高压开关柜与断路器培训课件

第一部分高压开关柜培训内容一、高压开关柜概述二、高压开关柜分类三、高压开关柜组成四、开关柜联锁装置第二部分高压断路器培训内容一、高压断路器概述二、高压断路器组成三、高压断路器的技术参数及表达的意思四、高压真空断路器的内部机构组成五、高压真空断路器的四个电气状态第一页，共49页。第一页，共49页。开关柜（又称成套开关或成套配电装置）：它是以断路器为主的电气设备；是指生产厂家根据电气一次主接线图的要求，将有关的高低压电器（包括控制电器、保护电器、测量电器）以及母线、载流导体、绝缘子等装配在封闭的或敞开的金属柜体内，作为电力系统中接受和分配电能的装置。一、高压开关柜概述第一部分高压开关柜第二页，共49页。第二页，共49页。第三页，共49页。第三页，共49页。高压开关柜正常使用条件环境温度:周围空气温度不超过40℃(上限)，一般地区为-5℃(下限)，严寒地区可以为-15℃。环境温度过高,金属的导电率会减低,电阻增加,表面氧化作用加剧;另一方面,过高的温度,也会使柜内的绝缘件的寿命大大缩短,绝缘强度下降.反之,环境温度过低,在绝缘件中会产生内应力,最终会导致绝缘件的破坏①第四页，共49页。第四页，共49页。海拔高度:一般不超过1000米环境湿度:日平均值不大于95%，月平均值不大于90%地震烈度:不超过8度其它条件:没有火灾、爆炸危险、严重污染、化学腐蚀及剧烈振动的场所⑤②

③④第五页，共49页。第五页，共49页。二、高压开关柜的分类绝缘类型空气绝缘金属封闭开关柜SF6气体绝缘金属封闭开关设备(充气柜)中置式手车落地式手车结构类型铠装式各室间用金属板隔离且接地，如KYN型和KGN型间隔式各室间是用一个或多个非金属板隔离，如JYN型箱式断路器手车本身落地，推入柜内；落地式断路器手车本身落地，推入柜内；中置式手车装于开关柜中部，手车的装卸需要装载车。断路器的置放第六页，共49页。第六页，共49页。.DACBABCD三、高压开关柜的组成A、母线室B、断路器室（手车室）

C、电缆室D、继电器室第七页，共49页。第七页，共49页。.高压真空断路器电流互感器高压电缆避雷器高压三相母线排手车外壳保护接地线第八页，共49页。第八页，共49页。A.母线室包括：母线套管（支持、固定母线排，并使母线排对柜体绝缘）；主母线（汇集、分配电能）；分支母线（从主母线引出的分支至断路器上口静触头）静触头盒（支持、固定断路器上口静触头，并使上口静触头对柜体绝缘）第九页，共49页。第九页，共49页。.A分支母线

上口静触头盒高压真空断路器开关柜母线室第十页，共49页。第十页，共49页。B.电缆室包括：电流互感器、出线高压电缆、过电压保护器（避雷器）、电压传感器、接地刀闸、温湿度传感器、加热器加热器温湿度传感器第十一页，共49页。第十一页，共49页。电流互感器（测量出线线电流值，为电流表、计量装置、保护装置等提供电流信号）第十二页，共49页。第十二页，共49页。避雷器（或）过电压保护器（设备过电压保护装置，并联在断路器出线侧，设备正常运行后一般不需要操作）第十三页，共49页。第十三页，共49页。出线高压电缆（出线侧通过高压电缆与用电负荷连接）电压传感器（带电显示装置的传感器，为带电显示装置及电磁锁提供带电信号）第十四页，共49页。第十四页，共49页。接地刀闸：在高压系统中，例如10kV系统内的线路出线开关或电源进线开关等，为了安全起见，当断路器断开后，要将线路三相短路并接地，而这个将线路三相短路并接地的功能，就是用一组刀闸来实现的，即当断路器已断开后，同时将线路三相短路并接地。这个刀闸就是接地刀闸。弹簧储能机构第十五页，共49页。第十五页，共49页。静触头盒隔板静触头盒隔板手车轨道手车室C.手车室手车轨道（供手车在柜内移动时的导向和定位用）静触头盒隔板（手车在试验位置和工作位置的移动过程中，遮挡上、下静触头盒的活门自动相应打开或闭合，形成隔室间有效的隔离）静触头盒隔板打开状态第十六页，共49页。第十六页，共49页。1、二次插件（航空插座）2、手动合闸按钮3、手动分闸按钮4、手动储能装置5、合闸次数计数器6、储能指示7、分合闸指示8、手车底盘及锁环9、移动操作插口1236754988第十七页，共49页。第十七页，共49页。上口动触头三相灭弧柱（内含真空泡）下口动触头第十八页，共49页。第十八页，共49页。手车式断路器本体：①

手车底盘（支持断路器本体，使断路器在试验/工作位置移动，以及配合检修小车将断路器从手车室中拉出）②

手车底盘锁环（锁住手车底盘在手车室内，具体操作在后面会详细介绍）③

手车移动摇杆及移动操作插口：用于断路器在“工作、试验”两个位置的移动操作,将移动摇杆插入后，顺时针为将断路器推进，逆时针为将断路器摇出。移动操作插口手车底盘及锁环第十九页，共49页。第十九页，共49页。④

断路器本体操作面板：本体分合闸状态指示（本体分合闸状态的机械指示，判断断路器分合状态的最准确标识）⑤

手动分合闸按钮（只要断路器已储能，就可以通过此按钮进行分合闸操作）⑥

本体储能状态指示（已储能、未储能的机械指示）⑦

手动储能器（当自动储能回路无法动作时，可将手动储能杆插入，进行手动储能）第二十页，共49页。第二十页，共49页。⑧断路器合闸次数指示（显示断路器合闸的次数）⑨

二次插件（断路器本体状态与继电器仪表室的连接枢纽，若不插上，则断路器分合闸状态无法反映到继电器仪表室操控面板及集控DCS上，无法使用继电器仪表室操控面板及集控DCS对断路器进行分合闸操作）⑩

三相灭弧柱及上、下口动触头（接通和断开一次回路的主要部分）第二十一页，共49页。第二十一页，共49页。12345671、微机保护装置2、多功能电能表3、温湿度自动控制器4、户能高压带电显示装置5、储能开关6、转换开关7、分合闸开关8、保护跳闸压板（退出后，当负荷设备出现故障时，综保装置只会发出报警信号，但不会使断路器跳闸。停送电操作中一般不需要变动，正常运行中应保持投入状态）8D.控制面板及继电器室第二十二页，共49页。第二十二页，共49页。二次设备电源小空开：其控制包括综合测控保护装置、综合显示装置、分合闸回路、辅助设备等的电源投退，电源有交流、直流。第二十三页，共49页。第二十三页，共49页。柜顶小母线：布置在开关柜继电器仪表室顶部，贯穿整段配电柜，包括直流小母线、交流小母线、电压小母线。第二十四页，共49页。第二十四页，共49页。直流小母线：为单个开关柜内电气设备提供直流电源，其总电源从PLC室直流屏引出至高压室段上各开关柜内直流小空开，10kV共用该段的柜顶直流小母线交流小母线：为单个开关柜内电气设备提供交流电源，其总电源从低压室抽屉柜内引出至高压室段上各开关柜内交流小空开（温湿度自动控制器、传感器、加热器及电缆室内照明供电）第二十五页，共49页。第二十五页，共49页。电压小母线：为单个开关柜内综保装置提供电压信号，其总电源从该段母线PT柜二次回路来（母线段PT二次绕组→母线段PT二次绕组小空开→电压小母线→段上各开关柜内直流小空开），不合或失电后微机保护装置便失去电压信号（会相应发出报警信号“低电压报警”），使设备失去电压保护，也会引起保护误动作。第二十六页，共49页。第二十六页，共49页。第二十七页，共49页。第二十七页，共49页。四、开关柜联锁装置开关柜具有可靠的联锁装置，满足五防的要求，切实保障了操作人员及设备的安全。

a、仪表室门上装有提示性的按钮或者转换开关，以防止误合、误分断路器。

b、断路器手车在试验位置或工作位置时，断路器才能进行合分操作，而在断路器合闸后，手车无法移动、防止了带负荷误推拉手车。第二十八页，共49页。第二十八页，共49页。

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时，接地开关才能进行合闸操作。这样实现了防止带电误合接地开关，以及防止接地开关处在闭合位置时分合断路器。分闸位置合闸位置第二十九页，共49页。第二十九页，共49页。

d、接地开关处于分闸位置时，开关柜下门及后门都无法打开，防止了误入带电间隔。接地刀闸在分位时，开关柜盘后门被闭锁杆横向卡住不能打开开关柜盘后门与接地开关联锁示意图接地刀闸在合闸时，后柜门可以打开第三十页，共49页。第三十页，共49页。

e、断路器手车在试验或工作位置，没有控制电压时，可实现仅能手动分闸不能合闸。

f、各柜体间可实现电气联锁。

g、开关设备上的二次线与断路器手车上的二次线的联络是通过手动二次插头来实现的，二次插头的动触头通过一个尼龙波纹收缩管与断路器手车相连，二次静触头座装设在开关柜手车室的右上方。断路器手车只有在试验、第三十一页，共49页。第三十一页，共49页。断开位置时，才能插上和解除二次插头，断路器手车处于工作位置时由于机械联锁作用，二次插头被锁定，不能被解除。开关柜二次插头被锁定示意图第三十二页，共49页。第三十二页，共49页。高压断路器（或称高压开关）：它不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，而且当系统发生故障时通过继电器保护装置的作用，切断过负荷电流和短路电流，它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力。一、高压断路器概述第二部分高压断路器第三十三页，共49页。第三十三页，共49页。高压断路器分类（主要类型按灭弧介质分）(1)油断路器。利用变压器油作为灭弧介质，分多油和少油两种类型。(2)六氟化硫断路器。采用惰性气体六氟化硫来灭弧，并利用它所具有的很高的绝缘性能来增强触头间的绝缘。(3)真空断路器。触头密封在高真空的灭弧室内，利用真空的高绝缘性能来灭弧。第三十四页，共49页。第三十四页，共49页。(4)空气断路器。利用高速流动的压缩空气来灭弧。(5)固体产气断路器。利用固体产气物质在电弧高温作用下分解出来的气体来灭弧。(6)磁吹断路器。断路时，利用本身流过的大电流产生的电磁力将电弧迅速拉长而吸人磁性灭弧室内冷却熄灭。

第三十五页，共49页。第三十五页，共49页。二、高压断路器组成主要结构大体分为：1、导电部分；

2、灭弧部分；

3、绝缘部分；

4、操动机构和传动部分；

5、外壳及支持部分组成。第三十六页，共49页。第三十六页，共49页。三、高压断路器技术参数及表达意思第三十七页，共49页。第三十七页，共49页。(1)额定电压(标称电压)：它是表征断路器绝缘强度的参数，它是断路器长期工作的标准电压。为了适应电力系统工作的要求，断路器又规定了与各级额定电压相应的最高工作电压。对3—220KV各级，其最高工作电压较额定电压约高15%左右;对330KV及以上，最高工作电压较额定电压约高10%。断路器在最高工作电压下，应能长期可靠地工作。(2)额定电流：它是表征断路器通过长期电流能力的参数，即断路器允许连续长期通过的最大电流。第三十八页，共49页。第三十八页，共49页。(3)额定开断电流：它是表征断路器开断能力的参数。在额定电压下，断路器能保证可靠开断的最大电流，称为额定开断电流，其单位用断路器触头分离瞬间短路电流周期分量有效值的千安数表示。当断路器在低于其额定电压的电网中工作时，其开断电流可以增大。但受灭弧室机械强度的限制，开断电流有一最大值，称为极限开断电流。第三十九页，共49页。第三十九页，共49页。(4)动稳定电流：它是表征断路器通过短时电流能力的参数，反映断路器承受短路电流电动力效应的能力。断路器在合闸状态下或关合瞬间，允许通过的电流最大峰值，称为电动稳定电流，又称为极限通过电流。断路器通过动稳定电流时，不能因电动力作用而损坏。第四十页，共49页。第四十页，共49页。.(5)关合电流：是表征断路器关合电流能力的参数。因为断路器在接通电路时，电路中可能预伏有短路故障，此时断路器将关合很大的短路电流。这样，一方面由于短路电流的电动力减弱了合闸的操作力，另一方面由于触头尚未接触前发生击穿而产生电弧，可能使触头熔焊，从而使断路器造成损伤。断路器能够可靠关合的电流最大峰值，称为额定关合电流。额定关合电流和动稳定电流在数值上是相等的，两者都等于额定开断电流的2.55倍。第四十一页，共49页。第四十一页，共49页。(6)热稳定电流和热稳定电流的持续时间：执稳定电流也是表征断路器通过短时电流能力的参数，但它反映断路器承受短路电流热效应的能力。热稳定电流是指断路器处于合闸状态下，在一定的持续时间内，所允许通过电流的最大周期分量有效值，此时断路器不应因短时发热而损坏。国家标准规定：断路器的额定热稳定电流等于额定开断电流。额定热稳定电流的持续时间为2S，需要大于2S时，推荐4S。第四十二页，共49页。第四十二页，共49页。.(7)合闸时间与分闸时间：这是表征断路器操作性能的参数。各种不同类型的断路器的分、合闸时间不同，但都要求动作迅速。合闸时间是指从断路器操动机构合闸线圈接通到主触头接触这段时间，断路器的分闸时间包括固有分闸时间和熄弧时间两部分。固有分闸时间是指从操动机构分闸线圈接通到触头分离这段时间。熄弧时间是指从触头分离到各相电弧熄灭为止这段时间。所以，分闸时间也称为全分闸时间。第四十三页，共49页。第四十三页，共49页。(8)操作循环：这也是表征断路器操作性能的指标。架空线路的短路故障大多是暂时性的，短路电流切断后，故障即迅速消失。因此，为了提高供电的可靠性和系统运行的稳定性，断路器应能承受一次或两