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1、专科毕业调研报告关于变电所高压开关的检修与维护的调研报告学习中心（函授站）： 石家庄教学中心 专 业： 电气化铁道技术 姓 名： 学 号： 远程与继续教育学院2018年 3 月 26 日关于变电所高压开关的检修与维护的调研报告关于变电所高压开关的检修与维护的调研报告一、问题提出变电所35/6kV变电所内的35面6kV高压开关柜为无锡市江南开关厂生产的XYN1-10型开关柜，于1997年安装使用，目前存在以下问题：1、该型开关柜在柜门打开时不能断电，无法起到安全保护作用，不具备国家标准GB3906-20063.6kV40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备规定的“五防”功能（“五防”指：1、防
2、止带负荷合闸。2、防止带接地线合闸。3、防止误入带电间隔。4、防止带电挂接地线。5、防止带负荷拉刀闸。），不能满足国家煤矿安全监察局2013年下发的煤矿机电安全质量标准化要求。2、该型开关柜本体小车操作机构使用时间长，磨损老化严重，致使部分开关柜已不能正常分合闸。3、开关柜厂家早已淘汰该系列开关柜，柜中本体厂家早已停产，零配件无处购买，造成矿井供电安全隐患。二、调研方向1、具有“五防”功能的6kV高压开关柜，并采用新型永磁式操作机构高压真空断路器。2、开关柜有防越级跳闸功能和0.2级计量系统的微机综合保护器，具备远程通讯和集中控制功能，能实现矿井供电系统综合自动化控制。三、调研时间2017年6
3、月26日6月27日四、调研地点无锡军工智能电气股份有限公司五、调研人员XXX、XXX、乔XX六、调研具体情况（一）生产厂家简介无锡军工智能电气股份有限公司创建于1992年，主要从事高低压配电装置及系列防爆配电装置的研发、生产及销售，是一家具有自主研发能力的高科技型企业，也是江苏省近年来重点发展培育的高新技术企业。无锡军工智能电气股份有限公司注册资本6550万元，矿用准入资格证齐备，管理机构健全，并且拥有多个全资子公司和多个驻外办事机构。该公司在矿用高压真空配电装置方面获得15项国家专利，并在煤矿井下高低压配电系统行业创造了七个第一，受邀参与矿用一般型高压真空开关柜国家标准的起草，是起草单位中唯
4、一的一家定点生产型单位。公司生产的产品遍布全国21个省1000多个大小矿区，牢牢占据着国内煤炭行业的主流市场。（二）产品介绍1、产品名称：矿用一般型手车式高压真空配电装置2、产品型号：KYGC-Z3、产品用途: 本产品主要用于矿井井上下无瓦斯煤尘爆炸的供电系统中，作为三相交流50Hz电压7.2kV或12kV电气设备的配电、保护和控制之用。4、使用范围：安装高度不超过海拔2000m。环境温度：-540。周围空气相对湿度不大于95%（在25时）。无剧烈震动和冲击的地方。在无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体及蒸气的环境中。5、开关柜主要技术参数序号名称单位技术参数1额定电压kV7.2、122最高工作电压
5、kV3.6、7.2、123额定电流A630、12504额定短路开断电流kA12.5、20、31.55额定短路开合电流（峰值）kA31.5、50、806额定短路时耐受电流kA12.5、20、31.57额定峰值耐受电流（峰值）kA31.5、50、808防护等级级IP54（三）产品特性介绍1、优点：本开关柜为户内封闭式，具有结构新颖、操作维护方便、体积小、重量轻、安全可靠等特点，防护等级为IP54，符合国家标准规定，使用及维护方便。本开关柜采用独特的手车室落地门，门的背面铺有手车导轨，手车与落地门通过自推器相连。打开落地门，手车在自推器的作用下，自动从工作位置拉开至试验位置，实现了“开门断电”重要安
6、全防护措施；反之关上落地门，手车自动由试验位置推入工作位置。手车室内装机械和电气连锁机构，操作顺序严格符合“五防”要求。本开关柜的一次方案组成灵活多样。真空断路器、电压互感器、控制变压器、电流互感器、操作过电压保护装置等一次元件安装在断路器手车上，检修维护十分方便，并保证了开关柜的可靠性和安全性。所有一次绝缘件均采用SMC高绝缘性能粉末一次压铸而成，即保证了可靠的绝缘性能又保证了机械强度。触头罩在动触头未插入时，有一挡板自动放下隔离高压；当动触头插入时，动触头顶开挡板，此时落地门已合上，保证操作人员的安全。动静触头安装了温度在线检测系统，能够对运行中的动静触头温度进行实时检测。本开关柜配备ZN
7、90Y型双稳态永磁机构高压真空断路器，该断路器操作机构可动部件少（仅为9个），机械寿命长，磨损小，操动机构引起故障的概率大大降低，使得断路器真正实现免维护。母线室及电缆室的盖板需专用工具才能打开，盖板上有警告牌，并且电缆室安装高压带电显示器，防止由于未停掉反馈电源而引起机电事故。2、缺点本开关柜永磁断路器不具备手动带负荷合闸功能（容易拉弧），给紧急情况下恢复供电带来困难。本开关柜使用本厂自行研发的高压综合保护器，无法与我公司供电自动化运行平台相兼容。七、对比分析1、我公司现用高压开关柜与无锡军工生产的开关柜性能比较：项目我公司现用开关柜无锡军工新型开关柜开关柜结构性能体积大，结构复杂，维护不方
8、便，检修本体小车时，需专用装置才可将本体拉出。结构新颖、操作维护方便、体积小、重量轻、安全可靠，同时具备负荷侧带电显示及动静触头温度在线监测功能安全防护柜门打开时不断电，无法起到安全保护作用，不具备 “五防”功能。实现了“开门断电”重要安全防护措施，具备“五防”要求。开关柜维护厂家早已淘汰该系列，柜中本体及配件厂家已停产，给维护带来了困难。一年内实行“三包”，终身保修，免收维修费。断路器结构复杂，零件数多（80多个），合闸后为机械保持，由于机构老化，时有拒分现象发生。采用ZN90Y型双稳态永磁操作机构高压真空断路器，操作机构可动部件少（仅为9个零件），机械寿命长，磨损小，实现免维护。2、弹簧操
9、动机构和永磁操动机构的比较（1）弹簧操动机构是利用交、直流两用电动机对弹簧进行预储能，利用弹簧的弹性势能去进行分、合闸操作的。优缺点如下：优点缺点、对电源要求低，冲击力较小；、可获得较高的合闸速度，能实现快速合闸。、完全依靠机械传动，传动机构复杂，零件数量多，故障率较高；、零件加工精度要求高，制造工艺复杂，制造成本较高；3、维修量大，日常需要备存的零部件数量较多（80多个），易造成资金积压。由于弹簧操动机构产品的可靠性不易保证，限制了真空断路器向电气寿命长、免维护等要求更高的方向发展。鉴于以上不足，近年来，一种将永久磁铁应用于操动机构中的新型的“永磁操动机构”越来越受到电力行业的关注。（2）永
10、磁操动机构永磁操动机构主要由永久磁铁和分、合闸控制线圈等部件组成，是用永磁体去实现真空断路器合闸保持和分闸保持的一种新型的电磁操动机构。当合闸控制线圈通电时，线圈所产生的磁拉力会使动铁心向下运动，然后由永久磁铁将动铁心保持在合闸位置；当分闸线圈通电时，动铁心向反方向运动，同样由永久磁铁将它保持在分闸位置。由于该机构在控制线圈不通电流时动铁心有两个稳定工作状态（合闸或分闸），故也称为双稳态永磁操动机构。永磁操动机构的优、缺点优点缺点1、通过双线圈分别控制分、合闸操作，提高了机构的可靠性。2、采用了全新的磁路设计，增大了分、合闸的保持力，减小了分、合闸时对线圈电流的要求，降低了能耗。3、机构的机械
11、寿命可高达2万次，与传统的电磁机构和弹簧机构相比，机械寿命至少提高2倍以上。4、机构简单（仅为9个零件），简化了传动链，减少了故障源；并且减少了零部件的库存，节约了资金。1、永磁体随着时间的推移，磁性能也会有逐渐减弱的趋势（自然劣化），但制造企业提供的数据表明，在年寿命期间，钕铁硼自然劣化不会大于，一般不会影响永磁操动机构的正常动作。2、对于直流操作电源的可靠性要求较高，开关不能够实现故障状态下的带负荷手动合闸功能。（3）弹簧操动机构与永磁操动机构的技术参数比较技术参数弹簧操动机构永磁操动机构机械寿命10000次20000次分闸时间0.1s30-60ms额定短路持续时间2s4s全开断时间0.1
12、2s50-80ms平均分闸速度0.812m/s1.00.2m/s平均合闸速度0.610m/s1.00.2m/s八、结论通过现场调研及比较分析，35/6kv变电所高压开关柜推荐使用由无锡军工智能电气股份有限公司生产的KYGC-Z型矿用一般型手车式高压真空配电装置，并且采用ZN90Y-7.2型户内交流高压永磁机构真空断路器。特殊说明：1、开关柜高压综合保护装置需配备北京广大泰祥自动化技术有限公司生产的地面用高压综合保护装置（该保护具有防越级跳闸功能，具备远程通讯和集中控制功能）。原因是我公司的供电自动化运行平台为北京广大泰祥自动化技术有限公司研制的煤矿电力监控系统，无锡军工智能电气股份有限公司生产
13、的高压综合保护装置与其无法兼容。2、目前我公司35/6kv变电所6KV开关柜的操作电源为容量为40Ah，而无锡军工生产的KYGC-Z永磁型开关柜要求操作电源60Ah 以上才能可靠运行。九、结束语通过此次调研，使我们掌握了高压真空配电装置未来的发展方向，对高压真空配电装置的原理有了更深一步的了解，增强了对高压永磁机构真空断路器的认识，我们要将调研所学到的前沿技术充分利用到煤矿的生产中去，为打造本质安全型矿井，做出应有的贡献。相关维护建议供配电技术，就是研究电力的供应及分配的问题。电力，是现代工业生产、民用住宅、及企事业单位的主要能源和动力，是现代文明的物质技术基础。没有电力，就没有国民经济的现代
14、化。现代社会的信息化和网络化，都是建立在电气化的基础之上的。因此，电力供应如果突然中断，则将对这些用电部门造成严重的和深远的影响。故，作好供配电工作，对于保证正常的工作、学习、生活将有十分重要的意义。一、 高压开关柜维修项目和要求(一) 检查、清扫开关柜，柜体清洁。柜面观察窗清洁。 (二) 柜面元件安装端正，接线牢固，电度表、高压带电指示装置、继电器及信号灯工作正常，符合相关规定。检查开关位置指示信号灯指示正确。(三) 检查开关柜密封良好，门锁齐全，机械和电气带电闭锁装置作用可靠，在有电情况下不能打开柜门。手车位置检测行程开关作用良好，能正确反映手车位置。开关机械位置闭锁装置作用良好。检查二次
15、回路连接牢固，接线正确。(四) 拉出手车，检查开关柜后部带电防护档板作用良好，开关手车拉出后能自动复位。(五) 检查柜体接地良好，手车接地轨道接触良好，表面无锈蚀现象，并涂干黄油。手车推拉应轻松灵活，到位后能自动闭锁定位，无卡滞现象。(六) 电流互感器及过电压吸收装置。用抹布擦拭互感器及过电压吸收装置表面，检查一次接线紧固情况。检查互感器二次端子和铁芯接地良好。检修工艺及质量标准序号检修项目工艺要点及注意事项质量标准1开关柜体检修 断路器拉至试验位置，清扫检查断路器移动轨道、挡板连杆、轴销等情况。注意：单个开关柜检修时，若母线未停电，严禁打开上挡板！接地闸刀及闭锁机构检查； 柜内加热器检查；
16、开关位置接点通断情况检查。开关柜内无异物，移动轨道润滑良好，挡板无变形，位置正确。轴销齐全、连杆无变形现象； 各电气连接部分可靠、无过热变色变形等现象。各闭锁装置正常并涂抹凡士林；接线紧固无松动，端子编号齐全，加热器完好；外壳完整无碎裂，接点动作灵活可靠，接线紧固无松动。2辅助设备检修打开电缆仓盖板，清扫检查电缆仓；CT、PT、支撑瓷瓶检查； 动力电缆头检查； 接地装置检查； 三相过电压吸收器检查；母线、各绝缘子、母线连接处各绝缘外套及接头等检查。 部清洁无灰尘；孔洞封堵完好CT、PT、支撑瓷瓶外表绝缘完好，无积灰、开裂、劣化现象；电缆头主绝缘完好，相位标记清晰，相序对应一致；操作良好，接地可
17、靠，活动件的轴销、卡簧齐全不缺；吸收器完好，安装牢固；母线、绝缘子完好，无放电痕迹，无龟裂、变形等现象。接头牢固无过热、变色等现象。3测量 2500V摇表测量主回路对地绝缘； 用2500V摇表测量主回路相间绝缘； 缘电阻应500M； 绝缘电阻应500M；4二次控制回路检修 有二次接线清扫、检查、紧固； 继电器及信号灯检查 牢固，编号完整清晰，螺丝齐全无滑牙现象； 开关位置指示正确二、 高压开关柜的检修(一) 真空断路器检修。清扫断路器绝缘子和真空室，用抹布擦拭干净。检查储能弹簧应无变形，无锈蚀现象。传动轴转动灵活，并注润滑油。各零部件应正常完好。由于分、合闸时的震动致使螺钉、开口销松动妨碍机构
18、的正常工作，因此，各固定螺钉、开口销等应齐全牢靠。各部螺栓连接坚固，受力均匀。检查三相触指弹簧应无变形，接触面无发热变色现象。(二) 微机保护单元检修。清洁保护单元外部端子，用干扁油刷刷干净，各部件应正常完好无松动发热现象。保护定值及压板投退检查，应与台帐相符，对保护单元进行校验。更换保护单元前应仔细核对单元类型，并根据新保护单元提供两个版本图纸及施工方案报电控部审批后方可进行。(三) 电流互感器检修。用抹布擦拭互感器表面，检查互感器二次端子和铁芯接地良好。拆除电流互感器所有一次线后进行校验，更换电流互感器应仔细核对设备型号，先校验后方可更换。(四) 过电压吸收装置检修。用抹布擦拭表面，一次线
19、拆除，一次线严禁拉提。按规程进行校验，不合格进行更换。(五) 小修全部项目检修工艺及质量标准序号检修项目工艺要点及注意事项质量标准1开关柜体检修 断路器拉至试验位置，用小车移至柜外。清扫检查断路器移动轨道、挡板连杆、轴销等情况。注意：单个开关柜检修时，若母线未停电，严禁打开上挡板！闭锁机构检查； 柜内加热器检查； 开关位置接点通断情况检查。开关柜内无异物，移动轨道润滑良好，挡板无变形，位置正确。轴销齐全、连杆无变形现象； 各电气连接部分可靠、无过热变色变形等现象。各闭锁装置正常并涂抹凡士林；接线紧固无松动，端子编号齐全，加热器完好；外壳完整无碎裂，接点动作灵活可靠，接线紧固无松动。2断路器本体
20、检修卸下断路器面板，用干净的白布清洁断路器各部位。注意：确认断路器处于分闸状态，弹簧的能量已释放！各金属构件检查； 绝缘隔板检查；一次隔离触头检查，触头表面涂抹少量油脂。各部位清洁无灰尘； 断路器本体完好无变形、无磨损、部件齐全不缺。各固定件紧固无松动。焊接部位完整无；绝缘隔板无裂纹、无松动现象；触头清洁光滑、无变色变形现象，压力适中，螺丝紧固无松动。3操作机构检修各转动、传动部件检查，并加注少量机油；所有弹性销、开口销、环形开口卡簧检查；储能弹簧、分闸弹簧、弹簧导向杆检查； 手动储能，检查储能操作机构、储能显示器、储能终了限位开关的动作情况； 手动分合开关一次，检查分合闸机构动作情况。各部件
21、清洁、完好，无磨损、断裂等现象；弹性销齐全不缺无松动，开口销已打开，环形卡簧固定牢固；弹簧固定牢固，弹簧匝间均匀，弹簧和导向杆无锈蚀，导向杆端部固定良好；储能机构操作平稳灵活无卡涩，弹簧挂钩可靠。储能显示器动作灵活无卡涩，储能结束储能显示器应显示黄色，限位开关固定牢固，动作可靠；开关分合闸机构灵活，分合闸动作正确可靠。4遮断器检修遮断器外观检查； 真空遮断器绝缘子检查。外表完好无裂纹，固定螺丝紧固无松动；表面应清洁完好，无碎裂、无灰尘、无污垢及变色现象。5二次控制回路检修所有二次接线清扫、检查、紧固； 辅助开关检查； 分合闸线圈检查；辅助继电器清扫检查； 线牢固，编号完整清晰，螺丝齐全无滑牙现
22、象；固定牢固，接点完好，动作可靠；线圈完好，绝缘层无变色、开裂、发脆等现象。线圈铁芯活动自由，无卡涩变形；继电器外壳清洁完好无碎裂。内部接线接触良好；6辅助设备检修打开电缆仓盖板，清扫检查电缆仓；CT、PT、支撑瓷瓶检查； 动力电缆头检查； 接地装置检查； 三相过电压吸收器检查；母线、各绝缘子、母线连接处各绝缘外套及接头等检查。内部清洁无灰尘；CT、PT、支撑瓷瓶外表绝缘完好，无积灰、开裂、劣化现象；电缆头主绝缘完好，相位标记清晰，相序对应一致；操作良好，接地可靠，活动件的轴销、卡簧齐全不缺；吸收器完好，安装牢固；母线、绝缘子完好，无放电痕迹，无龟裂、变形等现象。接头牢固无过热、变色等现象。7
23、测量用2500V摇表测量主回路对地绝缘；用500V摇表测量控制回路对地绝缘；用2500V摇表测量主回路相间绝缘；用500V 摇表分别测量分闸线圈、合闸线圈、辅助继电器X、Y 线圈的绝缘电阻；用万用表测量分、合闸线圈、辅助继电器线圈的直流电阻；绝缘电阻应500M；绝缘电阻5M；绝缘电阻应500M；绝缘电阻应5M； 与标称值相近； 8断路器及辅助设备试验交流耐压试验；辅助回路和控制回路交流耐压试验；导电回路电阻测试；分合闸时间特性、同期性测试；低电压动作试验；真空断路器真空度测试；CT、PT试验；过电压吸收器试验。DL/T 596-1996电力设备预防性试验规程。参考文献1 范锡普.发电厂电气部分（第二版）.水利电力出版社.2 李光琦.电力系统暂态分析.水利电力出版社. 3 贺家李等.电力系统及电保护原理. 水利电力出版社.4 水利电力部西北电力设计院.电力工程电力设计手册.水利电力出版社.5 杨宛辉等.发电厂电气部分.设计计算资料.西北工业出版社.6 杨宛辉等.发电厂、变电所电气一次部分设计参考图册.7 电力系统继电保护与自动装置整定计算. 水利电力出版社.8 高电压配电装置设计技术规程SDJ5-85. 中国电力出版社.9 电力系统技术导则（试行）SD131-84. 中国电力出版社.10 电力系统设计技术规程（试行）SD131-84. 中国电力出版社.