Отделители и короткозамыкатели. Назначение, принцип работы. Отделители и короткозамыкателиОтделители и короткозамыкателиОтделители и короткозамыкатели
Отделитель, рассчитанный на напряжение 35 и 110 кВ (рис. 1), представляет собой разъединитель с автоматическим отключающим приводом (ШПОМ). Отделитель на 220 кВ выполняется в виде аппарата с тремя отдельными полюсами с самостоятельными приводами. Включается отделитель вручную. Отделители могут отключать токи намагничивания трансформаторов мощностью до 16 MB·А при напряжении 35 кВ и до 63 MB·А — принапряжении 110 кВ. Применяются отделители с ножами заземления (типа ОДЗ) и без ножей (типа ОД) (рис. 2).
Рис. 1. Отделитель типа ОДЗ-35 с ножами заземления: 1 – шкаф управления; 2 – штанга; 3 – изолятор фарфоровый; 4 – ножи отделителя.
Рис. 2. Отделитель типа ОД-110: 1 – изолятор; 2 – ножи отделителя; 3 – механизм поворота колонок.
Короткозамыкатель (КЗ) — аппарат, предназначенный для создания искусственного короткого замыкания. Короткозамыкатель на напряжение 35 кВ выполняются в виде двухполюсного аппарата, на напряжение 110 кВ и 220 кВ — в виде однополюсного (рис. 3). Управление короткозамыкателями осуществляется приводом типа ШПКМ, выполненным с двумя реле максимального тока и катушкой отключения. Включается короткозамыкатель автоматически под действием пружинного механизма при срабатывании привода от релейной защиты.
Рис. 3. Короткозамыкатель типа КЗ: 1 – изолятор колонки; 2 – шина; 3 – тяги механизма управления приводом; 4 – привод; 5 – заземлитель.
Совместное применение отделителя и короткозамыкателя на подстанциях, рассчитанных на напряжение 35...220 кВ, позволяет отказаться от установки выключателей высокого напряжения, а также упростить и удешевить подстанции без уменьшения надежности. На рис. 4. приведена схема, поясняющая совместную работу отделителя ОД и короткозамыкателя КЗ. Защита трансформатора TP вызывает срабатывание короткозамыкателя КЗ, который создает ток короткого замыкания, на что реагирует защита питающей линии. Линия отключается. В течение бестоковой паузы отключается отделитель ОД.На этом операция вывода из работы поврежденного трансформатора окончена. Остается восстановить схему для питания потребителей П, подключенных к линии. Это выполняет автоматика повторного включения АПВ.
Рис. 4. Схема, поясняющая работу отделителя и короткозамыкателя: В – выключатель; ЛЭП – линия электропередачи; Р – разъединитель; ОД – отделитель; КЗ – короткозамыкатель; ТР – трансформатор; П – потребитель. Назначение и принцип действия. В настоящее время начинают широко применяться высоковольтные подстанции без выключателей на питающей линии. Это позволяет удешевить и упростить оборудование при сохранении высокой надежности. Для замены выключателей на стороне высокого напряжения используются короткозамыкатели и отделители. Крроткозамыкатель — это быстродействующий контактный аппарат, с помощью которого по сигналу релейной защиты создается искусственное КЗ сети. Отделитель представляет собой разъединитель, который быстро отключает обесточенную цепь после подачи команды на его привод. Если в обычном разъединителе скорость отключения мала, то в отделителе процесс отключения длится 0,5—1 с. В качестве примера применения короткозамыкателей и отделителей на рис. 9 приведена схема питания от одной линии двух трансформаторных групп 77 и Т2. В схему кроме быстродействующих короткозамыкателей QK1 и QK2, введены отделители Q1 и Q2, которые при нормальном режиме работы замкнуты. Допустим, вследствие ухудшения изоляции трансформатора Т1 внутри него возникают электрические разряды, которые приводят к разложению масла и выделению газа. Газовые пузырьки, поднимаясь вверх, приводят к срабатыванию газового реле. По сигналу этого реле включается короткозамыкатель и в цепи возникает искусственное КЗ. Под действием тока КЗ срабатывает выключатель защиты QF1 и обе группы Т1 и Т2 обесточиваются. Рис. 9. Схема коммутации с отделителями и короткозамыкателями С помощью релейной защиты трансформатора 77 отключается также выключатель QF2, после чего с некоторой выдержкой отключается отделитель Q1. Затем, так как режим искусственного КЗ оказался отключенным, снова включается выключатель QF1. Если до аварии выключатель QF4 был отключен, тс после включения выключателя QFJ он может быть включен. При этом будет восстановлено питание потребителей на шинах 10 кВ первой трансформаторной группы. Таким образом, в этой схеме удается не ставить выключатели на стороне 220 кВ трансформаторов Т1 и Т2. Однако для надежной работы необходима четкая последовательность в работе короткозамыкателей, выключателей и отделителей. Иначе возможны такие тяжелые аварийные случаи, как отключение тока КЗ отделителями и др. Эффективность такой схемы тем выше, чем больше номинальное напряжение сети. Указанный эффект достигается за счет отсутствия выключателей на стороне 35—220 кВ, а также аккумуляторных батарей и компрессорных установок. Уменьшается площадь подстанции. Создается возможность приближения напряжения 35—220 кВ непосредственно к потребителям. Сокращаются сроки строительства. По справочным данным, применение отделителей и короткозамыкателей позволяет удешевить стоимость подстанции на 40—50 % и практически сохранить ту же надежность. б) Конструкция короткозамыкателей и отделителей. На рис. 10 представлен короткозамыкатель КЗ-110 на напряжение 110 кВ. 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. Для создания необходимой прочности нож 4 имеет ребро жесткости 6. Основание 1 изолировано от земли и присоединяется к одному концу первичной обмотки трансформатора тока, второй конец которой заземлен (рис. 12). 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 вверх и заземляет контакт 3. Время включения такого короткозамыкателя 0,15—0,25 с. В основу конструкции отделителя ОД-110У на 110 кВ (рис. 11) положен двухколонковый разъединитель с вращением ножей 1 в горизонтальной плоскости. Приведение в движение колонок 2 осуществляется пружинным приводом 3 с электромагнитным управлением. Во включенном положении пружины привода заведены. Рис. 10. Короткозамыкатель Рис. 11. Отделитель При подаче команды пружина освобождается и контакты расходятся за время 0,4—0,5 с. Параметры отечественных короткозамыкателей и отделителей приведены в справочной литературе. Схема релейной защиты при использовании отделителей и короткозамыкателей приведена на рис. 12. 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 отключается под действием пружины 5. При нормальной работе подстанции отделитель 2 включен, а короткозамыкатель 1 выключен. При внутреннем повреждении трансформатора срабатывает либо реле дифференциальной защиты КА, либо газовое реле Вг. Промежуточное реле при этом включает электромагнит независимого расцепителя 10. В результате короткозамыкатель 1 включается и через трансформатор тока 3 течет ток КЗ. Электромагнит 9 включается, и его якорь 11 заводит пружину 12. Схема будет находиться в таком состоянии до тех пор, пока от своей защиты не отключится выключатель, установленный на стороне высокого напряжения 220 кВ (выключатель QF1 на схеме рис. 9). После отключения этого выключателя ток через короткозамыкатель 1ив обмотке трансформатора 3 прекратится. Электромагнит 9 обесточится, его якорь под действием возвратной пружины освобождает защелку 7, и отделитель 2 размыкается. Рис. 12. Схема релейной защиты при использовании отделителей и короткозамыкателей Рис. 13. Элегазовый короткозамыкатель 110 кВ Теперь выключатель на питающем конце линии может включаться вновь. Такая схема применяется только тогда, когда выключатель срабатывает (отключается) от замедленно действующей защиты. При быстродействующей защите линии применяются другие схемы. Описанные выше конструкции короткозамыкателей и отделителей имеют большое время срабатывания (0,5—1 с), что удовлетворяет современные требования к энергосистемам. В перспективе это время должно быть уменьшено до 0,08—0,12 с при напряжениях до 220 кВ. Рассмотренные аппараты не обеспечивают также достаточную надежность работы при гололеде и сильных морозах. Для уменьшения времени включения замыкателя и времени отключения отделителя необходимо сокращать междуконтактное изоляционное расстояние путем применения элегазогой или вакуумной среды. Более перспективным является использование элегазовых аппаратов, так как удается получить необходимую прочность при одном разрыве. Для вакуумных аппаратов необходимо включение нескольких разрывов последовательно. На рис. 13 представлен элегазовый короткозамыкатель на напряжение 110 кВ. В фарфоровом цилиндре 1 установлены контакты 2 и 3. Давление элегаза в цилиндре составляет 0,3 МПа. Привод подвижного контакта 3 осуществляется тягой 5. Стальной сильфон 4 обеспечивает герметизацию полости цилиндра 1. Расстояние между контактами 85—110 мм. Время срабатывания в 4—5 раз меньше, чем у существующих короткозамыкателей открытого типа. Короткозамыкатель защищен от климатических воздействий окружающей среды. Выбор разъединителей Номинальное напряжение разъединителя должно соответствовать номинальному напряжению высоковольтной сети. Наибольший длительный ток нагрузки потребителя не должен превышать номинальное значение длительного тока разъединителя. Ударный ток КЗ в месте установки разъединителя не должен превышать допустимую амплитуду ударного тока КЗ разъединителя. Внешние условия работы разъединителя должны соответствовать реальным условиям эксплуатации аппарата (скорость ветра, температура, гололед). Выбор короткозамыкателей и отделителей Номинальное напряжение короткозамыкателя должно соответствовать номинальному значению напряжения сети. Динамическая и термическая стойкости короткозамыкателя должны соответствовать току КЗ в месте его установки. Время включения короткозамыкателя должно соответствовать требованиям схемы автоматики. Номинальные данные по току и напряжению отделителя выбираются так же, как и для разъединителя. Кроме того, время отключения должно соответствовать требованиям схемы автоматики. studfiles.net Отделители и короткозамыкатели. Назначение, принцип работы.
Короткозамыкатели служат для того чтобы создавать искусственное КЗ сети по сигналу релейной защиты. Отличаются высоким быстродействием. Отделитель — это разъединитель, способный быстро отключить обесточенную сеть, когда подаётся команда на его привод. Отделители срабатывают значительно медленней обычных разъединителей (в течение 0,5-1,0 секунд). Посредством отделителя отсоединяются повреждённые участки сети после того, как выполнено отключение защитного выключателя. В свою очередь выключатель срабатывает по причине короткого замыкания, которое создаётся короткозамыкателем. Короткозамыкатели создают искусственное КЗ в случаях повреждения трансформатора. В результате этого под влиянием защиты происходит отключение выключателей, которые установлены на питающих выводах линий. Короткозамыкатели управляются посредством привода ШПК, а включение короткозамыкателя происходит в автоматическом режиме под влиянием пружинного механизма в результате срабатывания привода по сигналу релейной защиты. В случае необходимости короткозамыкатель можно также включить вручную. Отключить же его можно исключительно при ручном оперировании.
Отделитель на подстанции. Особенности короткозамыкателей и отделителей Разъединители бывают одно- и трёхполюсными, предназначены для внутренней и наружной установки. Для осуществления отключения и включения разъединителей используются пневматические, электродвигательные и ручные приводы. Отделители, короткозамыкатели открытой конструкции не очень надёжно функционируют во время неблагоприятных погодных условий (гололёд, мороз). Немало зафиксировано случаев отказа в работе. Чтобы повысить стабильность работы таких изделий, была разработана конструкция с контактной системой, помещаемой в закрытую камеру, наполненную элегазом. Для того чтобы скомпенсировать утечки элегаза, имеется связанный через фильтр баллон с внутренней полостью камеры контакта. В установках напряжением 35 кВ используются два полюса короткозамыкателя, которые когда срабатывают, создают искусственное двухфазное короткое замыкание. В более мощных установках (110 кВ и выше) с заземлённой нейтралью используется только один полюс короткозамыкателя. Типичные короткозамыкатели имеют скорость включения порядка 0,4-0,5 секунд. Если такого времени срабатывания недостаточно, используются короткозамыкатели на основе порохового заряда, под действием взрыва которого происходит движение ножа. В целях автоматизации подстанций отделители применяются не только для обесточивания электрических цепей, но также и для перевода подстанций на резервные источники питания. При контроле состояние короткозамыкателей и отделителей в первую очередь необходимо обращать внимание на состояние изоляции изделий и контактных соединений. pue8.ru Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работыСовременная организация высоковольтных ЛЭП не предусматривает использование выключателей в узловых точках, подключенных к питающим линиям. Вместо них на большинстве подстанций используются короткозамыкатели и отделители. Такая концепция позволила, сохраняя высокий уровень надежности, существенно снизить стоимость оборудования и, что не маловажно, упростить его. Об устройстве этих электрических аппаратов и принципе действия будет рассказано ниже. Назначение короткозамыкателя и отделителяКратко расскажем, для чего предназначен каждый из коммутационных аппаратов:
В сетях с классом напряжения до 110,0 кВ применяются трехполюсные аппараты, управляемые общим пусковым приводом. Для 220 кВ и выше используются однополюсные устройства (по одному на фазу). Отключаются отделители автоматически, а включаются вручную. Управление разъединителями осуществляется релейной защитой.
В зависимости от конструкции замыкание производится между фазами (в сетях до 35,0 кВ) или одной из фаз на «землю», для линий с классом напряжения от 110,0 кВ. Включается короткозамыкатель автоматически, при срабатывании релейной защиты, но если возникнет необходимость, процесс может быть запущен вручную. Что касается отключения, то для него автоматический режим не предусмотрен. Устройство короткозамыкателя и отделителяКратко расскажем о конструкции электромеханических аппаратов, изображенных выше, это будет полезно при объяснении их принципа работы. Начнем с отделителя, его упрощенный чертеж представлен ниже (рис.3 1).  Рисунок 3. 1) конструкция отделителя; 2)конструкция короткозамыкателяОбозначения (часть 1 конструкция отделителя):
Как сами устройства, так и механика их работы не отличаются сложностью. Мы уже упоминали, что применение отделителя производится при снятом напряжении с сети, то есть, когда включаются выключатели на питающей магистрали. Следовательно, на разъединители можно не устанавливать специальные вакуумные дугогасительные контактные камеры. Теперь рассмотрим основные элементы конструкции короткозамыкателя (рис.3 2):
Конструктивно короткозамыкатель КЗ-35, а также другие модели, создающие искусственное межфазное КЗ, имеют несколько отличий от представленного на рисунке устройства. Поскольку имитируется линейное замыкание, то подвижная не соединена с «землей», она подключается к другой фазе. Соответственно, конструкция снабжена еще одним изолятором-стойкой. Принцип действияМеханика действий этих устройств довольно простая, у отделителя она следующая: при поступлении сигнала срабатывает реле отключающее электромагнит, который блокирует пружинный механизм. В результате срабатывания привода отделителя, его поворотные штанги разводятся в разные стороны, размыкая контакты. Сигнал на отключения подают цепи управления релейной защиты. Используются разъединители только с применением короткозамыкателей. Это связано с тем, что с помощью последних можно током КЗ вызвать срабатывание релейной защиты, как на текущей высоковольтной подстанции, так и той, к которой подключена питающая ЛЭП. Короткозамыкатель может быть запущен по сигналу защиты трансформатора или вручную, если в том возникла необходимость. Как только сигнал на запуск получен, отключается электромагнит блокировки пружинного механизма и под его воздействием приводится в движение подвижный контакт. В результате короткозамыкатель вызовет КЗ линии, что моментально приведет в действие релейную защиту. По ее сигналу сработают высоковольтные выключатели питающей ЛЭП. Поскольку скорость срабатывания разъединителей существенно ниже, они будут производить отключение уже обесточенной магистрали. Для закрепления материала рассмотрим несколько примеров. Работа короткозамыкателя без отделителяНиже представлена принципиальная электрическая схема подстанции, где применяется короткозамыкатель без использования отделителя.  Схема подстанции 110/10Значащие обозначения:
В данной схеме короткозамыкатель будет работать следующим образом:
После того, как будет установлена и устранена причина срабатывания защиты, отключается выключатель (то есть, производится подключения вводной линии). Описанный выше пример организации защиты на подстанции вполне работоспособен и надежен, но применение выключателя в данном случае не оправдывает себя ввиду его высокой стоимости. Совместная работа короткозамыкателя с отделителемТеперь рассмотрим связку ОД-КЗ на примере подстанции с двумя трансформаторными группами, запитанными от одной входящей ЛЭП.  Пример подстанции с ОД-КЗОбозначения:
Для получения представления как работает данная схема, рассмотрим ситуацию с выходом из строя одного из трансформаторов:
По итогу на подстанции работает только Тр1, от которого запитываются обе секции. ОсобенностиИдеальных систем не бывает, естественно, что у короткозамыкателей и отделителей имеется ряд особенностей, часть из которых можно причислить к недостаткам. Например, у последних резко снижается надежность срабатывания при оледенении. Эта проблема решается, если используются разъединители закрытого типа с элегазовым наполнением. Такие устройства стоят дороже обычных моделей, но все равно обходятся дешевле силовых выключателей. К короткозамыкателям также имеются претензии, в частности, по скорости их срабатывания (она порядка 400-500 мс). Самое простое решение в данном случае – использование конструкций, где в качестве приводе используется пороховой заряд. В остальном эксплуатация аппаратов, описанных в статье, вполне оправдывает себя, о чем говорит популярность связки ОД-КЗ. www.asutpp.ru 3.3. Разъединители, отделители и короткозамыкатели
Разъединители служат для создания видимого разрыва, отделяющего выводимое в ремонт оборудование от токоведущих частей, находящихся под напряжением, для безопасного производства работ. Разъединители не имеют дугогасящих устройств и поэтому предназначаются для включения и отключения обесточенных электрических цепей, находящихся только под напряжением или даже без напряжения. Лишь в некоторых случаях допускается включение и отключение разъединителями небольших токов, значительно меньше номинальных, о чем сказано ниже. Разъединители используются также при различного рода переключениях в схемах электрических соединений подстанций, например при переводе присоединений с одной системы шин на другую. Для включения и отключения разъединителей применяются ручные, электродвигательные и пневматические приводы. Ручные приводы могут быть рычажными серии ПР и с червячной передачей серии ПЧ. Однополюсные разъединители внутренней установки до 35 кВ управляются еще и оперативными изолирующими штангами. Электродвигательные приводы применяются для разъединителей внутренней и наружной установки. Органом управления являются кнопочные пульты управления с установкой кнопок «Включено», «Отключено» и «Стоп». Пневматические приводы устанавливаются непосредственно на рамах разъединителей, вследствие чего отпадает надобность в соединительных тягах. Они отличаются плавной работой. Применение их особенно целесообразно на подстанциях, где имеются установки для производства сжатого воздуха. Управление пневматическим механизмом привода дистанционное с помощью электромагнитов включения и отключения. Для заземления нейтралей силовых трансформаторов применяются специальные однополюсные заземлители наружной установки типа ЗОИ-110. Заземлители управляются приводами типа ПРНУ-10. Тяги приводов изолируются от заземлителей фарфоровыми изоляторами. Требования, предъявляемые к разъединителям с точки зрения оперативного обслуживания: 1. Разъединители должны создавать ясно видимый разрыв цепи, соответствующий классу напряжения установки. 2. Приводы разъединителей должны иметь устройства фиксации в одном из двух оперативных положений: включенном и отключенном. Кроме того, они должны иметь надежные упоры, ограничивающие поворот главных ножей на угол больше заданного. 3. Опорные изоляторы и изолирующие тяги должны выдерживать механические нагрузки при операциях. 4. Главные ножи разъединителей должны иметь блокировку с заземляющими ножами и не допускать возможности одновременного включения тех и других. 5. Разъединители должны беспрепятственно включаться и отключаться при любых наихудших условиях окружающей среды (например, обледенении). 6. Разъединители должны иметь надлежащую изоляцию, обеспечивающую не только их надежную работу, но и безопасное обслуживание. Отделители по конструкции токоведущих частей не отличаются от разъединителей. Их контактная система не приспособлена для операций под рабочим током нагрузки. Основное назначение - быстрое отсоединение поврежденного участка электрической сети в бестоковую паузу. Допускаются также операции отключения и включения намагничивающих и зарядных токов. Управление отделителями серии ОД производится с помощью приводов типа ШПО. Привод позволяет включать отделители вручную. При этом одновременно заводятся отключающие пружины. Запасаемая в них энергия используется затем для дистанционного или автоматического отключения отделителя. Благодаря энергии пружин весь процесс отключения длится не более 0,5 с. При отключении привод воздействует только на механизм свободного расцепления. При автоматизации подстанций отделители используются не только для отключения электрических цепей, но также и для переключения подстанций на резервный источник питания. Переключение производится в бестоковую паузу, когда прохождение тока к. з. прервано отключением соответствующих выключателей. Для автоматического включения отделители заводского изготовления переделывают следующим образом. Обе колонки изоляторов вместе с ножами снимают, поворачивают у основания на 90° против нормального их вращения и в таком положении крепят к раме. Привод и встроенные пружины остаются в прежнем исполнении. В таком виде при разведении ножей встроенные пружины отделителя будут заводиться и действовать на включение при освобождении защелки привода. Отделители применяются в основном на подстанциях без выключателей со стороны ВН. На таких подстанциях кроме отделителей устанавливаются короткозамыкатели. Назначение короткозамыкателей состоит в том, чтобы при внутренних повреждениях силовых трансформаторов быстро создавать мощные искусственные к.з. на питающих линиях, отключаемых затем выключателями. После снятия напряжения с питающей линии поврежденный трансформатор отсоединяется отключением отделителя, а линия включается в работу действием АПВ. Надежная работа установок обеспечивается четкой последовательностью действий устройств релейной защиты, автоматики, коммутационных аппаратов, а также устройств блокировки между отделителями и короткозамыкателями по цепям управления. В сетях 110—220 кВ короткозамыкатели выполняются однополюсными. Конструктивно короткозамыкатель типа КЗ-110 состоит из стержневого изолятора (в сетях 220 кВ — из двух стержневых изоляторов, поставленных один на другой) с расположенным на нем неподвижным контактом. Подвижный нож изоляционной тягой соединяется с пружинным приводом типа ШПК или ПГ-10-К, встроенным в шкаф. В отключенном положении короткозамыкателя пружины привода заведены и он готов к действию. Для включения короткозамыкателя защита поврежденного трансформатора подает оперативный ток на включающий электромагнит, боек которого через систему рычагов воздействует на защелку и нож включается. Время от момента подачи команды на электромагнит включения до полного замыкания контактов короткозамыкателя не превышает 0,35 с. Отделители и короткозамыкатели открытой конструкции могут отказывать в работе при особенно неблагоприятных атмосферных условиях. В связи с этим находят все более широкое применение элегазовые аппараты, контактные системы которых находятся в закрытых камерах, заполненных элегазом под давлением 25—30 Н/см2. Небольшие межконтактные промежутки в элегазе (менее 100 мм у отделителей типа ОЭ-110) снижают время их срабатывания в 4 - 5 раз по сравнению с временем срабатывания отделителей типа ОД-110. Элегазовые отделители и короткозамыкатели приводятся в действие пружинными приводами типов ППО и ППК соответственно. studfiles.net виды, условия выбора, преимущества и недостатки.Разъединитель – коммутационный аппарат, который предназначается для отключения и включения электрической цепи без тока нагрузки, который предназначается для создания видимого «разрыва». Допускается включаться ток нагрузки не более 15 А с напряжением 10кВ и с трехфазным исполнением разъединителя. Разрешается включать и отключать токи шин до 70 А любого класса напряжения. Разъединителя различают: По количеству полюсов - однополюсной - двухполюсной По типу установки - в помещении - на открытом воздухе По конструкции - разъединители рубящего типа - подвесные - поворотного типа Разъединители внутренней установки. Применяются на напряжении 6 – 10 кВ, делятся на разъединители трехфазного и однородного исполнения. Тип: РВО; ВО Применяется в ячейках КСО – 286 (285) Iдоп ≤ 1000 А Разъединители наружной установки. Применяются при напряжении 10 – 1150 кВ на подстанции с двумя системами шин допускается делать однофазные. Преимущества: меньше габариты, легкие для ремонта. РШНД – разъединитель шинный наружный два заземляющих ножа РЛНД - разъединитель линейный наружный два заземляющих ножа РДЗ – применяется на 35 – 750 кВ
Отделители и короткозамыкатели. Применяются для операций на трансформаторах от 35 до 220 кВ.
Отделители и короткозамыкатели нельзя применять для отдельно строящихся подстанций. «+» - схема экономичная, дешевая «-» - абсолютно ненадежная работа, в случае отказа отделитель выходит из строя трансформатора. tвкл = 0,1 – 0,25с tотд = 0,3 – 0,4с Отделители и короткозамыкатели можно применять для объектов 3 категории. Условие выбора отделителей и разъединителей: 1. По напряжение установки Uуст ≥ Uном 2. Iном ≥ Iраб; Iном ≥ Imax 3. По конструкции; типу установки 4. По электродинамической стойкости. iу ≤ iдин 5. По термической стойкости. Bк ≤ I2дин·tтер Разъединитель– электрический аппарат, предназначенный для отключения и включения цепей высокого напряжения при отсутствии в них тока. При ремонтных работах разъединителем осуществляется надежный видимый разрыв между частями, оставшимися под напряжением, и аппаратом, выведенным в ремонт. Контактная система разъединителей не имеет дугогасительных устройств, поэтому при отключении больших токов возникает устойчивая дуга, которая может привести к аварии в распределительном устройстве. Таким образом, необходимо обесточить цепь с помощью выключателя, прежде чем производить операции с разъединителем. Для упрощения схем согласно ПУЭ и ПТЭ допускается использовать разъединитель для отключения небольших токов: зарядных токов линий, токов замыкания на землю, токов намагничивания трансформаторов. Для внутренних установок на напряжение до 35 кВ включительно применяются разъединители рубящего типа, с движением ножа в вертикальной плоскости [3]. Контактная система разъединителя должна надежно пропускать длительное время номинальный ток, поэтому для уменьшения переходного сопротивления в разъемном контакте двухполосный медный нож прижимается к неподвижному контакту пружинами. При прохождении токов КЗ электродинамические усилия стремятся отключить нож. Для создания дополнительного давления в контакте в этом режиме применен магнитный замок, состоящий из двух больших пластин, которые, намагничиваясь при прохождении больших токов по ножу разъединителя, притягиваются друг к другу. Механизм привода разъединителя препятствует самопроизвольному отключению разъединителя от действия электродинамических усилий. Для управления разъединителями широко применяется ручной привод, состоящий из системы рычагов, которые передают движение от рукоятки привода к валу разъединителя. Для дистанционного управления возможно применение электродвигательного привода. В открытых распределительных устройствах при напряжениях от 35 до 750 кВ применяются разъединители с двумя колонками изоляторов и движением ножа в горизонтальной или вертикальной плоскости [3]. Опорные изоляторы могут вращаться вокруг своей оси в подшипниках, при этом ножи вращаются в горизонтальной плоскости, размыкая или замыкая пальцевый контакт, укрепленный в конце одного из ножей. Для защиты от попадания влаги контакты закрыты кожухом. Также применяются разъединители пантографического и подвесного типов. Отделитель– электрический аппарат, предназначенный для автоматического включения или отключения обесточенных цепей. По существу, это разъединитель с дистанционным приводом. Собственное время отключения отделителей различных типов 0,4–0,7 с. Короткозамыкательпредназначен для создания искусственного короткого замыкания в сети. В сетях 35 кВ – двухфазного замыкания на землю, в сетях 110–220 кВ – однофазного замыкания на землю. Импульсы для работы приводов этих аппаратов подаются релейной защитой и автоматикой. Короткозамыкатели используются на подстанциях без выключателей (на стороне высшего напряжения) с целью увеличения тока КЗ в линии при повреждении трансформатора, а также для заземления нейтралей силовых трансформаторов. Собственное время включения короткозамыкателей различных типов лежит в пределах 0,15–0,4 с.
Разъединители, отделители, выключатели нагрузки выбираются: по номинальному напряжению − Uуст ≤ Uном; по номинальному длительному току − Iраб.утж ≤ Iном; по конструкции, роду установки по электродинамической стойкости − iу ≤ iпр.с; Iп.0 ≤ Iпр.с, где iпр.с, Iпр.с – предельный сквозной ток короткого замыкания (амплитуда и действующее значение), определяемые по каталогу; по термической стойкости − Вк ≤ Iтер·tтер, где Вк – тепловой импульс по расчету; Iтер – предельный ток термической стойкости; tтер - длительность протекания предельного тока термической стойкости, определяются по каталогу. Короткозамыкатель выбирается по тем же условиям, но выбор по номинальному току не требуется. При выборе выключателей нагрузки следует добавить условие выбора по току отключения: Iраб.утж ≤ Iотк, где Iотк - номинальный ток отключения выключателя нагрузки. Отключающая способность выключателя нагрузки рассчитана на отключение токов рабочего режима. lektsia.com Короткозамыкатель | Заметки электрика Здравствуйте, уважаемые посетители сайта «Заметки электрика». Еще перед летним отпуском в этом году, мы выводили в ремонт силовой трансформатор 110/10 (кВ) мощностью 63 (МВА). Ремонтная бригада производила замену разрядников на стороне 110 (кВ) на ОПН. А мы в это время занимались полной проверкой релейной защиты и автоматики этого самого трансформатора. Схема электроснабжения данной подстанции выстроена с высокой стороны на отделителях и короткозамыкателях. Вот я и решил написать об этом более подробно. Тема сегодняшней статьи будет называться короткозамыкатель. Я Вам расскажу про назначение и применение короткозамыкателя, а также про принцип его работы. Итак, начнем. Назначение короткозамыкателяКороткозамыкатель – это коммутационный аппарат, который необходим для создания искусственного короткого замыкания в электрической цепи. Смысл его работы заключается в следующем. При внутреннем повреждении силового трансформатора включается короткозамыкатель и создает искусственное короткое замыкание. В это время на питающей подстанции релейная защита реагирует на ток искусственного короткого замыкания и отключает питающую линию, а соответственно, и силовой трансформатор от сети. Короткозамыкатель может устанавливаться либо на одном полюсе, в электроустановках напряжением 110 (кВ) и выше, либо на двух полюсах, в электроустановках напряжением 35 (кВ). В моем примере на одной подстанции короткозамыкатель установлен в ОРУ на стороне 110 (кВ) в фазе В, а на другой — в фазе С и А.
На фотографии выше видно, что короткозамыкатель КЗ-110 установлен в фазе В.
А на этой фотографии на одном вводе короткозамыкатель КЗ-110 установлен в помещении ЗРУ в крайней фазе С, а на другом вводе — в фазе А. В общем это зависит в том числе и от конструктивных особенностей подстанции. При установке короткозамыкателя высоковольтный выключатель на стороне 110 (кВ) не требуется, что значительно упрощает и удешевляет монтаж такого электрооборудования примерно на 40-50%, не теряя при этом надежность. Хотя признаюсь Вам, что при написании своего дипломного проекта на тему: «Модернизация главной распределительной подстанции» я ушел от применения короткозамыкателей и отделителей, и установил на сторону 110 (кВ) вакуумные высоковольтные выключатели ВБЭ-110. На то это и дипломный проект, чтобы показать и доказать, что данная модернизация и расчеты имели право на жизнь. На нашем предприятии имеются две главные распределительные подстанции (ГПП) напряжением 110/10 (кВ), где установлены короткозамыкатели. И у обеих подстанций схемы немного различаются. Давайте разберем работу короткозамыкателя на каждой из этих подстанций.
Работа короткозамыкателя без отделителяПредставляю Вашему вниманию электрическую принципиальную схему подстанции ГПП-1 110/10 (кВ) ввода № 1.
Питание силового трансформатора Т-1 осуществляется по воздушной линии 110 (кВ) через линейный разъединитель ЛР-110.
Вот этот самый силовой трансформатор Т-1 110/10 (кВ) мощностью 63 (МВА) .
На стороне 110 (кВ) в сторону линии установлен заземляющий нож ЗН для обеспечения электробезопасности при проведении ремонтных работ. Как Вы видите, короткозамыкатель КЗ-110 установлен на стороне 110 (кВ) без отделителя.
В таком случае при внутреннем повреждении силового трансформатора Т-1 включается короткозамыкатель, который создает искусственное короткое замыкание на воздушной линии.
Под действием искусственного тока короткого замыкания релейная защита на питающей подстанции отключает с помощью выключателя эту линию. Линия остается без напряжения до выяснения конкретных причин повреждения силового трансформатора Т-1. Работа короткозамыкателя с отделителемА вот схема питания ГПП-2 110/10 (кВ) немного отличается от предыдущей схемы.
Питание силового трансформатора Т-1 осуществляется по воздушной линии 110 (кВ) через линейный разъединитель ЛР-110 и отделитель ОДЗ-110.
В данной схеме, в отличии от предыдущей, установлен отделитель ОДЗ-110. Устанавливается он на всех трех полюсах. Более подробно про отделитель я напишу в отдельной статье. Чтобы не пропустить, подпишитесь на получение извещения о выходе новых статей на сайте. В нормальном режиме работы силового трансформатора Т-1 все три силовых контакта отделителя замкнуты.
А при возникновении внутреннего повреждения силового трансформатора Т-1 срабатывает короткозамыкатель, который создает искусственное короткое замыкание на воздушной линии.
Под действием искусственного тока короткого замыкания релейная защита на питающей подстанции отключает с помощью высоковольтного выключателя эту линию. И только после того, как линия отключится, в эту бестоковую паузу отключается отделитель, размыкая свои силовые контакты и тем самым отделяя поврежденный силовой трансформатор от сети. Выглядит это следующим образом. Специально для Вас я снял видео работы короткозамыкателя в паре с отделителем. Затем на этот высоковольтный выключатель на питающей подстанции действует АПВ (автоматическое повторное включение) и он включается. Линия снова становится под напряжение. Эта схема немного сложна тем, что в ней необходима более точная и четкая слаженность работы релейной защиты на срабатывание короткозамыкателя и отделителя, а также высоковольтного выключателя на питающей подстанции. Этому способствуют различные виды блокировки устройств релейной защиты и автоматики, а также своевременное обслуживание приводов короткозамыкателя и отделителя. Вот поэтому к релейной защите и предъявляются такие основные требования, как селективность (избирательность), быстродействие, чувствительность и надежность. Но Вы только представьте себе, что произойдет, если релейная защита сработает не слаженно, и отделитель будет разрывать ток искусственного короткого замыкания. Это приведет к очень большим последствиям и аварии на подстанции. P.S. Думаю, что смысл установки короткозамыкателя и отделителя на подстанции Вам ясна. В следующих статьях я расскажу Вам про конструкцию короткозамыкателя и отделителя, и их привода. Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями: zametkielectrika.ru Лекция № 22 отделители и короткозамыкателиПлан:
22.1 Назначение и принцип действия короткозамыкателей и отделителей, физические явления в электрических аппаратахВ настоящее время широко применяются высоковольтные подстанции без выключателей на питающей линии. Это позволяет упростить и удешевить оборудование при сохранении высокой надежности. Для замены выключателей на стороне высокого напряжения используются короткозамыкатели и отделители. Отделитель предназначен для автоматического отключения поврежденного участка электрической цепи в момент отсутствия в ней тока, т. е. в период бестоковой паузы цикла АПВ выключателя на питающем конце линии. Отделитель представляет собой разъединитель, который быстро отключает обесточенную цепь после подачи команды не его привод. Если в обычном разъединителе скорость отключения мала, то в отделителе процесс отключения длится 0,5 – 0,1 с. Короткозамыкатель – это быстродействующий контактный аппарат, предназначенный для создания искусственного короткого замыкания сети по сигналу релейной защиты с целью вызвать отключение выключателя, установленного на питающем конце линии. В качестве примера применения короткозамыкателей и отделителей на рис. 90 приведена схема питания от одной линии двух трансформаторных групп Т. Входной выключатель В2 заменяется отделителем О и короткозамыкателем КЗ. По схеме рис. 90,а трансформатор Т при повреждении отключается выключателем В2. По схеме рис. 90,б от сигнала защиты замыкается короткозамыкатель КЗ, создавая короткое замыкание на землю, что приводит к срабатыванию выключателя В1 в начале линии. За время бестоковой паузы цикла автоматического повторного включения (АПВ) размыкается отделитель О, отключая поврежденный трансформатор. Выключатель В1 автоматически вновь включается, восстанавливая питание на остальных трансформаторах. Таким образом, в этой схеме удается не ставить выключатели на стороне 220 кВ трансформаторов Т. Однако для надежной работы необходима четкая последовательность в работе короткозамыкателей, выключателей и отделителей. Иначе возможны такие тяжелые аварийные случаи, как отключение тока КЗ отделителями и др. Эффективность такой схемы тем выше, чем больше номинальное напряжение сети. Указанный эффект достигается за счет отсутствия выключателей на стороне 35—220 кВ, а также аккумуляторных батарей и компрессорных установок. Уменьшается площадь подстанции. Создается возможность приближения напряжения 35—220 кВ непосредственно к потребителям. Сокращаются сроки строительства. По данным, применение отделителей и короткозамыкателей позволяет удешевить стоимость подстанции на 40—50% и практически сохранить ту же надежность.
Рис. 91. Схема питания от одной линии двух трансформаторных групп: а - схема коммутации с выключателями; б – схема замещения выключателя отделителем и короткозамыкателем 22.2 Конструкция короткозамыкателей и отделителейПо конструкции отделители и короткозамыкатели суть разъединители с быстродействующими приводами, управляемыми от системы защиты. Примеры их устройства показаны ниже.
Рис. 92. Общий вид (схема) короткозамыкателя Короткозамыкатель (рис.92) состоит из основания 3, на котором установлен соответствующий напряжению изолятор 2 с верхним неподвижным контактом 1 (закрыт кожухом), снабженным выводом для присоединения к линии электропередачи. Основание 3 заземлено и при помощи гибкой связи 6 соединено с подвижным контактом (ножом) 8. Подвижный контакт вращается на оси 7 и связан с приводом и замыкающей пружиной 4. Привод размыкает контакты (отводит нож) и ставит нож под защелку, взводя при этом пружину. По сигналу от защиты защелка освобождает нож, и под действием пружины контакты замыкаются, таким образом достигается фиксированное быстродействие. Буфер Д служит для амортизации удара в контактах при включении. Принципиальная схема короткозамыкателя с отделителем приведена на рис.93.
Рис. 93. Принципиальная схема короткозамыкателя с отделителем: 1 — короткозамыкатель; 2 — трансформатор тока; 3 — реле, блокирующее (не разрешающее) отключение отделителя до момента прекращения тока короткого замыкания; 4 - электромагнит для оперативного отключения отделителя; 5 — защелка, удерживающая отделитель во включенном положении; 6 — отделитель; 7 — отключающая пружина отделителя; 8 и 9 — электромагниты управления защелкой короткозамыкателя; 10 — защелка, удерживающая короткозамыкатель в отключенном положении ; 11 — включающая пружина короткозамыкателя В основу конструкции отделителя ОД-110У на 110 кВ (рис.93) положен двухколонковый разъединитель с вращением ножей 1 в горизонтальной плоскости. Приведение в движение колонок 2 осуществляется пружинным приводом 3 с электромагнитным управлением. Во включенном положении пружины привода заведены. При подаче команды пружина освобождается и контакты расходятся за время 0,4—0,5 с. Описанные выше конструкции короткозамыкателей и отделителей имеют большое время срабатывания (0,5—1 с), что удовлетворяет современные требования к энергосистемам. В перспективе это время должно быть уменьшено до 0,08—0,12 с при напряжениях до 220 кВ. Рассмотренные аппараты не обеспечивают также достаточную надежность работы при гололеде и сильных морозах. Для уменьшения времени включения замыкателя и времени отключения отделителя необходимо сокращать междуконтактное изоляционное расстояние путём применения элегазовой или вакуумной среды. Более перспективным является использование элегазовых аппаратов, так как удается получить необходимую прочность при одном разрыве. Для вакуумных aппаратов необходимо включение нескольких разрывов последовательно. На рис.95 представлен элегазовый короткозамыкатель на напряжение 110 кВ. В фарфоровом цилиндре 1 установлены контакты 2 и 3. Давление злегаза в цилиндре составляет 0,3 МПа. Привод подвижного контакта 3 осуществляется тягой 5. Стальной сильфон 4 обеспечивает герметизацию полости цилиндра 1. Расстояние между контактами 85—110 мм. Время срабатывания в 4—5 раз меньше, чем у существующих короткозамыкателей открытого типа. Короткозамыкатель защищён от климатических воздействий окружающей среды.
Рис. 94. Отделитель На рис.95 представлен элегазовый короткозамыкатель на напряжение 110 кВ. В фарфоровом цилиндре 1 установлены контакты 2 и 3. Давление злегаза в цилиндре составляет 0,3 МПа. Привод подвижного контакта 3 осуществляется тягой 5. Стальной сильфон 4 обеспечивает герметизацию полости цилиндра 1. Расстояние между контактами 85—110 мм. Время срабатывания в 4—5 раз меньше, чем у существующих короткозамыкателей открытого типа. Короткозамыкатель защищён от климатических воздействий окружающей среды. studfiles.net |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
Сегодня на высоковольтных подстанциях зачастую используются типовые схемы без установки выключателей на питающей линии. Благодаря такой конструктивной особенности удаётся настроить полнофункциональное оборудование, которое отличается простотой исполнения и дешевизной при неизменно высокой надёжности. Чтобы заменить выключатели на стороне высокого напряжения применяются отделители и короткозамыкатели. 
