KYN28A-12型高压开关柜在上桥抽水站的应用

2011-12-31邵茜

中国新技术新产品 2011年13期

邵茜

（安徽省茨淮新河工程管理局，安徽怀远 233400）

1 工程概括

上桥泵站工程为一座大型排涝泵站，是茨淮新河渠首提水工程，位于怀远县省茨淮新河工程管理局，建于1974年，1978年投运。装6台水泵机组，配套电动机为1600KW，装机总容量9600KW，提水能力120m3/s，设计排涝扬程5.62m，设计排涝范围1328km2。担负着100多万亩的农田灌溉及芡河、跃进沟等排涝及航运供水任务。

上桥抽水站于1997年共安装并投入使用6KV高压开关柜10台，其中主电机开关柜6台，电压互感器柜1台，厂变开关柜1台，进线开关柜2台；型号均为JYN2-10/DTH型移开式交流金属封闭开关，为合肥高压开关厂生产。

2 存在的问题

其开关柜负担着抽水站6KV电能分配，经过10年的运行，现存在很多问题：

(1)2#，3#，5#，6#电机开关柜和 2#进线开关柜手车的导轨，滚轮严重变形，投入和推出无法达到灵活轻便，有卡阻，碰撞现象，给安全运行带来隐患。(2)断路器动，静触头变形严重，直流接触电阻均超出<规程>规定值(不大于出厂值20*10-6的1。2倍)，为不合格。(3)断路器行程，超行程指标均不合格。(4)操作机构为电磁型，合闸操作时，冲击电流大，震动剧烈，部分绝缘拉杆，联动杆，拐臂有变形，扭曲，松动现象，多次造成辅助开关损坏，合闸线圈烧毁，影响安全运行。(5)安装柜体的水平偏差，柜面偏差及垂直度长期现场震动和合闸冲击影响，大部分已大大超出规范规定。(6)机电仪表室和主母线室部分焊接脱焊，损坏变形严重；手车门已变形，门锁大部分损坏，柜门无法关严，存在安全隐患。(7)柜内部分部件加工粗糙。主要有：调节开关行程的螺丝偏短，罗纹加工偏浅，材质较差，故多年来，做预防性试验时开关行程，超行程超标，却不敢轻易调节，此相也成为开关柜的重大安全隐患。(8)JYN2-10型移开式交流金属封闭开关柜属于淘汰产品，其生产厂家已进行改制，备品配件难以配置，给我们自行检测维修带来了一定的困难。

基于上述问题，为确保抽水站安全运行，建议整体更换6KV开关柜。

3 更新及应用

3.1 真空断路器概述

3.1.1 开关设备由固定的柜体和可抽出部件（即手车）两大部分组成，柜体的外壳和各功能单元的隔板采用敷铝锌钢板组装而成。开关柜内部除了安装真空断路器之外，还安装起隔离电路作用的隔离开关、起安全保障作用的接地开关、起测量或保护作用的电流互感器和电压互感器、起过电压保护作用的避雷器或RC吸收器，而且还要安装继电保护用的二次回路元件和线路，引接电缆进入柜内，使开关柜成为一个有相对独立组合功能的配电装置。

3.1.2 真空断路器主要优点：触头开距短，体积小，重量轻，操作噪声小，能防火防爆，维护工作量小；燃弧时间短，且与开断电流大小无关；熄弧后触头间隙介质恢复速度快，开断近区故障性能好；触头在开断电流时烧损轻微，使用寿命长；适于频繁操作等优点。

我们所选用的是VB2型互内高压中置抽出式真空断路器，配有中置开关柜，是目前国际上较为先进的成套开关设备。

3.2 真空断路器的工作原理

3.2.1 真空包内的屏敞保护层：在真空泡内有一层用紫铜片制成的屏敞层，主要作用是防止触头在燃弧过程中生产的大量金属蒸汽和液滴喷溅，污染绝缘外壳的内壁，造成管内绝缘强度下降，其次，可以改善管内电场分布，也可吸收电弧能量，冷凝电弧生成物，提高真空弧室开断电流能力。

3.2.2 真空灭弧室工作原理：真空灭弧室是利用绝缘灭弧介质，靠密封在真空中的一对触头来实现电路的通断功能的一种器件。当其断开一定数值的电流时，动静触头在分离的瞬间，电流收缩到触头刚分离的一点上，出现电极间电阻剧烈增大和温度迅速提高，直至发生电极金属的蒸发，同时形成极高的电场强度，导致极强烈的发射和间隙击穿，当工频电流接近零时，同时也是触头开距的增大，真空电弧的等离子体很快向四周扩散，电弧电流过零后，触头间隙的介质迅速由导电体变为绝缘体，于是电流被分断。提高了真空灭弧室开断电流的能力和使用寿命。

3.2.3 断路器采用弹簧操作机构：改造之前的电磁操动机构在220V时的合闸电流约140A(DC)，需要配备大容量的蓄电池，由于操作功率很大，因而影响到合闸速度的提高及机电寿命。弹簧操动机构利用小型电动机或手动对弹簧储能，断路器的合、分操作仅由功率很小的电磁铁控制，所以对直流电源的要求不高，还可用交流电源操作，其速度特性和使用寿命都得到很大程度的改善。

3.3 过电压保护

断路器配备JPB过电压保护器。真空断路器在操作时往往会产生过电压，在运行管理中，需从技术上防止和抑制过电压，如适当加大触头开距，装设性能较好的金属氧化物避雷器等。以前使用无间隙氧化锌避雷器作为过电压保护器，但因为其拐点电压较低，而有些暂态过电压最大值达，故暂态过电压承受能力差的缺点，而有间隙的氧化锌避雷器很好的弥补这一缺点，具有暂态过电压承受能力强，运行稳定，性价比高，寿命长等优点。

3.4 高压开关柜的技术规范

KYN28A-12型交流金属铠装抽出式开关设备满足IEC298等标准要求，开关设备的外壳防护等级IP4X，断路器室门打开时防护等级IP2X，满足五防要求，即：防止误分、误合断路器；防止带负荷推拉断路器手车；防止接地开关处在闭合位置时关合断路器；防止在带电时误合接地开关的联锁功能；防止误入带电间隔。

本开关设备内装有安全可靠的联锁装置，满足完善的五防要求：(1)仪表室门上装有提示性的按钮或者KK型转换开关，以防止误合，误分断路器。(2)断路器手车在试验或工作位置时，断路器才能合分，而且在断路器的合闸之后，断路器无法移动，防止了带负荷误拉误合隔离触头。(3)断路器与接地开关机构联琐，只有当断路器手车退出柜体后，接地开关才能合闸同时手车不能进入柜体。手车在柜内时，接地开关不能合闸，这样实现了防止带电合接地开关以及接地开关未分前合断路器。(4)断路器在进入柜体之后，下门及后门无法打开，防止了误入带电间隔。(5)断路器手车确实在试验或工作位置，而没有控制电压，仅能手动分闸，不能合闸。(6)手车在工作位置，二次插头被锁定不能拔除。

我们的1#，2#进线柜，其下柜门的闭锁采用的是电磁闭锁，并配备万能钥匙以供特殊情况下解除闭锁使用。户内电磁锁是一种防止高压开关设备电气误操作的电控机构联锁装置。主要适用于户内高压开关设备的前后柜门，隔离开关，断路器，接地线等需要闭锁部位实现联锁，防止误操作的发生，是发电和供电部门不可缺少的闭锁装置。电磁锁电源采至交流照明电源，并在电源回路中串入线路带电显示器接点。当线路带电时，带电显示器接点断开，电磁锁不能励磁，从而闭锁下柜门；当线路停电时，带电显示器接点闭合，电磁锁励磁，从而可以打开下柜门进行验电。