中压开关柜维护作业手册

中压柜维修作业手册
目录
第一章技术参数……………………………………………
第二章结构及原理……………………………
1.开关柜结构………………………………………………
2.开关柜内主要电气器件……………………………………
3.概念………………………………………………
第三章开关柜分合闸操作……………
1、无接地开关的断路器柜的操作……………………………
2、有接地开关的断路器柜的操作……………………………第四章故障及处理方法……………………………………
1.智能操控装置的检测与常见故障……………………………
2.监控保护装置…………………………………………………
3.消弧消谐及过电压保护装置…………………………………第五章开关柜的检修…………………………………………第六章开关柜维修作业指导书……………
第七章设备检查附表…………………………
1、附表1 …………………………………………
2、附表2 …………………………………………
第一章、技术参数
1、型式：固定式金属封闭开关柜
2、额定频率： 50Hz
3 、额定电压： 12KV（即最高工作电压）
4 、额定电流
主变进线： 1600A
馈线柜： 1250A
5 、额定热稳定电流
主变进线: 31.5KA
馈线柜： 20KA
6 、额定热稳定时间: 4s
7 、额定短路关合电流
主变进线及母联柜： 80KA
馈线柜： 50KA
8、额定动稳定电流（峰值）
主变进线： 80KA
馈线柜： 50KA
9、额定绝缘水平
相对地：一分钟工频耐压42KV，隔离断口48KV；
相对地：雷电冲击耐压（峰值）75KV，隔离断口85KV。

第二章、结构及原理
1、开关柜结构
1.1开关柜整体是由柜体和中置式可移开部件(即手车)两大部分组成，根据功能用隔板分成断路器室、母线室、继电器仪表室、并有贯穿二次电缆通道。

出线高压电缆头做在开关柜柜后底部下面，柜内做好分别固定A、B、C相的支架。

1.2 整个柜体外壳的防护等级为IP2X。

1.3 开关柜采用结构合理、可靠有效的机械联锁装置，达到“五防”要求。

1.4 开关柜设有观察窗。

开关柜后门便于开启对线路侧电缆头验电。

1.5 开关柜满足相对地、相间的空气间隙不小于125mm，带电体对绝缘隔板空气间隙不小于30mm。

绝缘材料采用具有耐电弧、阻燃、耐泄漏电流的SMC模板。

1.6 开关柜的柜体设计保证断路器开断、关合时不造成控制保护元件的误动。

1.7 开关柜内设置温湿度控制器，以便自动控制柜内电加热器，使柜内空气加热去湿，维持柜内的绝缘水平。

1.8 开关柜内设置有金属隔板，母线绝缘套管，断路器室顶部设单独的压力释放通道。

1.9 柜内设有接地线端子。

1.10 开关柜的前、后上部有标识开关柜编号和用途的标识牌。

1.11 开关柜设有带电显示器和出线接地开关。

1.12 断路器装设操作次数的计数器。

1.13 真空断路器设有易于监视真空灭弧室触头磨损程度的标记。

1.14 同型号的断路器柜尺寸统一，保证设备的互换性。

1.15 母排为铜质并且绝缘化。

1.16 开关柜上装设保护监控装置.
1.17 开关柜上装设控制开关，并且有接地、遥控、分、合标志。

2、柜内主要电气器件
2.1、真空断路器小车
2.1.1 额定电压： 12KV（即最高工作电压）
2.1.2 额定频率： 50HZ
2.1.3 额定电流
主变进线：1600A
馈线柜：1250A
2.1.4 额定开断电流及关合电流
2.1.5 额定热稳定电流和额定动稳定电流
2.1.6 额定热稳定时间： 4s
2.1.7 合闸时间： 70ms
2.1.8 全分闸时间： 60ms
其中固有分闸时间： 45ms，燃弧时间： 15ms
2.1.9 三相触头分合闸不同期时间<2ms
2.1.10 自动重合闸操作顺序
馈线柜：分-0.3s-分合-180s-分合
进线柜：分-180s-分合-180s-分合
2.1.11 开断能力
a. 额定短路开断电流的开断次数
31.5KA 50次数
40KA 30次数
b. 额定电流的开断次数 20000次
c. 机械寿命 20000次
d. 开断小电感电流0.5～10A，过电压系数小于2.5p.u
e. 开断电容电流
开断多组电容器并联时的额定电流（单个电容器组）400A，过电压系数不大于2.5p.u。

f. 断路器合闸时，触头弹跳时间小于2ms，无明显过电压；
g. 切电感时无截流过电压，截流值不大于5A。

2.1.12额定绝缘水平
2.1.13操作机构可直流电动机储能，也可手动储能。

弹簧操动机构附开关动作计数器。

额定直流电压220V。

一次储能后完成合－分－合操作。

合闸电压范围80%－110%。

当分闸电压降到65%时能可靠分闸；当分闸电压降到30%以下时，不能分闸。

操作机构具有防跳跃性能。

2.2电压互感器（JDZ10型）
3/0.1/3/0.1/3KV
2.2.1额定电压：10/
2.2.2额定频率： 50Hz
2.2.3额定绝缘水平：
1分钟工频耐压 42kV，
雷电冲击耐压（峰值） 75kV。

2.2.4准确度及容量
100/3 1.0级50KV
0.2级50KV
2.3 电流互感器
进线装设三相电流互感器，母联柜、出线柜装设二相电流互感器。

2.3.1额定电流变比
按图纸
2.3.2额定绝缘水平
1分钟工频耐压 42kV，
雷电冲击耐压（峰值） 75kV。

2.3.3额定频率： 50Hz
2.3.4准确度及容量
按图纸
2.3.5额定动稳定电流
额定动稳定电流为各电流互感器稳定的2.5倍。

2.4氧化锌避雷器（HY5WS-17/45）
2.4.1系列标称电压 10kV
2.4.2避雷器额定电压 17kV
2.4.3 8/20μs，5KA残压值 50KV
2.4.4 热容量 1
3.kj/KV Uc。

2.4.5方波涌流量550A/2ms。

3、概念
3.1、电动储能
操作开关控制电动机通电，通过机械传动，将合闸弹簧拉伸到最高位置，机构将拉伸的弹簧维持在拉伸的状态，拉伸的弹簧储有足够能使断路器合闸的能量。

3.2、定时限过电流保护和反时限过电流保护
为了实现过电流保护的动作选择性，各保护的动作时间一般
按阶梯原则进行整定。

即相邻保护的动作时间，自负荷向电源方向逐
级增大，且每套保护的动作时间是恒定的，与短路电流的大小无关。

具有这种动作时限特性的过电流保护称为定时限过电流保护。

用正序反时限电流继电器反应电动机的过负荷、堵转和三相短路故障，用负序反时限电流继电器反应电动机的继相、转子鼠笼开焊、匝间短路和各种不对称短路故障。

定时限保护启动后整定时间到动作，与保护电流（电压等）已无关。

反时限保护启动后动作时间与保护电流（电压等）相关，比如电流很大则动作时间越短。

流过保护装置的短路电流与动作时间之间的关系曲线称为保护装置的延时特性。

延时特性又分为定时限延时特性和反时限延时特性。

定时限延时动作时间是固定的，与短路电流的大小无关。

反时限延时动作时间与短路电流的大小有关，短路电流大，动作时间短，短路电流小，动作时间长。

短路电流与动作时限成一定曲线关系。

为了实现过电流保护的选择性，应将线路各段的保护动作时间按阶梯原则来整定，即离电源端越近时限越长。

每段时限级差一般为 0.5秒。

继电器的动作时间和短路电流的大小无关。

采用这种动作时限方式的称为定时限。

定时限过流继电器为电磁式，配有时间继电器获得时限特性，其型号为DL型。

反时限是使动作时间与短路电流的大小无关，当动作电流大时，动作时间就短，反之则动作时间长，利用这一特性做成的继电器称为反时限过流继电器。

它是感应式，型号为GL型。

它的动作电流和动作时间的关系可分为两部分：一部分为定时限，一部分为反时限。

当短路电流超出一定倍数时，电流的增加
不再使动作时间缩短，此时表现为定时限特性。

3.3、正序电流及负序电流
当系统出现故障时，三相变得不对称了，这时就能分解出有幅值的负序和零序分量度了(有时只有其中的一种)，因此通过检测这两个不应正常出现的分量，就可以知道系统出了毛病(特别是单相接地时的零序分量)。

1)求零序分量：把三个向量相加求和。

即A相不动，B相的原点平移到A相的顶端(箭头处)，注意B相只是平移，不能转动。

同方法把C相的平移到B相的顶端。

此时作A相原点到C相顶端的向量(这时是箭头对箭头)，这个向量就是三相向量之和。

最后取此向量幅值的三分一，这就是零序分量的幅值，方向与此向量是一样的。

2)求正序分量：对原来三相向量图先作下面的处理：A相的不动，B相逆时针转120度，C相顺时针转120度，因此得到新的向量图。

按上述方法把此向量图三相相加及取三分一，这就得到正序的A相，用A相向量
的幅值按相差120度的方法分别画出B、C两相。

这就得出了正序分量。

3)求负序分量：注意原向量图的处理方法与求正序时不一样。

A相的不动，B相顺时针转120
度，C相逆时针转120度，因此得到新的向量图。

下面的方法就与正序时一样了。

对于理想的电力系统，由于三相对称，因此负序和零序分量的数值都为零(这就是我们常说正常状态下只有正序分量的原因)。

当系统出现故障时，三相变得不对称了，这时就能分解出有幅值的负序和零序分量度了(有时只有其中的一种)，因此通过检测这两个不应正常出现的分量，就可以知到系统出了毛病(特别是单相接地时的零序分量)。

在对称短路时比较正序电流的相位，在不对称短路时，主要比较负序电流的相位，充分发挥了负序电流相位不受负荷电流影响的优点。

电力系统发生不对称短路或者三相不对称运行时，发电机定子绕组中就有负序电流这个电流在发电机气隙中产生反向磁场，相对于转子为两倍同步转速。

因此在转子部件中出现倍频电流，该电流使得转子上电流密度很大的某些部位造成转子局部灼伤严重时可能使护环受热松脱，使发电机造成重大损坏。

负荷或系统的不对称，引起负序电流流过发电机定子绕组，并在发电机空气隙中建立负序旋转磁场，使转子感应出两倍频率的电流，引起转子发热。

3.4、差动保护
差动保护是利用基尔霍夫电流定理工作的，通常讲的差动保护包含了母线差动保护、变压器差动保护、发电机差动保护和线路差动保护.实现差动保护的基本原则是一致的,即各侧或各元件的电流互感器,按差接法接线,正常运行以及保护范围以外故障时,差电流等于零,保护范围内故障时差电流等于故障电流,差动继电器的动作电流按躲开外部故障时产生的最大不平衡电流计算整定.
差动又分为横差和纵差；
横差：在平行的双回线路上，由于阻抗相等，其电流和相位也相等，当一回线路故障时，流过两线路的故障电流大小将不等，利用双回线路这个特点构成的保护。

纵差：比较线路双侧的电气量。

差电流接线的特点是一组电流互感器二次绕组反极性与另一组相接，即所谓循环电流法接线。

差动保护就是将变压器两侧的电流互感器二次绕组按差电流的方法接线，再将其输出电流接入差动继电器所构成的一种变压器保护。

比率差动就是差动保护，为大型变压器的主保护，能反映变压器内部相间短路故障，高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障。

原理就是变压器进线的电流和出线的电流的比例差，当正常的时候，比例差调整到零，当在两比例电流内部出现故障的时候，比例差就不等于零，从而发出动作信号。

比率差动一般采用三段动作曲线，能够有效避开正常运行时的不平衡电流、外部短路时的误差及励磁涌流。

可选择二次谐波交叉制动方案，即一相涌流发生时同时闭锁三相差动电流；也可选择按相制动方案，即一相涌流发生时只闭锁本相差动元件。

第三章、开关柜分合闸操作
1、无接地开关的断路器柜的操作
a、小车在柜内操作:小车在从转运车装入柜体后,即处于柜内断开位置,若想将小车投人运行,首先使小车处于试验位置,应将辅助回路插头插好,若通电则仪表室面板上试验位置指示灯亮,此时可在主回路未接通的情况下对小车进行电气操作试验,若想继续进行操作,首先必须把所有柜门关好,用钥匙插人门锁孔,把门锁好,并确认断路器处分闸状态。

此时可将手车操作摇把插人中而板上操作孔内,顺时针转动摇把,直到摇把明显受阻并听到清脆的辅助开关切换声,同时仪表室面板上工作位置指示灯亮,然后取下摇把。

此时,主回路接通,断路器处于△作位置,可通过控制回路对其进行合、分操作。

若准备将小车从工作位置退出,
首先,应确认断路器已处于分闸状态,插入手车操作摇把,逆时针转动直到摇把受阻并听到清脆的辅助开关切换声,小车便回到试验位置。

此时,主回路已经完全断开,金属活门关闭。

b、从柜中取出小车:若准各从柜内取出小车,首先应确定小车已处于试验位置,然后解除辅助回路插头,并将动插头扣锁在手车架上,此时将转运车推至柜前(与把小车装人柜内时相同),然后将手车解锁并向外拉出。

当手车完全进入转运车并确认转运车锁定,解除转运车与柜体的锁定,把转运车向后拉出适当距离后,轻轻放下停稳。

c、断路器在柜内的分、合闸状态确认:断路器的分合闸状态可由断路器的手车面板上分合闸指示牌及仪表室面板上分合闸指示灯两方判定。

若透过柜体中面板观察玻璃窗看到手车面板上绿色的分闸指示牌则判定断路器处于分闸状态,此时如果辅助回路插头接通电,则仪表面板上分闸指示灯亮。

若透过柜体中面板观察玻璃窗看到手车面板上红色合闸指示牌,则判定断路处于合闸状态,此时如果辅助回路插头接通电,则仪表室面板上合闸指示灯亮。

2、有接地开关的断路器柜的操作
将断路器手车推人柜内和从柜内退出手车的程序,与无接地开关的断路器柜的操作程序完全相同。

仅当手车在柜内操作过程中和操作接地开关过程中要注意的地方叙述如下:
a、手车在柜内操作
当准备将手车推人工作位置时,除了要遵守以上中提请注意的诸项要求外,还应确认接地开关处于分闸状态,否则下一步操作无法完成。

b、合、分接地开关操作
若要合接地开关,首先应确定手车已退到试验断开位置,并取下推进摇把,然后按下接地开关操作孔处联锁弯板,插人接地开关操作手柄,顺时针转
动90度,接地开关处于合闸状态。

若再逆时针转动90度,便将接地开关分闸。

第四章、故障及处理方法
监控保护装置主要功能：
（1）继电保护功能
速断保护；两段定时限过流保护；电压定时速断保护；失压保护；过压保护；两段零序过流保
护；零序过压保护；重合闸功能；低周减载；充电保护；过负荷保护；检同期、检无压功能；
TV和TA断线报警；控制回路断线报警；四路非电量控制。

（2）12路开关量输入，10路交流模拟量输入，1路直流模拟量输入，8路开关量输出。

（3）装置失电告警功能。

（4）具有故障录播功能，最长可录20s。

（5）对时功能：主机软件对时、脉冲对时。

（6）装置可掉电保存最新40次报警记录。

（7）装置带有1个RS485总线通信口和1个以太网通信口，便于实现双网通信。

3、SXH消弧消谐及过电压保护装置
1）、装置的额定参数
（1）.额定频率：50Hz
（2）.额定电压：10kV
（3）.额定电流：100（A）
（4）.额定短路开断电流：50KA
2）、工作原理简介
微机控制器SWK根据电压互感器传过来的电压信号对系统运行状况进行监测：
GPT组合式过电压保护器 FU2-高压熔断器 TV -电压互感器
SWK-微机控制器 FU1-高压限流熔断器 KA-KC -单相真空接触器
FR -高能限压器
图1 SXH消弧消谐及过电压保护装置原理图
■当系统发生单相接地时，微机控制器根据PT传来的电压信号进行计算处理，判断接地相别及接地性质，根据接地性质，微机控制器SWK做出如下处理：
(1)如果发生的故障是金属性的直接接地或稳定性电阻接地或是TV断线故障，SWK发出指示和告警信号，
等待值班人员或微机选线处理。

（2）如果接地故障是弧光接地，则SWK判断接地的相别，同时发出指令使故障相的真空接触器闭合，投入高能限压器FR，限制故障相的弧道恢复电压，吸收接地引起的电磁能量，减缓系统振荡，使弧道的介质恢复抗电强度Ujf大于弧道恢复电压Uhf，恢复电压无法再次击穿故障点，从而完成消弧。

当检测到系统三相电压为正常值时，再延时一秒后，令故障相的高压真空接触器断开，系统恢复正常运行。

■当系统发生谐振时，微机控制器对谐振进行如下处理：
系统发生谐振，微机控制器SWK在PT的开口三角绕组接入消谐电阻进行消谐。

SXH消弧消谐及过电压保护装置的周期维护
该装置的维护事项严格按一年/次的周期进行：
第五章、开关柜的检修
开关柜的检修必须按相关规程要求进行
1、按真空断路器的安装使用说明书的要求,检查断路器的情况,并进行必要的调整。

2、检查手车推进机构及其联锁的情况,使其满足说明书的有关要求。

3、检查主回路触头的情况,擦除动静触头上陈旧油脂,查看触头有无损伤,弹簧力有无明显变化,有无因温度过高引起镀层异常氧化现象,如有以上情况,应及时处理。

4、检查辅助回路触头有无异常情况,并进行必要的修整。

5、检查接地回路各部分的情况,如接地触头,主接地线及过门接地线等,保证其导电连续性。

6、检查各部分紧固件,如有松动,应及时紧固。

7、控制线路的检查，严格按一年/次的周期进行。

8、母排的紧固检查
1）清除电气设备内外所有异物，保持设备清洁。

2）检查母排连接处是否有松动和存在明显的发热点（观察颜色有无变化）如发现有发热点，则需要拆下相应部分，清洁该部分并用砂纸（400号砂纸）打磨接触面然后重新安装，紧固螺丝。

3）目测母排支撑件的颜色变化情况及紧固的情况。

4）检查电缆端子母排紧固的情况。

5）检查设备外表，如果需要，重新喷涂划痕部分，更换生绣部件。

6）检查元件情况，按元器件使用维护说明书检修维护。

7）检查绝缘检测装置，设备的绝缘是否损坏，绝缘电阻是否合格。

和外露导电部分的接地连接性。

8）检查保护装置和外露导电部分的接地连续性，保护接地及接零是否正确可靠，保护装置是否符合要求。

第六章、开关柜维修作业指导书
所需工具、器材
第七章、设备检查附表
附表1：
高压控制柜线路检查表
检查内容
备注：1、按《高压设备停电检修工作票》停电
附表2：
10KV综保测试记录。