动化的、既紧凑又可扩充的金属封闭开关设备。

　　环网柜具有结构简单、操作灵活、联锁可靠等特点，对各种不同的应用场合、不同用户要求均能提供令人满意的技术方案。传感技术和最新保护继电器的采用，加上先进的技术性能及轻便灵活的装配方案，可以完全满足市场不断变化的要求。

　　主要技术参数

　　额定电压KV 负荷开关柜 12 组合电器柜 12

　　额定频率Hz 负荷开关柜 50 组合电器械 50

　　额定电流A 负荷开关柜 630 组合电器柜125

　　额定短路关合电流KA 负荷开关柜50 组合电器柜80

　　回主路电阻μΩ 负荷开关柜≤400 组合电器柜≤400

　　额定绝缘水平KV： 1min工频耐受电压 相间，相对地42 断口48；

　　雷电冲击耐受电压 相间，相对地75 断口85

　　辅助回路1min工频耐受电压KV 负荷开关柜2 组合电器柜2

　　SF6气体额定气压（20度表压）Mpa 负荷开关柜0.04 组合电器柜0.04

　　SF6气体年泄露率 负荷开关1% 组合电器柜1%

　　防护等级 负荷开关IP3X 组合电器柜IP3X

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相关标准

　　SJ/T 31401-1994|高压开关柜完好要求和检查评定方法

　　DL/T 791-2001|户内交流充气式开关柜选用导则

　　DL 404-1991|户内交流高压开关柜订货技术条件

　　DL/T 404-1997|户内交流高压开关柜订货技术条件

　　DL/T 539-1993|户内交流高压开关柜和元部件 凝露及污秽试验技术条件

　　TB/T 2010-1987|27.5kV交流电气化铁道开关柜技术条件

　　DL/T 404-2005|户内交流高压开关柜订货技术条件

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高压开关设备

　　产品型号及含义

　　用途

　　1.KYN-10户内交流金属铠装移开式开关设备(以下简称手车式柜)手车柜适用于交流50Hz额定电压3―10KV中心点不接地的单母线及单母线分段系统的户内成套配电装置,供各类型发电厂,变电站及工矿企业作为接受和分配网络电能对电路实行控制保护监测.

　　2.KYN-(F-C)型户内铠装双层移动开式交流金属封闭开关设备系3.6~12kV三相交流50Hz,单母线及单母线分段系统的户内成套开关设备,主要作为发电厂,变电所,冶金,造纸,石化,纺织及工矿企业的高压配电装置,可用于电动机,变压器和电容器的控制与保护.

　　3.KYN-12/1250-31.5户内铠装移开式交流金属封闭开关设备称开关,系3.6-12KV,三相交流50Hz单母线及单母线分段系统的成套配电装置.主要用于发电厂,中小型发电机送电,工矿企事业配电以及电业系统的二次变电所的受电,送电及大型高压电动机起动等,实行控制保护,监测之用.本开关柜满足IEC298,GB3906等标准要求.

　　结构特点

　　1.KYN户内交流金属铠装移开式开关设备(以下简称手车式柜)是根据《3-35KV交流金属封闭开关设备》按IEC298《交流金属封闭开关设备和控制设备》标准设计制造,同时也能满足水电部提出的高压开关柜应具有"五防"功能的要求.

　　2.KYN-(F-C)型户内铠装双层移动开式交流金属封闭开关设备系KYN-(F-C)户内铠装双层移开式交流金属封闭开关设备中一部分,可与KYN-(F-C)户内铠装双层移开式交流金属封闭开关设备配套使用,构成组合式配电装置.本开关柜是一种双层铠装F-C柜,一面开关柜可容纳两台F-C手车,相当于两面单层柜的功能,而占地面积同一面单层柜差不多.为用户节省大量的占地面积及设备投资.本产品选用的真空接触器是专门为双层柜结构计的,具有结构简单,体积小,造型美观,绝缘水平高,寿命长等优点,有电保持和机械锁扣两种结构.

　　3.KYN-12/1250-31.5户内铠装移开式交流金属封闭开关设备,柜体为铠装式结构,采用中置式布置,分为断路室,主母线室,电缆室和继电器仪表室,为使柜体具有承受内部故障电弧的能力,除继电器室外,各功能隔室均设有排气通道和汇压窗,一次触头为捆绑式圆触头.

　　开关高备可按用户要求,采用前维护型结构,使设备可以靠墙安装或背靠背安装.开关设备内装有安全可靠的联锁装置,完全满足"五防"闭锁要求.

　　a,断路器手车在推进或拉出过程中,无法合闸;

　　b,断路器手车只有在试验位置或工作位置时,才能进行合,分操作而且在断路器合闸合,手车无法从工作位置拉出;

　　c,仅当接地开关处在分闸位置时,断路器手车才能从试验位置移至工作位置;仅当断路器手车处于试验位置或柜外时,接地开关才能进行分,合闸操作;

　　d,接地开关处于分闸位置时,后门无法打开;

　　e,手车在工作位置时,二次插头被锁定,不能被拨除.

　　断路器室底盘架两侧除设有供手车运动的固定导轨外,为便于对断路器进行观测与检查,在固定导轨两侧专门设有可抽出的延伸导轨,当断路器分闸后,可将两根延伸导轨拉至柜外,这样手车即可从柜内直接移至柜外的延伸导轨上.

　　附一些市场上存在的高压柜:

　　①GR系列:

　　用途

　　GRC1型高压开关柜用于3~10kV变电所作为改善电网功率因数之用.本系列柜为高压静电电容器柜,由电容器柜,互感器柜,测量及放电柜组成.

　　方案分类

　　1.GRC1型为普通型,由电容器柜和互感器柜组成.电容器柜分四种方案,互感器柜分三种方案.

　　2.GRC1C型为横差保护型,即当柜内某一电容器跳闸时,依靠接成横差线路的电流互感器驱使主电路开关跳闸.此型也有四种方案.

　　3.GRC1Y型为抑制高次谐波,电抗器型,即带有串联电抗器的电容器柜.

　　结构

　　柜体由角钢及薄钢板弯制焊接而成,分三层布放,最底层安装油槽板,测量及放电柜,电压互感器在中层,电抗器安装于底层,正面为钢板门,门上可安装仪表,开关,信号灯.

　　②GGX2系列:

　　用途

　　GGX2C10高压真空开关柜适用于额定电压3~10kV,频率50Hz的三相交流电网中,作为接受和分配电能,并对电路实行控制,监测和保护的成套配电装置.

　　结构特点

　　本开关柜为金属封闭箱式外壳,所有带电体均被封闭在柜内,并按功能分为母线室,断路器室,电缆室,仪表箱为单独结构,安装于柜上;真空断路器及电磁操作机构或弹簧操作机构为一整体车式结构,推入柜内后用螺栓固定.主接线方案24种.

　　主要技术数据(见下表)

　　参数名称

　　单位

　　参数值

　　额定电压

　　kV 3 6 10

　　最高电压

　　kV 3.5 6.9 11.5

　　额定频率

　　Hz 50

　　额定 绝缘 水平

　　1分钟工频耐压

　　相对地,相间

　　kV 24 32 42

　　断口间

　　kV 26 36 48

　　全波工频耐压

　　相对地,相间

　　kV 40 60 75

　　断口间

　　kV 43 66 85

　　额定电流

　　A

　　6301000

　　额定开断电流

　　kA 2031.5

　　额定操作循环

　　分――0.3s――合分――180s――合分

　　额定动稳定电流(峰值)

　　kA 5080

　　额定热稳定电流

　　kA 2031.5

　　额定热稳定时间

　　s

　　4

　　③GGX2系列:

　　用途

　　GSGC1A型双母线式高压开关柜适用于区域性变电站,大型工矿企业变电站所及电气设备试验站的电压为3,6,10kV,交流50Hz双母线系统,亦可于单母线带有旁路母线的供电系统,作为接受和分配电能之用.

　　结构

　　柜体系用薄钢板及角钢焊接而成,底座由槽钢焊接而成,柜前面有单扇防护网门,后面有双扇防护网门,顶部母线敞露.

　　柜分前后两室,前室装有备用(起动)母线隔离开关,线路隔离开关及电缆头等,前室顶部装有备用(起动)母线.后室装有主(工作)母线隔离开关,油断路器,顶部装有主(工作)母线隔离开关,前后室之间下部可安装电流互感器.油断路器和隔离开关操作机构装在柜的前面.柜的后面左侧有一单扇钢板门,门内是继电器室.各室之间,一次电器设备和二次电器设备之间均有薄钢板隔离.可以在一次电器设备不停电的情况下检修二次电器设备.

　　为防止工作人员误操作,柜上装有程序性的电气联锁装置.

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高压开关柜带电显示装置的改进

　　一、高压开关柜存在问题分析

　　(1)高压开关柜防止误入带电间隔这一功能使得开关柜的柜门的开闭与接地开关有闭锁关系，即只有合上接地开关后才能打开开关柜门，此次事故暴露出旧型号高压开关柜的"五防"机械闭锁装置存在不完善的问题。

　　(2)高压开关柜验电问题是一个多年来困扰电力安全生产的问题，目前推广的全封闭型"五防"开关柜的机械"五防"闭锁装置，无法满足安全规程"先验电、后挂接地线"的要求。因为在执行停电工作时，在合接地开关前必须验明设备已无电压。然而封闭式高压开关柜处于全封闭状态，按照正常的操作方法，无法用携带式高压验电器对设备进行验电，因此，就出现了强行解锁打开开关柜柜门的方式验电。

　　(3)目前开关柜上大量使用以氖灯作为显示元件的高压带电显示装置，经过长时间的运行使用，发现失明率高，氖泡出现大量损坏。为了弥补缺陷，在带电显示装置上装设了氖灯运行/关闭开关，平时该开关处于关闭状态，从而使得整个高压带电显示装置暂时退出运行。这种处理方式，失去了高压带电显示装置作为监视线路侧带电与否的作用。

　　(4)氖灯亮度低，特别是在明亮的环境里亮度受到冲刷，显示性较差。

　　(5)老式带有强制性电气闭锁的高压带电显示装置，闭锁原理过于简单，只是将A、B、C三相传感器输出的信号分别进行半波整流后直接复合在一起，去控制闭锁回路。这种方式在系统出现单相接地或缺相的异常情况时，因闭锁控制电压的飘移可以导致装置不能可靠闭锁而发生带电合接地开关的事故。

　　(6)目前安装的氖灯式高压带电显示装置大多采用塑料外壳并安装于高压设备间隔内，一旦在操作过程中开关柜内部短路放弧，高温电弧可能将装置的塑料外壳熔化，伤及运行或检修人员。

　　二、存在问题的解决方案

　　鉴于老式高压带电显示装置存在的诸多问题，客观上需要一种全新的具有可靠性高、长寿命、免维护、显示清晰醒目、能弥补老式高压带电显示装置缺陷的新型带电显示装置。北京供电局研制成功了新型高压带电显示验电装置，该装置与CG系列传感器配合使用，通过有电显示及现场验电的方式，以反映高压设备是否带有运行电压并具有电气强制闭锁功能。该装置解决了氖灯式带电显示装置的诸多问题，其液晶显示器和长寿命闪光式验电插件构成的双重显示，适合于各种光线下的运行环境，直观醒目。专设的验电插件构成特有的引出式独立验电功能，提高了该装置作为验电依据的可靠性。该装置采用分相检测数字化叠加闭锁控制技术，可以保证在系统缺相等异常运行时，闭锁电压不变，稳定运行。强制性电气闭锁功能，能可靠闭锁接地开关(开关柜门)。新型高压带电显示验电装置的应用可以有效防止误入带电间隔或带电合接地开关等引起的人身、设备事故。

　　三、结束语

　　安全是电力生产的基础，预防是保证安全生产的关键。在当前的电力安全生产工作中，人身触电事故和误操作事故仍是威胁安全生产的两大因素。不断完善和改进防止人身触电事故和误操作事故的技术措施，是我们每一位电力企业职工应努力研究的目标。

低压开关柜

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低压开关柜定义及类型

　　低压开关柜适用于发电厂、石油、化工、冶金、纺织、高层建筑等行业，作为输电、配电及电能转换之用。产品符合IEC439-1，GB7251.1-1997《低压成套开关设备》的标准规定。低压开关柜通过了国家3C认证。有以下类型：

　　GCL低压抽出式开关柜

　　GCS型低压抽出式开关柜

　　GCS型低压开关柜

　　GCK抽出式开关柜

　　GGD低压固定式开关柜

　　组装式低压开关柜

　　MNSC型低压抽出式开关柜

　　MS低压抽出式开关柜

　　GCS型低压抽出式开关柜

　　MNSQH抽出式低压开关柜

　　GCS型低压抽出式开关柜

　　GCK(L)低压开关柜

1、从结构形式上分

　　（1）固定式：

　　能满足各电器元件可靠地固定于柜体中确定的位置。柜体外形一般为立方体，如屏式、箱式等，也有棱台体如台式等。这种柜有单列，也有排列。

　　为了保证柜体形位尺寸，往往采取各构件分步组合方式，一般是先组成两片或左右两侧，然后再组成柜体，或先满足外形要求，再顺次连接柜体内务支件。组成柜体各棱边的零件长度必须正确（公差取负值），才能保证各方面几何尺寸，从而保证整体外形要求。对于柜体两侧面，固考虑排列需要，中间不能有隆起现象。

　　另外从安装角度考虑，底面不能有下陷现象。在排列安装中，地基平整是先决条件，但干整度和柜体本身都有一定误差，在排列中要尽量抵消横向差值，而不要造成差值积累，因为差值积累将造成柜体变形，影响母线联结及产生组件安装异位、应力集中，甚至影响电器寿命。故在排列时宜用地基最高点为安装参考点，然后逐步垫正扩排，在底面干整度较理想并可预测条件下，也可采取由中间向两侧扩排方式，使积累差值均布。

　　为了易于调整，抵消公差积累，柜体宽度公差都取负值。柜体的各个构件结合体完成以后，视需要还应进行整形，以满足各部分形位尺寸要求。对定型或批量较大的柜体制造时应充分考虑用工装夹具，以保证结构的正确统一，夹具的基准面以取底面为妥，夹具中的各定位块布置以工作取出方便为准，对于柜体的外门等因易受运输和安装等影响，一般在安装时进行统一调整。

　　（2）抽出式：

　　抽出式是由固定的柜体和装有开关等主要电器元件的可移装置部分组成，可移部分移换时要轻便，移入后定位要可靠，并且相同类型和规格的抽屉能可靠互换，抽出式中的柜体部分加工方法基本和固定式中柜体相似。但由于互换要求，柜体的精度必须提高，结构的相关部分要有足够的调整量，至于可移装置部分，要既能移换，又要可靠地承装主要元件，所以要有较高的机械强度和较高的精度，其相关部分还要有足够的调整量。

　　制造抽屉式低压柜的工艺特点是：（1）固定和可移两部分要有统一的参考基准；（2）相关部分必须调整到最佳位置，调整时应用专用的标准工装，包括标准柜体和标准抽屉；（3）关键尺寸的误差不能超差；（4）相同类型和规格的抽屉互换性要可靠。

2、从连接方式上分

　　（1）焊接式：

　　它的优点是加工方便、坚固可靠；缺点是误差大、易变形、难调整、欠美观，而且工件一般不能预镀。另外，对焊接夹具有一定的要求：

　　①刚性好、不会受工件变形影响；

　　②外形尺寸略大于工件名义尺寸，可抵消焊后收缩影响；

　　③平整、简易、方便操作，尽量减少可转动机构，避免卡损；

　　④为防止焊蚀和易于检修调整，要选择好工件支持，支持还要加置防焊蚀垫件。

　　工件焊后变形现象是焊接时由于焊接处受热分子膨胀，挤压产生微观位移，冷却后不能复位而产生的应力所致。为了克服变形影响，必须考虑整形工艺。整形的方法一般有：

　　①通过试验预测工件变形范围，在焊接前强迫工件向反方向变形，以期焊后达到预定尺寸；

　　②焊后用过正方法矫正；

　　③击、压焊接后相对收缩部分，而得到应力子衡；

　　④加热焊接后相对松凸部分，达到与焊接处同样收缩的目的；

　　⑤必要时对构件进行整体热处理。

　　另外，焊接点选择、焊缝走向、焊接次序、点焊定位对焊后变形现象都有一定的影响，如处理得当可减少变形，但这要视具体情况而定。

　　（2）紧固件连接：

　　它的优点是适于工件预镀，易变化调节，易美化处理，零部件可标准化设计，并可预生产库存，构架外形尺寸误差小。缺点是不如焊接坚固，要求零部件的精度高，加工成本相对上升。紧固件一般都为标准件，其种类主要有常规的螺钉、螺母和铆钉、拉铆钉，以及预紧而可微调的卡箍螺母和预紧的拉固螺母，还有自攻螺钉等。也有专用紧固螺钉（如国外引进的低压柜大多用专用紧固螺钉）。

　　工艺特点：以夹具定形，工装定位，并视需要配以压力垫圈；铆接一般要配钻，且预镀件要防止镀层被破坏；对于用精密的加工中心或专用设备加工的构件，如各连接孔径与紧固件直径能保持微量间隙时，则可以不用夹具进行装合，一次成形；对导向及定位件的紧固，应以专用量具先定位再以标准工装检测。

相关标准

　　SJ/T 31401-1994|高压开关柜完好要求和检查评定方法

　　DL/T 791-2001|户内交流充气式开关柜^[1]?选用导则

　　DL 404-1991|户内交流高压开关柜订货技术条件

　　DL/T 404-1997|户内交流高压开关柜订货技术条件

　　DL/T 539-1993|户内交流高压开关柜和元部件 凝露及污秽试验技术条件

　　TB/T 2010-1987|27.5kV交流电气化铁道开关柜技术条件

　　DL/T 404-2005|户内交流高压开关柜订货技术条件 

直流电源柜

　　GZDW系列直流屏是艾普迅公司根据电力要求、符合网上运行条件而设计的高可靠产品。标准一体柜是充电、馈电合并在一个机柜里，一般可配3个充电模块 。 主要用于110KV及以下变电站，开闭所和用户变中。 我公司技术力量雄厚，产品性能稳定，服务及时到位，赢得了广大用户的信赖。产品多次应用于国内外各大电力工程项目上。产品严格按照国际和国家质量保证体系生产，符合JB/T5777.4-200《电力系统直流电源设备通用技术及安全要求》及DL/T459-2000《电力系统直流电源柜订货技术条件》规定。

　　系统特点：

　　采用开关电源特有的模块化设计，N+1热备份。

　　超宽的电压输入范围，电网适用性强，可用于环境相对恶劣的场所。

　　充电模块可带电插拔，在线维护，方便快捷。

　　硬件低差自主均流技术，模块间输出电流最大不平衡度小于±3%。

　　系统设计采用IEC（国际电工委员会）、UL等国际标准，可靠性与安全性有充分保障。

　　监控模块采用大屏幕液晶汉字显示或触摸屏，声光告警。

　　可通过监控模块进行系统各部分的参数设置，界面友好，操作方便。

　　具备平滑调节输出电压和电流，蓄电池自动温度补偿等先进功能。

　　开放式接口设计，具有强大的通讯功能，很方便实现与变电站RTU装置或电厂计算机监控系统DCS相连。

　　三级集散式监控系统，实现对电源系统的“遥测、遥控、遥信、遥调”以及无人值守。

　　蓄电池自动管理及保护，实时自动监测蓄电池的端电压，充、放电电流，并控制蓄电池的均充和浮充，设有电池过/欠压和充电过流声光告警。

　　技术指标：

　　交流输入电压：380V±15%（三相）

　　电网频率：50HZ±10%

　　功率因数：≥0.92

　　输入过压告警：437V±5V

　　输入欠压告警：320V±5V

　　输出电压范围：180V-320连续可调，90V-160V

　　稳流精度：≤±0.5%

　　稳压精度：≤±0.5%

　　效率：≥94%

　　纹波系数：≤0.1%

　　输出欠压保护：196V±2V，98V±2V

　　输出过压保护：325V±5V，162V±2V

　　相对湿度：≤90%（20±5℃）

　　绝缘电阻：≥10MΩ

　　可闻噪音：≤45dB

　　环境温度：-5℃～+45℃

　　机械性能：

　　绝缘强度：输出对地、输入对地、输入对输出施加2KVAC时间1min无飞弧无闪络

　　尺寸：2260mm×800mm×600mm

继电保护装置

一个或多个保护元件(如继电器)和逻辑元件按要求组配在一起、并完成电力系统中某项特定保护功能的装置。

百科名片

微机继电保护测试仪

当电力系统中的电力元件（如发电机、线路等）或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施的成套设备,一般通称为继电保护装置。

继电保护装置的构成

　　1.测量比较元件

2.逻辑判断元件

　　3.执行输出元件

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继电保护装置的任务

　　①、监视电力系统的正常运行，当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响。当系统和设备发生的故障足以损坏设备或危及电网安全时，继电保护装置能最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响。（如：单相接地、变压器轻、重瓦斯信号、变压器温升过高等）。

　　②、反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，提示值班员迅速采取措施，使之尽快恢复正常，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。

　　③、实现电力系统的自动化和远程操作，以及工业生产的自动控制。如：自动重合闸、备用电源自动投入、遥控、遥测等。

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继电保护装置的基本要求

　　继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求：这四“性”之间紧密联系，既矛盾又统一。

　　A、动作选择性---指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护来切除故障。上、下级电网（包括同级）继电保护之间的整定，应遵循逐级配合的原则，以保证电网发生故障时有选择性地切除故障。切断系统中的故障部分，而其它非故障部分仍然继续供电。

　　B、动作速动性---指保护装置应尽快切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用设备自动投入的效果。

　　C、动作灵敏性---指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数（规程中有具体规定）。通过继电保护的整定值来实现。整定值的校验一般一年进行一次。

　　D、动作可靠性---指继电保护装置在保护范围内该动作时应可靠动作，在正常运行状态时，不该动作时应可靠不动作。任何电力设备（线路、母线、变压器等）都不允许在无继电保护的状态下运行，可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。

　　说明：继电保护的整定、校验应由上一级供电部门进行。（收费）

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继电保护装置的基本原理

　　继电保护主要是利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量（电流、电压、功率、频率等）的变化构成继电保护动作的原理，还有其他的物理量，如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。大多数情况下，不管反应哪种物理量，继电保护装置都包括测量部分（和定值调整部分）、逻辑部分、执行部分。

　　①、电力系统运行中的参数（如电流、电压、功率因数角）在正常运行和故障情况时是有明显区别的。继电保护装置就是利用这些参数的变化，在反映、检测的基础上来判断电力系统故障的性质和范围，进而作出相应的反应和处理（如发出警告信号或令断路器跳闸等）。

　　②、继电保护装置的原理框图分析：

　　A、取样单元---它将被保护的电力系统运行中的物理量（参数）经过电气隔离并转换为继电保护装置中比较鉴别单元可以接受的信号，由一台或几台传感器如电流、电压互感器组成。

　　B、比较鉴别单元---包括给定单元，由取样单元来的信号与给定信号比较，以便下一级处理单元发出何种信号。（正常状态、异常状态或故障状态）比较鉴别单元可由4只电流继电器组成，二只为速断保护，另二只为过电流保护。电流继电器的整定值即为给定单元，电流继电器的电流线圈则接收取样单元（电流互感器）来的电流信号，当电流信号达到电流整定值时，电流继电器动作，通过其接点向下一级处理单元发出使断路器最终掉闸的信号；若电流信号小于整定值，则电流继电器不动作，传向下级单元的信号也不动作。鉴别比较信号“速断”、“过电流”的信息传送到下一单元处理。

　　C、处理单元---接受比较鉴别单元来的信号，按比较鉴别单元的要求进行处理，根据比较环节输出量的大小、性质、组合方式出现的先后顺序，来确定保护装置是否应该动作；由时间继电器、中间继电器等构成。电流保护：速断---中间继电器动作，过电流——时间继电器动作。（延时过程）

　　D、执行单元---故障的处理通过执行单元来实施。执行单元一般分两类：一类是声、光信号继电器；（如电笛、电铃、闪光信号灯等）另一类为断路器的操作机构的分闸线圈，使断路器分闸。

　　E、控制及操作电源---继电保护装置要求有自己独立的交流或直流电源，而且电源功率也因所控制设备的多少而增减；交流电压一般为220伏，功率1KVA以上。

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常用继电保护装置的类型

　　①、电流保护：（按照保护的整定原则，保护范围及原理特点）

　　A、过电流保护---是按照躲过被保护设备或线路中可能出现的最大负荷电流来整定的。如大电机启动电流（短时）和穿越性短路电流之类的非故障性电流，以确保设备和线路的正常运行。为使上、下级过电流保护能获得选择性，在时限上设有一个相应的级差。

　　B、电流速断保护---是按照被保护设备或线路末端可能出现的最大短路电流或变压器二次侧发生三相短路电流而整定的。速断保护动作，理论上电流速断保护没有时限。即以零秒及以下时限动作来切断断路器的。

　　过电流保护和电流速断保护常配合使用，以作为设备或线路的主保护和相邻线路的备用保护。

　　C、定时限过电流保护---在正常运行中，被保护线路上流过最大负荷电流时，电流继电器不应动作，而本级线路上发生故障时，电流继电器应可靠动作；定时限过电流保护由电流继电器、时间继电器和信号继电器三元件组成（电流互感器二次侧的电流继电器测量电流大小→时间继电器设定动作时间→信号继电器发出动作信号）；定时限过电流保护的动作时间与短路电流的大小无关，动作时间是恒定的。（人为设定）

　　D、反时限过电流保护---继电保护的动作时间与短路电流的大小成反比，即短路电流越大，继电保护的动作时间越短，短路电流越小，继电保护的动作时间越长。在10KV系统中常用感应型过电流继电器。（GL－型）

　　E、无时限电流速断---不能保护线路全长，它只能保护线路的一部分，系统运行方式的变化，将影响电流速断的保护范围，为了保证动作的选择性，其起动电流必须按最大运行方式（即通过本线路的电流为最大的运行方式）来整定，但这样对其它运行方式的保护范围就缩短了，规程要求最小保护范围不应小于线路全长的15％。另外，被保护线路的长短也影响速断保护的特性，当线路较长时，保护范围就较大，而且受系统运行方式的影响较小，反之，线路较短时，所受影响就较大，保护范围甚至会缩短为零。

　　②、电压保护：（按照系统电压发生异常或故障时的变化而动作的继电保护）

　　A、过电压保护---防止电压升高可能导致电气设备损坏而装设的。（雷击、高电位侵入、事故过电压、操作过电压等）10KV开闭所端头、变压器高压侧装设避雷器主要用来保护开关设备、变压器；变压器低压侧装设避雷器是用来防止雷电波由低压侧侵入而击穿变压器绝缘而设的。

　　B、欠电压保护---防止电压突然降低致使电气设备的正常运行受损而设的。

　　C、零序电压保护---为防止变压器一相绝缘破坏造成单相接地故障的继电保护。主要用于三相三线制中性点绝缘（不接地）的电力系统中。零序电流互感器的一次侧为被保护线路（如电缆三根相线），铁芯套在电缆上，二次绕组接至电流继电器；电缆相线必须对地绝缘，电缆头的接地线也必须穿过零序电流互感器；原理：正常运行及相间短路时，一次侧零序电流为零（相量和），二次侧内有很小的不平衡电流。当线路发生单相接地时，接地零序电流反映到二次侧，并流入电流继电器，当达到或超过整定值时，动作并发出信号。（变压器零序电流互感器串接於零线端子出线铜排）

　　③、瓦斯保护：油浸式变压器内部发生故障时，短路电流所产生的电弧使变压器油和其它绝缘物产生分解，并产生气体（瓦斯），利用气体压力或冲力使气体继电器动作。故障性质可分为轻瓦斯和重瓦斯，当故障严重时（重瓦斯）气体继电器触点动作，使断路器跳闸并发出报警信号。轻瓦斯动作信号一般只有信号报警而不发出跳闸动作。

　　变压器初次投入、长途运输、加油、换油等原因，油中可能混入气体，积聚在气体继电器的上部（玻璃窗口能看到油位下降，说明有气体），遇到此类情况可利用瓦斯继电器顶部的放气阀（螺丝拧开）放气，直至瓦斯继电器内充满油。考虑安全，最好在变压器停电时进行放气。容量在800KVA及以上的变压器应装设瓦斯保护。

　　④差动保护：这是一种按照电力系统中，被保护设备发生短路故障，在保护中产生的差电流而动作的一种保护装置。常用做主变压器、发电机和并联电容器的保护装置，按其装置方式的不同可分为：

　　A、横联差动保护---常用作发电机的短路保护和并联电容器的保护，一般设备的每相均为双绕组或双母线时，采用这种差动保护。

　　B、纵联差动保护---一般常用作主变压器的保护，是专门保护变压器内部和外部故障的主保护 。

　　⑤高频保护：这是一种作为主系统、高压长线路的高可靠性的继电保护装置。目前我国已建成的多条500KV的超高压输电线路就要求使用这种可行性、选择性、灵敏性和动作迅速的保护装置。高频保护分为相差高频保护；方向高频保护。

　　相差高频保护的基本原理是比较两端电流的相位的保护。规定电流方向由母线流向线路为正，从线路流向母线为负。就是说，当线路内部故障时，两侧电流同相位而外部故障时，两侧电流相位差180度。方向高频保护的基本工作原理是，以比较被保护线路两端的功率方向，来判别输电线路的内部或外部故障的一种保护装置。

　　⑥距离保护：这种继电保护也是主系统的高可靠性、高灵敏度的继电保护，又称为阻抗保护，这种保护是按照长线路 故障点不同的阻抗值而整定的。

　　⑦平衡保护：这是一种作为高压并联电容器的保护装置。继电保护有较高的灵敏度，对于采用双星形接线的并联电容器组，采用这种保护较为适宜。它是根据并联电容器发生故障时产生的不平衡电流而动作的一种保护装置。

　　⑧负序及零序保护：这是作为三相电力系统中发生不对称短路故障和接地故障时的主要保护装置。

　　⑨方向保护：这是一种具有方向性的继电保护。对于环形电网或双回线供电的系统，某部分线路发生故障时，而故障电流的方向符合继电保护整定的电流方向，则保护装置可靠地动作，切除故障点。

扩展阅读：

　　GK-PGY型继电保护试验电源屏是我公司依据能源部《发电厂、变电所工程和继电保护试验仪表配置定额》、《继电保护试验条例》和电力工业部颁发《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》的有关规定设计制造的产品。它为现场继电保护试验工作提供了可靠、稳定、方便的交直流试验电源，为提高继电保护试验工作的质量，保障人身、设备安全提供了可靠保证。　

　　一、对工频试验电源的要求

　　为了保证检验质量，国际电工委员会IEC试验标准中，对不同类型继电器的试验电源作了不同规定。我国也对继电保护装置的试验电源作了相应的技术规定。如《继电器及继电保护装置基本试验方法》、《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》、《继电保护及电网安全自动装置检验条例》等。这些标准对继电保护装置试验电源的质量有如下要求：

　　1)波形良好；

　　2)三相电压平衡；

　　三相电压和电流的负序分量、零序分量如果均不超过正序分量的１％，则可认为该三相系统是实际平衡系统。

　　3)相序正确；

　　4)直流分量小；

　　5)频率稳定；

　　6)电压、电流稳定并有足够的调节范围。

　　继电保护试验时，对试验电源的允许偏差应根据国家测量标准确定。

　　继电保护试验电源柜操作面板，包括有交流操作区和直流操作区，二者分别具有交流电源连接部和直流电源连接部，交流电源连接部为一种插座结构，而直流电源连接部为一种导线连接结构。本实用新型的特点在于，针对交流和直流的不同特点，对其电源连接部进行结构化区分，交流因其具有多线连接和高压的特点，采用插座的结构，而直流则为单线双极连接和低压的特点，采用导线连接的结构，从而防止交流、直流误串接、误操作。

　　二、交流试验电源的种类

　　继电保护用交流试验电源有四种：取自电网的厂用电或所用电、电动—发电机组、工频振荡器和微机型可编程试验电源。厂用电和所用电最容易取得，且容量大，但其频率、电压波形及三相平衡度等均随电网变化而波动，试验人员不能控制，当波动较大时将无法满足试验要求。但一般情况下，波动不大，能满足试验要求，故目前大多数现场试验电源均来自厂用电、所用电。电动—发电机组供给的电压幅值和频率稳定性高，波形好，三相平衡，频率可以任意调整，容量大，但投资高，维护工作量大，需用直流电源，因此只在研究部门实验室中使用。工频振荡器由于输出功率小，只能供少数电压型的继电器作变频电源用。微机型可编程试验电源能满足各类机电及静态保护装置的检验，但价格贵。

　　三、改善交流试验电压、电流波形的方法

　　继电保护试验电源大多取自电力系统本身，而电力系统供给的交流电压、电流的波形往往是一种畸变失真的非正弦波，除基波分量外，还含有高次谐波。引起失真的原因除电力系统本身原因外，试验接线中的调节设备如果容量不足，也会引起波形畸变。

　　波形畸变可通过观察电源的波形和测量畸变系数来确定，以便采取措施来改善。例如，当试验电源相电压波形差，三次谐波分量较大时，可改用相间电压；当移相器过载或负载不对称而引起波形严重畸变时，可变更接线或者更换性能良好的移相器；当发现含有某次谐波时，可增设滤波器。

　　装设有复杂保护装置的变电所，应先直接由所用变压器的低压侧，经专用线接至容量不小于10kＶＡ、电压为380/110Ｖ的专用试验变压器上，专用试验变压器应采用Ｄ，yn接线。装设一般保护装置的现场，最好也设置专用试验变压器，以保证试验电源三相平衡、波形良好的电源。

　　四、对直流试验电源的要求

　　试验用直流的额定电压应与被试保护装置所用的直流电压相同。应采用独立试验电源，不允许用运行中设备的直流支路电源作为直流试验电源。直流试验电源的电压调节范围应大于额定电压的80％～115％，峰值波纹系数应不大于±6％，对静态保护装置，试验直流电源的峰值波纹系数应不大于±2％。

　　五、直流试验电源的种类

　　现场直流电源有蓄电池、带电容储能的硅整流电源和复式整流电源三种。蓄电池供给的直流电源平滑、波纹系数小，可由直流电源母线引出并经保安措施供试验用的独立支路，提供额定值和80％额定值两种电压。带电容储能的硅整流装置的电容容量有限，因而所供的直流电压是时间的函数，波纹系数较大。复式整流装置输出电压不够稳定，没有采取滤波措施，波纹系数大，其速饱和变流器空载输出电压可能短时很高，要采取稳压措施。

　　功能特点

　　用途

　　◆本设备适用于发电厂、变电站及大中型工业企业，可作为标准的继电保护试验电源。

　　特点

　　◆采用双路电源供电，可手动、自动切换。使用接触器可带负荷切换，保证了供电的可靠性。

　　◆交流电源采用大容量隔离变压器，将系统电源与试验电源进行隔离，并在初级与次级之间加装屏蔽层，使试验电源免受电网暂态过程和其他谐波干扰。变压器采用△/Y0接线方式，大大削弱了三次谐波，保证了电源质量。

　　◆直流电源可以连续平滑的调节电压，以适应不同试验项目的需要

　　◆交流电源的控制均采用DZ47-60型自动开关，它动作迅速，寿命长，有短路、过负荷自动跳闸的功能。

　　◆输出交流电源装有漏电保护开关，确保试验人员的安全。该开关具有性能稳定，灵敏度高，动作可靠等优点，有短路、过负荷自动跳闸功能。

　　◆直流回路使用GM32M直流断路器，它动作迅速，寿命长，有短路、过负荷自动跳闸的功能。

　　设备电气性能

　　◆绝缘电阻：在标准试验大气条件下，装置各回路与外壳之间绝缘电阻不小于10MΩ；各独立回路之间绝缘电阻不小于10MΩ。

　　◆介质强度：在标准试验大气条件下，上述各回路以及各独立回路之间分别能耐受交流50Hz，电压2kV（有效值），历时1min试验，而无绝缘击穿或闪络现象。

　　◆冲击电压：在标准试验大气条件下，各交流回路和直流回路分别对外壳，应能承受5kV（峰值）的标准雷电波短时冲击检验。

　　◆交流回路使用DZ47-60小型自动开关，机械寿命通断大于2万次，瞬时分断电流可达（4～7）Ie。

　　◆直流回路使用GM32M直流断路器，瞬时分断电流可达（3～10）Ie（可选）。

　　使用条件

　　◆使用场所应有防止雨雪侵袭的措施。

　　◆海拔高度不超过2000米。

　　◆周围空气温度：-5℃～+40℃。

　　◆在40℃时空气湿度不超过50%，在较低温度时允许有较高的相对湿度，在20℃时不超过90%。

　　◆使用场所机械振动振幅不大于0.05mm，频率不大于600次/分。

　　◆安装倾斜度与铅垂线相差不大于5°。

　　◆周围介质无爆炸危险，无导电尘埃与腐蚀性气体

　　主要技术指标

　　交流部分

　　◆额定输入电压：三相220Ｖ/380V，频率50Hz。；

　　◆额定输出电压：220V/380V，三相四线，共三路输出；

　　◆58V/100V， 三相四线，共三路输出。

　　◆三相输入平衡时，输出不平衡度小于1%。

　　◆三次谐波分量小于3%。

　　◆输入变压器容量15kVA，在八小时工作制情况下，最大输出电流为3×22.8A。

　　直流部分

　　◆电源输入为交流三相380V；

　　◆输出直流电压0～250V连续可调，分三路输出；

　　◆整流变压器容量5kVA，在八小时工作制情况下，最大输出电流20A；

　　◆输出直流纹波系数K<1.5%。

继电保护

科技名词定义

中文名称：

继电保护

英文名称：

relay protection

定义1：

对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信号，或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。

所属学科：

电力（一级学科）；继电保护与自动化（二级学科）

定义2：

对运行中电力系统的设备和线路，在一定范围内经常监测有无发生异常或事故情况，并能发出跳闸命令或信号的自动装置。

所属学科：

水利科技（一级学科）；水力发电（二级学科）；水电站电气回路及变电设备（三级学科）

本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布

百科名片

研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路、母线等）使之免遭损害，所以沿称继电保护。

名称解释

　　protective relay,power system protection

　　研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路等），使之免遭损害，所以沿称继电保护。基本任务是：当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。

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基本性能

　　继电保护的正确工作不仅有力地提高电力系统运行的安全可靠性，并且正确使用继电保护技术和装置，还可能在满足系统技术条件的前提下降低一次设备的投资。继电保护为完成其功能,必须具备以下5个基本性能。

　　①安全性：继电保护装置应在不该动作时可靠地不动作，即不应发生误动作现象。

　　②可靠性：继电保护装置应在该动作时可靠地动作，即不应发生拒动作现象。

　　③快速性：继电保护装置应能以可能的最短时限将故障部分或异常工况从系统中切除或消除。

　　④选择性：继电保护装置应在可能的最小区间将故障部分从系统中切除，以保证最大限度地向无故障部分继续供电。

　　⑤灵敏性：表示继电保护装置反映故障的能力。通常以灵敏系数klm表示。灵敏系数有两种表达方式,即反映故障参量上升的保护灵敏系数，klm=保护区内金属性短路时故障参量的最小计算值/保护的动作参量;反映故障参量下降的保护灵敏系数,klm=保护的动作参量/保护区内金属性短路时故障参量的最大计算值。 继电保护须具备的 5个性能彼此紧密联系。在选择保护方案时，还应注意经济性。所谓经济性，不仅指保护装置的设备投资和运行维护费，还必须考虑由于保护装置不完善而发生误动或拒动时对国民经济所造成的损失。

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分类

　　继电保护可按以下4种方式分类。

　　①按被保护对象分类，有输电线保护和主设备保护(如发电机、变压器、母线、电抗器、电容器等保护)。 ②按保护功能分类，有短路故障保护和异常运行保护。前者又可分为主保护、后备保护和辅助保护；后者又可分为过负荷保护、失磁保护、失步保护、低频保护、非全相运行保护等。

　　③按保护装置进行比较和运算处理的信号量分类，有模拟式保护和数字式保护。一切机电型、整流型、晶体管型和集成电路型（运算放大器）保护装置，它们直接反映输入信号的连续模拟量，均属模拟式保护；采用微处理机和微型计算机的保护装置，它们反应的是将模拟量经采样和模/数转换后的离散数字量,这是数字式保护。

　　④按保护动作原理分类，有过电流保护、低电压保护、过电压保护、功率方向保护、距离保护、差动保护、高频（载波）保护等。

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系统保护

　　实现继电保护功能的设备称为继电保护装置。虽然继电保护有多种类型,其装置也各不相同,但都包含着下列主要的环节：①信号的采集，即测量环节；②信号的分析和处理环节；③判断环节；④作用信号的输出环节。以上所述仅限于组成电力系统的各元件（发电机、变压器、母线、输电线等）的继电保护问题，而各国电力系统的运行实践已经证明，仅仅配置电力系统各元件的继电保护装置，还远不能防止发生全电力系统长期大面积停电的严重事故。为此必须从电力系统的全局和整体出发，研究故障元件被相应继电保护装置动作而切除后，系统将呈现何种工况，系统失去稳定时将出现何种特征，如何尽快恢复系统的正常运行。这些正是系统保护所需研究的内容。系统保护的任务就是当大电力系统正常运行被破坏时，尽可能将其影响范围限制到最小，负荷停电时间减小到最短。

　　大电力系统的安全稳定运行，首先必须建立在电力系统的合理结构布局上，这是系统规划设计和运行调度工作中必须重视的问题。在此基础上，系统保护的合理配置和正确整定，同时配合系统安全自动装置（如解列装置、自动减负荷、切水轮发电机组、快速压汽轮发电机出力、自动重合闸、电气制动等），达到电力系统安全运行的目的。

　　鉴于机、炉、电诸部分构成电力生产中不可分割的整体，任一部分的故障均将影响电力生产的安全，特别是大机组的不断增加和系统规模的迅速扩大，使大电力系统与大机组的相互影响和协调问题成为电能安全生产的重大课题。电力系统继电保护和安全自动装置的配置方案应考虑机、炉设备的承受能力，机、炉设备的设计制造也应充分考虑电力系统安全经济运行的实际需要。

　　为了巨型发电机组的安全，不仅应有完善的继电保护装置，还应积极研究和推广故障预测技术，以期实现防患于未燃，进一步提高大机组的安全可靠性。

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发展历程

　　继电保护是随着电力系统的发展而发展起来的。20世纪初随着电力系统的发展，继电器开始广泛应用于电力系统的保护，这时期是继电保护技术发展的开端。最早的继电保护装置是熔断器。从2O世纪5O年代到90年代末，在40余年的时间里，继电保护完成了发展的4个阶段，即从电磁式保护装置到晶体管式继电保护装置、到集成电路继电保护装置、再到微机继电保护装置。

　　随着电子技术、计算机技术、通信技术的飞速发展，人工智能技术如人工神经网络、遗传算法、进化规模、模糊逻辑等相继在继电保护领域的研究应用，继电保护技术向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展。

　　19世纪的最后25年里，作为最早的继电保护装置熔断器已开始应用。电力系统的发展，电网结构日趋复杂，短路容量不断增大，到20世纪初期产生了作用于断路器的电磁型继电保护装置。虽然在1928年电子器件已开始被应用于保护装置，但电子型静态继电器的大量推广和生产，只是在50年代晶体管和其他固态元器件迅速发展之后才得以实现。静态继电器有较高的灵敏度和动作速度、维护简单、寿命长、体积小、消耗功率小等优点，但较易受环境温度和外界干扰的影响。1965年出现了应用计算机的数字式继电保护。大规模集成电路技术的飞速发展,微处理机和微型计算机的普遍应用,极大地推动了数字式继电保护技术的开发，目前微机数字保护正处于日新月异的研究试验阶段，并已有少量装置正式运行。

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研究现状

　　随着电力系统容量日益增大，范围越来越广，仅设置系统各元件的继电保护装置，远不能防止发生全电力系统长期大面积停电的严重事故。为此必须从电力系统全局出发，研究故障元件被相应继电保护装置的动作切除后，系统将呈现何种工况，系统失去稳定时将出现何种特征，如何尽快恢复其正常运行等。系统保护的任务就是当大电力系统正常运行被破坏时，尽可能将其影响范围限制到最小，负荷停电时间减到最短。此外，机、炉、电任一部分的故障均影响电能的安全生产，特别是大机组和大电力系统的相互影响和协调正成为电能安全生产的重大课题。因此，系统的继电保护和安全自动装置的配置方案应考虑机、炉等设备的承变能力，机、炉设备的设计制造也应充分考虑电力系统安全经济运行的实际需要。为了巨型发电机组的安全，不仅应有完善的继电保护，还应研究、推广故障预测技术。

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继电器厂家

　　国外知名品牌有ABB、GE、SWEL、SEL、西门子、欧姆龙、阿海珐、施耐德、菲尼克斯、魏德米勒等,国内知名品牌有宏发、汇港、松乐、申乐、利尔德、南瑞、南自、四方、许继、深科博业等。

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基本任务

　　电力系统继电保护的基本任务是：当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内自动将故障设备从系统中切除，或者给出信号由值班人员消除异常工况的根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。

励磁

百科名片

励磁

为发电机等“利用电磁感应原理工作的电气设备”提供工作磁场叫励磁。励磁有时向发电机转子提供转子电源的装置也叫励磁。

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励磁介绍

　　励磁就是向发电机转子提供转子电源的装置。

　　根据直流电机励磁方式的不同，可分为他励磁，并励磁，串励磁，复励磁等方式，直流电机的转动过程中，励磁就是控制定子的电压使其产生的磁场变化，改变直流电机的转速，

　　改变励磁同样起到改变转速的作用

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励磁的主要作用

　　1、维持发电机端电压在给定值，当发电机负荷发生变化时，通过调节磁场的强弱来恒定机端电压。

　　2、合理分配并列运行机组之间的无功分配。

　　3、提高电力系统的稳定性，包括静态稳定性和暂态稳定性及动态稳定性。

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励磁的种类

　　按整流方式可分为旋转式励磁和静止式励磁两大类 。其中旋转式励磁又包括直流交流和无刷励磁；静

励磁

止式励磁包括电势源静止励磁机和复合电源静止励磁机。

　　一般我们把根据电磁感应原理使发电机转子形成旋转磁场的过程称为励磁.

　　励磁分类方法很多,比如按照发电机励磁的交流电源供给方式来分类:

　　第一类是由与发电机同轴的交流励磁机供电,称为交流励磁(他励)系统,此系统又可分为四种方式:

　　1.交流励磁机(磁场旋转)加静止硅整流器(有刷).

　　2.交流励磁机(磁场旋转)加静止可控硅整流器(有刷).

　　3.交流励磁机(电枢旋转)加硅整流器(无刷).

　　4.交流励磁机(电枢旋转)加可控硅整流器(无刷).

　　第二类是采用变压器供电,称为全静态励磁(自励)系统,当励磁变压器接在发电机的机端或接在单元式发电机组的厂用电母线上,称为自励励磁方式,把机端励磁变压器与发电机定子串联的励磁变流器结合起来向发电机转子供电的称为自复励励磁方式.这种结合方法也有四种:

　　1.直流侧并联

　　2.直流侧串联

　　3.交流侧并联

　　4.交流侧串联

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励磁解释

　　为发电机等“利用电磁感应原理工作的电气设备”提供工作磁场叫励磁

　　励磁

　　有时向发电机转子提供转子电源的装置也叫励磁。

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励磁装置

　　 1.概述

　　励磁装置是指同步发电机的励磁系统中除励磁电源以外的对励磁电流能起控制和调节作用的电气调控装置。

励磁

　　励磁系统是电站设备中不可缺少的部分。励磁系统包括励磁电源和励磁装置，其中励磁电源的主体是励磁机或励磁变压器；励磁装置则根据不同的规格、型号和使用要求，分别由调节屏、控制屏、灭磁屏和整流屏几部分组合而成。

　　励磁装置的使用，是当电力系统正常工作的情况下，维持同步发电机机端电压于一给定的水平上，同时，还具有强行增磁、减磁和灭磁功能。对于采用励磁变压器作为励磁电源的还具有整流功能。励磁装置可以单独提供，亦可作为发电设备配套供应。

　　中小型水利发电设备已实施出口产品质量许可制度，未取得出口质量许可证的产品不准出口。

　　2.种类和规格

　　励磁装置主要分为电磁型和半导体型两大类。电磁型励磁装置主要用于以直流或交流励磁机为励磁电源的励磁系统中，半导体型励磁装置既可以与励磁机一起组成静止(或旋转)整流器励磁系统，也可以与励磁变压器组成静止励磁系统。

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发电机励磁系统定义

　　 发电机由两大部分组成。

　　1.） 转子 —— 转子绕组通以直流电流，用以产生发电机的磁场；

　　2.）定子—— 定子绕组被旋转的磁场之磁力线切割，在定子绕组中产生（发出）电流。发电机转子被原动机（水轮机、汽轮机、柴油机等）拖动转动，因而转子绕组产生的磁场也是旋转的，与静止的定子及定子绕组产生相对运动。

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发电机励磁系统任务

　　 a 发电机并网前，调节发电机输出的端电压；

　　b 发电机并网后，调节发电机承担的无功功率；

　　c 提高同步发电机并列运行的静、动态稳定

　　1 静态稳定: 采用灵敏快速的励磁调节系统，可以提高发电机在小干扰下的稳定性（静态稳定）；

　　2 动态稳定：采用响应快速、顶值电压较高的励磁调节系统，可以提高发电机在的大扰动下的稳定性（动态稳定、暂态稳定）；

　　d 发电机事故时，对转子绕组迅速灭磁，以保护发电机的安全。

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发电机励磁系统的分类

　　1. 直流励磁机励磁系统多用于七十年代以前的中小型机组。

　　2. 具有与发电机同轴副励磁机的交流励磁机-静止整流器励磁系统（“三机”励磁系统）多用于六十年代以后100MW以上的大型火电机组。

　　3. 具有与发电机同轴副励磁机的交流励磁机-旋转整流器励磁系统（“无刷”励磁系统）

　　用于八十年代以后的大中小型机组（用量较少）。

　　4. 静止可控硅自并激励磁系统（“自并激”励磁系统）多用于七十年代以后的水电机组、以及九十年代以后

　　的大中小型火电机组，系优质励磁系统。

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励磁系统的主要技术指标

　　1 当发电机的励磁电压和电流不超过额定励磁电压和电流的1.1倍时，励磁系统保证连续运行。

励磁

2 励磁系统顶值电压倍数≮ 1.6~1.8 （2.0）

　　3 励磁系统允许强励时间≮ 10s （20）

　　4 励磁系统电压响应比（电压上升速度）“自并激”系统≮ 3.5“三机”系统≮ 1.6~1.8 （2.0）

　　5 电压调整范围70~110%

　　6 电压调整精度≤± 0.5 % （0.25%）

　　7 调差范围±10 % （15%）

　　8 励磁系统强行切除率≤ 0.1 %蓝色数字为对一般励磁系统的要求, 红色数字为对大型机组和优质励磁系统

　　的要求。

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励磁系统的检验标准

　　(1)GB7409-97《大中型同步发电机励磁系统基本技术条件》；

　　(2)SD299-88《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置的技术条件》；

　　(3)《中小型同步发电机励磁系统基本技术要求》(报批稿)；

　　(4)JB/DQ3468-88《中小型水轮发电机励磁装置产品质量分等》；

　　(5)GB3797-89《电控设备第二部分：装有电子器件的电控设备》；

　　(6)GB4720-84《电气传动控制设备第一部分：低压电器电控设备》；

　　(7)其他基础标准；

　　(8)合同或技术附件规定的标准或技术经济指标。

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励磁装置检验项目

　　(1)出厂检验项目：

　　①耐电压试验；

　　②操作、保护和控制回路动作试验；

　　③励磁系统开环试验，并初步整定自动电压调节器各工作点；

　　④外观质量检查；

　　⑤包装质量检验；

　　⑥合同或技术附件规定的其他项目。

　　(2)型式试验项目：对于新试制的或对已定型产品的工艺或关键元器件改型，有可能影响产品性能时，需进行有关项目的型式试验。

　　A.励磁系统顶值电压倍数、响应比、及响应时间的测定；

　　B.同步发电机端电压整定范围的测定；

　　C.稳态电压调整率的测定；

　　D.电压调差率的测定；

　　E.手动控制单元调整范围的测定；

　　F.突加或突用负荷试验；

　　G.自动/手动切换试验；

　　H.建立额定电压试验；

　　I.控制用直流、交流电压，频率在规定范围内变化时，励磁系统操作及运行可靠性的试验；

　　J.灭磁试验；

　　K.整流设备额定电流试验；

　　L.励磁设备噪声的测定；

　　M.最高和最低环境温度试验；

　　N.试运行试验；

　　O.全部出厂试验项目。

励磁系统

百科名片

供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备统称为励磁系统。它一般由励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分组成。励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流；而励磁调节器则根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。励磁系统的自动励磁调节器对提高电力系统并联机组的稳定性具有相当大的作用。尤其是现代电力系统的发展导致机组稳定极限降低的趋势，也促使励磁技术不断发展。

　　同步发电机的励磁系统主要由功率单元和调节器（装置）两大部分组成。如图所示：

　　其中励磁功率单元是指向同步发电机转子绕组提供直流励磁电流的励磁电源部分，而励磁调节器则是根据控制要求的输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元输出的装置。由励磁调节器、励磁功率单元和发电机本身一起组成的整个系统称为励磁系统控制系统。励磁系统是发电机的重要组成部份，它对电力系统及发电机本身的安全稳定运行有很大的影响。励磁系统的主要作用有：1）根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流，以维持机端电压为给定值；2）控制并列运行各发电机间无功功率分配；3）提高发电机并列运行的静态稳定性；4）提高发电机并列运行的暂态稳定性；5）在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故障损失程度；6）根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制。

　　同步发电机励磁系统的形式有多种多样，按照供电方式可以划分为他励式和自励式两大类。

　　一、发电机获得励磁电流的几种方式

　　1、直流发电机供电的励磁方式：这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机，这种专用的直流发电机称为直流励磁机，励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。这种励磁方式具有励磁电流独立，工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点，是过去几十年间发电机主要励磁方式，具有较成熟的运行经验。缺点是励磁调节速度较慢，维护工作量大，故在10MW以上的机组中很少采用。

　　2、交流励磁机供电的励磁方式，现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。交流励磁机也装在发电机大轴上，它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁，此时，发电机的励磁方式属他励磁方式，又由于采用静止的整流装置，故又称为他励静止励磁，交流副励磁机提供励磁电流。交流副励磁机可以是永磁机或是具有自励恒压装置的交流发电机。为了提高励磁调节速度，交流励磁机通常采用100——200HZ的中频发电机，而交流副励磁机则采用400——500HZ的中频发电机。这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组都绕在定子槽内，转子只有齿与槽而没有绕组，像个齿轮，因此，它没有电刷，滑环等转动接触部件，具有工作可靠，结构简单，制造工艺方便等优点。缺点是噪音较大，交流电势的谐波分量也较大。

　　3、无励磁机的励磁方式：

　　在励磁方式中不设置专门的励磁机，而从发电机本身取得励磁电源，经整流后再供给发电机本身励磁，称自励式静止励磁。自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流，经整流后供给发电机励磁，这种

　　励磁方式具有结简单，设备少，投资省和维护工作量少等优点。自复励磁方式除没有整流变压外，还设有串联在发电机定子回路的大功率电流互感器。这种互感器的作用是在发生短路时，给发电机提供较大的励磁电流，以弥补整流变压器输出的不足。这种励磁方式具有两种励磁电源，通过整流变压器获得的电压电源和通过串联变压器获得的电流源。

　　二、发电机与励磁电流的有关特性

　　1、电压的调节

　　自动调节励磁系统可以看成为一个以电压为被调量的负反馈控制系统。无功负荷电流是造成发电机端电压下降的主要原因，当励磁电流不变时，发电机的端电压将随无功电流的增大而降低。但是为了满足用户对电能质量的要求，发电机的端电压应基本保持不变，实现这一要求的办法是随无功电流的变化调节发电机的励磁电流。

　　2、无功功率的调节：

　　发电机与系统并联运行时，可以认为是与无限大容量电源的母线运行，要改变发电机励磁电流，感应电势和定子电流也跟着变化，此时发电机的无功电流也跟着变化。当发电机与无限大容量系统并联运行时，为了改变发电机的无功功率，必须调节发电机的励磁电流。此时改变的发电机励磁电流并不是通常所说的“调压”，而是只是改变了送入系统的无功功率。

　　3、无功负荷的分配：

　　并联运行的发电机根据各自的额定容量，按比例进行无功电流的分配。大容量发电机应负担较多无功负荷，而容量较小的则负提供较少的无功负荷。为了实现无功负荷能自动分配，可以通过自动高压调节的励磁装置，改变发电机励磁电流维持其端电压不变，还可对发电机电压调节特性的倾斜度进行调整，以实现并联运行发电机无功负荷的合理分配。

　　三、自动调节励磁电流的方法

　　在改变发电机的励磁电流中，一般不直接在其转子回路中进行，因为该回路中电流很大，不便于进行直接调节，通常采用的方法是改变励磁机的励磁电流，以达到调节发电机转子电流的目的。常用的方法有改变励磁机励磁回路的电阻，改变励磁机的附加励磁电流，改变

　　可控硅的导通角等。这里主要讲改变可控硅导通角的方法，它是根据发电机电压、电流或功率因数的变化，相应地改变可控硅整流器的导通角，于是发电机的励磁电流便跟着改变。这套装置一般由晶体管，可控硅电子元件构成，具有灵敏、快速、无失灵区、输出功率大、体积小和重量轻等优点。在事故情况下能有效地抑制发电机的过电压和实现快速灭磁。自动调节励磁装置通常由测量单元、同步单元、放大单元、调差单元、稳定单元、限制单元及一些辅助单元构成。被测量信号（如电压、电流等），经测量单元变换后与给定值相比较，然后将比较结果（偏差）经前置放大单元和功率放大单元放大，并用于控制可控硅的导通角，以达到调节发电机励磁电流的目的。同步单元的作用是使移相部分输出的触发脉冲与可控硅整流器的交流励磁电源同步，以保证控硅的正确触发。调差单元的作用是为了使并联运行的发电机能稳定和合理地分配无功负荷。稳定单元是为了改善电力系统的稳定而引进的单元 。励磁系统稳定单元 用于改善励磁系统的稳定性。限制单元是为了使发电机不致在过励磁或欠励磁的条件下运行而设置的。必须指出并不是每一种自动调节励磁装置都具有上述各种单元，一种调节器装置所具有的单元与其担负的具体任务有关。

　　四、自动调节励磁的组成部件及辅助设备

　　自动调节励磁的组成部件有机端电压互感器、机端电流互感器、励磁变压器；励磁装置需要提供以下电流，厂用AC380v、厂用DC220v控制电源.厂用DC220v合闸电源；需要提供以下空接点，自动开机.自动停机.并网（一常开，一常闭）增，减；需要提供以下模拟信号，发电机机端电压100V，发电机机端电流5A，母线电压100V，励磁装置输出以下继电器接点信号；励磁变过流，失磁，励磁装置异常等。

　　励磁控制、保护及信号回路由灭磁开关，助磁电路、风机、灭磁开关偷跳、励磁变过流、调节器故障、发电机工况异常、电量变送器等组成。在同步发电机发生内部故障时除了必须解列外，还必须灭磁，把转子磁场尽快地减弱到最小程度，保证转子不过的情况下，使灭磁时间尽可能缩短，是灭磁装置的主要功能。根据额定励磁电压的大小可分为线性电阻灭磁和非线性电阻灭磁。

　　近十多年来，由于新技术，新工艺和新器件的涌现和使用，使得发电机的励磁方式得到了不断的发展和完善。在自动调节励磁装置方面，也不断研制和推广使用了许多新型的调节装置。由于采用微机计算机用软件实现的自动调节励磁装置有显著优点，目前很多国家都在研制和试验用微型机计算机配以相应的外部设备构成的数字自动调节励磁装置，这种调节装置将能实现自适应最佳调节。

励磁装置

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励磁机柜

励磁装置是指同步发电机的励磁系统中除励磁电源以外的对励磁电流能起控制和调节作用的电气调控装置。

简介

　　励磁装置是指同步发电机的励磁系统中除励磁电源以外的对励磁电流能起控制和

调节作用的电气调控装置。

　　励磁系统是电站设备中不可缺少的部分。励磁系统包括励磁电源和励磁装置，其中励磁电源的主体是励磁机或励磁变压器；励磁装置则根据不同的规格、型号和使用要求，分别由调节屏、控制屏、灭磁屏和整流屏几部分组合而成。

　　励磁装置的使用，是当电力系统正常工作的情况下，维持同步发电机机端电压于一给定的水平上，同时，还具有强行增磁、减磁和灭磁功能。对于采用励磁变压器作为励磁电源的还具有整流功能。励磁装置可以单独提供，亦可作为发电设备配套供应。

　　中小型水利发电设备已实施出口产品质量许可制度，未取得出口质量许可证的产品不准出口。

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种类和规格

　　励磁装置主要分为电磁型和半导体型两大类。电磁型励磁装置主要用于以直流或交流励磁机为励磁电源的励磁系统中，半导体型励磁装置既可以与励磁机一起组成静止(或旋转)整流器励磁系统，也可以与励磁变压器组成静止励磁系统。

　　目前我国出口的励磁装置型号，适用范围及主要构成部分（如表）各生产厂除供应定型产品外，还可根据用户需要进行设计和制造。

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相关检验标准

　　(1)GB7409-97《大中型同步发电机励磁系统基本技术条件》；

　　(2)SD299-88《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置的技术条件》；

　　(3)《中小型同步发电机励磁系统基本技术要求》(报批稿)；

　　(4)JB/DQ3468-88《中小型水轮发电机励磁装置产品质量分等》；

　　(5)GB3797-89《电控设备第二部分：装有电子器件的电控设备》；

　　(6)GB4720-84《电气传动控制设备第一部分：低压电器电控设备》；

　　(7)其他基础标准；

　　(8)合同或技术附件规定的标准或技术经济指标。

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相关检验项目

　　(1)出厂检验项目：

　　①耐电压试验；

　　②操作、保护和控制回路动作试验；

　　③励磁系统开环试验，并初步整定自动电压调节器各工作点；

　　④外观质量检查；

　　⑤包装质量检验；

　　⑥合同或技术附件规定的其他项目。

　　(2)型式试验项目：对于新试制的或对已定型产品的工艺或关键元器件改型，有可能影响产品性能时，需进行有关项目的型式试验。

　　A.励磁系统顶值电压倍数、响应比、及响应时间的测定；

　　B.同步发电机端电压整定范围的测定；

　　C.稳态电压调整率的测定；

　　D.电压调差率的测定；

　　E.手动控制单元调整范围的测定；

　　F.突加或突用负荷试验；

　　G.自动/手动切换试验；

　　H.建立额定电压试验；

　　I.控制用直流、交流电压，频率在规定范围内变化时，励磁系统操作及运行可靠性的试验；

　　J.灭磁试验；

　　K.整流设备额定电流试验；

　　L.励磁设备噪声的测定；

　　M.最高和最低环境温度试验；

　　N.试运行试验；

　　O.全部出厂试验项目。

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其他

　　目前出口励磁装置的生产厂家，除天津发电设备厂，杭州发电设备厂等能配套供应外，还有机械电子工业部定点的专门生产励磁装置的生产厂。如河北工业大学电工厂、广州电气研究所、嘉兴电控设备厂等。产品远销菲律宾、尼泊尔、几内亚、阿富汗、美国、土耳其、喀麦隆、斯里兰卡等10余个国家。

　　由于励磁装置的设计参数与同步发电机、励磁电源的参数密切相关，所以单独订购励磁装置的用户，应提供或填写与励磁装置配套使用的发电设备，如同步发电机、励磁电源等的技术参数，以保证产品的统一配套性和使用性能。

　　励磁装置，按规定应装在室内，所以它的使用环境温度，相对湿度、海拔高度等有一定的要求。在运输、保存和使用时应予以注意。对于性能及使用条件等方面的特殊要求，用户应在签约时明确提出。

直流调速柜

　　直流调速柜

　　DC Drive Cabinet

　　直流调速柜可分为微机控制模拟型、全数字欧陆原装型及全数字欧陆扩容型三大系列。采用速度——电流双闭环控制，具有调速范围宽、动态性能好、可多台电机联动等优点。

　　本设备广泛应用于轻工、造纸、塑料、焊管、化工、水泥等行业。

　　电压等级：460V/230V

　　电流等级：100A~3000A

直流调速器

百科名片

直流调速器

直流调速器是一种电机调速装置，包括电机直流调速器,脉宽直流调速器,可控硅直流调速器等.一般为模块式直流电机调速器，集电源、控制、驱动电路于一体，采用立体结构布局，控制电路采用微功耗元件，用光电耦合器实现电流、电压的隔离变换，电路的比例常数、积分常数和微分常数用PID适配器调整。该调速器体积小、重量轻，可单独使用也可直接安装在直流电机上构成一体化直流调速电机，可具有调速器所应有的一切功能。

　　HW-A-1040直流调速器

　　直流电机调速器的外型结构和安装方式还很多：举例说明

　　1：台式直流调速器：直接安放在固定的桌台，机床，机壳平面上。如上海百乐神自动化科技有限公司生产的KZT-01，KZT-03，KZT-3-05，SKZ-01，SKZ-04 SKZ-06等

　　2：面板式安装直流调速器：一般嵌装在配电柜，配电箱，机器设备的表面，安装时需要开孔，并且要符合调速器本身尺寸的要求。如上海任重仪表电器公司生产的ZKS-I ZKS-II ZKS-3 ZJS-III KZD-01 KZD-1系列产品。

　　3：壁挂式直流调速器：直接装在配电柜，配电箱，机器设备等的机体内部。是一种比较方便的安装结构。如上海任重仪表电器公司生产的JSC-601 JSC-601/5系列产品。

　　4：集成化直流调速器：电机与调速器一体化。

　　总之;还有如台湾有关厂家生产的微型结构,DC-51 DL-050等.

　　直流调速器应用场合：

　　直流调速器在数控机床、造纸印刷、纺织印染、光缆线缆设备、包装机械、电工机械、食品加工机械、橡胶机械、生物设备、印制电路板设备、实验设备、焊接切割、轻工机械、物流输送设备、机车车辆、医设备、通讯设备、雷达设备、卫星地面接受系统等行业广泛应用。

　　脉宽调制的全称为：Pulse WidthModulator、简称PWM、由于它的特殊性能、常被用于直流负载回路中、灯具调光或直流电动机调速、HW-1020型调速器、就是利用脉宽调制(PWM)原理制作的马达调速器、PWM调速器已经在:工业直流电机调速、工业传送带调速、灯光照明调解、计算机电源散热、直流电扇等、得到广泛应用。

　　直流调速器原理介绍

　　　HW-A-1020型(DC12v24v电压通用型)调速器、工作原理:是通过改变输出方波的占空比使负载上的平均电流功率从0-100％变化、从而改变负载、灯光亮度/电机速度。利用脉宽调制(PWM)方式、实现调光/调速、它的优点是电源的能量功率、能得到充分利用、电路的效率高。例如：当输出为50％的方波时，脉宽调制(PWM)电路输出能量功率也为50％，即几乎所有的能量都转换给负载。而采用常见的电阻降压调速时，要使负载获得电源最大50％的功率，电源必须提供71％以上的输出功率，这其中21％消耗在电阻的压降及热耗上。大布部分能量在电阻上被消耗掉了、剩下才是输出的能量、转换效率非常低。此外HW-A-1020型调速因其采用开关方式热耗几乎不存在、HW-A-1020型调速在低速时扭矩非常大、因为调速器带有自动跟踪PWM、另外采用脉宽调制(PWM)方式、可以使负载在工作时得到几乎满电源电压、这样有利于克服电机内在的线圈电阻而使电机产生更大的力矩率。

欧陆直流调速器

目录

前言

功能特点

应用场合

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前言

　　欧陆直流调速器原为SSD公司的直流调速器，分为模拟式和全数字式。模拟式的有512C和514C，其中512C为单象限不可逆模拟直流调速器，514C为四象限可逆模拟直流调速器。591为单相限不可逆全数字直流调速器，590为四象限不可逆全数字直流调速器。这四款直流调速器中，以590最为出名，应用最广，也是目前市场上大家讨论最多的直流调速器，而512C和514C这两款直流调速器由于是单相电源输入，脉动大，最大规模才32安，加上目前小功率变频器对市场冲击，这两款模拟式直流调速器基本上退出了市场，所以下边讨论直流调速器，也是以590为核心来进行的。有一段时间欧陆公司收购了SSD公司，SSD调速器就变成欧陆公司的产品了，所以大家习惯把590系列调速器（包括591）称为欧陆590，现在590直流调速器被卖给了派克公司，但大家都叫惯口了，欧陆590的名称也就一直传下来了，欧陆590目前是国内市场占有率最高的直流调速器，虽然调速市场早就变成了交流变频器调速器的天下，但在一些大功率大扭矩的场合仍然有使用直流调速系统，欧陆590功能比较多，价格便宜，所以市场拥有量非常大。

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功能特点

　　1、高动力矩：200%扭矩启动，可以设置零时间响应；

　　2、快速制动：有惯性停车、自由停车和程序停车，4象限运行回馈制动程序停车可以设置成0.1秒最短；

　　3、内置PID功能：开放性PID，可以灵活设定成任何物理量，可以单独使用反馈回路而忽略给定值，能够方便实现闭环张力等控制需要；

　　4、内置卷径推算功能：根据角速度和线速度可以灵活推算出当前直径，方便进行力矩等控制，实现收放卷等高精度控制；

　　5、内置多功能加减乘除计算模块，可以实现各种逻辑组合推算电路，满足各种工艺控制要求；

　　6、总线控制：支持PROFIBUS,CAN等常用中线控制；

　　7、可编程功能：各模拟量端口可以设置各种目标和源代码量，灵活组态各种工艺控制要求，开关量也可以随便组态；

　　8、英文菜单：可以显示具体参数名称，方便记忆，熟悉后不用说明书可以操作；

　　9、参数自整定：电流环参数自整定功能，可以根据负载自动优化参数；

　　10、面板和电脑写参数：通过CLETE软件可以上传下载590直流调速器的参数，也可以直接通过操作面板4个按键调整任意一种参数。

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应用场合

欧陆直流调速器广泛应用于冶金、造纸、印刷、包装等行业，主要实现张力与同步控制场合的应用。

六、一种模块式直流电机调速器，集电源、控制、驱动电路于一体，采用立体结构布局，控制电路采用微功耗元件，用光电耦合器实现电流、电压的隔离变换，电路的比例常数、积分常数和微分常数用PID适配器调整。该调速器体积小、重量轻，可单独使用也可直接安装在直流电机上构成一体化直流调速电机，可具有调速器所应有的一切功能。