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35kV高压开关柜讲解 1 风电场35KV开关柜 1 1风电场35KV开关柜组 1 2断路器主要性能要求 1 额定操作顺序 O 0 3S CO 180S CO 2 经常操作切100MVA变压器空载小电感电流 且过电压系数 2 5 3 经常操作感性电流 且过电压系数 2 5 4 真空断路器的额定线路充电开断电流为10A 额定电缆充电开断电流为50A 在上述电流下断路器应不发生重击穿 5 断路器具有开 合异相接地故障的能力 额定异相接地故障开断电流为额定短路开断电流的86 6 工频恢复电压为额定电压 6 SF6断路器额定容性开断电流 800A 并满足背靠背电容器组的开合要求 7 合闸弹跳不超过3ms 分闸反弹幅值不超过额定开距的20 8 为限制真空断路器操作时引起的过电压 配置过电压保护装置 1 操动机构采用弹簧操动机构 保证断路器能三相分 合闸以及三相跳闸和自动重合闸 2 操动机构自身具备防止跳跃的性能 3 安装能显示断路器操作次数的计数器 该计数器与操作回路应无电气联系 计数器为合闸记数 4 弹簧操动机构应能电动机储能并可手动储能 可紧急跳闸 5 操动机构的额定电源电压 Ua 为直流220V 并联脱扣器应能满足85 110 Ua时可靠合闸 65 110 Ua时可靠分闸 30 Ua及以下时不动作 6 弹簧储能系统 由储能弹簧进行分 合闸操作的弹簧操动机构应能满足 分 0 3s 合分 180s 合分 的操作顺序 弹簧操动机构应能可靠防止发生空合操作 弹簧储能可以电动和手动实现 7 断路器处于断开或闭合位置 都应能对合闸弹簧储能 8 在正常情况下 合闸弹簧完成合闸操作后要立即自动开始再储能 合闸弹簧应在20s内完成储能 9 在弹簧储能进行过程中不能合闸 并且弹簧在储能全部完成前不能释放 10 合闸操作的机械联锁保证机构处于合闸时 不能再进行合闸动作 而当断路器处于合闸位置和储能状态时 能可靠地进行一次分 0 3s 合分操作循环 1 3操动机构要求 1 机械手动合分闸装置 以便在失去控制电源时操作断路器 该手动装置有防误动措施 2 所有控制设备 包括合分闸线圈 应采用正常工作电压为220V的直流系统 其操作电压范围 合闸线圈65 110 分闸线圈65 120 跳闸线圈不动作的电压 30 3 安装能显示断路器操作次数的计数器 该计数器与操作回路应无电气联系 且不影响断路器的合分闸操作 4 真空断路器机械操作次数大于10000次 额定开断短路电流次数大于30次 厂家应提供断路器开断次数与开断电流次数曲线 5 断路器上装有机械式分合闸指示 弹簧储能状态指示 6 SF6断路器机械操作次数大于5000次 额定开断短路电流次数大于25次 应提供断路器开断次数与开断电流次数曲线 1 4分合闸线圈 操作次数要求 1额定电压40 5kV2额定短时耐受电流及时间31 5kA 4s3额定峰值耐受电流80kA4接地开关与断路器之间应有机械联锁 以防止误操作 5设有观察窗或可靠的机械位置指示器以校核其位置 6接地开关与带电显示装置有联锁装置 以确保电缆线路带电时不能合接地开关 7闭锁电磁铁电源电压DC220V 8接地开关机械操作次数 3000次 1 5接地开关要求 2 1概述 高压开关柜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 是变电站35KV主要的电力控制设备 当系统正常运行时 能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负载电流 当系统发生故障时 它能和继电保护配合迅速切除故障电流 以防止扩大事故范围 2 2开关柜的结构 整体是由柜体和中置式可抽出部分 即手车 两大部分组成 开关柜的主要电气元件都有其独立的隔室 即 手车室 母线室 电缆室 仪表室 具有架空进出线 电缆进出线及其他功能方案 经排列 组合后能满足各种方案形式的配电装置的需求 2 3手车隔室 手车隔室两侧安装了高强度轨道 供手车在柜内由隔离位置 试验位置移动滑行至工作位置 当手车从断开位置 试验位置移动到工作位置的过程中 上 下静触头盒上的活门与手动联动 自动打开 当反方向移动时 活门则自动闭合 直至手车退至一定位置而完全覆盖住静触头盒 形成有效隔离 同时由上 下活门联动 在检修时 可锁定带电侧的活门 从而保证检修维护人员不触及带电体 在断路器室门关闭时 手车同样能被操作 通过门上观察窗 可以观察隔室内手车所处位置 合 分闸指示 储能状况指示等 2 4母线隔室 主母线采用单台分段 多台相互贯穿联接的形式 主母线通过支母线静触头盒和穿墙套管固定 主母线和联络母线为D形截面的铜线 用于大电流负荷时采用双根母线拼成 支母线通过螺栓联接于静触头盒和主母线 无需其他支撑 主母线和支母线套有热缩套管 搭接处采用阻燃的T型绝缘罩 保证了可靠的复合绝缘 相邻柜母线采用装有均压环的套管固定 2 5电缆隔室 开关柜采用中置式结构设计 电流互感器装在电缆室后壁上 接地开关装在下触头盒固定隔板上 可避免由于接地开关操作轴过长而引起的扭曲变形 电缆室内空间大 可连接多根电缆 电缆连接高度高 电缆头安装方便 2 6仪表室 仪表室可安装继电保护元件 仪表 带电显示器 以及特殊要求的二次设备 控制线路敷设在有足够空间的线槽内 并有金属盖板 可使二次线与高压室隔离 其左侧线槽是为控制二次导线的引进和引出而预留的 开关柜自身的内部二次导线敷设在右侧 必要时在继电器仪表室的顶板上可留有便于施工的小母线穿越孔 接线时 仪表室顶盖板可供翻转 便于小母线的安装 3 1各手车如何推进和退出 各种手车均采用丝杆摇动推进 退出 其操作轻便 灵活 当手车需要移离柜体时 用一台专用升降转运板 就可以方便取出 进行各种检查 维护 由于断路器采用中置式结构设计 因此 整个小车具有体积小 检查 维护都极为方便 当手车用转运车运入柜体断路器室时 便能可靠锁定在断开位置 试验位置插入二次控制插头后 柜体位置显示灯或位置显示器便显示其所在位置 而且只有安全锁定后 才能摇动推进机构 将手车推向工作位置 手车到工作位置后 推进手柄无法再摇动 其对应位置显示灯或位置显示器便显示其所在位置 手车的机械联锁能可靠保证手车只有在工作位置或试验位置时 断路器才能进行合闸操作 而且手车只有在分闸状态下 断路器才能在试验位置和工作位置之间移动 完全实现了关门操作 3 1各手车如何推进和退出 3 2防止误操作联锁装置 开关柜内装有安全可靠的联锁装置 完全满足五防的要求 1 只有断路器手车在试验或工作位置时 断路器才能进行合闸操作 而且在断路器合闸后 手车无法移动 防止了带负荷误推拉断路器手车 2 仅当接地开关处在分闸位置时 断路器手车才能从试验 断开位置移至工作位置 仅当断路器手车处于试验 断开位置时 接地开关才能进行合闸操作 接地开关可配带电显示装置及电磁锁 这样就实现了防止带电误合接地开关及防止了接地开关处在闭合位置时关合断路器 3 接地开关处于分闸位置时 后门 下门无法打开 防止了误入带电间隔 4 断路器手车在试验或工作位置 而没有控制电压时 仅能手动分闸 不能合闸 5 断路器手车在工作位置时 二次插头被锁定不能拔除 6 各柜体可装电气联锁 3 3带电显示装置 该装置由高压传感器和带电显示器两单元组成 该装置不但可以指示高压回路带电状况 而且还可以与电磁锁配合 强制闭锁 从而实现带电时无法关合接地开关 防止误入带电间隔 从而提高了配套产品的防误性能 3 4接地装置 在电缆室内单独设立有40X8的接地主铜排 接地主铜排贯穿相邻各柜 并与柜体良好接触 供直接接地的元器件使用 同时由于整个柜体用敷铝锌板相拼联 这样使整个柜体都处在良好的接地状态中 确保运行操作人员的安全 3 5真空灭弧室结构 户内固封式真空断路器配用小型化系列化陶瓷真空灭弧室 经特殊设计 采用铜铬触头材料 纵向磁场结构 触头耐磨损 电寿命长 灭弧室耐压水平高 截流水平低 开断能力强 额定短路开断电流为25KA 可靠性高 真空灭弧室起开断 导电和绝缘等方面的作用 3 6断路器的极柱结构 断路器的极柱机构由三个极柱直接组装在框架上 断路器的每相通过专用模具 用环氧树脂 采用ASP工艺将真空灭弧室及接线端子等零部件固封成一体 形成极柱 机构与极柱前后布置 结构紧凑 固封极柱结构避免了粉尘 潮气等恶劣条件对灭弧室绝缘的影响 提高了灭弧室绝缘的可靠性 3 6断路器的操动机构结构 断路器的操动机构采用模块化的弹簧操动机构 具有手动和电动储能功能 机械零部件少 可靠性高 操动机构置于断路器机箱内 该机箱同时用做操动机构的框架 机箱被分闸 合闸模块的四个安装板分成五个间隔 其间分别装有操动机构的传动 储能 脱扣 合闸及缓冲等零部件 4 1断路器的灭弧原理 断路器配用的真空灭弧室 具有极高的真空度 断路器在正常分闸时 动触头在机构的带动下运动 触头分离并在其间产生电弧 由于触头的特殊设计 使其在触头间隙产生适宜的纵向磁场 控制电弧在触头表面均匀燃烧 并维持较低的电弧电压 当电弧电流自然过零时 电弧熄灭 残留的离子 电子和金属蒸汽很快复合或凝聚在触头表面和屏蔽罩上 灭弧室断口的绝缘强度很快恢复 其速度高于断口恢复电压的恢复速度 灭弧室成功灭弧 4 2断路器的动作原理 1 储能动作储能电机或人力通过储能杆扳动手动储能操作块 通过齿轮输出扭矩通过链轮传动带动储能轴转动 驱动储能轴上的挂簧拐臂转动 从而拉长合闸弹簧 达到储能的目的 当合闸储能弹簧储能完成后 弹簧处于拉伸储能状态 与此同时储能回路微动开关动作 切断电机电源 完成整个储能动作 2 合闸动作机构储能后 若接到合闸信号 则合闸电磁铁动铁芯吸合 带动合闸半轴转动 解除保持挚子对储能轴的约束 合闸弹簧释放能量 使合闸凸轮作顺时针方向转动 通过输出主轴上的驱动拐臂 带动输出主轴转动 再带动四连杆机构 使断路器完成合闸操作 同时辅助开关动作 切断合闸回路 接通机构分闸回路 4 2断路器的动作原理 3 分闸操作合闸完成后 若接到合闸信号 则分闸电磁铁动铁芯吸合 带动分闸半轴转动 扣板脱扣 输出主轴在分闸弹簧力及触头弹簧力作用下顺时针转动 使两级四连杆机构运动 绝缘拉杆向下拉动灭弧室导电杆 完成分闸动作 4 2断路器的动作原理 4 3断路器的联锁功能 1 配置电气合闸闭锁装置 在合闸闭锁未解锁的情况下 不能合闸操作 2 断路器处于合闸状态时 联锁机构使断路器不能再次执行合闸动作 3 断路器合闸结束后 若合闸电信号未及时去除 断路器的内部防跳控制回路将切断合闸回路 防止断路器多次合闸 4 手车式断路器在试验位置和工作位置之间时 断路器具有禁止合闸功能 防止断路器处于合闸状态进入工作位置 5 手车式断路器在工作位置或试验位置合闸后 具有可靠地联锁 使手车无法移动 防止断路器在合闸状态推进或拉出负荷区 4 4断路器操作步骤 手车式断路器操作步骤如下 将手车推进开关柜中 底盘车两边的舌板固定好后 将推进手柄插入推进孔中 顺时针摇动为推进 逆时针摇动为退出 推进总行程440mm 在分闸状态下 应顺利进入工作位置或试验位置 请中速转动手柄44圈 同时相应位置指示回路接通 4 5断路器在操作过程中可能出现的现象 一 不能合闸 原因 1 处于未储能状态 2 已处于合闸状态 3 手车式断路器未完全进入工作位置或试验位置 4 合闸闭锁装置辅助电源未接通 5 二次线松动或二次线路不准确 二 不能摇进摇出 原因 1 断路器处于合闸状态 2 摇进手柄未完全插入摇进孔 3 摇进机构未完全到试验位置 致使舌板不能与柜体解锁4 柜体接地联锁未解开 4 6合 分接地开关操作 若要合接地开关 首先应确定手车已退到试验 断开位置 并取下推进摇把 然后按下接地开关操作孔处的联锁弯板 插入接地开关操作手柄 顺时针转动180度 便将接地开关合闸 若再逆时针转动180度 便将接地开关分闸 注意 存在以下问题的时候 可能导致手车滑动把手无法从联锁位置向内侧移动 1 小车没有完全摇到试验位置2 横梁里面的机械位置闭锁销变形3 接地开关舌片无法压下的原因可能是存在机械或电气联锁未解除 4 7隔离手车的操作 隔离手车不具备接通和断开负荷电流的能力 因此在带负荷的情况下不允许推拉手车 在进行隔离手车柜内操作时 必须保证首先将与之相配合的断路器分闸 同时断路器分闸后其辅助触点转换接触与配合的隔离手车上的电气联锁 只有这时才能操作隔离手车 具体操作程序同操作断路器手车相同 注意 当准备将断路器手车和隔离手车推入工作位置时 还应确认接地开关处于分闸状态 否则下一步操作无法完成 1 母线检修接地小车的操作 必须严格按照电气安全规程 履行相应的安全操作手续 否则可能存在危险 2 母线检修时 PT柜内的PT手车退出 接地小车推进PT柜内之前 其他如 风机进线柜 主变进线柜的断路器手车必须处在分闸并处于试验位置 母联柜的隔离手车必须处于试验位置 只有具备这些条件 接地小车才能推进PT柜内 因为PT柜与上述柜子形成了电气互锁 4 8接地小车的操作 5开关柜维护项目及周期 维护可保持开关柜无故障运行 并达到尽可能长的使用寿命 开关柜的维护包括下列紧密相关的工作 日常巡检 对实际运行状况的确认定期维护 保持规定运行状况的措施检修 恢复规定运行状况的措施 5 1日常巡检 日常巡视的主要内容有以下几点 1 检查开关柜的柜门是否关紧2 检查各位置指示器是否与开关柜的运行状况相符合 高压带电指示器工作是否正常3 检查各计量表计是否正常 PT回路三相电压是否正常4 检查开关柜是否有异常声音及异味5 检查加热器是否投入运行 加热器要求24小时投入运行 5 2定期维护 开关柜的定期维护要根据使用场所的环境和操作频率 运行年限等外在因素来确定 1 对于那些运行环境佳 操作不频繁的场所 建议2 3年进行一次定期维护 2 操作次数每一个月在10次以上的 则每一年应进行一次常规维护 3 对于运行环境恶劣 分合操作次数特别频繁的场合 建议半年进行一次常规检查和维护 4 如果断路器长期处于备用状态 建议每半年对断路器进行一次外观检查 5 21定期维护的流程 1 外观检查 2 检查断路器室绝缘件 活门驱动机构 导轨 静触头 加热器 3 检查手车与柜体联锁机构 接地刀闸分合情况 4 检查手车外观 触头中心距 并涂抹润滑脂 5 检查母线室绝缘支撑件及母线连接螺栓 6 检查电缆室的绝缘件 电流互感器 母线连接螺栓 加热器 7 闭锁功能检查 柜内其他电气元件功能检查 8 检查现场工具是否有遗漏 自验收合格 柜内接地装置检查 9 运行验收合格 恢复设备状态 清理施工场地 5 3临时性维护检修 D级 出现下列情况之一时 应将开关柜退出运行 并进行维护检修 1 绝缘不良 放电 闪络 燃弧或击穿时2