高压开关柜结构及工作原理-(1)

中、低压柜的结构及工作原理倒闸操作山西国锦煤电有限公司孙晓轩内容纲要1、高压开关柜的结构2、高压开关柜的五防闭锁高压开关柜结构我厂6kV配电装置的小车开关设备采用中山市明阳电器有限公司生产的KYN28A型铠装移开式金属封闭开关设备。主要用在3～10千伏三相交流，50Hz系统的成套配电装置主要由两部分组成，一部分为真空断路器的手车式开关柜（带辅助小车），另一部分为由熔断器和真空接触器（F-C）组成的手车式开关柜（带辅助小车）。高压开关柜结构真空断路器与F-C开关的区别：真空断路器：1、有储能电机；2、容量大；3、成本较高；4、1000KW及1250KVA以上的厂变F-C（熔断器和真空接触器）开关：1、无储能电机；2、容量较小；3、适合频繁操作；4、1000KW以下的设备；5、成本较低高压开关柜结构一、结构概述：型号含义：KYN28A-12-□---□K--铠装柜;Y--移开式;N--户内28A-12--设计序号;□---□--一次方案号和环境特征号高压开关柜结构结构：高压开关柜结构图中：A---母线室B---断路器手车室C---电缆室D---继电器仪表室1.1—泄压装置；1.2控制小线槽1—外壳；2—分支小母线；3—母线套管；4—主母线；5—静触头；6—触头盒；7—电流互感器；8—接地开关；9—电缆；10—避雷器；11—接地母线；12—装卸式隔板；13—隔板（活门）；14—二次触头；15—断路器手车；16—加热装置；17—可抽出式水平隔板；18—接地开关操作机构；19—电缆封板。高压开关柜结构开关柜的柜体为组装式结构，开关柜不靠墙安装。柜体分四个单独的隔室：手车室、主母线室、电缆室、继电器仪表室。柜体外壳防护等级IP42,各小室间防护等级IP2X。高压开关柜结构手车室：手车由开关柜的主元件和推进用底盘车组成。手车在柜体内有断开位置/试验位置和工作位置，每一位置都分别有定位装置，以保证联锁可靠，必须按联锁防误操作程序进行操作。手车当需要移开柜体时，用一只专用转运车，就可以方便取出，进行各种检查、维护。高压开关柜结构断路器手车上装有真空断路器及其它辅助设备。当手车用运转车运入柜体断路器室时，便能可靠锁定在断开位置/试验位置；而且柜体位置显示灯便显示其所在位置。而且只有完全锁定后，才能推动推进机构，将手车推向工作位置。手车到工作位置后，推进手柄即摇不动，其对应位置显示灯便显示其所在位置。手车的机械联锁能可靠保证手车只有在工作位置或试验位置，断路器才能进行合闸；而且手车只有在分闸状态，断路器才能移动。高压开关柜结构手车室：高压开关柜结构断路器隔室两侧安装了轨道，供手车在柜内由断开位置/试验位置移动滑行至工作位置。静触头盒的隔板（活门）安装在手车室的后壁处。当手车从断开位置/试验位置移动到工作位置过程中，上、下静触头盒上的活门与手车联动，同时自动打开；当反方向移动时活门则自动闭合，直至手车退至一定位置而完全覆盖住静触头盒，形成有效隔离，同时由于上、下活门不联动，在检修时，可锁定带电侧的活门，从而保证检修维护人员不触及带电体。在断路器室门关闭时，手车同样能被操作。通过上门观察窗，可以观察隔离室内手车所处位置、合、分闸显示、储能状况。。高压开关柜结构主母线室：高压开关柜结构主母线室贯穿联接相邻两柜，用装在柜侧壁隔板上的母线套管支撑固定。全部母线用热缩绝缘套管封闭。主母线和联络母线采用矩形截面的铜排，分支母线直接联接于静触头盒和主母线之间。如果出现内部故障电弧，柜侧壁的隔板和母线套管能有效防止事故向邻柜蔓延。高压开关柜结构电缆室：高压开关柜结构本开关柜具有较大的电缆室空间。电流互感器、接地开关、避雷器等电气元件布置在电缆室内。高压开关柜结构继电器仪表室：继电器仪表室：高压开关柜结构高压开关柜结构继电器仪表室内安装继电保护元件、仪表、带电监测指示器及各种二次设备。仪表室的后下部留有通信电缆孔可方便通过柜与柜间的通信电缆。继电器仪表室内的二次开关：控制电源、储能电源、装置电源、加热器电源、室内照明电源、温湿度控制器电源等高压开关柜的工作原理泄压装置：在断路器手车室，母线室和电缆室的上方均设有泄压装置。当断路器或母线发生内部故障电弧时，泄压金属板将自动打开，释放压力和排泄气体，以确保操作人员和开关柜的安全。高压开关柜结构及工作原理接地装置：在电缆室内单独设有10*40mm2的接地铜排，贯穿相邻两柜，并与柜体良好接触，供直接接地的元器件使用。由于整个柜体用敷铝锌版相栓接，整个柜体处于良好接地状态，保证运行操作人员触及柜体安全。高压开关柜结构及工作原理高压开关柜的五防闭锁二、联锁：高压开关柜的“机械联锁”是确保设备和人身为“金属封闭式开关设备应具有：防止安全、防止误操作的重要措施。《3～5kV交流金属封闭开关设备》（GB3906-91）中对此作了明确规定，此国家标准把“联锁”描述带负荷分、合隔离开关（隔离插头）；防止误分、误合断路器、负荷开关、接触器（允许提示性）；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；防止在带电时误合接地开关；防止误入带电隔室等功能”，上述五项防止电气误操作的内容，简称“五防”。“五防”装置一般可分为机械、电气和综合三类。一、防止误操作联锁装置：。a.仪表室门上装有提示性的按钮或者KK型转换开关，以防止误合、误分断路器。b.断路器手车在试验或工作位置时，断路器才能进行合分操作，而且在断路器合闸后，手车无法移动，防止了带负荷误推拉断路器。高压开关柜的五防闭锁高压开关柜的五防闭锁c.仅当接地开关处在分闸位置时，断路器手车才能从试验/断开位置移至工作位置。仅当断路器手车处在试验/断开位置时，接地开关才能进行合闸操作（接地开关可带电压显示装置）。这样实现了防止带电误合接地开关及防止了接地开关处在闭合位置时关合断路器。d.接地开关处于分闸位置时，下门及后门都无法打开，防止了误入带电间隔。。高压开关柜的五防闭锁e.断路器手车确实在试验或工作位置，而没有控制电压时，仅能手动分闸，不能合闸。f.断路器手车在工作位置时，二次插头被锁定不能拔除。g.各柜体可装电气联锁高压开关柜的工作原理二、二次插头与手车的位置联锁开关设备上的二次线与断路器手车的二次线的联络是通过手动二次插头来实现的。二次插头的动触头通过一个尼龙波纹伸缩管与断路器手车相连，二次静触头座装设在开关柜手车室的右上方。断路器手车只有在试验/断开位置时，才能插上和解除二次插头，断路器手车处于工作位置时由于机械联锁作用，二次插被锁定，不能被解除。由于断路器手车的合闸机构被电磁铁锁定，断路器手车在二次插头未接通之前仅能进行分闸，所以无法使其合闸。高压开关柜的五防闭锁高压开关柜的五防闭锁三、接地开关与电缆室盖板间的联锁：只有当接地开关处于合闸状态时，开关柜的下门或电缆室的后封板才能打开。也只有在电缆室的后封板封闭时接地开关才可以打开。高压开关柜的五防闭锁四、F-C开关熔断器与接触器之间的联锁：F-C开关熔断器与接触器之间的电气联锁：三相熔断器的任何一相（或两相或三相同时）熔断时，撞击器射出的顶杆将推动断相杆运动，压下行程开关，这时将使合闸状态的接触器分闸，接触器的合闸回路被断开。直到所有故障恢复正常后才能进行接触器的合闸操作。高压开关柜操作三、手车的操作：手车位置：断路器手车或其他元件手车在柜内有三个位置：断开/试验位置；工作位置；中间位置（试验位置到工作位置之间的任意位置）。高压开关柜操作进车操作：手车由柜外推进柜内时，应使用专用的转运车。进车时柜门开启应大于90°。将装有断路器的转运车推至柜前，使转运车定位杆对准开关柜上的定位孔，推动转运车靠近柜体，使转运车上锁钩勾在柜体上，调节转运车托盘下的调节螺母，使转运车的轨道与柜体轨道相连接。进车前确认断路器已分闸。进柜时需先用人力将手车推到试验位置。配通用型底盘车时，离开断开/试验位置前，此时右手可将进出车摇把插入操作孔顺时针旋转，当断路器走完规定行程后，摇把转不动时，完成进车操作。高压开关柜操作从工作位置抽出手车：从工作位置抽出手车前，必须确认断路器已处于分闸状态。如果断路器未分闸，抽出手车之前必须先将断路器分闸。配通用型底盘车时，离开工作位置前，右手将进出车摇把插入操作孔，逆时针旋转手车至试验位置。摇把完成出车操作。高压开关柜操作从柜内抽出手车：由柜内抽出手车时，应使用专用的转运车。出车时柜门开启大于90度，将未装断路器的转运车推至柜前，使转运车定位杆对准开关柜上的定位孔，推动转运车靠近柜体，使转运车上锁钩勾在柜体上，调节转运车托盘下的调节螺母，使转运车轨道与柜体轨道相连接。出车前确认活门已完全关闭，拔下二次插头，用人力将手车抽出柜外。高压开关柜操作断路器的分、合闸：一般情况下，不需要人直接进行断路器的合、分闸操作。手车面板上设有手动按钮，供调试人员在调试断路器时使用。断路器手车面板上仅设有手动分闸按钮（电保持没有），断路器的合闸需靠电动，供调试人员在调试断路器时使用。开关柜面板上设有供操作者在紧急情况下对断路器进行分闸操作的紧急分闸装置。紧急情况下直接按动分闸按钮，就可使断路器分闸。高压开关柜操作分、合接地开关：接地开关的操作轴端在柜体右前部。接地开关的操作应使用厂家提供的专用操作手把。进行接地开关合闸操作前首先确认手车已退到试验位置或移出柜外，查看带电显示器的指示确认电缆不带电，确认柜体的后盖板没有打开，确认接地开关处于分闸状态。将专用操作手把插入接地开关的操作轴轴端，顺时针转动操作手把约90°，就可完成接地开关的合闸操作。接地开关合闸后，挡板操作孔的弯板将被锁住不复归。进行接地开关分闸操作前首先确认柜体的后盖板已经完全盖好，确认接地开关处于合闸状态。将专用操作手把插入接地开关的操作轴轴端，逆时针旋转操作手把约90°，就可完成接地开关的分闸操作。此时档操作孔的弯板复归挡住操作孔。高压开关柜操作四、断路器动作原理：储能动作：由储能电机或手动储能部件输出扭矩通过单向滚针轴承带动链轮转动，再经链条带动链轮转动，从而驱动储能轴上的挂簧拐臂顺时针转动拉长合闸弹簧，达到储能的目的。当合闸弹簧储能到位后，能量由储能保持擎子与滚轮保持。同时拨板带动储能指示牌，指示储能到位。高压开关柜结构及工作原理分、合闸动作：合闸动作：储能到位后，按手动合闸按钮推动手动合闸弯板转动，或合闸电磁铁动作，推动电动合闸弯板转动，经轴带动储能保持擎子转动，从而解除了储能保持擎子与滚轮的约束，合闸弹簧的能量释放带动合闸凸轮作顺时针方向转动，通过二级四连杆传动机构及绝缘拉杆带动真空灭弧室的动导电杆向上运动，完成合闸动作。高压开关柜操作分闸动作：合闸动作完成后，按手动分闸按钮推动脱扣弯板转动，或分闸电磁铁动作，推动脱扣弯板转动，带动分闸半轴顺时针方向转动，半轴对分闸二级脱扣部分的约束解除，在绝缘拉杆内的触头碟簧和分闸拉杆作用下，带动真空灭弧室的动导电杆向下运动，完成分闸动作。高压开关柜操作操动机构断路器的弹簧储能式操动机构布置在断路器的前半部，分为合闸单元、分闸单元、传动部分和辅助单元。合闸单元：合闸单元的主体是弹簧储能机构。储能轴的两侧是挂有合闸弹簧的挂簧拐臂，储能轴上安装有链轮、输出合闸动力的驱动凸轮等。装在储能轴和合闸线圈下部的电机通过链条带动安装在大户能轴上的链轮，拉伸合闸弹簧从而储存合闸所需能量。机构合闸时，合闸弹簧储存的能量通过驱动凸轮及专用的连杆传递到断路器主回路，完成合闸操作。高压开关柜操作分闸单元：分闸单元的主体是合闸保持机构。合闸保持机构的一端与断路器的传动主轴发生关系，通过这一关系实现断路器合闸状态的有效保持。合闸保持机构的另一端是一个二级脱扣机构，当断路器分闸时，脱扣机构使得合闸保持机构解体，完成断路器的分闸操作。高压开关柜操作传动部分：传动部分是断路器连接操动机构和灭弧室的传动部分，主要包括传动主轴、四连杆传动机构、分闸弹簧、分闸缓冲器等结构件，传动部分负责把断路器操动机构的驱动输出传递给灭弧室的动导电杆，并实现规定的机械特性参数。辅助单元：