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        高鐵地面變電所低壓開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì)

        2019-11-29 06:00:37楊邵玲張濱
        商品與質(zhì)量 2019年32期

        楊邵玲 張濱

        1.沈陽(yáng)通運(yùn)電力設(shè)備工程有限公司 遼寧沈陽(yáng) 110000 2.遼陽(yáng)石化分公司煉油廠 遼寧沈陽(yáng) 111003

        1 低壓開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        設(shè)計(jì)的高鐵地面變電所的低壓開(kāi)關(guān)柜是采用高可靠性模數(shù)化固定分隔式結(jié)構(gòu),低壓開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)的基本骨架為組合裝配式結(jié)構(gòu),柜內(nèi)零部件尺寸、小室尺寸,均實(shí)行模數(shù)化;開(kāi)關(guān)最小單元為8E(E=25mm),功能單元規(guī)格分別為:8E/4、8E/2、8E、16E、24E。固定分隔部件應(yīng)設(shè)有聯(lián)鎖機(jī)構(gòu),保證只有當(dāng)主電路被分?jǐn)嗪笏拍艹槌龌虿迦?。固定分隔單元帶有?dǎo)軌和推進(jìn)機(jī)構(gòu),設(shè)有運(yùn)行、試驗(yàn)和分離位置,在這些位置上給予明顯的區(qū)別標(biāo)志。骨架板材厚度采用2.5mm。底板板材厚度為1.5mm。柜體外殼、全部框架、內(nèi)隔板及功能單元采用高質(zhì)量的覆鋁鋅鋼板,門板采用高質(zhì)量的冷軋鋼板。加工后剪切口具有較強(qiáng)的自愈能力不會(huì)發(fā)生腐蝕或生銹現(xiàn)象,柜體的金屬結(jié)構(gòu)件經(jīng)過(guò)防腐處理。開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)使得正常運(yùn)行、監(jiān)視和維護(hù)工作能安全方便地進(jìn)行。對(duì)于額定參數(shù)相同以及相同而需要替代的元件能互換[1]。

        2 元件選型

        2.1 低壓開(kāi)關(guān)柜的電氣元件組成

        高鐵地面變電所的低壓開(kāi)關(guān)柜由進(jìn)線柜、電容柜、母聯(lián)柜、饋出柜組成。進(jìn)線柜的電氣元件有框架斷路器、數(shù)顯表、RTU、浪涌保護(hù)器、母排等;電容柜的電氣元件有塑殼斷路器、接觸器、熔斷器、電容電抗、母排等;母聯(lián)柜有框架斷路器、數(shù)顯表、RTU、UPS、母排等;饋出柜有塑殼斷路器、數(shù)顯表、RTU、母排等。

        2.2 電氣元件的技術(shù)參數(shù)

        (1)框架斷路器??蚣軘嗦菲髦饕紤]框架等級(jí)額定電流、額定電流、級(jí)數(shù)、額定極限短路分?jǐn)嗄芰?、額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Α㈩~定關(guān)合短路電流、額定短時(shí)耐受電流、安裝形式等技術(shù)參數(shù)。

        (2)塑殼斷路器。塑殼斷路器主要考慮額定電流、額定工作電壓、額定絕緣電壓、極數(shù)、額定極限短路分?jǐn)嗄芰Φ燃夹g(shù)參數(shù)。

        (3)數(shù)顯表。進(jìn)線柜、母聯(lián)柜、電容器柜的智能電力儀表應(yīng)能監(jiān)測(cè)三相電流、電壓、頻率、正反向有功電度、正反向無(wú)功電度、功率因數(shù)、有功功率、無(wú)功功率、開(kāi)關(guān)位置、故障信號(hào)。儀表應(yīng)具備電能計(jì)量功能。

        (4)低壓補(bǔ)償電容器和電抗器。采用無(wú)毒無(wú)公害,干式自愈性電容器。電容器額定電壓不低于525V,長(zhǎng)期過(guò)電壓不低于1.1Un;具有過(guò)壓保護(hù)裝置,實(shí)現(xiàn)過(guò)電流、過(guò)溫度和過(guò)壓力保護(hù)。過(guò)零投切的快速補(bǔ)償開(kāi)關(guān),性能指標(biāo)完全滿足電容補(bǔ)償柜的使用要求,電器壽命不少于150,000 次,機(jī)械壽命不少于30 萬(wàn)次。

        (5)UPS 電源裝置。成套切換裝置和UPS 放置在各低壓進(jìn)線柜柜內(nèi),容量5kVA/1h。UPS 設(shè)備自帶備自投裝置。UPS 為低壓開(kāi)關(guān)提供停電狀態(tài)下的操作電源,同時(shí)為低壓開(kāi)關(guān)柜事故照明、排風(fēng)扇、電輔加熱裝置等提供不間斷交流電源,還為開(kāi)關(guān)電源(AC-DC)提供交流電源,從而為RTU、低壓開(kāi)關(guān)、智能裝置、通信設(shè)備等提供直流工作電源。UPS 提供智能監(jiān)控接口,經(jīng)RTU數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)向遠(yuǎn)動(dòng)主站提供工作狀態(tài)、電池狀態(tài)、故障報(bào)警等信息。

        (6)RTU 裝置。RTU 負(fù)責(zé)開(kāi)關(guān)站低壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)的監(jiān)控,負(fù)責(zé)采集遙信、遙測(cè)、遙控信號(hào)。遙信:各進(jìn)出線低壓開(kāi)關(guān)位置、主備電源位置、事故照明、當(dāng)?shù)?遠(yuǎn)方位置、以及電度脈沖信號(hào)等等;遙測(cè):進(jìn)出線三相電流、三相電壓、有功功率、無(wú)功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、直流電源等;遙控:進(jìn)出線低壓電動(dòng)開(kāi)關(guān)、雙電源切換。RTU 可以作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn),轉(zhuǎn)發(fā)就近其他自動(dòng)化裝置的數(shù)據(jù)[2]。

        3 控制回路的設(shè)計(jì)

        3.1 控制回路的設(shè)計(jì)

        進(jìn)線開(kāi)關(guān)、母聯(lián)開(kāi)關(guān)設(shè)置自動(dòng)投入裝置(正常時(shí)母聯(lián)開(kāi)關(guān)為分?jǐn)酄顟B(tài)),開(kāi)關(guān)間要實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖,保證在任何情況下不得三臺(tái)開(kāi)關(guān)同時(shí)處于合閘狀態(tài)(母線故障不允許母聯(lián)自動(dòng)投入)。

        進(jìn)線柜、母聯(lián)柜、三級(jí)負(fù)荷柜各設(shè)一個(gè)“就地/遠(yuǎn)動(dòng)”轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān),實(shí)現(xiàn)就地和遠(yuǎn)動(dòng)控制的轉(zhuǎn)換。母聯(lián)柜還應(yīng)設(shè)一個(gè)電源“投入/切除”的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān),只有當(dāng)開(kāi)關(guān)處于投入位置時(shí)母聯(lián)開(kāi)關(guān)才能合閘。兩臺(tái)進(jìn)線開(kāi)關(guān)和三級(jí)負(fù)荷總開(kāi)關(guān)間要實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng),任何一路進(jìn)線電源故障導(dǎo)致開(kāi)關(guān)跳閘或變壓器檢修時(shí),斷開(kāi)兩段母線上的三級(jí)負(fù)荷總開(kāi)關(guān)后,母聯(lián)開(kāi)關(guān)才能合閘。

        3.2 聯(lián)鎖控制的設(shè)計(jì)

        所有低壓斷路器均采用電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)以及“就地/遠(yuǎn)動(dòng)”轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān),實(shí)現(xiàn)就地控制。雙電源,單母線分段,設(shè)有母聯(lián),正常運(yùn)行時(shí),2 臺(tái)動(dòng)力變壓器并列運(yùn)行,母聯(lián)打開(kāi);當(dāng)一路電源失電時(shí),母聯(lián)開(kāi)關(guān)閉合,由一臺(tái)動(dòng)力變壓器供電給全所負(fù)荷。當(dāng)失電電源恢復(fù)供電時(shí),母聯(lián)可自動(dòng)或手動(dòng)恢復(fù)。電源進(jìn)線與母聯(lián)開(kāi)關(guān)間設(shè)電氣連鎖。

        3.3 二次回路的設(shè)計(jì)

        所有控制電纜(線)均采用無(wú)鹵、阻燃電纜(線)。所有構(gòu)件適應(yīng)所在的工作環(huán)境。柜內(nèi)線、纜兩端均有不掉色編號(hào),方便查線??刂苹芈?、CT 二次回路應(yīng)采用600 伏耐熱的維尼綸絕緣的銅芯電線,導(dǎo)線截面不得小于2.5mm2(控制回路在本柜體內(nèi)的導(dǎo)線導(dǎo)線截面為1.5mm2)。端子排與電纜(電纜芯為硬銅線)的壓接方式應(yīng)保證與電纜連接的永久性和可靠性,投標(biāo)人應(yīng)提供連接方法說(shuō)明書(shū)及連接專用工具。端子排標(biāo)志應(yīng)正確、完整、清楚、牢固,端子排的安裝位置使運(yùn)行、檢修、調(diào)試方便。開(kāi)關(guān)柜的每個(gè)端子排設(shè)有獨(dú)立的端子號(hào),可方便地進(jìn)行拆裝。所有CT 二次回路都設(shè)置短路裝置,防止試驗(yàn)時(shí)CT 開(kāi)路[3]。

        4 母排設(shè)置

        低壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的主母線和配電母線均為五母線,材料應(yīng)選用銅材料做成,其相對(duì)導(dǎo)電率不小于99%。

        5 結(jié)語(yǔ)

        低壓開(kāi)關(guān)柜在高鐵地面變電所電力系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用,高鐵地面變電所低壓開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì)決定著高鐵地面變電所穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)對(duì)高鐵地面變電所低壓開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì),達(dá)到了穩(wěn)定運(yùn)行的目的。

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