10KV户外环网箱(SF6气体绝缘)
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SF6环网柜常见故障分析与解决措施发表时间:2019-07-31T11:13:40.793Z 来源:《当代电力文化》2019年第06期作者:张恒雪[导读] 分析了10 kV SF6环网柜常见故障及原因,并针对相关故障提出了解决措施,对降低环网柜故障率具有参考意义。
天津平高智能电气有限公司天津 300300摘要:10kV 环网柜运行的可靠性,对于配电线路的安全运行具有重要作用,是电力系统安全、稳定运行的重要保证。
本文分析了10 kV SF6环网柜常见故障及原因,并针对相关故障提出了解决措施,对降低环网柜故障率具有参考意义。
关键词:SF6环网柜;常见故障;应对措施引言配电网是国民经济和社会发展的重要公共基础设施。
近年来,我国配电网建设投入不断加大,随着配电网建设改造的加快,10kV SF6环网柜作为环网供电的重要节点,使用率也日益增加。
环网柜因具有金属封闭、气体绝缘、尺寸小、安装方便等特点,在配电网中得到了越来越多的应用,为了保证供电网的供电可靠性,对环网柜的常见故障分析研究具有重要意义。
1 10kV环网柜常见故障1.1 核心零部件故障断路器作为环网柜的核心零部件,断路器的拒动直接影响环网柜的可靠性,危害性较大。
断路器的拒动一般发生在长期运行的环网柜上,由于运行时间较长,环网柜内部的元器件性能老化,断路器分合闸线圈电阻增加,分合闸力降低,或者分合闸顶杆变形,分合闸时存在滞涩,分合闸力降低。
另外,控制回路中接触器触点锈蚀、咬合不到位,机构弹簧故障等都会造成断路器拒动,使断路器的操作机构失灵,严重影响环网柜运行的安全性。
1.2 绝缘故障绝缘故障出现在环网柜正常运行中,对其他设备有很大影响,造成环网柜绝缘故障的因素有很多,主要分为设备自身问题和雷电过电压两方面。
环网柜设备自身的质量问题,生产安装时,安装工艺有限,零部件的绝缘距离不够,设备运行后发生绝缘故障;环网柜内部没有防凝露措施,出现凝露,设备运行后引起击穿或闪络故障。
10kV SF6气体绝缘环网柜建模与仿真方法李徽胜(广州南方电力集团电器有限公司,广东广州510285)摘要:为解决10kV SF6气体绝缘环网柜中因加装传感器可能造成的绝缘击穿、温升过高的问题,利用有限元仿真软件对环网柜电场-温度场分布进行建模与仿真分析表明,10kV SF6气体绝缘环网开关柜加装传感器后,在额定工况下长时间工作,最高电场为3.16×105V/m,最大温升20.8℃,该环网柜符合国家标准中的绝缘与温升要求,在额定工况运行时能够保证可靠运行。
关键词:10kV环网柜;气体绝缘;温度场分布;电场分布中图分类号:TM51文献标志码:B文章编号:1006-348X(2021)04-0031-050引言10kV SF6气体绝缘环网柜(Ring Main Unit)以其灭弧能力强、绝缘性能好、维护工作量小以及运行成本低等优点[1],有效提高了10kV供配电网络的可靠性。
运行过程中,局部放电及温升过高是导致10kV环网柜的主要原因。
同时,随着数字配电网的发展,需要在传统环网柜内部加装无线测温传感器、电压传感器等智能组件,以实现环网柜状态感知,减少运维工作量。
孙进等提出了一种环网柜综合智能在线监测装置的研制及应用,通过加装电气量信息监测装置以减少运维工作量[2];也有学者对环网柜运行需求与典型故障进行分析,提出了环网柜在线监测方案以及应用场景[3-4]。
但针对环网柜内加装传感器后,其结构的合理性以及是否存在绝缘及温升隐患的研究较少。
本研究以加装传感器后的10kV SF6气体绝缘环网柜为研究对象,建立三维模型,对环网柜进行电场-温度场仿真分析,研究环网内部电场分布与温升,找到最大电场强度与最大温升位置,探究开关柜内部结构的合理性与可靠性。
1环网柜总装方案10kV SF6气体绝缘环网柜由扩展母线、真空灭弧室、三工位负荷开关等模块组成,并集成于SF6绝缘密闭气箱内,柜体尺寸为1600mm×700mm×440mm,整体结构如图1所示,出线套管与气箱内铜棒相连接,电流传感器加装于气箱外出线套管处,电缆T型头竖直端由三芯电缆延展至出线室。
产品简介我司为了响应国家的号召,实现碳中和,推出一款绿色能源电力开关设备,简称环保柜,设备尺寸按国网标准化定制相同。
HBXGN-12环保气体绝缘环网开关设备与普通充气柜相比避免了使用SF6温室效应气体,具有设计合理、供电可靠、结构紧凑、安装方便、操作灵活、体积小性价比高等特点,该产品适用于三相交流50Hz,额定电压12kV的配电系统。
特别适用于小型二次配电站、开闭所、工矿企业、城市居民小区、机场、铁路、隧道、高层建筑等电力系统中作为接受和分配电能之用。
产品特点◇功能复合、一体化产品开关设备的充气壳体采用高品质的厚2.5mm不锈钢板通过激光焊接而成,保证气箱密闭可靠性,机械强度高,耐腐蚀性好,充气壳体的防护等级达到IP67;气箱装有防爆膜片,能有效防止气压过高时对人和设备造成的损害;将全部导电部件封闭在气箱当中,既能避免外界环境因素的影响,又能提高运行可靠性,使其具备免维护(或少维护)的功能,同时还能符合体积小型化要求。
开关采用三工位(隔离+接地)+真空灭弧室,该结构是目前技术最成熟的配置方式,特别适合目前电网运行维护需求。
◇环保、无污染HBXGN-12环保气体绝缘环网开关的绝缘介质是零级干燥空气(外购)或符合GB/T 8979-2008的99.99%纯N2,气体的泄露对外界环境不会造成任何影响,无需进行任何回收处理。
◇完善的机械连锁HBXGN-12环保气体绝缘环网开关设备的操作面板具有完善的五防机械连锁功能,连锁功能都在内部已配置好,操作时请按操作说明顺序操作,使用非常方便。
◇灵活的拓展化设计HBXGN-12环保气体绝缘环网开关设备为模块化设计,可以将各种模块通过专用的母线连接件,实现多样化的单元组合,较大限度的满足中国各个地方复杂多样的配电设计方案。
产品结构1.电流表2.微机综合保护装置3.容性带电指示器带电指示器显示套管是否带电,指示灯下方三个插口可用于二次核相。
带电指示器设置开关按钮,有效延长了使用寿命。
10KV-SF6环网柜工艺守则一、环网柜壳体半成品焊接1、在焊接前焊接人员需检验不锈钢板是否有无刮伤、变型。
焊接人员在确认不锈钢板合格的情况下方可焊接。
2、焊接后不可有气泡,漏焊,板材变型。
二、一次元器件安装。
1、一次安装人员需母线检验元器件是否合格;校对是否与图纸一致。
2、在安装各元器件时,先用酒精清洗干净,再涂抹上硅脂。
3、固定一次元器件时,应用力矩扳手调至40Nm固定紧。
4、螺丝拧紧后,丝需露出2-5个丝扣。
三、机械调试。
1、分合闸的灵活性。
2、柜门开关的灵活性。
3、满足五防要求。
4、开关动触头与静触头是否紧密配合。
四、二次工艺。
1、布局美观大方;线号管标识清楚且横平竖直。
2、过门线需套波纹管。
3、线两端剥好后需压线头。
4、缠绕管缠绕均匀。
五、一次母线。
1、满足绝缘距离(最小不低于40mm)2、母线的棱角需打磨光滑,不能有毛刺。
3、紧固母线后,用0.05mm塞尺检验,看是否与搭接面紧密接合。
4、母线加工成型校正,需横平竖直。
六、回路电阻的测试。
检测回路电阻是否在正常范围值内。
C;F;V柜参数;≤150uΩ。
七、环网柜壳体成品焊接。
1、焊接前检查柜内卫生,是否干净。
2、检查各元器件坚固螺丝是否已拧紧。
3、放入适量干燥剂。
4、焊接后不能有气泡,漏焊,板材变型。
八、充气与检漏。
1、初检时可充入0.15MPb大气压的SF6气体,看有无漏气。
2、SF6气体充好后,需密封好放置24小时后方可检测。
3、检漏时不超过大气范围的3个点,视为合格。
九、报检,合格后打包入库。
电器有限公司技术部。
10kV户外环网柜技术规范书目录1. 遵循的主要标准2. 主要技术条件3. 供货数量4. 试验5. 厂商应提供的技术文件附录电气接线图1. 遵循的主要标准标书中所有设备及其备品备件,除本标书中规定的技术参数和要求外,其余均应遵循最新版本的国家标准(GB)、电力行业标准(DL)和国际单位制(SI)。
如果供方有自已的标准或规范,应提供标准代号及其有关内容,并须经需方同意后方可采用,但原则上采用更高要求的标准。
如果供方选用本标书规定以外的标准时,则需提交这种替换标准供审查和分析。
仅在供方已证明替换标准相当或优于标书规定的标准,并从需方处获得书面的认可才能使用。
提交供审查的标准应为中文或英文版本。
供方提供的产品应满足本标书规定的技术参数和要求以及如下的专用标准:GB 11033《额定电压及以下电力电缆附件基本技术要求》GB5589.3-1985《电缆附件试验方法--第3部分:局部放电测量》GB/T 11022-1999《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》DL/593-96《高压开关设备的共用订货技术条件》GB 380—90《3〜63kV交流高压负荷开关》GB 380—91《3〜35kV金属封闭开关设备》GB311.1-1997《高压输变电设备的绝缘配合》GB 763-1990《交流高压电器在长期工作时的发热》2. 主要技术条件2.1 环境条件2.1.1 周围空气温度最高温度:40 C最低温度:-40 C2.1.2xx:<1000m2.1.3最大风速:35m/s2.1.4 环境湿度:日平均相对湿度不大于95%2. 1 . 5外壳防护等级:IP33 级2. 1 .6安装场所:户外2.2 工程条件2.2.1 系统概况a. 系统额定电压:12kVb. 系统额定频率:50Hzc. 系统中性点接地方式:非有效接地系统2.3 设备的主要参数本次采购的10kV户外环网柜,其技术参数除应满足应遵循的主要标准外, 还应满足本标书以下要求:项目额定电压额定电流频率额定短路关合电流额定热稳定电流额定热稳定时间额定动稳定电流相对地雷电冲击耐压断口相对地1min 工频耐压断口电缆截面范围外壳防护等级电缆附件技术参数2.4 技术要求户外箱式环网柜应具备以下基本特点:241采用ABB Safe模块,免维护设计。
SF6全绝缘充气环网柜的技术问题分析发布时间:2021-09-08T08:04:20.781Z 来源:《探索科学》2021年8月上15期作者:吴海华、张展展、郑刘亮、高文博、刘金光[导读] 目前,淘汰了很多老式的空气绝缘柜,普遍使用全绝缘全密封的SF6环网柜,实际应用中,SF6环网柜性能优良,运行安全可靠,不需要充气和维护,应用广泛,如施耐德RM6、西门子8DJ20等。
默飓电气有限公司吴海华、张展展、郑刘亮、高文博、刘金光浙江省温州 325003摘要:目前,淘汰了很多老式的空气绝缘柜,普遍使用全绝缘全密封的SF6环网柜,实际应用中,SF6环网柜性能优良,运行安全可靠,不需要充气和维护,应用广泛,如施耐德RM6、西门子8DJ20等。
环网柜具有全封闭、绝缘性高、方便安装和维修、体积小、安装方便灵活等诸多优点,目前,它已逐渐成为城市配电网的重要节点,以其独特的优势在当地城市电网系统中得到了广泛的应用,并逐步在配电网系统的控制和保护中发挥了重要作用。
然而在实际应用过程中,依旧存在一些问题。
本文将对SF6全绝缘充气环网柜的技术问题进行分析。
关键词:SF6全绝缘充气环网柜;技术问题;分析研究 1.SF6全绝缘充气环网柜 SF6全绝缘充气环网柜,主要包括负荷开关单元、高压交流负荷开关—熔断器组合电器(以下简称组合电器)单元。
根据用户需要可设计成共箱式结构,也可设计成单元式结构。
实际工程应用时可采用柜顶固体绝缘母线或侧面插接式母线实现电气连接。
在众多的技术参数中,组合电器单元的转移电流与负荷开关单元的关合能力是研发中的难点。
另外,基于安全性的考虑,近年来内部燃弧故障也引起了广大用户的重视。
全绝缘SF6环网柜的主要优点有: 1.1全密封、全绝缘所有高压带电部分所有高压带电部分全部密封在充低压力SF6气箱内,受外界环境影响较少,可以使用于一般潮湿、污秽等环境。
特别适用于珠三角地区等湿度较大地区。
1.2柜体小型化使用三工位负荷开关,有效减少零部件数量。
环网柜基础知识基本概念及特点10kV户外箱式环网柜,又称环网供电单元(简称环网柜),每个环网柜由3至6路开关共箱组成,接线方式灵活多样,可以满足不同配电网络节点的需求。
开关装置和硬母线密闭在同一个不锈钢金属外壳内,采用SF6作为灭弧介质和绝缘介质,开关采用三相联动的负荷开关或断路器,其额定电流为630A,短时耐受电流可达20kA/3S。
由于这种特殊的排列结构,环网柜具有如下特点:户外型、全绝缘、全密封结构,能适应任何恶劣环境。
体积小、重量轻、结构紧凑,占地小。
安装简单,操作方便,安全可靠、免维护。
具有电动和手动操作机构,配FTU后即可实现配电自动化。
由于它体积小、技术指标高,完全可以取代常规的开关站,从而减少占地面积和缩短出线电缆长度,降低整体造价和维护费用,因而广泛应用于工业园区、街道、居民区、繁华商业中心等。
环网柜发展历史及现状在这方面,德国制造厂家多,起步早,用量大。
德国Fritz Driescher 公司于1978年率先研发出SF6环网供电单元(Minex 型),接着西门子公司开发出8DJ10型和8DH10型环网供电单元,F&G公司的GA 和GE型环网单元及AEG公司的F1型环网供电单元等后期出现的厂家包括:ABB、施耐德、阿尔斯通(AREVA)、VEI、G&W以及欧马嘉宝和COPPER等等。
韩国系列厂家包括:LG、新星、晓星、真光、英泰克、EN等等。
国产厂家在环网柜生产方面虽然起步较晚,但是发展相当迅速,特别是单元式的环网柜,可以说是遍地开花。
国产厂家在共箱式的环网柜的开发生产方面,由于技术方面的限制,发展比较缓慢,不过经过几年的积累,目前也如雨后春笋般涌现。
这些代表性的厂家包括北京科锐公司、宁波天安公司、广州霍斯通、汕头华尔斯、汕头德通、北京双杰、北京科力恒久、北京合纵、北京维益埃、北京安瑞吉等等。
环网柜的分类按照气箱结构划分共箱式单元式按照整体结构划分美式欧式按照主绝缘材料划分空气绝缘式SF6气体绝缘式固体绝缘式环网柜不同类别典型代表单元式典型代表ABB、施耐德、SEL进口美式环网柜典型代表美国COPPER公司美国G&W公司韩系环网柜【新星、真光、PNC、PNA、EN、英泰克】进口欧式环网柜典型代表ABB、施耐德、西门子欧玛嘉宝、F&G、徳理施尔、AREVA【ALSTOM】SEL、VEI、台湾美基【MASWELL】国产美式代表北京科锐【G&W技术】北京双杰【韩国技术】科力恒久【韩国技术】国产欧式代表北京安瑞吉【F&G技术】汕头德通【欧玛嘉宝技术】汕头正超【欧玛嘉宝技术】泰豪科技【欧玛嘉宝技术】汕头华尔斯【ABB技术】亚洲电力【ABB技术】进口欧式环网柜的基本情况ABB公司Safe系列环网柜西门子8DH/8DJ系列施耐德SM6/RM6系列阿海珐(AREVA)FBX/FBA系列欧玛嘉宝GA/GAE/CGM/CGC/CPG系列美式和欧式环网柜的对比分析关键结构对比分析欧式环网每个间隔有独立的电缆隔室美式环网柜整个高压出线部分完全暴露在外功能单元对比分析欧式环网柜有C/F/V/M/D等功能单元美式环网柜有C/V/D等功能单元可扩展性能对比分析欧式环网柜可扩展性能强美式环网柜扩展较为困难出线套管对比分析欧式环网柜出线套管一般采用欧式高压套管美式环网柜出线套管一般采用美式出线套管加工工艺对比分析欧式环网柜整体加工工艺较为精细,外观美观大方美式环网柜沿袭了美式产品的一贯粗犷特点,细节工艺相对较差环网柜的典型组合及应用纯负荷开关组合纯负荷开关组合典型应用负荷开关+熔断器的组合负荷开关+熔断器的组合典型应用负荷开关+断路器组合负荷开关+断路器组合典型应用典型环网“手拉手”接线形式。
使用说明书一、概述HSM6-12型固定式交流金属封闭环网开关设备(简称环网柜)适用于额定电压12kV,额定频率为50HZ 的交流配电系统,采用压气灭弧方式的负荷开关及负荷开关-熔断器组合电器为主要元件,可构成环网供电单元终端供电,还可以按变配电站主接线要求进行任意配合。
该产品经型式试验验证,性能符合IEC62271-200《高压开关设备和控制设备.第200 部分:额定电压为1kV 以上和52kV 以下(包括52kV)的金属封闭式交流开关设备和控制设备》和GB3906《3.6kV~40.5kV 交流金属封闭开关设备及控制设备》及GB3804《3.6 kV~40.5kV高压交流负荷开关》等标准的要求,并满足二部可靠防误操作功能的要求,防护等级达到IP2X。
本产品具有体积小、重量轻、操作简便、使用安全、维护方便等特点,是城市电网建设需要的理想高压电器产品。
二、使用条件1. 海拔高度:不超过1000 m。
2. 最高环境温度 + 40 ℃3. 最低环境温度 -25 ℃4. 没有火灾,爆炸危险,严重污秽及剧烈震动的场所。
5. 安装与垂直面倾斜不超过5度。
6. 户内相对湿度:日平均值≤95%,月平均值≤90%结构特征及操作要求3.1本柜的柜体结构用钢板弯制成零(部)件,再以螺栓连接而成,其防护等级符合IP2X 的规定。
柜体上部为母线室,仪表室位于母线室前部,用钢板分隔。
柜体中部为电缆室,主母线室与电缆室之间设有隔板,对于电缆进出线柜,其柜底有可拆装的活动盖板,对于架空进出线柜,根据用户要求,其柜顶可加母线通道或遮栏架。
3.2 机械联锁达到的要求、动作原理和操作规程3.2.1 为了防止误操作,达到安全标准,本产品采用了相应的机械联锁和电气联锁,具备完善的“五防”联锁功能。
3.2.2 机械联锁所涉及到的部件及其在设备上的安装位置环网柜的机械联锁主要集成在负荷开关(组合电器、真空断路器)上,通对负荷开关(组合电器、真空断路器)的加深了解,从而亦可知其五防联锁的情况。
10kV环网柜的分类及特点探微0引言10kV环网柜具有全封闭、绝缘性高、方便安装和维修、体积小、安装方便灵活等诸多的优点,现阶段已经逐渐成为城市重要的供电节点。
但在其运行过程中如果出现问题无疑对电力系统造成或大或小的影响。
因此认真对10kV 环网柜出现的问题进行分析并提出相应的解决措施,才能达到保证供电可靠性的目的。
1.环网柜分类简介环网柜简单而言就是一组为环网供电的高压开关设备,它的核心部分主要由负荷开关熔断器和熔断器组组成。
现阶段10kV环网柜一般使用三相联动的SF6 气体的空气开关或者是断路器,因为使用性能好的弹簧能够有效的使开关分开从而保证环网柜及时的做出反应。
环网柜分为很多种,一般按照绝缘类型可以分为空气绝缘环网柜和SF6绝缘的环网柜两种。
以上两种环网柜能够实现对于线路上电流的接通和关以及实现在出现问题时断开工作的变压器和短路电流,它可以对电力系统起到有效的控制和保护作用。
另外,按照工作地点分为户内环网柜和户外环网柜,按照在环网i 中的使用位置不同可以分为进线环网柜、出现环网柜和联络环网柜等,如果按照开关设备分类,可以分为负荷开关柜、断路器柜、GIS等。
10kV气体绝缘共箱式环网柜(常称为:共箱式环网柜、全绝缘柜),它具有结构紧凑、体积小、重量轻、全天候、扩展性好、组合灵活、免维护等特点。
按功能分类,可以分为负荷开关柜、断路器柜、组合电器柜、电缆连接柜、高压计量柜等。
共箱式环网柜由于采用了SF6气体作为绝缘介质,绝缘性能远强于空气,全绝缘柜的电气间隙远小于半绝缘柜,因电气间隙小,全绝缘柜尺寸远小于同电压等级的半绝缘柜,占地面积小。
全绝缘的开关和所有带电部件被永久性封闭在充有SF6气体的不锈钢壳体中,压力恒定,不受海拔影响。
同时,可以在地下室等潮湿空间内使用。
由于共箱式环网柜具备上述这些特点,使得其广泛应用于户外电缆分支箱、预装式箱式变电站。
2.10kV气体绝缘共箱式环网柜常见问题综述10kV环网柜的运行状态直接关系到电力企业的供电质量,因此我们必须努力保证10kV环网柜正常工作。