Газонаполненное оборудование. Выключатели 110 квЭлегазовый выключатель 110 кв ВГТ и ВГУ 400аОбласть примененияВакуумные выключатели ВРС-110 применяются для комплектации открытых распределительных устройств 110 кВ трансформаторных подстанций, могут применяться для расширения существующих подстанций. Ими можно заменить устаревший:
КонструкцияВыключатель на напряжение 110 кв имеет цельнолитые полюса с кремнийорганической изоляцией. В полюсах используются специально разработанные для данного выключателя вакуумные камеры. Пружинный привод обеспечивает возможность ручного включения и отключения выключателя. Шкаф управления приводом расположен сбоку от корпуса выключателя, что обеспечивает удобный и безопасный доступ к нему. Преимущества ВРС 110 перед элегазовыми выключателями:
www.vsoyuz.com 5.2 Выбор выключателей 110 кВ.Исходные данные для выбора выключателя на стороне 110 кВ: IK2 = 3,790 кА, iуд2 = 9,920 кА, iat2 =2,53 кА, Iутяж =1216 А Выбран к установке выключатель: ВГТ-110 II-40/2500 У1. Таблица 3 - Выбор выключателя 110 кВ
Выключатель подходит по всем параметрам. Встроенный ТТ (трансформатор тока) ТВ-110 У1: вариант исполнения 1000/1, класс точности 0,5, номинальная вторичная нагрузка 30 В·А, ток термической стойкости 40 кА/3с, У1 – для умеренного климата, наружного исполнения. 5.3 Выбор выключателей 10 кВ.Данные для выбора выключателя 10 кВ: IK3= 27,1 кА; iуд3 = 70,9 кА; iat3 = 17,0 кА. Iном.раб.= 1775 А; Iутяж = Iном.раб·*2 = 3550 А. К установке принимается выключатель ВЭ-10/3600-20У3. Таблица 4 - Выбор выключателя 10 кВ
Выключатель подходит по всем параметрам. Отключение мощных СД может привести к перенапряжениям, поэтому вакуумные выключатели снабжаются встроенными ограничителями перенапряжения. Достоинства вакуумных выключателей: 1) простота конструкции; 2) высокая степень надёжности;
Недостатки: 1)возможность коммутационных перенапряжений; 2)сравнительно небольшие номинальные токи и токи отключения. studfiles.net ВГТ-110 (У1, УХЛ1*) Выключатель элегазовый колонковый – ЗАО «ЗЭТО»НазначениеПредназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах, а также работы в циклах АПВ в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением 110 кВ. КонструкцияВыключатели состоят из трех полюсов (колонн), установленных на общей раме и управляемых одним пружинным приводом ППрМ. Конструкция взрывобезопасного исполнения. Пониженные усилия оперирования выключателем. Энергия, необходимая для гашения токов короткого замыкания, частично используется из самой дуги за счет специальной конструкции узлов управления потоком газа, что существенно уменьшает нагрузку привода и повышает надежность. Использование четырех ступеней уплотнений совместно с гидравлическим затвором в узле уплотнения вала поворотного механизма обеспечивает стабильно низкий уровень утечек: не более 0,5% в год. Современные технологические и конструкторские решения в области применения и обработки материалов, применение надежных комплектующих, в том числе высококачественных покрышек ведущих зарубежных фирм. Стальные части выключателя и опорные металлоконструкции имеют коррозионно-стойкие покрытия. Выключатели могут поставляться по заказу с укороченными заводскими опорными стойками, а также с высокими опорными стойками или без них.Преимущества:
Технические характеристики
www.zeto.ru
www.zeto.ru Элегазовые выключатели и трансформаторы 110 кВ разработки ЗАО "ЗЭТО" – ЗАО «ЗЭТО»Элегазовые выключатели и трансформаторы 110 кВ разработки ЗАО "ЗЭТО" Техническое перевооружение электросетевого комплекса – как распределительных, так и магистральных сетей – основа модернизации экономики российских регионов. Важнейшим оборудованием сетей являются коммутационные аппараты, от работы которых зависит надежность всех подстанций, линий электропередачи и распределительных устройств во всех режимах эксплуатации. Великолукский завод электротехнического оборудования хорошо известен энергетикам выпускаемыми более полувека высоковольтными разъединителями и защитными аппаратами. Завод не остается в стороне от технического развития. За последние годы номенклатура выпускаемой продукции пополнилась новыми видами оборудования, в том числе с применением элегазовой изоляции, для комплексного удовлетворения потребностей энергетиков в подстанционном оборудовании. В 2009 году ЗАО «ЗЭТО» приняло решение об организации полного технологического цикла производства элегазовых колонковых выключателей серии ВГТ-110 с номинальным током отключения 40 кА. Учитывая технологические особенности элегазового оборудования, для реализации этих целей ЗАО «ЗЭТО» (Великие Луки) создало отдельное предприятие «ЗЭТО – Газовые технологии». За год на предприятии организован технологический цикл с особым контролем ответственных узлов и деталей на каждом этапе производственного процесса. Внедрено новое оборудование и освоены новые технологии, позволяющие изготавливать ответственные узлы сложной конфигурации с высоким качеством. Для сборки элегазового оборудования создан отдельный цех в соответствии с нормами РД 16.066‑05 (Руководящий документ) «Элегазовое электротехническое оборудование» с мерами обеспечения санитарно-гигиенической и экологической безопасности. Цех обеспечен всем необходимым оборудованием для качественной сборки, в том числе установками обмыва покрышек перед сборкой и установками для проверки норм годовой утечки элегаза каждого полюса. Приемо-сдаточные испытания проводятся частично в цехе, частично в высоковольтном зале испытательного центра ЗАО «ЗЭТО». Решение начать выпуск элегазовых выключателей было принято в связи с большой потребностью энергосистем в этих аппаратах. Сегодня число выключателей, отработавших нормативный срок службы, в классе 110 кВ составляет около 40 процентов от общего количества находящихся в эксплуатации. Положения о технической политике энергетиков в различных отраслях предъявляют к современным выключателям особые требования:
Выключатели серии ВГТ-110 производства ООО «ЗЭТО – Газовые технологии» разработаны, изготовлены и испытаны в соответствии с этими требованиями. Среди отличительных особенностей выключателя следует отметить особую конструкцию автокомпрессионной камеры с эффектом термокомпрессии, обеспечивающую надежное отключение полного тока с использованием энергии дуги при коммутации с достаточно низкой энергией взвода пружин привода. Механический ресурс – до 10 000 циклов. Особая конструкция уплотнительных узлов, в том числе гидравлической герметизации узла поворотного механизма в картере полюса, обеспечивает уровень утечки не более 0,5 процента в год. Наличие предохранительной мембраны позволяет сделать выключатель взрыво- и пожаробезопасным. Для подтверждения соответствия коммутационных характеристик выключателя нормам, указанным в ГОСТ 52565‑2006, проведены коммутационные испытания в испытательном центре KEMA. Результаты испытаний положительны, при этом следует отметить следующее: выключатель серии ВГТ-110 производства ООО «ЗЭТО – Газовые технологии» является на данный момент единственным аппаратом, испытанным в полном (неразделенном) цикле О – 0,3 – ОВ – 20 – ОВ (цикл 1а) в режиме отключения полного тока T100S. Кроме того, по утверждению специалистов KEMA, подобные испытания в неразделенном цикле они проводили впервые! Подводя итог, можно утверждать, что элегазовые выключатели серии ВГТ-110 производства ООО «ЗЭТО – Газовые технологии» – уникальные изделия с техническими и эксплуатационными характеристиками, соответствующими высоким требованиям энергетиков. Трансформатор тока серии ТОГФ-110 Трансформаторы тока серии ТОГФ-110 предназначены для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам и устройствам защиты и управления в открытых и закрытых распределительных устройствах переменного тока частоты 50 Гц на номинальное напряжение 110 кВ. Рассчитаны на эксплуатацию на открытом воздухе в районах с умеренным и холодным климатом (климатическое исполнение УХЛ1* по ГОСТ 15150‑69):
Дмитрий ЯРОШЕНКО, главный конструктор www.zeto.ru 2 2 вакуумный выключатель 110 кВ серии врс-11022 ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ 110 кВ серии ВРС-110 Вакуумные выключатели до настоящего времени по классу напряжения сети традиционно занимали нишу до 40 кВ. При этом практически во всех случаях использовались од-норазрывные дугогасительные устройства. Для создания вакуумных выключателей на более высокие напряжения, например на напряжение сети 110 кВ, использовались дугогасительные устройства, состоящие из нескольких одноразрывных камер (выключатели фирм Фуджи, ЭЛВЕСТ и других), что значительно усложняло конструкцию выключателя. Благодаря внедрению современных технологических достижений появилась возможность создания одноразрывной вакуумной дугогасительной камеры на номинальное напряжение сети 110 кВ и разработки соответствующего вакуумного выключателя. Такой выключатель типа ВРС-110 разработан и изготавливается Концерном "Высоковольтный Союз". Выключатель прошел весь цикл типовых испытаний и планируется для установки в эксплуатацию на подстанциях с классом напряжения 110 кВ. Одной из основных технических задач, связанных с применением вакуумных выключателей, является определение уровней коммутационных перенапряжений и разработка эффективных и практически осуществимых мероприятий по их ограничению. Целью данной презентации является :
В качестве программного средства численного анализа переходных процессов применялась программа "ТРИАДА", разработанная на кафедре электрических станций и сетей Санкт-Петербургского государственного технического университета. 1. РАСЧЕТНАЯ СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ И ЕЕ ПАРАМЕТРЫ. Для расчетов перенапряжений при коммутациях трансформаторов были использованы схемы электрические принципиальные подстанций 110 кВ, представленные Заказчиком, Рис. 1. Расчетная схема замещения при отключении электродвигателя. В схему замещения на рис. 1 входят следующие элементы: Для расчетов перенапряжений при отключении трансформаторов вакуумными выключателями была составлена схема замещения, представленная в однолинейном виде на рис. 1. Элементы схемы замещения на рис. 1 определялись следующим образом. Напряжение сети Eс принималось равным 127 кВ.Эквивалентная индуктивность сети Lс определяется по величинам токов короткого замыкания (Iк.з.) на шинах секций. Lc =-314 - к.з.(1) Согласно данным Заказчика величины токов короткого замыкания на шинах подстанций составлялиТаблица 1.
При этом учитывалось, что на подстанциях Южная и Восточная ремонтные перемычки в нормальном режиме включены, и в формировании Сс участвуют удвоенные длины двух-цепных отходящих линий. На ПС Р-29 трансформаторы Т1 и Т2 подключены к 1 и 2 секциям соответственно. Также к секциям 1 и 2 в нормальном режиме подключено по две отходящих одноцепных линии. Таким образом суммарные длины отходящих ВЛ по данным Заказчика (Приложение 2) составили Таблица 2.
Для расчетов перенапряжений принято использовать эквивалентную величину погонной емкости, которую можно оценить по величине зарядного тока (зарядной мощности). Для В Л 110 кВ с сечением проводов от 70 до 240 мм2 согласно справочным данным [1] величины зарядного тока находятся в пределах 18 - 20 А/100 км линии. Если принять для определенности среднюю величину 19 А/100 км, то этому будет соответствовать величина погонной емкости 9,5 нФ/км. Емкость конденсатора связи 6,4 нФ добавлялась к емкости сети, если он был подключен к ВЛ. Таким образом суммарные длины отходящих ВЛ по данным Заказчика (Приложение 2) и величины Сс составили Таблица 2.
Эквивалентное демпфирующее сопротивление сети Rс предусмотрено для учета затухания свободных колебаний на шинах секций. Для расчетов коммутационных перенапряжений при отключении трансформаторов были выбраны следующие режимы с индуктивным характером отключаемого тока:
Величина емкости Ст, параллельной обмотке ВН трансформатора, равна емкости ошиновки плюс емкость ввода. Емкость ошиновки определялась умножением длины ошиновки от выключателя до зажимов трансформатора на величину погонной емкости ошиновки, принятой равной 8 пФ/м по [2]. Емкости вводов 110 кВ приняты равными 400пФ. Таким образом: для ПС Южная и Восточная Ст = 15 м х 8 пФ/м +400 пФ = 520 пФ для ПС Р-29 - Ст = 20 м х 8 пФ/м +400 пФ = 560 пФ. Величина Rт определялась по величине потерь холостого хода. Используемые в расчетах характеристики трансформаторов приведены в таблице3. Таблица 3.
Поскольку на данном этапе разработки выключателя отсутствуют экспериментальные данные, по которым можно было бы оценить скорость нарастания и конечную величину электрической прочности межконтактного промежутка, то для проведения расчетов данные параметры математической модели вакуумного выключателя ВРС-110 были выбраны, исходя из следующего:
В соответствии с "Методическими указаниями по применению ограничителей в электрических сетях 110 - 750 кВ" [3] выбор ОПН в сетях 110 кВ производится по следующим показателям и условиям: По наибольшему рабочему напряжению. Согласно ГОСТ 1516.3-96 наибольшее рабочее напряжение сети 110 кВ не должно превышать 126 кВ. При этом наибольшее рабочее напряжение ОПН должно быть не менее Uн.р. = (126/√3)∙1,05 = 76,4 кВ. Поскольку к шинам 110 кВ рассматриваемых подстанции не подключены потребители с нагрузкой, содержащей высшие гармоники, например - тяговые подстанции, то дополнительного учета влияния высших гармоник не требуется. В дальнейшем для определенности примем Uн.р. = 77 кВ, как одно из ближайших значений у выпускаемых ОПН. По условиям работы в квазистационарном режиме. В качестве типового расчетного случая квазистационарного режима для рассматриваемой точки сети 110 кВ принято считать однофазное короткое замыкание на землю, при котором увеличиваются напряжения на "здоровых" фазах. Поскольку в нормальном режиме нейтрали трансформаторов глухо заземлены, то существенного повышения напряжения на здоровых фазах при однофазном замыкании на землю не ожидается. Для получения запаса может быть принят коэффициент повышения напряжения, равный 1,4, тогда наибольшая ожидаемая величина квазиустановившегося перенапряжения будет составлять Uк.п. = 1,4-(126/л/3) = 102 кВ. В качестве предварительного варианта ОПН рассматривается планируемый к установке ОПНп-110/550/77-IV-УХЛ1 производства ЗАО "Полимер-Аппарат". По представленной предприятием - изготовителем вольт-временной характеристике, соответствующей случаю максимального нагружения ОПН, рис. 2, и по соотношению Uк.п./Uн.р. = 102/77 = 1,32 определяем, что в этом случае ОПН выдержит перенапряжения в квазистационарном режиме в течение примерно 1 секунда, что может быть недостаточным, если считать, что максимальное время работы защит, равное 4 с. Если увеличить Uн.р. до 84 кВ, то по соотношению Uк.п./Uн.р. = 102/84 = 1,21 можно определить, что в квазистационарном режиме ОПН выдержит примерно 100 с. По энергоемкости. Наибольшая суммарная протяженность отходящих ВЛ соответствует подстанции Р-29 и составляет 25,72 км. Иные объекты с большой емкостью отсутствуют. Энергию (Wопн), поглощаемую ОПН при ограничении коммутационных перенапряжений, приходящих с В Л 110 кВ можно оценить по формуле WonH = ((Uкп. мах)2 - (Uoct.)2 )-Свл/2, где ( ) Свл - емкость воздушной линии, Свл = 0,0058 (мкФ/км)-25,79 км = 0,149 мкФ, Uкп мах. - наибольшее расчетное коммутационное напряжение, принятое равным для сети 110 кВ 3Uф., Uост. - наименьшая величина остающегося напряжения на ОПН при ограничении коммутационных перенапряжений, принята равной 182 кВ. Для рассматриваемых ВЛ величина Wопн = 5,8 кДж или 0,061 кДж/кВ наибольшего рабочего напряжения ОПН, предполагаемого к установке. Соответствующая величина удельной поглощаемой энергии предполагаемого к установке ОПН составляет 3,1 кДж/кВ наиб, раб. напряжения. По уровню ограничения перенапряжений. Остающееся напряжение ОПН при разрядном токе 8/20 мс амплитудой 10 кА составляет 244 кВ, что ниже испытательного напряжения 450 кВ грозового импульса для силового трансформатора 110 кВ. Величина одноминутного испытательного напряжения промышленной частоты изоляции относительно земли обмоток 110 кВ силовых трансформаторов составляет 200 кВ, что соответствует 200∙√2∙1,15 = 325 кВ коммутационного импульса. Уровни ограничения перенапряжений рассматриваемых ОПНп-110/550/84-IV-УХЛ1 находятся в пределах 185 - 201 кВ коммутационного импульса, т. е. значительно ниже соответствующих испытательных напряжений изоляции защищаемого оборудования. По величине тока взрывобезопасности. Величина тока взрывобезопасности должна быть выше наибольшей величины тока короткого замыкания в данной точке сети. Наибольшая величина тока к.з, равная 23 кА,. имеет место на подстанции Р-29, что значительно ниже величины тока взрывобезопасности, ОПНп-110/550/84-IV-УХЛ1, равной 40 кА. Заключение по выбору ОПН 110 кВ. Для защиты силовых трансформаторов 110 кВ от грозовых и коммутационных перенапряжений на подстанциях Южная, Восточная и Р-29 могут быть применены ОПНп-110/550/84-IV-УХЛ1 производства ЗАО "Полимер-Аппарат". Исполнение ОПН по степени загрязнения и по климатическим условиям эксплуатации могут быть уточнены в проекте. Возможно применение ОПН других производителей, имеющих характеристики, не уступающие характеристикам выбранного ОПН. 2. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ И ИХ АHАЛИЗ. В расчетах предполагалось, что при отключении индуктивных токов в диапазоне от 0.1 Iн до Iк.з. размыкание контактов выключателя происходит при подходе тока к нулевому значению. В этом случае, как показывает опыт расчетов и экспериментальные данные, следует ожидать наибольших перенапряжений вследствие повторных пробоев между контактами. В расчетах при отключении токов холостого хода предполагалось, что обрыв тока может произойти в любой момент его полуволны вследствие нестабильности дуги в диапазоне от нуля до максимальной величины тока среза. При этом момент размыкания контактов в расчетах соответствовал началу полуволны тока. Как показали расчеты, при отключении индуктивных токов трансформаторов повторные пробои между контактами выключателя могут иметь место во всех рассмотренных режимах. Наибольшие перенапряжения в отсутствии ОПН имеют место при отключении индуктивных токов (0,1 - 0,3) Iн и находятся в пределах (206 - 234) кВ или (2,0 - 2,3) Uф. По своей величине такие перенапряжения не представляют опасности для изоляции трансформаторов, т. к. они не превышают уровней испытательных напряжений ни грозового импульса (550 кВ), ни амплитуды промышленной частоты (200х√2 = 283 кВ). Однако, учитывая, что эти перенапряжения сопровождаются многочисленными высокочастотными перепадами (срезами), которые негативно влияют на витковую изоляцию обмоток, целесообразно принять меры к ограничению этих перенапряжений. Как показали расчеты, при установке ОПН величины перенапряжений при отключении индуктивных токов (0,1 - 0,3) Iн снижаются до (137 - 157) кВ или (1,3 - 1,5) Uф, что соответственно также снижает опасные воздействия на витковую изоляцию обмоток. С целью определения влияния величины эквивалентной емкости сети Сс на уровни перенапряжений при работе вакуумного выключателя были проведены сравнительные расчеты, результаты которых отражены в Приложении 4. Изменение Сс в сторону примерно на 100 нФ уменьшения (строка "Южная, Сс уменьшена, Сс = 147,4 нФ") либо в сторону увеличения (строка "Южная, Сс увеличена, Сс = 340 нФ") не оказывает заметного влияния на расчетные величины максимальных напряжений. Расчетами также показано, что замена существующих трансформаторов на ПС Восточная на трансформаторы мощностью 25000 кВА не оказывает существенного влияния на расчетные уровни перенапряжений (см. Приложение 4, строка "Восточная", Т* планируемый на замену) и не является препятствием для установки вакуумного выключателя ВРС-110. 3. ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ. 3.1. При отключении вакуумными выключателями типа ВРС-110 производства Концерна "Высоковольтный Союз" индуктивных токов трансформаторов 110 кВ на подстанциях ПО кВ Южная, Восточная и Р-29 ОАО "МРСК Юга" возникают перенапряжения с амплитудой до 2,3 Uф. 3.2. Для ограничения перенапряжений при отключении вакуумными выключателями ВРС-110 трансформаторов 110 кВ на подстанциях ПО кВ Южная, Восточная и Р-29 рекомендуется установка ОПН типа ОПНп-110/550/84-IV-УХЛ1 производства ЗАО "Полимер-Аппарат" либо ОПН других производителей с аналогичными характеристикам mognovse.ru | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
