No.10开关柜技术规范书(2014.3修改).doc

石太线北京铁路局管内设施设备改造工程技术规格书NO.10 27.5kV高压开关柜编制单位：中铁工程设计咨询集团有限公司太原设计院二一四年三月 北京1 适用范围本技术规格书仅适用于“石（家庄）太（原）”铁路电气化改造工程供电系统供变电设备中的27.5kV开关柜。2 工程概况全线采用带回流线的直接供电方式，全部在原站址改造完成。岩会和井南变电所均有4条馈出，石家庄西变电所有11条馈出。岩会新建高压室外墙尺寸（米）：20.35x9；井南新建高压室外墙尺寸（米）：18x9；石家庄西新建高压室外墙尺寸（米）：32x9；高压柜布置必须满足在目前高压室尺寸条件下摆放。3 一般技术要求3.1系统参数标称系统电压：27.5kV系统最高电压：31.5kV最大短路电流：31.5kA最大回路电流：3150A3.2环境条件安装地点：户内；最高环境温度：周围空气温度不超过45，且在24小时内测得的平均值不超过35；最低环境温度：-15；相对湿度：日平均值不大于95%，月平均值不大于90%；海拔高度：1000m；覆冰厚度：10mm；地震烈度：7度；雷暴水平：多雷区。在高湿期内可能有凝露现象，制造商应采取措施防止凝露对设备的危害。3.3采用标准本设备的制造、试验和验收除了满足本技术规格书的要求外，还符合但不限于下列标准，所有采用的标准都要考虑采用最新版本的可能性（例如最新颁布的铁道开关柜标准：GB/T28428-2012电气化铁路27.5kV和2X27.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备），设备中的元部件还符合它们各自的国标或铁标的规定。GB311.1-1997 高压输变电设备的绝缘配合GB1984-2003 高压交流断路器GB1985-2004 高压交流隔离开关和接地开关GB 3906-2006 3.640.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备GB/T11022-2011 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求GB/T28428-2012 电气化铁路27.5kV和2X27.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备TB/T2805-1997 电气化铁道牵引变电所供电设备绝缘水平4 主要技术要求4.1 27.5kV开关柜主要技术参数和结构4.1.1 27.5kV开关柜主要技术参数见下表：设备及技术性能参数及要求安装方式户内移开式或固定式额定电压27.5kV额定绝缘水平工频耐受电压（1min）相间、对地： 95kV隔离断口间：115kV雷电冲击耐受电压相间、对地：185kV隔离断口间：215kV额定频率50Hz最大回路额定电流3150A外壳防护等级(外壳/隔室)IP4X/IP2X户内设备外绝缘爬电距离900mm颜色设计联络时确定4.1.2 27.5kV开关柜结构本开关柜应采用固定式或移开式户内金属封闭结构，由固定的柜体和可移开元件（手车）或固定式开关元件两部分组成，如固定式元件也要有手车式结构，方便检修。其中柜体的结构采用敷铝锌板组装式结构，手车或固定式手车的类型包括真空断路器手车、隔离开关手车等。电压互感器避雷器、自用变压器等可以装在手车上也可以固定在柜内。如隔离开关分闸后人员可以进入柜内检修，最好固定安装，确保安全！开关柜的外壳采用优质覆铝锌板折弯拼接而成，锌板厚度不小于2.0mm，外壳牢固接地，并能承受运行中出现的正常和瞬时压力，外壳/隔室防护等级满足IP4X/IP2X(依据GB28428-2012中6.19.1条、6.20.3条)。开关柜在结构上保证正常运行、监视和维护工作能安全方便地进行，维护工作包括：元件的检修和试验、故障的查找和处理。对于额定参数及结构相同而需要替代的元件应能互换。任何可移开部件与固定部分的接触，在正常使用条件下，不受外界和自身的电动力作用而破坏。依据GB28428-2012中6.19条、6.20条、6.3条的要求，柜体分为主母线室、备用母线室、断路器室、备用隔离开关室、出线室五种高压隔室和低压室（即二次室）等部分，每个室之间有金属接地隔板隔离，门开启时有活门隔离带电体。金属部分要有可靠的接地措施。隔室间的防护等级不小于IP2X。依据GB28428-2012中6.18条的规定，开关柜每个室都要设置压力释放口和释放通道，以保证事故情况下的设备及人身安全。投标书中要提供开关柜剖面图，指明泄压路径！同时，要与型式试验报告中的结构图相同。开关柜的前门板和后面板（如有必要）设置观察窗以便于观察一次元件。手车（包括固定式手车）应便于拉出维护，以便于一次元件的检修或更换。4.1.3 母线母线的设计考虑电场分布均匀且有利散热。连接平滑，以避免尖端放电和电晕。并考虑母线的热伸缩和基础的不均匀下沉，设置必要的伸缩接头。母线支持绝缘子保证母线的电气机械性能，但不承受因导体热胀冷缩及母线结构和安装误差所引起的应力。4.1.4 接地金属柜体含框架、隔板和柜体内的设备单元均与设置在柜体内接地母排可靠连接，依据GB28428-2012中6.3条的要求，投标厂家要提供的试验报告应包含“接地连接回路短时耐受和峰值耐受”的实验项目。柜体内的活动金属构件及金属门与箱体之间用软铜编织线牢固连接，制造商提供接地连接线和紧固件。接地方案在设计联络中制造商提出，并由招标人进行确认。柜体外两个对侧面上各装设一个接地螺栓，该四个接地螺栓均与柜体内接地母排可靠连接，接地连接点标以“保护接地”符号。接地连接回路短时耐受和峰值耐受能力与主回路相同，以保证单相供电回路接地系统的可靠性（型式试验报告要有此项内容）。4.1.5 27.5kV开关柜的温升对于包括母线在内主回路的各有关部分，工作在额定电流和额定频率条件下的温升按GB11022的规定，并能满足如下要求： 开关柜内部元件的温升，其值不得超过该元件相关标准的规定。对于可触及的外壳和隔板，其温升不得超过30K，对于可触及但在正常运行时无需触及的外壳或隔板，其温升不可超过40K。4.1.6 27.5kV开关柜的布置方式27.5kV开关柜的布置方式为双排单列以及三排列（其中两排背靠背）布置，两排之间采用母线桥（制造商提供）连接，也可以采用单排布置方式，但要满足TB10009-2005中4.3.3条的规定： 通道种类布置方式维护通道操作通道固定式手车式设备单列布置8001500单车长+1200设备双列布置10002000双车长+90027.5kV开关柜进线侧、出线侧均采用架空方式（个别采用电缆），通过嵌入27.5kV高压室墙中的穿墙套管引入27.5kV高压室室内。进、出线在室内部分全部采用母线桥封闭。各牵引变电所的主接线图和房屋平面布置图见招标附图，开关柜布置在高压室内，具体的开关柜柜排列图和室内开关柜平面布置图由制造商提供，由业主与设计确认，但要满足既有站房屋结构要求，不能改动土建结构。开关柜柜排列图和室内开关柜平面布置图在附图中的房屋平面布置图基础上布置，其布置方案和尺寸满足附图所给出的高压室房屋面积大小，并满足现行的TB10009铁路电力牵引供电设计规范的要求。制造商在投标文件中提供详细的布置方案，待设计联络时由招标人确定。4.1.7 其他要求制造商负责供货范围内保护测控装置（设备由综合自动化系统中标厂家提供）的组网，并实现与变电所综合自动化系统的联网。开关柜内装有加热器，当环境参数越限时，设备会自动启动，保证柜内环境的适应性，环境参数越限值可以根据需要进行设置，环境信号能上传至调度端。4.1.8安全标志开关柜工作时处于高电压的各外露部分（绝缘子及导电接触面除外）标以“高压危险”的字样、符号或涂以红色。4.1.9 互换性同一型号规格的开关柜的安装尺寸统一，各相同部件、易损件和备品、备件具有互换性。4.1.10 联锁隔离开关、断路器、柜门、接地开关（如有）之间有可靠的电气联锁功能。4.1.11绝缘子开关柜所用的各种绝缘子，除该符合其各自有关的标准外，尚满足开关柜的各项电气和机械性能的有关要求。4.1.12 易燃性在材料的选择和零部件的设计上，使得因开关设备和控制设备中的事故过热而引发的火焰在传播时受到阻止。4.2 27.5kV断路器柜主要技术参数和结构4.2.1柜配27.5kV断路器主要技术参数见下表：设备及技术性能参数及要求型号ZN-27.5安装方式户内固定式或移开（手车）式系统标称电压27.5kV最高电压31.5 kV额定频率50Hz额定电流1600A、3150A额定短路开断电流31.5kA额定短路关合电流（峰值）80kA额定短时耐受电流（热稳定）31.5kA额定短路持续时间4s额定峰值耐受电流（动稳定）80kA额定操作循环O-0.3s-CO-180s-CO灭弧介质真空相数单相固有分闸时间60ms燃弧时间20ms全开断时间80ms合闸时间80ms额定绝缘水平雷电冲击耐受电压（峰值）对地185kV；断口间215kV一分钟工频耐受电压（有效值）对地95kV；断口间115kV额定线路充电开断电流10A额定电容器组开断电流(背靠背)630A（400A）额定短路电流下的累计开断次数30次电寿命E2级机械寿命M2级分合闸线圈额定电压DC220V操动机构弹簧操动机构辅助触头数量（常开，常闭）12对储能电机电压参数DC220V弹簧储能装置要求手动储能所需时间30s电动储能所需时间15s平均分闸速度1.42.0m/s平均合闸速度0.81.2m/s4.2.2 27.5kV真空断路器功能要求a当操作电压在额定电压的85110%范围内时，保证断路器可靠合闸；65110%范围内时，可靠分闸。小于30%都不能脱扣。b断路器的各部分，能承受操作时的冲击负荷。c断路器连续分、合能力：断路器及其机构能经受无负荷连续分合10000次操作且性能正常。d断路器配有推进、拉出的机械装置。e机构弹簧储能在正常情况下由电动机完成，开关柜面板上设置断路器分、合闸电气操作按钮或转换开关，并在机构箱上设置当地和远方操作的转换开关，在进行“当地”操作时，机构不接受“远方”操作指令；同样，机构处于“远方”操作时，不接受“当地”操作指令。事故状态下，弹簧的储能可以手动完成，配有手动储能手柄，同时也要配有机械合、分闸操作按钮，且无需打开柜门就可以操作。f机构接受合闸指令，断路器合闸，并同时完成对分闸弹簧的储能，合闸完成后，电动机又自动对合闸弹簧储能。断路器处于合闸位置时，触头压力由大气压力和触头压力弹簧共同建立，压力弹簧能补偿触头的微小烧损。触头接触压力为3000300N。断路器合闸过程中触头弹跳时间不大于2ms。g辅助开关设有常开接点及常闭接点各12对，接点容量能可靠地通过并切断控制回路的电流，并且能承受10000次分合。h断路器的机构有机械和电气防跳装置，断路器合闸遇故障跳闸后，当合闸命令未消除时，能防止断路器再次合闸。断路器的机构设动作次数计数器、分合闸指示器和合闸弹簧储能完毕指示器。4.2.3 27.5kV真空断路器结构要求移开式结构，电流互感器安装在断路器手车上或出线室内。固定式结构，电流互感器安装在出线室内。电流互感器要求详见4.2.4条。断路器安装在AIS开关柜内，制造商提供与断路器配套的静支持绝缘子（装在架子上）及其安装的框架及导轨。断路器配有推进、拉出的机械装置，手车推进机构手柄。对于移开式手车上推进机构具有以下功能：a手车在断路器柜外时，如断路器处在合闸状态，手车不能推入柜内。b手车推入断路器柜后只能在试验位置和工作位置时才能合闸，此二个位置能定位。对于固定式安装的断路器，断路器要能固定在工作位置，检修、更换时也要方便拉出、落地。手车式开关柜设有机械及电气联锁，保证只有在断路器分闸时方可推动手车，将隔离触头断开或闭合。闭锁机构在断路器合闸时将手车锁住，不能推动或拉开。固定式开关柜断路器与隔离开关设有电气和机械双重联锁，保证：断路器不分闸隔离开关不能操作（手动、电动）、隔离开关不在合位或分位断路器不能合闸、隔离开关不在分位柜门不能打开（有接地开关的回路还要与接地开关闭锁）。各隔室的门要受高压带电闭锁，借助于工具打开的隔板不必考虑。4.2.4 柜配27.5 kV电流互感器27.5 kV电流互感器主要技术参数见下表：设备及技术性能参数及要求型号LZZBJ-27.5安装方式户内型，安装在出线室或手车上型式单相户内环氧树脂系统标称电压 27.5 kV最高电压31.5kV额定一次电流 设计联络时确定额定二次电流5A准确级次设计联络时确定额定输出容量 20VA准确限值系数20准确及组合(三绕组)10P20/10P20/0.5额定热电流31.5kA额定峰值耐受电流80kA相数单相额定工频耐受电压95kV额定雷电冲击耐受电压（峰值）185kV4.2.5 27.5 kV电流互感器结构要求类型：单相,环氧树脂浇注绝缘，支柱式。4.3 27.5kV电动隔离开关柜主要技术参数和结构4.3.1 27.5kV电动隔离开关主要技术参数见下表：设备及技术性能制造商保证值型号GN-27.5/1600、3150系统标称电压（kV）27.5额定电压（kV）31.5额定频率50Hz额定1min工频耐受电压kV （有效值）相对地95隔离断口间115额定雷电冲击耐受电压kV （峰值）相对地185隔离断口间215额定电流1250A、3150A额定短时耐受电流（额定热稳定电流）31.5kA额定峰值耐受电流（额定动稳定电流）80kA额定短路持续时间（额定热稳定时间）4s机械寿命M1级4.3.2 27.5kV电动隔离开关操作方式操动机构采用电动操动机构。能电动和手动进行合、分闸。当操作电压在额定电压的85110%范围内时，保证隔离开关可靠合闸与分闸。在操作过程中，只要发出一个操作命令，控制回路能将分闸或合闸过程自动进行完毕，并将分闸或合闸回路断开，如果合、分闸过程中出现电机卡死等故障时，能自动断开控制回路和电机回路。4.3.3 27.5kV电动隔离开关技术要求开关柜内装设供检修及调整用的人力分、合闸装置，用手动时电动合、分将被闭锁。开关柜内装设远方操作与当地机构操作的转换开关，并装设电动机保护或自动空气开关。开关柜面板上装设分、合闸按钮或转换开关。开关柜面板上有表示隔离开关分、合闸位置的指示器。机构发生故障时，给出信号。隔离开关与操作机构不同处一室，不论处于任何动作位置时，均能取下或打开开关柜面板的箱门，以便检查、修理辅助开关和接线端子。如同处一室，隔离开关只有处于分闸位置，活门关闭时才能打开柜门。4.4 27.5kV电压互感器柜主要技术参数和结构4.4.1 柜配27.5kV电压互感器主要技术参数见下表：设备及技术性能制造商保证值型号JDZ-27.5/0.1安装方式固定式或手车式型式电磁感应式,全绝缘、全密封式额定电压27.5kV最高工作电压31.5kV额定频率50Hz电压比27.5/0.1kV额定负荷100VA准确级次0.5级连接组号I/I-12相数单相额定工频耐受电压95kV额定雷电冲击耐受电压（峰值）185kV局部放电水平20pc二次绕组绝缘要求3kV（有效值）匝间绝缘要求4.5kV（峰值）4.4.2 27.5kV电压互感器结构电压互感器工作接地，并在接地处标有明显的接地符号“ ”或“地”字样。接地零件皆有可靠的防锈镀层或采用不锈钢材料。电压互感器二次出线端子用铜或铜合金制成，并有可靠的防锈镀层。二次出线端子板防潮性能应良好。4.5 27.5kV自用变压器柜主要技术参数和结构4.5.1 27.5kV自用变压器主要技术参数见下表：设备及技术性能参数及要求型号SC-80/27.55%/0.4绝缘方式环氧树脂浇铸安装方式固定式或手车式额定容量80kVA额定电压比27.55%/0.4kV最高电压31.5 kV额定频率50Hz相数一次侧：三相二次侧：三相带中性点连接组别D,yn11极性减极性阻抗电压6.5%空载损耗500W负载损耗1680W空载电流2.8%冷却方式自冷绕组温升100K绕组不平衡率2%噪音64dB额定工频耐受电压85kV额定雷电冲击耐受电压(峰值)185kV局放10pc绝缘系统的温度等级F绕组采用铜材料。变压器的铁芯和金属件有防腐蚀的保护层。变压器的铁芯采用高标号、低损耗冷轧硅钢片。变压器的铁芯和金属件均可靠接地(铁轭螺杆除外)。接地装置有防锈镀层，并附有明显的接地标志。设置温度显示仪，可显示绕组、铁芯温度，并能输出温度报警及跳闸继电器的接点信号，此信号同时可送向综自系统，具体接口方式在设计联络时确定。4.6 27.5kV母线分段柜主要技术参数和结构4.6.1 柜配27.5kV电动隔离开关主要技术参数见下表：设备及技术性能参数及要求型号GN-27.5/1600、3150系统标称电压（kV）27.5额定电压（kV）31.5额定频率50Hz额定1min工频耐受电压kV （有效值）相对地95隔离断口间115额定雷电冲击耐受电压kV （峰值）相对地185隔离断口间215额定电流1600A、3150A额定短时耐受电流（额定热稳定电流）31.5kA额定峰值耐受电流（额定动稳定电流）80kA额定短路持续时间（额定热稳定时间）4s机械寿命M1级4.6.2 27.5kV电动隔离开关结构操动方式采用电动操动机构（也可手动），并配有辅助开关。隔离开关触头在环境温度不超过40时的最大温升为65K。5 铭牌和标示5.1铭牌每台设备上有铭牌，铭牌由不受气候影响的材料制成的，并装在明显的位置，铭牌上的各项标志内容必须永久保持清晰。每台开关柜有铭牌，铭牌至少包括以下内容：制造厂的商标，名称；产品型号、名称；额定电压(kV)；额定电流(A)；额定频率(Hz)；额定雷电冲击耐受电压(kV)；额定短路开断电流(kA)；总重(kg)；出厂编号；制造年月。标示设备有永久性的中文标示牌，各接线端子都标示明确，接地用端子特别标示明确。所有操作电键等都有明确的、永久性的标志，并表明其操作方向，所有仪表有文字表明其用途，所有信号灯、信号装置除必要的颜色区别外，还有文字说明其含义。6 试验所有设备整机及其主要部件的试验，按本技术规格书进行型式试验、出厂试验、现场试验。制造商不得以任何借口减少试验项目和内容，试验验收后，并不减轻或减少制造商对设备所负的责任。如果招标人认为某项试验的条件、内容、程序、测量、记录和报告格式等任意一项不符合本技术规格书的要求，招标人有权拒绝接受试验报告并要求重做该项试验。开关柜的试验包括型式试验(仅提供试验报告)和出厂试验，试验按照GB/T11022-2011、GB3906-2006、GB1984-2003、GB1985