10KV配单系统柱上开关详细介绍【高教课件】.ppt

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1、柱上开关介绍,1,专业课件,柱上开关总体介绍 电压-时限型馈线自动化介绍 用户分界开关介绍,2,专业课件,柱上开关分类,3,专业课件,柱上断路器-ZW20,产品型号含义：,4,专业课件,柱上断路器-ZW20,开关本体 （带隔离刀）,开关本体,电源PT,电源PT,连接电缆 （控制器与开关本体及PT）,产品外观照片：,控制器,5,专业课件,柱上断路器-ZW20,产品外观照片：,6,专业课件,柱上断路器-ZW32,产品型号含义：,7,专业课件,柱上断路器-ZW32,产品外观照片（普通型）：,开关本体及双侧隔离刀,开关本体及单侧隔离刀,开关本体,8,专业课件,柱上断路器-ZW32,产品外观照片（智能型

2、）：,操作机构为弹簧或永磁！,9,专业课件,柱上负荷开关-FZW28,产品型号含义：,（电磁弹簧）,10,专业课件,柱上负荷开关-FZW28,产品外观照片（本体）：,开关本体 （瓷套电缆出线）,开关本体（套管出线）,开关本体（瓷套电缆出线）,11,专业课件,柱上负荷开关-FZW28,产品外观照片（智能型）：,馈线自动化（电压时间型）,用户分界型（看门狗）,12,专业课件,柱上负荷开关-FZW32,产品型号含义：,13,专业课件,柱上负荷开关-FZW32,产品外观照片：,手动型,电动型,手动型（带熔断器）,14,专业课件,柱上负荷开关-FLW34,产品型号含义及外观照片：,15,专业课件,其他类

3、型柱上开关,SF6断路器,真空断路器 （空气绝缘）,跌落式熔断器,16,专业课件,开关附件,隔离开关：,独立的隔离开关 （与FZW28配套）,ZW20配套的隔离开关,ZW32配套的隔离开关,17,专业课件,开关附件,电流互感器（CT）：,外置单相电流互感器（CT）,外置零序保护一体化电流互感器（CT）,内置电流互感器（CT）,18,专业课件,开关附件,电流互感器（CT）：,内置单相电流互感器（CT）,19,专业课件,开关附件,电压互感器（PT）：,单PT,单PT,双PT,三相零序一体式PT,20,专业课件,开关附件,操作机构：,ZW32弹簧操作机构,ZW32永磁操作机构,21,专业课件,开关附

4、件,操作机构：,ZW20弹簧操作机构,FZW28电磁弹簧操作机构,22,专业课件,开关附件,航空插头、连接电缆及控制器：,罩式控制器（帽子型）,箱式控制器,航空插头及连接电缆,23,专业课件,开关附件,航空插头、连接电缆及控制器：,24,专业课件,开关附件,安装实例：,吊式安装,吊式安装,座式安装,座式安装,座式安装,绝缘罩,25,专业课件,开关附件,断路器配套的简单保护（FDK）：,26,专业课件,电压-时限型馈线自动化介绍,设备组合示意,27,专业课件,引进日本东芝技术设计生产，成熟、可靠、性能优良、免维护。 在线路上单独使用开关，则可实现对线路的分段。 该开关可与配电终端（从东芝同步引进

5、） 、电源变压器同杆架设，共同构成配电自动化户外杆上成套设备。该套设备与变电站内的出线断路器或出口重合器配合使用，可以实现自动隔离故障区间、非故障区间的供电恢复、环网点自动投入等功能，大大缩小了停电范围、减少了停电时间。,真空自动配电开关VSP5（FZW28-12）概述,28,专业课件,引进东芝技术设计生产,1、真空灭弧，SF6外绝缘，灭弧及绝缘介质无油化设计。 采用真空灭弧，与其它介质灭弧相比具有强度高、电弧开断时没有副产物产生、不存在介质劣化、电弧能量小，使用寿命长等优点。 采用SF6外绝缘，保证了开关内部的绝缘性能。,真空自动配电开关VSP5（FZW28-12）特点,29,专业课件,引进

6、东芝技术设计生产,2、电缆头出线、机构全密封设计，15年免维护。 主回路采用全密封绝缘电缆头引出（在10kV柱上开关设备中首次使用），使带电部分不外露，避免了污秽，电缆出线采用2402多股绝缘线。 开关的高、低压回路和电磁操动机构均密封在零表压的SF6气体为绝缘介质的箱体内。因此，开关可长期免维护使用。,真空自动配电开关VSP5（FZW28-12）特点,30,专业课件,引进东芝技术设计生产,3、内置隔离断口，操作可靠性高。 真空灭弧室与隔离断口串联，互为闭锁，相互联动，其关合时间差在15-40ms，如此精巧的时间差得益于精巧的机构及机构中特殊的运动轨迹，也因此保证了操作过程中的高可靠性和绝缘性

7、能。在使用时不需再外加隔离刀闸。,真空自动配电开关VSP5（FZW28-12）特点,31,专业课件,引进东芝技术设计生产,4、来电即合，无压释放，无蓄电池。 开关在线路来电时自动合闸，失电时自动分闸，不需要蓄电池作操作电源，操作机构也无需弹簧储能环节，所以可以很方便地手动进行“分”、“合”闸操作，也能电动远方遥控操作。,真空自动配电开关VSP5（FZW28-12）特点,32,专业课件,引进东芝技术设计生产,5、高质量航空接插头 该款开关专门为配电自动化而设计，安全可靠、工业化程度高。留有配网自动化接口-采用紫铜镀铬的航空插头，插针和插孔全部镀金。可方便地与配电终端设备连接，向自动化升级，实现三

8、遥（遥控、遥测、遥信）。,真空自动配电开关VSP5（FZW28-12）特点,33,专业课件,引进东芝技术设计生产,6、内置三相CT 开关内置三相保护及测量CT，变比按600/1或600/5 配置，测量CT精度为 0.5 级，保护CT精度为 3 级。测量CT端子已引至插座，便于将来升级实现遥测。,真空自动配电开关VSP5（FZW28-12）特点,34,专业课件,引进东芝技术设计生产,7、安装结构设计科学 开关采用悬挂式安装，不仅使得杆上安装极其方便，而且尽可能地避免了在关合过程中对出线瓷套产生的应力冲击。,真空自动配电开关VSP5（FZW28-12）特点,35,专业课件,引进东芝技术设计生产,8

9、、完美的外观设计 壳体和机构盖用冷轧钢板一次冲拉成形，箱体四周仅有一条焊缝，有别于一般开关壳体由多块金属板焊接而成，保证了其良好的密封性能，SF6年漏气率1% 。 开关上盖设计有防爆结构，外壳表面经过特殊工艺处理，具有良好的防腐、防日光性能。 外壳上有明显“分”、“合”位置指示标志，以及“自动”和“手动”等指示。,真空自动配电开关VSP5（FZW28-12）特点,36,专业课件,引进东芝技术设计生产,9、 性能稳定，质量可靠，寿命长。 集日本东芝30多年真空设备的实践结晶，以许继多年电力系统制造体系为基础，采用先进制造设备，全面先进的检测手段，完善的质量管理体系，使产品具有高度的可靠性。电寿命

10、在1万次以上。该产品在全球已有20万台以上的运行业绩。,真空自动配电开关VSP5（FZW28-12）特点,37,专业课件,真空自动配电开关VSP5内部结构,38,专业课件,动作特性试验 1、合、分闸速度 2、三相不同期时间 3、合闸弹跳时间 4、合闸电流、保持电流 5、两断口动作时间差,密封试验 1、充入1.2大气压N2 2、水中浸泡40分钟 3、换1.0大气压SF6,工频耐压试验 1、相间：50kV 2、相对地：50kV 3、断口间：50kV,真空自动配电开关VSP5（FZW28-12）出厂试验,39,专业课件,真空自动配电开关VSP5（FZW28-12）技术参数,40,专业课件,引进东芝技

11、术设计生产； 与东芝真空自动配电开关VSP5配套使用，以电压-时限方式实现在线路故障时能不依赖通讯和后台系统自动完成对线路故障区段的隔离，恢复非故障区段的供电； 同时还具有远方通信功能，通过通信通道与系统配合，对开关实现“三遥”功能。,馈线自动化终端,41,专业课件,型号： 1、故障搜查控制器：FDR-4011 2、单体型RTU： SRTU-L（光通信） SRTU-E（双绞线通信） 3、一体型远方终端：RTU-L（光通信） TOSDAC-D （双绞线通信）,引进东芝技术设计生产,馈线自动化终端,42,专业课件,引进东芝技术设计生产,馈线自动化终端,43,专业课件,非金属外壳，很好地解决了户外凝

12、露；,引进东芝技术设计生产,馈线自动化终端,44,专业课件,配套高等级镀金航空接插头，自动化接口可靠；,引进东芝技术设计生产,馈线自动化终端,45,专业课件,简单、直观、灵活的功能设置,引进东芝技术设计生产,馈线自动化终端,46,专业课件,1、全密封结构，15年免维护 2、适应宽广的工作环境温度（-40C+85 C ）,引进东芝技术设计生产,馈线自动化终端,47,专业课件,馈线自动化终端密封防水试验,48,专业课件,引进东芝技术设计生产,配套控制电缆,49,专业课件,馈线自动化终端技术参数,50,专业课件,干式电源变压器,电源变压器主要为真空开关及控制器提供电源和检测信号。 采用全封闭结构，免

13、维护设计。 产品设计通过降低磁密，减少过电压时的磁通饱和度，降低了冲击电流，提高了耐过电压和雷电冲击能力，提高了可靠性。,馈线自动化配套PT,51,专业课件,油浸式电源变压器,为真空开关及控制器提供电源和检测信号,馈线自动化配套PT,52,专业课件,馈线自动化配套PT技术参数,53,专业课件,馈线自动化现场运行照片,54,专业课件,馈线自动化现场运行照片,55,专业课件,单杆单回路,单杆双回路,馈线自动化安装示意图,56,专业课件,假设分段开关延时为7s，联络开关延时为45s，站内重合闸时间为5s。 1、瞬时性故障保护跳闸 一次重合PVS逐级关合重合成功； 2、永久性故障保护跳闸（环网时联络开

14、关计时） 一次重合PVS逐级关合合至故障点再次跳闸故障段被隔离二次重合PVS逐级关合，恢复电源侧正常区段供电（联络开关计时完毕并关合完成负荷转供） 全部过程不到1分钟,电压-时限型馈线自动化原理,57,专业课件,1、具有就地的保护功能 2、不依赖于通信和后台系统就能实现馈线自动化 3、不依赖于蓄电池而成为真正的免维护产品 4、可以分阶段实施配网自动化，做到边投资边受益,电压-时限型馈线自动化特点,58,专业课件,用户分界开关（看门狗）介绍,使某一用户的故障不会造成主干线路及相邻用户停电。,波及事故停电问题,可减少责任纠纷,使用户界内界外的事故负责划分明确。,事故责任管理问题,可快速定位故障点，

15、避免对整条线路进行巡查。,事故排查问题,普通支线开关支线故障结果,用户分界开关支线故障结果,用户1,用户2,用户3,用户1,用户2,用户3,用户分界开关（看门狗）解决的问题,60,专业课件,用户1,用户2,用户3,变电站,用户4,用户分界开关（FFK）取代分界刀闸,FZW28-12F柱上用户分界负荷开关能有效解决用户支线故障问题,架空用户支线故障的解决办法,61,专业课件,用户1,用户2,变电站,环网柜的FFK出线间隔,带FFK出线间隔的环网柜能有效解决用户支线故障问题,用户3,用户4,电缆用户支线故障的解决办法,62,专业课件,1.自动切除用户区内单相接地故障,K1,K2,K3,用户1,用户

16、2,用户3,用户3区内单相接地,K3自动分闸。,用户1和用户2维持供电，不受故障影响。,用户支线发生单相接地时，分界开关自动识别接地故障后直接分闸。责任用户停电而相邻用户不发生停电。,分界开关的基本功能,63,专业课件,1.自动切除用户区内单相接地故障,2.自动隔离用户区内相间短路故障,K1,K2,K3,用户1,用户2,用户3,K1,K2,K3,用户1,用户2,用户3,短路故障发生后，变电站保护掉闸，线路停电。,分界开关在线路失电后分闸。,变电站重合后，相邻线路恢复供电，责任用户3被隔离。,分界开关的基本功能,64,专业课件,K1,K2,K3,用户1,用户2,用户3,责任用户停电后，用户会主动

17、上报停电状况，电力公司可快速定位故障点，并迅速派员到场排查。,1.自动切除用户区内单相接地故障,2.自动隔离用户区内相间短路故障,3.快速定位故障点,“看门狗”选配通信模块后，可通过信道（有线或无线）主动上送故障信息及线路状态信息。,电管部门,分界开关的基本功能,65,专业课件,1.自动切除用户区内单相接地故障,2.自动隔离用户区内相间短路故障,4.监控用户负荷,“看门狗”配置通信模块后，即成为具备保护功能的远方终端，可实现“三遥”，建立综合管理系统，实时监控用户负荷。,3.快速报送故障信息,电管部门,GPRS公网,分界开关的可选功能,66,专业课件,L,R0,中性点不接地系统,中性点经消弧线

18、圈接地系统,中性点经低电阻接地系统,适用系统的中性点接地方式,67,专业课件,分界开关控制器,内置线路电流互感器,内置零序电流互感器,微机信号采样及保护控制,用户区外 （电源侧）,用户区内 （负荷侧）,分界开关本体,内置电压互感器,分界开关的组成及原理,68,专业课件,中性点不接地系统用户区内单相接地处理,C1,I01,电源侧（用户区外）,负荷侧（用户区内）,I02,C2,开关检测到 故障电流I01,I01的大小取决于C1和接地点电阻,I02的大小取决于C2和接地点电阻,零序电流路经1,零序电流路经2,69,专业课件,对中性点不接地系统，用户区外发生单相接地故障时，开关流过零序电流仅为开关负荷

19、侧线路电容电流（I02），控制器与定值比较后可准确判定为用户区外接地故障，不启动保护。,C1,I01,电源侧（用户区外）,负荷侧（用户区内）,I02,C2,未检测到 故障电流,中性点不接地系统用户区内单相接地处理,70,专业课件,消弧线圈接地系统用户区内单相接地处理,I01趋近补偿后的全网零序电流，由于一般接地补偿应保证5%10%的脱谐度，I01仍比IC2大，控制器仍可区分区内区外的接地故障。,I01=IC1-IL,电源侧（用户区外）,负荷侧（用户区内）,L,C1,IC1,IL,C2,IC2,区外容性接地电流路径,感性接地电流路径,区内容性接地电流路径,检测到 故障电流,71,专业课件,消弧线

20、圈接地系统用户区外单相接地处理,I01趋近补偿后的全网零序电流，开关内流过的零序电流为IC2，其值小于定值控制器不启动零序保护。,I01=IC1-IL,电源侧（用户区外）,负荷侧（用户区内）,L,C1,IC1,IL,C2,IC2,区外容性接地电流路径,感性接地电流路径,区内容性接地电流路径,未检测到 故障电流,72,专业课件,低电阻接地系统用户区内单相接地处理,一般金属性接地时I01约为400A左右，控制器与定值比较后可准确判定为用户区内接地故障，令开关立即分闸。,I01,电源侧（用户区外）,负荷侧（用户区内）,R0,C2,I02,检测到 故障电流,73,专业课件,低电阻接地系统用户区外单相接

21、地处理,I01从开关外部流过，控制器检出的零序电流仅为用户侧的线路分布电容电流I02，适当设定定值比较后可准确判定为用户区外接地故障。,I01,电源侧（用户区外）,负荷侧（用户区内）,R0,C2,I02,未检测到 故障电流,74,专业课件,用户区内相间短路的处理-适用任何接地方式,Id,用户区外 （电源侧）,用户区内 （负荷侧）,检测到故障电流 分界开关控制器记忆,零序电流互感器 未检测到故障电流,变电站跳闸后 线路无压无流 开关自动分闸,相间短路保护启动需具备三个条件： 1.线路有过流记忆 2.线路失压 3.线路无流,变电站重合后 用户侧故障已被隔离,75,专业课件,用户区外相间短路的处理-

22、适用任何接地方式,开关电源侧短路故障发生时，开关没有流过故障电流，分界开关不动作。,Id,用户区外 （电源侧）,用户区内 （负荷侧）,76,专业课件,分界开关故障处理归纳表,77,专业课件,FZW28-12F开关本体的技术特点,金属外壳全密封结构,绝缘电缆引出线,Latch式弹操机构,真空管灭弧可频繁开合,双断口设计（内隔离刀）,内置线路电流互感器,内置零序电流互感器,内置电压互感器,等大气压SF6气体绝缘,78,专业课件,分界开关配套控制器的技术特点,非金属外壳特形结构（抗凝露）,IP67防护等级（可浸水工作）,体积小巧（整机重量小于12kg）,定值整定简单、检查维护方便,杆上抱箍式安装（简

23、单、牢固）,全航空插头连接（简便、密封、牢靠）,79,专业课件,杆上安装及连接示例,U形信号/控制电缆（长度7米）,10芯航空插头（接开关本体）,信号及控制航空插头 （接控制器）,80,专业课件,控制电缆连接,10芯大插头接开关本体,U型户外控制电缆,5芯和6芯插头从控制器底部连接,81,专业课件,柱上FFK开关本体的操作（一）,用绝缘操作杆钩拉豁口,1.手动合闸操作,82,专业课件,分 合,合闸,储能,柱上FFK开关本体的操作（二）,用绝缘操作杆钩拉豁口,2. 合闸后储能操作,手动合,此状态为开关强制合状态,83,专业课件,分 合,合闸后,储能,柱上FFK开关本体的操作（三）,用绝缘操作杆钩

24、拉分闸环,3.手动分闸操作,此状态为开关自动运行状态 除手动分闸外也可由控制器控制分闸,84,专业课件,分界开关控制器的操作（一）,1.连接及操作部件说明,控制器的所有操作均在底盖板上进行,控制器操作手柄,控制器的自动运行状态,保护告警指示,电源保险管,CT输入插座 ( 5芯 ),控制电缆插座 ( 6芯 ),定值窗密封盖,85,专业课件,分界开关控制器的操作（二）,2.控制器控分操作,控制器输出分闸信号 开关自动分闸,86,专业课件,分界开关控制器的操作（三）,3.定值窗操作及定值表,定值窗,定值表,定值窗,定值表,柱上型,地缆型,87,专业课件,分界开关控制器的操作（四）,4.定值设定操作,

25、0 2,0 2,0 2,相间保护,零序保护,零序延时,定值区,指示区,TV 运行 自检 接地 短路 闭锁,零序定值整定仅以分界开关负荷侧的线路状况为参考依据，相间保护定值整定以分界开关负荷侧的负荷状况为参考依据。,88,专业课件,现场人为故障试验之一 (北京通州),试验时间：2005年6月24日 试验地点：北京通州区 电网型式：10kV中性点经消弧线圈 接地系统 试验内容：用户界内人为单相接地 用户界外人为单相接地 用户界内三相短路 试验次数：各三次 试验结果：自动切除及隔离成功 鉴证部门：中国电力科学研究院,89,专业课件,现场人为故障试验之二 (北京海淀),试验时间：2005年6月28日

26、试验地点：北京海淀区 电网型式：10kV中性点经低值电阻 接地系统 试验内容：用户界内人为单相接地 用户界外人为单相接地 试验次数：各三次 试验结果：自动切除故障成功 鉴证部门：中国电力科学研究院,90,专业课件,分界开关试验录波图-（界内单相接地）,A相电流,线路电压,按定值延时后自动分闸,C相电流,零序电流,91,专业课件,分界开关试验录波图-（界内三相短路）,A相故障电流,线路电压,开关在无压无流状态下分闸,1秒后变电站重合成功,C相故障电流,92,专业课件,分界开关不采用断路器的理由,采用断路器会增加保护级差，使变电站出线保护增加时延，对设备和电网的安全运行不利； 除与变电站保护配合外，还必须与用户进线开关进行保护配合，如配合不当，仍会引起责任纠纷； 断路器性价比不如负荷开关。,93,专业课件,应用实例,应用实例,应用实例,应用实例,97,专业课件,柱上开关介绍,谢谢 ！,98,专业课件,