供用电设备教学资料 abb高压开关讲座-湛江供电局.ppt
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1、广东湛江供电局 ABB高压开关知识讲座,2006.08.28,全弹簧操动机构的SF6高压断路器-HPL产品特点、设计原理、运行和维护,80,63,50,40,31.5,20,72,170,300,550,800,1150,245,420,额定开断电流 (kA),额定电压 (kV),On Request,On Request,断路器产品系列,72.5-800kV / 63kA,ABB 北京 SF6断路器的主要产品,1、110kV等级:LTB145D1/B 配BLK222型操作机构(三相联动) 2、 220kV等级:LTB245E1 配BLK222型操作机构 (分相操 配BLG1002A型操作机构
2、(三相联动) HPL245B1 配BLG1002A型操作机构 (分相操作) 配BLG1002A型操作机构 (三相联动) 3、 500kV等级:HPL550B2 配BLG1002A型操作机构 (分相操作) 目前,我厂是除瑞典母厂外,在ABB集团内唯一可以生产全系列高压断路器的生产基地。,ABB HPL SF6 断路器的主要特点,1、从72.5kV-800kV的断路器,唯一可以实现全弹簧操作。 2、从72.5kV-800kV的断路器,唯一可以实现全开断时间在40ms 以内。 3、唯一可以生产220kV等级的机械三相联动的断路器。,ABB HPL SF6 断路器的主要特点,1、先进的灭弧机理和优化的
3、灭弧室结构 2、密封性高,防止SF6气体泄漏 3、配用简洁、可靠的弹簧操作机构 4、易于安装和调试 5、极少的日常维护工作量,HPL系列断路器灭弧以介电设计和电弧物理研究的最新发展为基础:,优化的触头设计和运动 优化电流过零时的熄弧过程 优化的触头间隙 持续电流通道和电弧电流通道各自分开 以先进的计算机技术辅助设计,对所有部件的电应力和机械应力进行了优化,开断容性电流无重击穿 开断感性电流时过电压低 零表压下高水平的绝缘强度 维护周期长 组件可靠,ABB HPL SF6 断路器的主要特点,220 kV SF6 瓷柱式高压断路器,HPL 型 带BLG 1002A 型弹簧操作机构,额定电压 245
4、 kV 额定电流 4000 A 额定短路开断电流 50kA 工作环境温度 -30 - +40 户外安装,产品系列,550 kV SF6 瓷柱式高压断路器,HPL 型 带BLG 1002A 型弹簧操作机构,额定电压 550 kV 额定电流 4000A 额定短路开断电流 63 kA 工作环境温度 -30 - +40 户外安装,产品系列,HPL 550B2: 为中国市场作的特殊试验,触头寿命试验 63 kA 20次开断 20 kA 200次开断 机械寿命试验 10,000 次 失步开断电流 40% 额定开断电流,出厂试验,1、耐高气压试验(1.05MPa) 2、气密性试验 3、断路器工频耐压试验 4
5、、主回路电阻测试 5、操作机构二次回路2kV工频耐压试验(电机900V) 6、机械试验(合、分、合分、分-合分、同期、 时间、速度,最高、最低、额定电压,线圈最 低动作电压等等。,HPL 550B2 一次尺寸布置图,HPL 550B2 一次尺寸布置图,J=7571mm H=4882mm F=4135mm 绝缘体底部距地面的最小净距=2508mm,HPL 550B2 一次尺寸布置图,一次尺寸布置图,合闸回路,二次原理图,先进的灭弧机理和优化的灭弧室结构,灭弧室 支持瓷套,压气工作原理,HPL B 灭弧室部分,旧 HPL B 触头 新 HPL B 触头 更少的元件 更高的可靠性/ 更快地组装 更好
6、的性能: 3150 A 4000 A,HPL B 灭弧室部分,旧 HPL B 每相断路器的全部零件: 800,新 HPL B 每相断路器的全部零件: 220,HPL B 灭弧室部分,静触头,HPL B 灭弧室部分,HPL B 灭弧室部分,压气腔,拉杆,铝件加热(使之膨胀),然后 粘接在拉杆上 铝件只在断路器操作时受力作用 (例如:在断路器使用寿命中铝件的受力时间为 10,000*0.2S = 2000 S) 环氧基质的粘接剂与飞机制造中 铝质元件的粘接剂相同 型式试验 拉力试验 对操作拉力 安全系数 4 使用环境:-55 +115 在断路器上按IEC56进行绝缘试验 在断路器上进行机械操作试验
7、 10,000 次操作,弹簧操作的力特性,连杆系统具有很强的灵活性和极大的优点,可根据需要调整加速度 连杆系统可以使灭弧室设计更简单可靠,如设计开断大电流时不需要用过压阀释放压力,弹簧操作的力特性,动、静密封,动密封:双 X 型密封结构 静密封:双 O 型密封结构 确保 -50环境下优异的密封性能,动、静密封,低温性能,几乎所有ABB 断路器的设计为 -40 对于实际使用温度 -30时,断路器具有设计裕度 低温试验至 -50 确保正常情况下具有优异的气体密封 HPL 550B2 具有极端的环境使用实例 BC Hydro reactor -50下操作,弹簧操作机构,弹簧操动机构的主要特点是: -
8、能量的可利用性 -全面的可靠性 -良好的低温特性 -维护需要较少的技巧,弹簧操作机构,一、能量的可利用性: 仅有一种操动机构可以将能量存储在安全的状态-弹簧操动机构。一旦其储能,其可以保持能量而不损失一点。 断路器由简单的掣子保持在合闸或分闸位置,由脱扣脉冲释放。 断路器合闸后,保证提供跳闸操作需要的能量。 当今的SF6压气式断路器,对灭弧室已作了优化设计,仅需要低的能量,使用一台弹簧操动机构可以操作多至4断口的断路器,如ABB1984年生产的HPL 550T4004,所需能量超过HPL550B2的10%。 操动机构的能量可以灵活调整,适用于大范围的需要不同能量的断路器。,弹簧操作机构,二、全
9、面的可靠性: 阀、密封、压缩机、管路、压力容器等的锈蚀和磨损导致故障和泄漏,占断路器故障的30%-40%。使用弹簧和机械掣子系统减少了这些部件,确保机构的可靠性 。 高的气压或液压会引起一系列问题,特别是密封处的泄漏。无可否认,压缩机和泵可以补偿这些泄漏,但这意味着这些部件由于此原因磨损的程度远高于开断次数引起的磨损,这就导致了维护工作量的增加。,弹簧操作机构,三、低温环境操作: 选择适当的润滑剂和适当的机构箱的加热器,弹簧操动机构可用非常容易地使用在零下50度的环境中。 气动和液压操动的薄弱点是垫圈,由于它们分散在各处,因此加热是相当困难的。选择适当的橡胶质量用于垫圈当然有帮助。但是当气温低
10、于零下30度时,一般的经验是泄漏事件增多了;通过气体/液体传输能量,而气体/液体的关键特性将由于温度变化而改变(如液体的粘性)。 可以用于任何环境温度而不需要任何调整。,弹簧操作机构,四、 维护需要较少的技巧 : 气动尤其是液压机构安装、调试和维护十分复杂,因此需要的技巧也高于弹簧操动机构。 弹簧操动机构需要最小的维护,优先于气动和液压操动机构。 不同类型的操动机构的维护如下描述: 弹簧操动机构:15年或经过5000次操作,建议润滑齿轮、主要的运动部分和掣子润滑。缓冲器中油位的检查也十分重要。 气动操动机构:每6-10年或经过2000次操作润滑运动部分。更换压缩机中的油 是十分必要的。依据使用
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