ABB 35KV GIS柜培训

1、ABB 35KV GIS柜培训培训人：张敏杰培训人：张敏杰 宝丰烯烃宝丰烯烃110kv110kv变电所和动力二期发电机升压变电所和动力二期发电机升压站的站的35kv35kv开关都采用开关都采用GISGIS开关设备，由厦门开关设备，由厦门ABBABB开开关有限公司生产型号为：关有限公司生产型号为：ZX2ZX2气体绝缘金属封闭气体绝缘金属封闭开关柜。开关柜。GISGIS全称气体绝缘组合电器设备（全称气体绝缘组合电器设备（Gas Gas Insulated SwitchgearInsulated Switchgear），主要把母线、断），主要把母线、断路器、路器、CTCT、PTPT、隔离开关、避雷器

2、都组合在、隔离开关、避雷器都组合在一起。一起。 一、一、GISGIS的概念的概念小型化：小型化：因采用绝缘性能卓越的六氟化硫气体做绝缘和灭弧介质，所以能大幅度缩小变电站的体积，实现小型化。可靠性高：可靠性高：由于带电部分全部密封于惰性SF6气体中，大大提高了可靠性。此外具有优良的抗地震性能。安全性好：安全性好：带电部分密封于接地的金属壳体内，因而没有触电危险。SF6气体为不燃烧气体，所以无火灾危险。4 杜绝对外部的不利影响杜绝对外部的不利影响：因带电部分以金属壳体封闭，对电磁和静电 实现屏蔽，噪音小，抗无线电干扰能力强。5 安装周期短：安装周期短：由于实现小型化，可在工厂内进行整机装配和试验合

3、格 后，以单元或间隔的形式运达现场，因此可缩短现场安装工期，又能提高可靠性。6 维护方便，检修周期长：维护方便，检修周期长：因其结构布局合理，灭弧系统先进，大大提 高了产品的使用寿命，因此检修周期长，维修工作量小，而且由于小型化，离地面低，因此日常维护方便。二、二、GIS GIS 的特点的特点SF6六氟化硫为无色、无味、不燃烧，无电抗性六氟化硫为无色、无味、不燃烧，无电抗性的、相对无毒、仅有窒息性的液化气体。的、相对无毒、仅有窒息性的液化气体。纯品基本无毒。是已知化学安定性最好的纯品基本无毒。是已知化学安定性最好的物质之一，其惰性与氮气相似。它具有极物质之一，其惰性与氮气相似。它具有极好的热稳

4、定性，纯态下即使在好的热稳定性，纯态下即使在500以上以上也不分解。也不分解。 SF6具有卓越的电绝缘性和灭弧特性，相同条件下，其具有卓越的电绝缘性和灭弧特性，相同条件下，其绝缘能力为空气、氮气的绝缘能力为空气、氮气的2.53倍以上，灭弧能力为空气的倍以上，灭弧能力为空气的100倍。倍。SF6热传导性能是空气的热传导性能是空气的25倍。室温和倍。室温和2.2MPa压压力下力下, ,可液化并储存于特殊气瓶中。可液化并储存于特殊气瓶中。SF6 六氟化硫六氟化硫GISGIS室发生室发生SF6SF6泄漏的危害泄漏的危害 GIS GIS室内空间较封闭，一旦发生室内空间较封闭，一旦发生SF6SF6气体泄漏

5、，流通极气体泄漏，流通极其缓慢，毒性分解物在室内沉积，不易排出，从而对进其缓慢，毒性分解物在室内沉积，不易排出，从而对进入入GISGIS室的工作人员产生极大的危险。而且室的工作人员产生极大的危险。而且SF6SF6气体的比气体的比重较氧气大，当发生重较氧气大，当发生SF6SF6气体泄漏气体泄漏时时SF6SF6气体将在低层空气体将在低层空间积聚间积聚，造成局部缺氧，使人窒息。另一方面，造成局部缺氧，使人窒息。另一方面SF6SF6气体本气体本身无色无味，发生泄漏后不易让人察觉，这就增加了对身无色无味，发生泄漏后不易让人察觉，这就增加了对进入泄漏现场工作人员的潜在危险性。进入泄漏现场工作人员的潜在危险

6、性。泄露气体伤害后主要症状泄露气体伤害后主要症状（1 1）呼吸系统呼吸系统：刺激呼吸道，打喷嚏，咽部干燥，有烧灼：刺激呼吸道，打喷嚏，咽部干燥，有烧灼感，继而呼吸不畅，胸闷气短，严重时呼吸困难，喉头感，继而呼吸不畅，胸闷气短，严重时呼吸困难，喉头水肿、溃烂。水肿、溃烂。（2 2）眼部眼部：流泪，怕光，烧灼感，充血，水肿。：流泪，怕光，烧灼感，充血，水肿。（3 3）皮肤皮肤：瘙痒，皮疹，接触处可能有红肿。：瘙痒，皮疹，接触处可能有红肿。（4 4）消化道消化道：吞咽困难，恶心，呕吐，腹痛。：吞咽困难，恶心，呕吐，腹痛。（5 5）神经系统神经系统：突然头痛，头昏，全身软弱无力，感觉抑：突然头痛，头昏

7、，全身软弱无力，感觉抑郁，严重会惊厥，抽搐，休克，猝倒，昏迷。郁，严重会惊厥，抽搐，休克，猝倒，昏迷。19601960年高压年高压GISGIS技术应用在中压制造领域。技术应用在中压制造领域。19701970年三相共箱技术应用在中压制造领域，充气柜年三相共箱技术应用在中压制造领域，充气柜出现。出现。19901990年环保型充气柜在欧洲推广。年环保型充气柜在欧洲推广。20002000年不充气开关柜进入中国。年不充气开关柜进入中国。三、三、GIS GIS 的发展里程的发展里程中压C-GIS 第1代产品 (1G）1960s 高压GIS技术应用于中压制造领域。中压C-GIS 第1代产品 (1G）1970

8、s 三相共箱技术应用于中压制造领域，充气式开关柜出现。中压C-GIS 第2代产品 （2G）三相共箱柜式现场充气式开关柜普及（80S）。代表产品：ABB ZV2 / Alstom WS / 及Toshiba等公司产品。第二代产品在上世纪90年代受到环保限制，尤其是主要开关研发制造策源地欧盟签署了联合国发起的京都议订书后。ABB于1999年宣布淘汰ZV2。中压C-GIS 第3代产品 （3G）三相共箱柜式现场不充气开关柜受到欢迎（90S）。代表产品：ABB ZX系列 （1996年及以后） / Siemens Nxplus （1999年）。GISGIS厂商介绍厂商介绍 目前目前GISGIS国外生产厂家

9、主要有国外生产厂家主要有ABBABB、东芝、三菱、日、东芝、三菱、日立、西门子、阿尔斯通、阿海珐立、西门子、阿尔斯通、阿海珐(Areva)(Areva)集团等，国内集团等，国内生产厂家有西安西开高压开关厂、平高集团、西安高生产厂家有西安西开高压开关厂、平高集团、西安高压电器研究所电器制造厂、泰开集团有限公司、正泰压电器研究所电器制造厂、泰开集团有限公司、正泰电气股份有限公司、上海西门子高压开关有限公司、电气股份有限公司、上海西门子高压开关有限公司、厦门厦门ABBABB华电高压开关有限公司、江苏现代南自电气有华电高压开关有限公司、江苏现代南自电气有限公司、湖北永鼎开关有限公司、天水长城开关厂等限

10、公司、湖北永鼎开关有限公司、天水长城开关厂等。目前合企生产的。目前合企生产的GISGIS占国内市场相当人的份额，如占占国内市场相当人的份额，如占550kV550kV断路器和断路器和GISGIS市场的市场的8080，占，占252kV252kV断路器和断路器和GISGIS市场的市场的5050，占，占126kv126kv断路器和断路器和GISGIS市场的市场的3030。四、四、ZX2ZX2开关柜开关柜(一一) ZX2 气体绝缘中压开关柜结构特点气体绝缘中压开关柜结构特点 ZX2 的含义：Z 表示金属铠装，X 表示气体绝缘，2 表示序列号。 ZX2 开关柜采用全金属进行封闭，共分为母线室、断路器室、电

11、缆室和二次接线及断路器操作机构室。这种开关柜最大特点就是SF6气体绝缘，其绝缘性能好，令开关柜更为紧凑，体积小，更适合于地铁、变电所这种由于受到环境限制的地方。 开关柜内的设备众多，开关柜内的设备众多，主要有主要有ZX2ZX2气体绝缘开关柜本气体绝缘开关柜本体、体、 VD4 VD4真空断路器、真空断路器、 三工三工位开关、位开关、 电流电压组合式传电流电压组合式传感器、感器、REF615REF615开关柜开关柜馈线馈线保保护护测控装置测控装置、RED670RED670线路差线路差动保护动保护装置装置。PST_645UPST_645U变压变压器保护测控装置、器保护测控装置、PSC+641UPSC

12、+641U电容器保护测控装置。电容器保护测控装置。3、ZX2开关结构1REF542Plus人机界面三工位开关操动机构2压力传感器3断路器操动机构4电缆插座5插接式电缆头6智能型控制/保护单元REF542Plus主机7电压传感器8电流传感器9压力释放盘10压力释放通道11真空断路器12电容分压装置测试接口13三工位开关14主母线15绝缘气体ZX2 1250A单母线柜单母线柜宽*深*高：（mm）： 600*1710*2300ZX2 插接式电缆头插接式电缆头ZX2 气体密度传感器气体密度传感器环形触头1锥形夹2压盘3硅橡胶绝缘子4带支撑圈的压紧弹簧5锁紧法兰6绝缘包层7接地线8交联电缆910 电缆插

13、座三工位开关三工位开关母线室内的三工位开关母线室内的三工位开关 三工位开关常用于全封闭组合电器（三工位开关常用于全封闭组合电器（GISGIS）或复）或复合电器（合电器（PASSPASS）中）中 所谓三工位是指三个工作位置：所谓三工位是指三个工作位置：1 1隔离开关主断隔离开关主断口接通的合闸位置，口接通的合闸位置，2 2主断口分开的隔离位置，主断口分开的隔离位置，3 3接地接地侧的接地位置。侧的接地位置。三工位：三工位：工位 隔离开关 接地开关a分分b合分c分合 三工位开关其实就是整合了隔离开关和接地开关三工位开关其实就是整合了隔离开关和接地开关两者的功能，并由一把刀来完成，这样就可以实现机两

14、者的功能，并由一把刀来完成，这样就可以实现机械闭锁，防止主回路带电合地刀，因为一把刀只能在械闭锁，防止主回路带电合地刀，因为一把刀只能在一个位置，而不象传统的隔离开关，主刀是主刀，地一个位置，而不象传统的隔离开关，主刀是主刀，地刀是地刀，两把刀之间就可能出误操作。而三工位隔刀是地刀，两把刀之间就可能出误操作。而三工位隔离开关用的是一把刀，一把刀的工作位置在某一时刻离开关用的是一把刀，一把刀的工作位置在某一时刻是唯一的，不是在主闸合闸位置，就是在隔离位置或是唯一的，不是在主闸合闸位置，就是在隔离位置或接地位置。传统的接地位置。传统的GISGIS中，隔离开关和接地开关是两中，隔离开关和接地开关是两

15、个功能单元，使用电气联锁进行控制，现在最新设计个功能单元，使用电气联锁进行控制，现在最新设计就是使用三工位隔离开关，避免了误操作的可能性。就是使用三工位隔离开关，避免了误操作的可能性。传感器传感器 传感器是测量中压电力系统中监视和保护所需的电流和电传感器是测量中压电力系统中监视和保护所需的电流和电压的一种新的解决办法压的一种新的解决办法, ,通过引入传感器解决，其工作原理，通过引入传感器解决，其工作原理，对电流和电压检测分别用对电流和电压检测分别用ROGOWSKIROGOWSKI线圈和阻性或容性分压器。线圈和阻性或容性分压器。 一般说来，它们与常规的感应互感器同时代的。直到现在，一般说来，它们

16、与常规的感应互感器同时代的。直到现在，由于通用的电子继电器的引入，才有可能利用传感器的优点。由于通用的电子继电器的引入，才有可能利用传感器的优点。原理：电流的测量是基于原理：电流的测量是基于ROGOWSKIROGOWSKI线圈原理。线圈原理。ROGOWSKIROGOWSKI线较就线较就是所谓的空线圈，与电流互感器的二次绕组一样，是一个围绕是所谓的空线圈，与电流互感器的二次绕组一样，是一个围绕一次导体没有铁芯的环形线圈。但是，一次导体没有铁芯的环形线圈。但是， 从从ROGOWSKIROGOWSKI线圈给出线圈给出的信号不同于的信号不同于CTCT的输出：的输出：1 1、一个具有铁芯的并且几乎短路二

17、、一个具有铁芯的并且几乎短路二次绕组的电流互感器的输出，是一个电流信号。这就是所谓的次绕组的电流互感器的输出，是一个电流信号。这就是所谓的二次电流与一次电流成正比；二次电流与一次电流成正比；2 2、一个具有其空芯并且开路的、一个具有其空芯并且开路的ROGOWSKIROGOWSKI线圈的输出信号是一个电压信号。这就是所谓的电压线圈的输出信号是一个电压信号。这就是所谓的电压与一次电流的导数成正比。由于在与一次电流的导数成正比。由于在ROGOWSKIROGOWSKI线圈中没有铁芯，线圈中没有铁芯，所以不会出现饱和。因此，在整个电流范围直到最大电流，输所以不会出现饱和。因此，在整个电流范围直到最大电流

18、，输出都是线性的。出都是线性的。额定电压： 35KV35KV 额定电流 1250A 额定频率： 50Hz 动稳定电流（峰值）：63KA热稳定电流（3S） ：25KA 一次母线动稳定电流（峰值） ：63KA 分、合闸机构和辅助回路的额定电压：DC220V 2、开关柜一次设备主要额定参数 3、绝缘水平对地、相间及普通断口工频耐压值： 85KV隔离断口间的绝缘工频耐压值： 95KV 对地、相间及普通断口冲击耐压值（峰值）：185KV 隔离断口间的绝缘冲击耐压值（峰值）： 215KV4、防护等级高压部分箱体： IP65 机械操作及低压部分箱体：IP4X5 5、绝缘气体密度绝缘气体密度 GIS 在绝缘气

19、体的额定密度下运行。SF6 气体的额定运行压力为 1.3Bar（绝 对压力） ，报警压力为 1.2Bar（绝对压力） ，最小可运行压力为 1.0Bar（绝对压力， 非 正 常 运 行 ） 释 放 压 力 为 2.2Bar （ 绝 对 压 力 ） 额 定 运 行 压 力 下 的 气 体 密 度 为 ， 。 7.89g/dm ,最小运行密度为 6.07g/dm （一个大气压） 。ZX2ZX2与以往普通开关柜的区别与以往普通开关柜的区别 相关的电气、机械联锁如下：相关的电气、机械联锁如下： 当断路器处于合闸状态，柜内手动操作三工位开关的活页当断路器处于合闸状态，柜内手动操作三工位开关的活页将无法打开

20、。将无法打开。 当三工位开关的活页打开时，断路器无法合闸。当三工位开关的活页打开时，断路器无法合闸。 三工位开关在中间位置时，活页无法关闭。三工位开关在中间位置时，活页无法关闭。 当辅助电源故障以及三工位开关处于中间位置时，断路器当辅助电源故障以及三工位开关处于中间位置时，断路器无法合闸。无法合闸。 当断路器合闸时，接地开关无法分闸。当断路器合闸时，接地开关无法分闸。 当断路器合闸时，接地开关无法合闸。当断路器合闸时，接地开关无法合闸。 当断路器分闸时，隔离开关无法合闸。当断路器分闸时，隔离开关无法合闸。 ZX2ZX2与以往开关柜最大的不同，在于接地开关位置位于断与以往开关柜最大的不同，在于接

21、地开关位置位于断路器上方，所以若开关柜为馈线回路，则对其馈电回路进路器上方，所以若开关柜为馈线回路，则对其馈电回路进行检修接地的操作票的操作流程，应为合闸接地开关、合行检修接地的操作票的操作流程，应为合闸接地开关、合闸断路器、关闭断路器及接地开关控制回路闸断路器、关闭断路器及接地开关控制回路MCBMCB。这一点。这一点需要在制定需要在制定35kV35kV操作票中明确。操作票中明确。 另外另外ABBABB规定规定35kV35kV的的ZX2ZX2的的PTPT不能带电投退。这点规定需要不能带电投退。这点规定需要ABBABB技术人员进一步明确。技术人员进一步明确。五五、ZX2开关开关主要元器件的参数主

22、要元器件的参数1、断路器断路器断路器型式：固定式真空断路器 额定电压：35KV额定电流：1250A 额定频率：50Hz最高工作电压：40.5KV 额定短路开断电流：25KA合闸时间：6095ms 开断时间：4090ms合闸速度：0.81.1m/s 分闸速度：1.22.0m/s触头开距：14-1.5+1mm操作机构：类型：弹簧操动机构 操作电压：DC220V操作功率：250W辅助接点：采用定位准确，无机械磨损、完全避免接点粘连的双比特位置传感器，并可通过REF542+输出可扩展的无源接点信号。机械寿命：30000次电寿命：额定短路电流开断次数：50次 额定电流开断次数：10000次2、三位置隔离

23、开关三位置隔离开关型式：三极，电动/手动操作 辅助触点：位置传感器及1对干触点3、EVCI36型组合式电流型组合式电流/电压传感器电压传感器：互感器型式：环氧树脂浇注式 二次侧信号：80A/150mV 240A/150mV 640A/150mV准确等级：完全线性1.0级4、差动保护电流互感器差动保护电流互感器互感器型式：环氧树脂浇注式 二次侧电流：1A准确等级：10P20 额定负荷：5VA/线圈5、电压传感器（装于母线上）：电压传感器（装于母线上）：传感器型式:环氧树浇注式 额定初级电压：35KV/3次边额定电压：1.75V/3 准确等级：完全线性1.0级接线方式：Y/Y/Y六六、ZX2开关柜的操作开关柜的操作1 1、断路器断路器配有储能电机，储能由储能电机自动执行。分闸和合闸由智能型控制/保护单元REF542+plus