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      高壓開(kāi)關(guān)柜詳細培訓,全方位闡述!

      時(shí)間:2022-10-14   訪(fǎng)問(wèn)量:219

      高壓開(kāi)關(guān)柜詳細培訓,全方位闡述!

      高壓開(kāi)關(guān)柜是金屬封閉開(kāi)關(guān)設備的俗稱(chēng),是按一定的電路方案將有關(guān)電氣設備組裝在一個(gè)封閉的金屬外殼內的成套配電裝置。


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      高壓開(kāi)關(guān)柜

      高壓開(kāi)關(guān)柜廣泛應用于配電系統,作接受與分配電能之用。既可根據電網(wǎng)運行需要將一部分電力設備或線(xiàn)路投入或退出運行,也可在電力設備或線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)將故障部分從電網(wǎng)中快速切除,從而保證電網(wǎng)中無(wú)故障部分的正常運行,以及設備和運行維修人員的安全。因此,高壓開(kāi)關(guān)柜是非常重要的配電設備,其安全、可靠運行對電力系統具有十分重要的意義。 

      01

      高壓開(kāi)關(guān)柜的分類(lèi)


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      02

      KYN高壓開(kāi)關(guān)柜的組成結構


      開(kāi)關(guān)柜由固定的柜體和可抽出部件(簡(jiǎn)稱(chēng)手車(chē))兩大部分組成。

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      一、柜體

      開(kāi)關(guān)柜的外殼和隔板采用敷鋁鋅鋼板,整個(gè)柜體不僅具有精度高、抗腐蝕與氧化作用,且機械強度高、外形美觀(guān),柜體采用組裝結構,用拉鉚螺母和高強度螺栓聯(lián)結而成,因此裝配好的開(kāi)關(guān)柜能保持尺寸上的統一性。

      開(kāi)關(guān)柜被隔板分成手車(chē)室、母線(xiàn)室、電纜室和繼電器儀表室,每一單元均良好接地。


      A-母線(xiàn)室

      母線(xiàn)室布置在開(kāi)關(guān)柜的背面上部,作安裝布置三相高壓交流母線(xiàn)及通過(guò)支路母線(xiàn)實(shí)現與靜觸頭連接之用。全部母線(xiàn)用絕緣套管塑封。在母線(xiàn)穿越開(kāi)關(guān)柜隔板時(shí),用母線(xiàn)套管固定。如果出現內部故障電弧,能限制事故蔓延到鄰柜,并能保障母線(xiàn)的機械強度。

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      B-手車(chē)(斷路器)室

      在斷路器室內安裝了特定的導軌,供斷路器手車(chē)在內滑行與工作。手車(chē)能在工作位置、試驗位置之間移動(dòng)。靜觸頭的隔板(活門(mén))安裝在手車(chē)室的后壁上。手車(chē)從試驗位置移動(dòng)到工作位置過(guò)程中,隔板自動(dòng)打開(kāi),反方向移動(dòng)手車(chē)則完全復合,從而保障了操作人員不觸及帶電體。


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      斷路器按滅弧介質(zhì)可分為:
      ?油斷路器。又分為多油斷路器和少油斷路器。它們都是觸頭在油中開(kāi)斷、接通,用變壓器油作為滅弧介質(zhì)。
      ?壓縮空氣斷路器。利用高壓力壓縮空氣來(lái)吹滅電弧的斷路器。
      ?SF6斷路器。利用SF6氣體來(lái)吹滅電弧的斷路器。
      ?真空斷路器。觸頭在真空中開(kāi)斷、接通,在真空條件下滅弧的斷路器。
      ?固體產(chǎn)氣斷路器。利用固體產(chǎn)氣材料,在電弧高溫作用下分解出的氣體來(lái)熄滅電弧的斷路器。
      ?磁吹斷路器。在空氣中由磁場(chǎng)將電弧吹入滅弧柵中,使之拉長(cháng)、冷卻而熄滅電弧的斷路器。

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      按操動(dòng)機構所用操作能源的能量形式不同,操動(dòng)機構可分為以下幾種:
      1、手動(dòng)機構(CS):指用人力合閘的操動(dòng)機構。
      2、電磁機構(CD):指用電磁鐵合閘的操動(dòng)機構。
      3、彈簧機構(CT):指事先用人力或電動(dòng)機使彈簧儲能實(shí)現合閘的彈簧合閘操動(dòng)機構。
      4、電動(dòng)機機構(CJ):指用電動(dòng)機合閘與分閘的操動(dòng)機構。
      5、液壓機構(CY):指以高壓油推動(dòng)活塞實(shí)現合閘與分閘的操動(dòng)機構。
      6、氣動(dòng)機構(CQ):指用壓縮空氣推活塞實(shí)現合閘與分閘的操動(dòng)機構。
      7、永磁機構:利用永久磁鐵進(jìn)行斷路器位置保持,是一種電磁操動(dòng)、永磁保持、電子控制的操作機構。


      C-電纜室

      電纜室內可安裝電流互感器、接地開(kāi)關(guān)、避雷器(過(guò)電壓保護器)以及電纜等附屬設備,并在其底部配制開(kāi)縫的可卸鋁板,以確?,F場(chǎng)施工的方便。

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      D-繼電器儀表室

      繼電器室的面板上,安裝有微機保護裝置、操作把手、保護出口壓板、儀表、狀態(tài)指示燈(或狀態(tài)顯示器)等;繼電器室內,安裝有端子排、微機保護控制回路直流電源開(kāi)關(guān)、微機保護工作直流電源、儲能電機工作電源開(kāi)關(guān)(直流或交流),以及特殊要求的二次設備。 

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      開(kāi)關(guān)柜手車(chē)的三個(gè)位置

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      二、開(kāi)關(guān)柜聯(lián)鎖裝置

      開(kāi)關(guān)柜具有可靠的聯(lián)鎖裝置,滿(mǎn)足五防的要求,切實(shí)保障了操作人員及設備的安全。

      a、儀表室門(mén)上裝有提示性的按鈕或者轉換開(kāi)關(guān),以防止誤合、誤分斷路器。

      b、斷路器手車(chē)在試驗位置或工作位置時(shí),斷路器才能進(jìn)行合分操作,而在斷路器合閘后,手車(chē)無(wú)法移動(dòng)、防止了帶負荷誤推拉手車(chē)。

      c 、僅當接地開(kāi)關(guān)處在分閘位置時(shí),斷路器手車(chē)才能從試驗/檢修位置移至工作位置。僅當斷路器手車(chē)處于試驗/檢修位置時(shí),接地開(kāi)關(guān)才能進(jìn)行合閘操作。這樣實(shí)現了防止帶電誤合接地開(kāi)關(guān),以及防止接地開(kāi)關(guān)處在閉合位置時(shí)分合斷路器。

      d、接地開(kāi)關(guān)處于分閘位置時(shí),開(kāi)關(guān)柜下門(mén)及后門(mén)都無(wú)法打開(kāi),防止了誤入帶電間隔。

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      開(kāi)關(guān)柜盤(pán)后門(mén)與接地開(kāi)關(guān)聯(lián)鎖示意圖

      e、斷路器手車(chē)在試驗或工作位置,沒(méi)有控制電壓時(shí), 可實(shí)現僅能手動(dòng)分閘不能合閘。

      f、斷路器手車(chē)在工作位置時(shí),二次插頭被鎖定不能拔出。

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      開(kāi)關(guān)柜二次插頭被鎖定示意圖

      g、各柜體間可實(shí)現電氣聯(lián)鎖。

      h、開(kāi)關(guān)設備上的二次線(xiàn)與斷路器手車(chē)上的二次線(xiàn)的聯(lián)絡(luò )是通過(guò)手動(dòng)二次插頭來(lái)實(shí)現的,二次插頭的動(dòng)觸頭通過(guò)一個(gè)尼龍波紋收縮管與斷路器手車(chē)相連,二次靜觸頭座裝設在開(kāi)關(guān)柜手車(chē)室的右上方。斷路器手車(chē)只有在試驗、斷開(kāi)位置時(shí),才能插上和解除二次插頭,斷路器手車(chē)處于工作位置時(shí)由于機械聯(lián)鎖作用,二次插頭被鎖定,不能被解除。

      03

      高壓開(kāi)關(guān)柜操作程序


      雖然開(kāi)關(guān)柜設計已保證開(kāi)關(guān)設備各部分操作順序正確的聯(lián)鎖,但是操作人員對開(kāi)關(guān)設備進(jìn)行操作時(shí),仍應嚴格按操作規程和相關(guān)要求進(jìn)行,不應隨意操作,更不應在操作受阻時(shí)不加分析強行操作,否則容易造成設備損壞,甚至引起事故。

      高壓開(kāi)關(guān)柜送電操作程序

      (1)關(guān)閉所有柜門(mén)及后封板,并鎖好。

      (2)將接地開(kāi)關(guān)操作手柄插入中門(mén)右下側六角孔內,逆時(shí)針旋轉約90°,使接地開(kāi)關(guān)處于分閘位置,取出操作手柄,操作孔處聯(lián)鎖板自動(dòng)彈回,遮住操作孔,開(kāi)關(guān)柜后門(mén)閉鎖。

      (3)觀(guān)察上柜門(mén)各儀表、信號指示是否正常。正常時(shí)微機保護裝置電源燈亮,手車(chē)試驗位置燈、斷路器分閘指示燈和儲能指示燈亮,如所有指示燈均不亮,則打開(kāi)上柜門(mén),確認各母線(xiàn)電源開(kāi)關(guān)是否合上,如已合上各指示燈仍不亮,則需檢查控制回路。

      (4)將斷路器手車(chē)搖柄插入搖柄插口并用力壓下,順時(shí)針轉動(dòng)搖柄,6KV開(kāi)關(guān)柜約轉動(dòng)20圈,在搖柄明顯受阻并伴有“咔嗒”聲時(shí)取下?lián)u柄,此時(shí)手車(chē)處于工作位置,二次插頭被鎖定,斷路器手車(chē)主回路接通,查看相關(guān)信號(此時(shí)手車(chē)工作位置燈亮,同時(shí)手車(chē)試驗位置燈滅),同時(shí)應注意手車(chē)在工作位置時(shí),地刀操作孔處聯(lián)鎖板被閉鎖不能按下,如下圖所示。

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      手車(chē)位置與地刀操作孔閉鎖示意圖

      (5)操作儀表門(mén)上合、分轉換開(kāi)關(guān)使斷路器合閘送電,同時(shí)儀表門(mén)上紅色合閘指示燈亮,綠色分閘指示燈滅,查看帶電顯示裝置、斷路器機械分合位置及其它相關(guān)信號,一切正常,送電成功(操作合、分轉換開(kāi)關(guān)時(shí),把操作手柄順時(shí)針旋轉至面板指示合位置,松開(kāi)手后操作手柄應自動(dòng)復位至預合位置)。

      (6)如斷路器合閘后自動(dòng)分閘或運行中自動(dòng)分閘,則需判斷故障原因并排除后方可按上述程序重新送電。

      04

      斷路器操動(dòng)機構


      1、電磁操作機構

      電磁操作機構是技術(shù)比較成熟,使用較早的一種斷路器操作機構,其結構比較簡(jiǎn)單,機械組成部件數量約120個(gè),它是利用通過(guò)合閘線(xiàn)圈中的電流產(chǎn)生的電磁力驅動(dòng)合閘鐵芯,撞擊合閘連桿機構進(jìn)行合閘的,其合閘能量的大小完全取決于合閘電流的大小,因此需要很大的合閘電流。

      電磁操作機構的優(yōu)點(diǎn)主要有:
      • 結構比較簡(jiǎn)單,工作比較可靠,加工要求不是很高,制造容易,生產(chǎn)成本較低;

      • 可實(shí)現遙控操作和自動(dòng)重合閘;

      • 有較好的合、分閘速度特性。


      電磁操作機構的缺點(diǎn)主要有:
      • 合閘電流大,合閘線(xiàn)圈消耗的功率大,需要配大功率的直流操作電源;

      • 合閘電流大,一般的輔助開(kāi)關(guān)、繼電器觸點(diǎn)不能滿(mǎn)足要求,必須配專(zhuān)門(mén)的直流接觸器,利用直流接   觸器帶消弧線(xiàn)圈的觸點(diǎn)來(lái)控制合閘電流,從而控制合、分閘線(xiàn)圈動(dòng)作;

      • 操作機構動(dòng)作速度低,觸頭的壓力小,容易引起觸頭跳動(dòng),合閘時(shí)間長(cháng),電源電壓變動(dòng)對合閘速度影響大;

      • 耗費材料多,機構笨重;

      • 戶(hù)外變電所斷路器的本體和操作機構一般都組裝在一起,這種一體式的斷路器一般只具備電動(dòng)合、電動(dòng)分和手動(dòng)分的功能,而不具備手動(dòng)合的功能,當操作機構箱出現故障而使斷路器拒絕電動(dòng)時(shí),就必須停電進(jìn)行處理。


      2、彈簧操作機構

      彈簧操作機構由彈簧貯能、合閘維持、分閘維持、分閘4個(gè)部分組成,零部件數量較多,約200個(gè),利用機構內彈簧拉伸和收縮所儲存的能量進(jìn)行斷路器合、分閘控制操作。彈簧能量的儲存由儲能電機減速機構的運行來(lái)實(shí)現,而斷路器的合、分閘動(dòng)作靠合、分閘線(xiàn)圈來(lái)控制,因此斷路器合、分閘操作的能量取決于彈簧儲存的能量而與電磁力的大小無(wú)關(guān),不需太大的合、分閘電流。

      彈簧操作機構的優(yōu)點(diǎn)主要有:
      • 合、分閘電流不大,不需要大功率的操作電源;

      • 既可遠方電動(dòng)儲能,電動(dòng)合、分閘,也可就地手動(dòng)儲能,手動(dòng)合、分閘,因此 在操作電源消失或出現操作機構拒絕電動(dòng)的情況下也可以進(jìn)行手動(dòng)合、分閘操作;    合、分閘動(dòng)作速度快,不受電源電壓變動(dòng)的影響,且能快速自動(dòng)重合閘;

      • 儲能電機功率小,可交直流兩用;

      • 彈簧操作機構可使能量傳遞獲得最佳匹配,并使各種開(kāi)斷電流規格的斷路器通用同一種操作機構,選用不同的儲能彈簧即可,性?xún)r(jià)比優(yōu)。


      彈簧操作機構的缺點(diǎn)主要有:
      • 結構比較復雜,制造工藝復雜,加工精度要求高,制造成本比較高;

      • 操作沖力大,對構件強度要求高;

      • 容易發(fā)生機械故障而使操作機構拒動(dòng),燒毀合閘線(xiàn)圈或行程開(kāi)關(guān); 

      • 存在誤跳現象,有時(shí)誤跳后分閘不到位,無(wú)法判斷其合分位置;

      • 分閘速度特性較差。


      3、永磁操作機構

      永磁操作機構采用了一種全新的工作原理和結構,由永久磁鐵、合閘線(xiàn)圈和分閘線(xiàn)圈組成,取消了彈簧操作機構和電磁操作機構中的運動(dòng)連桿、脫、鎖扣裝置,結構簡(jiǎn)單,零部件很少,約50個(gè),工作時(shí)主要運動(dòng)部件只有一個(gè),具有很高的可靠性。它利用永久磁鐵進(jìn)行斷路器位置保持,是一種電磁操動(dòng)、永磁保持、電子控制的操作機構。

      永磁操作機構的工作原理:當合閘線(xiàn)圈通電后,它在磁路上部產(chǎn)生與永久磁鐵相反方向的磁通,兩磁場(chǎng)疊加產(chǎn)生的磁場(chǎng)力使動(dòng)鐵心向下運動(dòng),當運動(dòng)到約一半行程后,由于磁路下部氣隙減小,永久磁鐵磁力線(xiàn)轉移到下部,此時(shí)合閘線(xiàn)圈磁場(chǎng)與永磁磁場(chǎng)同方向,從而使動(dòng)鐵芯加速向下運動(dòng),最終達到合位,這時(shí)合閘電流消失,永久磁鐵利用動(dòng)、靜鐵芯提供的低磁阻抗通道將動(dòng)鐵心保持在合閘的穩態(tài)位置;當分閘線(xiàn)圈通電后,它在磁路下部產(chǎn)生與永久磁鐵相反方向的磁通,兩磁場(chǎng)疊加產(chǎn)生的磁場(chǎng)力使動(dòng)鐵心向上運動(dòng),當運動(dòng)到約一半行程后,由于磁路上部氣隙減小,永久磁鐵磁力線(xiàn)轉移到上部,此時(shí)分閘線(xiàn)圈磁場(chǎng)與永磁磁場(chǎng)同方向,從而使動(dòng)鐵芯加速向上運動(dòng),最終達到分位,這時(shí)分閘電流消失,永久磁鐵利用動(dòng)、靜鐵芯提供的低磁阻抗通道將動(dòng)鐵心保持在分閘的穩態(tài)位置。

      永磁操作機構的優(yōu)點(diǎn)主要有:

      采用雙穩態(tài)、雙線(xiàn)圈機構。永磁操作機構的分合閘操作通過(guò)分合閘線(xiàn)圈來(lái)實(shí)現,永久磁鐵與分合閘線(xiàn)圈相配合,較好地解決了分合閘時(shí)需要大功率能量的問(wèn)題,因為永久磁鐵提供的磁場(chǎng)能量,可以作為分合閘操作用,分合閘線(xiàn)圈所需提供的能量便可以減少,這樣就不需要太大的分合閘操作電流。

      由動(dòng)鐵芯的上下運動(dòng),通過(guò)拐臂桿,絕緣拉桿作用于斷路器真空滅弧室的動(dòng)觸頭,實(shí)現斷路器的分閘或合閘,取代了傳統的機械鎖扣方式,機械結構大為簡(jiǎn)化,使耗材減少,成本變低,故障點(diǎn)減少,大大提高了機械動(dòng)作的可靠性,能夠實(shí)現免維護,節省維修費用。

      永磁操作機構永磁力幾乎不會(huì )消失,壽命高達10萬(wàn)次,以電磁力進(jìn)行分合閘操作,以永磁力進(jìn)行雙穩態(tài)位置保持,簡(jiǎn)化了傳動(dòng)機構,降低了操作機構的能耗和噪音,比電磁操作機構和彈簧操作機構壽命長(cháng)3倍以上。

      采用無(wú)觸點(diǎn)、無(wú)可動(dòng)元件、無(wú)磨損、無(wú)彈跳的電子接近開(kāi)關(guān)作為輔助開(kāi)關(guān),不存在接觸不良問(wèn)題,動(dòng)作可靠,運行不受外界環(huán)境影響,壽命長(cháng),可靠性高,解決觸頭彈跳問(wèn)題。

      采用同步過(guò)零開(kāi)關(guān)技術(shù)。斷路器的動(dòng)、靜觸頭在電子控制系統的控制下,可在系統電壓波形過(guò)零時(shí)關(guān)合,在電流波形過(guò)零時(shí)分斷,產(chǎn)生幅值很小的涌流和過(guò)電壓,減少操作對電網(wǎng)和設備的沖擊,而電磁操作機構和彈簧操作機構的操作是隨機的,會(huì )產(chǎn)生幅值很高的涌流和過(guò)電壓,對電網(wǎng)和設備沖擊較大。

      永磁操作機構可實(shí)現就地/遠方分合閘操作,也可實(shí)現保護合閘和重合閘功能,可手動(dòng)分閘。因為操作所需電源容量小,采用電容器作跳合閘的直接電源,電容器充電時(shí)間短,充電電流小,抗沖擊能力強,停電后仍能對斷路器進(jìn)行分合閘操作。

      永磁操作機構的缺點(diǎn)主要有:
      • 不能手動(dòng)合閘,在操作電源消失、電容器電量耗盡以后,若不能對電容器進(jìn)行充電,則無(wú)法再進(jìn)行合閘操作;

      • 手動(dòng)分閘時(shí),初分速度要足夠大,因此需要很大的力,否則無(wú)法進(jìn)行分閘操作;

      • 儲能電容器質(zhì)量參差不齊、難以保證;

      • 難以獲得理想的分閘速度特性;

      • 難以提高永磁操動(dòng)機構的分閘輸出功。

      來(lái)源:旺材變壓器


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