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          高壓開關柜詳解、送停電操作以及故障判斷和處理方法

          發布時間:2020-10-21 瀏覽次數:578

          基本定義

          BZT8-12戶內高壓雙電源開關設備是江西森源科技有限公司自行設計、自主研發的戶內高壓雙電源開關設備。該產品經全項目型式試驗和試運行考核,各項性能指標達到IEC60298《1~72.5kV交流金屬封閉開關設備和控制設備》和GB3906《3.6~40.5kV交流金屬封閉開關設備和控制設備》相關標準的要求。本產品具有體積小、重量輕、操作簡單、安裝維護方便等特點,并具有可靠的機械聯鎖和防誤操作功能,外殼防護等級IP2X。是高壓雙電源供電系統設備。該產品采用我公司VS1-12戶外高壓真空斷路器側裝式戶內高壓真空斷路器作為主開關,同時選用我公司研制生產的GN39-12新型雙投隔離開關做投切轉換開關,技術,性能可靠。

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          高壓開關柜是指用于電力系統發電、輸電、配電、電能轉換和消耗中起通斷、控制或保護等作用,電壓等級在3.6kV~550kV的電器產品,主要包括高壓斷路器、高壓隔離開關與接地開關、高壓負荷開關、高壓自動重合與分段器、高壓操作機構、高壓防爆配電裝置和高壓開關柜等幾大類。高壓開關制造業是輸變電設備制造業的重要組成部分,在整個電力工業中占有非常重要的地位。有人愿意把高壓開關柜叫做高壓配電柜,其實是一個東西啦……


          功能:高壓開關柜具有架空進出線、電纜進出線、母線聯絡等功能。


          應用主要適用于發電廠、變電站、電力系統變電所、石油化工、冶金軋鋼、輕工紡織、廠礦企業和住宅小區、高層建筑等各種不同場所。


          組成:開關柜應滿足交流金屬封閉開關設備"標準的有關要求,由柜體和斷路器二大部分組成,柜體由殼體、電器元件(包括絕緣件)、各種機構、二次端子及連線等組成。


          五防:

          1、防止帶負荷合閘:高壓開關柜內的真空斷路器小車在試驗位置合閘后,小車斷路器無法進入工作位置。

          2、防止帶接地線合閘:高壓開關柜內的接地刀在合位時,小車斷路器無法進合閘。

          3、防止誤入帶電間隔:高壓開關柜內的真空斷路器在合閘工作時,盤柜后門用接地刀上的機械與柜門閉鎖。

          4、防止帶電合接地線:高壓開關柜內的真空斷路器在工作時合閘,合接地刀無法投入。

          5、防止帶負荷拉刀閘:高壓開關柜內的真空斷路器在工作合閘運行時,無法退出小車斷路器的工作位置。

          結構組成

          主要由柜體、高壓真空斷路器、儲能機構、小車、接地刀開關和綜合保護器等組成。

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          用由森源設計研發生產的高壓開關柜做樣例給大家展示下內部詳細結構

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          ①柜體

          用鐵板壓制成型,為封閉式結構,設有儀表室、小車室、電纜室、母排室等,各室之間用鐵板隔離,如圖1所示。儀表室安裝有綜合保護器、電流表、電壓表等器件;小車室安裝有小車、高壓真空斷路器;母排室安裝三相母排;電纜室用于對外連接動力電纜。

          ②高壓真空斷路器

          所謂高壓真空斷路器是將其主觸頭安裝在密閉的真空室內,當觸頭通斷時其電弧無氣體助燃,不至燒壞而經久耐損,同時,用絕緣材料做底座,以提高真空開關的絕緣性能,故稱高壓真空斷路器。

          ③小車機構

          將高壓真空斷路器安裝在小車上,隨小車運動,當順時針搖動手柄時,小車進入柜內,載著真空斷路器插入高壓電路;逆時針搖動手柄時,小車退出柜內,帶動真空斷路器抽出高壓電路,如圖2所示。

          ④儲能機構

          由一臺小電動機驅動彈簧儲能,利用彈簧釋放動能將真空斷路器合閘。

          ⑤接地刀開關

          是一種作用于聯鎖的刀開關,當接地刀開關合上時高壓柜門才能打開,否則,接地刀開關未合上時,高壓柜門不能打開,起到聯鎖保護作用。

          ⑥綜合保護器

          是一種微機保護器,由微處理器、顯示屏、按鍵與外圍電路所組成。用于取代原始的過流、過壓、時間等繼電器保護電路。輸入信號:電流互感器、電壓互感器、零序電流互感器和開關量等信號;可用鍵盤設置電流值、電壓值、速斷時間、啟動時間等數據;顯示屏可顯示實時數據并參入控制,執行保護動作。

          形式分類

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          (1)按開關柜的主接線形式,可分為橋式接線開關柜、單母線開關柜、雙母線開關柜、單母線分段開關柜、雙母線帶旁路母線開關柜和單母線分段帶旁路母線開關柜。

          (2)按斷路器的安裝方式,可分為固定式開關柜和移開式(手車式)開關柜。

          (3)按柜體結構,可分為金屬封閉間隔式開關柜、金屬封閉鎧裝式開關柜以及金屬封閉箱式固定開關柜。

          (4)按斷路器手車安裝位置的方式,可分為落地式開關柜和中置式開關柜。

          (5)按開關柜內部絕緣介質的不同,可分為空氣絕緣開關柜和SF6氣體絕緣開關柜。

          主要技術參數

          1.額定電壓、額定電流、額定頻率、額定工頻耐受電壓、額定雷擊沖擊耐受電壓;

          2.斷路器額定適中開斷電流、額定關合峰值電流、額定短時耐受電流、額定峰值耐受電流;

          3.接地開關額定關合峰值電額定短時耐受電流、額定峰值耐受電流;

          4操動機構分合閘線圈額定電壓、直流電阻、功率,儲能電機額定電壓、功率;

          5.柜體防護等級及符合的標準編號。

          送電操作程序

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          1、關閉全部后門及后蓋板,并鎖好,接地開關處于合位時方可關上后門

          2、將接地開關操作手柄插入中門右下側六角孔內,逆時針旋轉,使接地開關處于分閘位置,操作孔處聯鎖板自動彈回遮住操作孔,柜下門閉鎖。

          3、推上服務小車使其定位,把小車推入柜內使其在隔離位置定位,手動插上二次插,關上手車室門。

          4、將斷路器手車搖柄插入搖柄插口,順時針轉動搖柄,約20圈,搖柄明顯受阻并伴有咔噠聲時取下搖柄,此時手車處于工作位置,二次插被鎖定,斷路器手車主回路接通,查看相關信號。

          5、操作以表板上合,分閘轉換開關使斷路器合閘送電,同時儀表板上綠燈滅,紅燈亮,合閘成功。

          停電操作程序

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          1、操作儀表盤上合,分閘轉換開關使斷路器處于分閘擱置,同時儀表盤上紅燈滅,綠燈亮,分閘成功。

          2、將斷路器手車搖柄插入搖柄插口,順時針轉動搖柄,約20圈,搖柄明顯受阻并伴有咔噠聲時取下搖柄,此時手車處于試驗位置,二次插鎖定解除,打開手車室門,手動脫離二次插,手車主回路斷開。

          3、推上服務小車使其鎖定,拉出手車到服務小車,一開服務小車。

          4、觀察帶電顯示器或驗電若不帶電方可繼續操作。

          5、將接地開關操作手柄插入中門右下側六角孔內,順時針旋轉,使接地開關處于合閘位置,確定接地開關確已合閘后,打開柜下門,維修人員方可進入維修,檢修。

          合閘故障判斷和處理

          合閘故障可分為電氣故障和機械故障。合閘方式有手動和電動兩種。手動不能合閘一般是機械故障。手動可以合閘,電動不能合閘是電氣故障。




          1、保護動作:開關送電前線路有故障保護回路使防跳繼電器作用。合閘后開關立即跳閘。即使轉換開關還在合閘位置,開關也不會再次合閘連續跳躍。


          2、防護故障:現在高壓柜內都設置了五防功能,要求開關不在運行位置或試驗位置不能合閘。也就是位置開關不閉合,電動不能合閘。這種故障在合閘過程中經常遇到。此時運行位置燈或試驗位置燈不亮。將開關手車稍微移動使限位開關閉合即可送電。如果限位開關偏移距離太大,應當進行調整。在JYN型高壓柜中位置開關不能向外移時可以加裝一個V型片,保證限位開關可靠閉合。

          3、電氣連鎖故障:高壓系統中為了系統的可靠運行設置一些電氣連鎖。例如在兩路電源進線的單母線分段系統中,要求兩路進線柜和母聯柜這三臺開關只能合兩臺。如果三臺都閉合將會有反送電的危險。并且短路參數變化,并列運行短路電流增大。連鎖電路的形式如圖四所示。進線柜連鎖電路串連母聯柜的常閉接點,要求母聯柜分閘狀態進線柜可以合閘。


          母聯柜的連鎖電路是分別用兩路進線柜的一個常開和一個常閉串連后再并連。這樣就可以保證母聯柜在兩路進線柜有一個合閘另一個分閘時方可送電。在高壓柜不能電動合閘時,首先應當考慮是否有電氣連鎖,不能盲目地用手動合閘。電氣連鎖故障一般都是操作不當,不能滿足合閘要求。例如合母聯雖然進線柜是一分一合,但是分閘柜內手車被拉出,插頭沒有插上。如果連鎖電路發生故障,可以用萬用表檢查故障部位。


          利用紅、綠燈判斷輔助開關故障簡單方便,但是不太可靠??梢杂萌f用表檢查確定。檢修輔助開關的方法是調整固定法蘭的角度,調整輔助開關連桿的長度等。


          4、控制回路開路故障:在控制回路中控制開關損壞、線路斷線等都使合閘線圈不能得電。這時候合閘線圈沒有動作的聲音。測量線圈兩端沒有電壓。檢查方法是用萬用表檢查開路點。


          5、合閘線圈故障:合閘線圈燒毀是短路故障。這時候有異味、冒煙、保險熔短等現象發生。合閘線圈設計為短時工作制,通電時間不能太長。合閘失敗后應當及時查找原因,不應該多次反復合閘。特別是CD型電磁操作機構的合閘線圈,由于通過電流較大多次合閘容易燒壞。


          在檢修高壓柜不能合閘的故障時經常使用試送電的方法。這種方法可以排除線路故障(變壓器溫度、瓦斯故障除外)、電氣連鎖故障、限位開關故障。故障部位基本可以確定在手車內部。所以在應急處理時可以用試驗位置試送電,更換備用手車送電的方法進行處理。這樣可以起到事半功倍的效果并且可以減少停電時間。


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          變頻器配制動電阻,主要是想通過制動電阻來消耗掉直流母線電容上的一部分能量,避免電容的電壓過高。理論上如果電容存儲的能量多,可以用來釋放出來驅動電機,避免能量浪費,但是電容的容量有限,而電容的耐壓也是有限的,當母線電容的電壓高到程度,就可能會損壞電容了,有些還可能損壞IGBT,所以需要及時通過制動電阻來釋放電,這種釋放,是白白浪費掉的,是一種沒有辦法的做法。母線電容是個緩沖區,容納能量有限三相交流電全部整流后,接入電容,滿載運行時候,母線正常的電壓大約是1.35倍,380*1.35=513伏,這個電壓當然會實時波動的,但是低不能低于480伏,否則會欠壓報警保護。母線電容一般是兩組450V電解電容串聯而成,理論耐壓是900V,如果母線電壓超過這個值,電容會直接爆掉了,所以母線電壓是無論如何都不能達到900伏這么高壓的。實際上,三相380伏輸入的IGBT的耐壓值是1200伏,往往要求工作在800伏以內,考慮到電壓如果升高,都會有個慣性問題,也就是你馬上讓制動電阻工作了,母線電壓也不會很快降低下來,所以很多變頻器,都是設計在700伏左右就通過制動單元讓制動電阻開始工作,讓母線電壓降低下來,避免往上繼續沖。所以制動電阻設計,核心就是考慮到電容和IGBT模塊的耐壓問題,避免這兩大重要的器件被母線的高電壓沖壞掉了,這兩類元件如果壞掉了,變頻器也就無法正常工作了??焖偻\囈苿与娮?,瞬間加速也需要變頻器母線電壓之所以會變高,很多時候是變頻器讓電機工作在電子制動狀態,讓IGBT通過的導通順序,利用電機是大電感電流不能突變,瞬間產生高壓來往母線電容充電,這時候讓電機快點降低速度下來。如果這時候沒有制動電阻及時消耗掉母線的能量,母線電壓將會持續變高而威脅變頻器的了。如果負載不是很重,也沒有什么快速停車要求,這種場合是不需要使用制動電阻的,即使你裝了制動電阻,制動單元的工作閥值電壓沒有被觸發,制動電阻也不會投入工作。除了大負荷減速場合需要增加制動電阻和制動單元來快速剎車外,實際上如果符合比較重,啟動時間時間要求非??炷欠N,也需要制動單元和制動電阻來配合啟動的,以往我試過用變頻器帶動一種的沖床,要求把變頻器的加速時間設計成0.1/秒,這時候滿負荷啟動,雖然負荷并不是非常重,但是因為加速時間太短了,這時候母線電壓波動非常厲害,也會出現過壓或者過流的情況,后來增加了外置的制動單元和制動電阻,變頻器就能正常工作了。分析起來,是因為啟動時間太短,母線電容的電壓瞬間被掏空了,而整流器瞬間有大的電流充進來,引起母線電壓突然變高,這樣母線的電壓波動太厲害,瞬間可能會超過了700伏,加上了制動電阻,就可以及時去掉這個波動的高壓,讓變頻器工作在正常狀態。情況還有一種的情況,是矢量控制場合,電機的扭矩和速度方向相反,或者工作在零轉速扭矩輸出的場合,比如吊機掉了重物停在半空中,收放卷場合需要力矩控制,都需要讓電機工作在發電機狀態,源源不斷的電流會反充到母線電容中,通過制動電阻,就可以及時消耗掉這些能量,保持母線電壓平衡穩定了。很多小變頻器,比如3.7KW的,往往都內置了制動單元和制動電阻,應該是考慮到母線電容調小的緣由吧,而小功率的電阻和制動單元并沒有那么貴。 GGD型低壓開關柜生產廠家 GGD、GGJ低壓無功補償配電柜 YF4-12 戶外落地式計量柜 GZD(W)系列(微機控制)直流電源柜 高壓計量箱 戶外跌落式熔斷器 江西撫州高低壓成套配電柜生產廠家 ZW7-40.5戶外交流高壓真空斷路器 充氣柜 高壓開關柜
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