一、綜述

10kV開關(guān)柜的主要部分包括:真空斷路器、電流互感器、就地安裝的微機(jī)保護(hù)裝置、操作回路附件(把手、指示燈、壓板等等)、各種位置輔助開關(guān)。其中,斷路器與電流互感器安裝在開關(guān)柜內(nèi)部,微機(jī)保護(hù)、附件、電度表安裝在繼電器室(沿用以前的叫法,其實(shí)已經(jīng)沒有繼電器了)的面板上,端子排與各種電源空氣開關(guān)安裝在繼電器室內(nèi)部,端子排通過控制電纜或?qū)S貌遄c斷路器機(jī)構(gòu)連接。 

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▲圖1-1

理解開關(guān)柜的二次接線,我們需要找到兩份圖紙:綜自廠家提供的保護(hù)原理圖、接線圖;開關(guān)柜廠家提供的二次原理圖、配線圖、端子排圖、斷路器機(jī)構(gòu)原理圖。 

綜自廠的圖紙是開關(guān)柜廠家的設(shè)計(jì)原始依據(jù),也是我們審核開關(guān)柜廠家圖紙的依據(jù)。開關(guān)廠的原理圖一般都是根據(jù)綜自廠的原理圖修改的,再示意性的畫出電流、電壓、信號(hào)量的輸入,控制量的輸出。 

二、10kV電纜出線中置柜的二次接線

KYN28A(GZS1)中置柜是城區(qū)變電站使用最多的10kV開關(guān)柜型式,從正面看,它明顯分成三部分,最上面是繼電器室,中間是斷路器室,下面是空室(什么也沒有),母線等高壓設(shè)備安裝在背面的柜體內(nèi)。如圖2-1所示。

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▲圖2-1

1繼電器室

繼電器室的面板上,安裝有微機(jī)保護(hù)裝置、操作把手、保護(hù)出口壓板、指示燈(合位紅燈、分位綠燈、儲(chǔ)能完成黃燈);繼電器室內(nèi),安裝有端子排、微機(jī)保護(hù)控制回路直流電源開關(guān)、微機(jī)保護(hù)工作直流電源、儲(chǔ)能電機(jī)工作電源開關(guān)(直流或交流)。圖2-1是早期開關(guān)柜的圖片,繼電器室就是安裝電流表和指示燈的位置。

2斷路器室

10kV中置柜最常用的斷路器是VS1真空斷路器,斷路器機(jī)構(gòu)內(nèi)的接線通過專用插座與繼電器室的端子排聯(lián)接。插頭的一段與斷路器機(jī)構(gòu)固定連接,另一段是一個(gè)專用插頭,配套的插座安裝在斷路器室的右上方,從插座引出線接至繼電器室端子排。為了搞明白二次回路,我們需要對(duì)操作過程進(jìn)行一定的了解。 

中置柜斷路器手車有三個(gè)位置:斷開、試驗(yàn)、運(yùn)行(需要注意的是,斷路器手車和斷路器是兩個(gè)概念,斷路器手車其實(shí)就是斷路器和它的座)。正常運(yùn)行時(shí),斷路器手車在運(yùn)行位置,斷路器在合閘位置,二次線插頭與插座聯(lián)接;手動(dòng)跳閘后,斷路器在分閘狀態(tài)、手車在運(yùn)行位置;用專用搖把將斷路器手車搖出,至試驗(yàn)位置,可以將二次插頭拔下(手車在運(yùn)行位置時(shí)拔不下來);繼續(xù)搖,手車退出斷路器室,處于斷開位置。

斷開位置:斷路器與一次設(shè)備(母線)沒有聯(lián)系,失去操作電源(二次插頭已經(jīng)拔下),斷路器處于分閘位置;

試驗(yàn)位置:二次插頭可以插在插座上,獲得電源。斷路器可以進(jìn)行合閘、分閘操作,對(duì)應(yīng)指示燈亮;斷路器與一次設(shè)備沒有聯(lián)系,可以進(jìn)行各項(xiàng)操作,但是不會(huì)對(duì)負(fù)荷側(cè)有任何影響,所以稱為試驗(yàn)位置。 

運(yùn)行位置:斷路器與一次設(shè)備有聯(lián)系,合閘后,功率從母線經(jīng)斷路器傳至輸電線路。 

中置柜沒有傳統(tǒng)意義上隔離開關(guān)的概念,手車在試驗(yàn)位置時(shí),就相當(dāng)于傳統(tǒng)的隔離開關(guān)斷開,即斷路器與主電路(一次母線)有了明顯斷開點(diǎn)。 

圖2-2、圖2-3所示為VS1真空斷路器、GZS開關(guān)柜內(nèi)部剖面。

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▲圖2-2

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▲圖2-3

圖2-2中的就是VS1斷路器手車,它像個(gè)抽屜一樣放在開關(guān)柜里,紫色框內(nèi)就是軌道上的滑輪,紅色框內(nèi)是二次接線插頭(處于拔下狀態(tài)),綠色框內(nèi)是斷路器的動(dòng)觸頭。圖2-3中框內(nèi)設(shè)備與圖2-2相同,二次接線插頭處于插上位置。

我們選用的模型是:微機(jī)保護(hù)選用南瑞RCS-9611A,開關(guān)柜選用常熟開關(guān)廠KZN1開關(guān)柜。(不同廠家的中置柜有各種各樣稀奇古怪的型號(hào) )

3RCS-9611A

RCS-9611A是南瑞公司用于小電流接地系統(tǒng)線路的微機(jī)保護(hù)裝置,配置三段式過流、三段式零序過流/小電流接地選線、重合閘。其電流電壓回路如圖2-4,操作回路如圖2-5,開入量回路如圖2-6。 

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▲圖2-4

圖2-4中可以看出,需要接入的模擬量是:母線電壓、線路電壓(幾乎沒有10kV線路會(huì)裝設(shè)線路PT)、保護(hù)電流(三相,實(shí)際工程中10kV線路一般只配置兩相CT)、測(cè)量電流(兩相)、零序電流。

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▲圖2-5

圖2-5中可以看出,這個(gè)操作回路比RCS-941的操作回路簡(jiǎn)單了很多。紅色框內(nèi)的設(shè)備(把手、壓板)并不是RCS-9611的一部分,它們由開關(guān)柜廠家提供,安裝在繼電器室面板上。

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▲圖2-6

圖2-6為裝置的遙信回路。與110kV電壓等級(jí)設(shè)備的保護(hù)裝置不同,35/10kV設(shè)備的保護(hù)、測(cè)控是一體化設(shè)計(jì),即整合在一個(gè)裝置中。對(duì)比一下,在RCS-941A中,你肯定找不到測(cè)量電流、開關(guān)量輸入回路,它需要CSI-200E之類的測(cè)控裝置或常規(guī)控制屏與它配合來提供這些功能。

4KZN1-12-04開關(guān)柜

10kV線路一次設(shè)備主接線如圖2-7所示,與架空線路相比,少了隔離開關(guān)、B相電流互感器,多了零序電流互感器TA。

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▲圖2-7

B相電流互感器的作用:在一般書上提到都是只裝A、C相電流互感器,現(xiàn)在為什么裝B相CT呢?這主要是考慮到小電流接地選線功能。10kV架空線路,在單相接地時(shí)允許繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間,但是需要確定是哪條線路接地,以便盡快查線檢修,即“選線”。選線的依據(jù)是,該線路的零序電流是否為零。零序電流為三相電流的矢量和,正常時(shí)理論值為零,單相接地時(shí),實(shí)測(cè)零序電流不為零,即可判斷該線路故障,所以,需要配置三相CT來計(jì)算零序電流。對(duì)于電纜出線而言,在高壓(10kV)電纜上配置了專用的零序電流互感器,不需要再用三相CT之和來計(jì)算,所以配置A、C兩相CT來實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能即可,這與書上的說法并不矛盾。

10kV開關(guān)柜二次原理圖依照RCS-9611A原理圖繪制,主要也分為電流回路、電壓回路、操作回路、開關(guān)量輸入回路。分別如圖2-8、2-9、2-10、2-11、2-12所示。

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▲圖2-8

圖2-8為電流回路,包括:保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量、小電流接地選線,保護(hù)裝置與電度表安裝在開關(guān)柜上,所有接線均為開關(guān)廠接好。小電流接地選線裝置安裝在主控室,需要用控制電纜將零序電流L401、N400接至該裝置。

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▲圖2-9

圖2-9為電壓回路,包括:保護(hù)電壓(兼測(cè)量電壓)、計(jì)量電壓,均從柜頂小母線引下來。保護(hù)電壓在進(jìn)入保護(hù)裝置前,必須經(jīng)過一個(gè)空氣開關(guān),如圖4QF。計(jì)量電壓則不用。

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▲圖2-10

圖2-10為操作回路,主要包括控制把手、微機(jī)操作回路與斷路器機(jī)構(gòu)的配合。圖片有點(diǎn)小,請(qǐng)(點(diǎn)擊看大圖)。在很多簡(jiǎn)化畫法中,斷路器機(jī)構(gòu)的合閘回路往往被畫成圖2-11中的樣子:又“彈簧已儲(chǔ)能S1常開”“斷路器分閘DL常閉”“合閘線圈HQ”串聯(lián)組成,或者加上“試驗(yàn)位置SW、運(yùn)行位置YW常開并聯(lián)”,以表示“斷路器手車只有在試驗(yàn)位置和運(yùn)行位置時(shí)才能合閘”。實(shí)際上,VS1斷路器往往配有一個(gè)合閘閉鎖電磁鐵,它有一個(gè)手車行程開關(guān)(類似于一個(gè)繼電器)控制,當(dāng)手車處于試驗(yàn)位置、運(yùn)行位置以外的位置時(shí),電磁鐵失電,其輔助接點(diǎn)斷開合閘回路,這屬于中置柜的電氣閉鎖(中置柜的電氣閉鎖還有許多,比如帶電不能打開開關(guān)柜后門等)。 

10kV中置柜具有完善的電氣閉鎖及機(jī)械閉鎖功能,在手車處于非試驗(yàn)/運(yùn)行位置時(shí),機(jī)械閉鎖功能會(huì)自動(dòng)完成對(duì)合閘操作的閉鎖,所以不需要再在合閘回路里利用SW、YW進(jìn)行閉鎖。(試驗(yàn)位置S8、運(yùn)行位置S9很多時(shí)候也被標(biāo)成SW、YW以便理解)

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▲圖2-11

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▲圖2-12

圖2-12為開關(guān)量輸入回路,對(duì)中置柜而言,最主要的信號(hào)包括:試驗(yàn)位置(S8常開)、運(yùn)行位置(S9常開)、地刀合位(QE常開)、彈簧未儲(chǔ)能(S1常閉)。斷路器的位置可以不用接入,因?yàn)槲C(jī)保護(hù)可以根據(jù)自身操作回路的HWJ、TWJ判別。 

綜上所述,對(duì)二次設(shè)計(jì)而言,10kV開關(guān)柜是最省事的,只需要將零序電流引出至小電流接地選線裝置即可,其余的二次接線都由廠家完成。

配線圖的看法,在此不再贅述,關(guān)鍵一點(diǎn)就是參照原理圖,然后根據(jù)兩個(gè)安裝單位的編號(hào)互相對(duì)照即可。 

三、XGN開關(guān)柜的二次接線

XGN開關(guān)柜為固定式開關(guān)設(shè)備,配置真空斷路器(固定安裝,不象中置柜那樣可以利用手車?yán)鰜恚,有?dú)立的隔離開關(guān),相當(dāng)于把架空出線間隔的設(shè)備集中到一個(gè)開關(guān)柜里。

XGN開關(guān)柜沒有專門的二次接線插頭,所有的二次配線都是通過控制電纜完成的。除了將開關(guān)量輸入回路中“試驗(yàn)位置、運(yùn)行位置”換成“上隔離1G合位、下隔離2G合位”外,它的二次接線與中置柜是一樣的。