ABB35kV开关技术规格书.docx
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ABB35kV开关技术规格书
城市轨道交通供电仿真实训系统开发项目
35KV咼压开关柜技术规格书
中铁电气化局集团有限公司
上海城市轨道交通供电仿真实训系统开发项目部
2015年10月
1、项目概况：
针对城轨供电系统，参照上海地铁12#线等新线路供电设备配置情况进行开发，在上海地铁龙阳路实训基地、张江实训变电站内配置供电专业教学、培训、考核设施设备，搭建城轨供电仿真实训平台，以满足城轨变电检修工各技能等级的培训、考核功能的需要，为城轨变电检修工提供专业实操、应急故障处理及供电系统仿真培训，构成多场景、多层次的综合培训系统。
根据实际情况项目计划在龙阳路7号楼、张江实训变电站内增加教学、培训、考核设备设施，以满足上海地铁公司变电运营、维护、检修专业初级工、中级工、高级工、技师、高级技师的专业实践、培训、考核功能的需要。
龙阳路新建实训室主要是面向变电检修工（城轨）专业初、中、高级工、技师的专业实训，能够进行《运行操作》、《低压配电》、《继电保护》、《电气试验》、《开关电器》、《交直流电源》、UPS系统等课内实训、综合实训和技能等级鉴定的实践教学任务。
本实训室从培养学员实际操作技能出发，可大大缩小专业实践与企业岗位需求的距离。
通过相关课程实验的训练，可以提高学员轨道交通变电设备操作、检修、排故等实际操作技能，以培养学员实际动手能力。
完成单元变电设备的安装、维修以及综合布线、开关电器的检测和维修。
张江变电实训室是面向初、中、高级工、技师、高级技师的专业实训，能够进行
《运行操作》、《低压配电》、《继电保护》、《电气试验》、《开关电器》、《直流电源》、《综合自动化系统》、《牵引供电系统》、《电力调度》等课内实训、综合实训和技能等级鉴定的实践教学任务。
实训变电站配置的专业设备能够模拟实际工作场景，进行变电所设备的电气试验实操练习，各种设备的模拟操作，保护定值的设置及切换，35KV400V开关柜的自切自复功能、设备之间的闭锁功能、联跳功能练习，电力监控远动系统模拟远方操作的练习，设备常见故障的设置及排除等各种实操演练。
通过相关课程实验的训练，可以提高学员轨道交通变电设备操作、检修、排故等实际操作技能，以培养学员实际动手能力。
实现对牵引供电系统的深入认知，完成变电设备及系统的安装、维修以及综合布线、开关电器的检测和维修。
同时项目建设着眼长远，面向全国，为适应城市轨道交通人才培养需求，在张江实训基地预留一定条件，为构建城市轨道交通系统一流的强电、弱电系统的牵引供电教学实训基地打下基础，使学员达到熟悉现代城市轨道交通牵引供电强、弱电系统的
设备构成、整体架构模式、操作方式、安装调试、故障排除等全套运营维修技能，实现与对口企业人才应用上的零距离，未来实训基地努力升级为全国地铁系统牵引供电
专业运营、检修、测试人员的“职业技能鉴定中心”。
1.1实训设备范围
实训场地为龙阳路和张江两个地点。
在龙阳路实训室建设单体供电实训装备，主要包括交直流电源系统、UPS系统、400V开关柜、信号控制屏、继电保护屏和配置必要的检测试验装备及工器具，在张江变电实训室按照标准牵引降压所进行布局架构，主要包括35kVGIS开关柜、整流器柜、DC1500V4流开关柜、排流柜、400V开关柜、信号控制屏、网开关控制屏、交直流电源屏及模拟一次系统工作的模拟变压器、模拟整流器以及配置的检测试验装备和工器具等设备，各类实物设备应在满足上海地铁最新供货标准要求前提下，充分考虑培训要求，设计能满足各种故障模拟设置、方式切换的措施，设置为黑盒方式，学员在排查时无法看到。
供货实训设备按轨道交通供电变电所实际情况分区布置，组成一个具备实际场景和操作功能的实训变电站，从而使学员尽可能快地建立起城市轨道交通供电系统的整体概念。
同时为保证良好的实训效果，在龙阳路和张江实训室分别配置多媒体牵引供电实训演示设备，采用一体化工业触摸屏，学员可直观学习牵引供电设备工作原理、开关设备内部构造、动作动画、仿真教学操作、变电所配套图纸检索、设备说明书、维修手册等内容的讲解，以及个人知识考核测试。
多媒体牵引供电实训软件系统也可组网安装于网络多媒体教室中供教师统一授课及学员考核评估。
1.2主要实训内容
通过设置的供电单元设备和完整的实训变电站系统设备以及多媒体供电实训培训软件，可以进行技能培训的内容主要包括：
1.2.1技能培训的内容
牵引供电系统供电运行模式的基础知识；
35kV中压供电网络运行工况、运行方式基础知识；
400V低压供电系统工况及负荷切换基础知识；
DC1500Vft流供电系统工况基础知识；
轨道交通供电系统交接班、设备巡视、倒闸操作技能、高压设备停电检修作业安全技术措施设置的技能、一次事故处理的技能、电力调度技能的教学和训练；
真空断路器结构、原理、操作机构的认知，真空断路器的测试、检修维护的教学
和训练；
金属铠装封闭式开关柜结构认知，实际操作训练，五防机构的检修调整，二次回路故障处理的教学和训练；
直流断路器结构、原理、操作机构的认知，真空断路器的测试、检修维护的教学
和训练；
成套直流开关柜结构认知，实际操作训练，二次回路故障处理的教学和训练；
杂散电流监测设备结构认知，实际操作训练，回路故障处理的教学和训练；
400V低压成套开关柜结构认知，实际操作训练，二次回路故障处理的教学和训练；干式变压器结构、原理的认知，干式变压器的运行、检查、维护、检修、试验技能的教学和训练；
整流柜结构、原理的认知，整流柜的运行、检查、维护、检修、试验技能的的教学和训练；
交直流操作电源设备原理的认知、运行、检查、维护、检修、试验技能的教学和训练；
UPS设备原理的认知、运行、检查、维护、检修、试验技能的教学和训练；
储能及吸收装置基本原理、结构的教学和训练；
电能质量监测系统结构、运行、操作的教学和训练；
电力综合自动化系统PSCAD的结构、原理的认知、运行、检查、维护、检修、试验技能的教学和训练；
变电站继电保护校验和整组传动试验的教学和训练；
测试及试验仪器的使用教学和训练；
电工仪器、仪表、专用工具的使用教学和训练；
各设备工作原理、结构、仿真操作及维修演示及知识考核。
2、适用范围
本技术规格书适用于上海市城市轨道交通供电仿真实训系统开发项目35KV开关
柜采购。
3、环境条件
环境温度：
-10C〜+40C
地下变电所运行环境温度：
+5〜+40C
相对湿度：
日平均值不大于95%月平均值不大于90%（25七），有凝露
海拔高度：
w1000m
地震烈度：
7度
雷暴级别：
中雷区
4、米用标准
IEC62271-200《高压开关设备和控制设备第200部分：
额定电压1kV以上
52kV及以下交流金属封闭开关设备和控制设备》
IEC60694
《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》
IEC62271-100
《高压开关设备和控制设备第100部分：
高压交流断路器》
IEC62271-102
地开关》
《咼压开关设备和控制设备第102部分：
交流隔离开关和接
IEC60044-1
《仪用互感器第1部分：
电流互感器》
IEC60044-2
《仪用互感器第2部分：
电压互感器》
IEC60044-7
《仪用互感器第7部分：
电子式电压互感器》
IEC60044-8
《仪用互感器第8部分：
电子式电流互感器》
IEC60480
《六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则》
DIN47637
《电力电缆附件：
内锥式电缆头和套管》
GB3906
《3〜35kV交流金属封闭开关设备》
GB11022
《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》
GB1984
《咼压父流断路器》
GB1985
《咼压交流隔离开关和接地开关》
GB1208
《电流互感器》
GB8905
《六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则》
5、系统技术参数
系统标称电压：
AC35kV系统最高电压：
AC40.5kV额定频率：
50Hz接地方式：
TN-S
6、技术性能及要求：
6.1总要求：
开关柜一次侧不接电源，高压侧无电。
应满足交流耐压试验；断路器主触头的分合闸同期性、合闸时触头的弹跳试验；直流电阻测试、变压器超温跳闸等基本测试项目。
应满足35KV两段母线失压自切功能、差动保护跳闸等各种保护功能测试。
因高压开关柜为封闭式箱体，为了使学员了解隔离开关、断路器等部件的运转动作原理及过程，供货商可制作电视动画片模拟开关动作，以便于学员学习了解。
供货商应在设备适当的地方（隐蔽）设置产生各种故障的开关、熔断器等装置，以方便教学老师在教学过程中设置故障及恢复故障。
易损部件应方便检修更换，并提供备品备件。
供货商应配置实验用的电流、电压试验及封堵的电缆头。
继保装置应满足与信号屏通信功能。
35kV开关柜在满足上海地铁最新线路供货标准要求前提下，充分考虑培训要求，设计能满足各种故障模拟设置、方式切换的措施，设置为黑盒方式，学员在排查时无法看到。
35kV开关柜除了能进行实际操作演练，可通过故障模拟箱或边柜，（总承包
商有权要求供货商免费增减模拟故障项）模拟以下主要故障类型：
35kV开关柜：
（1）跳闸回路断线报警
（2）断路器合闸允许
（3）电缆侧无压
（4）SF6气压过低
（5）弹簧未储能
（6）过流保护跳闸
（7）零流保护跳闸
（8）差动保护跳闸
（9）保护装置异常/MCB跳闸
（10）差动光纤异常
（11）差动装置异常
35kV母联柜:
柜体为标准型，可进行各种常规操作，同时可模拟以下主要故障:
（1跳闸回路断线报警
（2）电缆侧无压
（3）SF6气压过低
（4）弹簧未储能
（5）过流保护跳闸
（6）零流保护跳闸
（7）保护装置异常/MCB跳闸
（8）1段PTMC盼闸
（9）U段PTMC盼闸
（10）开关机械故障
整流变压器柜（馈线柜）：
柜体为标准型，可进行各种常规操作，同时可模拟以下主要故障:
（1）跳闸回路断线报警
（2）断路器合闸允许
（3）SF6气压过低
（4）弹簧未储能
（5）速断保护跳闸
（6）过流保护跳闸
（7）零流保护跳闸
（8）另一整流器故障
（9）重过负荷跳闸
（10）整流变高温报警
（11）整流变超温跳闸
（12）整流变温控仪故障
（13）反时限过流跳闸
（14）框架保护跳闸
（15）保护装置异常/MCB跳闸
6.2—次部分技术要求:
621单母线系统气体绝缘开关柜其内部由金属隔板分成四个完全独立的隔
室和两个泄压通道，分别为断路器室、母线室、电缆室和低压室以及位于充气柜顶部（母线室上方）的上部泄压通道和位于充气柜后部（断路器室后方）的后部泄压通道。
6.2.2开关柜设置母线室，断路器室和电缆室的压力释放装置，当发生内部电弧故障时，伴随电弧的出现，开关柜内部气压升高，相应的压力释放装置将自动打开，释放压力，将气体排泄到泄压通道内，确保操作人员和开关柜安全。
6.2.3气体绝缘开关柜的高压带电部分安装在密封的六氟化硫（SF6气体中，具备足够的绝缘强度，可以有效的防止来自外界的污秽、潮气、异物及其他有害影响，以保证设备的长期稳定工作。
断路器室和母线室为充气隔室，三相系统在同一个隔室
内，其中充满干燥的SF6气体，相邻隔室的绝缘气体完全隔绝。
隔室的充气及相应的试验工作在卖方厂内完成，现场无须充气。
6.2.4每一独立的充气隔室内均设置单独的具有温度补偿功能的气体压力检测装置，当气室内压力低于最小工作压力或高于压力上限时，压力检测装置提供相应的报警。
6.2.5气体绝缘开关柜内安装的断路器为真空断路器。
断路器具有可靠的电气“防
跳”功能，断路器上配有机械式计数器，用于合闸时计数，计数器安装在断路器面板上,断路器面板上设有机械式合分闸状态指示、弹簧储能状态指示、及手动合分闸按钮。
6.2.6断路器、三工位开关/隔离开关的操作机构安装在低压室内。
三工位开关和隔离开关正常为电动操作，必要时打开低压室门，可进行手动操作。
三工位开关/隔
离开关上设有机械式分合闸状态指示。
6.2.7气体绝缘开关柜采用先进的插接技术，内部电场均匀，有较高的电气绝缘性能。
6.2.8为防止保护装置受到潮气的影响，低压室内设置由空气开关控制的AC220V
50W/电加热器。
6.2.9电缆均采用柜外分叉，电缆引入柜内后通过内锥式电缆插头和电缆插座连接。
6.2.10每台开关柜上设置接地导体，导体为铜质的，截面为30mmx8mm柜内设有与接地系统相连的接地端子。
6.2.11开关柜充气隔室的防护等级为IP65，外壳的防护等级为IP42。
6212开关柜的门板面漆采用静电喷涂后的焙烤，表面抗冲击，耐腐蚀。
6.2.13一次相序按面对开关柜前门从左到右排列为L1（A）、L2（B）、L3（C）,并
用标牌标识，颜色分别为黄、绿、红。
6.2.14气体绝缘开关柜的各组件，符合它们各自的技术标准，同类型产品额定值和结构相同的组件可实现互换。
6.2.15气体绝缘开关柜从结构设计上保证了工作人员的人身安全，便于运行、维
护、检查、检修和试验。
6.2.16开关柜的联锁要求：
单母线系统
•断路器处在合闸状态时，不允许操作三工位开关。
•三工位开关只有处在合闸/分闸/接地位置时，断路器才可以进行合闸操作。
•当断路器失去控制电源时，断路器不能合闸。
•三工位开关的设计，实现合闸与接地操作间的自动互锁。
•接地开关处在接地时，应防止误将接地回路通过断路器合于带电的回路上（通过电气闭锁）。
7、二次部分技术要求：
7.1所有开关柜内部导线均采用二次线采用低烟、无卤、阻燃的黑色线，导线中间不得有接头，控制、保护、信号回路导线截面为1.5mm2电压回路1.5mm2，电流
回路2.5mm2
7.2开关柜柜间小母线具体配置如下：
a）控制保护电源小母线（直流）
b）储能电源小母线（直流）
c）加热器电源小母线（交流220V）
以上a）,b）,c）小母线截面为4m^
d）闭锁小母线（直流）
e）电压小母线（交流100V）
f）预告警信号小母线（包括MCB跳闸，继电器内部故障信号）
g）PT空开分闸小母线
以上d）,e）,f）g）小母线截面均为2.5mm；
7.3所有CT二次回路引出至端子，备用CT二次绕组在端子上短接。
7.4端子排采用ABB的产品，端子排上每个端子和连线要编号，电流回路采用专用电流型试验端子。
7.5采用PLC来实现三工位开关/隔离开关的控制。
7.6如果开关柜气室的压力检测装置和继电器的过流保护同时启动，则认为气室内发生电弧故障，相应的断路器应该立即跳闸，为实现此电弧保护的功能，保护继电器应提供一个过流启动信号与开关柜气室的压力信号一起实现电弧保护，否则仅提供
压力报警，而不跳闸。
7.7开关柜低压室设门控式照明设备。
7.8开关柜可提供买方使用的备用状态信号接点如下：
a）断路器状态：
分闸位置2个，合闸位置2个
b）断路器储能弹簧状态：
弹簧未储能位置1个
c）三工位开关位置状态：
分闸位置2个，合闸位置2个，接地位置2个
d）隔离开关分、合状态：
分闸位置2个，合闸位置2个。
&一次部分技术参数
8.1开关柜基本技术参数
项目
单位
ZX2技术参数
额定电压
kV
40.5
额定绝缘水平：
1分钟工频耐压（有效值）
雷电冲击耐压（峰值）
kV
85
kV
185
额定频率
Hz
50
额定热稳定电流（4s有效值）
kA
25
额定峰值耐受电流
kA
63
主母线额定电流
A
1250
绝缘气体设计压力（绝对值）
Pa
5
1.6x10
绝缘气体额定工作压力绝对值（20C）
Pa
1.3x105
绝缘气体最低工作压力绝对值（20C）
Pa
5
1.2x10
开关柜气室年泄漏率
%
w0.25
辅助电源电压：
控制回路，
储能电机加热器
V
V
DC220
AC220
SF6气体湿度（含水量）（出厂试验值）
uL/L
w500
局部放电量（测量电压1.1Um）
PC
w100
局部放电量（测量电压1.1Um/、3）
PC
w10
8.2VD4X真空断路器
项目
单位
VD4X技术参数
额定电压
kV
40.5
额定绝缘水平：
1分钟工频耐压（有效值）
雷电冲击耐压（峰值）
kV
85
kV
185
额定频率
Hz
50
额定电流
A
1250
热稳定电流（4s有效值）
kA
25
额定峰值耐受电流
kA
_63
额定短路开断电流
kA
25
额定短路关合电流
kA
_63
额定操作顺序
0-180s-C0-180s-C0
自动重合闸操作顺序
O-0.3s-CO-180s-CO
辅助电源电压：
控制回路
储能电机
V
V
DC220
DC220
合闸时间
ms
55~67
分闸时间
ms
33~45
燃弧时间
ms
w15
开断时间
ms
48~60
机械操作寿命（短路开断电流25KA31.5KA）
次
30000
机械操作寿命（短路开断电流40KA）
次
20000
8.3UX2TE三工位开关
项目
单位
UX2TE
额定电压
kV
40.5
额定绝缘
开关/隔离断口1min工频耐压
kV
85/110
水平：
开关/隔离断口雷电冲击耐受电压
kV
185/215
额定频率
Hz
50
额定电流
A
1250
4秒热稳定电流（有效值）
kA
25
额定动稳定电流（峰值）
kA
63
机械操作寿命
次
2000
8.4电流互感器
型式
环氧树脂浇注式
设备最高电压
40.5kV
额定电流变比
线圈1（保护及测量）
设计联络中确定
线圈2（差动保护）
设计联络中确定
准确等级
线圈1（保护及测量）
5P20（0.5）
线圈2（差动保护）
5P20
额定短时热电流
25kA
额定动稳定电流
63kA
额定短路持续时间
3S
额定二次输出负荷容量
线圈1（保护及测量）
与测控保护装置配套
线圈2（差动保护）
与测控保护装置配套
表中电流互感器参数是指电磁感应式互感器的参数，在满足主接线功能要求的前提下，允许厂家提出不同方案，并提供相关技术参数。
8.5电压互感器
型式
环氧树脂浇注式
额定一次电压
35/J3kV
额定二次电压
绕组1
100/V3v
绕组2
100/3V（考虑消谐措施）
准确等级
0.5，3P
额定输出负荷
与测控保护装置配套
安装位置
接于主母线上
接线方式
Y/Y/开口三角
表中电压互感器参数是指电磁感应式互感器的参数，在满足主接线功能要求的前提下，允许厂家提出不同方案，并提供相关技术参数。
8.6避雷器
型式
氧化锌避雷器
额定电压
>42
持续运行电压
>35
标称放电电流
5kA
标称放电电流下残压kV
<120
安装位置
接于主母线上。
9.控制信号及二次回路
卖方应根据功能要求在每个开关柜内配置相应附件，附件均应符合相应的国家标
准，并在投标时提供这些附件的规格型号、产地及主要技术参数。
1）辅助回路电压
（1）控制回路：
DC220V
保护回路：
DC220V
信号回路：
DC220V
加热和照明回路：
AC220V
（2）在上述数值的80%〜110%范围内，各种电气设备动作准确可靠。
（3）断路器的合闸回路电压在上述数值的80%〜120%范围内能关合额定关合电流；75%〜110%范围内能在无负荷情况下关合。
（4）断路器的分闸回路电压在上述数值的65%〜120%范围内能可靠地分闸。
（5）所有电子设备和继电器在高次谐波电压变率不大于20%的条件下能正常运行。
2）开关二次回路应设置相应的联锁关系，达到电气设备的五防”要求。
3）应能实现断路器的分合闸控制、闭锁、联动及故障切除、状态信息输出、故障信息输出、故障诊断等功能。
4）电压互感器的电压二次回路应有MCB作为保护，并应带报警接点。
5）开关柜内的断路器控制回路及断路器储能电机回路、三工位隔离开关驱动电机回路、保护装置的辅助电源回路应分别采用单独的带报警接点的MCB。
6）与微机测控保护装置出口接点连接的中间继电器或断路器合/分闸线圈两端应并联消除过电压的保护回路；并应对有出口继电器的动作监视功能。
7）电流互感器的电流二次回路应有防止断线措施。
8）断路器本身应具有防跳功能，应具有分闸回路断线监视功能。
9）盘面需设置分合闸、当地远方转换等开关，母联柜还应有母联自投的投入撤除等开关，具体要求在设计联络时确定。
10）两台馈至整流变压器的40.5kV开关柜上应分别设有一个转换开关，用于两组整流机组40.5kV断路器之间联跳的投入/撤除。
11）信号灯为低功耗型节能灯及长寿命灯。
12）带电显示装置分为A型和B型两种，A型用于40.5kV进、出线柜，B型用于馈线柜和母联柜。
A型带电显示装置应选用高品质、国际知名品牌产品，其传感器与显示器的参数应相配套。
带电显示装置应具有强制闭锁功能，只要高压回路带电，即使装置故障或失去控制电源，装置始终输出强制闭锁信号。
进出线开关柜的带电显示装置应能正确、可靠地发出线缆侧有压或无压信号，并以硬接点的形式输出至保护测控装置，作为判断线缆侧有压或无压的逻辑条件。
带电显示装置发出有压或无压信号的硬接点数量不少于2常开+2常闭。
B型带电显示装置应选用高品质、国际知名品牌产品，B型带电显示装置的传感
器与显示器的参数应相配套，应能正确、可靠地发出线缆侧有压或无压显示信号。
13）保护和控制应采用不同的出口继电器，出口继电器接点容量与开关柜操作机构合分闸线圈技术特性匹配。
14）卖方投标设备应充分考虑地铁空气湿热的特殊运行环境，提出防凝露措施。
如采用在开关柜低压室内设置加热器，还应对每个变电所的开关柜设置一套湿度控制器，用于防凝露保护。
湿度控制器对湿度信号进行测量控制，并带有数字显示，湿度的动作值可以整定。
控制器内部还应具有加热器断线报警功能，报警信号和控制器动作信号可通过接点输出。
控制器安装于开关柜内。
1测量与计量
开关柜测量及计量设置要求表
位置
电流
电压
有功功率
无功功率
有功电度
无功电度
进线
V
V
V
V
V
出线
V
母线
V
母联
V
馈线
（整流机组）
V
V
V
V
V
馈线
（配电变压器）
V
V
V
V
V
说明:
（1）测量功能应能显示二相电流、二相电压值，可米用选相显示方式。
1.5
（2）在综合保护测控装置上显示的电流、电压、电度量，精确等级不低于
级。
（3）整流机组馈线柜另配置智能测量仪表，用于能耗检测管理系统。
数字式智
能测量表计的技
升级会员 