10KV開關柜課件幻燈片

[何富成]10KV開關柜二次控制器件分閘合閘防跳原理繼電保護章節(jié)10kv線路倒閘開關柜概述及常見故障高壓開關柜概述一、基本概念1.開關柜（又稱成套開關或成套配電裝置）它是以斷路器為主的電氣設備，是指生產(chǎn)廠家根據(jù)電氣一次主接線圖的要求，將有關的高低壓電器（包括控制電器、保護電器、測量電器）以及母線、載流導體、絕緣子等裝配在封閉的或敞開的金屬柜體內(nèi)，作為電力系統(tǒng)中接受和分配電能的裝置。高壓開關柜的作用高壓開關柜廣泛應用于配電系統(tǒng)，作接受與分配電能之用。既可根據(jù)電網(wǎng)運行需要將一部分電力設備或線路投入或退出運行，也可在電力設備或線路發(fā)生故障時將故障部分從電網(wǎng)中快速切除，從而保證電網(wǎng)中無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，高壓開關柜是非常重要的配電設備，其安全、可靠運行對電力系統(tǒng)具有十分重要的意義。高壓開關柜的分類結構高壓開關柜的分類類型鎧裝式

間隔式箱式各室間用金屬板隔離且接地，如KYN型和KGN型各室間是用一個或多個非金屬板隔離，如JYN型具有金屬外殼，但間隔數(shù)目少于鎧裝式或間隔式，如XGN型斷路器手車本身落地，推入柜內(nèi)；手車裝于開關柜中部，手車的裝卸需要裝載車。落地式中置式斷路器的置放中置式手車落地式手車KYN產(chǎn)品型號及含義柜體

開關柜的外殼和隔板采用敷鋁鋅鋼板，整個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，柜體采用組裝結構，用拉鉚螺母和高強度螺栓聯(lián)結而成，因此裝配好的開關柜能保持尺寸上的統(tǒng)一性。開關柜被隔板分成手車室、母線室、電纜室和繼電器儀表室，每一單元均良好接地。A-母線室

母線室布置在開關柜的背面上部，作安裝布置三相高壓交流母線及通過支路母線實現(xiàn)與靜觸頭連接之用。全部母線用絕緣套管塑封。在母線穿越開關柜隔板時，用母線套管固定。如果出現(xiàn)內(nèi)部故障電弧，能限制事故蔓延到鄰柜，并能保障母線的機械強度。A-母線室B-手車（斷路器）室C-電纜室D-繼電器儀表室B-手車（斷路器）室在斷路器室內(nèi)安裝了特定的導軌，供斷路器手車在內(nèi)滑行與工作。手車能在工作位置、試驗位置之間移動。靜觸頭的隔板（活門）安裝在手車室的后壁上。手車從試驗位置移動到工作位置過程中，隔板自動打開，反方向移動手車則完全復合，從而保障了操作人員不觸及帶電體。

絕緣套筒內(nèi)有真空滅弧室及觸頭上接線端子下接線端子手車式框架二次接線插頭斷路器按滅弧介質(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吹滅電弧的斷路器。SF6斷路器。利用SF6氣體來吹滅電弧的斷路器。真空斷路器。觸頭在真空中開斷、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熄滅電弧的斷路器。磁吹斷路器。在空氣中由磁場將電弧吹入滅弧柵中，使之拉長、冷卻而熄滅電弧的斷路器。操動機構：按操動機構所用操作能源的能量形式不同，操動機構可分為以下幾種：1、手動機構（CS）：指用人力合閘的操動機構。2、電磁機構（CD）：指用電磁鐵合閘的操動機構。3、彈簧機構（CT）：指事先用人力或電動機使彈簧儲能實現(xiàn)合閘的彈簧合閘操動機構。

彈簧操作機構由彈簧貯能、合閘維持、分閘維持、分閘4個部分組成，零部件數(shù)量較多，約200個，利用機構內(nèi)彈簧拉伸和收縮所儲存的能量進行斷路器合、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實現(xiàn)，而斷路器的合、分閘動作靠合、分閘線圈來控制，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關，不需太大的合、分閘電流。彈簧操作機構的優(yōu)點主要有：合、分閘電流不大，不需要大功率的操作電源；既可遠方電動儲能，電動合、分閘，也可就地手動儲能，手動合、分閘，因此在操作電源消失或出現(xiàn)操作機構拒絕電動的情況下也可以進行手動合、分閘操作；合、分閘動作速度快，不受電源電壓變動的影響，且能快速自動重閘；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，并使各種開斷電流規(guī)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，性價比優(yōu)。彈簧操作機構的缺點主要有：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，燒毀合閘線圈或行程開關；存在誤跳現(xiàn)象，有時誤跳后分閘不到位，無法判斷其合分位置；分閘速度特性較差。4、電動機機構（CJ）：指用電動機合閘與分閘的操動機構。5、液壓機構（CY）：指以高壓油推動活塞實現(xiàn)合閘與分閘的操動機構。6、氣動機構（CQ）：指用壓縮空氣推活塞實現(xiàn)合閘與分閘的操動機構。7、永磁機構：利用永久磁鐵進行斷路器位置保持，是一種電磁操動、永磁保持、電子控制的操作機構。C-電纜室電纜室內(nèi)可安裝電流互感器、接地開關、避雷器（過電壓保護器）零序互感器以及電纜等附屬設備，并在其底部配制開縫的可卸鋁板，以確保現(xiàn)場施工的方便。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(nèi)，安裝有端子排、微機保護控制回路直流電源開關、微機保護工作直流電源、儲能電機工作電源開關（直流或交流），以及特殊要求的二次設備。開關柜手車的三個位置工作位置試驗位置檢修位置

斷路器與一次設備有聯(lián)系，合閘后，功率從母線經(jīng)斷路器傳至輸電線路。

二次插頭可以插在插座上，獲得電源。斷路器可以進行合閘、分閘操作，對應指示燈亮；斷路器與一次設備沒有聯(lián)系，可以進行各項操作，但是不會對負荷側(cè)有任何影響，所以稱為試驗位置。斷路器與一次設備（母線）沒有聯(lián)系，失去操作電源（二次插頭已經(jīng)拔下），斷路器處于分閘位置。

二、開關柜聯(lián)鎖裝置開關柜具有可靠的聯(lián)鎖裝置，滿足五防的要求，切實保障了操作人員及設備的安全。a、斷路器手車在推進或拉出過程中，無法合閘；

b、斷路器手車只有在試驗位置或工作位置時，才能進行合、分操作而且在斷路器合閘后，手車無法從工作位置拉出；防止斷路器在合閘狀態(tài)推進或拉出負荷區(qū)。

c、僅當接地開關處在分閘位置時，斷路器手車才能從試驗位置移至工作位置；僅當斷路器手車處于試驗位置或柜外時，接地開關才能進行分、合閘操作；

d、接地開關處于分閘位置時，開關柜下門及后門都無法打開，防止了誤入帶電間隔。接地刀閘在分位時，開關柜盤后門被閉鎖桿橫向卡住不能打開開關柜盤后門與接地開關聯(lián)鎖示意圖e、斷路器手車在試驗或工作位置，沒有控制電壓時，可實現(xiàn)僅能手動分閘不能合閘。f、斷路器手車在工作位置時，二次插頭被鎖定不能拔出。

開關設備上的二次線與斷路器手車上的二次線的聯(lián)絡是通過手動二次插頭來實現(xiàn)的，二次插頭的動觸頭通過一個尼龍波紋收縮管與斷路器手車相連，二次靜觸頭座裝設在開關柜手車室的右上方。斷路器手車只有在試驗、斷開位置時，才能插上和解除二次插頭，斷路器手車處于工作位置時由于機械聯(lián)鎖作用，二次插頭被鎖定，不能被解除。開關柜二次插頭被鎖定示意圖常見故障和處理方法

斷路器拒絕合閘

斷路器拒絕跳閘

斷路器誤合閘

斷路器誤跳閘

常開(動合)按鈕電路符號SB1-1控制器件-按鈕常閉(動斷)按鈕電路符號SB復合按鈕：常開按鈕和常閉按鈕做在一起。復合按鈕SB常開(動合)按鈕電路符號SB常閉(動斷)按鈕電路符號SB復合按鈕：常開按鈕和常閉按鈕做在一起。復合按鈕SB1-2控制器件-按鈕常開（動合）觸頭常閉（動斷）觸頭電路符號S和QF電路符號S和QF用作電路的限位保護、行程控制、自動切換等。1-3控制器件-微動和輔助開關結構與按鈕類似，但其動作要由機械撞擊。繼電器和接觸器的工作原理一樣。主要區(qū)別在于，接觸器的主觸頭可以通過大電流，而繼電器的觸頭只能通過小電流。所以，繼電器只能用于控制電路中。

繼電器類型中間繼電器電壓繼電器熱繼電器（做過載保護）時間繼電器（具有延時功能）電流繼電器

……1-4控制器件-繼電器類型接觸器控制對象：電動機及其它電力負載。接觸器技術指標：額定工作電壓、電流、觸點數(shù)目。線圈KM常開常閉輔助觸頭－－用于控制電路（流過的電流小，無需加滅弧裝置）KM接觸器主觸頭－－用于主電路（流過的電流大，需加滅弧裝置）KM1-5控制器件-接觸器、繼電器有關符號1-6控制器件-時間繼電器類型瞬時動作常閉觸點常開觸點通電延時式常閉通電后延時斷開常開通電后延時閉合斷電延時式常閉斷電后延時閉合常開斷電后延時斷開1首先了解工藝過程及控制要求；2搞清控制系統(tǒng)中各電機、電器的作用以及它們的控制關系；3控制電路中，根據(jù)控制要求按自上而下、自左而右的順序進行讀圖或設計；4原理圖上所有電器，必須按國家統(tǒng)一符號標注，且均按未通電狀態(tài)表示；5繼電器、接觸器的電壓線圈只能并聯(lián)，不能串聯(lián)；6控制順序只能由控制電路實現(xiàn)，不能由主電路實現(xiàn)。

1-7控制器件-繼電接觸控制電路讀圖和設計中應注意的問題：L+L-INS1S2S3QA1QA12156SALRKA1XB4KCOSELPMLPMLSB1SB2KOQFQFHQKOQFQFOFFY1S9S8S2S31HL22HL23HL2MSELSELSELXB1XB2XB3QFWSKCOSELKA1IN2-1分閘合閘-初始狀態(tài)QA1斷開SA置于就地1、2接通開關在運行位置S9接通（試驗位置S8接通）儲能彈簧未儲能L+L-INS1S2S3QA1QA12156SALRKA1XB4KCOSELPMLPMLSB1SB2KOQFQFHQKOQFQFOFFY1S9S8S2S31HL22HL23HL2MSELSELSELXB1XB2XB3QFWSKCOSELKA1IN2-2分閘合閘-回路加電合上QA12-3分閘合閘-回路加電INS1S2S3QA1QA12156SALRKA1XB4KCOSELPMLPMLSB1SB2KOQFQFHQKOQFL+L-QFOFFY1S9S8S2S31HL22HL23HL2MSELSELSELXB1XB2XB3QFWSKCOSELKA1IN合上QA1Y1得電2-4分閘合閘-回路加電INS1S2S3QA1QA12156SALRKA1XB4KCOSELPMLPMLSB1SB2KOQFQFHQKOQFL+L-QFOFFY1S9S8S2S31HL22HL23HL2MSELSELSELXB1XB2XB3QFWSKCOSELKA1INS2閉合Y1得電2-5分閘合閘-回路加電INS1S2S3QA1QA12156SALRKA1XB4KCOSELPMLPMLSB1SB2KOQFQFHQKOQFL+L-QFOFFY1S9S8S2S31HL22HL23HL2MSELSELSELXB1XB2XB3QFWSKCOSELKA1INY1得電S2閉合綠燈亮2-6分閘合閘-儲能INS1S2S3QA1QA12156SALRKA1XB4KCOSELPMLPMLSB1SB2KOQFQFHQKOQFL+L-QFOFFY1S9S8S2S31HL22HL23HL2MSELSELSELXB1XB2XB3QFWSKCOSELKA1INS2閉合儲能電機得電Y1得電綠燈亮2-7分閘合閘-儲能中INS1S2S3QA1QA12156SALRKA1XB4KCOSELPMLPMLSB1SB2KOQFQFHQKOQFL+L-QFOFFY1S9S8S2S31HL22HL23HL2MSELSELSELXB1XB2XB3QFWSKCOSELKA1INS2閉合儲能彈簧拉伸中Y1得電綠燈亮2-8分閘合閘-儲能完成后INS1S2S3QA1QA12156SALRKA1XB4KCOSELPMLPMLSB1SB2KOQFQFHQKOQFL+L-QFOFFY1S9S8S2S31HL22HL23HL2MSELSELSELXB1XB2XB3QFWSKCOSELKA1INS2閉合儲能電機停轉(zhuǎn)S1閉合S3閉合S3斷開S2斷開黃燈亮Y1得電綠燈亮儲能完成進行合閘2-9分閘合閘-合閘中INS1S2S3QA1QA12156SALRKA1XB4KCOSELPMLPMLSB1SB2KOQFQFHQKOQFL+L-QFOFFY1S9S8S2S31HL22HL23HL2MSELSELSELXB1XB2XB3QFWSKCOSELKA1INS2閉合儲能電機停轉(zhuǎn)S1閉合S3閉合S3斷開S2斷開黃燈亮Y1得電綠燈亮合閘線圈得電KO綠燈滅QF2-10分閘合閘-真空開關合上后INS1S2S3QA1QA12156SALRKA1XB4KCOSELPMLPMLSB1SB2QFHQKOQFL+L-QFOFFY1S9S8S2S31HL22HL23HL2MSELSELSELXB1XB2XB3QFWSKCOSELKA1INS2閉合儲能電機停轉(zhuǎn)S3閉合S3斷開S2斷開黃燈亮Y1得電合閘線圈失電QF開關輔助接點變換紅燈亮QF斷開S1閉合QF閉合QF2-11分閘合閘-真空開關合上后機械能量釋放INS1S2S3QA1QA12156SALRKA1XB4KCOSELPMLPMLSB1SB2KOQFHQKOQFL+L-QFOFFY1S9S8S2S31HL22HL23HL2MSELSELSELXB1XB2XB3QFWSKCOSELKA1INS2閉合儲能電機運轉(zhuǎn)儲能S1斷開S3閉合S3接通S2接通黃燈滅Y1得電綠燈滅合閘線圈失電QF開關輔助接點變換紅燈亮QF接通斷路器合位指示燈亮QF2-12分閘合閘-儲能電機重新運轉(zhuǎn)儲能后INS1S2S3QA1QA12156SALRKA1XB4KCOSELPMLPMLSB1SB2KOQFHQKOQFL+L-QFOFFY1S9S8S2S31HL22HL23HL2MSELSELSELXB1XB2XB3QFWSKCOSELKA1IN儲能電機停轉(zhuǎn)S3斷開S2斷開QFS1接通黃燈亮QF2-13分閘合閘-分閘INS1S2S3QA1QA12156SALRKA1XB4KCOSELPMLPMLSB1SB2KOQFHQKOQFL+L-QFOFFY1S9S8S2S31HL22HL23HL2MSELSELSELXB1XB2XB3QFWSKCOSELKA1INQF按下SB2QF2-14分閘合閘-分閘中INS1S2S3QA1QA12156SALRKA1XB4KCOSELPMLPMLSB1SB2KOQFHQKOQFL+L-QFTQY1S9S8S2S31HL22HL23HL2MSELSELSELXB1XB2XB3QFWSKCOSELKA1INQFTQ得電開關分閘在開關合閘過程中分閘彈簧已經(jīng)被拉伸儲能。QF2-15分閘合閘-分閘后INS1S2S3QA1QA12156SALRKA1XB4KCOSELPMLPMLSB1SB2KOQFHQKOQFL+L-QFTQY1S9S8S2S31HL22HL23HL2MSELSELSELXB1XB2XB3QFWSKCOSELKA1INQFQF接通綠燈亮QF3-1防止開關跳躍原理S2S3QA1QA1PMLSB1KOQFHQKOL+L-10KV負載ABC按下SB110KV真空開關QFS2S3QA1QA1PMLSB1KOQFHQKOL+L-10KV負載ABC10KV真空開關HQ得電按下SB13-2防止開關跳躍原理KO4QFS2S3QA1QA1PMLSB1QFHQKOL+L-真空開關合上10KV負載ABCQF接通KO得電12QF斷開按下SB13-3防止開關跳躍原理QFS2S3QA1QA1PMLSB1KOQFHQKOL+L-真空開關合上10KV負載ABCQF接通KO得電KO1、4接通124QF斷開按下SB13-4防止開關跳躍原理QFS2S3QA1QA1PMLSB1KOQFHQKOL+L-10KV負載ABC124

同時由于機構或負載有故障。在操作時造成開關合不上或事故跳閘按下SB1時間過長或無法返回時3-5防止開關跳躍原理QFS2S3QA1QA1PMLSB1KOQFHQKOL+L-同時由于機構或負載有故障。在操作時造成開關合不上或事故跳閘10KV負載ABCQF斷開KO持續(xù)供電仍然保持回路接通124QF接通按下SB1時間過長或無法返回時HQ無法得到電壓，開關不能再次合閘，防止了開關的多次分合3-6防止開關跳躍原理QF4-1繼電保護-過流INS1S2S3QA1QA12156SALRKA1XB4KCOSELPMLPMLSB1SB2KOQFHQKOQFL+L-QFOFFY1S9S8S2S31HL22HL23HL2MSELSELSELXB1XB2XB3QFWSKCOSELKA1INQF速斷過流備用重瓦斯接點重瓦斯跳閘QF4-2繼電保護-過流INS1S2S3QA1QA12156SALRKA1XB4KCOSELPMLPMLSB1SB2KOQFHQKOQFL+L-QFOFFY1S9S8S2S31HL22HL23HL2MSELSELSELXB1XB2XB3QFWSKCOSELKA1INQF當線路電流和時間超過過流整定值時203204205206SEL205QF4-3繼電保護-過流INS1S2S3QA1QA12156SALRKA1XB4KCOSELPMLPMLSB1SB2KOQFHQKOQFL+L-QFOFFY1S9S8S2S31HL22HL23HL2MSELSELXB1XB2XB3QFWSKCOSELKA1INQF203204206SEL的205-206接通KCO得電SEL205QF4-4繼電保護-過流INS1S2S3QA1QA12156SALRKA1XB4KCOSELPMLPMLSB1SB2KOQFHQKOQFL+L-QFTQY1S9S8S2S31HL22HL23HL2MSELSELXB1XB2XB3QFWSKCOSELKA1INQF203204206SEL的205-206接通KCO得電KCO閉合TQ得電SEL205QF4-5繼電保護-開關跳閘INS1S2S3QA1QA12156SALRKA1XB4KCOSELPMLPMLSB1SB2KOQFHQKOQFL+L-QFOFFY1S9S8S2S31HL22HL23HL2MSELSELXB1XB2XB3QFWSKCOSELKA1INQF203204206SEL的205-206返回開關的輔助接點全部轉(zhuǎn)換綠燈亮紅燈滅斷路器合位指示燈滅KCO失電KCO斷開QF3-6繼電保護-速斷INS1S2S3QA1QA12156SALRKA1XB4KCOSELPMLPMLSB1SB2KOQFHQKOQFL+L-QFOFFY1S9S8S2S31HL22HL23HL2MSELSELSELXB1XB2XB3QFWSKCOSELKA1INQF當線路電流和時間超過速斷整定值時SEL的203-204接通動作過程用過流203204205206QF4-7繼電保護-重瓦斯INS1S2S3QA1QA12156SALRKA1XB4KCOSELPMLPM