Разъединители, отделители, короткозамыкатели, реакторы. Короткозамыкатели и отделителиКороткозамыкательКороткозамыкатель - это коммутационный аппарат, предназначенный для создания искусственного к. з. в электрической цепи. Короткозамыкатели применяются для того, чтобы обеспечить отключение поврежденного трансформатора после создания искусственного к. з. действием релейной защиты питающей линии. В установках 35 кВ применяют два полюса короткозамыкателя, при срабатывании которых создается искусственное двухфазное к. з. В установках с заземленной нейтралью (110 кВ и выше) применяется один полюс короткозамыкателя. Конструкция короткозамыкателя КЗ-35. Привод короткозамыкателей имеет пружину, которая обеспечивает включение заземленнога ножа на неподвижный контакт, находящийся под напряжением. Импульс для работы привода подается от релейной защиты. Отключение производится вручную. При включении короткой замыкателя во избежание возникновения дуги и повреждения аппарата необходимо обеспечить большую скорость движения ножа. В существующих конструкциях время включения короткозамыкателя составляет 0,4—0,5 с. Для ускорения включения имеются конструкции короткозамыкателей, в которых движение ножу сообщается силой взрыва порохового заряда.
Рис. 2.1 Короткозамыкатель КЗ-35 На стальной коробке 1 установлен опорный изолятор 2. Вверху опорного изолятора расположен неподвижный контакт 3, находящийся под высоким напряжением. Подвижный заземленный контакт - нож 4 укреплен на валу 5 привода короткозамыкателя. Основание 1 изолировано от земли. На вал 5 действует пружина привода, которая заводится в отключенном состоянии. Для включения подается команда на электромагнит привода, который освобождает защелку механизма. Под действием пружины нож перемещается в вертикальной плоскости и заземляет контакт 3. Время включения такого короткозамыкателя 0,15-0,25 с. ОтделительОтделитель внешне не отличается от разъединителя, но у него для отключения имеется пружинный привод. Включение отделителя производится вручную. Отделители, так же как разъединители, могут иметь заземляющие ножи с одной или двух сторон. Недостатком существующих конструкций ОД является довольно большое время отключения (0,5—1 с). Отделители могут отключать обесточенную цепь или ток намагничивания трансформатора, но отключать ток к. з., возникающий при срабатывании короткозамыкателя, отделителем нельзя, поэтому в схемах управления ОД и КЗ имеется блокировка, которая запрещает отключение отделителя, если через трансформаторы тока ТТ, установленные в цепи короткозамыкателя, проходит ток . Отделители и короткозамыкатели открытой конструкции недостаточно надежно работают в неблагоприятных погодных условиях (мороз, гололед). В эксплуатации наблюдаются случаи их отказа в работе. Взамен этих конструкций разработаны отделители и короткозамыкатели с контактной системой, расположенной в закрытой камере, заполненной элегазом.
Рис. 2.2 Отделитель ОД-220 В основу конструкции отделителя ОД-220 на напряжение 220 кВ положен двухколонковый разъединитель с вращением ножей 1 в горизонтальной плоскости, рис. 2.2. Приведение в движение колонок 2 осуществляется пружинным приводом 3 с электромагнитным управлением. Во включенном положении пружины привода заземлены. При подаче команды пружина освобождается и контакты расходятся за время 0,4-0,5 с. studfiles.net 23. Выбор разъединителей, отделителей, короткозамыкателей.Разъединители применяют для отключения и включения цепей без тока и для создания видимого разрыва цепи в воздухе. Между силовыми выключателем и разъединителем следует предусматривать механическую и электромагнитную блокировки, не допускающие отключения разъединителя при включенном выключателе, когда в цепи протекает ток нагрузки. Разъединители могут также применяться для следующих операций на подстанции: заземления и разземления нейтралей силовых трансформаторов, отключения и включения дугогасящих реакторов при отсутствии в сети замыкания на землю; отключения и включения измерительных трансформаторов напряжения; отключения и включения обходных выключателей в схемах РУ с обходной секцией шин, если шунтируемый разъединителем выключатель включен. Разъединители выпускают также с одним и двумя заземляющими ножами (число ножей обозначается цифрой 1 или 2 после буквенного обозначения: РНДЗ-1-220У/2000 или РЛНД-2-220/1000). Короткозамыкатели и отделители – это специальные разъединители, имеющие автоматически действующие приводы. При выборе отделителей и разъединителей необходимо учитывать коммутационные возможности этих аппаратов, оговоренные каталогами (намагничивающий ток, зарядный ток, ток замыкания на землю). При проектировании необходимо учитывать возможность увеличения отключающей способности разъединителей с помощью дутьевых приставок, что позволяет повысить предельный ток отключения до 80, 60 и 100 А соответственно. При выборе короткозамыкателей необходимо учитывать режим нейтрали сети. В сетях ПО и 220 кВ с заземленной нейтралью достаточно установить однополюсный короткозамыкатель. В сетях 35 кВ с изолированной нейтралью необходимо установить два полюса короткозамыкателя или по одному короткозамыкателю в двух фазах. Условия выбора разъединителей (отделителей и короткозамыкателей). Табл.10.1.
Для короткозамыкателей выбор по номинальному току не требуется. Разъединители, отделители и короткозамыкатели следует выбирать также по роду установки и конструктивному исполнению. 24. Выбор выключателей нагрузки и предохранителей.В целях снижения стоимости распределительного устройства 6–10 кВ подстанции вместо силовых выключателей небольшой и средней мощности можно применять выключатели нагрузки, способные отключать рабочие токи линий, трансформаторов и других электроприемников. Для отключения токов короткого замыкания, превышающих допустимые значения для выключателей нагрузки, последние комплектуют кварцевыми предохранителями ПК. Такой комплект получил название ВКП. При проектировании необходимо учитывать, что при каждом отключении выключателя нагрузки происходит износ газогенерирующих дугогасящих вкладышей, ограничивающих число допускаемых отключений КЗ. Аппараты ВКП можно применять для присоединения трансформаторов мощностью до 1600 кВА, батареи конденсаторов до 400 квар, электродвигателей 3–6 кВ мощностью 600–1500 кВт. Рекомендуется установка выключателя нагрузки после предохранителя, считая по направлению тока от источника питания, что следует иметь в виду при вычерчивании однолинейной схемы соединений подстанции. Такая схема имеет следующее преимущество: если при отключении выключателя нагрузки возникнут неполадки (например, затяжка дуги вследствие износа вкладышей или случайное превышение тока над паспортными значениями), то предохранители практически мгновенно отключат данную линию и возникающая авария ограничится пределами только данной камеры и не распространится на все распредустройство. Выбор выключателей нагрузки производится по тем же условиям, что и разъединителей. При выборе аппаратов ВКП в РУ 6–10 кВ необходимо учитывать недостаточную чувствительность предохранителей к перегрузкам. Поэтому применение аппаратов ВКП должно сопровождаться установкой соответствующих релейных защит от перегрузок в схеме блока линия-трансформатор. Табл.10.3.Условия выбора предохранителей выше 1 кВ.
При выборе предохранителей следует обратить особое внимание на то, что их можно применять лишь в сетях и электроустановках с напряжением, соответствующим номинальному напряжению предохранителя. Применение предохранителей с номинальным напряжением, отличным (большим или меньшим) от номинального напряжения сети, не допускается. Условия выбора предохранителей приведены в табл. 10.3 (Iоткл. н – предельный (наибольший) ток отключения предохранителя, А). studfiles.net 50. Отделители и короткозамыкатели.Отделитель. Отделитель - это коммутационный аппарат на напряжение выше 1 кВ, предназначенный для отключения поврежденного участка сети в бестоковую паузу. Короткозамыкатель. Короткозамыкатель - это коммутационный аппарат на напряжение выше 1 кВ, предназначенный для создания искусственного короткого замыкания на землю. Отделители и короткозамыкатели используются вместо выключателей на распределительных устройствах подстанций. В этом случае удешевляется стоимость распределительного устройства. Конструкции отделителей аналогичны конструкциям разъединителей. Применение отделителей и короткозамыкателей при новом строительстве не допускается, т.к. отключаются исправные силовые трансформаторы на всех подстанциях, подключенных к данной линии. Это вызывает кратковременное отключение потребителей с большим ущербом. Принцип действия. При повреждении трансформатора Т1 релейная защита трансформатора действует на отключение выключателя В3 на низкой стороне трансформатора Т1. Релейная защита на головных выключателях В1, В7 может не сработать при повреждении в трансформаторе Т1. Для надежного срабатывания защиты на выключателях В1, В7 включается короткозамыкатель КЗ1, создается большой ток короткого замыкания в выключателях В1, В7 и в трансформаторе тока ТТ1. Отключаются выключатели В1, В7. Возникает бестоковая пауза, при этом через разъединитель ОД1 не протекает ток. Автоматика контролирует отсутствие тока через трансформатор тока ТТ1 и отключает отделитель ОД1. С выдержкой времени, необходимой для отключения отделителя, с помощью автоматического повторного включения (АПВ) включаются выключатель В1, В7, восстанавливая напряжение на линии Л1. При отключении выключателя В3 автоматическое включение резерва (АВР) включает выключатель В5, восстанавливая напряжение на секциях низшего напряжения. Вопрос 51. Режимы работы тт индуктивного типа.Сначала общие сведения, все равно будите рассказывать, поэтому лучше быть в курсе. Первичная обмотка трансформатора тока последовательно включается в силовую цепь. К вторичной обмотке последовательно подключаются амперметры, токовые обмотки ваттметров, варметров, счетчиков активной и реактивной энергии, токовые цепи релейной защиты и автоматики. Трансформатор тока является источником тока, следовательно, вторичная обмотка выполняется с большим внутренним сопротивлением. Сопротивление приборов, подключенных к вторичной обмотке трансформатора тока должно быть небольшое. Если сопротивление подсоединенных приборов больше допустимой величины, то оно значительно повлияет на величину вторичного тока. ТТ не будет работать в заданном классе точности. (На рисунке заземление, если начнет спрашивать дотошно, то вторичную обмотку заземляют из условий техники безопасности) Теперь сам вопрос. Протекающий по первичной обмотке ток I1 создает в сердечнике магнитный поток Ф1. Наводимая во вторичной обмотке электродвижущая сила (ЭДС) взаимоиндукции вызывает ток I2, который создает свой магнитный поток Ф2, направленный встречно потоку Ф1. Величина сопротивления вторичной нагрузки небольшая, поэтому пот ери энергии во вторичной нагрузке незначительны. Следовательно, поток Ф2 немного меньше потока Ф1, а результирующий магнитный поток Ф0 = Ф1 – Ф2 составляет всего несколько процентов от магнитного потока Ф1. Для такого магнитного потока не требуется магнитопровод большого сечения. Кроме того, в этом случае трансформатор тока обладает незначительным индуктивным сопротивлением, то есть не влияет на величину тока, протекающего в силовой цепи. При размыкании вторичной обмотки исчезает ток I2, а следовательно, и поток Ф2.Результирующий поток Ф0 в соответствии с выражением возрастает до первичного потока Ф1. Из-за небольшого сечения магнитопровода, выбранного по потоку Ф0, происходит насыщение магнитопровода. Форма магнитного потока из синусоидальной Ф0 становится трапецеидальной Ф0ХХ. Напряжение на выводах вторичной обмотки пропорционально скорости изменения магнитного потока ФО (ФОХХ): Отсюда при размыкании вторичной обмотки форма напряжения на ее выводах становится пикообразной. Значение напряжения на разомкнутой вторичной обмотке при большом рабочем токе может достигать нескольких киловольт. Запрещается размыкать вторичную обмотку трансформатора тока под нагрузкой. Высокое напряжение опасно для персонала и, кроме того, может привести к повреждению изоляции ТТ. Из-за насыщения сердечника большим магнитным потоком происходит его перегрев. Повреждение ТТ может вызвать замыкание первичной цепи. При необходимости произвести переключения в схеме под током предварительно закорачивают вторичную обмотку ТТ. Вопрос 52. Пояснить показания фазных вольтметров включенных в разомкнутый треугольник при однофазном КЗ на землю в сети 10 кВ.Распространенным способом выполнения сигнализации замыканий на землю является использование специальной (третьей) обмотки трансформатора напряжения, соединенной по схеме, называемой разомкнутым треугольником, которая является фильтром напряжения нулевой последовательности 3U0 . В нормальном режиме сети 110 кВ при симметричных напряжениях фаз А, В и С на выводах этой обмотки напряжение практически отсутствует (имеется только напряжение небаланса, значение которого обычно не превышает 1 В; наличие этого напряжения свидетельствует об исправности ТН, отсутствии обрывов и замыканий в его вторичных цепях). При однофазном металлическом замыкании на землю, например, провода фазы А напряжение этой фазы относительно земли становится равным нулю, напряжения неповрежденных фаз В и С увеличиваются в 1,73 раза, а их геометрическая сумма становится равной утроенному значению фазного напряжения . Под воздействием напряжения нулевой последовательности 3U0, которое при металлическом замыкании достигает 100 В, максимальное реле напряжения срабатывает на сигнал или на отключение. Последнее выполняется на подстанциях, откуда питаются линии, отключаемые при замыканиях на землю по условиям техники безопасности studfiles.net Отделители и короткозамыкателиОтделитель - это разъединитель, который быстро отключает обесточенную цепь после подачи команды на отключение на специальный привод ( tоткл = 0,5 - 1 с ). Короткозамыкатель - однополюсный (сети с U ³ 110 кВ) или двухполюсный аппарат ( сети 6, 10, 35 кВ ), снабженный пружинным приводом для автоматического включения и предназначенный для создания КЗ по ручной команде или от релейной защиты. Для экономии выключатели перед трансформаторами заменяют комбинацией отделителя и короткозамыкателя (рис. 7). В случае повреждения трансформатора Т1 релейная защита в начале ЛЭП может не сработать, но срабатывает более чувствительная дифференциальная защита (или газовая), которая дает команду на короткозамыкатель QK1. Релейная защита в начале ЛЭП реагирует на большой ток КЗ, отключает линию выключателем QF. В бестоковую паузу отделитель QS2 быстро размыкает свои контакты и отделяет трансформатор Т1. Автоматическое повторное включение АПВ в голове ЛЭП восстанавливает напряжение на линии.
Рассмотрим более подробно работу приводов отделителя и короткозамыкателя рис. 7. Короткозамыкатель 1 имеет пружинный привод 4. Механизм расцепления привода 6 может срабатывать от реле максимального тока мгновенного действия 8 и независимого расцепителя 10. От ТТ 3 питается электромагнит 9 расцепителя отделителя 2. Отделитель 2 отключается под действием пружины 5. При внутреннем повреждении трансформатора Т срабатывает дифференциальное реле РТ, подключая промежуточное реле РП, которое подает напряжение на электромагнит независимого расцепителя 10. Независимый расцепитель 10 освобождает пружину 4, под действием которой короткозамыкатель 1 включается, возникает КЗ. Ток КЗ протекает через ТТ 3 , электромагнит 9 подтягивает свой якорь 11 и заводит пружину 12. Схема будет находиться в таком состоянии до тех пор, пока от своей защиты не отключится выключатель QF1 на районной подстанции. После отключения выключателя QF1 ток КЗ прекращается, якорь реле 9 под действием своей пружины производит расцепление защелки 7 и отделитель 2 размыкает свои контакты под действием пружины 5, отключая трансформатор Т. Через некоторое время срабатывае АПВ в голове линии, выключатель QF1 замыкает свои контакты, восстанавливая напряжение для других потребителей. Недостатки - большое время перерыва питания (tсраб = 0,4 с), в зимнее время возможны отказы. Замена выключателями нагрузки с элегазом (tсраб = 0,15 с).
Контрольные вопросы 1. Разъединитель - что это за аппарат? 2. Какой величины токи способен разрывать разъединитель? 3. Что произойдет при размыкании разъединителем рабочего тока? 4. В каких случаях разъединитель может размыкать рабочие токи? 5. Какие приводы имеют разъединители? 6. Требования, предъявляемые к разъединителям. 7. Что такое - магнитный замок? 8. Что может произойти при отсутствии блокировки разъединителя с выключателем? 9. Что может произойти при отсутствии блокировки разъединителя с заземляющими ножами? 10. Разъединитель РВР, РНД - расшифровка. 11. Отделитель - что это за аппарат? 12. Короткозамыкатель - что это за аппарат? 13. Что замыкается в сети с заземленной нейтралью, с изолированной нейтралью? 14. Чем вызвано применение отделителя и короткозамыкателя? 15. Недостатки применения отделителя и короткозамыкателя? Выключатели масляные [ 1, 2 ] Наибольшее распространение в системах электроснабжения получили масляные выключатели. В зависимости от назначения масла можно выделить две основные группы выключателей: - баковые выключатели ( многообъемные), в которых масло используется для гашения дуги, охлаждения образовавшихся газов и изоляции токоведущих частей между собой, между фазой и заземленным баком, - малообъемные масляные выключатели, масло используется для гашения дуги и охлаждения образовавшихся газов. По принципу действия дугогасительного устройства масляные выключатели делятся на 4 группы. 1. С открытой дугой. 2. С автодутьем - высокое давление и большая скорость потока газов в зоне горения дуги за счет энергии самой дуги. 3. С принудительным масляным дутьем - масло к месту разрыва контактов нагнетается принудительно с помощью специальных гидравлических механизмов. 4. С магнитным гашением дуги в масле - под действием переменного магнитного поля дуга перемещается в узкие, заполненные маслом каналы и щели из изоляционного материала. Гашение дуги происходит в масле, налитом в заземленный бак. Выключатель предназначен для наружной установки. Каждому полюсу соответствует особый бак (выключатели в сети 35, 110, 220 и т.д. кВ) или все полюса находятся в одном баке ( 6 - 10 кВ). В верхней части бака расположены проходные изоляторы. Подвижные контакты укреплены на траверсе, приводимой в движение приводом с помощью изоляционной штанги и системы рычагов. В положении включено траверса находится в верхнем положении, контакты замкнуты, механизм выключателя заперт, пружина сжата. В процессе отключения подвижная система рычагов выводится из мертвой точки, пружина освобождается и перемещает подвижные контакты вниз. При расхождении контактов между ними возникает дуга (по две на фазу), которая испаряет и разлагает масло (70% водород - в среде водорода дуга гаснет в 17 раз лучше, т.к. при температуре выше 30000 водород из молекулярного состояния переходит в атомарное, 30% ацетилен, доли % уголь), образуя вокруг себя газовый пузырь. Отдавая тепло на испарение и разложение масла, ствол дуги интенсивно охлаждается (плюс циркуляция масла и повышенное давление). Восстанавливающаяся прочность остаточного ствола повышается и при достижении напряжения на дуге напряжения сети дуга гаснет. Газовый пузырь передает давление на масло и через него на стенки бака, что определяет отключающую способность. При несоответствии отключающей способности выключателя отключаемой мощности может произойти разрушение стенок бака и взрыв, пожар. Взрыв может произойти при переливе масла - закупорка газоотводного канала, при недоливе масла - не успевший охладиться газовый пузырь, содержащий водород, соприкасается с воздухом в верхней части бака, образуя взрывоопасную гремучую смесь с кислородом воздуха. В масляных выключателях возможны вторичные взрывы, причиной которых являются газы, образующиеся в выключателе в процессе отключения. Смесь водорода и ацетилена может достигнуть взрывоопасной концентрации. Другой причиной может быть карбид меди - Cu2C2 , образующийся из ацетилена выхлопных газов и меди элементов выключателя и взрывающийся от небольшого сотрясения даже при транспортировке. Требуются регулярные планово-предупредительные ремонты, слив масла и зачистка всех медных частей. Между фазами устанавливаются барьеры из твердых изоляционных перегородок с тем, чтобы взвеси примесей не могли образовывать длинные цепочки, резко уменьшающие электрическую прочность масла. Кроме трансформаторного масла существуют жидкие синтетические диэлектрики (совол, совтол, пиронол), у которых электрическая прочность выше, чем у масла, но их применение в выключателях категорически запрещено, т.к. при высоких температурах образуются отравляющие вещества. Отключающая способность масляных выключателей с открытой дугой не зависит от длины межконтактного расстояния - раствора, а определяется главным образом значением восстанавливающегося напряжения. Необходимый раствор контактов для надежного гашения дуги определяется по следующей зависимости
где РКЗ - отключаемая мощность КЗ (Вт), w0 - удельная мощность, отводимая от дуги, w - угловая частота (w = 2pf = 314 при f = 50 Гц), t - постоянная времени дуги, wв - восстанавливающаяся частота (wв = 2pfв , fв до десятков кГц) infopedia.su 4.2.8 Отделители и короткозамыкателиКороткозамыкатель – это коммутационный аппарат, предназначенный для создания искусственного КЗ в электрической цепи. Короткозамыкатели КЭ-110 и КЭ-220 выполняются в виде одного полюса. Полюс КЭ-110 (рис. 4.20) состоит из основания 5 и контактной камеры2. В основании, изолированном от земли, расположены пружинный механизм включения и масляный буфер. Утечки элегаза компенсируются из баллона, связанного через фильтр с внутренней полостью контактной камеры. Давление контролируется по мановакуумметру. Пружинный привод ППК обеспечивает дистанционное включение и отключение короткозамыкателя. На заземляющей шинке 4 установлен трансформатор тока 7. Контактная камера короткозамыкателя (рис. 4.21) имеет один разрыв 90 мм и состоит из фарфорового корпуса и двух вертикально расположенных электродов. Неподвижный контакт 2 имеет вывод для присоединения токоведущей шины. Подвижный контакт через гибкие связи соединен с заземляющей шиной. Полость контактной камеры заполнена элегазом SF6с избыточным давлением 0,3 МПа. Как было сказано выше, элегаз обладает высокой электрической прочностью. При атмосферном давлении его прочность в 23 раза выше воздуха, а при давлении 0,3 МПа прочность элегаза сравнима с прочностью чистого трансформаторного масла. Элегаз не горит и не поддерживает горения, поэтому аппараты с элегазом не опасны в отношении взрыва и пожара. При снижении давления внутри камеры до атмосферного промежуток между контактами может выдерживать, не пробиваясь, наибольшее рабочее напряжение. Герметичность камеры обеспечивается прокладками из резиновых колец между фарфоровыми корпусами и металлическими фланцами (на рисунке не показаны) и гидравлическим затвором в месте прохождения подвижной тяги. Нижний контакт представляет собой стержень, экранированный цилиндром. Неподвижный контакт розеточного типа. Ламели неподвижного контакта от обгорания защищены экраном.
В короткозамыкателе КЭ-220 на 220 кВ две контактные камеры такой же конструкции. Отделитель (рис. 4.22) закрытого исполнения с элегазовым наполнением предназначен для отключения и включения токов намагничивания силовых трансформаторов и зарядных токов линий. Отделитель ОЭ-110 обеспечивает автоматическое включение и отключение.
Рис. 4.22 Отделитель и короткозамыкатель Достоинством короткозамыкателей и отделителей закрытого исполнения является четкая работа и малые времена включения (КЭ) и отключения (ОЭ). studfiles.net Разъединители, отделители, короткозамыкатели, реакторыРазъединители служат для включения и отключения цепи высокого напряжения либо при токах, значительно меньше номинального, либо в случаях, когда отключается номинальный ток, но напряжение на контактах аппарата недостаточно для образования дуги. Для внутренних установок, не подверженных воздействию атмосферы и напряжением не выше 20 кВ, применяются рубящие разъединители с движением подвижного контакта (ножа) в вертикальной плоскости. На рис. 22.1 показан трёхполюсный разъединитель типа РВ на напряжение 10 кВ и ток 400 A, а на рис. 22.2 - в увеличенном масштабе его контактная система.
Рис. 22.1. Разъединитель типа РВ
Подвижный контакт 1 выполнен в виде двух параллельных шин. При КЗ электродинамическая сила прижимает шины 1 к стойкам неподвижного контакта 2. При номинальном токе контактное нажатие создается пружинами 3, которые воздействуют на подвижный контакт через стальные пластины 4. Магнитный поток, создаваемый проходящим по шинам током, замыкается вокруг них и через стальные пластины 4. В системе возникают электродинамические силы такого направления, чтобы возросла энергия магнитного поля. При этом пластины приближаются к шинам 1 и попадают в зону более сильного магнитного поля. Создается сила Р, притягивающая стальные пластины к шинам и увеличивающая контактное нажатие.
Рис. 22.2. Контактная система разъединителя типа РВ
Для управления разъединителями типа РВ применяются рычажные системы с ручным или моторным приводом. В схемах ручного рычажного привода вал разъединителя имеет угол поворота 900 а рычаг привода – 1500. Чтобы избежать отключения под действием электродинамических сил, во включенном положении механизм находится в положении, близком к мертвому (рис. 22.3) (шатун 1 и короткий рычаг 2 шарнира О располагаются почти на прямой).
Рис. 22.3. Рычажный привод разъединителя
Рычаг 3 фиксируется в отключенном и включенном положении с помощью стопоров. При токах более 3 кА рычаг 3 заменяется червячной передачей. Для дистанционного управления применяются электрические и пневматические приводы. В пневматическом приводе (рис. 22.4) отсутствуют рычажные передачи и обеспечивается плавный ход контактов разъединителя.
Рис. 22.4. Пневматический привод разъединителя Поршневой механизм 1, блок пневматических клапанов управления 2,3 и электромагниты управления 4 и 5 устанавливаются непосредственно на раме разъединителя. К нему подводятся трубопровод со сжатым воздухом 6 и цепи управления электромагнитами. При подаче напряжения на обмотку электромагнита 4 срабатывает клапан включения 2. Верхний цилиндр включения поршневого механизма 1 разобщается с атмосферой. В это время нижний цилиндр 7 отключения через клапан отключения 3 связан с воздухом. Под действием сжатого воздуха верхний поршень поворачивает рычаг и связанный с ним вал разъединителя 8, что приводит к замыканию (размыканию) контактов. Для наружной установки используются разъединители поворотного типа РНД. На рис. 22.5 показан разъединитель РНД3-1 на напряжение 220 кВ и ток 2 кА. На раме 1 смонтированы неподвижные изоляторы 2 и подвижные 3, которые могут вращаться вокруг своей вертикальной оси. С подвижным изолятором связаны контакты разъединителя в виде ножей 5, вращающихся в горизонтальной плоскости. Места сочленения подвижных деталей защищены кожухом 4. Для размыкания ножей 5 поворачивается правый изолятор 3, который с помощью тяги 8 поворачивает левый изолятор 3. При необходимости правый нож в положении «отключено» может быть заземлен с помощью дополнительного ножа 7, который вращается в вертикальной плоскости и замыкается с контактом 6. Благодаря механической блокировке заземление возможно тoлькo при отключенном положении ножей 5.
Рис. 22.5. Разъединитель типа РНДЗ-1 При напряжении свыше 330 кВ экономию плoщади распределительных устройств дают подвесные разъединители (рис. 22.6). Неподвижный контакт 1 в виде кольца укреплен на изоляторе 2. В качестве опоры контакта 1 используются трансформаторы тока или напряжения. Подвижный контакт 3 подвешен к гирлянде 4 подвесных изоляторов на стальных тросах 5. Тросы 5 пропущены через блоки 6 на портале 7 и связаны с барабаном электролебёдки. Подвижный контакт 3 соединен с токоведущей трубой 9, неподвижный - с гибкой шиной 8 или с контактом аппарата.
Рис. 22.6. Подвесной разъединитель
При включении контакт 3 опускается вниз под действием груза, который создает контактное нажатие. При отключении контакт 3 и груз поднимаются с помощью лебёдки. Разъединители разработаны на напряжения до 1150 кВ и длительные токи до 3,2 кА. Блокировка разъединителей и выключателей служит для предотвращения неправильных действий оперативного персонала и возникновения возможных аварийных режимов. Электромагнитная замковая блокировка представлена на рис. 22.7. Для операции с разъединителем ключ в виде электромагнита (рис. 22.7,а) вставлен в замок (рис. 22.7,б). Концы катушки 2 электромагнита выведены на штыревые контакты 3. Если выключатель отключен, то через его размыкающие блок-контакты и гнезда 4 подается напряжение на катушку 2. При нажатии на кольцо 1 якорь 5 опускается и под действием электромагнитной силы сцепляется с запирающим плунжером 6. При движении якоря 5 вверх он будет перемещать связанный с ним плунжер 6. Деталь 8 привода разъединителя будет освобождена, а штифты 7 войдут в паз А ключа, не допуская его снятия с замка. Разъединитель может включаться и выключаться только если ключ находится в замке. Вынимается ключ при отключенном состоянии выключателя, т.е. при отсутствии тока через разъединитель.
Рис. 22.7. Электромагнитная блокировка с ключом
Короткозамыкатель – это быстродействующий контактный аппарат, с помощью которого по сигналу релейной защиты создается искусственное КЗ сети. Отделитель представляет собой разъединитель, который быстро (за 0,5 – 1 с) отключает обесточенную цепь после подачи команды на его привод. На рис. 22.8 показан короткозамыкатель КЗ-110 на напряжение 110 кB.
Рис. 22.8. Короткозамыкатель
На стальной коробке 1 установлен опорный изолятор 2. В верху опорного изолятора расположен неподвижный контакт 3, находящийся под высоким напряжением. Подвижный заземленный контакт - нож 4 укреплен на валу 5 привода короткозамыкателя. Для создания необходимой прочности нож 4 имеет ребро жесткости 6. Основание 1 изолировано от земли и присоединяется к одному концу первичной обмотки трансформатора тока (позиция 3 на рис. 22.10), второй конец первичной обмотки ТТ заземлен. На вал 5 действует пружина привода, которая заводится в отключенном состоянии. Для включения короткозамыкателя, подается команда на электромагнит привода, который освобождает защелку механизма. Под действием пружины нож перемещается в вертикальной плоскости вверх и заземляет контакт 3. Время включения короткозамыкателя 0,15 – 0,25 с. В основу конструкции отделителя ОД-110У на напряжение 110 кВ (рис. 22.9) положен двухколонковый разъединитель с вращением ножей 1 в горизонтальной плоскости. Приведение в движение колонок 2 осуществляется пружинным приводом с электромагнитным управлением.
Рис. 22.9. Отделитель
Во включенном положении пружины привода заведены. При подаче команды на отключение, пружина освобождается, и контакты расходятся за время 0,4 - 0,5 c. Схема релейной защиты при использовании отделителей и короткозамыкателей приведена на рис. 22.10. Короткозамыкатель 1 имеет пружинный привод 4. Механизм расцепления 6 привода может срабатывать от реле максимального тока мгновенного действия 8 и независимого расцепителя 10. От трансформатора тока 3 питается электромагнит 9 расцепителя отделителя 2. Отделитель 2 отключается под действием пружины 5. При нормальной работе подстанции отделитель 2 включен, короткозамыкатель 1 отключен. При внутреннем повреждении трансформатора срабатывает реле дифференциальной защиты КА, или газовое реле
Рис. 22.10. Схема релейной защиты при использовании отделителей и короткозамыкателей
После отключения этого выключателя ток через короткозамыкатель 1 и в обмотке трансформатора 3 прекратится. Электромагнит 9 обесточится, его якорь освобождает защелку 7, и отделитель 2 размыкается. Такая схема применяется только тогда, когда выключатель отключается от замедленно действующей защиты. При быстродействующей защите линии применяются другие схемы. Рассмотренные аппараты не обеспечивают достаточную надёжность работы при гололёде и сильных морозах. Для уменьшения времени срабатывания короткозамыкателя и времени отключения отделителя сокращают междуконтактное изоляционное расстояние, применяя элегазовую или вакуумную среду. На рис. 22.11 представлен элегазовый короткозамыкатель на напряжение 110 кB. В фарфоровом цилиндре 1 установлены контакты 2 и 3. Давление элегаза составляет 0,3 МПа. Привод подвижного контакта 3 осуществляется тягой 5. Стальной сильфон 4 обеспечивает герметизацию полосы цилиндра 1. Расстояние между контактами 85-110 мм. Время срабатывания в 4 - 5 раз меньше, чем у существующих короткозамыкателей открытого типа. Короткозамыкатель защищен от климатического воздействия окружающей среды.
Рис. 22.11. Элегазoвый кoрoткoзамыкатель
Похожие статьи:poznayka.org Отделители и короткозамыкателиОтделитель представляет собой обычный трехполюсный разъединитель, снабженный приводом для автоматического управления и способный по команде соответствующего автоматического устройства совершать операции отключения участков цепи, предварительно отключенных выключателями. Короткозамыкатель представляет собой однополюсный или двухполюсный (в зависимости от рабочего заземления сети) разъединитель, снабженный пружинным приводом для автоматического включения и предназначенный для соединений провода (проводов) трехфазной системы с землей по ручной команде или от релейной защиты.
Рис.1. Схема, поясняющая назначение отделителей и короткозамыкателей Поясним назначение отделителей и короткозамыкателей на следующем примере. К одиночной линии 35-220 кВ (рис.1) присоединены два понижающих трансформатора через разъединители QS или выключатели нагрузки, но без силовых выключателей в целях экономии средств. В случае повреждения одного из трансформаторов он должен быть отключен вместе с линией линейным выключателем Q, расположенным на значительном расстоянии. Релейная защита, установленная в начале линии, может не сработать при внутреннем повреждении трансформатора, если ток мал. Срабатывает более чувствительная защита трансформатора (дифференциальная, газовая). Она подает команду на включение короткозамыкателя QN. В эффективно-заземленных сетях достаточно иметь однополюсный короткозамыкатель; в незаземленных и компенсированных сетях необходимо иметь двухполюсный короткозамыкатель. При срабатывании короткозамыкателя ток резко увеличивается и линейная защита отключает линию вместе с трансформаторами. После отключения линии срабатывает отделитель QR и изолирует поврежденный трансформатор от сети. Линии включается повторно (автоматически), и электроснабжение потребителей, присоединенных к другим трансформаторам, восстанавливается. Поврежденный трансформатор выводится в ремонт. Отделители серии ОД (двухколонковые) отличаются от разъединителей серии РНД только устройством привода. Они снабжены пружинными приводами, действующими при подаче соответствующей команды на отключение. Включение производится вручную. Время отключения составляет 0,5-1 с.
Рис.2. Короткозамыкатель 35 кВ открытого типа Короткозамыкатель (рис.2) имеет один опорный изолятор 1, на головке которого установлены неподвижный контакт 2 и зажим 3 для присоединения провода. Заземляющий нож 4 укреплен на валу 5 и при включении поворачивается на угол 60°. Короткозамыкатель снабжен пружинным приводом, действующим на включение. Отключение производится вручную. Контактная система и привод короткозамыкателя рассчитаны на включение на КЗ. Время срабатывания составляет 0,4 с. Недостатком описанных конструкций отделителей и короткозамыкателей является относительно большое время срабатывания, вследствие чего перерыв в подаче электроэнергии получается значительным. Опыт эксплуатации показал, что эти аппараты недостаточно надежны при неблагоприятной погоде. В зимнее время при морозе и гололеде имели место отказы. Взамен отделителей и короткозамыкателей 110 и 220 кВ открытого типа разработаны соответствующие аппараты, в которых контактная система расположена в камере, заполненной элегазом. Время срабатывания составляет 0,15 с. В качестве быстродействующих отделителей 110-220 кВ используют выключатели нагрузки с камерами, заполненными элегазом. Номинальные характеристики отделителейНоминальными параметрами отделителей являются: номинальное напряжение, номинальный ток, номинальный ток динамической стойкости и номинальный ток термической стойкости, номинальное время срабатывания. Отключающую способность разъединителей заводы-изготовители не указывают, поскольку она зависит от многих условий, в частности от расстояний между полюсами и до заземленных частей, которые выбирают проектирующие организаций. Номинальными параметрами короткозамыкателей являются номинальное напряжение и номинальный ток включения - мгновенное значение iвкл и действующее значение периодической составляющей Iвкл. Эти величины должны быть сопоставлены с соответствующими расчетными значениями iуд и iп0. Дополнительно указывается полное время включения. www.gigavat.com |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
,
. Промежуточное реле включает электромагнит независимого расцепителя 10. Короткозамыкатель 1 включается и через трансформатор тока 3 течет ток К3, который во вторичной обмотке ТТ включает электромагнит 9, якорь которого 11 заводит пружину 12. Схема находится в таком состоянии до тех пор, пока от своей защиты не отключится выключатель на стороне высокого напряжения 220 кВ (на схеме не показан).
