1.3 Высоковольтные выключатели и разъединители. Разъединители выключатели10 Выбор выключателей и разъединителейВыключатели и разъединители выбираются в зависимости от исполнения распределительного устройства. Распределительные устройства 10кВ и 110кВ выполняется закрытыми. Выключатель является основным коммутационным аппаратом в электрических установках, он служит для отключения и включения цепи в любых режимах. К выключателям высокого напряжения предъявляются следующие требования:
5) удобство ревизии и осмотра контактов и механической части; 6) взрыво- и пожаробезопасностъ; 7) удобство транспортировки и обслуживания. В учебном проектировании выключатели выбирается по цепи самого мощного присоединения. Мощность ЛЭП принимается равной пропускной способности линии. Мощность в цепях обмоток трансформаторов равна перетокам мощности через трансформатор. 11.1 Выбор выключателей Выключатели выбирают по условиям: 1) U нвыкл > U уст 2) I НВЫКЛ — IНцепи (10,1) 3) Iнвыкл > I max цепи
10.1.1 Выбор выключателей на ЗРУ-110 кВ, цепь генератор-трансформатор 220 МВт: где Sh2. - мощность, проходящая через самое мощное присоединение — блок генератор-трансформатор.
Выбираем вакуумный выключатель ВБЭ-110 УЗ производства "ЭЛВЕСТ". Предназначен для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока частоты 50 и 60Гц для закрытых распределительных устройств напряжением ПОкВ. Выключатель имеет пополюсное управление встроенным электромагнитным приводом.
Выбранный выключатель необходимо проверить по условиям 1) На ток отключения:
2) На возможность отключения апериодической составляющей тока КЗ:
где Вн % - допустимое относительное содержание апериодической составляющей в токе отключения, определяется по графику 4-50 [4] стр. 344 в зависимости от T=tC3 +tce =0,01+0,06=0,07c..
13,36 кА> 6,805 кА 3) На термическую устойчивость: (10.4) где 1Т и tT - ток и время термической стойкости. Определяется по паспорту выключателя. (10.5) гое 1отл = tC3 + t0B tc 3 = 0,01 с - время срабатывания защиты tOB =0,17 с - полное время выключения выключателя по паспорту
1200 кА2-с> 57,483 кА2-с 4) На электродинамическую устойчивость
78,75 кА> 47,14 кА Выключатель ВБЭ -ПО проходит 10.1.2Выбор выключателей на ГРУ, цепь ввода генератора 63 МВт: Выбор выключателей на ГРУ выбираются аналогично (10.6)
Выбираем выключатель МГУ-20-90/6300 УЗ Конструкция и принцип действия. Выключатели этой серии изготавливаются на большие номинальные токи. Имеют два стальных бачка на полюс и по две пары рабочих и дугогасителъных контактов. Мощные рабочие контакты позволяют увеличить номинальный ток этих выключателей, а двукратный разрыв тока и специальные камеры гашения приводят к увеличению отключающей способности. В выключателях этой серии два контура тока - главный и дугогасителъный. Когда выключатель включен, большая часть тока проходит по главному контуру вследствие меньшего сопротивления цепи. При отключении выключателя сначала размыкаются рабочие контакты, но дуга между ними не образуется, так как ток продолжает проходить в дугогасительной камере. При включении первыми замыкаются дугогасителъные контакты, а затем рабочие. Для управления выключателями этой серии применяются электромагнитные приводы ПС-31 или ПЭ-2, ПЭ-21 1)20кВ> 10 кВ;
Выбранный выключатель необходимо проверить по условиям: 1) На ток отключения: 90 кА > 55,798 кА 2) На возможность отключения апериодической составляющей: с- 25,46 кА <72,6кА Выбранный выключатель не проходит по данному условию, тогда выполним проверку по полному току КЗ:
л/2-90- 1 + — > 72-55,798 +72,6 I 10oJ 152,735кЛ> 151,51кЛ 3) На термическую устойчивость:.
32400 кА2-с> 3703 кА2-с 4) На электродинамическую устойчивость
225 кА> 217,23 кА Выключатель МГУ-20-90/6300 УЗ проходит. 10.1.3Выбор выключателей на отходящие линии с ГРУ иншкл>10 кВ;
Выбираем выключатель ВБТЭ-М-10-20/630 УЗ. Устанавливается в КРУ К-104. Производство ОАО Уфимский завод "Электроаппарат". Выключатель вакуумныый, трехполюсный, электромагнитный, модернизированный. Предназначен для коммутации в нормальных и аварийных режимах электрических цепей трехфазного переменного тока частотой 50 и 60 Гц с номинальным напряжением ЮкВ.
1) На отключающую сппсобш ') На отключающую способность:
20 кА < 55,798 кА Так как выключатель не проходит по отключающей способности, необходимо выбрать групповой реактор на отходящие линии. Условия выбора реактора:
Намечаем реактор РБСНГ 10-2x1000-0,45 VI U up > 10 кВ 24 отходящих линии равномерно распределены по двум секциям ГРУ, т.е. к каждой секции ГРУ подключены два сдвоенных реактора, на каждую секцию которого приходится по 3 линии. 1тахшш =п'х Iw , (10.10) где п' - количество линий подключенных к реактору. 1и/ - ток одной линии Imaxветви =3-167,08 = 501,24А Определим результирующее сопротивление цепи КЗ до места установки реактора (К-3)
1'п05тре6 - наименьшее значение требуемого тока КЗ за реактором (т. К-5), кА, определенного по двум условиям: 1) исходя из отключающей способности выключателей ВБТЭ-М-10-20/630 УЗ,установленных в КРУ: (10.12) 2)Исходя из обеспечения термической стойкости силовых кабелей электросети:
Определим требуемое сопротивление: (10.14) Огтр.детшм г.пппптивпрнир прпктппп- (10.15) ХтмШ = 0,45Ом > 0,3650м Рассчитываем токи за реактором:
/1П Т7\ Выбранный реактор проверяем по условиям: 1) На динамическую устойчивость:
29кА>25,515кА 2) На термическую устойчивость: (10.18)
3) На потерю напряжения в нормальном режиме:
dU < 2% К,*. - коэффициент магнитной связи между ветвями реактора,.
0,85% < 2% 4) На остаточное напряжение UOCT > 65% (10.20) 80,83% > 65% Выключатель ВБТЭ-М-10-20/630 УЗ и реактор РБСНГ 10-2-х 1000-0,45 УЗ проходят. 10.1.4Выбор выключателей в системе СИ
Выбираем выключатель ВБТЭ-10-31,5/1600 Выключатель предназначен для работы в шкафах КРУ, шкафах КСО, а пак же для замены маломасляных выключателей в РУ 6-10кВ. Выбранный выключатель необходимо проверить по условиям: I) На ток отключения:
2) На возможность отключения апериодической составляющей:
i =ltW. 31,5 = 17,8 \кА 100 17,81 кА>7.745кА 3) На термическую устойчивость:. Втоп = 31,52 • 3 = 2976,75 кА2-с
4) На электродинамическую устойчивость
10.2Выбор разъединителей на ЗРУ-110 кВ Выбираем разъединитель РГД-110 УХЛ1 производства ОАО Уфимский завод "Электроаппарат". Разъединитель РГД-110 предназначен для включения и отключения обесточенных участков электрических цепей переменного тока с созданием видимого разрыва, а также заземления отключенных участков при помощи стационарных заземлителей. Разъединитель допускает включение и отключение токов холостого хода трансформаторов, зарядных токов воздушных линий. Климатическое исполнение и категория размещения УХЛ1 по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89.
1нщт - берется из выбора выключателя Выбранный разъединитель необходимо проверить: 1) На электродинамическую устойчивость:
100кА>47,14кА 2) На термическую устойчивость:
ВШ>ДСЧ = 25,3382 (3 + 0,08 + 0,3) = 2170 кА2-с 4800кА2-с>2170кА2-с Разъединитель РГД-110 УХЛ1 проходит 10.2.2Выбор разъединителей на РУ-10кВ
Выбираем разъединитель типа РВРЗ-20/6300УЗ Проверка: 1) На электродинамическую устойчивость:
300А>217,234А 2) На термическую устойчивость:
ВЩОП = 1002 -4 = 40000 кА2-с Brpacч = 91,7392 (4 + 0,2 + 0,23) = 37251 кА2-с 40000 кА2-с> 37251 кА2-с Разъединитель РВРЗ-20/6300УЗ проходит. 10.2.3Разъединители в цепи отходящих линий встроены в КРУ (тип К-63) Таблица 10. 1
studfiles.net 1.3 Высоковольтные выключатели и разъединителиОсновные типы выключателей, их принципы действия и устройство. Возникновение электрической дуги в отключающих аппаратах. Принципы гашения дуги. Механизм газового дутья. Дугогасящие устройства с магнитным дутьём. Дугогасительные камеры, их назначение, классификация и принцип действия. Дугогасительные камеры с узкой цепью и с делением дуги на ряд коротких дуг. Конструкции масляных, воздушных и элегазовых выключателей. Электромагнитные, вакуумные и силовые выключатели. Автогазовые выключатели. Отключающая способность выключателей, условия выбора выключателей. Приводы выключателей. Высоковольтные предохранители. Отключение цепей постоянного тока. Особенности выполнения выключателей постоянного тока и гашения дуги в них. Восстанавливающееся напряжение. Зависимость отключающей способности выключателей от восстанавливающегося напряжения. Отключение неудалённых коротких замыканий. Особенности отключения малых индуктивных и емкостных токов. Способы повышения отключающей способности выключателей. Назначение разъединителей. Конструкция разъединителей рубящего, катящегося и качающегося типов. Поворотные, подвесные и пантографические разъединители. Повышение надёжности работы разъединителей при коротких замыканиях. Отделители и короткозамыкатели, их назначение. Приводы разъединителей, отделителей и короткозамыкателей. Выбор разъединителей, отделителей и короткозамыкателей. Литература: [1-3, 5, 7]. Методические указания При проработке данной темы необходимо ознакомиться с классификацией выключателей, принципами гашения дуги, конструктивными особенностями выключателей различных типов. Особое внимание следует обратить на работу дугогасительных устройств и отключение малых индуктивных и емкостных токов. Рассмотреть конструктивное исполнение разъединителей. Обратить внимание на возможность отключения разъединителями небольших токов, что позволяет отказаться от использования дорогих выключателей. Вопросы для самопроверки 1. Назовите способы гашения дуги в отключающих аппаратах. 2. Назначение масла в многообъёмных и малообъёмных масляных выключателях. 3. Чем определяется уровень масла в выключателе? 4. Назовите типы воздушных выключателей. 5. Как подготавливается сжатый воздух для выключателей? 6. В чём сходство и различие выключателей нагрузки и обычных выключателей? 7. Назначение разъединителей в электроустановках. 8. Почему может произойти самопроизвольное отключение разъединителя и как его предотвратить? 9. Почему короткозамыкатель устанавливается на напряжение 35 кВ в двух фазах, а на 110 кВ – в одной? 10. В чём заключается токоограничивающая способность предохранителей? 11. Что такое стреляющий предохранитель? 12. Для какого времени должен быть определён ток КЗ при выборе выключателя по отключающей способности? 13. Какой вид короткого замыкания применяется в качестве расчётного при проверке аппаратов на динамическую и термическую стойкость? 14. Как устроен магнитный замок разъединителя? 15. Назначение заземляющих ножей разъединителей. 16. Каково различие в конструктивном исполнении и назначении короткозамыкателей и заземляющих ножей разъединителей? 17. Назначение шунтирующих резисторов высоковольтных выключателей. 18. Какими показателями характеризуется процесс восстановления напряжения при отключении цепи высоковольтным выключателем? 19. Чем определяется характер восстановления напряжения (апериодический или колебательный) на контактах выключателя? 20. Какова причина возникновения перенапряжений при отключении малых индуктивных и емкостных токов высоковольтными выключателями? 21. Что представляют собой нормированные характеристики восстанавливающегося напряжения высоковольтных выключателей? studfiles.net
www.elprom-st.ru Разъединитель-выключатель нагрузки вакуумный трехпозиционныйРазъединитель-выключатель нагрузки вакуумный трехпозиционный содержит одну или несколько фаз, объединенных общей рамой. Каждая из фаз имеет опорный изолятор с токоподводом и размещенную в защитном изоляционном корпусе вакуумную дугогасительную камеру с пружинным механизмом размыкания контактов и контактным рычагом, поворачивающимся в вертикальной плоскости вокруг оси в корпусе, главный неподвижный контакт, соединенный электрически с токоподводом и вакуумной дугогасительной камерой, а также установленный на другом опорном изоляторе главный подвижный контакт. На главном подвижном контакте дополнительно размещен и электрически с ним связан кулачковый толкатель, а на раме дополнительно установлена металлическая опора, на которой закреплен заземляющий контакт и третий опорный изолятор со вторым токоподводом, соединенный гибкой, токопроводящей связью с подвижным контактом. Главный подвижный контакт совершает вращательное движение в горизонтальной плоскости. При включении он замыкается с главным неподвижным контактом, при повороте на угол 90° образует видимый разрыв, а при повороте на 180° замыкается с заземляющим контактом. При замыкании и размыкании главных контактов кулачковый толкатель, воздействуя на контактный рычаг, вызывает предварительное замыкание и размыкание контактов и коммутацию тока внутри вакуумной дугогасительной камеры. Технический результат - совмещение в одном аппарате функций выключателя, разъединителя и заземлителя с управлением от одного привода. 4 ил.
Изобретение относится к электротехнике, к области высоковольтных вакуумных выключателей, а точнее к вакуумным выключателям нагрузки. Выключатели нагрузки предназначены для коммутации номинальных токов, но должны выдерживать сквозные токи короткого замыкания. Они управляются, как правило, ручными приводами. Выключатели нагрузки выполняют также функции разъединителя и могут иметь встроенный заземлитель, который также управляется ручным приводом. Известны технические решения [1, 2] вакуумных выключателей нагрузки, принцип действия которых заключается в том, что ток через вакуумную дугогасительную камеру проходит только в момент коммутации (включения или отключения). Во включенном положении вакуумная дугогасительная камера (ВДК) шунтируется главными контактами, из которых один подвижный, а второй неподвижный. В отключенном положении вакуумная камера не находится под действием напряжения сети, так как между главными контактами создается видимый разрыв. Размыкание и замыкание контактов самой ВДК осуществляется пружинным механизмом, на который непосредственно воздействует кулачок, установленный на подвижном контакте. Причем синхронизацию момента замыкания-размыкания контактов ВДК и главных контактов обеспечивает специальный профиль кулачка. Преимущество данной конструкции состоит в том, что ВДК имеет малые размеры, а сама конструкция проста и сравнительно недорога. Недостаток заключается в том, что вакуумная камера не имеет внешней защиты от воздействия климатических факторов внешней среды, что не позволяет применять такую конструкцию для выключателей нагрузки наружной установки. Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является техническое решение, предложенное в [3], в котором выключатель содержит одну или несколько фаз, объединенных общей рамой, каждая из которых имеет установленные на опорном изоляторе токоподвод, размещенную в защитном изоляционном корпусе вакуумную дугогасительную камеру с пружинным механизмом размыкания контактов и контактным рычагом, поворачивающимся в вертикальной плоскости вокруг оси в корпусе, а также главный неподвижный контакт, соединенный электрически с токоподводом и вакуумной дугогасительной камерой, и установленный на другом опорном изоляторе главный подвижный контакт, который совершает качательное движение в вертикальной плоскости. Причем на главном подвижном контакте установлен вспомогательный контакт, который при выполнении коммутационных операций взаимодействует с контактным рычагом на корпусе и обеспечивает замыкание и размыкание контактов ВДК. Недостаток данного технического решения состоит в том, что выключатель не может выполнять операцию заземления, имеет только два положения «включено» и «отключено-разведено». Для выполнения операции заземления предполагается дополнительная установка на выключателе отдельного вала с ножами заземления и дополнительного ручного привода для управления. При этом должна быть предусмотрена блокировка между приводами выключателя и заземлителя, исключающая возможность ошибочных действий персонала. Кроме этого, для управления подвижными контактами выключателя и заземлителя, которые совершают качательное движение в вертикальной плоскости, требуется значительное усилие на рукоятке привода, так как необходимо поднимать и опускать тягу, соединяющую привод и выключатель. При установке выключателя на столбовой опоре стандартная длина тяги (обычно это металлическая труба) составляет около 6 м. Целью предлагаемого изобретения является устранение этих недостатков. Указанная цель достигается тем, что разъединитель-выключатель нагрузки вакуумный трехпозиционный содержит одну или несколько фаз, объединенных общей рамой, а каждая из фаз имеет опорный изолятор с токоподводом и размещенные в защитном изоляционном корпусе вакуумные дугогасительные камеры с пружинным механизмом размыкания контактов и контактным рычагом, поворачивающимся в вертикальной плоскости вокруг оси в корпусе, главный неподвижный контакт, соединенный электрически с токоподводом и вакуумной дугогасительной камерой, а также установленный на втором опорном изоляторе главный подвижный контакт. Новизна предлагаемого технического решения состоит в том, что на главном подвижном контакте дополнительно размещен и электрически с ним связан кулачковый толкатель, а на раме дополнительно установлена металлическая опора, на которой закреплен заземляющий контакт и третий опорный изолятор со вторым токоподводом, соединенный гибкой, токопроводящей связью с подвижным контактом, при этом главный подвижный контакт совершает вращательное движение в горизонтальной плоскости и при включении он замыкается с главным неподвижным контактом, при повороте на угол 90° образует видимый разрыв, а при повороте на угол 180° замыкается с зеземляющим контактом, причем при замыкании и размыкании главных контактов кулачковый толкатель, воздействуя на контактный рычаг, вызывает предварительное замыкание и размыкание контактов и коммутацию тока внутри вакуумной дугогасительной камеры. Конструкция и работа разъединителя-выключателя нагрузки вакуумного (РВНВ) трехпозиционного поясняется на фиг. 1-4. На фиг. 1 представлен РВНВ во включенном положении. На фиг. 2 представлен РВНВ в разъединенном положении. На фиг. 3 представлен РВНВ в заземленном положении. На фиг. 4 показан защитный изоляционный корпус с вакуумной дугогасительной камерой (ВДК) и пружинным механизмом размыкания контактов. Разъединитель-выключатель нагрузки вакуумный трехпозиционный содержит следующие основные детали и узлы (фиг. 1): рама 1, опорный изолятор главного неподвижного контакта 2, тоководвод 3, защитный изоляционный корпус 4, в котором установлена вакуумная дугогасительная камера 5 (фиг. 4) с пружинным механизмом размыкания контактов 6 и контактным рычагом 7 (фиг. 1), который вращается вокруг оси 8 в вертикальной плоскости, главный неподвижный контакт 9, который электрически связан с токоподводом 3 и неподвижным контактом вакуумной камеры 5. Главный подвижный контакт 10 установлен на опорном изоляторе 11, который совершает вращательное движение в горизонтальной плоскости, вращающее усилие от привода передается через вал 12. На главном подвижном контакте установлен и электрически с ним связан кулачковый толкатель 13. Третий опорный изолятор 14 крепится на металлической опоре 15, на которой так же установлен заземляющий контакт 16. Второй токоподвод 17 соединен гибкой электропроводящей связью 18 с главным подвижным контактом 10. В положении «включено» (фиг. 1) главный подвижный контакт 10 замыкается с главным неподвижным контактом 9. Ток от первого токоподвода 3 проходит через замкнутые контакты 9 и 10, гибкую связь 18 по второму токоподводу 17. При этом кулачковый толкатель 13 взаимодействует с контактным рычагом 7 через ролик 19 низким участком своего профиля и контакты в вакуумной камере остаются незамкнутыми. Ток через ВДК не проходит. Отключение выключателя (фиг. 2) осуществляется поворотом вала 12, соединенного с опорным изолятором 11 подвижного контакта 10, против часовой стрелки. Сначала происходит замыкание контактов ВДК при воздействии толкателя 13 высоким участком своего профиля на контактный ролик 19 и рычаг 7. Затем размыкаются главные контакты 9 и 10, после этого ток проходит через замкнутые контакты ВДК, рычаг 7, ролик 19, толкатель 19 и главный подвижный контакт (фиг. 2). При дальнейшем повороте главного подвижного контакта 10 он удаляется от неподвижного 9 на расстояние, достаточное чтобы выдержать возвращающееся напряжение сети, и в момент (показано на фиг. 2 пунктиром), когда кулачковый толкатель 13 взаимодействует с роликом 19 участком с низким профилем, контакты ВДК под действием пружинного механизма 6 (фиг. 4) размыкаются. После размыкания контактов ВДК происходит отключение тока. При повороте подвижного контакта 10 на угол 90° выключатель становится в положение - «РАЗВЕДЕНО» (фиг. 2). Для выполнения операции «ЗАЗЕМЛЕНИЕ» (фиг. 3) вал 12 поворачивается на угол 180° по отношению к положению «ВКЛЮЧЕНО». При этом главный подвижный контакт 10 замыкается с заземляющим контактом 16. Таким образом, линия электропередачи, подключенная к токоподводу 17 через гибкую связь 18 и подвижный контакт 10, заземляется. Включение РВНВ осуществляется в обратной последовательности путем вращения вала 12 в противоположном направлении. Преимущество предложенного технического решения по сравнению с известными состоит в том, что РВНВ может осуществлять операции «ВКЛЮЧЕНИЕ (ОТКЛЮЧЕНИЕ)»-«РАЗВЕДЕНИЕ»-«ЗАЗЕМЛЕНИЕ» путем поворота одного вала управления. Это исключает возможность ошибки в действиях персонала, исключает необходимость специальной блокировки, упрощает и облегчает конструкцию. Источники информации 1. Патент РФ 2247439, МКИ H01H 33/66, опубл. 27.02.2005. 2. Патент ФРГ 102005002139, МКИ H01H 33/66, опубл. 27.07.2006. 3. Патент ФРГ 19918077, МКИ H01H 33/66, опубл. 09.11.2009. Разъединитель-выключатель нагрузки вакуумный трехпозиционный, содержащий одну или несколько фаз, объединенных общей рамой, при этом каждая из фаз имеет опорный изолятор с токоподводом и размещенную в защитном изоляционном корпусе вакуумную дугогасительную камеру с пружинным механизмом размыкания контактов и контактным рычагом, поворачивающимся в вертикальной плоскости вокруг оси в корпусе, главный неподвижный контакт, соединенный электрически с токоподводом и вакуумной дугогасительной камерой, а также установленный на другом опорном изоляторе главный подвижный контакт, отличающийся тем, что на главном подвижном контакте дополнительно размещен и электрически с ним связан кулачковый толкатель, а на раме дополнительно установлена металлическая опора, на которой закреплен заземляющий контакт и третий опорный изолятор со вторым токоподводом, соединенный гибкой, токопроводящей связью с подвижным контактом, при этом главный подвижный контакт совершает вращательное движение в горизонтальной плоскости и при включении он замыкается с главным неподвижным контактом, при повороте на угол 90° образует видимый разрыв, а при повороте на 180° замыкается с заземляющим контактом, причем при замыкании и размыкании главных контактов кулачковый толкатель, воздействуя на контактный рычаг, вызывает предварительное замыкание и размыкание контактов и коммутацию тока внутри вакуумной дугогасительной камеры. www.findpatent.ru |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
