1、北京首都机场线供电系统培训教材二OO九年四月一日前言 为了第一篇10kV开关柜及开关开关柜及开关第一章 目 录一、10kV开关柜、1、基本结构2、开关柜的隔室3、防止误操作的联锁装置4、控制线插头5、开关柜的操作二、VD4型断路器1、弹簧储能2、VD4电气控制回路图3、名称对照表4、控制回路解析：三、计量手车四、EK6型接地开关 一、10kV开关柜：1、基本机构：UNIGEAR ZS1开关柜的基本柜型由固定的柜体和可移开的真空断路器手车组成。柜体分为四个隔室：母线室A、断路器室B、电缆室C和低压室D。三个高压隔室（母线室、断路器室和电缆室）的顶部都装有压力释放板，当开关柜内部电弧产生时，高压隔
2、室内气压升高，这时由于柜门紧闭并可靠密封，高压气体将打开压力释放板从开关柜顶部释放出来。电缆室门和断路器室门是分开的，各自带有由防爆玻璃制成的观察窗，相邻的开关柜由各自的隔板隔开，拼柜后仍有空气缓冲层，可以防止开关柜被贯穿融化。开关柜外壳顶部上的压力释放板按照分支母线电流的大小，由钢板或网络板制成，压力释放板的一端用钢螺丝固定，另一端用塑料螺丝固定。当开关柜内部压力过大时，塑料螺丝断裂，柜体泄压板被打开。2、开关柜的隔室：（见图一）2.1母线室：主母线为“D”型截面，根据载电流的大小，确定采用单根或双根母线方案。所有母线都用热缩套管覆盖，母线连接处螺栓用绝缘罩罩住。母线是在开关柜拼接后逐段固定
3、在分支母线上，因此无须绝缘子支撑。2.2 断路器室：断路器室包括手车和开关柜相关的必要设备，象母线室一样，断路器室为金属全封闭。静触头盒5和静触头安装在主安装板12上，断路器室好包括金属活门12.1/12.2。在手车移向运行位置的过程中，活门被手车上的驱动块13.16和连杆38打开，手车移开后活门自动关闭。手车在试验/隔离位置时，活门将手车与主回路隔离。二次插头在手车的试验/隔离位置时可被拔下来进行测试。在试验/隔离位置时，手车仍然完全处在开关柜内且断路器室门可关闭，断路器分、合闸按钮装在断路器面板上，分、合闸和弹簧储能/未储能的指示器可通过观察窗查看。2.3 电缆室电缆室根据运行需要可安装电
4、流互感器、固定式电压互感器或电压互感器手车及接地开关等。一般电压互感器手车安装有高压熔断器。接地开关为EK6型，可采用手动或电动操作（本线为手动），接地开关位置可通过辅助开关电气指示和机构联动的机械两种指示观测到。避雷器一般采用固定安装，但也有手车式安装。本线只有进线隔离柜里才有手车式避雷器。2.4 低压室（也称为继电器室）（也称为继电器室）低压室安装有传统或新型的综合控制和低压室安装有传统或新型的综合控制和 保护装置。在低压室下部，固定三排端保护装置。在低压室下部，固定三排端 子排的框架可以向上旋转，便于安装和子排的框架可以向上旋转，便于安装和 布线。开关柜内部的二次线敷设在右侧布线。开关柜
5、内部的二次线敷设在右侧 线槽内，控制电缆敷设在左侧的线槽线槽内，控制电缆敷设在左侧的线槽 内，线槽上盖有金属板在低压室内，线槽上盖有金属板在低压室 的侧板上还留有小母线穿的侧板上还留有小母线穿 越孔。越孔。图一：开关柜基本结构图一：开关柜基本结构3 防止误操作的联锁装置3.1 柜内联锁A:当接地开关和断路器在分闸位置时，手车才能从“试验/隔离”位置移至工作位置，反之一样。在中间位置，开关被机械闭锁。B：断路器只有在手车处于“试验/隔离”位置或“工作”位置时才能进行合闸操作。在中间位置时，开关被机械闭锁。C：如开关柜采用数字保护装置，可通过软件编程来实现开关的防误操作。D：手车在“试验/隔离”位
6、置或“运行”位置而没有控制电压时，断路器不能合闸，仅能手动分闸（机械电气联锁）E：只有在“试验/隔离”位置时才能拔下控制线插头F：接地开关只有手车在“试验/隔离”位置或拉出开关柜时才能合闸（机械联锁）G：接地开关合闸时，手车不能从“试验/运行”位置移向运行位置。3.2 门板的联锁A：如断路器室门打开，手车不能被摇进运行位置B：手车在运行位置或在中间位置时，断路器室门不能被打开C：电缆室门打开，接地开关则不能合闸D：接地开关分闸，则电缆室门不能被打开3.3 闭锁装置：A：活门在手车移开后用挂锁分别锁定B：接地开关操作孔可用挂锁锁定C：断路器手车操作孔可用挂锁锁定4 控制线插头本线采用针式控制线插
7、头连接器，其编号根据不同的开关柜而有所改变。在这种情况下，该控制线插头连接器编号只能用于与之相对应的开关柜。（见图）5 开关柜的操作：所有操作都在开关柜的门关闭时进行5.1手动将手车从试验/隔离位置推入到运行位置：A:连接控制线插头B：关闭前门C：确认断路器处于分闸状态D：在转动滑片打开操作孔后，将操作手柄插入手车丝杆机构的方形插口中E：顺时针方向转动操作手柄，直到转不动为止（大约20圈见下图）F：观察位置指示器G：取下操作手柄5.2 手动将手车从运行位置移到试验/隔离位置：A：确认断路器处于分闸位置B：按上述进入工作位置的步骤，倒向操作。5.3 注意事项：、手车不容许停留在运行位置和试验/隔
8、离位置之间的任何中间位置（机构将闭锁合闸操作）、必须在断路器分闸时推入或拉出手车、必须缓慢移动断路器手车及其他手车，以避免任何可能使机械闭锁变形的碰撞。如在移动中遇到阻碍不要强行操作，要检查操作顺序是否正确。、在取下断路器操作手柄后，必须注意弹簧销头应完全堵住操作孔，确保销头的后部已经移到丝杆的六角帽内，即防止运行中对丝杆的误操作。误操作可能导致断路器的闭锁。5.4 解锁方式：A当手车处于工作位置时，将操作手柄插入操作孔中，顺时针旋转45 左右即实现解锁，再逆时针将手车摇出。.当手车处于试验位置时，将操作手柄插入操作孔中，逆时针旋转45 左右即实现解锁，在顺时针将手车摇出。.当手车处于中间任何
9、位置时，将操作手柄插入操作孔中，顺时针旋转45 或逆时针旋转45 左右即实现解锁，再将手车摇进摇出。.当电机及电机回路工作正常时，也可依照上述的方法进行解锁，实现手动摇进摇出。5.5 将手车从试验隔离位置移到服务小车上：.打开断路器室的门.拔起控制线插头，将其锁定在手车上的存放位置。C.将服务小车推到开关柜正面，通过小车高度调节器调整工作台的高度，让其定位销对准柜前的定位孔后，服务小车通过锁键与开关柜锁定。D.向内侧滑动把手，解除手车与开关柜的联锁，将手车拉到服务小车上，松开滑动把手，将手车锁定在工作台上。E.操作键锁释放杠杆（在操作台的前下部），将服务小车从开关柜移开。F.用挂锁将活门锁定。
10、5.6 紧急分闸：当断路器在运行位置，出现紧急情况，如开关柜低压室出现烟雾造成视线不清，进行常规的电气操作可能扩大事故范围，即可使用紧急跳闸机构进行分闸操作。紧急跳闸机构安装在开关柜门的中部，如图。二、VD4型断路器：1、弹簧储能：、对配有储能电动机的断路器，储能自动完成。若储能电动机损坏，也可手动储能。、对配有手动储能机构的断路器，将储能杠杆插入插口，反复上下运动（约5次），直到指示出已储能状态。达到储能状态时，储能机构自动脱扣，储能杠杆的进一步运动无效。、断路器在储能后，可以进行一次合分闸操作。（见下图）、VD4电气控制回路图：3、名称对照表符号 元件名称 符号 元件名称 XB0 58针孔
11、的航空插头 BS1 与储能机构联动的辅助开关 BB1 与断路器主轴联动的辅助开关 BB2 与断路器主轴联动的辅助开关 BB3 与断路器主轴联动的辅助开关 MT 手车摇进摇出操作电机 BL 合闸闭锁电磁铁辅助开关 RL1 合闸闭锁电磁铁 MO1 第一分闸脱扣器 MC 合闸脱扣器 TR1TR9 整流元件 MS 弹簧操作机构储能电机 KN 防跳继电器 RR 串联电阻 P 蜗卷弹簧操作机构 BT2 工作位置限位开关 BT1 试验位置限位开关 4、控制回路解析：、电机储能回路：开关合闸后弹簧能量释放，此时接通电机储能回路。流程为B：BS：（弹簧能量释放后接点闭合）储能电机BS：（弹簧能量释放后接点闭合）
12、B：。储能后BS辅助接点转换完成开关储能。、手车合闸回路：B：TR（整流元件）N：BS：（电机储能后接点闭合）BB1：BL：（RL1带电后接点闭合）MCTR（整流元件）B：。合闸后手车辅助开关触点进行转换。、手车分闸回路：B：BB2：（合闸后接点闭合）TR（整流元件）MO1TR（整流元件）B：。分闸后手车辅助开关触点进行转换。、手车防跳回路：当开关合闸后BB1接点转换，这时BB1：闭合N受电N：12打开、闭合，断开手车合闸回路，达到防止开关跳跃的功能。三、计量手车1、计量手车（这里指手车）PT是电压互感器(又名TV)，PT的作用是将大电压转变成小电压，供保护监测装置采集。在运行中PT 二次不得
13、短路。因为PT本身阻抗很小，短路会使二次回路通过很大的电流，使二次熔断器熔断，影响表记的指示，甚至引起保护装置的误动。为了防止一、二次绕组间的绝缘击穿时，高压窜入二次，危及人身和设备安全，二次侧必须有一端接地。PT一、二次侧的回路中一般都装设熔断器作为短路保护。、线路PT：安装在开闭站进线开关的进线侧，采集线路侧电压信号。、母线PT：、安装在环网进出线开关的PT，采集线路侧电压信号。2、计量手车没有开关操作和机械联锁功能。3、计量手车在进线或馈线柜中通过导板放在电缆室，在两边的闭锁销插入后，手车同时到达运行位置并已连接到开关柜的接地系统上，如采用与计量柜相符的电压互感器，同时可安装高压熔断器。
14、四、EK6型接地开关接地开关安装在变压器开关柜的右侧，有一个与驱动轴转速无关的快速合闸机构，仅当断路器处于试验/隔离位置或移开时，才能操作接地开关，为安全起见，开关柜断路器室门关闭时，才可合接地开关。1接地开关的合分向下压接地开关操作滑片，当接地开关处于合闸位置时，滑片保持在压下的位置。A：将操作曲柄向上或向下插入六角轴进行操作B：顺时针方向转动曲柄，关合接地开关；反时针方向转动曲柄，断开接地开关，转动角度约为180度，转动时动作应连贯。C：观察接地开关的机械/电气的位置指示器。D：取下曲柄。2 接地手车A：从开关柜中移走断路器B：用螺栓将接地小车和驱动块按如下连接：驱动块安装在顶部位置使下活
15、门打开 驱动块安装在底部位置使上活门打开。C：用螺栓将接地小车和带3个套管的绝缘板按如下连接：触臂安装在底部实现电缆接地 触臂安装在顶部实现母线接地D：将完整的短路连接件安装在接地手车上，用螺栓将接地电缆的一端连接到短路连接件上，将电缆的另一头连接到开关柜的接地端子上E：将上述连接好的接地小车移入试验/隔离位置，用曲柄将小车摇到运行位置，为安全起见，该操作必须在断路器室门关闭后才能进行F：在开关柜门上悬挂接地警告标牌第二篇第二篇 10kV系统保护及保护装置系统保护及保护装置目 录第一章 10kV系统保护一、保护配置的要求及说明二、10kV系统保护的配置三、自投装置设置及实现方案四、电流选跳保护
16、功能五、逻辑图第二章 机场线保护装置一、保护装置简介二、保护装置操作说明三、工作中的注意事项四、保护装置的巡视与维护第一章 10kV系统保护一、保护配置的要求及说明1、机场线保护设置的要求：、区间线路故障，实现速断跳闸。、开闭所外电源进线的过流保护的延时时间设置为0.5秒。、保证保护系统的选择性。2、说明：10kV系统正常运行方式下，每回外电源串带13座变电所负荷；一座开闭所两回外电源均退出运行，由相邻开闭所支援供电时，每回外电源串带14座变电所负荷。开闭所外电源进线的过流保护的延时时间设置为0.5秒，如果10kV环网系统仅采用常规的过流保护，难以实现选择性保护。环网系统发生故障时，影响范围较
17、大,且需要人为判断故障区段，而后恢复非故障区段的正常供电，恢复供电所需时间较长，因此，环网电缆采用电流选跳保护，以实现10kV环网系统的选择性保护。开闭所10kV母联设有合环保护功能，正常运行时允许合环操作。二、10kV系统保护的配置开闭所进线 过流保护跳闸 配电变压器 速断保护跳闸 零序保护跳闸（小电阻接地系统为跳闸，其他为报警）过流保护跳闸 外部跳闸 零序保护跳闸 失压跳闸 变压器超温跳闸 零序报警 过负荷报警 母联零序报警 零序报警 馈线失灵跳闸 牵引变压器 速断保护跳闸 失压跳闸 过流保护跳闸 环网开关 总保护跳闸 零序保护跳闸 区间电缆故障 过负荷报警 区间电缆零序 零序报警 母线故
18、障跳闸 外部故障跳闸 馈线故障后备跳闸 变压器开门 相邻设备光纤异常 整流器开门 邻所母线故障后备 区间故障后备跳闸 三、自投装置设置及实现方案1、开闭所10kV母联设置自动投切功能。实现方案（以东直门变电所为例说明）：201开关进线失压（在进线PT测量到失压信号后），II段母线有压；母联保护单元延时向201开关发跳闸指令；当确认201开关处于分闸状态后，延时合母联断路器。完成母联自动投入操作。进线断路器过流保护动作、手动分闸、遥控分闸不启动母联自投功能。同时，母联的自投功能可当地或远方解除，以保证维护维修人员的安全。当202开关进线失压时自投过程相同不再详述。2、非开闭所10kV母联设置自动
19、投切功能。实现方案（以三元桥站混合变电所为例说明）：201开关电流选跳保护动作并跳闸201开关，确认201开关分闸后，并且I段母线失压，检II段母线有压后，母联保护装置的自动投切功能发合闸指令，使母联断路器合闸，完成母联断路器的自动投入操作。进线断路器过流保护动作、手动分闸、遥控分闸均闭锁母联自投功能。同时，母联的自投功能可当地或远方解除 3开闭所母联合环选跳功能。开闭所的母联开关均设置了合环保护。当处于运行工作位置的电源进线或母联开关需要进行维修工作时，为减小停电范围，需使用合环选跳功能，进行不停电倒闸，其操作顺序如下：第一步，合环开关打在允许位。第二步，选择合环选跳开关（201，202，2
20、45）。第三步，合母联断路器（当合环电流超过整定值时，被选跳的断路器跳闸）。第四步，手分/遥分被选跳的断路器（当合环电流没有超过整定值时，需对被选跳断路器进行分闸操作）四、电流选跳保护功能电流选跳保护是利用装置间的直接通信可编程功能，实现线路两端信息的传递与逻辑判断。（一）电流选跳功能具有以下特点：1、电流选跳保护完全可以代替传统的电流差动保护，而不会降低系统可靠性。2、可以解决传统电流差动后备保护选择性与速动性相矛盾的问题，满足系统对开闭所外电源进线0.5S的要求。3、电流选跳保护方案整定计算简单，保护整定无须配合。增加供电区段的开关数量，也不影响既有站的运行。4、具有动态的后备保护功能，提
21、高系统的可靠性。(二）电流选跳保护：如下图：以东直门开闭所、三元桥、将台路、五元桥、北皋开闭所为例。正常运行方式下由东直门开闭所和北皋开闭所向区间的所有变电站供电。五元桥每段上各有一台环网开关分断作为联络开关。当电流选跳保护在出现区间线路故障时，通过电流选跳保护装置实现跳闸。电流选跳保护各变电所的电流整定值只需在站内进行计算配合，每个站的馈线与进、出线的时间配合问题都是相互独立的，不需要与环网上其他站的进、出线的时间配合，甚至在联络开关合上时，也不会因为供电区段的加长，而影响整个环网供电线路的选择性，满足电力系统对环网故障时开闭所10kV外电源进线0.5S的要求。(三)电流选跳保护装置的接线方
22、式：机场线选用的电流选跳保护装置F35的光纤模块型号为7J，采用端对端的通信方式，光纤通道连接成环形。每台F35的发送端口与光纤环网中另一台F35的接受端通过光纤进行连接，通讯时间 测量 一次值 电流v 电压v 功率v 能量v 需求量v 实际值 测量二次值 电流 v 电压v 功率B、故障报告的查看：改变设置 产品设置 故障报告 显示故障C、保护状态的查看：实际值 状态 保护D、修改日期：日期和时间E、查阅版本号：选择主屏幕 Logotype标识（此选项作为主屏幕用来选择装置标识，包括固化软件和引导程序版本以及型号和就地端口COM2的通讯参数）。F、开入、开出操作：命令：所有事先配置好的操作都将
23、被显示。转动往复键可显示这些操作。按下往复键预选要执行的操作。按下确认信息（Intro）后操作被执行。（二）F35 保护装置1、F35 保护装置的面板指示灯该面板装有指示灯、按键和一个通讯接口。复位键用于复位锁住的指示灯、指示器或目标信息，RS232接口用于与笔记本电脑连接。（1）状态指示器：A、IN SERVICE(运行)：表示控制电源已接通，所有监视的输入/输出和内部系统均正常；保护装置已被编程。B、TROUBLE（故障）：表示保护装置有内部故障。C、TEST MODE（试验模式）：表示保护装置处于试验模式。D、TRIP（跳闸）：表示选定的跳闸接点已动作。这个指示器总处于闭锁状态；必须启动
24、RESET命令才能使其复位。E、ALARM（告警）：选定的报警信号已动作。F、PICKUP（启动）：表示某个元件启动。（2）事件原因指示器这些指示器用于显示输入信号，这些输入信号与动作元件或具有等待复位的锁存标志元件有关。A、VOLTAGE（电压）：与电压相关。B、CURRENT（电流）：与电流相关。C、FREQUENCY（频率）：与频率相关。D、OTHER（其它）：与组合功能相关。E、PHASE A（A相）：与A相相关。F、PHASE B（B相）：与B相相关。G、PHASE C（C相）：与C相相关。H、NEUTRAL/GROUND（中性点/接地）：与中性点/接地相关2、菜单显示F35保护装置
25、的菜单显示内容全部为英文，且显示屏较小，不方便阅读。建议用笔记本联机的方式进行信息的查阅。上图为该装置保护定值组的查阅，共有六个定值组。Group1为定值组1，以下的内容为保护定值。三、工作中的注意事项：1、在CT或PT二次回路上加量传动时应派专人在一次设备旁看守，防止有人误碰带电设备。2、工作过程中凡遇到异常情况（如直流系统接地等）或开关跳闸时，不论与本身工作是否有关，应立即停止工作，待查明原因，确定与本工作无关系方可继续进行工作。3、在运行的设备上更改保护装置参数时，应至少有两人进行4、抽取和插入模块时须关断控制电源。插入错误的模块可能会导致人员伤害、组件或连接设备的损坏，或异常运行。5、
26、保护装置带电时接触模块，须采用适当的静电放电保护措施。6、在保护装置带电情况下不要接触背面端子。7、注视光纤发送器的输出可能对眼睛造成伤害。8、保护装置在控制电源断开后，靠装置自带的电池维持装置用电，保护内部数据信息，因此，在装置运行2至3年后，应对电池进行普测，对不合格的电池应更换。9、应保证装置外壳的可靠接地。四、保护装置的巡视与维护1、保护装置正常情况下不需要清扫，但在前显示面板有灰尘聚集时，可以用干布擦拭。2、在巡视工作中，应查看液晶显示屏是否存在损伤，显示是否清晰，报文有无乱码的现象。3、定期检查装置的连接线有无松脱，指示灯有无损坏不亮的现象。4、应每年对保护进行传动一次，检查装置的
27、开入、开出状态是否正确。5、定期对装置的时钟进行核对，保证装置报文显示的时间准确，有利于对设备运行状态进行准确分析和记录。第三篇750V第一章750V一次设备一、750开关柜二、电气合分闸过程三、直流配电柜及纵联开关四、四、直流断路器一、750开关柜1、概述：在本线的直流牵引供电系统中,直流牵引电源来自站内10KV供电网络,经变压器变压;整流器整流成直流750V输出，通过直流第三轨向地铁电动车组提供牵引电力.开关设备按其用途可分为:进线柜(也称为正极柜);馈线柜;负极柜等2、总闸（进线柜）进线柜在直流牵引供电系统中也称为正极柜，在整流柜和直流母线之间起隔离作用，是安装于整流器正极与750V正极母线间的开关设备。2.1 主要元器件及作用：
