高压头说明书.doc

矿用隔爆兼本质安全型移动变电站用 永磁机构高压真空开关 使用说明书 天津市天矿电器设备有限公司 1、 概述 KJG-□/□Y系列矿用隔爆兼本质安全型移动变电站用永磁机构高压真空开关（以下简称“高压开关”）适用于具有瓦斯和煤尘爆炸危险的煤矿井中，对井下10kV、6kV/50Hz额定电流630A以下中性点不接地供电系统中进行控制和保护，安装在移动变压器的高压侧，与我公司生产的XJD-□/□系列矿用隔爆兼本质安全型移动变电站用低压保护箱配套使用，共同组成低压故障分断高压的移动变电站系统。 1.1用途 高压开关适用于10kV、6kV/50HZ额定电流630A以下供电系统中、可实现对输配线路及变压器、电动机的起动、停止进行控制和保护，可实现绝缘监视、过载、短路、欠电压、过电压、断相、变电站超温、瓦斯电和风电闭锁等保护功能。 1.2 执行标准 GB 3836.1-2010 爆炸性环境 第1部分设备 通用要求； GB 3836.2-2010 爆炸性环境 第2部分由隔爆外壳“d”保护的设备； GB 3836.4-2010 爆炸性环境 第4部分由本质安全型“i”保护的设备； GB 8286-2005 矿用隔爆型移动变电站； JB/T8739-1998 矿用隔爆型高压配电装置； Q/TK0817-2013 矿用隔爆兼本质安全型移动变电站用永磁机构高压真空开关。 1.3主要特点 a 进线接口方面 高压开关分别在两侧有电源线接口及其控制线接口，电源线接口兼容普通喇叭嘴和快速电缆连接器两种接入方式，可实现快速插拔功能； b 壳体方面高压开关采用双法兰设计，可同时满足10kV和6kV的高压开关与变压器法兰接口的对接，具有体积小、重量轻，结构合理，操作简单方便等特点； c 本体方面高压开关采用独特的隔离刀闸设计理念，具有可自动复位的绝缘护罩可有效的提高隔离开关分闸后电源侧与负载侧的绝缘水平，使其更加安全可靠；腔体内采用LED灯作为照明装置，比现行的照明装置更加节能，更加便于操作者观察； d 电气控制方面高压开关使用PLC作为保护器，具有更高的可靠性、稳定性、安全性；采用HMI触摸屏作为人机界面，其观察、操作、整定更加简单、直观、人性化；采用标准的RS_485通讯接口，MODBUS通讯协议，可实现“四遥”功能。 2、 条件和范围 a 海拔高度不超过1000m； b 周围环境温度不高于40℃，不低于-5℃； c 空气相对温度不大于95（25℃时）； d 具有甲烷等混合气体的矿井下； e 在无强烈颠簸和冲击振动的地方； f 设备垂直面的安装倾斜度不大于15； g 在无滴水和水浸的地方； h 在无足以破坏金属和绝缘的腐蚀性气体及蒸气的场所; i 电源电压波形近似于正弦波； j 三相电源电压近似于对称。 3、 型号说明 3.1 型号含义 K J G - □ / □ Y 永磁机构 额定电压kV 额定电流A 高压 隔爆兼本质安全型 真空开关 3.2 防爆类型和防爆标志 矿用隔爆兼本质安全型，防爆标志“Exd[ib]IMb”。 4、 外形结构 4.1高压开关带电缆连接器外型尺寸 1、快速电缆连接器 2、合闸按钮 3、分闸按钮 4、漏电按钮 5、选项按钮 6、确认按钮 7、复位按钮 8、人机界面观察窗 图1高压开关带电缆连接器正面 1、 断路器分闸手柄 2、断路器合闸手柄 3、急停按钮 4隔离开关分合闸手柄 5、维修接线窗口 6、隔离开关状态观察窗 7、通讯线接线口 8、照明按钮 图2高压开关带电缆连接器侧面 4.2 高压开关不带电缆连接器外型尺寸 1、 喇叭嘴接线口 2、分闸按钮 3、合闸按钮 4、漏电按钮 5、选项按钮 6、确认按钮 、7复位按钮 8、人机界面观察窗 图3高压开关不带电缆连接器正面 1、 断路器分闸手柄 2、断路器合闸手柄 3、急停按钮 4、隔离开关分合闸手柄 5、维修接线窗口 6、隔离开关状态观察窗 7、通讯线接口 8、照明按钮 图4高压开关不带电缆连接器侧面 4.3 整机重量 a带电缆连接器重量为 kg b不带电缆连接器重量为 kg 5、 主要技术参数与规格 5.1 整机技术指标 a 额定电压分6kV，10kV两种规格； b 额定电流；50A、100A、200A、400A、630A； c 额定频率50Hz； d 额定短路开断电流12.5kA； e 额定短路关合电流31.5kA（峰值）； f 额定动稳定电流31.5kA（峰值）； g 额定热稳定电流12.5kA； h 额定热稳定时间2s。 5.2本安参数U0DC6V；I0DC10mA；C00.2uF；L02mH。 5.3 绝缘水平见表1 表1绝缘水平（kV） 额定电压 （均方根值） 设备最高电压（均方根值） 额定短时工频耐受电压（均方根值）（1min） 额定全波雷电冲击耐受电压（均方根值） 对地、相间、断路器断口间 隔离开关断口间 辅助回路对地 对地、相间、断路器断口间 隔离开关断口间 6 7.2 23 26 2 40 46 10 12 30 34 2 60 70 5.4 高压开关断路器 真空断路器选用ZNM-6/10kV/630A型永磁式高压真空断路器。真空断路器符合下述规定 a. 分闸时间≤60ms； b. 平均分闸速度0.9～1.3 m/s； c. 平均合闸速度0.4～0.8 m/s； d. 触头开距101mm； e. 触头超行程30.5mm； f. 触头压力（含自闭力）100050N； g. 三相不同时接触的时间≤2ms； h. 合闸时触头弹跳时间≤2ms； i. 动静触头允许磨损度3mm； j. 额定控制电源电压AC100V； k. 循环操作最短间隔时间5s。 5.5 高压开关电压互感器 高压开关配用的KDG50-0.18/10.0型电压互感器，其技术参数如表2所示。 表2变压器参数 额定电压V 工频耐压1minkV 最大工作电压 kV 最大容量 VA 一次kV 二次V 二次额定电流A 42 12 200 6 100 2.0 10 10 0.1 5.6 高压开关电流互感器 高压开关配用的LXY04-3.0（630A/5V）型电流互感器为与电脑对接型线性变换器，其主要参数如表3所示。 表3电流互感器主要参数 电流变比 工频耐压（1min） 绝缘电阻 线圈对地kV 线圈对地（MΩ） 630A/5V 3.0 300 5.7 高压开关保护器 高压开关配用的GBH-IV型PLC综合保护器具有过载、短路、绝缘监视、欠电压、过电压、断相、瓦斯电和风电闭锁等保护功能，中文彩色液晶显示器实时显示正常工作电压及电流值，实时显示故障类型及参数。其具体指见表4、表5、表6 表4综合保护器功能及参数 保护功能 参 数 及 整 定 短路保护 整定电流Ie步长1 整定动作时间（ms）步长1 3～10倍Ie 0～400 绝缘监视保护 回路电阻（kΩ） 绝缘电阻（kΩ） 动作整定时间（s）步长1 可靠动作 允许动作 不允许动作 可靠动作 允许动作 不允许动作 1～65 ＞1.5 0.8～1.5 ＜0.8 ＜3 3～5.5 ＞5.5 电压保护 电压整定范围 步长1 延时整定时间（s）步长1 欠压保护 （75～95）Ue 1～20 过压保护 （105～120）Ue 1～20 不平衡保护 不平衡整定范围 步长1 延时整定时间（s）步长1 （30～100） 1～20 过载保护 见表4 变电站超温 温度整定范围 步长1 延时整定时间（s） 步长1 （80～120）℃ 1～20 备 注 以上所有保护的动作值误差≦5。 表5过载保护电流/时间 过载倍数 1.05 Ie 1.2 Ie 1.5 Ie 2 Ie 6 Ie 动作时间s ∞ ＜120 ＜60 ＜20 可返回时间＞8 脱扣器状态 冷态 从热态开始 从冷态开始 表6风电和瓦斯电闭锁保护 保护类型 设置接点属性 整定延时（s）步长1 风电保护 常开 常闭 1～20 瓦斯电保护 常开 常闭 1～20 备注 接点属性根据接入开关的接点属性设置。 5.8 高压开关过压保护 高压开关具有过电压保护功能，配备了HMYGK-10型或HMYGS-6型高压氧化锌压敏电阻3只，用于配电时过电压不超过额定相电压（峰值）的3.5倍，用于控制高压电动机过电压不超过额定相电压（峰值）的2.5倍。 5.9 工频耐压试验注意事项 当高压开关进行1min工频耐压试验时，务必将电压互感器、压敏电阻与主电路脱开，高压综合保护装置应拔下。 6、 工作原理 6.1 工作电气原理详见电气原理图图6 6.2 供电 高压开关的供电电源是由电压互感器二次侧输出AC100V作为综合保护器、断路器分合闸驱动电源。 6.3 断路器分合闸原理 a 合闸原理处于分闸状态时高压开关的人机界面的系统状态中会显示“分闸”状态，此时当系统无故障的情况下，并且断路器中的分合闸电容器充电储能已达到操作电压时，按下SB1合闸按钮，断路器永磁机构合闸线圈接通，断路器合闸，并且人机界面中的系统状态中会显示“合闸”状态； b 分闸原理处于合闸状态时高压开关的人机界面的系统状态中会显示“合闸”状态，此时按下SB2分闸按钮或远程分闸按钮时，断路器永磁机构分闸线圈接通，断路器分闸，并且人机界面中的系统状态中显示“分闸”状态。 6.4 保护动作分闸电路 当过载、短路、绝缘监视、欠电压、过电压、断相、变电站超温、瓦斯电和风电闭锁任意保护动作时，保护执行继电器的常开触头将分闸线圈接通，断路器分闸，另一组常闭触头将合闸线圈回路断开，使断路器不能合闸，显示器显示故障情况，只有当故障消除后，保护复位后才能恢复正常操作。 6.5 机械闭锁原理 当将高压开关断路器隔离开关打向合闸位置时，隔离开关绝缘罩被压下，断路器与电源侧端子接通，断路器电源侧获得电源，此时位于壳体侧壁上的挡块落下与大门上的挡块形成闭锁机构，此时高压开关大门无法打开，只有将隔离断开，绝缘罩复位，使断路器与电源侧端子断开，并良好绝缘时，此时位于壳体侧壁的挡块升起与门上挡块分开时，大门方能打开。 6.6 急停按钮 高压开关壳体侧壁装有急停按钮与隔离开关形成电气闭锁，只有当急停按钮按下，断路器处于分闸状态时，方可搬动隔离开关进行分合闸操作。 6.7 照明按钮 高压开关壳体侧壁装有照明按钮，当按下照明按钮时，腔体内的LED照明灯电源接通，此时可便于操作者观察腔体中的隔离开关是否到位以及其他情况。 6.8 与移动变电站配套原理 采用低压侧故障驱动高压侧高压开关的分断模式，高压开关通过变电站上的9芯端子中的6条控制线与移动变压器低压侧低压保护箱连接； 连接方式入图5所示 图5连接方式 1-2 为高压开关向低压侧供电电源，电压为AC100V； 3-4 为低压侧控制高压开关连锁线，当短接时高压开关人机界面显示“低压侧分闸”； 3-4 并接温度传感器（Pt100）可同时检测变压器温度； 5-6 为低压侧远控分闸控制线，短接时可不通过低压侧低压保护箱直接另高压开关分闸、确保当低压保护箱保护器发生故障时仍能使高压开关跳闸。 7、 安装规程 7.1 安装前检查 安装前应在地面仔细检查高压开关各部位及其隔爆面是否完好，有无运输造成的损伤，内部插头、紧固件等是否有松动，如出现上述故障应及时处理后方可进行安装。 安装前还应进行必要的绝缘性试验用2500V兆欧表进行遥测，绝缘值不应小于50MΩ，有条件的地方还应进行工频耐压试验（试验时应注意实验前打开接线腔和门，拆除电压互感器电源线和压敏电阻高压端，拔下保护器插头进行试验，与变压器连台时应符合隔爆变压器标准试验。），试验标准见表1； 7.2 高压开关安装 将高压开关法兰与移动变压器法兰进行对接，注意螺丝紧固，将相应母线接入变压器，控制线接线方法按6.8条要求接入； 7.3 使用前试验 安装完成后，使用前应对高压开关进行隔离开关合、分闸试验，电动合、分闸试验，及其保护跳闸试验，确保可靠动作后，方可投入使用。 7.4 维护 a 设备在运输过程中不得有强烈震动和撞击，不允许有水侵入； b 设备应保存在没有滴水、空气流动、相对湿度不大于95（25℃时）、温度不大于40℃，不低于-20℃、没有腐蚀性气体的环境中； c 下井安装前，对设备要进行全面的检查和必要的电气试验； d 运行过程中，应经常检查设备与变压器连接的是否牢固，接地是否可靠； e 定期检查和保养防爆面，防止锈蚀； f 定期对传动部位注油润滑。 8、 常见故障及处理 故障现象 原因分析 排除方法 备注 隔离开关合闸卡滞 插销与触头中轴线偏离太大，或触桥排列不整齐 校正两者中轴线，更换插销或触头 隔离插销严重发热 触头或插销退化，接触不严 更换触头或插销，调整触头或插销位置 低压熔芯烧断 线路有短路或工作电流过大现象 检查短路点，处理后更换熔芯 真空断路器电动合闸拒合，手动合闸正常 合闸线路故障 检查合闸回路 真空断路器手动、电动合闸均拒合 断路器永磁机构机构失灵，或欠压脱扣机构故障 参看断路器 进行处理 真空断路器手动合闸正常、电动分闸拒分 分闸线路故障 检修分闸线路 过载、短路、绝缘监视等保护不正常 高压综合保护装置故障 检修保护器相应电路部分，更换相应元件或更换整台保护器 9、 包装 9.1 随同产品装箱的文件 a 装箱单； b 产品合格证； c 使用说明书； d 随同产品装箱的易损件。 10、 订货需知 订货时请注明 10.1 型号、名称、配置； 10.2 台数； 10.3 备件名称、规格数量； 10.4 有特殊要求请注明。 11、 说明 a）生产厂家天津市天矿电器设备有限公司 b）地址 天津市北辰科技园区汾河南道16号 c）邮编 300402 d 电话 022-26622532 26317755 e 传真 022-26731152 11 图6电气原理图 天津市天矿电器设备有限公司 厂址天津市北辰科技园区汾河南道16号 技术支持022-26317776 售后服务022-26714053 网 址 邮 编300402