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1、ABB35KVGIS柜培训重点讲解 宝丰烯烃110kv变电所和动力二期发电机升压站的35kv开关都采用GIS开关设备 由厦门ABB开关有限公司生产型号为 ZX2气体绝缘金属封闭开关柜 GIS全称气体绝缘组合电器设备 GasInsulatedSwitchgear 主要把母线 断路器 CT PT 隔离开关 避雷器都组合在一起 一 GIS的概念 小型化 因采用绝缘性能卓越的六氟化硫气体做绝缘和灭弧介质 所以能大幅度缩小变电站的体积 实现小型化 可靠性高 由于带电部分全部密封于惰性SF6气体中 大大提高了可靠性 此外具有优良的抗地震性能 安全性好 带电部分密封于接地的金属壳体内 因而没有触电危险 SF
2、6气体为不燃烧气体 所以无火灾危险 4杜绝对外部的不利影响 因带电部分以金属壳体封闭 对电磁和静电实现屏蔽 噪音小 抗无线电干扰能力强 5安装周期短 由于实现小型化 可在工厂内进行整机装配和试验合格后 以单元或间隔的形式运达现场 因此可缩短现场安装工期 又能提高可靠性 6维护方便 检修周期长 因其结构布局合理 灭弧系统先进 大大提高了产品的使用寿命 因此检修周期长 维修工作量小 而且由于小型化 离地面低 因此日常维护方便 二 GIS的特点 SF6六氟化硫为无色 无味 不燃烧 无电抗性的 相对无毒 仅有窒息性的液化气体 纯品基本无毒 是已知化学安定性最好的物质之一 其惰性与氮气相似 它具有极好的
3、热稳定性 纯态下即使在500 以上也不分解 SF6具有卓越的电绝缘性和灭弧特性 相同条件下 其绝缘能力为空气 氮气的2 5 3倍以上 灭弧能力为空气的100倍 SF6热传导性能是空气的2 5倍 室温和2 2MPa压力下 可液化并储存于特殊气瓶中 SF6六氟化硫 GIS室发生SF6泄漏的危害GIS室内空间较封闭 一旦发生SF6气体泄漏 流通极其缓慢 毒性分解物在室内沉积 不易排出 从而对进入GIS室的工作人员产生极大的危险 而且SF6气体的比重较氧气大 当发生SF6气体泄漏时SF6气体将在低层空间积聚 造成局部缺氧 使人窒息 另一方面SF6气体本身无色无味 发生泄漏后不易让人察觉 这就增加了对进
4、入泄漏现场工作人员的潜在危险性 泄露气体伤害后主要症状 1 呼吸系统 刺激呼吸道 打喷嚏 咽部干燥 有烧灼感 继而呼吸不畅 胸闷气短 严重时呼吸困难 喉头水肿 溃烂 2 眼部 流泪 怕光 烧灼感 充血 水肿 3 皮肤 瘙痒 皮疹 接触处可能有红肿 4 消化道 吞咽困难 恶心 呕吐 腹痛 5 神经系统 突然头痛 头昏 全身软弱无力 感觉抑郁 严重会惊厥 抽搐 休克 猝倒 昏迷 1960年高压GIS技术应用在中压制造领域 1970年三相共箱技术应用在中压制造领域 充气柜出现 1990年环保型充气柜在欧洲推广 2000年不充气开关柜进入中国 三 GIS的发展里程 中压C GIS第1代产品 1G 19
5、60s高压GIS技术应用于中压制造领域 中压C GIS第1代产品 1G 1970s三相共箱技术应用于中压制造领域 充气式开关柜出现 中压C GIS第2代产品 2G 三相共箱柜式现场充气式开关柜普及 80S 代表产品 ABBZV2 AlstomWS 及Toshiba等公司产品 第二代产品在上世纪90年代受到环保限制 尤其是主要开关研发制造策源地 欧盟签署了联合国发起的 京都议订书 后 ABB于1999年宣布淘汰ZV2 中压C GIS第3代产品 3G 三相共箱柜式现场不充气开关柜受到欢迎 90S 代表产品 ABBZX系列 1996年及以后 SiemensNxplus 1999年 GIS厂商介绍目前
6、GIS国外生产厂家主要有ABB 东芝 三菱 日立 西门子 阿尔斯通 阿海珐 Areva 集团等 国内生产厂家有西安西开高压开关厂 平高集团 西安高压电器研究所电器制造厂 泰开集团有限公司 正泰电气股份有限公司 上海西门子高压开关有限公司 厦门ABB华电高压开关有限公司 江苏现代南自电气有限公司 湖北永鼎开关有限公司 天水长城开关厂等 目前合企生产的GIS占国内市场相当人的份额 如占550kV断路器和GIS市场的80 占252kV断路器和GIS市场的50 占126kv断路器和GIS市场的30 四 ZX2开关柜 一 ZX2气体绝缘中压开关柜结构特点 ZX2的含义 Z表示金属铠装 X表示气体绝缘 2
7、表示序列号 ZX2开关柜采用全金属进行封闭 共分为母线室 断路器室 电缆室和二次接线及断路器操作机构室 这种开关柜最大特点就是SF6气体绝缘 其绝缘性能好 令开关柜更为紧凑 体积小 更适合于地铁 变电所这种由于受到环境限制的地方 开关柜内的设备众多 主要有ZX2气体绝缘开关柜本体 VD4真空断路器 三工位开关 电流电压组合式传感器 REF615开关柜馈线保护测控装置 RED670线路差动保护装置 PST 645U变压器保护测控装置 PSC 641U电容器保护测控装置 3 ZX2开关结构 绝缘气体 ZX2 1250A单母线柜 宽 深 高 mm 600 1710 2300 ZX2 插接式电缆头 Z
8、X2 气体密度传感器 三工位开关 母线室内的三工位开关 三工位开关常用于全封闭组合电器 GIS 或复合电器 PASS 中所谓三工位是指三个工作位置 1隔离开关主断口接通的合闸位置 2主断口分开的隔离位置 3接地侧的接地位置 三工位 三工位开关其实就是整合了隔离开关和接地开关两者的功能 并由一把刀来完成 这样就可以实现机械闭锁 防止主回路带电合地刀 因为一把刀只能在一个位置 而不象传统的隔离开关 主刀是主刀 地刀是地刀 两把刀之间就可能出误操作 而三工位隔离开关用的是一把刀 一把刀的工作位置在某一时刻是唯一的 不是在主闸合闸位置 就是在隔离位置或接地位置 传统的GIS中 隔离开关和接地开关是两个
9、功能单元 使用电气联锁进行控制 现在最新设计就是使用三工位隔离开关 避免了误操作的可能性 传感器 传感器是测量中压电力系统中监视和保护所需的电流和电压的一种新的解决办法 通过引入传感器解决 其工作原理 对电流和电压检测分别用ROGOWSKI线圈和阻性或容性分压器 一般说来 它们与常规的感应互感器同时代的 直到现在 由于通用的电子继电器的引入 才有可能利用传感器的优点 原理 电流的测量是基于ROGOWSKI线圈原理 ROGOWSKI线较就是所谓的空线圈 与电流互感器的二次绕组一样 是一个围绕一次导体没有铁芯的环形线圈 但是 从ROGOWSKI线圈给出的信号不同于CT的输出 1 一个具有铁芯的并且
10、几乎短路二次绕组的电流互感器的输出 是一个电流信号 这就是所谓的二次电流与一次电流成正比 2 一个具有其空芯并且开路的ROGOWSKI线圈的输出信号是一个电压信号 这就是所谓的电压与一次电流的导数成正比 由于在ROGOWSKI线圈中没有铁芯 所以不会出现饱和 因此 在整个电流范围直到最大电流 输出都是线性的 额定电压 35KV额定电流1250A额定频率 50Hz动稳定电流 峰值 63KA热稳定电流 3S 25KA一次母线动稳定电流 峰值 63KA分 合闸机构和辅助回路的额定电压 DC220V 2 开关柜一次设备主要额定参数 3 绝缘水平 对地 相间及普通断口工频耐压值 85KV隔离断口间的绝缘
11、工频耐压值 95KV对地 相间及普通断口冲击耐压值 峰值 185KV隔离断口间的绝缘冲击耐压值 峰值 215KV 4 防护等级 高压部分箱体 IP65机械操作及低压部分箱体 IP4X 5 绝缘气体密度 GIS在绝缘气体的额定密度下运行 SF6气体的额定运行压力为1 3Bar 绝对压力 报警压力为1 2Bar 绝对压力 最小可运行压力为1 0Bar 绝对压力 非正常运行 释放压力为2 2Bar 绝对压力 额定运行压力下的气体密度为 7 89g dm 最小运行密度为6 07g dm 一个大气压 ZX2与以往普通开关柜的区别 相关的电气 机械联锁如下 当断路器处于合闸状态 柜内手动操作三工位开关的活
12、页将无法打开 当三工位开关的活页打开时 断路器无法合闸 三工位开关在中间位置时 活页无法关闭 当辅助电源故障以及三工位开关处于中间位置时 断路器无法合闸 当断路器合闸时 接地开关无法分闸 当断路器合闸时 接地开关无法合闸 当断路器分闸时 隔离开关无法合闸 ZX2与以往开关柜最大的不同 在于接地开关位置位于断路器上方 所以若开关柜为馈线回路 则对其馈电回路进行检修接地的操作票的操作流程 应为合闸接地开关 合闸断路器 关闭断路器及接地开关控制回路MCB 这一点需要在制定35kV操作票中明确 另外ABB规定35kV的ZX2的PT不能带电投退 这点规定需要ABB技术人员进一步明确 五 ZX2开关主要元
13、器件的参数 1 断路器 断路器型式 固定式真空断路器额定电压 35KV额定电流 1250A额定频率 50Hz最高工作电压 40 5KV额定短路开断电流 25KA合闸时间 60 95ms开断时间 40 90ms合闸速度 0 8 1 1m s分闸速度 1 2 2 0m s触头开距 14 1 5 1mm操作机构 类型 弹簧操动机构操作电压 DC220V操作功率 250W辅助接点 采用定位准确 无机械磨损 完全避免接点粘连的双比特位置传感器 并可通过REF542 输出可扩展的无源接点信号 机械寿命 30000次电寿命 额定短路电流开断次数 50次额定电流开断次数 10000次 2 三位置隔离开关 型式
14、 三极 电动 手动操作辅助触点 位置传感器及1对干触点 3 EVCI36型组合式电流 电压传感器 互感器型式 环氧树脂浇注式二次侧信号 80A 150mV240A 150mV640A 150mV准确等级 完全线性1 0级 4 差动保护电流互感器 互感器型式 环氧树脂浇注式二次侧电流 1A准确等级 10P20额定负荷 5VA 线圈 5 电压传感器 装于母线上 传感器型式 环氧树浇注式额定初级电压 35KV 3次边额定电压 1 75V 3准确等级 完全线性1 0级接线方式 Y Y Y 六 ZX2开关柜的操作 1 断路器配有储能电机 储能由储能电机自动执行 分闸和合闸由智能型控制 保护单元REF54
15、2 plus来选择 合 分的操作应在控制小室门关闭时进行 观察位置指示器 紧急情况操作指南 1 若储能电动机损坏 则应手动储能 打开控制小室门1 1将储能手柄8 9插入8 8 反复上下运动 约25次 直至指示出已储能状况储能完成时 储能机构自动脱扣 储能手柄的进一步操作无效 断路器储能状况指示器图例 2 断路器合闸状态下 若失去控制电压 可使用机械的 分闸 按钮使分闸 2 三工位开关2和隔离开关19带电动操动机构 分 合闸操作通过智能型控制 保护单元来实现 控制小室门关闭时 才允许进行合 分操作 通过LCD显示器5 1或控制单元观察开关状态 安装于三工位开关操动机构3的传感器19到32可检测下
16、列开关位置 隔离开关 Q1的分闸或合闸 接地开关 Q5的分闸或合闸 隔离开关20的传感器33和34可检测下列开关位置隔离开关 Q2的分闸或合闸 紧急情况下操作指南开关操作过程可用手动操作代替电动 打开控制小室门在紧急手动操作前 首先分断相关微型空气开关 F101或F102 操作手柄插入操作轴内 三工位开关 Q1 Q5 假如三工位开关在隔离位置 如隔离开关和接地开关分闸 隔离开关顺时针转动约24次 接地开关逆时针转动24次即可合闸 若从母线联接位置到达接地开关合闸位置 或者相反情况 当手柄操作至隔离位置时必须取出手柄后再重新插入才能继续操作 隔离开关 Q2 顺时针方向转动24次 关合隔离开关 逆时针方向转动24次 断开隔离开关 3 操作次数计数器和开关位置指示器 每次分合闸操作完成后 操作次数计数器自动累加 分合闸操作完成时 面板LCD窗口内的位置指示器将显示相应的开关位置
