機場線供電系統(tǒng)培訓(xùn)教材

1、北京首都機場線供電系統(tǒng)培訓(xùn)教材二OO九年四月一日前言 為了第一篇10kV開關(guān)柜及開關(guān)開關(guān)柜及開關(guān)第一章 目 錄一、10kV開關(guān)柜、1、基本結(jié)構(gòu)2、開關(guān)柜的隔室3、防止誤操作的聯(lián)鎖裝置4、控制線插頭5、開關(guān)柜的操作二、VD4型斷路器1、彈簧儲能2、VD4電氣控制回路圖3、名稱對照表4、控制回路解析：三、計量手車四、EK6型接地開關(guān) 一、10kV開關(guān)柜：1、基本機構(gòu)：UNIGEAR ZS1開關(guān)柜的基本柜型由固定的柜體和可移開的真空斷路器手車組成。柜體分為四個隔室：母線室A、斷路器室B、電纜室C和低壓室D。三個高壓隔室（母線室、斷路器室和電纜室）的頂部都裝有壓力釋放板，當開關(guān)柜內(nèi)部電弧產(chǎn)生時，高壓隔

2、室內(nèi)氣壓升高，這時由于柜門緊閉并可靠密封，高壓氣體將打開壓力釋放板從開關(guān)柜頂部釋放出來。電纜室門和斷路器室門是分開的，各自帶有由防爆玻璃制成的觀察窗，相鄰的開關(guān)柜由各自的隔板隔開，拼柜后仍有空氣緩沖層，可以防止開關(guān)柜被貫穿融化。開關(guān)柜外殼頂部上的壓力釋放板按照分支母線電流的大小，由鋼板或網(wǎng)絡(luò)板制成，壓力釋放板的一端用鋼螺絲固定，另一端用塑料螺絲固定。當開關(guān)柜內(nèi)部壓力過大時，塑料螺絲斷裂，柜體泄壓板被打開。2、開關(guān)柜的隔室：（見圖一）2.1母線室：主母線為“D”型截面，根據(jù)載電流的大小，確定采用單根或雙根母線方案。所有母線都用熱縮套管覆蓋，母線連接處螺栓用絕緣罩罩住。母線是在開關(guān)柜拼接后逐段固定

3、在分支母線上，因此無須絕緣子支撐。2.2 斷路器室：斷路器室包括手車和開關(guān)柜相關(guān)的必要設(shè)備，象母線室一樣，斷路器室為金屬全封閉。靜觸頭盒5和靜觸頭安裝在主安裝板12上，斷路器室好包括金屬活門12.1/12.2。在手車移向運行位置的過程中，活門被手車上的驅(qū)動塊13.16和連桿38打開，手車移開后活門自動關(guān)閉。手車在試驗/隔離位置時，活門將手車與主回路隔離。二次插頭在手車的試驗/隔離位置時可被拔下來進行測試。在試驗/隔離位置時，手車仍然完全處在開關(guān)柜內(nèi)且斷路器室門可關(guān)閉，斷路器分、合閘按鈕裝在斷路器面板上，分、合閘和彈簧儲能/未儲能的指示器可通過觀察窗查看。2.3 電纜室電纜室根據(jù)運行需要可安裝電

4、流互感器、固定式電壓互感器或電壓互感器手車及接地開關(guān)等。一般電壓互感器手車安裝有高壓熔斷器。接地開關(guān)為EK6型，可采用手動或電動操作（本線為手動），接地開關(guān)位置可通過輔助開關(guān)電氣指示和機構(gòu)聯(lián)動的機械兩種指示觀測到。 避雷器一般采用固定安裝，但也有手車式安裝。本線只有進線隔離柜里才有手車式避雷器。2.4 低壓室（也稱為繼電器室）（也稱為繼電器室） 低壓室安裝有傳統(tǒng)或新型的綜合控制和低壓室安裝有傳統(tǒng)或新型的綜合控制和 保護裝置。在低壓室下部，固定三排端保護裝置。在低壓室下部，固定三排端 子排的框架可以向上旋轉(zhuǎn)，便于安裝和子排的框架可以向上旋轉(zhuǎn)，便于安裝和 布線。開關(guān)柜內(nèi)部的二次線敷設(shè)在右側(cè)布線。開

5、關(guān)柜內(nèi)部的二次線敷設(shè)在右側(cè) 線槽內(nèi)，控制電纜敷設(shè)在左側(cè)的線槽線槽內(nèi)，控制電纜敷設(shè)在左側(cè)的線槽 內(nèi)，線槽上蓋有金屬板在低壓室內(nèi)，線槽上蓋有金屬板在低壓室 的側(cè)板上還留有小母線穿的側(cè)板上還留有小母線穿 越孔。越孔。圖一：開關(guān)柜基本結(jié)構(gòu)圖一：開關(guān)柜基本結(jié)構(gòu)3 防止誤操作的聯(lián)鎖裝置3.1 柜內(nèi)聯(lián)鎖A: 當接地開關(guān)和斷路器在分閘位置時，手車才能從“試驗/隔離”位置移至工作位置，反之一樣。在中間位置，開關(guān)被機械閉鎖。B：斷路器只有在手車處于“試驗/隔離”位置或“工作”位置時才能進行合閘操作。在中間位置時，開關(guān)被機械閉鎖。C：如開關(guān)柜采用數(shù)字保護裝置，可通過軟件編程來實現(xiàn)開關(guān)的防誤操作。D：手車在“試驗/隔

6、離”位置或“運行”位置而沒有控制電壓時，斷路器不能合閘，僅能手動分閘（機械電氣聯(lián)鎖）E：只有在“試驗/隔離”位置時才能拔下控制線插頭F：接地開關(guān)只有手車在“試驗/隔離”位置或拉出開關(guān)柜時才能合閘（機械聯(lián)鎖）G：接地開關(guān)合閘時，手車不能從“試驗/運行”位置移向運行位置。3.2 門板的聯(lián)鎖A：如斷路器室門打開，手車不能被搖進運行位置B：手車在運行位置或在中間位置時，斷路器室門不能被打開C：電纜室門打開，接地開關(guān)則不能合閘D：接地開關(guān)分閘，則電纜室門不能被打開3.3 閉鎖裝置：A：活門在手車移開后用掛鎖分別鎖定B：接地開關(guān)操作孔可用掛鎖鎖定C：斷路器手車操作孔可用掛鎖鎖定4 控制線插頭本線采用針式控

7、制線插頭連接器，其編號根據(jù)不同的開關(guān)柜而有所改變。在這種情況下，該控制線插頭連接器編號只能用于與之相對應(yīng)的開關(guān)柜。（見圖）5 開關(guān)柜的操作：所有操作都在開關(guān)柜的門關(guān)閉時進行5.1手動將手車從試驗/隔離位置推入到運行位置：A: 連接控制線插頭B：關(guān)閉前門C：確認斷路器處于分閘狀態(tài)D：在轉(zhuǎn)動滑片打開操作孔后，將操作手柄插入手車絲桿機構(gòu)的方形插口中E：順時針方向轉(zhuǎn)動操作手柄，直到轉(zhuǎn)不動為止（大約20圈見下圖）F：觀察位置指示器G：取下操作手柄5.2 手動將手車從運行位置移到試驗/隔離位置：A：確認斷路器處于分閘位置B：按上述進入工作位置的步驟，倒向操作。5.3 注意事項：、手車不容許停留在運行位置和

8、試驗/隔離位置之間的任何中間位置（機構(gòu)將閉鎖合閘操作）、必須在斷路器分閘時推入或拉出手車、必須緩慢移動斷路器手車及其他手車，以避免任何可能使機械閉鎖變形的碰撞。如在移動中遇到阻礙不要強行操作，要檢查操作順序是否正確。、在取下斷路器操作手柄后，必須注意彈簧銷頭應(yīng)完全堵住操作孔，確保銷頭的后部已經(jīng)移到絲桿的六角帽內(nèi)，即防止運行中對絲桿的誤操作。誤操作可能導(dǎo)致斷路器的閉鎖。5.4 解鎖方式：A當手車處于工作位置時，將操作手柄插入操作孔中，順時針旋轉(zhuǎn)45 左右即實現(xiàn)解鎖，再逆時針將手車搖出。.當手車處于試驗位置時，將操作手柄插入操作孔中，逆時針旋轉(zhuǎn)45 左右即實現(xiàn)解鎖，在順時針將手車搖出。.當手車處于

9、中間任何位置時，將操作手柄插入操作孔中，順時針旋轉(zhuǎn)45 或逆時針旋轉(zhuǎn)45 左右即實現(xiàn)解鎖，再將手車搖進搖出。.當電機及電機回路工作正常時，也可依照上述的方法進行解鎖，實現(xiàn)手動搖進搖出。5.5 將手車從試驗隔離位置移到服務(wù)小車上：. 打開斷路器室的門. 拔起控制線插頭，將其鎖定在手車上的存放位置。C. 將服務(wù)小車推到開關(guān)柜正面，通過小車高度調(diào)節(jié)器調(diào)整工作臺的高度，讓其定位銷對準柜前的定位孔后，服務(wù)小車通過鎖鍵與開關(guān)柜鎖定。D. 向內(nèi)側(cè)滑動把手，解除手車與開關(guān)柜的聯(lián)鎖，將手車拉到服務(wù)小車上，松開滑動把手，將手車鎖定在工作臺上。E. 操作鍵鎖釋放杠桿（在操作臺的前下部），將服務(wù)小車從開關(guān)柜移開。用掛

10、鎖將活門鎖定。5.6 緊急分閘：當斷路器在運行位置，出現(xiàn)緊急情況，如開關(guān)柜低壓室出現(xiàn)煙霧造成視線不清，進行常規(guī)的電氣操作可能擴大事故范圍，即可使用緊急跳閘機構(gòu)進行分閘操作。緊急跳閘機構(gòu)安裝在開關(guān)柜門的中部，如圖。二、VD4型斷路器：1、 彈簧儲能：、對配有儲能電動機的斷路器，儲能自動完成。若儲能電動機損壞，也可手動儲能。、對配有手動儲能機構(gòu)的斷路器，將儲能杠桿插入插口，反復(fù)上下運動（約5次），直到指示出已儲能狀態(tài)。達到儲能狀態(tài)時，儲能機構(gòu)自動脫扣，儲能杠桿的進一步運動無效。、斷路器在儲能后，可以進行一次合分閘操作。（見下圖） 、 VD4電氣控制回路圖：3、名稱對照表符號 元件名稱 符號 元件名

11、稱 XB0 58針孔的航空插頭 BS1 與儲能機構(gòu)聯(lián)動的輔助開關(guān) BB1 與斷路器主軸聯(lián)動的輔助開關(guān) BB2 與斷路器主軸聯(lián)動的輔助開關(guān) BB3 與斷路器主軸聯(lián)動的輔助開關(guān) MT 手車搖進搖出操作電機 BL 合閘閉鎖電磁鐵輔助開關(guān) RL1 合閘閉鎖電磁鐵 MO1 第一分閘脫扣器 MC 合閘脫扣器 TR1TR9 整流元件 MS 彈簧操作機構(gòu)儲能電機 KN 防跳繼電器 RR 串聯(lián)電阻 P 蝸卷彈簧操作機構(gòu) BT2 工作位置限位開關(guān) BT1 試驗位置限位開關(guān) 4、控制回路解析：、電機儲能回路：開關(guān)合閘后彈簧能量釋放，此時接通電機儲能回路。流程為B：BS：（彈簧能量釋放后接點閉合）儲能電機BS：（彈簧

12、能量釋放后接點閉合）B：。儲能后BS輔助接點轉(zhuǎn)換完成開關(guān)儲能。、手車合閘回路：B：TR（整流元件）N：BS：（電機儲能后接點閉合）BB1：BL：（RL1帶電后接點閉合）MCTR（整流元件）B：。合閘后手車輔助開關(guān)觸點進行轉(zhuǎn)換。、手車分閘回路：B：BB2：（合閘后接點閉合）TR（整流元件）MO1TR（整流元件）B：。分閘后手車輔助開關(guān)觸點進行轉(zhuǎn)換。、手車防跳回路：當開關(guān)合閘后BB1接點轉(zhuǎn)換，這時BB1：閉合N受電N：12打開、閉合，斷開手車合閘回路，達到防止開關(guān)跳躍的功能。三、 計量手車1、計量手車（這里指手車） PT是電壓互感器(又名TV)， PT的作用是將大電壓轉(zhuǎn)變成小電壓，供保護監(jiān)測裝置采

13、集。在運行中PT 二次不得短路。 因為PT本身阻抗很小，短路會使二次回路通過很大的電流，使二次熔斷器熔斷，影響表記的指示，甚至引起保護裝置的誤動。為了防止一、二次繞組間的絕緣擊穿時，高壓竄入二次，危及人身和設(shè)備安全，二次側(cè)必須有一端接地。PT一、二次側(cè)的回路中一般都裝設(shè)熔斷器作為短路保護。、線路PT：安裝在開閉站進線開關(guān)的進線側(cè)，采集線路側(cè)電壓信號。、母線PT：、安裝在環(huán)網(wǎng)進出線開關(guān)的PT，采集線路側(cè)電壓信號。2、計量手車沒有開關(guān)操作和機械聯(lián)鎖功能。3、計量手車在進線或饋線柜中通過導(dǎo)板放在電纜室，在兩邊的閉鎖銷插入后，手車同時到達運行位置并已連接到開關(guān)柜的接地系統(tǒng)上，如采用與計量柜相符的電壓互

14、感器，同時可安裝高壓熔斷器。四、 EK6型接地開關(guān)接地開關(guān)安裝在變壓器開關(guān)柜的右側(cè)，有一個與驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速無關(guān)的快速合閘機構(gòu)，僅當斷路器處于試驗/隔離位置或移開時，才能操作接地開關(guān)，為安全起見，開關(guān)柜斷路器室門關(guān)閉時，才可合接地開關(guān)。1接地開關(guān)的合分向下壓接地開關(guān)操作滑片，當接地開關(guān)處于合閘位置時，滑片保持在壓下的位置。A：將操作曲柄向上或向下插入六角軸進行操作B：順時針方向轉(zhuǎn)動曲柄，關(guān)合接地開關(guān)；反時針方向轉(zhuǎn)動曲柄，斷開接地開關(guān)，轉(zhuǎn)動角度約為180度，轉(zhuǎn)動時動作應(yīng)連貫。C：觀察接地開關(guān)的機械/電氣的位置指示器。D：取下曲柄。 2 接地手車A：從開關(guān)柜中移走斷路器B：用螺栓將接地小車和驅(qū)動塊按如下

15、連接： 驅(qū)動塊安裝在頂部位置使下活門打開 驅(qū)動塊安裝在底部位置使上活門打開。C：用螺栓將接地小車和帶3個套管的絕緣板按如下連接： 觸臂安裝在底部實現(xiàn)電纜接地 觸臂安裝在頂部實現(xiàn)母線接地D：將完整的短路連接件安裝在接地手車上，用螺栓將接地電纜的一端連接到短路連接件上，將電纜的另一頭連接到開關(guān)柜的接地端子上E：將上述連接好的接地小車移入試驗/隔離位置，用曲柄將小車搖到運行位置，為安全起見，該操作必須在斷路器室門關(guān)閉后才能進行F：在開關(guān)柜門上懸掛接地警告標牌第二篇第二篇 10kV系統(tǒng)保護及保護裝置系統(tǒng)保護及保護裝置目 錄第一章 10kV系統(tǒng)保護一、保護配置的要求及說明二、10kV系統(tǒng)保護的配置三、自

16、投裝置設(shè)置及實現(xiàn)方案四、電流選跳保護功能五、邏輯圖第二章 機場線保護裝置一、保護裝置簡介二、保護裝置操作說明三、工作中的注意事項四、保護裝置的巡視與維護第一章 10kV系統(tǒng)保護一、保護配置的要求及說明1、機場線保護設(shè)置的要求：、區(qū)間線路故障，實現(xiàn)速斷跳閘。、開閉所外電源進線的過流保護的延時時間設(shè)置為0.5秒。、保證保護系統(tǒng)的選擇性。2、說明：1.10kV系統(tǒng)正常運行方式下，每回外電源串帶13座變電所負荷；一座開閉所兩回外電源均退出運行，由相鄰開閉所支援供電時，每回外電源串帶14座變電所負荷。開閉所外電源進線的過流保護的延時時間設(shè)置為0.5秒，如果10kV環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)僅采用常規(guī)的過流保護，難以實現(xiàn)選

17、擇性保護。環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，影響范圍較大,且需要人為判斷故障區(qū)段，而后恢復(fù)非故障區(qū)段的正常供電，恢復(fù)供電所需時間較長，因此，環(huán)網(wǎng)電纜采用電流選跳保護，以實現(xiàn)10kV環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的選擇性保護。開閉所10kV母聯(lián)設(shè)有合環(huán)保護功能，正常運行時允許合環(huán)操作。 二、10kV系統(tǒng)保護的配置開閉所進線 過流保護跳閘 配電變壓器 速斷保護跳閘 零序保護跳閘（小電阻接地系統(tǒng)為跳閘，其他為報警） 過流保護跳閘 外部跳閘 零序保護跳閘 失壓跳閘 變壓器超溫跳閘 零序報警 過負荷報警 母聯(lián)零序報警 零序報警 饋線失靈跳閘 牽引變壓器 速斷保護跳閘 失壓跳閘 過流保護跳閘 環(huán)網(wǎng)開關(guān) 總保護跳閘 零序保護跳閘 區(qū)間電纜故障

18、 過負荷報警 區(qū)間電纜零序 零序報警 母線故障跳閘 外部故障跳閘 饋線故障后備跳閘 變壓器開門 相鄰設(shè)備光纖異常 整流器開門 鄰所母線故障后備 區(qū)間故障后備跳閘 三、自投裝置設(shè)置及實現(xiàn)方案1、開閉所10kV母聯(lián)設(shè)置自動投切功能。 實現(xiàn)方案（以東直門變電所為例說明）： 201開關(guān)進線失壓（在進線PT測量到失壓信號后）， II段母線有壓；母聯(lián)保護單元延時向201開關(guān)發(fā)跳閘指令；當確認201開關(guān)處于分閘狀態(tài)后，延時合母聯(lián)斷路器。完成母聯(lián)自動投入操作。進線斷路器過流保護動作、手動分閘、遙控分閘不啟動母聯(lián)自投功能。同時，母聯(lián)的自投功能可當?shù)鼗蜻h方解除，以保證維護維修人員的安全。當202開關(guān)進線失壓時自投

19、過程相同不再詳述。2、非開閉所10kV母聯(lián)設(shè)置自動投切功能。實現(xiàn)方案（以三元橋站混合變電所為例說明）：201開關(guān)電流選跳保護動作并跳閘201開關(guān)，確認201開關(guān)分閘后，并且I段母線失壓，檢II段母線有壓后，母聯(lián)保護裝置的自動投切功能發(fā)合閘指令，使母聯(lián)斷路器合閘，完成母聯(lián)斷路器的自動投入操作。進線斷路器過流保護動作、手動分閘、遙控分閘均閉鎖母聯(lián)自投功能。同時，母聯(lián)的自投功能可當?shù)鼗蜻h方解除 3開閉所母聯(lián)合環(huán)選跳功能。開閉所的母聯(lián)開關(guān)均設(shè)置了合環(huán)保護。當處于運行工作位置的電源進線或母聯(lián)開關(guān)需要進行維修工作時，為減小停電范圍，需使用合環(huán)選跳功能，進行不停電倒閘，其操作順序如下：第一步，合環(huán)開關(guān)打在允

20、許位。第二步，選擇合環(huán)選跳開關(guān)（201，202，245）。第三步，合母聯(lián)斷路器（當合環(huán)電流超過整定值時，被選跳的斷路器跳閘）。第四步，手分/遙分被選跳的斷路器（當合環(huán)電流沒有超過整定值時，需對被選跳斷路器進行分閘操作）四、電流選跳保護功能電流選跳保護是利用裝置間的直接通信可編程功能，實現(xiàn)線路兩端信息的傳遞與邏輯判斷。（一）電流選跳功能具有以下特點：1、電流選跳保護完全可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電流差動保護，而不會降低系統(tǒng)可靠性。2、可以解決傳統(tǒng)電流差動后備保護選擇性與速動性相矛盾的問題，滿足系統(tǒng)對開閉所外電源進線0.5S的要求。3、電流選跳保護方案整定計算簡單，保護整定無須配合。增加供電區(qū)段的開關(guān)數(shù)量，也

21、不影響既有站的運行。4、具有動態(tài)的后備保護功能，提高系統(tǒng)的可靠性。(二）電流選跳保護：如下圖：以東直門開閉所、三元橋、將臺路、五元橋、北皋開閉所為例。正常運行方式下由東直門開閉所和北皋開閉所向區(qū)間的所有變電站供電。五元橋每段上各有一臺環(huán)網(wǎng)開關(guān)分斷作為聯(lián)絡(luò)開關(guān)。當電流選跳保護在出現(xiàn)區(qū)間線路故障時，通過電流選跳保護裝置實現(xiàn)跳閘。電流選跳保護各變電所的電流整定值只需在站內(nèi)進行計算配合，每個站的饋線與進、出線的時間配合問題都是相互獨立的，不需要與環(huán)網(wǎng)上其他站的進、出線的時間配合，甚至在聯(lián)絡(luò)開關(guān)合上時，也不會因為供電區(qū)段的加長，而影響整個環(huán)網(wǎng)供電線路的選擇性，滿足電力系統(tǒng)對環(huán)網(wǎng)故障時開閉所10kV外電源

22、進線0.5S的要求。(三)電流選跳保護裝置的接線方式：機場線選用的電流選跳保護裝置F35的光纖模塊型號為7J，采用端對端的通信方式，光纖通道連接成環(huán)形。每臺F35的發(fā)送端口與光纖環(huán)網(wǎng)中另一臺F35的接受端通過光纖進行連接，通訊時間 測量 一次值 電流v 電壓v 功率v 能量v 需求量v 實際值 測量二次值 電流 v 電壓v 功率B、故障報告的查看：改變設(shè)置 產(chǎn)品設(shè)置 故障報告 顯示故障C、保護狀態(tài)的查看：實際值 狀態(tài) 保護D、修改日期：日期和時間E、查閱版本號：選擇主屏幕 Logotype標識（此選項作為主屏幕用來選擇裝置標識，包括固化軟件和引導(dǎo)程序版本以及型號和就地端口COM2的通訊參數(shù)）。

23、F、開入、開出操作：命令：所有事先配置好的操作都將被顯示。轉(zhuǎn)動往復(fù)鍵可顯示這些操作。按下往復(fù)鍵預(yù)選要執(zhí)行的操作。按下確認信息（Intro）后操作被執(zhí)行。（二）F35 保護裝置1、F35 保護裝置的面板指示燈該面板裝有指示燈、按鍵和一個通訊接口。復(fù)位鍵用于復(fù)位鎖住的指示燈、指示器或目標信息，RS232接口用于與筆記本電腦連接。（1）狀態(tài)指示器：A、IN SERVICE(運行)：表示控制電源已接通，所有監(jiān)視的輸入/輸出和內(nèi)部系統(tǒng)均正常；保護裝置已被編程。B、TROUBLE（故障）：表示保護裝置有內(nèi)部故障。C、TEST MODE（試驗?zāi)Ｊ剑罕硎颈Ｗo裝置處于試驗?zāi)Ｊ健、TRIP（跳閘）：表示選定的

24、跳閘接點已動作。這個指示器總處于閉鎖狀態(tài)；必須啟動RESET命令才能使其復(fù)位。E、ALARM（告警）：選定的報警信號已動作。F、PICKUP（啟動）：表示某個元件啟動。（2）事件原因指示器這些指示器用于顯示輸入信號，這些輸入信號與動作元件或具有等待復(fù)位的鎖存標志元件有關(guān)。A、VOLTAGE（電壓）：與電壓相關(guān)。B、CURRENT（電流）：與電流相關(guān)。C、FREQUENCY（頻率）：與頻率相關(guān)。D、OTHER（其它）：與組合功能相關(guān)。E、PHASE A（A相）：與A相相關(guān)。F、PHASE B（B相）：與B相相關(guān)。G、PHASE C（C相）：與C相相關(guān)。H、NEUTRAL/GROUND（中性點/接地）：與中性點/接地相關(guān)2、菜單顯示F35保護裝置的菜單顯示內(nèi)容全部為英文，且顯示屏較小，不方便閱讀。建議用筆記本聯(lián)機的方式進行信息的查閱。 上圖為該裝置保護定值組的查閱，共有六個定值組。Group1為定值組1，以下的內(nèi)容為保護定值。 三、工作中的注意事項：1、在CT或