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1、厦门ABBZX2气体绝缘开关设备,寺河工区：邢敏,教学课时：4大课时教学目的：熟悉厦门ABB生产的ZX2型气体绝缘开关柜的结构、主要元器件配置，掌握厦门ABB开关柜的倒闸操作程序、防误操作闭锁功能、压力报警接线等运行操作知识。了解厦门ABB开关柜的维护周期及维护内容等。教学重点：（1）ZX2系列气体绝缘开关柜的一次结构及主要元器件的组成。（2）ZX2型气体绝缘开关柜的倒闸操作、防误操作闭锁功能、压力报警等运行操作知识。教学难点：（1）ZX2系列气体绝缘开关柜的一次结构。（2）ZX2型气体绝缘开关柜的防误操作闭锁功能。教学手段：先讲述ZX2型开关柜的基础内容、参数等，其次讲解开关柜的一次结构及主
2、要元器件，最后讲述开关柜的倒闸操作、运行维护及异常情况处理等。,教学目录：1、概述 2、柜体结构及主要元器件 3、运行操作 4、维护项目及周期 5、异常现象及处理,参考资料：ABB开关柜说明书 ZX2维护指导书 ZX2装配流程,1、概述 1.1 特点 1.2 正常运行条件 1.3主要参数,ZX2气体绝缘开关设备,体积小-柜宽为（WxLxH）600/800mm x1760mm x 2300mm，仅为空气绝缘开关柜的1/4 至1/5，减少了土建面积，降低了工程综合成本。可靠性极高-高压部分全封闭，完全避免外部环境及小动物等对开关柜可能的影响;同时防止运行人员误入带电间隔。维护量极少-高压部分为免维
3、护，断路器机构装在气室外，维护方便。安装简便-现场安装不需进行气体操作，SF6气体泄漏率极低，仅为 0.25%/年;内部压力为1.2Bar至1.3Bar,为环保型产品。智能化控制-采用智能型控制保护单元，集保护/控制/计量/监测/通讯功能与一体，可以完全实现无人值守，远期运营费用极低。先进的传感器技术-电流/电压传感器可以适用当前及未来负荷变化的要求而无需更换；完全消除了CT开路及PT造成的铁磁谐振对人员及系统的危害。,1.1 特点：,1、环境温度最高环境温度：+40 最高日平均温度：35 最低环境温度：-15 2、海拔高度最高海拔高度 1000m3、大气环境环境大气不能受污染、烟尘、腐蚀性和
4、可燃性气体、盐雾等的严重污染4、地震强度：不大于8度,1.2 正常运行条件,最高运行电压：40.5kV（ZX2系列气体绝缘开关设备还有12kV、24kV、36kV电压等级的开关柜）绝缘气体设计压力(绝对值)：0.136Mpa绝缘气体额定工作压力绝对值(20)：0.130Mpa绝缘气体最低工作压力绝对值(20):0.120Mpa额定频率：50hz（60Hz）主母线额定电流：1250A、2500A分支母线额定电流：630A、1250A、2000A、2500A短时耐受冲击电流：25kA、31.5kA柜体尺寸：2300*1760*600、2300*1760*800、,1.3 主要参数：,2、柜体结构及
5、主要元器件2.1 双母线柜体结构2.2 单母线柜体结构2.3 断路器2.4 三工位隔离开关2.5 压力释放通道2.6 插接式母线2.7 插接式电缆2.8 PT及CT2.9 避雷器2.10 气体充放口、气体密度传感器2.11 其它,ZX2气体绝缘开关设备,2.1 双母线柜柜体结构,1250A双母线柜1REF542Plus人机界面2三工位开关操动机构3压力传感器4断路器操动机构5电缆插座6插接式电缆头7 智能型控制/保护单元REF542Plus主机8 带分压接头的电缆插座9组合式电流/电压传感器10 压力释放盘11压力释放通道12断路器13 电容分压装置测试接口14 三工位开关15 主母线,2.1
6、 双母线柜柜体结构,2000A双母线柜1REF542Plus人机界面2三工位开关操动机构3压力传感器4断路器操动机构5电缆插座6插接式电缆头7 智能型控制/保护单元REF542Plus主机 8 带分压接头的电缆插座9组合式电流/电压传感器10 压力释放盘11压力释放通道12 断路器13 电容分压装置测试接口14 三工位开关15 主母线,2.1 双母线柜柜体结构,2000A，每相4根电缆，带电缆侧及母线侧PT。1 HMI控制单元2 三工位开关操动机构3 三工位开关4 压力传感器(温度补偿)5 断路器操动机构6 电流互感器二次接线端子7 电缆插座8 电缆插头9 综合保护控制单元主机10 电压互感器
7、11 多用插座12 压力释放盘13 电流互感器14 压力释放通道15 断路器16 带电显示器17 主母线,2.1 双母线柜体结构,2500A双母线柜传感器测量强制风冷,2.1 双母线柜体结构,2.2 单母线柜柜体结构,1250A单母线柜1REF542Plus人机界面2三工位开关操动机构3压力传感器4断路器操动机构5电缆插座6插接式电缆头7 智能型控制/保护单元REF542Plus主机 8插接式电压传感器9电流传感器10压力释放盘11压力释放通道12 断路器13 电容分压装置测试接口14 三工位开关15 主母线,2.2 单母线柜柜体结构,带传统CT、PT的单母线柜1 REF542Plus人机界面
8、2 压力传感器3 断路器操动机构4 电流互感器二次端子5 电缆插座6 插接式电缆头7 智能型控制/保护单元REF542Plus主机8 插接式电压互感器9 电流互感器10 压力释放盘11 压力释放通道12 断路器13 电容分压装置测试接口14 三工位开关操动机构15 三工位开关16 主母线,2.2 单母线柜柜体结构,2000A单母线柜带电流传感器及传统电压互感器E:顶部气压释放通道F:断路器室气压释放通道,2.2 单母线柜柜体结构,VD4X型断路器断路器极柱水平放置操动机构在气室外部、柜前部极柱与机构间的拉杆通过往复动密封套管连接与三工位开关配合可实现接地功能,2.3 断路器,2.3 断路器（室
9、）,2.3 断路器（室）,2.3 断路器（室）,2.3 断路器（室）,由电机驱动的棒式开关，具有三种功能：-接通、隔离及接地-中间为隔离位置-两端为隔离开关“合”或接地开关“合”位置只能在无电流情况下进行操作，即在断路器分闸情况下进行。气室内仅有少量可动部件操动机构位于气室外-由电机转动绝缘轴驱动接触滑块-可选机械闭锁的紧急手动操作-位置可由传感器或辅助开关探测-具有机械位置指示器,2.4 三工位隔离开关,2.4 三工位隔离开关,2.4 三工位隔离开关,2.4 三工位隔离开关,2.4 三工位隔离开关,2.4 三工位隔离开关,2.5 压力释放通道,2.5 压力释放通道,2.5 压力释放通道,2.
10、5 压力释放通道,2.6 插接式母线,2.6 插接式母线,2.6 插接式母线,2.6 插接式母线,2.6 插接式母线,2.7 插接式电缆,2.7 插接式电缆,2.7 插接式电缆,2.8 PT及CT,2.9 避雷器,2.10 气体充放口、气体密度继电器,气体充放口气体密度继电器,开关柜前、后门各安装有一个高压带电显示器，前面板带电显示器带有闭锁功能，当检测到线路有电压时将无法操作断路器。以防止线路反送电,2.11 其它,2.11 其它,3、运行操作3.1 现场开关柜3.2 操作说明3.3 隔离开关手动操作3.4 防误操作闭锁功能3.5 压力报警3.6 检查气室压力,ZX2气体绝缘开关设备,3.1
11、 现场开关柜,3.1 现场开关柜,3.1 现场开关柜,3.1 现场开关柜,ZX2开关柜具有完善的联锁功能，正常情况下断路器、三工位开关及隔离开关的操作应通过REF542+来实现。（1）运行转检修操作（2）检修转运行操作（3）主母线接地操作（4）解除主母线接地操作,3.2 操作说明,确认需进行操作的间隔 分开断路器Q0 分开隔离开关Q1 合上接地开关Q5 检验回路状态，确认回路已失电：通过带电显示装置或REF542+装置进行判断回路已失电 合上断路器Q0（REF542+具有检测回路带电状态功能，只有回路失电后，才允许进行合闸操作）断开三工位开关操作电源和分合闸控制电源空开，并检查是否在分闸位置，
12、防止此回路重新连接到高压回路 悬挂安全标识,3.2 操作说明,（1）运行转检修操作,操作前确认开关柜内无异物 打开控制室门，手动合上三工位开关操作电源和分合闸控制电源空开 分开断路器Q0 分开接地开关Q5 合上隔离开关Q1 合上断路器Q0,3.2 操作说明,（2）检修转运行操作,分开母联断路器Q0 将其它进线、馈线盘所有与待接地主母线相连的隔离开关分闸 合上母联柜隔离开关（Q11或Q12)合上位于待接地主母线反方向侧的接地开关（Q15或Q16）合上母联断路器Q0 断开三工位开关操作电源和分合闸控制电源空开，并检查是否在分闸位置 悬挂安全标识,3.2 操作说明,（3）主母线接地操作,操作前确认开
13、关柜内无异物 打开控制室门，手动合上三工位开关操作电源和分合闸控制电源空开 分开母联断路器Q0,3.2 操作说明,（4）主母线解除接地操作,1 三工位开关接地位置状态指示灯2 三工位开关接地位置状态指示灯3 机械连锁活页盖板(可选项)4 操作手柄插座,3.3 隔离开关手动操作,操作条件-需要利用手柄对开关进行手动操作。-在对三工位开关或隔离开关进行操作前先观察开关位置状态指示器。-将相应开关设备的断路器分闸。-将机械联锁活页盖板向右侧翻开，如果断路器处于合闸状态，则该活页盖板将无法被翻开。-在双母线系统中，当机械连锁活页处于使用状态时，则柜体中的三工位开关和隔离开关处于闭锁状态。只有在其中一开
14、关处于分闸位置时，才能翻开另一开关的活页盖板。-将手柄端头插入三工位开关机构操作孔-操作时只能按顺时针方向转动手柄,3.3 隔离开关手动操作,ABB双母线开关柜，在紧急手动操作时无法实现对双母线的连续性改变，也就是说手动操作无法进行热倒母线，因为机械连锁会防止馈线柜的两台隔离开关同时合上。动操作时三工位开关、隔离开关必须操作到位，也就是说要操作到极限位置。如没有操作到位，一方面机械位置指示器没有显示，另一方面柜前门上也会有电气显示。极限位置就是在它们确实完全到达后也就是有了完全的通流能力后才叫极限位置。然后活页才能合上，之后断路器才能合闸。,3.3 隔离开关手动操作,隔离开关与接地开关间实现互
15、锁；断路器与隔离开关间实现互锁；断路器与接地开关间实现互锁；隔离开关与母联断路器间实现互锁；母线分段隔离开关与分支母线隔离开关间实现互锁,3.4 防误操作闭锁功能,三工位开关本身设计因素，不可能同时出现隔离开关与接地开关同时合闸情况。断路器合闸时将闭锁三工位开关/隔离开关，使其不能分、合闸。断路器合闸状态，三工位开关/隔离开关机械连锁活页盖板是闭锁的，无法打开。断路器分闸后，相应的活页才能打开。活页打开时，断路器无论电气还是机械都无法进行操作。三工位开关/隔离开关分合过程中，将闭锁断路器，使其不能合闸。三工位开关/隔离开关必须操作到位（极限位置）也是机械指示、电气指示正确后，活页才能合上，断路
16、器才能合闸。否则活页无法关上。,3.4 防误操作闭锁功能,开关在进行热倒母线操作时，必须使母联断路器在合位，否则无法同时合上东母、西母隔离。母联断路器在分位，只有某馈线柜断路器和其中一个隔离开关在分位时才允许操作另一个隔离开关。母线接地操作时需检测该段母线上所有开关的隔离刀闸在分位，否则无法合上母联开关接地刀闸。35kV母联柜的两个三工位开关设备间无机械闭锁。,3.4 防误操作闭锁功能,操作隔离开关时需将“远方/就地”转换开关打至“就地”位置，否则无法操作。断路器分闸状态时，柜体中的三工位开关和隔离开关处于闭锁状态。只有在其中一开关处于分闸位置时，才能翻开另一开关的活页翻开，进行手动操作。操作
17、手柄在两个极限位置间的中间位置退出，则活页无法关上。开关柜某气室SF6气体压力降低至0.12Mpa（相对压力0.02Mpa，20），发出报警信号后，并闭锁断路器合闸。,3.4 防误操作闭锁功能,每台ABB进出线、母联开关基本上由3个（2个）气室组成，分别为东刀闸室、西刀闸室（刀闸室）、断路器室，3个气室之间是相互独立的。在运行中的开关柜的所有气室必须充有足够压力的绝缘气体。绝缘气体的压力在开关设备运行期间由带温度补偿的密度传感器进行监测。如果绝缘气体压力低于告警信号要求的水平，就会通过控制单元上的LED或警告灯发出需进行补气的报警信号。35kV开关柜运行时的气体压力相对值：20 时0.03MP
18、a，最低运行压力（报警压力）相对值：20 时0.02MPa,3.5 压力报警,压力传感器共有6个接线柱，三对接点。其中1、2接点为常闭接点，当断路器室或母线室内发生电弧故障时，气室压力过高，1、2常闭接点断开。1、2接点用于当气室发生电弧故障时，配合某短路电流信号，跳开进线断路器。,3.5 压力报警,3.5 压力报警,3.5 压力报警,3.5 压力报警,3、4、5、6接点为常用的压力信号报警接点。当气室压力低于0.12Mpa时，L1常闭接点打开，3、6可为报警输出。当气室压力高于0.15Mpa是，L2常闭接点打开，5、6可为报警输出。,3.5 压力报警,3.5 压力报警,每一台开关设备基本上由
19、3个气室所组成。每个气室均装有一个充气阀。断路器室和前部母线室的充气阀位置位于低压室里，打开低压室门就可以从前部触及。后部母线室的充气阀位于后上部盖板的后面。如图示，使用带温度补偿的压力表对每个气室的气体压力进行检 测。如果后母线室安装有盖板需拆除。1、按逆时针方向旋出充气阀（1）上的保护帽（2）。不要压下充气阀上的阀门芯(3)以避免气体从阀门处泄漏。2、当拉动锁紧环（4）后，将压力表（5）插入充气阀。3、观察压力表上的读数（相对值），并换算为20时的相对压力值。4、向外拉动锁紧环以拔出带温度补偿的压力表5、旋紧充气阀上的保护帽。,3.5 检查气室压力,在低压室内带有保护帽(2)的充气阀(1)
20、,3.5 检查气室压力,带阀门芯(3)的充气阀(1),插入充气阀的带有温度补偿的压力表(5)及锁紧环(4),4、维护项目及周期4.1 日常巡检4.2 临时性检修4.3 维护周期及项目,ZX2气体绝缘开关设备,4.1 日常巡检检查柜门是否关紧检查各位置指示器与运行状态是否相符合，带电指示器工作是否正常检查各计量表是否正常检查开关柜是否有异常气味、异常声音检查加热器是否投入（加热器要求24小时投入运行）,4、维护项目及周期,4.2 临时性检修当出现下列情况之一时，必须及时进行维护检修工作：（1）气压低报警、气室电弧故障报警，燃弧报警且无法复位（2）开关柜内元器件损坏（3）开关柜有异常气味、异常声音
21、（4）继电器显示分闸回路故障时（5）其他影响安全运行的异常现象,4、维护项目及周期,4.3 维护周期及项目 4.3.1 维护周期（1）正常运行条件下，开关柜机械机构在运行十年后或在断路器分合10000次后，三工位开关和隔离开关操作2000次后，应进行全面的检查维护（2）用户也可根据开关柜的实际运行环境和运行方式制定相应的维护周期,4、维护项目及周期,4.3 维护周期及项目 4.3.2 维护项目（1）外观检查确认开关柜及元器件的铭牌和标识的内容与位置正确，粘贴整齐，是否有脱落 开关柜外观清洁无损伤 检查电缆孔是否密封完好（2）三工位开关和隔离开关检修电动/手动操作三工位开关，检查操作是否灵活。三
22、工位开关操作时发生异响，检查传动杆与断路器气室是否发生摩擦（见图4）必要时按以下步骤进行调整：断路器与三工位开关联锁功能检查（3）断路器检查（4）REF542plus保护继电器检查外观检查电气操作及联锁检查保护继电器功能试验,4、维护项目及周期,4.3 维护周期及项目 4.3.2 维护项目（5）气室的维护检修外观检查，气室的泄压盘是否有变形,划痕，母线室的泄压盘在柜顶，需打开柜顶泻压通道进行检查 气室压力测量SF6气体补充与回收SF6微水测试气体泄漏检测（6）电缆室检查电缆头固定螺栓是否松动，接地线是否松动，色标是否脱落避雷器的红色位置指示器是否到位，正常情况下红色位置指示器应显示一半红色一半
23、白色，如出现全为白色，应对避雷器重新进行紧固避雷器接地线是否松动,4、维护项目及周期,4.3 维护周期及项目 4.3.2 维护项目（7）组合电流电压传感器的检查外观检查。打开组合电流电压传感器接线盒，检查接线是否有松动；（图1）组合传感器传输线的屏蔽层接地是否可靠；（图2）带电显示传感器连线是否有松动；相位检查变比检查,4、维护项目及周期,5、异常现象及处理5.1 三工位位置显示为虚线5.2 三工位开关不能一次操作到位5.3 压力传感器误发报警信号5.4 母线电压显示不正常5.5 断路器不能合闸5.6 带电显示指示灯不亮,ZX2气体绝缘开关设备,5.1 三工位位置显示为虚线位置传感器电源失电（
24、打开位置传感器电源开关）位置传感器损坏（更换位置传感器）IO卡插头松动（插紧IO卡插头，紧固插头螺丝）IO卡短接排短接线未插好（插好短接线）5.2 三工位开关不能一次到位REF542plus程序内三工位开关操作脉冲时间偏短（增加脉冲时间）传感器位置不对（调整传感器位置）,ZX2气体绝缘开关设备,5.3 压力传感器误发报警信号压力传感器的白色按钮跳出（将白色按钮按下）压力传感器故障（更换压力传感器）5.4 母线电压显示不正常传感器连接线屏蔽层接地不良（更换传感器连接线）母线传感器故障（更换母线传感器）,ZX2气体绝缘开关设备,5.5 断路器不能合闸三工位开关机构的手动操作挡板未关闭（关上挡板）微动开关S12未复位或接线松动（进行复位或紧固接线）5.6 带电显示灯不亮接线松动，插头未上紧（紧固）,ZX2气体绝缘开关设备,1、什么是三工位开关？2、三工位开关、隔离开关操作机构在进行电动、手动操作时发生故障，使开关停在中间位置，无法到达极限位置怎么办？3、双母线ABB开关柜由几个气室组成？分别为什么气室？,课后作业,85,以上有不当之处，请大家给与批评指正，谢谢大家！,
