高压开关柜与二次回路详解

【微共享】高压开关柜与二次回路详解(图片用搜狗搜寻吧〕机电人脉5月27日开关柜〔又称成套开关或成套配电装置〕据电气一次主接线图的要求，将有关的凹凸压电器〔包括掌握电器、保护电器、测量电器〕安排电能的装置。开关柜构造：开关柜由固定的柜体和可抽出部件〔简称手车〕两大局部组成。〔一〕柜体：开关柜的外壳和隔板承受敷铝锌钢板，整个柜体不仅具有精度高、抗腐蚀与氧因此装配好的开关柜能保持尺寸上的统一性。开关柜被隔板分成手车室、母线室、电缆室和继电器仪表室，每一单元均良好接地。A-固定。假设消灭内部故障电弧，能限制事故集中到邻柜，并能保障母线的机械强度。B-手车〔断路器〕室位置之间移动。静触头的隔板〔活门〕安装在手车室的后壁上。手车从试验位置移动到工作体。C-电缆室电缆室内可安装电流互感器、接地开关、避雷器〔过电压保护器〕以及电缆等附属设备，并在其底部配制开缝的可卸铝板，以确保现场施工的便利。D-继电器仪表室继电器室的面板上，安装有微机保护装置、操作把手、仪表、状态指示灯〔或状态显示器〕储能电机工作电源开关〔直流或沟通〕，以及特别要求的二次设备。〔量、调整和保护的低压设备〕,常见的有如下设备：继电器；2.电度表；3.电流表；4.电压表；5.功率表；6.功率因数表；7.频率表；8.熔断器；9.空气开关；10.转换开关；11.信号灯；12.电阻；13.按钮；14.微机综合保护装置等等。高压真空断路器，开关柜左侧面图：A、母线室；B、断路器室；C、电缆室；D、继电器室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〔集合、安排电能〕；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〕。C.电缆室包括：电流互感器〔测量出线线电流值，为电流表、计量装置、保护装置等供给电流信号〕出线高压电缆〔出线侧通过高压电缆与用电负荷连接〕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，是接地刀闸。压。B.手车室手车轨道〔供手车在柜内移动时的导向和定位用〕〔相应翻开或闭合，形成隔室间有效的隔离〕手车式断路器本体：①手车底盘〔/工作位置移动，以及协作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，具体操作在后面会具体介绍〕,将移动摇杆插入后，顺时针为将断路器推动，逆时针为将断路器摇出。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，推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展分合闸操作〕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，进展手动储能〕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，假设不插上，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DCS对断路器进展分合闸操作〕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局部〕综保装置：综合保护测控装置，其将保护功能、自动装置及远动功能综合在一个装置中，该装置即所谓的“四合一”保护〔保护、遥测、遥控、遥信〕。装置外观：对话界面〔液晶显示屏〕，循环显示装置信息、保护模拟量、测量模拟量的各测量值；“运行”“通讯”“动作”“告警”“合位”“分位”表示信号灯光指示状态；运行：装置正常运行时，该灯闪耀；灯长亮或长灭表示装置已停顿运行不能正常工作。CAN通讯正常时，该灯长亮，长灭表示装置通讯已停顿否则断路器合闸回路闭锁无法操控；告警：装置保护告警信号指示灯；分位：装置跳闸回路监视信号指示灯；合位：装置跳闸回路监视信号指示灯；复归：用于对“动作”“告警”灯和保护动作信号的复归。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。备等的电源投退，电源有沟通、直流。母线、电压小母线。〔直流系统馈线盘→馈线盘小空开→高压柜内直流总空开1K、2K→直流小母线→段上各开关柜内直流小空开〕，6kV、10kV共用该段的柜顶直流小母线，1K、2K在6kV电源进线断路器柜继电器仪表室内。380V工作段来〔380V工作段抽屉开关→高压室柜内沟通总空开5K→沟通小母线→段上各开关柜内沟通小空开〕，6kV、10kV共用该段的柜顶沟通小母线，K5在6kV电源进线断路器柜继电器仪表室内。电压小母线：为单个开关柜内综保装置供给电压信号，其总电源从该段母线PT柜二次回路〔PTPT二次绕组小空开→电压小母线→段上各开关柜内直流小空开〕。柜顶各小母线的送电应在母线送电前完成，正常运行中不允许断电。二次回路接线端子排，二次设备线缆相互连接的枢纽。联锁〔机械联锁，电气联锁〕开关柜设有完善的联锁构造，以保证操作本身的正确和操作者的人身安全。〔一〕手车位置与断路器〔组合电器〕的联锁1、只有当手车上的断路器〔组合电器〕处于分闸状态时，手车底盘车内阻挡手车移动的联锁才能解锁，手车才能离开断开位置／试验位置或工作位置。2同时手车底盘车内阻挡断路器〔组合电器〕合闸的联锁才能解锁，断路器〔组合电器〕才能合闸。3、当手车处于中间位置时，断路器〔组合电器〕的电气合闸回路和合闸机械传动系统均被闭锁，断路器〔组合电器〕不能合闸。〔二〕手车位置与接地开关的联锁1、只有当手车处于断开位置／试验位置或移开位置时，手车阻挡开关柜接地开关关合的联锁才能解锁，这时开关柜的接地开关才能合闸。2、接地开关处于合闸状态时，接地开关操作轴上的联锁构造将阻挡手车移动，以使手车不能向工作位置推动。〔三〕手车位置与二次插头的联锁手车进入柜内后，二次插头与手车位置之间应有以下联锁。1、只有当手车处于断开位置／试验位置时才能插拔二次插头。2、手车离开断开位置／试验位置后，在向工作位置推动的过程中和到达工作位置以后，不能拨开二次插头。〔四〕接地开关与电缆室盖板间的联锁：室的后封板封闭时接地开关才可以分闸。真空断路器的四个电气状态：储能指示黄灯亮，“远方/就地”转换开关在“远方”位，断路器出线连接电气设备已受电运行，测控装置有设备运行参数显示。/就地”转换开关在“远方”位，综保装置指示电源电压正常，0，断路器可随时依据运行需要合闸，使设备投入运行。冷备用状态：指断路器手车在试验位置、分闸状态，二次电源断开，“远方/就地”转换开关在“0”位，掌握面板各指示灯及综保装置均无显示，断路器及其所接负荷回路良好，可值。真空断路器的相关操作及留意事项：将断路器从手车室内拉出至检修小车上的操作：前提：断路器处于冷备用状态〔置、二次插件取下，翻开手车室柜门〕①.预备检修小车：检查检修小车完好，各部件结实，将检修小车推至需要拉出的断路器手车室前；②.使检修小车定位杆对准开关柜上的定位孔，推动检修小车靠近柜体，使检修小车上锁勾环应到达检修小车上的锁扣位置。将断路器从检修小车推入至开关柜手车室内的操作：前提：断路器处于分闸状态，断路器三相上、下触头完好清洁，试验短接线已撤除，经检测量各项值合格，手车室内清洁无杂物。①.将检修小车缓慢推至需要推入的断路器手车室前；②.使检修小车定位杆对准开关柜上的定位孔，推动检修小车靠近柜体，使检修小车上锁勾盘锁环应到达手车室的锁扣位置，并锁牢。此时断路器手车已处于试验位置。真空断路器所接负荷的绝缘测量：电气设备安装完成初次使用前、长期冷备用后、电气设备一次回路有过检修的等状况下，在送电前需测量该电气设备的绝缘电阻值，用以确认该电气设备一次回路具备送电条件。测量绝缘电阻值前，必需确定设备处于冷备用状态，在断路器出线侧测量。真空断路器所接电气设备绝缘电阻测量操作原则：核对确认测量设备→将设备断路器转至冷备用→核对确认测量设备后柜门→按兆欧表使用标准依次测量出线侧A相对地、B相对地、C相对地，AB相间、AC相间、BC相间绝缘值，并记录好。电气设备进展绝缘值测量时的留意事项：①确认测量设备，防止误入带电间隔；②设备开关必需在冷备用状态时才允许测量，测量前确认设备回路上无人工作；③测量前对设备充分放电，防止设备残留电荷伤人；④按兆欧表使用标准进展测量〔的放电规定等〕；⑤按规定佩戴好绝缘手套，测量时留意和带电设备保持安全距离；测量前务必确认出线侧，防止电源侧、出线侧混淆，测量时兆欧表“E端”应接在配电柜地线排或接地良好的金属柜上，不允许使用零线与“E端”连接作为接地点。高压开关柜正常使用条件：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,外表氧化作用加剧;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,,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。1000米；95%，月平均值不大于90%；8度；其它条件：没有火灾、爆炸危急、严峻污染、化学腐蚀及猛烈振动的场所。本段课件局部取材于互联网，王凯。以某工程高压开关柜为例。高压开关柜二次回路：10kV配电系统在电力系统中的重要位置。10kV配电系统是电力系统中发电、变电、输电、配电和用电等五个环节的一个重要组成局部10kV配电系统的正常运行，必需正确地设置继电保护装置对其保护。路器跳闸或发出信号的一种装置。继电保护装置的构成：常规继电保护装置由单个继电器或继电器与其附属设备的组合构成。种不同原理和类型继电保护装置去保护。性，并最大限度地保证供电的安全和不连续。继电保护装置的根本要求：选择性、速动性、灵敏性、牢靠性。限过电流保护、反时限过电流保护、电流速断保护、过负荷保护和零序电流保护等。按GB50062-2023《电力装置的继电保护和自动装置设计标准》规定：对3~66kV电力线路，应设相间保护、单相接地保护和过负荷保护。相间保护：〔1〕35kV及以下的单侧电源供电线路常承受三段式电流保护装置。障局部。优点：动作时间比较准确，整定简洁缺点：所需继电器数量较多，接线简单，且一般直流操作电源，需设置直流屏，投资较大，靠近电源处保护装置动作时间较长。组成：Ⅰ段：瞬时电流速断保护；Ⅱ段：限时电流速断保护；Ⅲ段：定时限过电流保护。工作原理图：AB1的第一段为瞬时电流速断保护，它的保护范围是线路AB首端的一局部〔类似L1〕，(红色)tⅠ,它由电流继电器和中间继电器的固定时间打算的〔继电器：0.04~0.08秒，断路器：0.06~0.15秒〕；其次段为电流速断保护，它的ABBC的一局部〔L2〕，其动作时限为(红色)tⅡ=(绿色)tⅠ+△t；〔△t0.5秒〕AB的主保护；ABBC的全部〔L3〕，动作时限为〔红色〕tⅢ=(绿色)tⅢ+△t；BCQF2AB的过电流保护ABAB〔定时限过电流保护〕保护起后备保护作用，成为近后备保护。接线原理图：承受两相不完全星形接线方式，图中K1、K2、K7、K10〔粉色回路〕构成继电保护装置的第一段保护，即瞬时电流速断保护；K3、K4、K8、K11〔黄色回路〕构成继电保护装置的其次段保护，即限时电流速断保护；K5、K6、K9、K12〔青色回路〕构成继电器掉牌，从而知道哪段保护曾动作过，以便分析故障的或许范围。作为Ⅰ段，过电流保护作为第Ⅱ段。GL-15系列感应式电流继电器构成的过电流保护。特点：在同一线路不同点短路时，由于短路电流不同，因而保护具有不同的动作时限路靠近电源端短路时，短路电流较大，动作时限较短。感应式电流继电器动作原理：1的磁极分为两局部，在其中一局部加短路环2④，另一局部不加，〔从短路环包围的截面下穿出来的磁通Φ1，滞后于无短路环的截面下穿出来的磁通Φ2，它们在时间上有相位差ψ〕这样的不同的两个磁通穿过铝盘3时，便在铝盘上产Mem⑤。当继电器中的电流到达感应元件动作电流⑥的20%~30%时，在铝盘上产生的电磁力矩即可Mf，铝盘缓缓转动。—继电器的正常状态。当电流等于或大于感应元件的动作电流时，铝盘上的电磁力矩Mem〔相应的作用力为F1〕6Mbrk〔F2〕都增大，在F1F23418MrslMrsl5Mel41878啮合。7823109101的气隙减小，直至衔铁被吸下，横担9冲上去使触12接通，继电器动作。当参加继电器的电流超过感应元件动作电流的2~8109冲上12接通，继电器马上动作。—继电器瞬时动作。工作原理图：WL11WL22；12Iact.1Iact.2Iact.1>Iact.2；Id.k2t2.k，见图中A点；为了保证动作的选择性，在Id.k作用1t1.kt2.k大一个时限级差△t(△t0.7秒)〔左：总归式原理图〕反时限电流保护接线原理图〔右：开放式原理图〕流入相应的电流继电器KA1~KA2中，由于这个电流大于电流继电器的动作电流，所以，电流继电器起动；经过肯定延时后〔反时限特性〕，相应电流继电器的常开触点先闭合，紧接QFSLT被“去分流〔红色回路〕”而励磁，操作机构动作，断路器跳闸，切除短路故障。在继电器KA去分流跳闸的同时，其信号牌掉的旋钮手动复位。合，常闭触点后断开，即构成一组“先合后断的转换触点”。失电返回，不起保护作用。接成开口三角的二次绕组接过电压继电器，系统正常运行时，开口三角处电压接近于0，继100V的零序电压，使电压继电器动作，发出报警的灯光信号和音响信号，即预报信号小母线得电；成Y0的二次绕组中的三只电压表测得相电压，当一次电路某一相发生接地故障时，电压互感器二次侧对应相的电压表指零，其他两相的电压表读数则上升到线电压。指零电压表所在相即发生单相接地故障相线的关心装置。依据GB/T50063-2023《电力装置的电测量仪表装置设计标准》：1、指针式测量仪表测量范围的选择，宜保证电力设备额定值指示在仪表标尺的2/3处；2、1200V及以上的线路，1200V以下的供电、配电和用电网络的总干线路应测量沟通电流；3、各电压等级的沟通主母线应测量沟通电压；4、中性点非有效接地系统的主母线，宜测量母线的一个线电压和监测绝缘的三个相电压；5、3kV及以上输配电线路和用电线路应测量有功功率和无功功率；电能计量联合接线盒：依据GB/T50063-2023《电力装置的电测量仪表装置设计标准》：电能表的电流和电压回路应分别装设电流和电压专用试验接线盒；电能计量装置二次回路中的电能计量联合接线盒的作用是将互感器引出的的二次线经电能计量联合接线盒的接线端的端子串并联后再接到电能表的接线端子；电能计量联合接线盒适用于单相照明和各种电压等级的三相有功、无功电能计量联合接线；现场校验、用电检查及更换电能表供给必要条件；安装：电能计量联合接线盒应安装在电能计量柜的内部，一般安装在电能表位置的正下方，与电能表底部的距离为不影响现场检测或用电检查时的安全操作为原则。〔可移动〕开；图：为三相四线制接线依据GB/T50063-2023《电力装置的电测量仪表装置设计标准》：1315kVA及以上的计费用户的电能计量装置，应为Ⅲ类电能计量装置；2、Ⅲ类电能计量装置要求电压互感器的准确度等级不应低于0.5级(0.2级,二次额定负载不低于40VA)，电流互感器的准确度等级不应低于0.5S级〔经研院要求0.2S，二次20VA)；3、中性点非有效接地系统的电能计量装置宜承受三相三线的接线方式；4、1200V及以上的线路，1200V以下网络的总干线应计量有功电能；5、10kV及以上的线路应计无功电能；测量回路接线：依据GB/T50063-2023《电力装置的电测量仪表装置设计标准》：1、沟通电流回路：电流互感器二次电流回路的电缆芯线截面，5A4m㎡,1A的计量回2.5m㎡,2.5m㎡；接〔经研院要求：四线颜色分开，A相电流承受粉、灰二色，C相电流承受蓝、黑二色〕；2、沟通电压回路：电压互感器的二次绕组应有一点接地。对于中性点有效接地或非有效接地系统，星形接V形接线的电压互感器主二次绕组应承受B相一点接地；电压互感器二次电压回路的电缆芯线截面，一般计量回路不应小于4m㎡其他测量回路2.5m㎡；仪表装置安装条件：依据GB/T50063-2023《电力装置的电测量仪表装置设计标准》：1、测量仪表装置宜承受垂直安装，表中心线向各方向的倾斜角度不应大于1度，测量仪表装置的安装高度应符合以下要求：1200~2023mm;电能表室内应为800~1800mm〔经研院要求：电能表安装高度距地600~1800mm〕，1200mm；计量箱底边距地面室内不应小于1200mm1600mm。回路解析：沟通电流保护回路：〔触点断开〕，回路导通，过流脱扣器励磁，断路器跳闸，实现过流保护。沟通掌握回路：电压互感器供给沟通操作电源供电压小母线，掌握回路串有熔断器保护。⑴储能回路：断路器承受弹簧操作机构，电机储能，按下旋钮HK，电动机储能，储能完毕后，BD亮，表示电机储能完成。KK合闸位置触点5-8DL1DL24516-13触点接通,HD亮，表示跳闸回路良好，为分闸作预备,因红灯串有限流电阻，所以回路电流很小，故此时跳闸线圈不动作。KK6-7闭合，断路器常开关心触DL2TQDL1在断路器跳闸状态下为常态是闭合的；转换开关松开手时，手柄自动复归90度，到分闸后位置，即11-10触点接通,LD,因绿灯串有限流电阻，所以回路电流很小，故此时合闸线圈不动作。负荷监控跳闸回路：当超负荷时，负荷触点FK闭合，跳闸线圈导通，断路器跳闸。DL3在断路器跳闸状态下为常态是闭1-3和19-17触点是导通的，则事故音响信号小母线得电；端子排是实现屏内设备与外部掌握电缆连接的中间导电器件。端子种类及用途电流端子：是指电力系统中，连接CT到表计的端子。特点是：为测试便利，该端子可在端子上不拆线分断和连接。试验端子：用于电流互感器二次绕组出线与仪表、继电器线圈之间的连接，可以在此端子上接入试验仪表，对回路进展试验；连接型试验段子：用于在端子上需要彼此连接的电流试验回路；电压端子，是指电力系统中，连接PT到表计的端子。特点是：内部一般有一个熔断器。一般端子：连接电气装置不同局部的导线；连接端子：用于回路分支或合并时，端子间进展连接用；终端端子：用于端子排的终端或中间，固定端子或分隔各安装单位；标准端子：用于很便利需要断开的回路；特别端子：可在不松动或不断开已接好的导线状况下断开回路；注：电压端子确定不允许代替电流端子。缘由是电压端子的熔断器在熔断时，使CT开路，会造成过电压，格