6KV电机高压柜控制原理

6KV氢压机讲解
一、图纸综述
1）测量保护回路
5n
1-1
图 1-1 为交流电流回路，该线路为高压柜保护电流回路和测量电流回路，其中测量回路中PC为电度表，IT为电流变送器。

保护和测量回路电流信号都到综保5n，测量回路的电流信号主要用于用于综保的实时检测，用以故障时的电流查询及电流实时走向图（该图在后台电脑可以查询），保护回路的电流信号主要用于综保内保护回路的计算，用以实时电流值与综保保护内整定值比较，进行逻辑判断保护是否动作。

（主要用于中央配高压室高压电机的电流速断保护和过负荷保护）
2）零序检测回路
5n
1-2
图1-2 为零序电流回路，在三相四线电路中，三相电流的相量和等于零，即零序电流为零。

高压电机的三相电缆同时穿过零序电流互感器，三相平衡时感应电流为零。

当电路中发生接地故障或三相不平衡时，穿过零序电流互感器的三相电流相量和不等零，。

这样零序电流互感器二次线圈中就有一个感应电流，此电流加于检测部分的电子放大电路，与保护区装置预定动作电流值相比较，如大于动作电流，即使灵敏继电器动作，作用于执行元件跳闸。

（主要用于中央配高压室高压电机的零序过流保护，该保护投入的是告警） 3）交流电压回路
1-3
图1-3 为交流电压回路。

它主要用以电压保护作用，PC 为电度表，5n 为综保,1ZK 为电压空开。

其中YMa 、YMb 、YMc 、YML 、YMN 为本段母线电压互感器电压
小母线，其线电压为100V ，引自PT 柜，用对母线电压检测供综保进行逻辑判断，进行失压、过压等保护。

（主要用于中央配高压室高压电机的低电压保护） 4）储能回路
小母线
储能电机
小型断路器
1-4
图1-4为储能电机小母线，该回路是为断路器合闸电机储能，储能电机的作用是带动储能机构压缩合闸机构的弹簧，使合闸机构弹簧产生一定的压缩能量，储能弹簧到位，s1断开，储能电机停止工作，备用于需要合跳闸时之用。

ZCX 为开关智能显示器上的储能转换开关， 5）NAS-9214综保电源回路
装置电源
小母线
小型断路器
1-5
图1-5为装置电源，主要是为综保5n 提供电源，电源为直流220V
6）电机控制回路
-KM
+KM
1-6
6）-1 电机控制及保护过程
图1-6 为断路器的控制回路，主要有三相操作箱4n，开关柜智能操控装置ZCX，综保5n，及现场操作箱和DCS连锁信号等。

该回路的控制可以分为现场手动启动，DCS自动启动及高压柜上启动（高压柜上的启停只能在断路器试验位置）。

在手车在试验位置或工作位置，DCS允许合闸信号到位，现场操作柱上SA在手动位置，注油泵电机开机，1#或者2#油泵开机，氢压机与配套低压设备的联锁点KA22闭合。

当现场按启动按钮SB1启动电机时→HJ线圈得电吸合→常开点HJ闭合→经过常闭点TBJ1→HBJ合闸保持继电器线圈得电吸合→HBJ常开触头闭合保持HBJ线圈得电（此时合闸按钮可以松开）→经过QF（X:14，X:4）（此时为闭合，断路器合闸后保持断开）→HQ线圈得电吸合→主机运行（此时QF断开，HBJ线圈断电复位）。

当现场按停止按钮SB2停止电机时→TJ线圈得电吸合→常开点TJ闭合→
TBJ线圈得电吸合→经过QF（X:30，X:31）（此时为闭合，断路器动作后保持断
开）→TQ线圈得电吸合→主机停止（此时QF断开，TBJ线圈断电复位）。

当现场操作柱上SA在自动位置时，由中控DCS控制启停，DCS（D:48，D:49）
控制电机启动，DCS（D:27，D:41）是DCS连锁停车点，停止是由现场完成，过
程同上。

综保5n是实现电机保护及遥控合闸和遥控跳闸功能，BCJ（5n:301，5n:302）
是电机保护跳闸出口，可通过保护跳闸压板4LP2来屏蔽其动作。

YTJ（5n:309，
5n:310）和YHJ（5n:311，5n:312）分别为遥控跳闸和遥控合闸，该功能主要用
于后台来控制电机启停。

ZCX的位置采样：S8为试验位置显示触点（常闭触电），S9为工作位置显
示触点（常开触点），GD为接地位置显示触点（常开触点），S1为储能指示触
点（常开触点），ZCX的合分闸位置采样为EDE（9,10）和EDE（7,8）
6）-2 三相操作箱的功能及防跳继电器工作原理
TBJ,TWJ，HBJ，HWJ分别为4n三相操作箱中逻辑回路中的跳闸保持继电器、跳闸位置继电器、合闸保持继电器、合闸位置继电器，TBJ1为防跳继电器，这几个元器件构成了断路器防跳回路，其作用是防止合闸回路某一接点粘连的情况下,跳、合闸命令同时施加到断路器的跳、合闸线圈上，造成断路器反复跳闸、合闸，损坏断路器。

反跳继电器的工作原理是:假设合闸回路有一点粘合，HJ线圈保持得电，HJ常开触头闭合，但由于断路器在合位，QF（X:14，X:4）断开，HQ线圈不带电，此时如果分闸回路导通，TBJ线圈得电，TBJ常开触头闭合，断路器正常分闸，但此时TBJ1线圈由于HJ常开触头闭合也得点，TBJ1常开触头闭合保持TBJ1线圈得电，TBJ1常闭触头断开，断开合闸线圈回路，从而防止断路器的合闸，只有当故障排除时，TBJ1线圈断电释放，合闸回路才能恢复。

TWJ/HWJ主要作用是提供开关位置指示。

HWJ并接于跳闸回路，与跳闸线圈
串接，该回路在开关跳闸线圈之前串有断路器常开辅助触点。

当开关在合位时，其常开辅助触点闭合，HWJ线圈带电，HWJ常开触头闭合，HD指示灯亮，表明开关合位。

TWJ一般并接于合闸回路，该回路在开关合闸线圈之前串有断路器常闭辅助触点。

当开关在分位时，其常闭辅助触点闭合，TWJ线圈带电，TWJ常开触头闭合，LD指示灯亮，表明开关分位。

注意：当开关在分位时，其实合闸线圈是带电的。

TWJ为电压线圈，线圈本身电阻就较大，加上回路上串的电阻，整体阻值约20～40K（测量控制正和TWJ负端）。

因为国内开关跳合闸线圈为电流型，其阻值较小。

虽然整个合闸回路是导通的，但因为控制回路电压大部分加在TWJ 上，TWJ部分电阻很大，电流很小，不足以使合闸线圈动作。

TWJ线圈上串联的电阻，也是为了防止TWJ线圈击穿短路，导致合闸线圈误动。

当合闸时，合闸回路接通相当于直接将TWJ短接，电压直接加在合闸线圈上，使线圈动作。

HWJ回路同此基本一致。

6kV 中置柜具有完善的电气闭锁及机械闭锁功能，在手车处于非试验/运行位置时，机械闭锁功能会自动完成对合闸操作的闭锁。

7）综保开关量采样回路
1-7
图1-7为综保开关量输入回路，主要是采集断路器、手车、接地刀闸状态模拟量，然后转化为数字量送至保护测控装置主板开入回路，对设备进行监控和保护开关量输入回路，对中置柜而言，最主要的信号包括：试验位置（S8 常开）、运行位置（S9 常开）、地刀合位（QE 常开）、弹簧未储能（S1 常闭）。

柜内照明回路
交流小母线
微型断路器
温湿度控制回路A 温湿度控制回路B
A 相带电输入
B 相带电输入
C 相带电输入
接地
加热器A 加热器B 排风风机多功能测量表
1-8
图1-8为柜内加热、照明、温湿度控制等回路，图中PC 已被解除
二、综保
1）综保的逻辑判断回路及输出回路
1-9
1-10
图1-9为综保逻辑判断回路，图1-10为综保逻辑继电器的输出回路，通过综保的采样、计算、与保护设定值的比较，形成逻辑指令来驱动不同功能的逻辑继电器，从而实现综保的保护等功能。

如当母线失压时，综保的电压采样点无电压，此时综保内的低电压保护逻辑判定动作，上图中的保护逻辑动作，BCJ保护跳闸继电器动作得电，其对应的触电动作，在其触头所在的回路构成通路，使断路器断开，从而实现对电机的保护。

2）综保背面接线端子功能简介
下图1-11为NAS-9214综保的典型接线图，该综保是适用于10KV及以下电压等级高压电动机的综合保护及测控装置，中央配高压室的高压电机用的都是这个型号的综保，该综保测量元件采用专用测量TA，保护元件即可适用于两相保护，有可适用于三相式保护，但只需配置两项保护TA。

a、101号端子至105号端子为通信端子，用以电脑后台该电机信息量的显示，如开关位置、分合状态、实时电流电压等
b、106号端子至116号端子为开关量采样端子，用来判断手车，断路器等元器件位置及状态，其中116为公共端，在图1-7中有每个端子的采样开关量接线，及逻辑判断的功能。

其中316、317为综保电源。

c、117、118、119和211、212号端子为电压采样点，用来做与电压相关的逻辑判断，如失压保护等，图1-3为其接线图，从中可以看出端子是从小母线接入的电压量，用以判断电机所在母段的母排电压信息。

d、201号端子至210号端子为电流采样点，用以测量和保护用，图1-1和1-2为其接线图，其中201至204号端子为测量用电流信号采样，用来综保显示电机的电流；205至208号端子为保护用电流信号采样，用来作为电机实时电流值与保护整定值的比较，判断保护是否动作(保护用电流信号的电流互感器准确级比测量用电流信号的电流互感器准确级要高)；201、210端子为零序电流互感器的电流信号采样，用以零序过压和零序过流保护的逻辑指令是否动作。

e、301号端子至315号端子为综保逻辑继电器辅助触头的输出出口，图1-10为其接线图，用于逻辑继电器判断动作时的指令输出出口，在外边部与断路器控制回路连接，动作于断路器的分合闸。

1-11
三、常见故障及处理
1）故障现象
1、断路器跳闸
2、断路器不动作，红灯不亮
3、断路器不能远程控制
2）故障处理
高压柜故障处理一般步骤为：通过电话了解现场情况，先检查综保故障现象，然后根据故障查询继保设定值，最后再进行停电对各回路进行仔细检查
1、①低电压保护：先检查电机所在母段进线柜是否动作，如果动作则立即
向班长汇报，等待指示工作。

未动作，则检查综保低电压保护设定值，
故障时的故障值，然后对小母线断路器进线出线进行测量，检测是否有
100V电压，最后对断路器、电缆和电机进行绝缘检查
②电流速断保护：检查综电流速断保护设定值，故障时的故障值，再对
电流互感器进行检查确认无问题后，对电机、电缆进行绝缘检查
③过负荷保护：询问工艺电机负荷情况，有条件时要求其进行盘车，看
电机是否卡死，到现场查看电机状态
2、①检查控制电源电压是否正常
②检查智能控制器转换开关，及现场按钮是否正常
③检查智能控制器上合闸转换开关线路是否正常
④检查断路器辅助触点是否正常
⑤检查断路器储能机构是否有储能
⑥检查工艺连锁点是否在接通位置
⑦检查三相操作箱合闸分闸回路
⑧检查与低压成套设备的连锁是否满足
3、①检查开关柜上综保和控制器上远程、就地转换开关位置，现场操作柱
上的手自动转换开关
②检查综保1ZK、1KK是否正常
③检查跳闸线圈TQ、合闸线圈HQ是否正常
④检查工艺联锁点是否在断开位置
⑤检查断路器二次回路
⑥检查三相操作箱线路有无异常
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