6KV高壓開關(guān)柜調(diào)研報告

35/6kV變電所高壓開關(guān)柜調(diào)研報告機(jī)運(yùn)工區(qū)二〇一三年六月二十九日35/6KV變電所高壓開關(guān)柜調(diào)研報告一、問題提出高煤公司35/6kV變電所內(nèi)的35面6kV高壓開關(guān)柜為無錫市江南開關(guān)廠生產(chǎn)的XYN1-10型開關(guān)柜，于1997年安裝使用，目前存在以下問題：1、該型開關(guān)柜在柜門打開時不能斷電，無法起到安全保護(hù)作用，不具備國家標(biāo)準(zhǔn)GB3906-2006《3.6kV～40.5kV交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備》規(guī)定的“五防”功能（“五防”指：1、防止帶負(fù)荷合閘。2、防止帶接地線合閘。3、防止誤入帶電間隔。4、防止帶電掛接地線。5、防止帶負(fù)荷拉刀閘。），不能滿足國家煤礦安全監(jiān)察局2013年下發(fā)的《煤礦機(jī)電安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化》要求。2、該型開關(guān)柜本體小車操作機(jī)構(gòu)使用時間長，磨損老化嚴(yán)重，致使部分開關(guān)柜已不能正常分合閘。3、開關(guān)柜廠家早已淘汰該系列開關(guān)柜，柜中本體廠家早已停產(chǎn)，零配件無處購買，造成礦井供電安全隱患。二、調(diào)研方向1、具有“五防”功能的6kV高壓開關(guān)柜，并采用新型永磁式操作機(jī)構(gòu)高壓真空斷路器。2、開關(guān)柜有防越級跳閘功能和0.2級計量系統(tǒng)的微機(jī)綜合保護(hù)器，具備遠(yuǎn)程通訊和集中控制功能，能實(shí)現(xiàn)礦井供電系統(tǒng)綜合自動化控制。三、調(diào)研時間2013年6月26日—6月27日四、調(diào)研地點(diǎn)無錫軍工智能電氣股份有限公司五、調(diào)研人員郭偉、趙振華、喬峰六、調(diào)研具體情況（一）生產(chǎn)廠家簡介無錫軍工智能電氣股份有限公司創(chuàng)建于1992年，主要從事高低壓配電裝置及系列防爆配電裝置的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售，是一家具有自主研發(fā)能力的高科技型企業(yè)，也是江蘇省近年來重點(diǎn)發(fā)展培育的高新技術(shù)企業(yè)。無錫軍工智能電氣股份有限公司注冊資本6550萬元，礦用準(zhǔn)入資格證齊備，管理機(jī)構(gòu)健全，并且擁有多個全資子公司和多個駐外辦事機(jī)構(gòu)。該公司在礦用高壓真空配電裝置方面獲得15項國家專利，并在煤礦井下高低壓配電系統(tǒng)行業(yè)創(chuàng)造了七個第一，受邀參與《礦用一般型高壓真空開關(guān)柜》國家標(biāo)準(zhǔn)的起草，是起草單位中唯一的一家定點(diǎn)生產(chǎn)型單位。公司生產(chǎn)的產(chǎn)品遍布全國21個省1000多個大小礦區(qū)，牢牢占據(jù)著國內(nèi)煤炭行業(yè)的主流市場。（二）產(chǎn)品介紹1、產(chǎn)品名稱：礦用一般型手車式高壓真空配電裝置2、產(chǎn)品型號：KYGC-Z3、產(chǎn)品用途:本產(chǎn)品主要用于礦井井上下無瓦斯煤塵爆炸的供電系統(tǒng)中，作為三相交流50Hz電壓7.2kV或12kV電氣設(shè)備的配電、保護(hù)和控制之用。4、使用范圍：①安裝高度不超過海拔2000m。②環(huán)境溫度：-5℃～40℃③周圍空氣相對濕度不大于95%（在25℃④無劇烈震動和沖擊的地方。⑤在無足以腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體及蒸氣的環(huán)境中。5、開關(guān)柜主要技術(shù)參數(shù)序號名稱單位技術(shù)參數(shù)1額定電壓kV7.2、122最高工作電壓kV3.6、7.2、123額定電流A630、12504額定短路開斷電流kA12.5、20、31.55額定短路開合電流（峰值）kA31.5、50、806額定短路時耐受電流kA12.5、20、31.57額定峰值耐受電流（峰值）kA31.5、50、808防護(hù)等級級IP54（三）產(chǎn)品特性介紹1、優(yōu)點(diǎn)：①本開關(guān)柜為戶內(nèi)封閉式，具有結(jié)構(gòu)新穎、操作維護(hù)方便、體積小、重量輕、安全可靠等特點(diǎn)，防護(hù)等級為IP54，符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，使用及維護(hù)方便。②本開關(guān)柜采用獨(dú)特的手車室落地門，門的背面鋪有手車導(dǎo)軌，手車與落地門通過自推器相連。打開落地門，手車在自推器的作用下，自動從工作位置拉開至試驗(yàn)位置，實(shí)現(xiàn)了“開門斷電”重要安全防護(hù)措施；反之關(guān)上落地門，手車自動由試驗(yàn)位置推入工作位置。手車室內(nèi)裝機(jī)械和電氣連鎖機(jī)構(gòu)，操作順序嚴(yán)格符合“五防”要求。③本開關(guān)柜的一次方案組成靈活多樣。真空斷路器、電壓互感器、控制變壓器、電流互感器、操作過電壓保護(hù)裝置等一次元件安裝在斷路器手車上，檢修維護(hù)十分方便，并保證了開關(guān)柜的可靠性和安全性。④所有一次絕緣件均采用SMC高絕緣性能粉末一次壓鑄而成，即保證了可靠的絕緣性能又保證了機(jī)械強(qiáng)度。觸頭罩在動觸頭未插入時，有一擋板自動放下隔離高壓；當(dāng)動觸頭插入時，動觸頭頂開擋板，此時落地門已合上，保證操作人員的安全。動靜觸頭安裝了溫度在線檢測系統(tǒng)，能夠?qū)\(yùn)行中的動靜觸頭溫度進(jìn)行實(shí)時檢測。⑤本開關(guān)柜配備ZN90Y型雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)高壓真空斷路器，該斷路器操作機(jī)構(gòu)可動部件少（僅為9個），機(jī)械壽命長，磨損小，操動機(jī)構(gòu)引起故障的概率大大降低，使得斷路器真正實(shí)現(xiàn)免維護(hù)。⑥母線室及電纜室的蓋板需專用工具才能打開，蓋板上有警告牌，并且電纜室安裝高壓帶電顯示器，防止由于未停掉反饋電源而引起機(jī)電事故。2、缺點(diǎn)①本開關(guān)柜永磁斷路器不具備手動帶負(fù)荷合閘功能（容易拉?。?，給緊急情況下恢復(fù)供電帶來困難。②本開關(guān)柜使用本廠自行研發(fā)的高壓綜合保護(hù)器，無法與我公司供電自動化運(yùn)行平臺相兼容。七、對比分析1、我公司現(xiàn)用高壓開關(guān)柜與無錫軍工生產(chǎn)的開關(guān)柜性能比較：項目我公司現(xiàn)用開關(guān)柜無錫軍工新型開關(guān)柜開關(guān)柜結(jié)構(gòu)性能體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)不方便，檢修本體小車時，需專用裝置才可將本體拉出。結(jié)構(gòu)新穎、操作維護(hù)方便、體積小、重量輕、安全可靠，同時具備負(fù)荷側(cè)帶電顯示及動靜觸頭溫度在線監(jiān)測功能安全防護(hù)柜門打開時不斷電，無法起到安全保護(hù)作用，不具備“五防”功能。實(shí)現(xiàn)了“開門斷電”重要安全防護(hù)措施，具備“五防”要求。開關(guān)柜維護(hù)廠家早已淘汰該系列，柜中本體及配件廠家已停產(chǎn)，給維護(hù)帶來了困難。一年內(nèi)實(shí)行“三包”，終身保修，免收維修費(fèi)。斷路器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件數(shù)多（80多個），合閘后為機(jī)械保持，由于機(jī)構(gòu)老化，時有拒分現(xiàn)象發(fā)生。采用ZN90Y型雙穩(wěn)態(tài)永磁操作機(jī)構(gòu)高壓真空斷路器，操作機(jī)構(gòu)可動部件少（僅為9個零件），機(jī)械壽命長，磨損小，實(shí)現(xiàn)免維護(hù)。2、彈簧操動機(jī)構(gòu)和永磁操動機(jī)構(gòu)的比較（1）彈簧操動機(jī)構(gòu)是利用交、直流兩用電動機(jī)對彈簧進(jìn)行預(yù)儲能，利用彈簧的彈性勢能去進(jìn)行分、合閘操作的。優(yōu)缺點(diǎn)如下：優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)１、對電源要求低，沖擊力較??；２、可獲得較高的合閘速度，能實(shí)現(xiàn)快速合閘。１、完全依靠機(jī)械傳動，傳動機(jī)構(gòu)復(fù)雜，零件數(shù)量多，故障率較高；２、零件加工精度要求高，制造工藝復(fù)雜，制造成本較高；3、維修量大，日常需要備存的零部件數(shù)量較多（80多個），易造成資金積壓。由于彈簧操動機(jī)構(gòu)產(chǎn)品的可靠性不易保證，限制了真空斷路器向電氣壽命長、免維護(hù)等要求更高的方向發(fā)展。鑒于以上不足，近年來，一種將永久磁鐵應(yīng)用于操動機(jī)構(gòu)中的新型的“永磁操動機(jī)構(gòu)”越來越受到電力行業(yè)的關(guān)注。（2）永磁操動機(jī)構(gòu)永磁操動機(jī)構(gòu)主要由永久磁鐵和分、合閘控制線圈等部件組成，是用永磁體去實(shí)現(xiàn)真空斷路器合閘保持和分閘保持的一種新型的電磁操動機(jī)構(gòu)。當(dāng)合閘控制線圈通電時，線圈所產(chǎn)生的磁拉力會使動鐵心向下運(yùn)動，然后由永久磁鐵將動鐵心保持在合閘位置；當(dāng)分閘線圈通電時，動鐵心向反方向運(yùn)動，同樣由永久磁鐵將它保持在分閘位置。由于該機(jī)構(gòu)在控制線圈不通電流時動鐵心有兩個穩(wěn)定工作狀態(tài)（合閘或分閘），故也稱為雙穩(wěn)態(tài)永磁操動機(jī)構(gòu)。永磁操動機(jī)構(gòu)的優(yōu)、缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)1、通過雙線圈分別控制分、合閘操作，提高了機(jī)構(gòu)的可靠性。2、采用了全新的磁路設(shè)計，增大了分、合閘的保持力，減小了分、合閘時對線圈電流的要求，降低了能耗。3、機(jī)構(gòu)的機(jī)械壽命可高達(dá)2萬次，與傳統(tǒng)的電磁機(jī)構(gòu)和彈簧機(jī)構(gòu)相比，機(jī)械壽命至少提高2倍以上。4、機(jī)構(gòu)簡單（僅為9個零件），簡化了傳動鏈，減少了故障源；并且減少了零部件的庫存，節(jié)約了資金。1、永磁體隨著時間的推移，磁性能也會有逐漸減弱的趨勢（自然劣化），但制造企業(yè)提供的數(shù)據(jù)表明，在２０年壽命期間，釹鐵硼自然劣化不會大于１％，一般不會影響永磁操動機(jī)構(gòu)的正常動作。2、對于直流操作電源的可靠性要求較高，開關(guān)不能夠?qū)崿F(xiàn)故障狀態(tài)下的帶負(fù)荷手動合閘功能。（3）彈簧操動機(jī)構(gòu)與永磁操動機(jī)構(gòu)的技術(shù)參數(shù)比較技術(shù)參數(shù)彈簧操動機(jī)構(gòu)永磁操動機(jī)構(gòu)機(jī)械壽命10000次20000次分閘時間≤0.1s30-60ms額定短路持續(xù)時間≤2s4s全開斷時間≤0.12s50-80ms平均分閘速度0.8±12m/s1.0±0.2m/s平均合閘速度0.6±10m/s1.0±0.2m/s八、結(jié)論通過現(xiàn)場調(diào)研及比較分析，35/6kv變電所高壓開關(guān)柜推薦使用由無錫軍工智能電氣股份有限公司生產(chǎn)的KYGC-Z型礦用一般型手車式高壓真空配電裝置，并且采用ZN90Y-7.2型戶內(nèi)交流高壓永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器。特殊說明：1、開關(guān)柜高壓綜合保護(hù)裝置需配備北京廣大泰祥自動化技術(shù)有限公司生產(chǎn)的地面用高壓綜合保護(hù)裝置（該保護(hù)具有防越級跳閘功能，具備遠(yuǎn)程通訊和集中控制功能）。原因是我公司的供電自動化運(yùn)行平臺為北京廣大泰祥自動化技術(shù)有限公司研制的煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)，無錫軍工智能電氣股份有限公司生產(chǎn)的高壓綜合保護(hù)裝置與其無法兼容。2、目前我公司35