HGIS安装使用说明手册Word格式文档下载.docx
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光纤电缆连接
出口型
E-PASS
MWB电磁型互感器
双层密封进口继电器
原装进口航空接头
通用型
POSSIBLE
优质国产电磁互感器
热渡锌无封钢管
单层密封进口继电器
推广型
PASSPORT
国产操作机构
合金焊接铝管
热渡锌普通钢管
进口继电器
国际品牌航空接头
传统型
WEB
普通电磁互感器
热渡锌角钢
单层密封进优质继电器
国产航空插头
普及型
CAR
单层密封普通国产继电器
普通户外插头
2.使用环境条件
●安装类型:
户外/户内
●海拔高度:
不超过3000m
●环境温度:
—25℃~+40℃【注1】
●日温差:
大于25℃
●相对湿度:
日平均不大于95%
月平均不大于90%
●风压(风速不大于34m/s):
700Pa
●阳光辐射(IEC60694):
≤1000W/m2
●抗地震加速度(IEC61166):
水平≯0.25g,垂直≯0.125g
●防护等级:
(IEC60529):
IP54
●空气污秽程度:
不超过GB5582-1993中的Ⅲ级
●覆冰厚度:
10mm
【注1】用于高寒地区时需采取措施防止SF6低温液化。
3.技术参数
3.1断路器额定参数
3.1.1SF6组合电器断路器额定参数
序号
项目
单位
参数
1
额定电压
kV
145
2
额定工频耐受电压(1min)(干、湿)
对地
230
断口间
265
3
额定雷电冲击耐受电压
550
630
4
SF6零表压时的工频耐受电压(5min)
109
5
额定频率
Hz
50
6
额定电流
A
2500
7
首开极系数
出线短故障1.5;
失步故障2.5
8
额定短路开断电流
kA
40
9
额定短路关合电流
100
10
额定短时耐受电流
11
额定峰值耐受电流
12
额定短路持续时间
s
13
额定失步开断电流
14
额定近区故障开断电流
30、36
15
额定线路充电开断电流
50C1级
16
额定操作顺序
O-0.3s-CO-180s-CO
17
分闸时间
ms
30±
18
合闸时间
80±
19
开断时间
≤100
20
合分时间
21
主回路电阻
μΩ
≤110
22
额定六氟化硫气体压力(20℃表压)
MPa
0.60
23
报警/闭锁压力(20℃表压)
0.55/0.50
24
SF6气体年漏气率
%
≤0.5
25
气体水分含量
μL/L
≤150
26
机械寿命
次
≥6000
27
无线电干扰电平
μV
在92kV电压下,无线电抗干扰电压≤500
28
局部放电试验
在174kV电压下,局部放电量≤5pC
爬电距离
mm
3150
对地
29
每台充入六氟化硫气体质量
kg
50~70
3.1.2真空组合电器断路器额定参数
126
2000
出线短故障1.5
31.5
80
24、28
0.40
0.35/0.30
≥10000
30
断路器符合GB1984-2003《交流高压断路器》和IEC56《高压交流断路器》的要求。
断路器以SF6气体为绝缘和灭弧介质,采用自能灭弧原理,配用CT30型弹簧操动机构,具有开断能力强,操作功小,可靠性高的特点。
3.2断路器储能电机为交直流两用电机,主要技术参数见下表
电机型号
HDZ-26005A
额定输出功率(W)
600
额定电压(V)
220AC/DC
额定电流(A)
2.8
正常工作电压范围
80%~110%Ue
额定工作电压储能时间(S)
<15
电动机空载转速(R.P.M)
500
3.3合闸线圈技术参数
-220
-110
3.3
额定功率(W)
440
330
20℃时线圈电阻(Ω)
110±
33±
1.6
工作电压范围
80﹪~110﹪Ue
3.4分闸线圈技术参数
5.8
638
19±
65﹪~120﹪Ue,小于30﹪Ue
连续3次操作不得分闸
3.5隔离开关和接地开关部分额定参数
接地开关
额定绝缘水平
1min工频耐受电压(有效值)kV
断口
雷电冲击耐受电压(峰值)kV
控制和辅助回路1min工频耐受电压
(有效值)
开合母线转换电流
1600
5000
3±
0.1
极间分、合闸同期差(不大于)
3.6隔离/接地开关电动机操动机构主要参数
项目
单位
参数
触头型式
3工位
V
220/110(DC/AC)
额定输出功率
W
140
1.4
起动电流
机构输出转轴角
度
-45~+45
动触头行程角度
45±
动触头插入距离
10±
4.结构与工作原理
4.1断路器本体结构与工作原理
4.1.1SF6断路器本体结构与工作原理
HGISM0型气体绝缘金属封闭式组合电器断路器属于以SF6气体为灭弧和绝缘介质高压开关设备。
断路器采用三相铝合金罐式结构,为户外设计。
三相配用一个弹簧操动机构,居中布置,三相连动,故外观新颖精致。
断路器以SF6气体为绝缘和灭弧介质,运行时断路器三极SF6气体应连通,并采用指针式密度继电器对其压力和密度进行监控。
由于采用自能灭弧原理,且在断路器运动系统中进行了优化设计,故有效地提高了机械效率,最大限度地降低了操作功。
断路器由安装在共用框架上的三相构成,通过传动装置三相互机械连接。
三相由安装在同一框架上的1个弹簧操作机构CT30操作。
断路器各相间为管路连接,为独立罐体。
配置了带电接点的密度表:
密度表具有温度补偿系统,反映20℃时的压力,当环境温度变化而引起SF6气体压力变化时,控制器不会动作。
只有当SF6气体泄漏引起气体压力变化时,控制器才会发出报警及闭锁信号。
当气体压力下降到0.55MPaabs时,发出补气报警信号。
当气体压力下降到0.50MPaabs时,发出气体闭锁信号同时禁止断路器合闸。
断路器配置了电加热器,当温度下降到-25℃时自动通电,温度升到-19~-22℃时自动断电。
断路器的操作原理是以灭弧机制为基础的:
即利用电弧自身的热能“自动”产生的压力差促使SF6气体流动熄灭电弧。
断路器合闸由操作机构合闸弹簧提供动能,分闸由断路器分闸装置的弹簧提供动能。
4.1.2真空断路器本体结构与工作原理
真空断路器是以真空灭弧实现开断故障电流。
断路器的外部结构相似于上述SF6断路器。
三相内部均采用2支真空灭弧室串联,两侧分别通过永磁机构实现分合闸操作。
4.2断路器灭弧原理
4.2.1SF6断路器灭弧原理
图1灭弧原理
当断路器接到分闸命令后,以气缸、动弧触头、拉杆等组成的刚性运动部件在分闸弹簧的作用下向下运动。
在运动过程中,静主触指先与动主触头(即气缸)分离,电流转移至仍闭合的两个弧触头上,随后弧触头分离形成电弧。
在开断短路电流时,由于开断电流较大,故弧触头间的电弧能量大,弧区热气流流入热膨胀室,在热膨胀室内进行热交换,形成低温高压气体;
此时,由于热膨胀室压力大于压气室压力,故单向阀关闭。
当电流过零时,热膨胀室的高压气体吹向断口间使电弧熄灭。
在分闸过程中,压气室内的气压开始时被压缩,但达到一定的气压值时,底部的弹性释压阀打开,一边压气,一边放气,使机构不必要克服更多的压气反力,从而大大降低了操作功(见图1B)。
在开断小电流时(通常在几千安以下),由于电弧能量小,热膨胀室内产生的压力小。
此时压气室内的压力高于热膨胀室内压力,单向阀打开,被压缩的气体向断口处吹去。
在电流过零时,这些具有一定压力的气体吹向断口使电弧熄灭(见图1C)。
4.2.2真空断路器灭弧原理
在真空断路器分断瞬间,由于两触头间的电容存在,使触头间绝缘击穿,产生真空电弧。
由于触头形状和结构的原因,使得真空电弧柱迅速向弧柱体外的真空区域扩散。
当被分断的电流接近零时,触头间电弧的温度和压力急剧下降,使电弧不能继续维持而熄灭。
4.2.3真空断路器可控开断
在目前的中高压系统中,开关的分、合闸相位是随机和不确定的,因而在关合空载变压器、电容器和空载线路时,常常会产生幅值很高的过压和涌流,这样对电力系统运行和电气设备的性能带来负面影响,具体表现为电气设备寿命减少,电气设备的绝缘击穿、故障和损坏,继电保护的误动,二次边的电子控制元件功能失常,电能质量降低等。
智能同步开关就是控制三相高压开关的触头在电网电压电流的特定相位分合,以减少投入操作产生的涌流和过电压的幅值,提高电能质量和系统稳定性,延长开关的使用寿命和检修周期。
实现开关的同步分合首先必须准确检测出三相电压电流的过零点时刻,并以此作为开关同步控制的时间基准,一旦接到分合闸指令,同步控制转置就以最近时刻的电压电流零点为基准,经过预先计算设置好的延时后发出控制命令,驱动操作电路对开关的触头进行操作,以使得三相触头在接下来的电压或电流过零点时刻完成操作。
同时智能同步开关不仅具备普通开关的各种保护功能,而且还可以实现对电路进行监测、调节、控制、保护等,可以实时显示电路中的各种电气参数电流、电压、功率及功率因数等,能够提供各种保护功能,并对各种保护功能的动作参数进行显示、设定和修改,能够反映系统及开关的当前工作状态。
故障电流可控开断原理图
真空断路器可控开断的主要目的是采用故障电流可控开断技术,控制断路器触头分离时刻,使得开断过程中电弧电流经过最佳燃弧时间(接近最小燃弧时间)过零,从而减少触头平均燃弧时间和峰值电弧电流,有效提高断路器的开断能力,减少触头烧损。
同步开断要求在理想状态的电流零点时,触头达到额定开距,实现故障电流的同步开断,因此,故障可控开断是可靠地完成故障电流过零点的检测、计算以及时给出触发信号,使触头分离时刻应能稳定控制在电流过零点前
时刻,对应达到临界开距的最小燃弧时间。
真空断路器实现过零点开断的主要目的如下:
(1)减小断路器触头的磨损;
(2)提高断路器的开断能力;
(3)降低断路器的机械应力;
(4)促进新的开断技术发展,使真空开关向高电压等级发展。
开断电流时,触头的电磨损量与开断电流的关系可表示:
其中
为触头的磨损率;
为常数,与触头等材料有关,开断的燃弧时间为
。
由此式可知,同长燃弧时间相比,短燃弧时间输入间隙能量少、开关触头磨损少,电弧熄灭后间隙金属蒸汽扩散快,恢复时间短。
控制断路器的燃弧时间同样也可以提高断路器的开断能力,在电力系统中开断容性负荷、开断大电流以及提高铁道牵引供电系统的可靠性都有很重要的意义。
而在断路器使用寿命中成为主要问题的,是由于高频度分合所造成的触头及操作机构可动部件的机械磨损,与分合大故障电流时由于电弧能、热能引起的触头的电气损蚀。
如果可控开断方案能够准确确定故障电流的特性,可以根据不同的开断电流特定调节触头分离的速度及分闸时间调整断路器的操作力,将减小对断路器结构的负担,降低断路器的机械应力。
采用可控开断过程中电弧能量节省
当系统发生短路故障后,可控断路器根据故障电流模型预测电弧熄灭时电流零点,在确认继电保护装置分闸命令后,延迟等待twait控制断路器动触头在最佳时刻分离,从而使得断路器在经过最佳燃弧时间后开断故障电路。
故障电流可控开断在不影响系统故障切除时间条件下,选择最佳时刻控制断路器动触头分离时刻,减少断路器的燃弧时间和输入触头间隙的电弧能量,从而延长断路器电寿命和提高断路器的短路电流开断能力。
4.3操动机构
4.3.1CT30弹簧操动机构
4.3.1.1产品主要用途和性能
本机构具有电动储能和手动储能两种方式,分合闸操作有远控和就地分合闸电动操作和手动操作两种。
本机构借助专用工装可进行慢分、慢合操作。
手动储能采用17mm六角套筒、加长杆和棘轮扳手固定到弹簧机构棘爪轴端部顺时针旋转进行。
4.3.1.2弹簧操动机构结构及工作原理
机构结构截面图、机构箱见图2。
主要由机构架、分(合)闸弹簧、储能电机、缓冲器、分(合)闸电磁铁以及凸轮、棘轮、大(小)拐臂、分(合)闸保持掣子、活塞杆、轴、销子等零部件组成,并通过机械传动实现三相机械联动。
断路器的合闸操作是由机构储能的合闸弹簧来进行的,合闸完后,分闸弹簧被压缩。
分闸操作时,释放分闸弹簧来完成分闸过程。
既能达到远距离电控,又能就地手控。
电气控制作为一个独立单元进行布局,辅助开关与行程开关可提供24对接点供断路器使用。
为满足户外安装的需要,机构箱采用不锈钢材料制作,防锈螺丝安装,接口处均有优良密封圈进行密封。
本机构最大特点是:
设计思路先进合理,结构简单,性能可靠,运行维护量少,操作噪音小。
图2机构截面图
4.3.1.3工作原理
图3-a分闸操作(合闸位置、合闸弹簧储能)
图3-b合闸弹簧储能(合闸位置合闸弹簧释放)图3-c合闸操作(分闸位置合闸弹簧储能)
合闸弹簧储能(见图3-b)
弹簧机构出厂时和机构与断路器装配完成以及机构合闸操作完成后,合闸弹簧3-5处于释放状态(图3),棘爪轴3-17通过伞齿轮与电机相联,断路器合闸到位后,电机接通启动,对合闸弹簧进行储能。
操作步骤:
储能时,电机带动棘爪轴3-17逆时针旋转,偏心的棘爪轴3-17上的两个棘爪3-16在棘爪轴的传动中交替推动棘轮3-2,使棘轮逆时针旋转,带动拉杆使合闸弹簧3-5压缩储能;
当合闸弹簧压缩到位时,储能轴3-4由合闸弹簧3-5给以逆时针方向的旋转力矩,此力矩通过B销被储能保持掣子3-6锁住,完成合闸弹簧储能。
4.3.1.5分闸操作(见图3-a)
弹簧机构在合闸位置且分闸弹簧3-3与合闸弹簧3-5均已储能。
小拐臂3-14和大拐臂3-18受分闸弹簧3-3逆时针方向的力矩,此力矩被分闸保持掣子3-13和分闸挚子3-12锁住。
分闸电磁铁3-10的线圈接受分闸信号后带电,分闸电磁铁的动铁芯吸合,启动铁心3-11动作,带动分闸导杆冲动分闸掣子3-12;
分闸掣子3-12向顺时针方向旋转,释放分闸保持掣子3-13;
分闸保持掣子顺时针方向旋转,并释放A销;
拐臂3-14和3-18受分闸弹簧3-3的推动,向逆时针方向旋转,拐臂3-18通过与其联结的拉杆等传动部件,使断路器灭弧室动、静触头快速离开,断路器分闸;
同时拐臂3-14将分闸保持挚子3-13压下,使机构处于分闸状态。
4.3.1.6合闸操作(见图3-c)
弹簧机构在分闸位置,合闸弹簧3-5已储能。
由于合闸弹簧中心线与储能轴的经向中心线不重合储能轴3-4承受联接在棘轮3-2上的合闸弹簧3-5逆时针方向的力矩,此力矩被储能保持掣子3-6和合闸挚子3-7锁住。
合闸电磁铁3-8接受合闸信号后带电,合闸电磁铁的动铁芯吸合,带动分闸导杆冲击掣子3-9动作,冲击合闸挚子3-7;
合闸掣子3-7顺时针方向旋转,同时释放储能保持掣子3-6;
储能保持掣子3-6逆时针旋转释放B销,棘轮3-2在合闸弹簧力的作用下逆时针方向旋转并带动棘轮轴3-4旋转,使凸轮3-1推动拐臂3-14顺时针方向旋转,并带动拐臂轴3-15上的拐臂3-18顺时针方向旋转,同时压缩分闸弹簧3-3储能;
拐臂3-18带动拉杆使断路器本体快速合闸,同时分闸弹簧3-3被压缩储能,以备分闸操作,合闸操作完成后,电机再次对合闸弹簧储能,机构恢复到图3-b状态,A销再次被分闸保持掣子3-13锁住。
4.3.1.7手动储能
通过手动储能手柄(附件)和棘轮扳手固定到弹簧机构棘爪轴的端部,顺时针旋转棘轮扳手既可手动储能。
操作时请用手按住分闸电磁铁,使销子与合闸保持掣子脱离后再进行手动操作。
4.3.1.8自动重合闸
机构在合闸储能状态见图3-a,给出重合闸信号,分闸弹簧释放能量使断路器分闸,已储能的合闸弹簧释放能量使断路器合闸。
合闸完成后,同时分闸弹簧被压缩储能,带动断路器再次分闸,自动重合闸完成。
4.3.1.9与断路器联接后的调试
与断路器联接完成后,按图4检查凸轮间隙;
按图5检查分闸电磁铁的间隙及行程:
按图6检查合闸电磁铁的间隙及行程。
确认合格后方可进行机械特性试验。
图4凸轮间隙图
图5分闸电磁铁间隙及行程
图6合闸电磁铁间隙及行程
4.3.2永磁操动机构
1.固定板2.动铁芯3.合闸线圈4.永磁体5.分闸线圈6.连杆
图7永磁操动机构图
当断路器处于合闸位置时,动铁芯在最上端,线圈中无电流通过,永久磁铁利用动、静铁芯提供的低磁阻通道将动铁芯保持在合闸位置,而不需要任何机械闭锁。
当有动作信号时,分闸线圈中流过电流,动、静铁芯中的磁场由线圈产生的磁场与永磁磁场叠加而成,向下的力超过向上的力,动铁芯在合成磁场力的作用下,完成断路器的分闸动作;
反之,动作亦相同。
4.4隔离/接地开关结构与工作原理
HGISM0型气体绝缘金属封闭式组合电器可在线路侧和母线侧配置附加隔离/接地开关。
附加隔离开关安装在本体上面的球形金属罐内,也属于三工位开关。
其电动操作机构安装在一侧边相上,通过拉杆驱动三相刀闸操作。
附加隔离/接地开关的接地开关可设置在开关内部(联络间隔用)或外部(进出线间隔用)。
线路隔离/接地开关的主要组成部分见图8。
1.动触头2.断路器侧静触头3.旋转绝缘子4.旋转绝缘子屏蔽罩5.盖板
6.观察窗7.密封圈8.机构侧盖板9.轴承
图8HGISM0型隔离/接地开关
4.5隔离/接地开关用操作机构的结构与工作原理
4.5.1概述
SG05.1型电动操作机构作为HGIS开关装置的配套设备,能通过连杆驱动动触头顺时针或逆时针旋转一定角度,实现隔离合闸、分闸、接地合闸操作,紧急情况下可用摇柄进行手动操作,且电动和手动的功能互为闭锁。
电动机构利用位置指示器指示主触头位置。
注意:
SG05.1型操作机构有手动操作和电动操作两种操作方式,手动操作为设备厂家调试隔离/接地开关时用,为了安全,非厂家人员不能进行手动操作。
刀闸机构主要部件构成:
传动原理介绍:
4.5.2基本技术性能和要求
整套机构长期运行于户外,可适应最低温度-40℃、最高温度+40℃、相对湿度90%、海拔不超过1000米的环境条件,防护等级为IP68,正常的工作寿命要
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