江苏交流气体绝缘金属封闭开关技术规范.doc

江苏交流气体绝缘金属封闭开关技术规范

16
2020年4月19日
文档仅供参考
Q/GDW
江苏省电力公司 发布
8-093-24实施
7-093-24发布
20kV交流气体绝缘金属封闭开关
技术规范
Q/GDW-10-3168- 8
江苏省电力公司企业标准

目 次
前 言 II
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 使用环境条件 1
4 技术参数及要求 2
5 试验 7

前 言
本标准是根据江苏省电力公司推广应用20kV电压等级中压配电网的需要而编制。由于现行国标、行标和企业标准等一般未涉及20kV电压等级设备的内容,为保证20kV电压等级的电气设备满足要求,特此编制<20kV变电设备技术规范>。本标准是同时编制的911个20kV变电设备技术规范之一,这911个技术规范分别是:
220/110/20、220/20kV主变压器技术规范
110/20kV主变压器技术规范
110/20/10kV主变压器技术规范
20kV断路器技术规范
20kV隔离开关技术规范
20kV交流金属封闭开关技术规范
20kV交流气体绝缘金属封闭开关技术规范
20kV并联电容器成套装置技术规范
20kV并联电抗器技术规范
20kV中性点接地电阻成套装置技术规范20kV接地电阻器技术规范
20kV成套消弧装置技术规范
本标准的编写格式和规则符合GB/T 1.1<标准化工作导则 第1部分:标准的结构和编写规则>及DL/T 600- <电力行业标准编写基本规定>的要求。
本标准由江苏省电力公司生产技术部提出并解释。
本标准由江苏省电力公司生产技术部归口。
本标准起草单位:江苏省电力公司生产技术部、苏州供电公司、江苏省电力试验研究院有限公司。
本标准主要起草人:汤峻、高山、陈少波。
20kV交流气体绝缘金属封闭开关技术规范
1　 范围
本技术规范规定了20kV具有设计相对压力不超过0.3Mpa的交流气体绝缘金属封闭开关的使用条件、主要技术参数、功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
本技术规范提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术细节作出规定,也未充分引述有关标准和规范的条文,设备生产厂家应提供符合本技术规范、国家标准、电力行业标准以及国际标准的优质产品。
本技术规范所使用的标准如遇与设备生产厂家所执行的标准不一致时,按较高标准执行。
20kV系统中性点接地方式分为二类,Ⅰ类:中性点经低电阻接地系统;Ⅱ类:中性点经消弧线圈接地或不接地系统。20kV系统中性点接地方式为中性点经低电阻接地。
2　 规范性引用文件
本标准引用了下列标准的有关条文,当这些标准修订后,使用本标准者应引用下列标准最新版本的有关条文。
GB 156 标准电压
GB 311.1 高压输变电设备的绝缘配合
GB 1408 固体绝缘材料工频电气强度的试验方法
GB 2900.1 电工名词术语 基本名词术语
GB 3309 高压开关设备常温下的机械试验
GB 3906 3.6kV～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备
GB 7354 局部放电测量
GB/T 11022 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求
SD/T 318 高压开关柜闭锁装置技术规范书
DL/T 402 交流高压断路器订货技术规范书
DL/T 403 12～40.5kV高压真空断路器订货技术条件
DL/T 404 户内交流高压开关柜订货技术条件
DL/T 486 交流高压隔离开关和接地开关订货技术条件
DL/T 539 户内交流高压开关柜和元部件凝露及污秽试验技术规范书
DL/T 593 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求高压开关设备的共用订货技术导则
DL/T 615 交流高压断路器参数选用导则
DL/T 617 气体绝缘金属封闭开关设备技术条件
DL/T 728 气体绝缘金属封闭开关设备订货技术导则
DL/T 791 户内交流充气式开关柜选用导则
IEC 62271-102 高压交流隔离开关和接地闸刀
IEC 62271-201 额定电压1kV～38kV交流绝缘封闭开关设备和控制设备
IEC 60480 电气设备中SF6气体的检验导则。
江苏省电力公司 苏电生[ ]320号 <电力设备交接和预防性试验规程>
3　 使用环境条件
3.1 海拔高度 1000 m
3.2 最高环境温度 + 40 ℃
3.3 最低环境温度 －25 ℃
3.4 最大日温差 25K
3.5 户内相对湿度: 日平均值≤95%,月平均值≤90%
3.6 耐地震能力
地面水平加速度0.2g;垂直加速度0.1g同时作用。采用共振、正弦、拍波试验方法;激振5次,每次5波,每次间隔2s。安全系数不小于1.67。
3.7 系统额定频率: 50Hz
3.8 安装位置: 户内
4　 技术参数及要求
4.1 主要电气参数
4.1.1 型式: 20kV户内交流气体绝缘金属封闭开关柜
4.1.2 额定电压: 24 kV
4.1.3 额定频率: 50 Hz
4.1.4 额定电流: 630A/1250A/2500A
主母线及主变进线母线桥: 1600A/ A/2500A
4.1.5温升:主回路在额定电流和额定频率下的温升,除应遵守GB/T 11022的规定外,柜内各组件的温升值不得超过该组件的相应标准的规定,可触及的外壳和盖板的温升不得超过30K。
4.1.6 额定短路开断电流(有效值): 25kA/31.5kA
4.1.7 额定关合电流(峰值): 63/80 kA
4.1.8 额定热稳定电流(4s,有效值): 25/31.5 kA
4.1.9 额定动稳定电流(峰值): 63/80 kA
4.1.10 柜体及开关设备的绝缘水平:
a) 工频耐压(1分钟,有效值) 对地 50( 65) kV
断口间 64(79)kV
b) 雷电冲击耐压(1.2/50μs,峰值) 对地 95(125)kV
断口间 110(145)kV
a) 工频耐压(1分钟,有效值) 对地 50 kV
断口间 65Kv
b) 雷电冲击耐压(1.2/50μs,峰值) 对地 95kV
断口间 110kV
c) 外绝缘爬电比距: 纯瓷绝缘 ≥18 mm/ kV
有机绝缘 ≥20 mm/ kV
注:括号外数据为中性点经低电阻接地系统、括号内数据为中性点经消弧线圈接地或不接地系统。
4.1.11 分合闸机构和辅助回路的额定电压:
辅助回路: AC/DC 220V
分、合闸回路: DC220 V
4.2 断路器:
4.2.1 型式: 真空或SF6断路器。
4.2.2 额定电压: 24kV
4.2.3 额定频率: 50 Hz
4.2.4 额定电流: 630A/1250A/2500A
4.2.5 额定短路开断电流(有效值): 25kA/31.5kA
4.2.6 额定关合电流(峰值): 63/80 kA
4.2.7 额定热稳定电流(4s,有效值): 25/31.5 kA
4.2.8 额定动稳定电流(峰值): 63/80 kA
4.2.9 断路器的绝缘水平:同4.1.10。
4.2.10 操作电源:
储能电机: AC220 V
分、合闸控制: DC220 V
4.2.11 安装方式:
见供货范围表。
4.2.12 额定操作循环:
主变进线及分段断路器: O – 180s - CO – 180s - CO
出线断路器: O - 0.3s - CO – 180s - CO
4.2.13 开断和操作次数:
额定短路电流开断次数: 30 次(31.5kA及以上为20次)
额定电流开断次数: 10000次
连续机械操作次数: 10000次
4.2.14 分、合电容器组电流 : 400(630) A
4.2.15 操作小电感电流能力:
过电压倍数和截流值由厂家提供。
4.2.16 提供买方使用的辅助接点: 10常开,10常闭
4.2.17 真空灭弧室:有效期 20年,要求经过老炼试验,灭弧室外壳采用陶瓷材料制造,出厂时真空灭弧室的真空度应 ≤1.33×10-3 Pa 。
4.2.18 所有断路器均应配动作记数器,要求动作正确可靠,寿命长,显示清晰,安装于各柜手车正面,运行中可视。
4.3 三位置隔离开关
4.3.1 机械寿命:空载连续分合操作10000 次不作任何检修。
4.3.2 为了隔离和接地,需安装三位置隔离开关,即开、关、接地三个位置。隔离开关装在母线和断路器之间,触头固定在母线上。
4.3.32 三位置隔离开关操动机构应三相同时操作,其额定值应符合4.3.1之要求。
4.3.43 三位置隔离开关应有表示其位置的可靠的指示装置,便于运行人员直接观察,位置信号也可引至远方。应能防止由于运行中可能出现的作用力(包括短路引起的)而引起的误分或误合。隔离开关应能切断小电流(如断路器的充电电流),而不产生可能引起控制回路瞬时过电压或在外壳上瞬时电位升高的瞬时过电压。
4.3.54 三位置隔离开关与断路器、接地开关之间应具备闭锁功能。
4.3.6 5 操作机构应能防寒、防热、防尘、防潮、防锈蚀。
4.3.7 6 辅助接点的对数:在满足自身操作及防误闭锁后,提供常开6付和常闭6付供买方使用,它们应能开断直流220V、5A的电流。
4.4 电流互感器:
4.4.1 型式:环氧树脂浇注式。
4.4.2 变比及准确级:见供货范围表。
4.4.3 零序电流互感器选用抱箍式速饱和型,安装应牢固,并便于维修和更换。
4.4.4 其它要求:
a) 柜内电流互感器一次接线端子采用铜质板式接线端子,禁止用螺杆式接线端子。
b) 电流互感器动、热稳定电流同断路器。
c) 电流互感器应为符合全工况运行要求的产品。
d) 在1.5UN测量电压下,局部放电量不大于5pC,并提供试验报告。
4.5 电压互感器:
4.5.1 型式:环氧树脂浇注,单相式,全绝缘。
4.5.2 额定电压:/ // kV
4.5.3 额定容量: 0.2级30VA,0.5级50VA,3P级100VA。
4.5.4 其它要求:
a) 电压互感器采用高精度、低损耗、抗谐振、耐过电压、全绝缘产品。
b) 电压互感器低压侧配置空气开关,并安装在仪表小室内。
c) PT应设有消谐装置。
d) 在1.5UN测量电压下,局部放电量不大于5pC,并提供试验报告。
e) 上述电压互感器参数是指电磁感应式互感器的参数,装于母线设备柜,允许厂家提出不同型式的具有互感器功能的其它装置,并提供相关技术参数。但必须保证精度和输出负载的容量要求。
4.6 避雷器:
4.6.1 型式为硅橡胶外套,无间隙氧化锌避雷器。
4.6.2 额定电压: 26 (34) kV
4.6.3 最大持续运行电压 : 20.8(27.2) kV
雷电冲击电流为5kA时的残压(8/20μs): ≤ 66kV(85)kV峰值
4.6.4 2ms方波通流容量18次 : ≥150 A
4.7 接地开关:
4.7.1 型式: 接地开关或三位置隔离开关中的接地开关
4.7.2 额定电压: 24 kV
4.7.3 热稳定电流(2s): 25/31.5 kA
4.7.4 额定短路关合能力(峰值): 63/80 kA
4.8 SF6气体系统(如采用)(如采用)
4.8.1 SF6气体应满足GB11022GB12022、IEC60376标准和制造厂生产标准。
4.8.2 新的SF6气体的杂质及其含量应满足下表的要求:
纯度(SF6)(m/m)
≥99.8%
空气(N2+O2)(m/m)
≤0.05%
四氟化碳(CF4)(m/m)
≤0.05%
湿度(H2O)(μg/g)
≤8
酸度(以HF计)(μg/g)
≤0.3
可水解氟化物(以HF计)(μg/g)
≤1.0
矿物油(μg/g)
≤1.0
毒性
生物试验无毒
4.8.3 充气式开关柜内SF6气体(如采用)(如采用)的湿度满足下表要求:
隔 室
有电弧分解物的隔室
(20℃)μL/L
无电弧分解物的隔室
(20℃)μL/L
交接验收值
≤150
≤250
运行值
≤300
≤500
4.8.4 充气式开关柜在正常运行时,应能在不停电的情况下安全进行气体取样等检验工作。
4.9 其它要求
4.9.1 结构
a)充气式开关柜采用户内SF6)或其它(或其它)气体绝缘、金属封闭式结构,主要由金属外壳气体压力系统(气室)单元组成,且气室外壳牢固接地,允许流过故障电流。
b)充气式开关柜应二十年内不需要日常维护少维护,所有气室单元密封的正常寿命为三十年。
c)充气式开关柜间的连接灵活、便捷,应能满足现场组装的要求。
4.9.2 气室外壳
a) 外壳应能承受运行中出现的正常和瞬时压力。
b) 外壳必须按相关的压力容器安全监察规程和按设备投产后不能复查的条件,进行设计、制造,以确保材料、结构、焊接工艺、检验等的可靠性。同时,外壳设计应考虑以下各因素:
i.外壳充气前可能出现的真空度;
ii.外壳或隔板(绝缘盆子)可能承受的全部压力差;
iii.在相邻隔室运行压力不同的情况下,因隔室间意外漏气所造成的压力升高;
iv.发生内部故障的可能性。
c) 外壳本身电损耗由制造厂提供试验报告。
d) 气体压力系统的密封。
气体压力系统外壳要求高度密封,每个封闭压力系统或隔室允许的相对年漏气率不大于0.5%/年。并能保证在相邻隔室充有正常压力气体的情况下对某一隔室进行维修,并允许抽全真空8小时。
e) 每个独立气室应至少具备下列各项:
i.气源连接口,以供SF6(或其它)气体的充气及抽真空之用。
ii.带报警及闭锁用的电气接点的气体密度表带温度补偿的密度继电器。
iii.合适的吸附剂,以控制气体的含水量和吸附分解的产品。
vi.防爆膜或适当的装置,以保护气室外壳不致受到过度的压力。
4.9.3 柜体
a) 每种充气式开关柜应由相对独立的断路器气室、母线气室、控制小室及电缆小室组成。断路器气室及母线气室均应在工厂内完成密封组装后总装于开关柜内。
b) 柜体使用的钢板应符合IEC标准,厚度应不小于2mm。
c) 控制小室、电缆室、开关室和主母线室等均用接地的金属隔板隔好。
d) 仪表及保护继电器、控制开关、按钮等均嵌装于控制部分的门上,且各操作按钮应有门或罩遮盖,以防止意外触碰引起误动作。
e) 母线应采用铜母线,采用的绝缘子应足以承受侧向的短路电动力及纵向的热胀冷缩。
f) 柜体面板应有操作机构弹簧人工储能手柄装置,手动合、跳闸按钮、操作记数器,以及断路器分、合位置的机械指示和指示灯显示。
g) 电缆间隔内部净高一般不小于750mm,应采用插拔式电缆头,电缆头与充气式开关柜按IEC62271标准执行。
h) 柜体的防护等级:
高压部分箱体:IP65
操作机构及低压箱体:IP5XIP4X
柜体外壳:IP3X
4.9.4 隔板
a) 隔板由金属或绝缘材料制成,应有保证人身安全的接地等措施。
b) 当相邻隔室因漏气或维修作业而使压力下降时,隔板能确保本隔室绝缘性能不发生显著变化;对相邻隔室还存在的正常气体压力,隔板应保证机械安全性。
4.9.5 母线室
a)三相母线可在一个气室内,也可各相的母线分隔在连续的母线室内。母线室应有独立的气体监视器,当压力上升或降低时,监视器能发出报警信号。
b)为了加强母线气室的绝缘水平,母线的形状应使其电场较均匀。
4.9.6 低压室
a) 柜内的二次回路连接导线,应采用多股软铜绝缘线。端子排标志应正确、完整、清楚、牢固,端子排的安装位置应使运行、检修、调试方便。
b) 所有控制电缆均需在阻燃绝缘管道中走线或塑料带缠绕。
c) 控制保护小母线的导线截面为6 mm2,其余回路的导线截面不得小于2.5mm2;
d) 端子排应分为试验端子、可连端子、终端端子、一般端子等,端子排导电部分为铜质。端子的选用应根据回路载流量和所接电缆截面确定。
e) 端子排与电缆(电缆芯为硬铜线)的压接方式应保证与电缆连接的永久性和可靠性。
4.9.7 操作闭锁与联锁
a) 开关柜内应设有必要的联锁装置以保证运行中的安全。
b) 为防止误入带电间隔,柜体正面至少应有三只指示对应三相进线电缆头带电的指示灯,该带电显示装置应能给出信号接点,对有关的门应具备强制闭锁功能。
c) 在维修时用来保证隔离间隙的主回路上的高压隔离开关,应确保不自合。
4.9.8 接地
沿所有充气式柜的整个长度延伸方向应设有专用的接地铜排,其截面不小于240mm2。该接地母线应设有与接地网相连的固定连接端子,并有明显的标志,所有需要接地的设备和回路均应接到此母线接地。每一开关柜间的专用接地铜排应保证搭接可靠,安装方便。
充气式开关柜的金属骨架及其安装于柜内的高压电器组件的金属支架均应有符合技术条件的接地,而且与专门的接地体连接牢固。
5　 试验
根据最新版的IEC标准和国家标准(GB)进行试验。试验中,要遵循并执行下列附加要求和IEC的补充说明。
5.1 型式试验
5.1.1 绝缘试验:
a)雷电冲击耐压试验
b)工频耐压试验
c)辅助和控制回路的工频耐压试验。
5.1.2 局部放电试验
5.1.3 2 温升试验
5.1.4 3 主回路电阻测量
5.1.5 4 主回路和接地回路的动、热稳定试验
5.1.6 5 开关的开断和关合能力试验
5.1.7 6 机构操作试验
5.1.8 断路器型式试验(与柜体一起做)
5.1.9 7 闭锁功能
5.1.10 8 防护等级检查
5.1.11 泄漏电流测量
5.1.12 9 机械强度试验(需要时)
5.1.13 10 热稳定性试验(需要时)
5.1.14 11 高低温试验(需要时)
5.1.15 12 老化试验(需要时)
5.1.16 13 SF6气室压力耐受试验
5.1.17 14 SF6气室密封试验
5.1.18 15 内部燃弧试验,
即对各气室进行全容量的燃弧试验。在内部燃弧条件下,外壳应能释放压力,且不威胁运行人员的安全。防爆膜或相应装置打开的时间应取决于燃弧故障电流的值。
5.1.19 16 地震试验
5.2 出厂试验
5.2.1 结构检查
5.2.2 机械特性和机械操作试验
5.2.3 绝缘试验
a)主回路工频耐压试验
b)辅助回路和控制回路工频耐压试验
5.2.4 主回路电阻测量
5.2.5 局部放电量测量
5.2.65辅助电气装置的试验(包括CT、PT、避雷器等)按各自元件的标准进行
5.2.7 6 接线正确性的检查
5.2.8 7 控制回路功能检查
5.2.9 SF6气室压力试验
5.2.10 8 SF6气室密封试验及SF6含水量测定
5.2.119开关柜检测及联动试验
5.3 现场试验
按照江苏省电力公司”电力设备交接和预防性试验规程”相关项目和标准执行。