隔离开关分类详细介绍.
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1.隔离开关 隔离开关主要用来隔离电路。在分段状态下有明显可见的断口,在关合状态下,导电系统中可以通过正常的工作电流和故障下的短路电流。隔离开关没有灭弧装置,除了能开断很小的电流外,不能用来开断负荷电流,更不能开断短路电流,但隔离开关必须具备一定的动、热稳定性。
隔离开关的主要作用如下: (1) 在设备检修时 , 用隔离开关来隔离有电和无电部分 , 造成明显的断开点 , 倒修的设备与电力系统隔离 , 以保证工作人员和设备的安全。
(2) 隔离开关和断路器相配合 , 进行倒闸操作 , 以改变运行方式。 (3) 用来开断小电流电路和旁 ( 环 ) 路电流。 (4) 用隔离开关进行 500KV 小电流电路合旁 ( 环 ) 路电流的操作。但须经计算符合隔离开关技术条件和有关调度规程后方可进行。
1.1结构形式
1.1.1隔离开关的分类 M0级隔离开关:具有1000次操作循环的机械寿命,适合输、配电系统中使用且满足一般要求的隔离开关。
M1级隔离开关:具有3000-5000次操作循环的延长机械寿命的隔离开关,主要用于隔离开关和同等级的断路器关联操作的场合。
M2级隔离开关:具有10000次操作循环的机械寿命,主要用于隔离开关和同等级的断路器关联操作的场合。
隔离开关分类见表1.1 表1.1 隔离开关分类 分类方式 类别 按装设地点的不同 户内式、户外式
按支持绝缘子的数目 单柱式、双柱式、三柱式 按隔离开关的运动方式 水平旋转式、垂直旋转式、摆动式、插入式 按有无接地装置及附装接地开关的数量不同 不接地、单接地、双接地
按极数 单极、三极 按操动机构 手动式、电动式、气动式、液压式 按使用性质 一般输配电用、快速分闸用、变压器中性点接地用
户内隔离开关:通常是35kV及以下的电压等级,三相一体装,采用上下(垂直)回转,以GN系列为主要代表。如图1.1所示。
图1.1 户内隔离开关结构(GN2-10) 户外型隔离开关是以35kV及以上电压等级,三相可实现单极独立安装,单相或三相同步操作形式。按其绝缘支柱的不同可分为单柱式、双柱式和三柱式。如图1.2所示。 图1.2 户外隔离开关结构 1.1.2隔离开关的结构 隔离开关都是有开端元件、支持绝缘件、传动元件、基座及操作机构五个基本部分组成,其方框图如图1.3所示,示意图如图1.4。
开断元件
支撑绝缘件
传动元件
基座操动机构
图1.3隔离开关的组成方框图 图1.4户外隔离开关基本组成部分示意图 各基本组成部分的主要零部件及功能见表1.2
表1.2 隔离开关基本组成部分的主要零部件及其功能 名称 主要零部件 功能 开断元件 主触头系统、主导电回路、接地系统触头 开断及关合电力线路、安全隔离电源
支撑绝缘件 绝缘子等构成的支柱式绝缘件 保证开断元件有可靠的对地绝缘、承受开断元件的操作力及各种外力
传动元件 各种连杆、齿轮、拐臂等元件 将操作命令及操动力传递给开断元件的触头导杆及其他元件
基座 开关本体的底架底座等 整台产品的基础
操动机构 电动、气动及手动机构的本件及其配件等 为开断元件分合闸操作提供能量、并实现各规定的操作
参考文献:高压隔离开关设计与改造第三章第一节p.69~p.86(中国电力出版社,苑舜、崔文军,2007年)
参考文献:高压电器原理与应用第十三章第三节p.339~p.340(清华大学出版社,张节蓉、钱家骊、王伯翰、吉嘉琴、徐国政,1989年) 参考文献:变电运行现场技术问答(第二版)第二章第五节p.271~p.272(中国电力出版社,苑舜、崔文军,2007年)
1.2主要参数
1.2.1 隔离开关型号表示方法及含义 隔离开关型号的表示方法如图1.5所示
额定电流(A)W-防污型ID-带1组接地开关(单接地)IID-带2组接地开关(双接地)K-快速分闸
G-改进型T-统一设计
额定电压等(kV)设计序号N-户内型;W-户外性;D-独立安装G-隔离开关;J-接地开关
图1.5隔离开关型号的表示方法
1.2.2 隔离开关主要性能参数 1.额定电压(kV) 是指隔离开关最高工作电压,是线电压,也表示其承受绝缘支撑强度。 2.额定电流(A) 是指隔离开关在40℃时最大工作承载电流。 3.额定短路时耐受电流(热稳定) kA/S 是指隔离开关触头在流过短路电流,而所在3~4秒内所抗拒短路这一电流造成的热熔焊而不损坏的能力。
4.额定峰值耐受电流(动稳定)kA 是指隔离开关在承受短路时,短路电流所造成的斥动力而不发生损坏的能力。
5.回路接触电阻(μΩ) 是指隔离开关导电回路中各电接触形式下的导电性能,是检验及设计、制造工艺装配的技术能力。 参考文献:高压隔离开关设计与改造第三章第一节p.72~p.73(中国电力出版社,苑舜、崔文军,2007年)
1.3基本运维要求及措施
1.3.1对隔离开关的基本要求 按照隔离开关在电网中担负的任务及使用条件 , 其基本要求有 : (1) 隔离开关分开后应有明显的断开点 , 易于鉴别设备是否与电网隔离。 (2) 隔离开关断点间应有足够的绝缘距离 , 以保证在过电压情况下 , 不致引起击穿而危及工作人员的安全。
(3) 在短路情况下 , 隔离开关应具有足够的热稳定性和动稳定性 , 尤其是不能因电动力的作用而自动分开 , 否则将引起严重事故。
(4) 具有开断一定的电容电流、电感电流和环流的能力。 (5) 分、合闹时的同期性要好 , 有最佳的分、合闸的速度 , 以尽可能降低操作过电压、燃弧次数和元线电干扰。
(6) 隔离开关的结构应简单 , 动作要可靠 , 有一定的机械强度 ; 金属制件应能耐受氧化而不腐蚀 ; 在冰冻的环境里能可靠地分、合闸。
(7) 带有接地开关的隔离开关 , 必须装设连锁机构 , 以保证停电时先断开隔离开关 , 后闭合接地开关 , 送电时先断开接地开关 , 后闭合隔离开关的操作顺序。
(8) 通过辅助触点 , 隔离开关与断路器之间应有电气闭锁 , 以防带负荷误拉、合隔离开关。
(9) 对于用在气候寒冷地区的户外型隔离开关应具有设计要求的破冰能力,在冰冻的环境里应能可靠地分合闸。
(10) 对于一般户外非GIS或HGIS用隔离开关,其外绝缘爬电距离应满足安装地点的污秽等级要求,同时应根据设计要求留有一定裕度。
1.3.2隔离开关具备的连锁、闭锁 因为隔离开关没有灭弧装置 , 只能接通和断开空载电路。只能在断路器断开的情况下 , 才能拉、合隔离开关 , 否则将发生带负荷拉、合隔离开关的错误。所以高压断路器与隔离开关之间要加装闭锁装置。 隔离开关应具备三种连锁 : (1) 隔离开关与断路器之间闭锁。 (2) 隔离开关与接地开关之间的闭锁。 (3) 母线隔离开关与母线隔离开关之间的闭锁。 连锁的方式有三种 : (1) 机械连锁。 (2) 电气连锁。 (3) 电磁锁 ( 微机防误闭锁 ) 。 1.3.3隔离开关操作注意事项 隔离开关操作时应注意: (1) 应先检查相应回路的断路器、相应的接地开关确已拉开并分闸到位,确认送电范围接地线已拆除。
(2) 隔离开关电动操作电压应在额定电压的85%-110%。 (3) 手动合隔离开关迅速、果断、但合闸终了时不可用力过猛。合闸后应检查动、静触头是否合闸到位,接触是否良好。
(4) 手动分隔离开关,开始时应慢而谨慎,当动触头刚离开触头时应迅速,拉开后检查动、静触头断开情况。
(5) 隔离开关在操作过程中,如有卡滞、动触头不能插入静触头、合闸不到位等现象时,应停止操作,待缺陷消除后在继续进行。
(6) 在操作隔离开关过程中,要特别注意绝缘子有断裂等异常时应迅速撤离现场,防止人员受伤。对GW6、GW16等型号的隔离开关,合闸操作完毕后,应仔细检查操动机构上、下拐臂是否均已超过死点位置。
(7) 远方操作隔离开关时 , 应有值班员在现场逐相检查其分、合位置、同期情况、触头接触深度等项目 , 确保隔离开关动作正常 , 位置正确。
(8) 隔离开关一般应在主控室进行操作 , 当远控电气操作失灵时 , 可在现场就地进行电动或手动操作 , 但必须征得站长和站技术负责人许可 , 并有现场监督才能进行。 (9) 电动操作的隔离开关正常运行时 , 其操作电源应断开。 (10) 操作带有闭锁装置的隔离开关时,应按闭锁装置的使用规定进行,不得随便动用解锁钥匙或破坏闭锁装置。
(11) 禁止用隔离开关进行下列操作: 1)带负荷分、合操作; 2)配电线路的停送电操作; 3)雷电时,拉合消弧线圈; 4)系统有接地(中性点不接地系统)或电压互感器内部故障时,拉合电压互感器;
5)系统有接地时,拉合消弧线圈。 1.3.4直接用隔离开关进行的操作 允许用隔离开关直接进行的操作如下: (1) 在电力网无接地故障时 , 拉合电压互感器。 (2) 在元雷电活动时拉合避雷器。 (3) 拉合 220KV 及以下母线和直接连接在母线上的设备的电容电流 , 经试验允许的500KV 空载母线和拉合 3/2 接线母线环流。
(4) 在电网元接地故障时 , 拉合变压器中性点接地开关。 (5) 与断路器并联的旁路隔离开关 , 当断路器合好时 , 可以拉合断路器的旁路电流。
(6) 拉合励磁电流不超过 2A 的空载变压器、电抗器和电容器电流不超过 5A 的空载结路。
(7) 对于 3/2 断路器接线 , 某一串断路器出现分、合闸闭锁时 , 可用隔离开关来解环 ,但要注意其他串着的所有断路器必须在合闸位置。
(8)双母线单分段接线方式 , 当两个母联断路器和分段断路器中某断路器出现分、 合闸闭锁时 , 可用隔离开关断开回路。操作前必须确认三个断路器在合位 , 并取下其操作制 熔断器。
1.3.5隔离开关的巡视维护