矿山地面高低压配电装置的运行与维护.ppt

学习情景1 矿山地面高低压配电装置的运行与维护,任务1 矿山地面高压配电装置的结构及检查,任务2 矿山地面高压配电装置的结构及检查,任务3 矿山地面高压配电装置的结构及检查,任务4 矿山地面高压配电装置的结构及检查,知识目标：矿山地面高压配电装置的结构 矿山地面高压隔离开关与断路器的区别 电弧的基本概念、灭弧方法能力目标：会操作各种高压配电装置 会识读配电装置电气原理图 会编制高压配电装置的安全技术措施,任务1 矿山地面高压配电装置的结构及检查,一、矿山地面成套配电装置的相关概念 1.配电装置的定义 按电气主接线的要求，把一、二次电气设备如开关设备、保护电器、监测仪表、母线和必要的辅助设备组装在一起构成的在供配电系统中接受、分配和控制电能的总体装置称为配电装置。,2.配电装置的类型（1）按安装的地点分为户内配电装置和户外配电装置。（2）按安装形式分为装配式配电装置和成套配电装置。装配式配电装置为电气设备在现场组装的配电装置；成套配电装置是制造厂成套供应的设备，在制造厂按照一定的线路接线方案预先把电器组装成柜再运到现场安装。,二、高压成套配电装置(高压开关柜)的介绍 1.高压成套配电装置的分类（1）按主要设备的安装方式分为固定式和移开式(手车式)。（2）按开关柜隔室的构成形式分为铠装式、间隔式、箱型、半封闭型等。（3）按母线系统分为单母线型、单母线带旁路母线型和双母线型。,（4）根据一次电路安装的主要元器件和用途分为断路器柜、负荷开关柜、高压电容器柜、电能计量柜、高压环网柜、熔断器柜、电压互感器柜、隔离开关柜、避雷器柜等。（5）新系列高压开关柜的型号表示和含义如图1-1所示。,K-铠装式J-间隔式X-箱型H-环网式,结构形式：G：固定式Y：移开式,安装场所,设计序号,额定电压,一次线路方案,操作机构：D-电磁式T-弹簧式,新系列高压开关柜的型号表示和含义,2固定式高压开关柜的特点（1）固定式高压开关柜的特点 固定式高压开关柜有构造简单、制造成本低、安装方便等优点；缺点是内部主要设备发生故障或需要检修时，必须中断供电，直到故障消失或检修结束后才能恢复供电。（2）固定式高压开关柜的应用 一般用在工矿企业的中小型变配电所和负荷不是很重要的场所。,（3）XGN系列箱型固定式金属封闭高压开关柜,XGN系列箱型固定式金属封闭高压开关柜外形,主要电气设备 采用ZN28、ZN28E、ZNl2等多种型号的真空断路器，也可以采用少油断路器；隔离开关采用先进的GN30-10型旋转式隔离开关。使用特点 技术性能高，设计新颖；柜内仪表室、母线室、断路器室、电缆室用钢板分隔封闭，使之结构更加合理、安全，可靠性高，运行操作及检修维护方便；在柜与柜之间加装了母线隔离套管。,（4）HXGN系列的固定式高压环网柜,组成特点高压环网柜主要采用负荷开关和熔断器的组合方式，正常电路通断操作由负荷开关实现，而短路保护由具有高分断能力的熔断器完成。这种负荷开关加熔断器的组合柜与采用断路器的高压开关柜相比，体积和质量都明显减小，价格也便宜很多。而一般610 kV的变配电所，负荷的通断操作较频繁，短路故障的发生却是个别的。因此，采用负荷开关熔断器的环网柜更经济合理。,应用 主要适用于环网供电系统、双电源辐射供电系统或单电源配电系统，可作为变压器、电容器、电缆及架空线等电器设备的控制和保护装置;亦适用箱式变电站，作为高压电器设备。,（1）结构特点 手车式高压开关柜能将成套高压配电装置中的某些主要电气设备(如高压断路器等)固定在可移动的手车,另一部分电气设备则装置在固定的台架上。（2）使用特点 相对于固定式开关柜，手车式高压开关柜的停电时间大大缩短，检修方便安全，恢复供电快，供电可靠性高；但价格较高。主要用于大中型变配电所和负荷较重要、供电可靠性要求较高的场所。手车式高压开关柜的主要新产品有KYN、JYN等系列。,3.手车式高压开关柜特点和应用,3JYN系列户内交流金属封闭移开式高压开关柜,JYN系列户内交流金属封闭移开式高压开关柜外形,1电气设备的分类方法（1）供配电系统中用于传输、变换和分配电力电能的主电路是一次回路，设置在一次回路中的电气设备属于一次设备或一次电器。（2）按电力系统工作的要求用来变换电压或电流的电气设备称为变换设备，如变压器、互感器等；按电力系统的工作要求用来控制一次电路通断的电气设备称为控制设备，如高低压断路器、开关等；用来对电力系统进行过电流和过电压等保护用的电气设备称为保护设备，如熔断器、避雷器等。,三、高压成套配电装置的设备构成相关知识,1.电弧的产生与熄灭(1)电弧的发生与发展 在开关触头分开的过程中，动静触头间的接触压力与接触面积不断减少，导至接触处温度升高，使一部分自由电子由于热运动而逸出金属表面，形成了热电子发射。,2.电弧及灭弧方法,复合：是异号带电质点彼此中和为中性质点的现象。复合率与下列因素有关：带电质点浓度越大，复合几率越高；电弧温度越低，弧隙电场强度越小，复合就越容易。扩散：是指带电质点逸出弧道的现象。扩散速度受下列因素影响：弧区与周围介质的温差越大，扩散越强烈；电弧的表面积越大，扩散就越快。,(2)电弧的熄灭,（3）开关电器中常用的灭弧方法,横吹,竖吹,电动力吹弧,磁力拉弧,磁吹弧,吹弧灭弧法：,长弧切短灭弧法：,静触头,动触头,金属栅片,电弧,真空灭弧法；真空灭弧法是将开关触头装在真空容器内，产生的电弧(真空电弧)较小，且在电流第一次过零时就能将电弧熄灭。真空断路器就是利用这种原理来熄灭电弧的。六氟化硫(SF6)灭弧法；SF6气体具有优良的绝缘性能和灭弧性能，绝缘强度约为空气的3倍，可极大地提高开关的断流容量和减少灭弧所需时间。,3.高压断路器介绍,产品名称：S-少油断路器D-多油断路器Z-真空断路器L-SF6断路器,安装场所：N-户内式W-户外式,设计序号,额定电压,其它标志：G：改装型I、II、III断流能力代号,额定电流,开断电流断流容量,（1）高压真空断路器,动导电杆,静导电杆,屏蔽罩,触头,绝缘外壳,波纹杆,上接线端,静触头,动触头,套管绝缘子,下接线端,框架,转轴,拐臂,升降绝缘子,支柱绝缘子,5.高压熔断器,R：熔断器,安装场所：N-户内式W-户外式X-限制式（户外不限）,设计序号,额定电压,补充型号：F-负载型G-改进型,额定电流,额定容量,其它标志,高压熔断器符号含义,1RN系列高压熔断器,瓷熔管,金属管帽,弹性触座,熔断指示管,接线端子,底座,瓷绝缘子,管帽,熔管,工作熔体,指示熔体,锡球,石英砂填料,熔断指示器,（2）RW系列高压跌落式熔断器,上接线头,上静触头,上动触头,管帽,操作环,熔管,铜熔丝,下动触头,下静触头,下接线端子,绝缘瓷瓶,固定安装板,任务2 矿山地面低压配电装置的结构及检查,知识目标：矿山地面低压配电装置的结构；矿山地面低压配电装置的工作原理及符号。能力目标：会操作各种低压配电装置 能熟练完成配电装置检修的安全措施设置 会识读配电装置电气原理图 会编制低压配电装置的安全技术措施,一、低压成套配电装置的相关概念,所谓的低压成套配电装置是按一定的线路方案将有关的低压一、二次设备组装在一起的一种成套配电装置，在低压配电系统中作控制、保护和计量之用。包括安装在低压配电室的低压配电屏(柜)和各种场所的配电箱。,1低压成套配电装置的类型（1）低压配电柜 抽屉式，电器元件安装在各个抽屉内，再按一、二次线路方案将有关功能单元的抽屉叠装在封闭的金属柜体内，可按需要推入或抽出；固定式，所有电器元件都为固定安装、固定接线；混合式，安装方式为固定和插入混合安装。（2）低压配电箱 低压配电箱主要包括两种类型：动力配电箱和照明配电箱。,(一)低压成套配电装置的类型及型号含义（1）新系列低压配电柜,低压配电柜：P-开启式G-封闭式,型号特征：G-固定式H-混合式,用途代号,设计序号,辅助电路方案,主电路方案,(二)几种低压配电柜产品特点介绍,1固定式低压配电柜（1）PJGLl型固定式低压配电柜这种低压配电柜结构合理，安装方便，互换性好，性能可靠，目前使用比较广泛。（2）GJGL系列固定式低压配电柜该类型产品技术先进，符合IEC标准，其内部采用ME型的低压断路器和NT型的高分断能力熔断器；它的封闭式结构排除了在正常工作条件下带电部件被触及的可能性。因此安全性能好，可安装在有人员出人的工作场所中。（3）GGD系列交流固定式低压配电柜,GGD2配电柜外形图,GCK型抽屉式低压配电柜外形图,2抽屉式低压配电柜,二、常见低压电气设备,(一)低压熔断器,表1-1低压熔断器的分类及用途,图1-2-6 RL系列熔断器(a)外形(b)内部结构,1RL1系列熔断器,进线,瓷帽,熔断体,熔丝,出线,2.RT0型有填料封闭管式熔断器,栅状铜熔体,触刀,瓷熔管,熔断指示器,盖板,弹性触座,瓷质底座,接线端子,扣限,绝缘拉手手柄,(1)按灭弧结构分为不带灭弧罩和带灭弧罩两种。不带灭弧罩的刀开关只能无负荷操作，起隔离开关的作用；带灭弧罩的刀开关能通断一定的负荷电流，同时具有隔离开关的作用。(2)按操作方式分为手柄直接操作式和杠杆传动操作式两种。(3)按极数分为单扳、双极和三极刀开关。(4)按用途分为单头刀开关和双头刀开关。双头刀开关的刀闸为双向通断，可用于切换操作，即用于两种以上电源或负载的转换和通断。,低压刀开关有以下几种分类方法。,(二)常见低压开关设备的介绍,2刀熔开关,(1)HR3刀熔开关是最常见的刀熔开关之一。它是将HD型刀开关的闸刀换成RTO型熔断器的具有刀形触头的熔管。(2)HR5型新式刀熔开关，它与HR3型的主要区别是用NT型低压高分断熔断器取代了RT0型熔断器，作短路保护用。具有结构紧凑、使用维护方便、操作安全可靠等特点；能进行单相熔断的监测，有效防止因熔断器的单相熔断所造成的电动机缺相运行故障。HR5是目前被越来越多采用的一种新式刀熔开关。,3低压断路器,主触头,跳钩,锁扣,分励脱扣器,欠压脱扣器,脱扣按钮,电阻,热脱扣器,过电流脱扣器,任务3 矿山高低压配电装置的选择及短路电流的计算,知识目标：高、低压配电装置的选择原则；短路电流的概念及计算；能力目标：会选择各种高、低压配电装置 能熟练完成配电装置安装、调试；,一短路电流的概念,1.短路的种类及产生短路的原因,绝缘损坏。电气设备年久陈旧，绝缘自然老化；绝缘瓷瓶表面污秽，使绝缘下降；绝缘受到机械性损伤；供电系统受到雷电的侵袭或者在切换电路时产生过电压，将电气装置绝缘薄弱处击穿，都会造成短路。误操作。例如带负荷拉切隔离开关，形成强大的电弧，造成弧光短路；或将低压设备误接入高压电网，造成短路。其它意外事故。挖掘沟渠损伤电缆，起重机臂碰触架空导线，车辆撞击电杆等。,2.短路的危害,损坏电气设备。短路电流产生的电动力效应和热效应，会使故障设备及短路回路中的其它设备遭到破坏；影响电气设备的正常运行。短路时电网电压骤降，使电气设备不能正常运行；影响系统的稳定性。严重的短路会使并列运行的发电机组失去同步，造成电力系统解列；造成停电事故。短路时，电力系统的保护装置动作，使开关跳闸，从而造成大范围停电。越靠近电源，停电范围越大，造成的经济损失也越严重；,3.计算短路电流的目的 选择电气设备。选择电气设备时，需要计算出可能通过电气设备的最大短路电流及其产生的电动力效应及热效应，以检验电气设备的分断能力及动稳定性和热稳定性。选择和整定继电保护装置。选择和整定继电保护装置时，需要计算被保护范围内可能产生的最小短路电流，以校验继电保护装置动作的灵敏度是否符合要求。,4.短路电流的暂态过程,（1）短路电流的暂态过程,短路电流波形图,2.需计算的短路参数,短路稳态电流 当短路电流的非周期分量衰减完后，短路电流进入了新的稳定状态，这时的短路电流有效值称为短路稳态电流，它可用来检验设备的热稳定性。,三相短路冲击电流 在暂态过程中，短路电流最大可能的瞬时值，称为短路冲击电流，简称冲击电流，用 表示。,二、短路电流的计算,1.有名值法 有名值法又称绝对值法。采用这种方法计算短路电流时，电压、电流、阻抗、容量等物理量直接带单位参加计算。采用有名值法计算短路电流的步骤是：（1）短路回路各元件阻抗的计算 电源系统的阻抗 变压器的阻抗 输电线路的阻抗 限流电抗器的电抗,三、高低压配电装置的选择原则及方法,（一）高、低压配电装置的选择原则,1.按使用环境选择电气设备的类型,2.按正常工作参数选择电气设备,3.用短路条件校验电气设备,（二）高、低压配电装置的选择方法,1.高压开关与熔断器的选择,（1）隔离开关的选择 隔离开关应按其额定电压、额定电流及使用的环境条件选择出合适的规格和型号，然后按短路电流的动，热稳定性进行校验。按环境条件选择隔离开关时，可根据安装地点和环境条件选择户内式、户外式、普通型或防污型等类型，防污型用于污染严重的地方。工矿企业35kV变电所户外多选用V型结构。此外隔离开关还有带接地刀闸和不带接地刀闸之分，带接地刀闸的一般用于变电所进线。在选择隔离开关的同时还必须选定配套的操作机构。,一般情况下可选择油断路器，户外使用的多油断路器除DW8-35型外已逐渐被淘汰，新建的变电所应使用少油断路器。户内使用的都是少油断路器，它一般安装在高压开关柜中。对断流能力要求高的地方或操作十分频繁的地方，应选用真空断路器。断路器操作机构的选择应与断路器的控制方式，安装情况及操作电源相适应。选择断路器的技术参数时，应按额定电压和额定电流选择，按断流能力和短路时的动稳定性和热稳定性进行校验。,(2)断路器的选择,2.低压开关与熔断器的选择,(1)刀开关的选择 低压刀开关，分为不带熔断器和带熔断器的及不带灭弧装置和带灭弧装置的等多种类型，刀开关除按表1-3-4规定的项目选择和校验外，对允许带负荷操作的刀开关，还应按断开电流选择和校验。(2)自动空气断路器选择(3)低压熔断器选择,（三）成套配电装置的选择1确定配电装置的型号（1）高压成套配电装置型号的选择（2）低压成套配电装置型号的选择2.成套配电装置一次电路方案的选择（1）高压开关柜一次电路方案的确定（2）低压配电系统一次电路方案的选择,任务4 高低压配电装置的安装与维修,知识目标：高低压配电装置预防性试验的方法；高低压配电装置预防性试验结果的综合分 析和判断 的原则；高低压配电装置异常现象和故障处理方法。能力目标：能掌握高低压配电装置的允许运行方式；能熟练完成高低压配电装置检修的安全措施设置；能对高低压配电装置异常现象和各种故障进行处理；会编制低压配电装置的操作规程、检修维护安全技术 措施。,一、矿山地面高压配电装置的安装、检查,（一）隔离开关、负荷开关及高压熔断器安 装、检查注意事项（二）断路器安装、检查注意事项 1.断路器装卸与运输问题 2.六氟化硫断路器安装、检查注意事项 3.断路器调整时分合闸禁忌,二、低压配电装置的安装、检查要求(一)电柜中标记系统的作用电柜中的标记系统犹如城市交通道路的指示牌。标记系统主要由标签、标志、标牌等组成。电柜中标记系统的完整性和统一性将影响使用者对整个供电系统的理解；而标记系统本身的标识明显与否，直接髟响到工作人员对供电系统进行操作和维护时的方便性。,(二)电柜中标记系统的要求1.柜内元件标签均为黄色；元件标签按照材料清单统计。2.标牌应正确、清晰，易于识别，安装牢固；额定电压超过500 V的配电板应设置警告标志。“紧急”按钮应有明显标志，并设保护罩。3.盘、柜的正面及背面各电器、端子牌等应标明编号、名称、用途及操作位置，其标明的字迹应清晰、工整、不易褪色。4.柜门上贴上每一电柜的排版图、端子的接线表，包括进线电缆的编号等信息。,（三）配电柜内元件布置和安装的要求,三、供配电系统的运行维护与故障处理,(一）断路器 断路器是高压开关中用途最广、技术要求最高，作用最为重要的电气设备。1.断路器的巡视维护内容包括：(1)分合位置的红绿信号灯、机械分合指示器与断路器的状态是否一致。(2)负荷电流是否超过当时环境温度下的允许电流；三相电流是否平衡；内部有无异常声音。,(3)各连接头的接触是否良好；接头温度、箱体温度是否正常；有无过热现象。(4)检查绝缘子(瓷瓶、套管)是否清洁完整、无裂纹和破损，有无放电、闪络现象。(5)检查操作机构、操作电压、操作气压及操作油压是否正常，其偏差是否在允许范围内。(6)检查端子箱内的二次接线端子是否受潮，有否锈蚀现象。,(7)检查高压带电显示器，看三相指示是否正常，是否亮度一致。(8)检查设备的接地是否良好。(9)检查油断路器的油色、油位是否正常，本体各充油部位是否有渗油、漏油现象。(10)检查sR断路器的气体压力是否正常。(11)检查真空断路器的真空是否正常，有无漏气声。,2.断路器的常见故障和处理：断路器是接通和切断电路的主要电气设备由于它的操作非常频繁因此经常出现一些故障。例如，断路器合不上或拉不开，断路器不正常的自动分闸或自动合闸，油断路器缺油或油质炭化，断路器操作能源失常，甚至还会发生断路器着火或爆炸的重大事故等。,（1）高压断路器远方操作不能合闸 这是断路器常常出现的故障之一。运行值班人员如处理不当，往往拖延设备的送电时间。因此，当发生这类故障时，应迅速根据操作过程中的异常现象，初步判断故障原因，进行必要的排除故障工作。因各类断路器的机构不同，则故障处理的方法也不同，,（2）高压断路器不能远方分闸 高压断路器不能远方分闸，对安全运行有很大的危害。因为当设备发生故障时，装在该设备回路中的断路器拒绝分闸，就会引起上一级断路器自动跳闸，从而扩大了事故停电范围。高压断路器不能远方分闸的原因一般有操作机构的机械部分有故障；操作回路无电压或分闸回路有断线等。,（3）因断路器出现故障不允许将其分闸 运行中的断路器，发现下列之一故障时，禁止将其断开，以免发生爆炸事故：油断路器无油或严重缺油；油断路器油质炭化；SNl、SN2等型少油断路器两相绝缘拉杆断裂；断路器消弧室破裂或触点融化；空气断路器压缩空气压力太低且不能维持；采用液压结构的断路器，当液压降低到零时(指未采 取防止慢分闸措施的液压系统)。,（二）隔离开关和负荷开关 1隔离开关和负荷开关的巡视检查内容(两者基本一致)有：(1)检查分合状态是否正确，是否符合运行方式的要求，其位置信号指示器、机械位置指示器与隔离开关的实际状态是否一致。(2)检查负荷电流是否超过当时周围环境温度下开关的允许电流。(3)检查开关的本体是否完好，三相触头是否同期到位。(4)运行的开关，触头接触是否良好，有否过热及放电现象。拉开的开关，其断口距离及张开的角度是否符合要求。,2隔离开关的异常及处理：(1)接头或触头发热。可能是接触不良或过负荷。可适当降低负荷，也可将故障隔离开关退出运行；无法退出时，可加强通风冷却，同时创造条件，尽快停电处理。(2)误拉隔离开关。如果刀片刚离开刀口应立即将未拉开的隔离开关合上。如果隔离开关已拉开，则不允许再合上，用同级断路器或上一级断路器断开电路后方可合隔离开关。(3)误合隔离开关。误合的隔离开关，不允许再拉开，只有用断路器先断开该同路电路，然后，才能拉开。,