《真空环网柜》PPT课件.ppt

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1、真空环网配电开关设备最新研发进展西安高压电器研究院有限责任公司 报告人:寇政理2009年2月4日,概 述由高压降压变压器直接授电的中压配电设备称为一次配电设备，将中压一次配电设备的电能进行再分配的中压开关设备称作二次配电设备。二次配电方式主要有分段树干辐射方式、环网配电方式、开闭所再分配方式、单回路直配式（终端配电方式）及混合配电方式等。多回路树干辐射配电方式，由于比较经济，目前仍是我国中小城市及农网的主要配电方式。环网配电方式在我国一些大中城市中发展比较快。环网配电开关设备（以下简称“环网柜”）是一种金属封闭开关设备，由于体积小、造价低、占地面积少，使其成为二次配电系统中最常用的开关设备，目

2、前已成为配用箱变、环网站、开闭所、所内配电所、住宅区的主导产品之一。根据一次主接线的要求将负荷开关柜、负荷开关-限流熔断器组合电器柜组合成多个回路，或者将负荷开关、负荷开关-限流熔断器集成为一面有多个回路的柜子，在组合或集成时又可配用其它更多的高压元件或柜型；这种组合或集成的成套供应的金属封闭开关设备在我国主要用于12kV的二次配电系统，在国外用于36kV及以下环网供电系统。,主要应用场合二次配电开关柜通常用于箱变、开闭所、公用配电、交通运输、工矿企业、住宅区、临时供电等多种场合。二次配电用开关柜按绝缘介质可以分为空气、油、SF6。油由于安全问题等原因，目前仅在个别场合使用。目前空气型配电开关

3、柜使用量仍占优势，但受小型化箱变发展拉动，充SF6气体的二次配电开关柜市场发展比较快，目前已成为配用箱变、开闭所、所内配电所的主导产品之一。目前多回路配电开关柜或环网柜已成为二次配电系统的重要设备之一。实践证明它们特别适用于城市住宅小区、高层建筑、生产与供电、大型公共建筑、开闭所、箱式变电站中，获得了较好的经济效益。对于多回路配电系统，进线柜通常采用断路器柜，而分支回路通常采用负荷开关柜，变压器则采用负荷开关熔断器柜保护。负荷开关限流熔断器最主要的优点是保护变压器回路，由于熔断器的安秒特性及分断迅速可以使短路故障电流对变压器的损坏减少到最低程度。,国内外发展概况国外生产环网柜的公司众多，主要公

4、司和它们的主要产品有：西门子公司的8DJ系列、8DH10系列和SIMOSEC型、ABB公司的Uniswitch，SafeRing和SafePlus系列、VEI公司的UNISARC型、施耐德公司的RM6和SM6型、Alstom公司的FBX，Fiuokitc24型、东芝公司的VRM1型、EATON公司生产的全绝缘型SVS，XIRUI系列、德国Driescher公司MINEX，ORMAZABAL公司CGM系列多回路配电柜等。对于多回路配电系统，虽然我国应用环网配电技术起步较晚，但近几年发展极快。特别是1996年开始的全国城网大改造以来，许多城市新建和改建的配电网中采用了环网供电方式，因而大量使用了环

5、网柜或多回路配电柜及预装式变电站，使负荷开关柜、负荷开关-限流熔断器组合电器柜等产品急剧递增，生产厂家已由1999年的十几家发展到了上百家。目前我国生产的负荷开关柜、负荷开关-限流熔断器组合电器柜不仅产品品种日趋增多，产品技术参数、性能也有很大提高，有些产品已经达到或接近国际先进水平。,国内外发展概况引进的产品有：丹麦的ELC24型空气环网柜、LK公司的HK系列、意大利VEI公司的UNIFUORC型，德国F&G公司GA和GE型，西班牙欧玛嘉公司的CGM型，ABB公司的Uniswitch和RGC亚威机电（珠海）有限公司SLG型，西门子公司的SIMOSEC型等。与国外公司合资合作生产的有：苏州阿尔

6、斯通开关有限公司的福乐M24型，北京耐德公司的RM6，SM6型，北京ABB高压开关有限公司的Uniswitch型、SafeRing和SafePlus型，浙江华仪与ABB公司合作生产的ZS8.1（国产型号HXGN2112），北京维益埃电气有限公司的XGN1912型和XGN12，XGW12型。国内联合设计的产品有：HXGN6，HXGN9，XGN15，HXGN15A等。自主开发的产品有HXGN1，KHG10BC，HXGN2，HXGN15A，HGD1型以及广州白云电器的HGN24，温州开元的HXGN17，福州天宇电气的HXGN26，电力科学研究院的XGN68等多种SF6/真空负荷开关柜等产品。随着城市

7、用电负荷的不断增长，对供电可靠性的要求越来越高，高性能的环网及多回路配电柜等已成为二次配电系统中不可替代的重要设备之一，随着数字技术、集成化技术和机电一体化技术的广泛应用，二次控制技术将会得到很大的发展。,西电公司环网柜项目概述 由于对SF6在环保方面问题的不断深入讨论，一些生产企业和电力部门已开始对SF6产品持观望甚至抵触态度，而在SF6的替代产品未面世之前，预计采用复合绝缘的真空环网柜将在未来几年后占市场主流位置，而且此类产品很有可能成为SF6环网柜的替代产品。为满足市场需要和行业发展需要，从产品种类及长远利益出发，进行清洁环保型“12kV真空环网柜”项目研究开发，为电网建设和改造提供新型

8、配电设备具有重要意义，也符合可持续发展战略要求。本项目产品的开发研制是顺应国内外产品发展趋势，采用新材料、新工艺、新技术并根据我国城网实际发展需要而确立的，按照横向合作联合开发的形式进行产品研制，西高所公司工作号为：K07010106；西电公司工作号为：XD2007KJ004。,本项目研发的产品新型12kV真空环网配电开关设备项目的研发，主要包括下述六个产品：FZRN12/T10031.5型交流高压真空负荷开关熔断器组合电器（VEF(R)12组合电器）；FZN12/T63020型高压交流真空负荷开关（VEF12负荷开关）；ZN12/T125031.5型高压交流真空断路器（VEB12断路器）；X

9、GN12（FZ.R）/T10031.5交流金属封闭开关设备（CMV(FR)环网柜）；XGN12（FZ）/T63020交流金属封闭开关设备（CMV(F)环网柜）；XGN12（Z）/T125031.5交流金属封闭开关设备（CMV(B)环网柜）。,产品的主要技术参数,项目实施的关键问题及解决方案 本项目的关键点在于利用新材料、新技术、新工艺，开发小型化美观、可靠、环保型的真空负荷开关和真空断路器，以及将隔离开关、接地开关、限流熔断器进行合理的布局，从而达到柜内结构合理、布置紧凑，柜体尺寸小的目的。柜体采用空气绝缘，负荷开关和断路器采用真空灭弧方式。最终产品具有负荷开关柜、负荷开关熔断器组合电器柜、断

10、路器柜三种型式。关键元件（真空负荷开关、组合电器、真空断路器）采用复合绝缘（固封极柱），壁挂式安装，弹簧操动机构侧向驱动。整机为可推拉式进出。旋转式隔离开关或隔离/接地开关，并与出线侧接地开关联动。在尽可能低成本下实现小柜宽，高可靠性。,项目实施的关键问题及解决方案总体方案与结构问题 为满足多种场合不同组合的需要，产品拟定为三种基本单柜柜型，负荷开关柜、负荷开关熔断器组合电器柜、断路器柜。每种柜型可单柜使用，也可多柜灵活扩展使用。,产品图片负荷开关固封极柱,产品图片负荷开关,产品图片组合电器,产品图片组合电器,产品图片断路器,产品图片断路器,环网柜,XGN12新型真空环网配电开关设备布置(正面

11、),接线方案,接线方案(举例）,content,XGN口-12（Z）方案,XGN口-12（Z）方案,XGN口-12（FZ）方案,XGN口-12（FZ）方案,产品图片环网柜,Previous,产品图片环网柜,仪表箱体,产品图片环网柜,Previous,一体化设计的操作和连锁机构,Next,产品图片环网柜,XGN口-12（Z）中的具有关合80kA短路电流能力的接地开关,与国内外同类产品的对比,总体水平,目前国内外环网柜达到如下技术参数：额定电流：200、400、630、1250A；额定短时耐受电流：16、20、25kA；额定峰值耐受电流：40、50、63kA；柜宽：充气式多数为350mm，最小21

12、0mm。空气绝缘或复合绝缘式为600mm左右。,与国内外同类产品的对比,产品图片,比利时DEBA公司真空断路器柜,与国内外同类产品的对比,产品图片,比利时DEBA公司VA2真空断路器采用真空灭弧单元，即真空灭弧室，电流互感器集为一体。,与国内外同类产品的对比,产品图片,比利时DEBA公司真空断路器柜采用真空灭弧单元，布局为：母线负荷开关断路器接地开关出线，接地开关与负荷开关联动,与国内外同类产品的对比,与国内外同类产品的对比,与国内外同类产品的对比,与国内外同类产品的对比,与国内外同类产品的对比,产品的技术性能分析 新型12kV真空环网配电开关设备符合GB/T11022-1999高压开关设备和

13、控制设备标准的共用技术要求，GB3906-2006 3.6 kV40.5 kV交流金属封闭开关设备和控制设备，GB19842003高压交流断路器，GB38042004 3.640.5kV交流高压负荷开关，GB169261997交流高压负荷开关熔断器组合电器，JB/T8738-19983.6kV40.5kV高压交流开关设备用真空灭弧室，GB/T311.1 高压输变电设备的绝缘配合，GB/T16927.1高电压试验技术 第一部分:一般试验要求等标准要求。本项目产品属于环保型新产品，操作噪音小，无有害材料和有毒气体，产品设计充分利用了成熟技术和工艺，使其可靠性得到保证。本项目产品XGN12（FZ.R

14、）/T10031.5交流金属封闭开关设备（CMV(FR)组合电器柜）、XGN12（FZ）/T63020交流金属封闭开关设备（CMV(F)负荷开关柜）、XGN12（Z）/T125031.5交流金属封闭开关设备（CMV(B)断路器柜）按统一思路设计，具有相等的外形尺寸、安装尺寸、母线连接尺寸，考虑单柜、并柜扩展等方案，可任意组合，能满足各种场合需要。,产品的技术性能分析 本项目产品三相主回路按前中后平行布置，主母线由柜左侧的绝缘套管和母排引出，并柜时右柜的出现套管及其母线直接从左柜右侧伸入与左柜母线对接，用导电板将两者连接即可完成电气连接，柜内上部装有采用绝缘轴传动的隔离开关，隔离开关每一极刀片与

15、绝缘轴固定夹紧并附有软连接件，用于连接真空开关的上出线端，便于实现真空开关的推入和抽出。本项目开发的真空开关包括FZRN12/T10031.5型交流高压真空负荷开关熔断器组合电器（VEF(R)12组合电器）、FZN12/T63020型高压交流真空负荷开关（VEF12负荷开关）、ZN12/T125031.5型高压交流真空断路器（VEB12断路器）等三个产品，根据不同的柜型配用相应的真空开关。真空开关按同样的壁挂式结构设计，采用专门设计的壁挂式环氧固封极柱。,产品的技术性能分析 基于壁挂式固封极柱的FZN12/T63020型高压交流真空负荷开关（VEF12负荷开关）具有E3级电寿命、FZRN12/

16、T10031.5型交流高压真空负荷开关熔断器组合电器（VEF(R)12组合电器）具有3150A的交接电流开断能力。基于壁挂式固封极柱的ZN12/T125031.5型高压交流真空断路器（VEB12断路器）具有31.5kA的短路电流开断能力。这些参数都是国内外同类产品目前所不完全具备的。本项目真空开关设计为壁挂可抽出式结构，即将壁挂式固封极柱按前中后（相对于产品最终应用在环网柜而言）安装在机架上，与壁挂式固封极柱相对应，极柱下面装上多功能绝缘支撑件及导体或熔断器组件等，与极柱一起构成开关的一个完整相，下部出线端子兼具导电和支撑作用，从而使环网柜内部省去了支撑绝缘子。机架设计为壁挂式结构并可在进出柜

17、体时推入或抽出，可减轻生产装配、检查维护时的劳动强度，可保证人身和设备的安全。,产品的技术性能分析 本项目真空开关设计中充分考虑了FZN12/T63020型高压交流真空负荷开关（VEF12负荷开关）与FZRN12/T10031.5型交流高压真空负荷开关熔断器组合电器（VEF(R)12组合电器）的一致性和可互换性，在前述的固封极柱与多功能绝缘支撑件设计上，完美的实现了这一要求。将负荷开关中的转接排更换为熔断器组件，并装上脱扣轴、顶杆、脱扣拐臂，即构成组合电器。使负荷开关熔断器组合电器不再是在环网柜内部的简单拼凑，而是真正意义上的独立的组合电器元件，可以单独生产、调试、销售，利于规模化生产和协作，

18、对保证产品质量和推广具有重大意义。壁挂式环氧固封极柱组件是免维护部件，其内组合了真空灭弧室、上出线导电体，采用APG工艺环氧树脂一次浇注成型，外绝缘爬电比距在20mm/kV（即级）以上，可用于较严酷的环境条件下。真空灭弧室采用陶瓷外壳，具有小型化、高性能的特点。本产品采用弹簧储能操动机构。机构具有电动、手动合、分闸及重合闸功能。合、分闸弹簧都设置在操动机构上，便于调节。,产品的技术性能分析 本项目产品可根据柜型需要选择安装接地开关，接地开关可安装于真空开关下方位置并与隔离开关联动，真空开关下出线端子可安装接地开关的静触座，接地开关具有关合50、80kA（峰值）短路电流的能力。此外，环网系统的进

19、出线电缆端子可与真空开关下出线端子直接连接。由于固封极柱的壁挂和机架的壁挂，可使本项目真空开关的尺寸明显缩小，并带来安装调试的方便和简化。本项目真空开关的宽度不大于330mm。因而环网柜也实现了小型化，柜宽可做到500mm。本项目产品本着精品意识进行设计，外型美观，性能稳定可靠。,产品的经济性分析 目前环网柜已成为二次配电系统的重要设备之一。实践证明它们特别适用于城市住宅小区、高层建筑、生产与供电、大型公共建筑、开闭所、箱式变电站中，获得了较好的经济效益。根据历年来环网柜的产量，预计本项目产品在进入规模化生产阶段后，年产量有望达到10000台以上，可创产值30000万元，实现利税约8000万元

20、。,产品的社会效益分析 本项目产品本着精品意识进行设计，产品设计充分考虑了一致性、通用性。利用了成熟技术和工艺进行结构创新，使其可靠性得到保证。本项目产品的开发研制是顺应国内外产品发展趋势，采用新材料、新工艺、新技术并根据我国城网实际发展需要而确立的。产品无有害材料和有毒气体，是建设资源节约型环境友好型社会的具体实践，从产品种类及长远利益出发，清洁环保型“12kV真空环网配电开关设备”的研发成功，对电网建设和改造提供了新型配电设备，具有重要意义，符合可持续发展战略要求。,结语 本项目产品清洁环保、体积小、重量轻，技术参数高，产品中有多项创新成果，产品设计体现了以人为本的理念，注重环境友好，树立精品意识。产品的技术水平属国内领先，达到或超过国际先进水平。,