《电力行业标准》DL405-91进口220~500kV 高压断路器隔离开关技术规范8.pdf
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1、 中华人民共和国行业标准 中华人民共和国行业标准 进口进口 220500kV 高压断路器和 高压断路器和 DL 40591 隔离开关技术规范 隔离开关技术规范 中华人民共和国能源部中华人民共和国能源部 1991-03-06 批准 批准 1991-08-01 实施 实施 本规范 14 中有关额定参数和试验要求的条款必须严格遵守。如订货单位需要改变,应报能源部科技司批准,未经批准不得随意更改。1 和 3 中有关结构与性能要求的条款,可根据需要选用。5 的条款供订货谈判时参考。1 高压断路器的技术要求 1.1 使用环境条件 1.1.1 海拔 分为两级:1000m 及以下;1000m 至 3000m。
2、1.1.2 风速 35m/s。1.1.3 周围空气温度 最高+40,并应考虑日照为 0.1W/cm2、风速为 0.5m/s 的影响。最低-35(非严寒地区)1),-45(严寒地区)。注:1)订购户外 SF6断路器时,为简化结构,可根据产品使用的压力和液化温度,适当提高。1.1.4 日温差 一般为 25,特殊地区为 32。1.1.5 户内、外相对湿度 月平均相对湿度不大于 90%;日平均相对湿度不大于 95%。1.1.6 覆冰厚度 一般地区 1mm,重冰区 10mm 和 20mm。1.1.7 爬电比距最低值 a.相对地:如表 1 所示。表 1 爬电比距规定值 mm/kV 外绝缘污秽等级 最小爬电
3、比距 16 20 25 31 注:爬电比距指外绝缘的爬电距离与设备最高电压之比。b.断路器断口间的爬电比距为表 1 值的 1.35 倍。在严重污秽地区,如结构 上有困难,可适当降低。1.1.8 无线电干扰电压和电晕 在 1.1UPM时的无线电干扰电压不大于 500V,并在晴天夜晚无可见电晕。UPM为最高相电压幅值。1.1.9 噪音水平 距断路器及其操动机构最近部位 30m 处不大于 80dB。1.1.10 地震 试验方法:共振、正弦、拍波方法;激震 5 次,每次 5 波,每次间隔 2s。地震烈度及加速度(水平):烈度 8 度 9 度 水平加速度 0.15g 0.3g g 为地心引力加速度。整台
4、设备应根据上述耐受能力所要求的动态负荷,按全动态法进行计算和试验,并应考虑连接导线的张力和振荡造成的影响。1.2 系统中性点接地方式和设备布置尺寸 1.2.1 500kV、330kV 和 220kV 系统均为中性点接地系统,但 330kV 和 220kV 系统在运行中可能会存在部分变压器的中性点转为绝缘的运行方式。1.2.2 设备的布置尺寸要求如表 2 所示。表 2 设备的布置尺寸 电压等级(kV)项 目 500 330 220 设备相间距离(以中心线计算)(m)88.5 55.5 44.5 设备相间带电部分的最小距离(m)4.3 2.8 2.0 1.3 额定参数 1.3.1 额定绝缘水平:见
5、表 3 表 3 额定绝缘水平 电压等级(kV)项 目 500 330 220 额定电压(kV)500 330 220 最高电压(kV)550 363 252 额定频率(Hz)50 50 50 相对地 1550(1675)1175 950(1050)雷电冲击耐受电压峰值(1.2/50)s(kV)断口间 1550+450(1675+450)1175+296 950+206(1050+206)相对地 1050(1175)950 操作冲击耐受电压峰值(250/2500)s(kV)断口间 避雷器操放上限+450避雷器操放上限+296 工频耐受电压相对地 680(740)510 395(460)(50Hz
6、),湿试及干试,1min(kV)断口间 680+318(740+318)510+210 395+145+(460+145)注:一般不应采用括号内的数值。只有在下列三种情况下,方可选用括号中的数值:1.在扩建工程中原有的避雷器保护性能较关差;2.新建工程中所用的避雷器保护性能较差;3.两种水平的设备价格很接近时。1.3.2 额定电流:见表 4。1.3.3 时间参量:见表 5。表 4 额 定 电 流 值 电压等级(kV)项 目 500 330 220 额定电流(A)3150、2500 额定短路开断电流(kA)63、50、40 63、50、40、31.5 额定热稳定电流(3s)(kA)63、50、4
7、0 63、50、40、31.5 额定关合电流峰值(kA)157.5、125、100、80 额定动稳电流峰值(kA)157.5、125、100、80 表 5 断路器的时间参量 电压等级(kV)项 目 500 330 220 开断时间(ms)40 或 50 50 或 60 分闸时间(ms)20 或 30 30 或 40 合闸时间(ms)100 100 合分时间(ms)50 或 60 60 或 70 70 分闸不同期性(ms)相间 同相断口间 3 2 5 2 合闸不同期性(ms)相间 同相断口间 5 3 5 3 重合闸无电流间隔时间(s)0.3 及以上,可调 1.3.4 额定操作顺序:分-0.3s-
8、合分-180s-合分。1.3.5 合闸电阻:330kV 及以上断路器的合闸电阻值应根据具体工程计算,一般要求如下:每相阻值:400600,误差5%;提前接入时间:811ms;热容量应满足下列条件:在 1.3 倍最高相电压下合闸 4 次,每次间隔 3min;或在 22.5倍最高相电压下合闸 2 次,每次间隔 15min。1.3.6 并联电容器应能耐受 2.0 倍最高相电压 2h,且试后进行局部放电试验应符合专业标准要求。1.3.7 断路器在额定操作顺序下连续开断额定短路开断电流而不需检修的次数:少油断路器6 次;空气断路器9 次;SF6 断路器15 次。1.3.8 开、合空载架空线路充电电流的能
9、力:500kV 断路器为 500A;330kV 断路器为 350A;220kV 断路器为 165A。断路器开断充电电流后不得发生重击穿。1.3.9 开、合空载变压器的能力:500220kV 断路器应能可靠开、合 0.515A 的空载励磁电流,操作过电压分别不得大于:kV32252kV,2.732363kV,2.5325002.0 1.3.10 开、合并联电抗器的能力:500kV 和 330kV 断路器应能可靠开、合指定容量的并联电抗器,其容量视实际装用容量而定。1.3.11 近区故障的开断能力:开断电流为额定短路开断电流的 90%和 75%。1.3.12 失步开断能力:在系统失步状态下,断路器
10、应能可靠开、合 25%40%的额定短路开断电流,断口的工频恢复电压分别为:()()()kV32522.52kV,33632.52kV,35502.52 1.3.13 断路器应能顺利开断发展性故障(当有需要时)。1.3.14 断路器应具有并联开断能力(当有需要时)。1.3.15 断路器操动机构的电源电压额定值为:直流 110V 或 220V。1.4 结构与性能 断路器除应满足我部标准 DL40291交流高压断路器订货技术条件中第 3 篇设计和结构中的要求外,订货时还应考虑以下各项。1.4.1 考虑断路器检修通道的需要,其相间的连接管道及线路应通过地下连接。1.4.2 供方应提供断路器支架的图纸。
11、如需方要求,供方还应供给热镀锌的钢支架及配套的全部螺栓、螺母和垫圈。1.4.3 每相断路器均应装设机械式位置指示器,其安装部位应显而易见。1.4.4 断路器接线端的允许机械负荷如表 6 所示,其安全系数应不小于 3.5。断路器应配用平板式的接线端子板,其耐受弯矩应不小于 400Nm。1.4.5 供方应提供断路器对基础的作用力、刚度、强度、结构的要求,并提出固有频率。1.4.6 配用套管式电流互感器的断路器,需附有电流互感器的特性参数。1.5 控制与操作回路。1.5.1 断路器应能远方和就地操作,其间应有闭锁。就地操作的操作电源与分、合闸回路间应设有单相双极刀闸,与后备分、合闸回路间也应装设刀闸
12、。断路器应配备就地指示分、合闸位置的红、绿灯。1.5.2 500kV 断路器应设有两套相同而又 表 6 接线端允许的机械负荷 (不包括风负荷和冰载负荷)注:水平方向指导线的布置方向。各自独立的分闸装置,每一套分闸装置动作时,或两套装置同时动作时均应保证设备的机械特性。对配用电流互感器的断路器,互感器特性也应满足上述要求。1.5.3 操动机构自身应具备防止跳跃、防止非全相合闸和保证合分时间的性能。1.5.4 SF6断路器应具备高、低气压闭锁装置。1.5.5 对动力合闸的操动机构,其电源及气压(或液压)源应符合 IEC56-2 号出版物的要求,所有控制附件包括分、合闸线圈均应按 110V 或 22
13、0V 额定直流操作电压设计。其电压变化范围为:合闸 80%110%,分闸 65%110%。1.5.6 除通常作为控制或辅助用的触点外,500kV 断路器每相应有 10 副常开和 10 副常闭备用触点,330kV 断路器每相应有 8 副常开和 8 副常闭备用触点,220kV 断路器每相应有 6副常开和 6 副常闭备用触点。1.6 控制柜 1.6.1 每台断路器应配备一台控制柜,柜中包括所需的全部机械和电气控制部件,以及与各相连接所需的部件。此外,尚需具备下述附件:a.内部照明灯和刀闸。b.控制柜上需装有户外型单相 5A 的 220V 交流插座。c.一台可调节温度的 220V 加热器。加热器应备有
14、控制开关、保护熔丝、以及防止过热和燃烧的保护措施,加热器应接成平衡的三相负载。控制柜内应有防潮装置。d.每相断路器均应装设动作记数器,其位置应便于读数。1.6.2 控制柜的柜体采用焊接的钢结构,其通风孔应能防雨、雪、小虫和小动物的侵入。柜底部导线管和气管的入口处应设有遮板。控制柜与外部管道和电缆的连接应便于拆卸和移动。柜体防雨性能应良好,在不利的气候条件下应能开门检修。柜正面应设有带铰链的密封门,上有把手、碰锁和可外加挂锁的设施。1.6.3 控制柜内的接线端子除应满足内部接线外,还应有 15%的备用端子,各端子板应编号,板间距离不小于 140mm。1.6.4 断路器的交流操作电源为 380/2
15、20V 三相四线制。1.6.5 柜内采用快速熔断器。1.6.6 柜内配有铝、钢或其它类似材料制作的导轨。为便于接地和安装接线端子,其长度应有 10%裕量。每条导轨应有两个接地端子。1.6.7 所有仪表、控制设备、电源、报警、照明线路均应耐受 2000V 工频交流电压,导线需采用截面不小于 2.5mm2的铜线。1.7 对 SF6 断路器的补充要求 1.7.1 断路器应配备现场安装后第一次充气用的 SF6 气体以及其它运行操作上用的液体与气体。1.7.2 SF6 新气应符合 IEC376 号出版物的规定以及 376a 和 376b 号出版物的要求。对批量提供的气体应附毒性检验合格证。1.7.3 断
16、路器应配备气体取样的阀门,在断路器安装完毕并充入新气后,应从断路器内重新进行气体取样试验,其含水量应小于 150ppm(体积比)。1.7.4 SF6 断路器的年漏气率不大于 1%。1.7.5 每台 SF6断路器应配备一套 SF6气体运行监视装置(包括气体密度继电器、压力指示器与温度指示器)。1.8 对气动和液压操动机构的若干要求 1.8.1 对带有单独压缩机的断路器,压缩机的出力和储气筒的容积应满足断路器按额定操作顺序操作的需要。1.8.2 对驱动空气压缩机的电动机的要求:a.电动机在周围空气温度+40时能连续工作 24h;b.电动机需配备“手动自动”转换开关和复式脱扣开关(包括电磁式过流脱扣
17、和热偶式保护脱扣)等控制设备。1.8.3 空气压缩机的检修周期应与断路器的检修周期相适应。1.8.4 如订购断路器台数较多,可采用集中布置的压缩机系统。1.8.5 对液压操动机构的要求:每台液压机构应配备自身的液压设备,如油泵、储压筒、控制装置、连接管路和阀等。油泵由一台单相 220V 或三相 380V 电动机驱动。电动机和泵的容量应满足储压筒在 60s 内从最低工作油压打压到最高工作油压。储压筒的容量应满足压力降到自动重合闸闭锁压力之前不启动油泵,并能连续进行两次合分或一次分-0.3s合分的操作顺序。1.8.6 液压操动机构本身应具有防止失压慢分的性能。1.8.7 气动或液压操动机构需设置高
18、、低气(液)压闭锁装置。1.8.8 气动机构的储气筒、液压机构的储压筒及罐式断路器的承压容器的质量均应遵守中国国家劳动总局发布的压力容器安全监察规程的规定。1.9 附件 1.9.1 断路器的铭牌应符合 IEC56 号出版物的规定,铭牌应装在控制柜的门上。1.9.2 每相断路器应设有一块 50mm90mm 的接地板,板面不刷漆,但需涂锡。每相断路器还需配备一只直径不小于 12mm 的接地螺栓。2 高压断路器的试验 2.1 型式试验 2.1.1 机械稳定性试验 a.机械稳定性试验应按表 7 的规定在单相断路器上进行,三相联动的断路器应进行三相试验。表 7 机械稳定性试验的操作次数 操 作 次 数
19、操 作 顺 序 操动机构的操作电压或操作压力值 SF6断路器及空气断路器 少油断路器 合-分 最 低 值 750 500 合-分 最 高 值 750 500 合-分 额 定 值 750 500 分-t-合分-t-合 额 定 值 375 250 注:表中 t 为 0.3s 或 0.5s,t为 180s,一个“分合”为一次。b.整个试验过程中断路器的一侧出线端子上应施加允许的水平拉力,其中 500kV 为2000N,330kV 和 220kV 均为 1500N。c.整个试验过程中不得对试品进行检修和机械调整,但可在一定的间隔内通过专门的润滑孔或装置添加润滑剂。d.试验过程中不允许拒动、误动、漏油、
20、漏气。e.试验后断路器和辅助设备不得损坏和松脱,各项机械特性应在技术条件允许的范围内。回路电阻应给出各连接部位所占的比例。2.1.2 温升试验、动热稳定试验 2.1.2.1 温升试验 a.断路器任何部分的温升不得超过 IEC56 号出版物中的规定值。b.温升试验应考虑日照影响。试验时,断路器的回路电阻应接近于允许的最大值。为综合考虑日照、回路电阻、触头的氧化和脏污的影响,对户外产品可以用 120%(对户内产品用110%)的额定电流进行温升试验。c.温升试验应分别在完成机械稳定性试验、允许的不经检修连续开断试验后进行复试。但在开断试验后被烧损的触头部分的温升标准允许提高 10。经过任何一个短路试
21、验方式后,在接触点上仍保留有银层的触头才能视为镀银触头。如果铜层裸露,则应按无银层考核。机械稳定性试验后应判别是否裸铜。2.1.2.2 动、热稳定试验 a.断路器的动、热稳定试验原则上应联合进行,并应同时满足要求。如果动稳定试验是单独进行的,通流时间不得小于 0.3s。b.三相断路器原则上应进行三相试验,当试验条件不具备或结构上允许时,也可以作单相试验。单相试验应在相邻的两相上进行,或试验相和返回母线在最小相间距离上进行。c.500200kV 断路器的热稳定电流为 63、50、40、31.5kA,与之对应的动稳定电流峰值为 157.5、125、100、80kA。热稳定持续时间额定值为 2s。d
22、.试验后的断路器应能继续正常工作,能承载额定电流。一般以视力检查、空载操作或测量载流部分的温升进行判断。如有怀疑,可进行诸如温升试验,或工频耐压试验作为最终的考核判断。2.1.3 绝缘试验 a.绝缘试验方法按 IEC60 号出版物进行,非自恢复绝缘和断口间不得闪络,各项试验的具体数值按表 3 选取。b.SF6断路器应在允许的最低密度下进行绝缘试验,SF6为零表压时断路器应能耐受 1.3倍最高相电压 5min。c.断路器完成额定短路开断电流的开断试验后应进行绝缘试验校核。d.断路器的并联电容器应能耐受 2 倍最高相电压 2h,耐压试验后应进行局部放电试验,在 1.1 倍最高电压下应小于 100p
23、C;在 1.1 倍最高相电压下应小于 10pC。2.1.4 开断与关合试验 a.开断、关合能力试验应分别在额定短路开断电流的 100%、60%、30%、10%下进行,其相应的试验参数按表 8 选取。表 8 开断、关合能力试验的回路参数 额定电压(kV)最高电压(kV)开断电流水平(%)首相开断系数 振幅系数 恢复电压上升率(kV/s)100 1.3 或 1.5 1.4 2 60 1.5 1.5 3 30 1.5 1.5 5 220 252 10 1.5 1.7 7 100 1.3 1.4 2 60 1.5 1.5 3 30 1.5 1.5 5 330 363 10 1.5 1.7 8.3 10
24、0 1.3 1.4 2 60 1.3 1.5 3 30 1.3 1.5 5 500 550 10 1.5 1.7 10 b.工频恢复电压不得低于规定值的 95%,持续时间不少于 0.1s。c.试验顺序:分-0.3s-合分-180s-合分。空载调试时,合分之间的合分时间应满足表 5 的要求。d.试验时的操作油(气、电)压为允许的最低值,灭弧室内为允许的最低密度。SF6断路器如考虑严寒地区使用应在规定的相应的最低密度下进行开断试验。e.开断试验时的直流分量百分数根据断路器的分闸时间按 IEC56 号出版物的要求选取。f.燃弧区段要求不少于 100.5ms,且合成试验时最长燃弧时间应在重合闸的第二个
25、开断中至少出现一次,对某些灭弧结构的断路器还应进行中燃弧时间的试验。g.开断能力试验后应复核绝缘试验,在必要时并应复核温升试验。2.1.5 短路关合试验 a.短路关合试验应进行三相试验,也可进行单相试验。其关合电流峰值为相应额定短路开断电流的 2.5 倍。相应的试验电压为:,或,或 kV33633.1363kV kV35503.1kV550 kV3252)5.13.1(kV252或或 b.操动机构应取最低油(气、电)压。c.应给出主触头和并联电阻触头的时间配合及预击穿时间。如受试验设备容量的限制需在降低电压下进行试验时,必须考虑关合试验的等价性。2.1.6 失步条件下的开合试验 a.工频恢复电
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