高压柜综保原理及应用探讨

高压柜综保原理及应用探讨

王根

江阴兴澄特种钢铁有限公司

摘要：随着社会生产力的不断加快，我国各行各业对于电力能源需求正在与日俱增，其中高压柜的正常运行是保障人们日常用电的重要环节。如果高压柜的电力系统出现故障或者异常的工作状态，很容易给生产生活带来困扰，甚至引起不必要的安全隐患，所以，对高压柜运行线路进行有效地保护十分重要。基于此，本文通过对西门子综保和南瑞微机综保进行了分析，期望能够为同行业者提供参考价值。

关键词：高压柜；综合保护；F-C开关；微机保护

引言：现阶段，随着电力行业的不断发展，各种先进的电气设备得到广泛的应用，其中高压配电柜的使用能够更好地帮助电力系统进行供电、输电、配电、电能转换等一系列工作。所以说，本文对高压柜综保原理及应用进行的深入分析具有重要的现实意义。

一、高压柜中综保应用的重要性

综保在高压柜中主要的功能是对电路中的不正常状况，比如，电路短接、通断、缺相等的情况，提供保护措施。其结构主要分为上覆、底盖、双金属片等，上覆的外表面均开有感应门、在感应门上置有感应板（如图1所示）。无论通过自动恢复或者手动复位，均具备了过载过热流保护和低温度投资过热保护功能，从而实现了对电子装置的双重保护功能，使电气设备用电时更趋安全、功能更趋完备，而且使用更加方便、大大降低了使用者的配套成本。

图1高压配电柜

二、高压柜综保原理及的应用

不同的电厂需要按照各自运行过程中的实际情况选择相应的综保装置，本文分别就两个电厂应用的西门子综保7SJ6021与南瑞RCS-9698F两种装置进行分析。

（一）西门子综保7SJ6021

1.应用原理

F-C配电回路，是由高压限流式熔断装置和真空接触器所组成的开关配电回路，是集成化的多功能新型配电设备，综合了继电保护设备和操作过电压吸收设备的功能。近年来在建筑上应用以取代传统真空开关，而该厂在减少建筑工程造价上也做出了卓越贡献，性能已不输于传统真空断路器。西门子综保设备7SJ6021尺寸较小，但动作安全性很高。而且该设备还带有与外部通信用的串口，使用笔记本电脑时通过该软件即可直接拷贝设备重合闸动作时电压，电流波形，便于分析设备重合闸动作的可靠性、正确性。通过对电机起动时录波，以及事故状况下电压、电流波浪形的分析，还能够对电机的电气特性进行评价，为装置选择提供了帮助。7SJ6021型继电保护系统装置的动作特点，能够适应在不同故障状况下快速停机的需要，下面就是比较具体的介绍。

2.F-C回路及西门子综保7SJ6021的动作特性

F-C回路中的高压熔断装置均为短接保护功能单元，都具备了开断电压范围大，开断持续时间短的特点，其时间电压特性曲线为反时间曲线。其中，西门子的7SJ6021列综保系统，就具有了根据真空接触器的安秒曲线选择时间保护定值的特性。综合安全保护器是集多项防护功能于一身的综合安全保护器，其范围几乎涵盖了整个电机及低压变压器系统所需要的安全，一般包括有短接，过负载、断相、接地以及堵转，启动时间过长等多项保护措施，以充分适应F-C传输电路中对继电保护系统的要求。

另外，该厂的低电压保护依靠每段的TV间隔的两个低电压继电器实现，分别为K13,K14。动作时间分别是0.5秒和九9秒，在TV间隔配置了西门子综合功能保护装置，将作用于低电压报警或跳闸，有二个时间，一时限作用于系统电压的小于百分之七十，再经0.5秒钟后跳闸，出口直接导通中继电器K13的线圈，通过K13的接点把TV柜内的110V电压直接送入每个F-C开关柜上，即在西门子综保7SJ6021装置的一个外部重合闸监视继电器上，该继电器在得电后的外部重合闸功能延时出口，动作时间为0.1秒钟，直接作用于本间隔的重合闸功能接收线圈，而不通过中继电器TV间隔的110V电压经过屏顶的小母纫传导至各个维护间隙，也就是说各个间隙的最低工作电压重合闸监视继电器都是并联的，因此必须在检测时格外小心做好保护措施，以避免使检修间隙的110V正电端导入本间隙的最低电压跳闸继电器上，从而造成本段内正在工作的开关电源停机。而这个保护性设置方法的优点就是，对每个F-C开关电源箱的西门子综保只有电流的防护，无电压防护，配置相对简单。

3.综保应用效果

西门子综保7SJ6021性能稳定，尤其适合于由真空接触器和高压限流型熔断器所形成的F-C间隔以及对继电保护系统的需要，在面对不同故障状况时，都有更安全的保护措施可以出口断路器跳闸。并且根据F-C电路的各项优越性能，在该厂火力发电工程中的厂用电开关，采用了F-C回路。尤其运用于磨煤机、空压器、给水前置泵等电路中，从而减少了工程造价。就运行四年多的实际经历来说，西门子7SJ6021型继电保护系统的装置搭配F-C型开关电源时，在历次的故障下都可靠跳闸，也没有出现过保护拒动和误操作的事件，运行情况良好。为今后更加应用的F-C回路设计累积了经验，也打下了扎实的技术基础。

（二）南瑞RCS-9698F

1.综保应用原理

另一家电厂原采用的电磁式继电保护装置，触点容易卡死、该厂断线，该厂接点接触不良；该厂为单一电气元器件构成的仿真控制系统，接线段连接复杂，安全性较差，整体定值误差较大，故障和非正常工作时其准确度和安全性较低，接线段直接危及本企业内部电气系统的安全工作。该厂针对上述情况，该厂决定对电气防护系统进行更新，并使用最先进的南瑞微机安全保护器替代传统电气防护装置。此次改造将选用南瑞公司的RCS-9698F双机配置型通讯设备。该厂RCS-9698F通讯设备在硬件上，但该厂将选用更高性能的嵌入式处理器。该厂提供了最多的十九个串行通信端口、接线段八个以太网通信端口。该厂可以选用了内置或外置GPS，接线段可以完成系统的自动对时和统一时钟。而接线段可以在软件系统上，该厂可以选择了实时多任务的嵌入式操作系统vxworks，接线段以具有结构较好的软件系统框架结构，接线段可以即时、该厂安全、该厂稳定、该厂快捷地完成变电站的自动化系统通信任务。厂里还同时配备有功能强大的该厂常用维修工具，为该厂也提供了便利的维修与调试手段。

2.综保应用效果

此次微机综保更新完成后，该厂主要完成了以下功能：实时数据收集及管理数据库的建设及维护、监控操作、同步检测、电压一无功时自动调节、电力能源管理、远动功能、机械五防、时钟同步、人机接口、系统的自检测及自修复、与其他工厂智能电子设备之间的连接、运行管理功能等。控制系统目前运行状况良好。由于该厂的电气设备性能比较稳定，且维护设备操作及日常巡检管理较简单，接线段维修工作量也大大减少。微机综保系统改造工作完成之后，工厂的整个控制系统工作正常，工厂软硬件设备均没有出现过问题。而工厂过去频频出现的弱电直流系统接地现象也基本没有了，大大缩短了维修的时间。同时工厂在各供电系统线路监视和运行方面也比改造前有了一次质的大跨越，工厂电气设备的安全平稳工作也有了更加可靠的保证。

结论：综上所述，高压柜的综保装置是维护电路稳定、安全运输的重要的装置，在应用过程中应全面考虑电厂运行的整体情况，依据自身的发展形势选择适合的设备，才能够更好地提升电力运行的质量。只有相应的综合保护设置，才能够降低电网运行中能耗，从而提高相应企业的经济效益，进一步为现代化的生产、生活提供便利条件。

参考文献：

[1]220kVGIS间隔双断口母线隔离开关技术在变电站中的应用研究[J].程子豪，毛毳闽，姜文，王家鹏，殷建刚，鄢旭冉.机电信息.2020(32).

[2]110kV变电站保护改造方法分析[J].霍丹，吴靖，田骏，张魁，叶李心.四川电力技术.2020(05).

[3]一种基于智能远动机的综合自动化改造变电站远动通道迁改方案研究[J].欧阳军.机电信息.2020(33).

[4]500kV变电站二次系统技术改造的几点探讨[J].刘瑞，吕玮，冯明强，陈博.科技创新导报.2020(20).

[5]变电站继电保护改造调试技术研究[J].李林广，高尚，雍明月，张秉楠.机电信息.2020(20).