10KV成套电气知识培训课件

1、10KV成套电气知识培训罗宝恒坤（上海）有限公司技术部2019年4月1日第1页，共106页。培训内容一、基础知识二、中压元件三、一次系统四、二次原理第2页，共106页。一、电网基础知识 1.电力系统组成:发电厂 火电、热电、核电、水电、风力、潮汐发电等输电网 将众多电源连接起来的主干网及联接不同电网之间的网架 变电 将电力进线不同电压的转换进行传输和使用配电网 将电力分配至用户并提供配电服务的支网 电力用户 大用户和一般用户两种第一章 基础知识第3页，共106页。第4页，共106页。2.电网电压等级 电压等级(voltage class)电力系统及电力设备的额定电压级别系列。额定电压是电力系统

2、及电力设备规定的正常电压，即与电力系统及电力设备某些运行特性有关的标称电压。电力系统各点的实际运行电压允许在一定程度上偏离其额定电压，在这一允许偏离范围内，各种电力设备及电力系统本身仍然能正常运行；电压允许偏差 35kV及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10%。注：如供电电压上下偏差同号(均为正负)时，按较大的偏差绝对值作为衡量依据。 20kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的7%。 220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%、-10%。 第5页，共106页。电压等级基本介绍目前我国常用的交流电压等级：220V、380V、3KV、6kV、10kV、20KV、35kV、

3、110kV、220kV、330kV、500kV、750KV、1000KV；其中60kV是由于历史原因遗留下来的，目前仅在我国东北地区存在；直流电压等级：正负50KV、正负100KV、正负500KV、正负800KV。电力系统一般是由发电厂、输电线路、变电所、配电线路及用电设备构成。通常将35kV及35kV以上的电压线路称为输电线路。20kV及其以下的电压线路称为配电线路。将额定1kV以上电压称为“高电压”，额定电压在1kV以下电压称为“低电压”。规定安全电压为36V、24V、12V三种。第6页，共106页。二、中压开关柜定义及分类 开关柜是金属封闭开关设备的俗称，按照GB3906（3.640.5

4、kV金属封闭开关设备）定义，金属封闭开关设备是指除进出线外，完全被金属外壳包住的开关设备。中压开关柜分类： 1.按产品名称分 a. 铠装式交流金属封闭开关设备 某些组成部件分别装在接地的、用金属隔板隔开的隔室中的金属封闭开关设备。 b. 间隔式交流金属封闭开关设备 间隔式与铠装式一样，某些元件也分设在单独隔室内，但具有一个或多个非金属隔板。 c. 箱式交流金属封闭开关设备 除铠装式、间隔式以外的金属封闭开关设备。第7页，共106页。 铠装式交流金属 封闭开关设备 间隔式交流金属 封闭开关设备 箱式交流金属 封闭开关设备第8页，共106页。 2.按结构特征分 a.固定式 SF6负荷开关、真空负荷

5、开关、压气负荷开关等均采用固定安装方式。特点：运行可靠，维修不方便。 b.移开式 断路器手车、PT手车、计量手车、隔离手车等均采用移开安装方式。特点：检修方便，梅花触头容易发生故障。 3.按使用场所分 a. 户内 我们公司大部分产品都是户内产品 b. 户外 箱式变、GW-126户外交流高压隔离开关（我公司户外产品需增加外壳）第9页，共106页。环网柜的分类：环网柜发展至今 一共经历4代产品 第一代真空开关（AIS） 第二代空气绝缘SF6开关（AIS） 第三代气体绝缘SF6开关（GIS） 目前最新的一代固体绝缘真空开关（SIS）；其中我公司主要生产第三代气体绝缘SF6环网柜SRE6；它有如下特点

6、：安全、可靠、稳定 安全:三工位负荷开关实现相五闭锁，开关位置指示清晰，标配有带电指示功能，确保安全;可靠的泄压通道:防电弧故障设计，通过20kA内燃弧型式试验，稳定:程序化设计、标准化过程控制、模块化组合，确保品质稳定。全绝缘、全封闭、免维护 所有高压带电的部件完全封闭在SF6箱体内，防护等级达到IP67，整个开关装置不受外界环境影响，实现全绝缘、全封闭、免维护。任意组合、无限扩展 可采用分箱式，也可实现多路单元共箱，自由组合各种模块单元，满足不同客户需求。可灵活在现场进行单元模块的扩展，轻松构建各种不同要求的中压变电站。模块化设计自由扩展组合。智能一体化 可提供配套的保护、遥控、遥测、遥信

7、、故障处理等功能的智能配网系统，工厂内一体化安装调试，使现场工作量达到最小。第10页，共106页。三、开关柜型号命名 开关柜型号是根据由国家机械工业部发布的行业标准JB/T 8754 高压开关设备型号编制办法来命名。 JB/T 8754标准为推荐性而非强制性，因此开关柜命名不一定完全遵循本标准。公司产品： 按标准命名：KYN28A-12、XGN15-12、XGN87-12； 未按标准命名：HXGN17-12、XGNX-12 SRE6B-12第11页，共106页。 1.开关柜全型号组成（简化） 第12页，共106页。 1.1.全型号组成的第13位按下表确定。（环网H ）第13页，共106页。1.

8、2. 第4位为设计序号，按产品型号证书发放的先后顺序用阿拉伯数字表示，由型号颁发单位统一编排。（西高所）1.3.第5位为改进顺序号，按改进先后顺序用A、B、C表示，由型号颁发单位统一编排。1.4.第6位为额定电压，用阿拉伯数字表示，单位千伏（kV）。1.5.第7位为主开关类型，见下表 （S） 配少油断路器； （L） 配SF6断路器 （Z） 配真空断路器； （F） 配负荷开关 （F.R） 配负荷开关+熔断器组合； （J.R） 配接触器+熔断器组合；（F-C） （G） 配隔离开关；第14页，共106页。1.6.第8位为主开关所配用的操动机构类别。常用弹簧操动机构T。1.7.第9位为开关柜的额定电流

9、，以安培值表示（A） 。1.8.第10位为开关柜的额定短路开断电流或额定短时耐受电流，以千安值表示（kA）。第15页，共106页。实例“XGN15-12(F.R)/T100-31.5”型号解读X箱式交流金属封闭开关设备G固定式N户内15设计序号12额定电压（12kV）（F.R）配负荷开关+熔断器组合； T采用弹操机构100额定电流（100A）31.5开断（31.5kA）(通过熔断器实现)第16页，共106页。实例“SRE6B-12/C-T630-20”型号解读S(safe)安全 R(Ring）环网E(Extend）扩展B开关柜的分类（A、B）12额定电压（12kV）C单元模块类型（C、F、V、

10、D、S、M、PT）T采用弹操机构630额定电流（630A）20开断（20kA/4S）第17页，共106页。四、开关柜额定值1.额定电压 额定电压为开关设备所在系统的最高电压上限。标准值：3.6，7.2，12，24，40.52.额定绝缘水平衡量开关设备绝缘水平两个非常重要指标：额定短时工频耐受电压（1min）和额定雷电冲击耐受电压。电力行业标准比GB11022要求高些，电力行业标准DL/T593还规定便于现场测量的空气绝缘距离。第18页，共106页。耐压参数第19页，共106页。3.额定频率 额定频率的标准值为16.67Hz、25Hz、50Hz。 三相开关设备的额定频率标准值为50Hz。4.额定

11、电流 开关设备的额定电流是开关设备在规定使用和性能条件下能持续通过的电流有效值。如630A、1250A、3150A。 功能单元是以单元内各主回路元件中具有最小额定电流的元件的值，作为该单元的额定电流。 5.额定短时耐受电流（热稳定） 在规定使用和性能条件下，在规定的短时间内，开关设备在合闸位置能够承载的电流的有效值。 20kA、 25kA 、 31.5kA 、 40kA 、 50kA 。第20页，共106页。6.额定峰值耐受电流（动稳定） 在规定使用和性能条件下，开关设备在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的电流峰值。 50kA、 63kA 、 80kA 、 100kA 、 130

12、kA 。 额定峰值耐受电流一般取额定短时耐受电流的2.55倍。7.额定短路持续时间 开关设备在合闸位置能承载额定短时耐受电流的时间间隔。 0.5S，1S， 2S ，3S，4S。第21页，共106页。五、外壳防护等级（GB4208） 1.外壳防护等级用IP代码表示。 2.IP代码由IP字母、第一位特征数字、第二位特征数字、附加字母及补充字母组成。 3.第一位特征数字表示防人身安全和防尘。 4.第二位特征数字表示防水。 第一和第二位特征数字不要求规定时，该处由字母“X”代替如：IP4X、IPXX；附加字母和补充字母不要求规定时可以直接省略。第22页，共106页。IP代码的组成及含义组成数字或字母对

13、设备防护的含义对人员防护的含义代码字母IP第一位特征数字防止固体异物进入防止接近危险部件0无防护无防护150mm手背212.5mm手指32.5mm工具41mm金属丝5防尘金属丝6尘密金属丝第二位特征数字防止进水造成有害影响0无防护1垂直滴水215滴水3淋水4溅水5喷水6猛烈喷水7短时间浸水8连续浸水第23页，共106页。IP代码的组成及含义（续）组成数字或字母对设备防护的含义对人员防护的含义附加字母（可选择）防止接近危险部件A手背B手指C工具D金属丝补充字母（可选择）专门补充的信息H高压设备M做防水试验时试样运行S做防水试验时试样静止W气候条件第24页，共106页。实例1.KYN28A-12产

14、品外壳防护等级IP4X ，隔室间防护等级IP2X。 IP4X：能阻挡直径大于1mm金属丝或厚度大于1.0mm窄条物体进入柜内； IP2X：能阻挡手指或直径大于12.5mm物体进入其他隔室。2.XGN15-12产品外壳防护等级IP3X 。 IP3X：能阻挡直径或厚度大于2.5mm工具、金属丝进入柜内。4. SRE6(A/B)-12产品气箱防护等级IP67 。 IP67：能阻挡金属丝和在短时侵水条件下水进入柜内。第25页，共106页。六、联锁 为了保证可靠的运行和操作者的安全，金属封闭开关设备应具有以下功能：1.防止带负荷分、合隔离开关（隔离手车）；2.防止误分、误合断路器、负荷开关、接触器（允许

15、提示性）；3.防止接地开关处在闭合位置时关合断路器、负荷开关等开关；4.防止在带电时误合接地开关；5.防止误入带电隔室。 以上5点统称为“五防联锁”第26页，共106页。实例一、SRE6(A/B)-12产品如何实现五防联锁功能？ 1.防止带负荷分、合隔离开关： 断路器操作机构与隔离开关操作机构采用机械互锁； （隔离开关分闸） 断路器在分闸位置，隔离开关才能进行分闸操作； （隔离开关合闸） 隔离开关在合闸位置，断路器才能进行合闸操作； 这样的互锁方式防止了隔离开关在带有负荷的情况下进行 (合、分）闸操作。 2.防止误分、误合断路器（允许提示性）； 因其允许提示性，且在其他联锁配合下，即使发生误分

16、、误合断路器，也不会产生事故，因此重要度不是很高。目前很少开关柜具备该功能。 实行该功能须采用电气和机械2种联锁同时使用。第27页，共106页。3.防止接地开关处在合闸位置时关合(断路器、隔离开关、负荷开关）： 接地开关处在合闸位置时，隔离开关、负荷开关处在分闸位置，通过机构内部联锁装置，隔离开关、负荷开关不能进行合闸。（开关本身也带有联锁功能）。4.防止在带电时误合接地开关： 当设备处于通电状态时，负荷开关处在合闸状态，接地开关不能合闸，保持在分闸位置，接地开关机构不能进行操作，接地开关不能合闸；（下进线时如果带接地开关，需增加带电闭锁装置）5.防止误入带电隔室： 因防护对象为人，保证人身安

17、全，因此该功能为五防之首。 一般通过接地开关或电磁锁和门联锁来实现该功能。 停电顺序： 负荷开关分闸，接地开关合闸，电缆室门打开。 送电顺序： 关闭电缆室门，接地开关分闸，负荷开关合闸位置。第28页，共106页。SRE6B-V联锁现状： 按正确的送电顺序操作，处于通电状态： 断路器合闸，隔离开关合闸，接地开关处于分闸位置，电缆室门通过联锁都不能打开，满足要求。 但是当下进线，不带接地开关时，分开隔离开关，可以打开电缆室门，但是电缆室带电，不能满足要求。 因此, SRE6（A/B）下进线时存在缺陷。 解决方案： 一般通过电磁锁和门联锁来实现该功能。第29页，共106页。第二章 中压元件一、真空断

18、路器断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。1、断路器分类按内部绝缘介质分： 少油断路器、真空断路器、SF6断路器及磁吹断路器 按操作机构分：电磁、弹簧、永磁 2.技术参数2.1 额定电压（kV）：12（24、40.5）2.2 额定电流（A）： 630、1250、1600、2000、2500、 3150、4000、5000、6300第30页，共106页。2.3 额定短路开断电流（kA）：16、20、25、31.5、40、50 （额定短时耐受电流） 额定短路开断电流：断路器能开断最大短路电流。2.4 额定峰值耐受电流（k

19、A）： 40、50、63、80、100、130 额定短路关合电流：当断路器合闸到已短路的系统时 ，能关合的最大短路电流。 2.5 额定短路电流持续时间： 4s（3s、2s）2.6 机械寿命 3万（永磁机构10万次）2.7 二次操作电压成套设计注意要点：一次参数：额定电压、额定电流、耐压、额定短路开断电流、 开断次数、额定短路关合电流、额定短路电流持续时间；二次参数：控制和储能电压、过流脱扣线圈数量、防跳、闭锁 线圈、断路器内部二次原理图；其他参数：型号、安装方式、外形尺寸、安装尺寸、机械寿命 第31页，共106页。二、负荷开关1.负荷开关是介于断路器和隔离开关之间的一种开关电器，具有简单的灭弧

20、装置，能切断额定负荷电流和一定的过载电流，但不能切断短路电流。2. 高压负荷开关主要有6种。固体产气式高压负荷开关：利用开断电弧本身的能量使弧室的产气材料产生气体来吹灭电弧，其结构较为简单，适用于35千伏及以下的产品。压气式高压负荷开关：利用开断过程中活塞的压气吹灭电弧，其结构也较为简单，适用于35千伏及以下产品。压缩空气式高压负荷开关：利用压缩空气吹灭电弧，能开断较大的电流，其结构较为复杂，适用于60千伏及以上的产品。第32页，共106页。SF6式高压负荷开关:利用SF6气体灭弧，其开断电流大，开断电容电流性能好，但结构较为复杂，适用于35千伏及以上产品。油浸式高压负荷开关：利用电弧本身能量

21、使电弧周围的油分解气化并冷却熄灭电弧，其结构较为简单，但重量大，适用于35千伏及以下的户外产品。真空式高压负荷开关：利用真空介质灭弧，电寿命长，相对价格较高，适用于220千伏及以下的产品。第33页，共106页。三、隔离开关1.隔离开关（switch），即在分位置时，触头间有符合规定要求的绝缘距离和明显的断开标志；在合位置时，能承载正常回路条件下的电流及在规定时间内异常条件（例如短路）下的电流的开关设备。2. 特点1）.在电气设备检修时，提供一个电气间隔，并且是一个明显可见的断开点，用以保障维护人员的人身安全。2）.隔离开关不能带负荷操作：不能带额定负荷或大负荷操作，不能分、合负荷电流和短路电流

22、，但是有灭弧室的可以带小负荷及空载线路操作。3）.一般送电操作时：先合隔离开关，后合断路器或负荷类开关；断电操作时：先断开断路器或负荷类开关，后断开隔离开关。4）.选用时和其它的电气设备相同，其额定电压、额定电流、动稳定电流、热稳定电流等都必须符合使用场合的需要。第34页，共106页。四.接地开关 型号：JN15-12/31.5-口 JN17-12/40-口 J：接地开关 N：户内 15、17：设计序号 31.5、40：额定短时耐受电流（kA） 口：相间距离（mm）JN15：150、165、180、200、210、220、230、250、275JN17：150、210、220、230、250、

23、275接地开关配柜需注意：型号、额定短时耐受电流、相间距离、操作方式（左、右）、软连接长度是否需加长（常规 L=240mm）、是否配传感器第35页，共106页。五、高压熔断器第36页，共106页。第37页，共106页。第38页，共106页。六、互感器 互感器属于特种变压器，分电流互感器和电压互感器。电流互感器： 将大电流转换成标准小电流（5A、1A），供测量、保护用。电压互感器： 将高电压转换成标准低电压（100V，220V），供测量、保护用。也可作电容器放电用、电源PT用。第39页，共106页。1.电流互感器（CT） 1.1 型号：LZZBJ9-10A CT型号含义大全 L:电流互感器 Z：

24、支柱式 Z:浇注式 B：带保护级 J：加强型 9:设计序号 10：额定电压（kV） A：结构代号 1.2 变比：一次电流/二次电流 二次电流：5A、1A；一次电流根据系统需求 变比：100/5、200/1、2000/5 复合变比：100200/5、200400/5 1.3 精度等级(根据互感器在回路中用途选) 0.5/10P10、0.2/0.5/10P20、0.5/5P10/5P10 测量级：0.2S、0.2、0.5S、0.5（S扩大测量范围计量用） 保护级：5P、10P，表示5%和10% P表示保护 准确限值系数：10、15、20、25、30（易被忽略）第40页，共106页。举例： 5P10

25、表示当一次过流10倍时，该绕组的复合误差5% 10P10表示当一次过流10倍时，该绕组的复合误差10% 10P15表示当一次过流15倍时，该绕组的复合误差10%1.4 额定输出容量（易被忽略） 设计院经常采用特殊CT额定输出容量，变相的达到指定互感器厂家和型号的目的。 开关柜结构设计时，须考虑CT的外形尺寸和安装尺寸第41页，共106页。1.5 电流互感器一次符号 或二次单线圈（0.5级） 二次双线圈（0.5/10P10）三线圈（0.2/0.5/10P10） 四线圈（0.2/0.5/10P10/10P10）第42页，共106页。一只CT 两只CT三只CT第43页，共106页。2.电压互感器(P

26、T) 2.1 型号：JDZ(X)10-3、6、10 PT型号含义大全 J:电压互感器 D：单相 Z:浇注式 X：带剩余电压绕组 10:设计序号 3、6、10：额定电压（kV） 2.2 变比 二次电压：100V ；一次电压根据系统电压 JDZ10-10： 10/0.1 10/0.1/0.22（V形接法） JDZX10-10：10/3/0.1/3/0.1/3 10/3/0.1/3/ 0.1/3/0.1/3 （星形Y和开口三角形接法） 2.3 精度等级 测量级：0.2、0.5（0.2为计量用） 保护级：3P、6P，P表示保护 第44页，共106页。 型号 变比 精度等级 JDZ10-10 10/0.

27、1 0.5级 JDZ10-10 10/0.1/0.22 0.2/0.5 JDZX10-10 10/3/0.1/3/0.1/3 0.5/6P JDZX10-10 10/3/0.1/3/ 0.1/3/0.1/3 0.2/0.5/6P2.4 额定输出容量 不同型号PT，额定输出容量不同； 相同型号PT，不同厂家，额定输出容量也可能不同；第45页，共106页。2.5 电压互感器一次符号一只PT两只PT第46页，共106页。三只PT二线圈 0.5/6P三只PT三线圈 0.2/0.5/6P第47页，共106页。四只PT（4只JDZX10-10）一次消谐功能PT一般情况下都要配熔断器，但当电容器放电PT和部

28、分供电局特殊要求的计量PT在一次回路不带熔断器第48页，共106页。3.零序电流互感器 3.1 型号：LXK-80(100、120、200) LX:零序电流互感器 K：开合式 80：内孔直径 3.2 变比：一次电流/二次电流 二次电流：1A 一次电流固定 变比：50/1 、 60/1 、 100/1 3.3 精度等级 保护级：1级、3级第49页，共106页。3.4 原理： 正常情况下，三相电流矢量和等于零，零序CT二次绕组无信号。 当发生接地故障或三相电流不平衡时，三相电流矢量和不等于零，零序CT二次侧输出信号，带保护元件动作，切断电源，达到接地故障保护目的。第50页，共106页。7.避雷器、

29、过电压保护器 用来限制过电压，使电力系统中电器设备免受大气过电压和内部过电压的危害。1.避雷器 复合外套金属氧化物避雷器第51页，共106页。根据使用场所不同分为：配电型（S）：保护相应电压等级的开关柜、变压器、箱式变、电缆头等有关配电设备免受大气和操作过电压损坏；电站型（Z）：保护发电厂、变电所中交流电器设备免受大气过电压和操作过电压的损坏； 电机型（D）：限制真空断路器或少油断路器投切旋转电机时产生的过电压，保护旋转电机免受操作过电压的损坏； 电容器型（R）：抑制真空断路器或少油断路器操作电容器组产生的过电压，保护电容器组免受操作过电压的损坏。 S型用于10KV配电线路（出线）， Z型用于

30、母线设备（PT柜）和主变10KV侧（进线）第52页，共106页。第53页，共106页。2.过电压保护器 三相组合式电缆护层保护器CEE SPA-2.8/7.5第54页，共106页。第55页，共106页。8.电缆插拔头第56页，共106页。第57页，共106页。九.微机保护 我公司常用的保护主要有有源保护、无源保护、分界开关控制器（看门狗或面板式FTU）；1.保护如：思创的ST200 ,ST266F,四方汇能的REP108,厦门高瑞特的YZ200B;2.无源保护如：思创的ST260N,ST260M,四方汇能的REP106,厦门高瑞特的YZ100;3.分界开关控制器如珠海凌晖的HFDR-140,珠

31、海许继的FDR-140PB,北京四方的CSC-276D;南瑞继保的PCS-9721CA;第58页，共106页。1.有源综合保护装置主要是针对环网柜系统应用而开发。 它具有三段相间过流保护、多种动作特性曲线的反时限过流保护、两段零序过流（接地）保护、多次重合闸、过电压、低电压保护及智能开关量输入功能，还具有多电量测量、遥控、遥信等监控功能。2.自供电微机保护装置（以下简称保护装置）是专门针对于环网柜系统应用而设计，是一个可由 CT 自供电的保护继电器，该保护装置带反时限和定时限保护特性，具备三段组合式过流和接地故障保护功能，特别为带有断路器和极小额定输出电流的配电盘使用。可应用于母线、线路、配电

32、变压器等保护场合。保护装置和专用的 CT 及低能量跳闸线圈 组成了一个联合保护系统。 保护装置结构紧凑，密封机箱，体积轻巧简单但性能可靠安全，抗干扰性能好，是免维护产品，可以选择自供电功能 （由电流互感器供电）， 免除因安装直流屏或UPS 而带来的额外负担，同时也提供辅助电源工作接口。第59页，共106页。3.第60页，共106页。第61页，共106页。十、故障指示器 短路接地故障指示器是配套安装在配电网络系统中的环网开关、电缆分支箱、箱变上，用于指示相应电缆区段的短路和单相接地故障的一种实时监测装置。 线路发生故障，工作人员可借助指示器的报警指示， 迅速确定故障区段，并找出故障点。同时， 报

33、警信息可实时发送到监控中心的服务器， 在监控电脑的屏幕上显示出故障所在的区域和具体位置， 引导巡线人员迅速确定故障区段并找出故障点。 该指示器为解决故障查找问题提供了最佳途径。 对提高工作效率，缩短停电时间，迅速恢复供电，提高供电可靠性和经济效益，有着十分重要的意义。 故障指示器主要有面板式EKL4，架空电缆型SFI-2,电缆型SFI-2C1第62页，共106页。十一、户内高压带电显示装置 带电显示装置，由三个传感器和一个带电显示器经导线连接组成。1.带电显示装置 型号：DXN8D-12/T7S（江山鑫源型号） D：高压带电 X：显示装置 N：户内 8D：设计序号 12：额定电压 Q：闭锁型 T：提示型选用强制型（Q）时，需注明二次电源电压。书写格式:A.带电显示装置，DXN8D-12/Q1S，1套 AC220V第63页，共106页。第三章 一次系统一、一次回路常用符号1、断路器固定式 手车式2、隔离开关/隔离手车隔离开关 隔离手车第64页，共106页。3、负荷开关/组合电器负荷开关 组合电器4、接触器固定式 手车式第65页，共106页。5、熔断器6、避雷