Вакуумный генераторный выключатель. Впервые отечественный. Генераторные выключателиГенераторные выключатели 6-24 кВВ соответствии с нормативными документами, при проектировании электрических станций всех типов в цепи генератора как единичного (имеющего отпайку к трансформатору собственных нужд), так и укрупненного энергоблока предусматривается установка генераторного выключателя напряжением 6–24 кВ. Генераторные выключатели составляют основу оборудования электростанции, осуществляя защиту и генератора, и силового трансформатора. Условия работы таких аппаратов отличаются от условий работы обычных выключателей переменного тока. Соответственно и требования, предъявляемые к выключателям, установленным в цепях генераторов, имеют свои особенности. Генераторный выключатель необходим для:
На ТЭЦ, ГРЭС, ГЭС, а также на гидроаккумулирующих электростанциях (ГАЭС), построенных еще в Советском Союзе, в качестве генераторных выключателей в основном применялись масляные выключатели типа МГГ, ВГМ, а также воздушные типа ВВГ, ВВОА на номинальные рабочие токи от 2000 А до 13000 А и номинальный ток отключения короткого замыкания от 45 до 160 кА. На некоторых энергоблоках 500–800 МВт были установлены выключатели нагрузки типа КАГ. При этом на многих электростанциях по ряду причин генераторные выключатели вообще не были установлены. Необходимо отметить, что в парогазовых установках (ПГУ), состоящих из двух или трех агрегатов и включаемых по блочной схеме, в блоке, в котором не предусматривается трансформатор СН, устанавливать генераторный выключатель нецелесообразно. Все находящиеся в эксплуатации генераторные выключатели выработали свой срок службы, морально и физически устарели и в настоящее время требуют замены. Выключатели типа ВВГ-20 предназначены для выполнения коммутационных операций (включений и отключений) при заданных условиях в нормальных и аварийных режимах в цепях генераторов. ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ. Генераторные выключатели имеют существенные особенности, касающиеся условий и режимов работы. На них нельзя в полном объеме распространить требования национальных и международных стандартов по выключателям, применяемым в электросетях. К особенностям генераторных выключателей относятся:
Еще в 80-х годах прошлого столетия некоторые зарубежные фирмы приступили к разработке и производству генераторных выключателей с элегазовой изоляцией. В дальнейшем они перешли на выпуск элегазовых коммутационных аппаратов, которые практически полностью заменили все другие типы. Сейчас эти элегазовые выключатели выпускают только две европейские компании – АВВ и AREVA (бывший Alstom). Однако их аппараты имеют отличия по ряду номинальных рабочих токов и напряжений и часто не соответствуют российским требованиям. В части шкалы номинальных токов отключения положение несколько лучше. К сожалению, отсутствие финансирования институтов, занимающихся разработкой коммутационной аппаратуры, привело к тому, что начатые в конце 80-х годов прошлого века работы по созданию отечественных элегазовых генераторных выключателей, которые так нужны российской энергетике, не были завершены. В НИИВА (г. Санкт-Петербург) был разработан выключатель с элегазовой изоляцией по техническим требованиям института «Теплоэлектропроект». Межведомственная комиссия РАО «ЕЭС России» в 90-х годах приняла работу, однако в силу всем известных причин на этом проект остановился. Некоторые фирмы (в частности Siemens) начали выпускать вакуумные генераторные выключатели. Однако отрицательные свойства вакуумных генераторных аппаратов (особенно в части создаваемых ими коммутационных перенапряжений) хорошо известны. Специалисты сходятся во мнении, что не только без предварительных расчетов по выбору средств защиты от коммутационных перенапряжений, месту их установки, но главное – без полномасштабных испытаний во всех эксплуатационных режимах и опыта использования хотя бы на одном генераторе применение вакуумных вы-ключателей преждевременно. Отметим, что вакуумные выключатели на большие номинальные рабочие токи (6000 А и более) и токи отключения КЗ более 70 кА требуют включения двух или даже трех вакуумных камер параллельно. Это техническое решение в конструкции выключателя приводит к ряду сложных технических проблем. К тому же такие генераторные выключатели будут дороже элегазовых. Таким образом, в настоящее время на электрических станциях, как при новом строительстве, так и при реконструкции, будут применяться только выключатели фирм АВВ и AREVA. ОТДЕЛЬНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ ИЛИ КОМПЛЕКСЫ? Несколько лет назад вышеназванные компании разработали генераторные комплексы, в состав которых были включены трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, разъединитель, заземляющие ножи, устройства защиты от перенапряжений и даже разъединитель для подключения тиристорного пускового устройства. Включение в комплекс такого большого количества дополнительного оборудования привело лишь к серьезному (практически двукратному) увеличению цены, но не к улучшению надежности или экс-плуатационных качеств. Тем не менее их дилеры активно посещают электростанции АО-энерго, рекламируют комплексы и предлагают к поставке. Отметим, что порой их усилия венчаются успехом. Возникает закономерный вопрос: что же применять при новом строительстве и реконструкции – элегазовый выключатель или генераторный элегазовый комплекс? Ранее в российской энергетике была принята следующая практика: трансформаторы тока и напряжения, разъединитель, заземляющие ножи поставлялись в виде отдельных единиц, а компоновочные решения зависели от целого ряда факторов. Начиная с конца 60-х годов вышеперечисленные элементы стали встраиваться в генераторный токопровод. Такое решение в течение длительного времени эксплуатации полностью себя оправдало. Тем не менее сегодня при замене генераторных выключателей эксплуатационный персонал часто и совершенно необоснованно настаивает на приобретении дорогостоящих генераторных комплексов. Из последних примеров – это Хабаровская ТЭЦ-3, Зейская ГЭС и др., в конкурсной документации которых появилось требование о применении «генераторных распределительных устройств». Естественно, в этом случае трансформаторы тока и напряжения находятся внутри комплекса. Но при этом их число, а также мощности вторичных обмоток порой не соответствуют требуемым. Так, при замене 6 генераторных выключателей на Зейской ГЭС общее количество ТТ, которое пришлось бы в составе «генераторного распределительного устройства» купить у зарубежного поставщика, составляет 72 единицы, а ТН – 54 единицы. Возникает вопрос, правильно ли такое решение. С технической точки зрения – нет. Необходимо применять генераторные выключатели, а не генераторные комплексы. Следует учесть, что при реконструкции с применением комплексов потребовалось бы выполнение большого объема строительно-монтажных работ. Кроме того, в типовой комплектации комплексов мощность вторичных обмоток трансформаторов тока и напряжения не превышает 20–30 ВА. Она выбирается исходя из предположения, что на электростанции применяемые устройства релейных защит и автоматики, автоматический регулятор напряжения и др. выполняются на микропроцессорной технике. Но реконструкция, как правило, производится поэтапно, поэтому порой замена вышеназванных устройств во времени происходит позже. В этом случае вторичная мощность трансформаторов тока и напряжения должна быть увеличена. Как следствие, возрастает и их цена. Что касается установки в составе комплекса разъединителя и защитных аппаратов от перенапряжений – это вопрос, который должен решаться отдельно в каждом конкретном случае. СТАНДАРТЫ И НОРМЫ. Специального государственного стандарта на генераторные вы-ключатели в РФ нет, но некоторые положения по техническим требованиям к ним записаны в общем стандарте на выключатели ГОСТ 687. В настоящее время разработана новая редакция ГОСТа, но лишь после его опубликования станет ясно, включен ли в него ряд специфических требований к генераторным выключателям. Зарубежные производители генераторных выключателей ориентируются на стандарт IEEE Std C37.013-1997 «Высоковольтные генераторные выключатели переменного тока, номинальные данные которых базируются на симметричных токах». В нем даны общие технические подходы и критерии по ряду параметров, методам испытаний и методикам расчетов. ТРЕБОВАНИЯ И ПАРАМЕТРЫ. В последние годы технические требования к оборудованию, в том числе и к генераторным выключателям, формулируют специалисты электростанций, чего в практике энергетической отрасли никогда не было. Технические требования к генераторным выключателям подробно обсуждались специалистами отечественных проектных и научно-исследовательских институтов, а также многих стран мира на сессиях СИГРЭ и публиковались в технических журналах. Отсутствие необходимой информации, знаний соответствующих ГОСТов и отраслевых документов приводит к тому, что в таблицах либо содержатся завышенные/заниженные требования, либо полностью отсутствуют необходимые параметры. Число технических параметров, которые приводятся в таблицах, колеблется в широких пределах. Это можно объяснить только тем, что в силу объективных обстоятельств у эксплуатационного персонала нет достаточной технической информации по данному виду оборудования и ему приходится пользоваться только рекламными проспектами или той информацией, которую предоставляют дилеры. Приведу несколько примеров. studfiles.net Генераторный выключатель - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1Генераторный выключательCтраница 1 Генераторные выключатели с гашением дуги сжатым воздухом являются быстродействующими с общим временем отключения 0 08 - 0 10 сек и длительностью горения дуги около одного периода, что позволяет быстро осуществлять повторное включение. [1] Генераторные выключатели на напряжения б - 24 кВ, предназначенные для пропуска и коммутации токов в нормальных условиях, а также в пусковых режимах и при коротких замыканиях. [2] Маломасляные генераторные выключатели выполняются с двумя разрывами на полюс и с размещением дугогасительного устройства каждого разрыва в отдельном металлическом цилиндре. Так как генераторные выключатели предназначены на очень большие номинальные токи, то выполняются с рабочими и дугогаситель-ными контактами. [3] Наличие генераторных выключателей в энергоблоках снижает число операций выключателями в РУ повышенного напряжения. Отключения повреждений в технологической части блока и все режимные переключения выполняются генераторным выключателем. [4] Установка генераторных выключателей в блоках базовой КЭС, подключенных к РУ 500 кВ, по-разному влияет на надежность: в схеме ГТЛ с уравнительно-обходным многоугольником суммарный ущерб возрастает, в схеме 4 / 3 остается практически неизменным, а во всех остальных схемах несколько уменьшается. [5] Установка генераторных выключателей для проектируемой КЭС оказалась неоправданной, что объясняется базовым режимом ее работы. [7] Установка генераторного выключателя между трансформатором и генератором резко повышает надежность всей главной схемы, так как при этом значительно сокращается число операций выключателями повышенного напряжения и, следовательно, уменьшается вероятность их повреждения. [9] Наличие генераторного выключателя ВГ заметно снижает число операций выключателями со стороны повышенного напряжения, так как все режимные отключения и автоматические отключения при отказах в технологической части блока осуществляются с помощью генераторного выключателя. [10] При наличии генераторного выключателя значительно повышается также надежность питания собственных нужд блока, так как пуск и остановка блока могут при этом производиться от блочного трансформатора без пускорезервных трансформаторов и без переключений в схеме собственных нужд, которые могут служить источником аварий из-за ошибок персонала. [12] При наличии генераторного выключателя в блоке генератор - трансформатор ответвление для питания с. [13] При наличии генераторного выключателя в блоке, в том числе при спаренных блоках генератор-трансформатор, мощность резервного трансформатора с.н. должна обеспечивать останов реакторного блока. [14] Дугогасящие камеры генераторного выключателя ВВГ-20 зашунтированы сопротивлениями, остаточный ток в которых после обрыва дуги в основных камерах гасится во вспомогательной ду-гогасящей камере, включенной последовательно с шунтирующими сопротивлениями. [15] Страницы: 1 2 3 4 www.ngpedia.ru 1.1 Основные параметры генераторных выключателей. Элегазовый генераторный выключатель 10 кВ, 63 кА, 8000 АПохожие главы из других работ:Исследование вольт-амперных характеристик полупроводникового диода 2.3 Основные параметры полупроводниковых диодовполупроводниковый диод измерительный прибор К основным параметрам полупроводниковых диодов, определяющим их свойства и эксплуатационные возможности, относятся: предельно допустимый прямой (выпрямительный) ток, прямое падение напряжения... Линейные и нелинейные режимы лазерного нагрева 2. Критериальные параметры и основные закономерностиЗнание температурного поля материала при воздействии ЛИ позволяет определить критические плотности потока, требуемые для достижения за данный промежуток времени ф, в некоторой точке поверхности или объема материала заданной температуры... Напорное и безнапорное течение 3. Основные параметры, характеризующие движение жидкостиОсновными параметрами, характеризующими движение жидкости являются: площадь живого сечения S, расход жидкости Q и средняя скорость движения v. Площадь живого сечения. Живым сечением потока жидкости рисунок 1 называется сечение... Основные свойства элегазовых выключателей 2. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯСреди основных параметров выключателей высокого напряжения следует выделить группу номинальных параметров, присущих всем типам выключателей и определяющих условия их работы... Пироэлектрические свойства кристаллов 1.5 Основные параметрыОпределим основные параметры пироэлектрического приемника излучения, исходя из теплоэлектрической схемы его замещения... Проектирование электрической подстанции 110/10 кВ промпредприятия Параметры выключателейТаблица 6 Выключатели Выключатель Параметр Паспорт Расчетное max Ввод 110 кВ ВМТ-110Б-20/1000УХЛ1 U кВ 126 110 I А 1000 166 Iоткл кА 20 9,2 Sоткл МВА 4284 1720 Iуд кА 52 23,2 Iтерм/t кА/с 20/3 - Bk кА^2*с 1200 149... Пуск в работу питательного электронасоса после ремонта Глава 1. Основные параметры и классификация насосовТермины в области насосов установлены ГОСТ 17398--72 "Насосы. Термины и определения". Согласно этому ГОСТ насосы подразделяются на две основные группы: динамические и объемные. Динамическими называют насосы... Разработка электротехнических решений для ГАЭС, установленной мощностью 200 МВт 2 Основные параметры ГАЭС... Расчет основных сил электромеханической системы 5.1 Основные параметры передаточной функции двигателяЗадаемся величиной максимального статического тока Imax = 2·Iн Imax = 2·4 3= 86 А. Сопротивление насыщенного ключа определяют как Rt r= . Rtr = Ом. Эквивалентное сопротивление якорной цепи Rяэкв = Rном+ Rtr. Rяэкв = 0.141+0.026 = 0.167 Ом... Расчет прямоточного парогенератора 4.1 Основные параметры змеевиковой поверхностиЗмеевиковая поверхность нагрева образуется путем последовательной один на другой навивки слоев, образуемых одной или несколькими параллельно и одновременно навиваемыми трубками. Каждый слой навивки состоит из одинаковых по размеру трубок... Расчёт секционной печи для нагрева труб 2.6 Основные размеры и параметры печиКоличество секций N=1 Длина печи Скорость перемещения... Расчёт электромагнита постоянного тока 1.3 Основные параметры ядра электромагнитаОпределим основные параметры ядра электромагнита: а) габариты ядра электромагнита: - ширина катушки - высота катушки - диаметр полюсного наконечника б) предварительные параметры катушки: - необходимая МДС для поворотного электромагнита... Тепловой и динамический расчет двигателя внутреннего сгорания 1.10 Основные параметры цилиндра и двигателяЛитраж карбюраторного двигателя: Vл=, (1.10.1) где ф-тактность (ф=4) Vл=30·47,1·4/1,2108·5600=0,83357 л; Рабочий объем одного цилиндра карбюраторного двигателя: Vh= Vh=0,83357/4=0,20839 л; Диаметр цилиндра. Так как ход поршня предварительно был принят S=78 мм, то: D=2·103·=2·103·0... Элегазовый генераторный выключатель 10 кВ, 63 кА, 8000 А Глава 1. Анализ конструкций генераторных выключателей... Элегазовый генераторный выключатель 10 кВ, 63 кА, 8000 А 1.2 Схемы применения генераторных выключателейВыбор типа и места установки ГВ определяется схемой и режимом работы блока электростанции, а также способом питания и ответственностью системы собственных нужд... fis.bobrodobro.ru Генераторные выключатели Alstom Grid - ВыключателиПочему генераторные выключатели?Генераторные выключатели являются идеальным решением для того, чтобы защитить и упростить работу электростанции, инвестируя малые средства по сравнению с обычными электростанциями без выключателя генератора.Обычно, владельцы электростанций не имели другого выбора, кроме как переносить большие нагрузки электроснабжения, наряду с неожиданными расходами на обслуживание, что причиняло потерю рабочих часов. Кроме того, стареющие электростанции должны поддерживаться и усовершенствоваться, в то время как быстро строятся новые станции, которые выдают максимальное количество энергии (кВт*ч). Надежность электростанции является серьезной проблемой, так что производители электроэнергии постоянно работают над тем, чтобы избежать потери рабочих часов.Одним из замечательных преимуществ генераторных выключателей является защита от пробоя в повышающем трансформаторе из-за внутреннего короткого замыкания. Исходя из статистики, такое случается редко, но это может привести к серьезным повреждениям трансформатора, сопровождаемым длительным простоем. Выход из строя электростанции вызывает значительные потери на её починку, что намного дороже затрат на установку высоковольтного выключателя. Кроме того, синхронизация с выключателем, предотвратит преждевременный износ другого электрооборудования от высоких перепадов напряжения во время операции переключения.
Лидером в сфере производства высоковольтных выключателей является Alstom Grid. Эта компания выпускает выключатели для электростанций мощностью до 1500МВ с 1972г. Более чем 1800 выключателей было установлено по всему миру для применения на АЭС, ГЭС, комбинированных электростанциях, газовых и паровых электростанциях, ГАЭС и ТЭС.Инвестиции Alstom Grid в научные исследования и опытно-конструкторские разработки значительны, что позволяет пользователям оборудования извлекать выгоду из последних технологических новинок. Испытание
Выключатели Alstom Grid тестируются в первоклассных лабораториях членов STL (тест на короткое замыкание) таких, как KEMA, CERDA, CESI, EDF, также они соответствуют последним стандартам ANSI и IEC.Также могут быть проведены отдельные дополнительные тесты, сделаны специальные отчеты, чтобы соответствовать специфическим требованиям заказчика.Все представленные выключатели прошли индивидуальное тестирование следуя определенной процедуре, основанной на стандартах ANSI C37.013 36.3.13 и IEC 62271-100/102 37.2.Alstom Grid имеет квалифицированных специалистов, которые управляют и контролируют наше автоматическое испытательное оборудование (механика, герметичность модуля, диэлектрические лаборатории, и т.п.)Основные критерии входного контроля основаны на детальном анализе результатов стандартных и предварительных испытаний.Продолжительность работы выключателя генератора отвечает международным стандартам.Все поставляемые выключатели 100% отвечают стандарту. КачествоНаучно-исследовательский отдел, производственный и коммерческий отделы Альстом Грид полностью сертифицированы по ISO 9001:2000.Производство сертифицировано по ISO 14001:2004, что обязывает нас к экологически чистому производству и ограниченному негативному влиянию на окружающую среду. Конструкция
1 - Корпус высоковольтного выключателя2 - Разъединитель3 - Заземлитель4 - Пусковой выключатель5 - Конденсаторы6 - Разрядник для защиты от дуговых перенапряжений изготовленный из оксида цинка7 - Трансформатор тока8 - Трансформатор напряжения9 - Смотровые отверстия положения переключателя10 - Токовая защита (линейная цепь)11 - Система охлаждения
Полностью пружинный привод FK3
Обычный FK3 проверен и омологирован на 10000 операций, а специальный на 20000Изготовлен из алюминия Преимущества приводаВысокая надежность, пригодность и качествоПростой принцип функционированияМаксимальная энергетическая стабильность в течение десятилетийМинимальные затраты на обслуживаниеОтсутствие риска утечки масла Дугогасительная камера
Для того, чтобы достичь наибольшую эффективность при одновременном снижении рабочей энергии пружин, исследовательский центр Alstom Grid преуспел в:Совершенствовании конструкции дугогасительных контактовСовершенствовании и увеличении теплового эффектаОптимизации эффекта распыления благодаря специальному направляющему соплуAlstom конструирует весь спектр генераторных выключателей с двумя дугогасительными камерами: FKG1 (горизонтальный) и FKG2 (вертикальный). Компоненты выключателейРазъединитель
Разъединитель это контактный коммутатор, который обеспечивает изоляцию межконтактного расстояния в отключенном положении, которое может быть проверено визуально. Заземлитель
Заземлитель это контактный коммутатор, который позволяет соединять устройство с корпусом, соответственно с землей, для того чтобы обеспечить безопасность обслуживания. Пусковой выключатель
Пусковой выключатель это инжектор тока механически соединенный со статическим преобразователем частоты. Конденсатор
Конденсатор может быть использован для уменьшения риска обратного напряжения. Он устанавливается между фазой и землей. Разрядник
Разрядники для защиты от искровых перенапряжений сделанные из оксида цинка являются эффективным решением для защиты оборудования от грозовых и коммутационных импульсов. Трансформатор тока
Трансформаторы тока устанавливаются в корпус генераторного выключателя для того чтобы обезопасить электростанции и сети при обеспечении электроснабжения и постоянного тока. Трансформатор напряжения
Трансформаторы напряжения устанавливаются в корпус генераторного выключателя ; они однофазные и соединены между фазой и землей. Система охлаждения
Alstom Grid разработали несколько систем охлаждения для оснастки своих высоковольтных выключателей, такие как естественное и улучшенное воздушное охлаждение. Эти внешние системы охлаждения являются избыточными, они были сконструированы из опыта эксплуатации выключателей на АЭС. Блокировочная система
Блокировочная система представлена высоковольтным выключателем разъединителем, заземлителем, пусковым выключателем. Опционально
В дополнение к стандартным компонентам продукта, Alstom Grid разработало дополнительные системы для улучшения и оптимизации контроля и обслуживания генераторного выключателя.CBWatch-2 это комбинация новых средств оптимизации контроля и обслуживания, которые доступны через web-технологии.
Модернизация
Многие из современных электростанций уже старше 20 лет и вопрос о необходимости продления срока службы существующих электростанций растет в нынешней экономической и энергетической обстановке. По этой причине, необходимо обновление (ретрофит) электростанции по средствам замены генераторного выключателя и всего оборудования, которое его сопровождает, такого как высоковольтный фазный провод и его периферии на станции. Старые выключатели требуют обслуживания, в то время как станция производит сотни МВ. Они также нуждаются в запчастях, которые становится все труднее получить.Alstom Grid предлагает отличные генераторные выключатели для установки на новых электростанциях или для замены на старых. Диапазон генераторных выключателей Alstom Grid
Диапазон генераторных выключателей выпускаемых Alstom Grid, в зависимости от номинального тока, тока отключения и отключаемой мощности. 20 кВ, элегазовый, выключатель, 5 кВ, Alstom, генераторный выключатель, 12-17Всего комментариев: 0  ukrelektrik.com Эффективность работы генераторного выключателя, оснащённого вакуумными камерамиВакуумные выключатели применяются во всем мире в распределительных цепях согласно электрическим и механическим требованиям стандартов IEC (Международной электротехнической комиссии — МЭК) и/или ANSI (Американского национального института стандартов) для применения в цепях низкого и среднего напряжения. ВведениеВ последние годы развитие коммутационных электротехнических устройств направлено на создание безопасного оборудования, позволяющего отключать токи короткого замыкания на всех уровнях напряжения. В первую очередь исследования были ориентированы на прерывания токов короткого замыкания в сетях низкого и среднего напряжения. Дальнейшие исследования, разработки и развитие в области вакуумных технологий, например, более детальное понимание поведения дуги плазмы и взаимодействия дуги с контактным материалом, привели к разработке безопасной системы, основанной на контактных системах «радиального магнитного поля» (RMF) для областей применения силовых генераторных выключателей. В данном конкретном случае, самогенерируемое радиальное или осевое магнитное поле сокращает время воздействия столба дуги на контактную систему. После анализа данных трансформаторов и генераторов многих электростанций параметры переходного восстанавливающегося напряжения (TRV) были распределены в ряд мощностных диапазонов, как показано в Таблице 1. Таблица 1. Источники возникновения КЗ
Вакуумные выключатели на базе оптимизированных контактных систем «радиального магнитного поля» (RMF) или «осевого магнитного поля» (AMF) предназначены для отключения высоких токов короткого замыкания начиная от 50 кА и выше с помощью компактного силового генераторного выключателя. Данные устройства обеспечивают выполнение всех необходимых требований, предъявляемых к генераторным цепям, а также позволяют одновременно обеспечить защиту генератора и всех подключаемых систем. В отличие от применения в стандартных распределительных цепях, вакуумные выключатели в генераторных цепях должны выдерживать высокие токи короткого замыкания с высокими асимметричными компонентами при продолжительных временных константах.  Рис. 1. Базовая принципиальная электрическая схема цепи генератора, слева — генератор и силовой генераторный выключатель, справа — трансформатор, для подачи питания в высоковольтную сеть [1 ] Это может вызывать продолжительное время дугообра-зования и сопровождаться резко изменяющими темпами роста восстанавливающегося напряжения (RRRV) и высоким пиковым значением переходного восстанавливающегося напряжения (TRV) после прерывания тока. Уже разработан и серийно изготавливается трехфазный вакуумный автоматический выключатель на 100 кА с исполнительным механизмом быстрого пружинного привода с учетом всех требований к однофазным и трехфазным испытаниям в соответствии с ANSI/IEEE С37-013-1997 и IEC 62271-37.013 (ГОСТ 14693-90 и ГОСТ 1516.3-96). В настоящей момент основной упор делается на свойствах самой конструкции вакуумных выключателей, а также на работе вакуумных выключателей в жестких условиях, особенно когда способность отключения короткого замыкания испытывается при 50 Гц.  Рис. 2. Изображение компактного силового выключателя генератора (24кВ-100кА-5000-12500А-50/60Гц), Тип: ЗАН Силовые генераторные цепи, в отличие от распределительных сетей, имеют ряд отличий: подключение генератора к повышающему трансформатору выполняется сравнительно короткими шинами с высокой электропроводностью, имеющими большое поперечное сечение, чтобы свести к минимуму потери мощности. В результате их омическое сопротивление и емкость между фазой и землей намного ниже, чем в распределительных сетях с разветвленными кабельными системами. Таким образом, силовую цепь генератора следует считать преимущественно индуктивной, с присущими ей переходными процессами восстанавливающегося напряжения, обусловленными коммутацией индуктивных токов. Еще одной отличительной характеристикой является то, что генераторы обладают ограниченной инерционностью вращения, т.к. в режиме короткого замыкания испытывают торможение. В этом случае среднеквадратичное значение переменной составляющей тока является не постоянной, а затухающей величиной. В результате накладывание быстрозатухающей переменной составляющей на затухающую постоянную формирует длительный период спада потенциала, в течение которого фактический ток короткого замыкания не проходит через нуль. В силу этих особенностей, для генераторных цепей требуются специальные силовые генераторные выключатели, а сами цепи испытываются в соответствии с IEC 62271-37.013/ ANSI/IEEE (ГОСТ 14693-90 и ГОСТ 1516.3-96). Традиционно силовые генераторные выключатели представляли собой очень мощные устройства на базе технологии размыкания в вакууме или в среде элегаза. На протяжении последних 35 лет, благодаря непрерывному развитию, в особенности конструкций контактных систем и контактных материалов, эффективность отключения токов короткого замыкания вакуумными выключателями заметно увеличилась. Эти совершенствования позволяют применить технологию вакуумного размыкания к силовым генераторным выключателям. Выводы и обсуждениеВ России вакуумные выключатели были приняты в эксплуатацию в восьмидесятые годы XX века. Плохое качество контактов оборудования некоторых российских производителей приводило к высокой вероятности повторного зажигания дуги. Коммутационные перенапряжения в них могли достичь 6-7 кратного фазного перенапряжения. Это вызвало недоверие среди российских заказчиков и привело к доминированию элегазовых выключателей. В то же время на Западе производители добились значительных успехов в технологиях вакуумных выключателей. В настоящее время в производство внедрены выключатели по номинальному напряжению до 84 кВ и токов отключения до 100 кА. Существуют лабораторные образцы на напряжение 145 кВ Основные достижения в области вакуумных выключателей связаны с использованием в контактной паре современных сплавов CuCr, CuTeSi, CuBi, AgW и AgWC. Кроме специальных материалов большую роль играет сама структура контактной системы. При токах до 40кА используется (RMF — радиального магнитного поля), для токов отключения до 100 кА (AMF — осевого магнитного поля). Применение данных материалов и специальной структуры контактов по ряду параметров: отключающей способности и восстановлению диэлектрической прочности между контактами; устойчивости к эрозии; току среза при переходе через ноль и переходному сопротивлению контактов в течение срока службы на порядок превосходят другие контактные материалы. Действие вакуумных выключателей основано на наиболее экономичном и надежном вакуумном принципе гашения дуги, который превосходит все имеющиеся на сегодняшний день. Вакуумные камеры, разработанные для выключателей цепи генератора (GCB), могут соответствовать требованиям 50 и 60 Гц, исходя из представленных результатов моделирования и нескольких испытаний отипования, которые выполняются на одном и том же вакуумном прерывателе при 50 или при 60 Гц и в соответствии с IEC 62271-37.013. Эффективность отключения короткого замыкания генераторных выключателей, а также высоковольтные испытания получили подтверждение в результате испытаний в лаборатории высокой мощности КЕМА (Голландия). Основные преимущества вакуумных генераторных выключателей, заключающиеся в используемых материалах и технологии изготовления: Постоянство диэлектрических свойств
Постоянное сопротивление контакта
Экономические преимущества и высокая надежность
Цитируемая литература[1] ANSI/IEEE С 37.013-1997, «IEEE Standard for AC High-Voltage Generator Circuit breakers Rated on a Symmetrical Current Basis», The Institute of Electrical and Electronics Engineers - Inc., 345 East 47th Street, NewYork, NY10017-2394, USA, 1997.[2] D. Braun, G. Koppl, «Transient Recovery Voltages during the switching under Out-of-Phase conditions», Proceedings of the 5th International Conference on Power System Transients, New Orleans, Sept. 28 - Oct. 2, 2003, Paper No. 4b-3, 2003.[3] M. B. Schulman, «Separation of spiral Contact and the Motion of Vacuum Arcs at High AC Currents», IEEE Transaction in Plasma Science, Vol.21, pp. 484-488, 1993.[4] Slade, P,Smith, R.K., «Acomparisonofshortcircuitperformance using transverse magnetic field and axial magnetic field contacts in low frequency circuits with long arcing times», Proceedings of the 21th Int. Symp. on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum (Yalta), IEEE, pp. 337-341, October 2004.[5] H. Fink, D. Gentsch, M. Heimbach, G. Pilsinger, W. Shang, «New Developments of Vacuum Interrupters Based on RMF and AMF Technologies», 18th Int. Symp. on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum on High Voltage Engineering (ISDEIV), Eindhoven, pp. 463-466, 1998.[6] R. K. Smith, R. W. Long, D. L. Burmingham, «Vacuum Interrupters For Generator Circuit Breakersthey’re notjustfor Distribution Circuits Breakers Anymore», 17th Int. Conference, on Electricity Distribution (CIRED), Barcelona, pp. 1-7, 2003.[7] B. Kulicke, H. H. Schramm, «Application of Vacuum Circuit Breaker to clear Faults With Delayed Current Zeros», IEEE Transaction on Power Delivery, Vol. 3, No. 4, pp.1714-1723, 1988. Дмитрий КОРИСТАШЕВСКИЙ,руководитель отдела развитиясистем генераторных выключателей ООО «Сименс» Сергей КОЛЫЧЕНКОВ,специалист по работе с проектнымиорганизациями ООО «Сименс» market.elec.ru
megapredmet.ru Вакуумный генераторный выключатель. Впервые отечественныйДо недавнего времени в нашей стране не было генераторных выключателей с нужными характеристиками, разработанных отечественной промышленностью, поэтому российские компании были вынуждены закупать выключатели за рубежом. Сейчас ситуация изменилась: в РФ освоено серийное производство генераторных выключателей на основе вакуумной камеры. Прошел не один десяток лет, прежде чем появился этот аппарат. О его технических характеристиках, а также о трудностях, которые предшествовали появлению этого изделия, рассказывают наши авторы – Павел Антонович Шейко (в свое время работавший в Департаменте научно-технической политики и развития РАО «ЕЭС России») и Александр Анатольевич Богданов, которые совместно со специалистами научно-исследовательских институтов изучили вопрос его применения. В 2003 г. для замены генераторных выключателей типа МГГ, установленных на Камской ГЭС и отработавших более 30 лет, один из поставщиков предложил вакуумный генераторный выключатель зарубежного производителя. При этом, несмотря на решение конкурсной комиссии об установке элегазовых генераторных выключателей, эксплуатационный персонал настаивал на применении вакуумных аппаратов. С этого момента начались переговоры с российскими производителями о возможности разработки вакуумного генераторного выключателя [1]. В 2006 г. появилось первое сообщение о завершении Нижнетуринским электроаппаратным заводом ( сейчас НТЭАЗ входит в «Высоковольтный союз») работы над новым выключателем с номинальным напряжением 10 кВ. Сейчас уже можно говорить об освоении его серийного производства. ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ Техусловия на выключатель, руководство по эксплуатации и протоколы стендовых испытаний, полученные от Нижнетуринского электроаппаратного завода, позволяют проанализировать характеристики и оценить конструкцию генераторного выключателя. Отметим, что впервые в отечественной электроэнергетике технические условия на аппарат были согласованы не с РАО «ЕЭС России», не с Министерством энергетики РФ, а с отдельной генерирующей компанией – ТГК-9, что, несомненно, принизило статус этого документа. Возникает вопрос: теперь каждая ОГК или ТГК на один и тот же вид оборудования должна согласовывать ТУ для себя? Анализ технических данных выключателя показывает, что аппарат может найти широкое применение при реконструкции действующих ТЭЦ и ГЭС на генераторах мощностью до 60–70 МВт, в цепи которых установлены отработавшие свой срок маломасляные генераторные выключатели типа МГГ. Кроме того, новый аппарат может в ряде случаев применяться и на отходящих линиях секций ГРУ. В целом технические решения, примененные Нижнетуринским электроаппаратным заводом при разработке вакуумного генераторного выключателя, были правильными. Так, удачным оказался выбор вакуумной дугогасительной камеры (ВДК) типа VC 10047 (D1) фирмы Siemens, параметры которой позволили создать выключатель с хорошими техническими характеристиками. При номинальном токе 3150 А/ 4000; 5000 А вакуумный генераторный выключатель типа ВВГ-10 имеет: По уровням испытательного напряжения промышленной частоты и грозового импульса камера соответствует ГОСТ 1516.3. Отметим и следующие характеристики: Также, что очень важно, новый генераторный выключатель, способный заменить большой ряд отработавших свой срок выключателей МГГ, построен на базе только одной дугогасительной камеры. Достойным можно признать и конструктивное исполнение выключателя, которое позволяет минимизировать работы по его установке и монтажу в существующей ячейке вместо выключателя типа МГГ. Применение для этих целей выключателей зарубежного производства, имеющих иную конструкцию, серьезно затруднило бы их установку в существующих ячейках. Конструктивно выключатель имеет трехфазное исполнение. Все три полюса установлены на раме, под которой находится электромагнитный привод выключателя. Полюса смонтированы на опорных изоляторах и отделены друг от друга изоляционными перегородками. ВДК закреплена в токоведущих кронштейнах и расположена горизонтально. Подвижные контакты выключателя приводятся в движение с помощью вала, изоляционных тяг и механизма, обеспечивающего поджатие контактов ВДК во всех режимах работы и на протяжении всего периода эксплуатации. Для гашения кинетической энергии при отключении выключателя предусмотрен масляный буфер. Использовав в этом выключателе ВДК на большие токи, можно было бы расширить область его применения вплоть до генераторов мощностью 100 МВт. Однако такое решение должно быть дополнительно тщательно проработано, т.к. ВДК придется включать параллельно, что повлечет за собой необходимость решить ряд серьезных технических задач, с чем уже столкнулись западные разработчики генераторных выключателей (в [1] подробно освещены вопросы параллельного включения ВДК для создания выключателя на более высокие технические параметры). Кроме того, потребовалось бы выполнить обдув контактной системы, что может создать сложности в эксплуатации. ИСТОРИЧЕСКИЙ ЭКСКУРС Применение в аппарате вакуумной камеры зарубежного производства, безусловно, вынужденное решение, так как в России, к сожалению, такие камеры по экономическим и техническим причинам не выпускаются. Вместе с тем, ещё в конце 80-х годов прошлого столетия во Всесоюзном электротехническом институте (ВЭИ) были разработаны и прошли испытания вакуумные камеры типа КДВХ10-31,5/1600; КВДХ-10-40/1600; КВДХ10-50/1600; КВДХ 10-50/3150 и КДВ20- 100/1600 на номинальные токи отключения 31,5; 40; 50 и 100 кА, с нормированным содержанием апериодической составляющей от 20 до 50% [2]. Такая широкая гамма ВДК была предназначена для применения именно в вакуумных генераторных выключателях, разрабатываемых для замены выключателей типа МГГ. Освоение промышленного производства указанных ВДК начиналось на Минусинском заводе вакуумных выключателей. По своим техническим характеристикам они не уступали камерам, выпускавшимся в то время ведущими зарубежными фирмами. Одновременно шла разработка самого выключателя, но она так и не завершилась. Начались 90-е годы, которые отбросили всю электротехническую промышленность на многие годы назад. Кроме того, энергетики как технологи не совсем корректно сформулировали технические требования к генераторному выключателю. Например, при разработке вакуумного генераторного выключателя для Волжской ГЭС им. Ленина, который должен был заменить воздушный выключатель типа ВВГ-15-100/6300, разработчик – НПП «Элвест» – подготовил техническое задание, анализ которого показывал, что в тот период создать аппарат с заявленными техническими характеристиками было бы непросто. Предложения по конструктивному исполнению получались очень сложными, неясен был и один из ключевых вопросов – тип вакуумной камеры, на базе которой должен быть выполнен аппарат. В результате работа так и осталась незавершенной. ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ В свое время вопрос о применении вакуумных генераторных выключателей обсуждался на секции «Электротехническое оборудование» НТС РАО «ЕЭС России» и ГидроОГК. Мнения специалистов разошлись, что в первую очередь было связано с отсутствием методики по расчету средств защиты от коммутационных перенапряжений. Первые заводские образцы вакуумного генераторного выключателя типа ВГГ-10 с электромагнитным приводом прошли практически весь требуемый объём испытаний в Испытательном центре «Уралэлектротяжмаш». Испытания подтвердили его соответствие техническим параметрам. Завод представил протоколы испытаний, на основании которых был сделан вывод о возможности применения этого аппарата при замене выключателей типа МГГ не только на Камской ГЭС, но и на других электростанциях. Поскольку вакуумные выключатели при коммутации генерируют высокочастотные перенапряжения, то для принятия окончательного решения об их применении необходимо было решить ряд вопросов. Например, какие применить средства защиты оборудования – ОПН или RC-цепи или же их комбинацию, каковы должны быть их параметры и в каких точках схемы укрупненного блока они должны быть установлены? Кроме того, предстояло решить, какую научно- техническую организацию привлечь для разработки рекомендаций по защите оборудования от коммутационных перенапряжений, а также нужно было договориться с заводом о срочной разработке выключателя с пружинным приводом. На момент поставки вакуумных генераторных выключателей для Камской ГЭС в РФ не было ни опыта применения таких аппаратов, ни методических указаний, позволяющих проектировщикам выполнить необходимые расчеты для выбора средств защиты, их параметров и мест установки. Поэтому организации, заключившей договоры на поставку выключателей для ГЭС, пришлось решать перечисленные проблемы в инициативном порядке. Все публикации в технических журналах и монографиях с рекомендациями по защите электрооборудования от коммутационных перенапряжений, генерируемых вакуумными выключателями, в основном относились к защите оборудования сети собственных нужд электростанций и распределительных сетей 6–10 кВ [3, 4, 5]. Об этом же идет речь и в циркуляре Ц-5-98 (Э) Департамента стратегии развития и научно-технической политики РАО «ЕЭС России». Единственным источником информации о возможном применении вакуумного генераторного выключателя в схеме энергоблока была статья К.П. Кадомской и В.А. Хныкова [6]. Для выполнения НИР по расчету коммутационных перенапряжений при применении вакуумных генераторных выключателей были привлечены сотрудники Новосибирского государственного технического университета (НГТУ) и Всероссийского электротехнического института (ВЭИ). Договоры предусматривали разработку комплекса мероприятий по защите электрооборудования энергоблока от коммутационных перенапряжений, генерируемых вакуумными выключателями в различных режимах его работы, включая и сеть генераторного напряжения. Расчеты переходных процессов и переходного восстанавливающегося напряжения (ПВН) выполнялись на математических моделях. Генератор моделировался по уравнениям Парка-Горева, выключатель – в виде идеального ключа. В модель вводились параметры реальной схемы, предоставленные заказчиком. В процессе выполнения НИР НГТУ были рассмотрены все основные эксплуатационные режимы: Особое внимание было уделено определению скорости восстанавливающегося напряжения на контактах выключателя в наиболее тяжелом режиме – при отключении номинального тока КЗ (63 кА). По результатам моделирования, с учетом характеристик привода выключателя, параметров коммутируемой цепи и вакуумной камеры, величина ПВН составила 4 кВ/мкс, что соответствует норме, указанной в стандарте IEEE Std C37.013-1997 (3,5 кВ/мкс при подпитке места КЗ со стороны системы) и в ГОСТ 52565-2006 (Приложение Д). При таком значении ПВН и скорости восстановления электрической прочности межконтактного промежутка вакуумной дугогасительной камеры повторных зажиганий дуги быть не должно. Для защиты оборудования специалисты НГТУ рекомендовали подключать ОПН к шинам секции 10,5 кВ. Характеристики защитного аппарата были выбраны с учетом наибольшего длительно допустимого напряжения в сети 10,5 кВ, что не нарушает тепловую стойкость варисторов благодаря их высокой удельной энергоемкости и характеристике напряжение-время. Режим однофазного дугового замыкания на землю является определяющим при выборе ОПН по удельной энергоемкости. В работе, выполненной ВЭИ, для защиты электрооборудования предлагалась установка RC-цепей. После анализа полученных результатов и их обсуждения с руководителями работ было решено реализовать одновременно оба предложения. Первые выключатели были введены в работу в 2008 г. на Камской ГЭС и каскаде Кубанских ГЭС. В 2009 г. на станции планируется провести испытания, чтобы определить эффективность работы установленных средств защиты. ИСПЫТАНИЯ С 2007 г. «Высоковольтный союз» работал над созданием и постановкой на производство выключателя с пружинным приводом. Работа шла непросто, но в 2008 г. все-таки завершилась созданием нового типа привода. После проведения части испытаний на самом заводе необходимо было в соответствии с ГОСТ Р 52565-2006 провести испытания на коммутационную стойкость к токам КЗ. Заводская лаборатория необходимым оборудованием не располагала, поэтому было принято решение о проведении испытаний в НИЦ ВВА. Испытания вакуумных генераторных выключателей на коммутационную стойкость при отключении токов КЗ являются очень важным видом испытаний, подтверждающих способность аппарата выдерживать динамические и термические воздействия. Кроме того, в этих режимах должны определяться скорости восстанавливающегося напряжения на контактах выключателя. Специалистами завода была составлена программа испытаний, которая подробно была обсуждена с испытательной лабораторией. В ноябре 2008 г. аппарат прошёл испытания по разработанной программе, которая соответствовала ГОСТ и стандарту IEEE Std C37.013- 1997 на генераторные выключатели. Испытания были проведены при двух разных постоянных времени затухания апериодической составляющей тока КЗ. Во время испытаний возникали трудности с реализацией некоторых режимов, но они были успешно преодолены коллективом Испытательного центра. По результатам работы НИЦ ВВА как орган по сертификации выдал сертификат на выключатели серии ВВГ-10. При проведении испытаний выключателя в очередной раз выявилась острейшая необходимость в срочной модернизации испытательной базы НИЦ ВВА, созданного Минэнерго СССР еще в 1963 г. Чтобы окончательно не потерять, по сути дела, последний в России крупный испытательный центр и не попасть в полную зависимость от зарубежных испытательных центров, необходима его серьезная реконструкция. В течение более 40 лет работа НИЦ ВВА позволяла электротехнической промышленности не только проверять оборудование на соответствие техническим условиям, но и выявлять недостатки конструктивного характера, вовремя их устранять и определять пути совершенствования конструкции. Очевидно, что самостоятельно, без финансовой помощи вновь созданного Минэнерго, такую задачу НИЦ ВВА решить не сможет. На эту тему в журнале «Новости ЭлектроТехники» уже было несколько статей различных авторов, в т. ч. и руководителя Центра А. Малышева [7]. Все эти мнения, поддерживаемые и многими специалистами в области злектродинамической стойкости оборудования, сводятся к одному: испытания необходимы, чтобы в энергосистемы поступало оборудование надлежащего качества, отвечающее техническим требованиями. К великому сожалению, никто из лиц, отвечающих за надежность энергоснабжения, этого не слышит и заниматься этой проблематикой не желает, а зря. Завтра может быть уже поздно. Стенд ни в коем случае нельзя потерять, и Минэнерго должно обратить на это серьезное внимание. ВЫВОДЫ 1. Вакуумные генераторные выключатели должны применяться только вместе со средствами защиты оборудования от коммута- ционных перенапряжений. Необходима разработка методических указаний по расчету средств защиты электрооборудования от коммутационных перенапряжений, генерируемых вакуумными выключателями. В ситуации неопределенности в электроэнергетике, когда неизвест- но, кто несёт ответственность за техническую политику в отрасли, финансирование разработки таких методических указаний могло бы взять на себя, например, РусГидро. Согласование технических условий на новые виды электротехни- ческого оборудования должно взять на себя Минэнерго. 2. «Высоковольтному Союзу» необходимо разработать выключатель с другими компоновочными решениями, а также аппарат с применением вакуумных камер на меньшие значения номинальных токов. 3. Испытания вакуумных генераторных выключателей на коммутационную способность при отключении токов КЗ являются очень важным видом испытаний, подтверждающим способность аппарата выдерживать динамические и термические воздействия. Кроме того, в этих режимах должны определяться скорости восстанавливающегося напряжения на контактах выключателя. ЛИТЕРАТУРА 1. Белкин Г.С., Перцев А.А., Рыльская Л.А. Перспективы разработки вакуумного генераторного выключателя для применения в цепях генераторов // Сборник докладов VII Симпозиума «Электротехника 2010», том 2, док. 1.12. 2. Белкин Г.С., Лукацкая И.А., Перцев А.А., Потокин В.С., Ромочкин Ю.Г., Шохин Е.А. Вакуумные дугогасительные камеры, разработанные Всесоюзным электротехническим институтом им. В.И. Ленина // Электротехника. 1990. № 12. С. 9–15. 3. Беляков Н.Н. Защита от перенапряжений установок с вакуумными выключателями // Электрические станции. 1994. № 9. С. 65–71. 4. Базуткин В.В., Евдокунин Г.А., Халилов Ф.Х. Ограничение перенапряжений, возникающих при коммутациях индуктивных цепей вакуумными выключателями // Электричество. 1994. № 2. С. 9–15. 5. Аношин О.А., Барсуков А.И., Максимов Б.К., Матвеев Д.А., Юркин П.Л. Защита электрооборудования собственных нужд электростанций от перенапряжений, вызываемых вакуумными выключателями // Электричество. 1997. № 9. С. 8–15. 6. Кадомская К.П., Хныков В.А. Процессы в сети генераторного напряжения энергоблоков при коммутациях вакуумными выключателями // Энергетик. 2003. № 2. 7. Малышев А.В. Нужно возрождать российские испытательные центры // Новости ЭлектроТехники. 2008. № 4(52). С. 28–29. Источник: Журнал "Новости электротехники" № 3 (57) 2009 gisprofi.com | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.
Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.
