Eng Ru
Отправить письмо

Назначение и устройство привода высоковольтного выключателя. Выключатели высоковольтные


12 Лекция 12. Высоковольтные выключатели

Содержание лекции: назначение и основные параметры выключателей. Вакуумные выключатели. Элегазовые выключатели.

Цель лекции: изучение принципа действия и конструкции современных высоковольтных вакуумных и элегазовых выключателей.

12.1 Назначение. Основные параметры

Выключатели вы­сокого напряжения предназначены для коммутации цепей переменного тока высокого напряжения и отключения токов КЗ.

В соответствии с существующими стандартами выключатели характеризуются следующими параметрами:

Номинальный ток отключения представляет собой наибольшее действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент размыкания контактов выключателя, который выключатель способен отключить. Характеризует отключающую способность выключателя и его дугогасительного устройства.

Номинальный ток включения – это максимальный (ударный) ток КЗ, который выключатель способен включить без сваривания контактов и других повреждений, препятствующих нормальной работе.

Время отключения выключателя – это время от подачи команды на отключение до момента погашения дуги.

Еще совсем недавно в электроэнергетике широко применялись различные типы выключателей, на подстанциях чаще всего встречались масляные выключатели.

В настоящее время их вытесняют вакуумные и элегазовые выключатели. Рассмотрим конструкции и принцип действия этих выключателей.

12.2 Вакуумные выключатели

12.2.1 Гашение дуги в вакуумной среде

В вакуумном дугогасительном устройстве (ДУ) контакты расходятся в среде, в которой элек­трический пробой между электродами затруднен из-за отсутствия носителей зарядов. Однако и в этом случае дуга между контактами возникает.

Процесс горения и гашения дуги в вакууме при перемен­ном токе происходит следующим образом.

При размыкании контактов контактное нажатие непрерывно уменьшается, а переходное сопротивление контактов увеличивается и при нажатии, равном нулю, стремится к бесконечности. Даже при небольших токах в момент размыкания контактов из-за выделения большого количества тепла материал контак­тов плавится и образуется жидкий металлический мостик, который под действием высокой температуры нагревается и испаряется. При разрыве мостика загорается дуга, кото­рая горит в среде паров металлов электродов. Прак­тически через 10 мкс после прохождения тока нуля между контактами восстанавливается электрическая прочность вакуума. Это вызвано очень быстрой диффузией зарядов из-за большой разницы в плотностях частиц в дуге и окружающем ее вакууме.

Боль­шим достоинством этого ДУ является высокая скорость восстановления электрической прочности промежутка. Ва­куумные выключатели считаются в настоящее время наиболее эффек­тивными и долговечными. Применяются на напряжение до 35 кв. Их срок службы без ревизии до­стигает 25 лет. Для нормальной работы вакуумного выключателя имеет большое значение дегазация контактов, так как адсорбированные ими газы при разогреве выделяются и ухудшают вакуум. С целью удаления газовых включений из контактов их на­гревают в течение нескольких часов до красного каления.

Для вакуумной дуги характерен обрыв (срез) тока при подходе к нулевому значению. Это объясняется тем, что при уменьшении тока пада­ет давление паров металла. В результате дуга становится неустойчивой и гаснет.

Резкое уменьшение тока может вызывать перена­пряжения, опасные для отключаемого оборудования. Ток среза зависит как от параметров отключаемой цепи, так и от свойств материала контактов. Вольфрам обладает ус­тойчивостью к свариванию, высокой температурой плавле­ния и износостойкостью. Однако при вольфрамовых кон­тактах значения тока среза и перенапряжений очень высо­ки, так как пары вольфрама создают низкое давление. Перенапряжения при медных контактах в 2,5 раза ниже, но они более подвержены свариванию и износу. Эти противо­речия устраняются сегодня разработкой и применением специальной металлокерамики.

Среди известных производителей вакуумных выключателей можно выделить следующие фирмы:

в России - «Таврида Электрик» и НПО « Контакт» (г. Саратов).

в Германии - концерн «Сименс».

На Украине – Ровенский завод высоковольтной аппаратуры

Рассмотрим устройство вакуумного выключателя, выпускаемого предприятием « Таврида Электрик», экземпляр которого имеется на кафедре ЭПП.

studfiles.net

Воздушные выключатели. Высоковольтные выключатели переменного тока



В выключателях рассматриваемого вида гашение дуги происходит в продольном потоке воздуха при давлении 2-4 МПа и выше. Опыт показывает, что для гасительного устройства с одним разрывом при заданном давлении воздуха произведение напряжения и наибольшего отключаемого тока остается постоянным при изменении тока в широких пределах. Поэтому гасительное устройство с одним разрывом может быть использовано для отключения значительного тока только при относительно небольшом напряжении. Выключатели напряжением 220 кВ и выше должны иметь несколько разрывов, включенных последовательно. Так, например, при давлении воздуха 4 МПа и напряжении 110 кВ выключатель с одним разрывом способен отключить ток около 40кА. Выключатель 220 кВ должен иметь два разрыва, а выключатель 500 кВ - четыре разрыва.

Воздушные выключатели с номинальным напряжением от 110 до 1150 кВ проектируют сериями и собирают из унифицированных частей, из которых важнейшим является дугогасительный модуль с двумя разрывами, рассчитанный на некоторое условное напряжение порядка 110-250 кВ в зависимости от давления воздуха. Число модулей, включенных последовательно, выбирают в соответствии с номинальным напряжением.

Схема, поясняющая влияние емкостей на распределение напряжения между разрывами воздушного выключателя

Рис.1. Схема, поясняющая влияние емкостей на распределение напряжениямежду разрывами воздушного выключателя

Необходимым условием удовлетворительной работы выключателей с многократным разрывом является равномерное распределение восстанавливающего напряжения между разрывами. Опыт показывает, что это напряжение распределяется далеко неравномерно, если для этого не приняты особые меры. Объясняется это наличием емкостей фарфоровых колонн относительно земли, обозначенных на рис.1 через С1. Чтобы обеспечить равномерное распределение напряжения между разрывами при любой частоте восстанавливающегося напряжения, целесообразно применение емкостных делителей напряжения (рис.2,а).

Схема включения конденсаторов и шунтирующих резисторов у воздушного выключателя

Рис.2. Схема включения конденсаторов и шунтирующихрезисторов у воздушного выключателя

Воздушные выключатели, чувствительные к скорости восстанавливающегося напряжения, обычно снабжают также шунтирующими резисторами, включенными параллельно каждому разрыву (рис.2,б). При этом в каждом разрыве необходимы небольшие гасительные устройства (обозначены 1', 2', 3', 4') для отключения сопровождающего тока.

Выключатели серии ВВБ

Выключатели этой серии изготовляет ПО «Электроаппарат» для номинальных напряжений от 110 до 750 кВ. Дугогасительные модули с двумя разрывами и односторонним дутьем имеют условное напряжение 110 кВ. Число модулей у выключателей с номинальным напряжением 110, 220, 330, 500 и 750 кВ равно соответственно 1,2,4,6 и 8. Модули устанавливают на колоннах из фарфоровых изоляторов. Выключатели 110 кВ имеют один модуль и одну опорную колонну. Выключатели 220-750 кВ имеют по два модуля на каждой колонне, расположенных один над другим и соединенных последовательно перемычкой (рис.3).

Выключатель серии ВВБ-220 с двумя модулями на одной колонне

Рис.3. Выключатель серии ВВБ-220 с двумя модулями на одной колонне: 1 - шкаф управления; 2 - опорный изолятор; 3 - дугогасительное устройство; 4 - делитель напряжения; 5 - соединительный проводник; 6 - шунтирующий резистор

Давление воздуха для выключателей 110, 220 и 500 кВ равно 2 МПа; для выключателей 750 кВ - 2,6 МПа; для выключателей 330 кВ - 2 и 2,6 МПа. Выключатели 110 и 220 кВ имеют шунтирующие резисторы с сопротивлением 50-100 Ом; выключатели 330, 500 и 750 кВ шунтирующих резисторов не имеют. Номинальные токи отключения выключателей серии ВВБ равны 31,5 и 40 кА в зависимости от исполнения.

Выключатели серии ВВБ имеют пневматическую систему управления. Пусковые клапаны для включения и отключения с соответствующими электромагнитами расположены у основания выключателя, около ресивера с запасом сжатого воздуха, и находятся под потенциалом земли. В полых опорных колоннах проложены воздуховоды из изоляционного материала, из которых один служит для пополнения бачков сжатым воздухом, а второй для управления контактами и дутьевыми клапанами модулей, находящихся под напряжением.

Дугогасительное устройство выключателя серии ВВБ

Рис.4. Дугогасительное устройство выключателя серии ВВБ

Дугогасительное устройство выключателя серии ВВБ показано на рис.4. Здесь 1 - стальной бачок с литыми вводами (на рисунке не показаны), заполненный воздухом под давлением; 2 - неподвижные контакты, укрепленные на вводах; 3 - подвижная траверса с пальцевыми контактами 4; 5 - металлические сопла; 6 - механизм, фиксирующий положение траверсы; 7 - тарелка дутьевого клапана; 8 - поршень; 9 - шток.

Снизу к бачку прикреплен дутьевой клапан прямого действия, который состоит из следующих частей: корпуса 10, цилиндра 11 с поршнем 12, кольцом 13 и пружиной 14. Поршень 12 соединен полым штоком 15 с тарелкой 7 дутьевого клапана.

На рис.4 дугогасительное устройство показано в положении «включено». При этом контактная траверса находится в нижнем положении, контакты замкнуты, а тарелка дутьевого клапана 7 прижата к седлу давлением воздуха в бачке.

Процесс отключения протекает следующим образом. При КЗ реле защиты замыкает цепь электромагнита отключения; открывается соответствующий пусковой клапан и сжатый воздух из ресивера по воздуховоду 17 поступает под поршень 12 дутьевого клапана. Поршень перемещается вверх вместе с кольцом 13 и тарелкой 7, открывая выход воздуху из бачка наружу через отверстие 16. Одновременно с тарелкой 7 перемещается и поршень 8 со штоком 9 и траверсой 3. Между неподвижными контактами 2 и стенками сопел 5 зажигаются дуги, которые гасятся в потоке воздуха.

Дутьевой клапан открыт до тех пор, пока силы, действующие на поршень 12 снизу, не сравняются. Снизу на поршень действует воздух, подаваемый из ресивера, сверху - сила пружины 14 и сжатый воздух, просачивающийся снизу через дроссель, встроенный в поршень 12 (на рисунке не показан). Когда давление воздуха на поршень сверху и снизу сравняется, он переместится вниз вместе с тарелкой 7; дутьевой клапан закроется.

Продолжительность дутья можно регулировать с помощью дросселя.

Посте закрытия дутьевого клапана поршень 8 удерживается в верхнем положении сначала давлением воздуха снизу, а затем - фиксирующим механизмом 6.

Для включения выключателя необходимо выпустить воздух из-под поршня 12 через воздуховод 17. Тогда давление воздуха под и над поршнем 12, а также под поршнем 8 понизится.

Когда давление под поршнем 8 окажется меньшим, чем над ним, он опустится вместе со штоком 9, преодолев сопротивление фиксирующего механизма. Контакты выключателя замкнутся.

Выключатели серии ВВБК

Выключатели этой серии строят для номинальных напряжений от 110 до 500 кВ. Они отличаются от выключателей серии ВВБ давлением воздуха, которое повышено до 4 МПа. Дугогасительное устройство с односторонним дутьем заменено устройством с двухсторонним дутьем. Это позволило увеличить условное напряжение модуля до 250 кВ и уменьшить их число. Выключатели 110 кВ имеют один модуль, выключатели 220 и 330 кВ - два и выключатели 500 кВ - четыре модуля (рис.5). Увеличены номинальные токи. Пневматическая система управления заменена пневмомеханической, что позволило уменьшить время отключения до двух периодов. Механическая передача размещена в отдельной колонке, расположенной рядом с опорной колонной.

Выключатель серии ВВБК, 500 кВ

Рис.5. Выключатель серии ВВБК, 500 кВ: 1 - шкаф управления; 2 - опорная колонна; 3 - колонка управления; 4 - модуль; 5 - промежуточные изоляторы; 6 - делитель напряжения; 7 - токоведущая перемычка

Дугогасительное устройство выключателя серии ВВБК

Рис.6. Дугогасительное устройство выключателя серии ВВБК

На рис.6 приведен разрез дугогасительного устройства выключателя серии ВВБК. Как видно из рисунка, в неподвижные контакты 1 введены каналы дополнительного дутья 2, управляемые клапанами 3 и 4. Вынос продуктов горения из каналов дополнительного дутья происходит через внутренние полости токоведущих стержней вводов. Эффективность дутья резко повышена при незначительно увеличенном расходе воздуха. Дугогасительные контакты выполнены в виде пальцев.

Выключатели серии ВНВ

Выключатели этой серии изготовляет ПО «Уралэлектротяжмаш» для номинальных напряжений от 110 до 1150 кВ. Дугогасительный модуль с двумя разрывами рассчитан на условное напряжение 250 кВ при давлении воздуха 4 МПа. Такой укрупненный по напряжению модуль позволяет уменьшить их число сравнительно с выключателями серий ВВБ и ВВБК. Так, например, выключатели 220 кВ имеют один модуль, выключатели 500 кВ - два и выключатели 750 кВ - три модуля. Каждому модулю соответствует опорная колонна, высота которой определяется номинальным напряжением выключателя. Колонны каждого полюса установлены на общем горизонтальном ресивере с запасом сжатого воздуха, сообщающимся с внутренними полостями колонн и через них - с дугогасительными модулями (рис.7).

Выключатель серии ВНВ, 750 кВ

Рис.7. Выключатель серии ВНВ, 750 кВ: 1 - ресивер сжатого воздуха; 2 - опорная колонна; 3 - экран; 4 - модуль; 5 - делитель напряжения

Таким образом, фарфоровые колонны должны выдерживать внутреннее давление 4 МПа. С учетом этого требования они усилены встроенными стеклоэпоксидными цилиндрами, стягивающими изоляторы и тем самым увеличивающими их механическую прочность.

В выключателях серии ВНВ применена система управления с механической передачей движения от привода, расположенного у основания выключателя, к подвижным контактам дугогасительного устройства с помощью системы рычагов и тяг, расположенных в ресивере и опорных колоннах.

Схема управления выключателем серии ВНВ

Рис.8. Схема управления выключателем серии ВНВ

На рис.8 приведена схема управления полюса выключателя 500 кВ с двумя модулями и двумя колоннами. Поскольку модули одинаковы и разрывы симметричны относительно вертикальной оси модуля, на рисунке показан разрез половины модуля.

Модуль состоит из следующих частей: стального корпуса, стеклоэпоксидных вводов с фарфоровым покрытием; контактной системы; сопел; выхлопных клапанов; привода выхлопных клапанов; системы рычагов и тяг.

Привод состоит из поршневого устройства; пусковых клапанов отключения и включения с соответствующими электромагнитами: вспомогательных клапанов.

При подаче команды на отключение срабатывает электромагнит 1 и открывает пусковой клапан отключения 2. Сжатый воздух из ресивера поступает в полость А над поршнем 3 привода полюса. Поршень перемещается вниз и своим штоком 4 воздействует на угловые рычаги 5, связанные металлическими тягами 6 с угловыми рычагами 7 и изоляционными тягами 8. Тяга 8 в каждой колонне соединена со штоком 9, на котором имеется планка (коромысло) 10, соединенная с угловыми рычагами 11. При движении тяги вниз угловые рычаги поворачиваются: левый по часовой стрелке, правый - против часовой стрелки; при этом вертикальные плечи этих же рычагов, соединенные серьгами 12 с подвижными контактами 13, перемещают их вдоль горизонтальной оси модуля навстречу друг другу.

В процессе перемещения подвижного контакта 13 сначала размыкаются главные рабочие контакты 14, а затем дугогасительные 15. Пластины дугогасительных контактов образуют неподвижное сопло, связанное с выхлопной полостью, находящейся при включенном положении выключателя под атмосферным давлением. В самом начале движения контакта 13 (еще до размыкания главных рабочих контактов 14) торец этого контакта отрывается от седла клапана 16, в которое он упирается во включенном положении, и тем самым отделяет заполненную сжатым воздухом полость дугогасительной камеры от внутренней полости контактов, соединенной с атмосферой.

Несколько позднее при размыкании дугогасительных контактов возникает дуга с основаниями на дугогасящей пластине и на внутренней поверхности подвижного контакта 13. Потоком сжатого воздуха она сдувается в сопло неподвижного контакта и в расположенное на оптимальном расстоянии от него подвижное сопло 17. В дальнейшем контакт 13 отходит на полное изоляционное расстояние и прячется за электростатический экран 18.

Одновременно при движении тяги 8 вниз шток 19, являющийся продолжением штока 9, выступом 20 воздействует на рычаг 21, который, поворачиваясь, открывает оперативный клапан 22. При этом сжатый воздух из полости над поршнем 23 привода выхлопных клапанов через змеевик 24 выходит в атмосферу. Поршень 23 освобождает рычаги 25 и 26. Под действием разности давлений в камере и выхлопной полости подвижное сопло 17 движется вправо и своим торцом садится на седло клапана 27, прекращая выхлоп воздуха в атмосферу. Одновременно под действием пружины закрывается выхлопной клапан 28, соединенный металлической тягой 29 и изоляционной тягой 30 с рычагом 26. Истечение воздуха через сопло неподвижного контакта прекращается. На этом процесс отключения заканчивается.

При подаче команды на включение срабатывает электромагнит 31 и открывает пусковой клапан 32, который подает сжатый воздух на поршень клапана 33 и по трубке 34 на поршень 35, закрывающий клапан отключения 2. Клапан отключения закрывается и прекращает подачу воздуха из ресивера в полость А. Одновременно с этим открывается клапан 33 и воздух из полости А вытекает в атмосферу. Под действием включающей пружины 36 шток 19 перемещается вверх, возвращает поршень 3 привода выключателя в исходное положение и смыкает подвижные контакты с неподвижными.

В конце хода подвижный контакт упирается своим торцом в седло клапана 16 и отсекает полость гасительной камеры от атмосферы: одновременно при своем движении шток 19 выступом 20 воздействует на рычаг 21, который, поворачиваясь, закрывает оперативный клапан 22 и подает сжатый воздух на поршень 23 привода выхлопных клапанов. Поршень опускается и своим штоком воздействует на рычаги 25 и 26, которые в свою очередь открывают выхлопные клапаны (клапан 28 и подвижное сопло), соединяя внутренние полости контактов с атмосферой. После снятия командного импульса контактно-сигнальным блоком (на рисунке не показан) и выхода воздуха из полости А в атмосфер) клапаны 32, 33 и поршень 35 возвращаются в исходное положение возвратными пружинами.

Воздухонаполненные вводы прикреплены к металлическому корпусу модуля на петлях и могут поворачиваться в горизонтальной плоскости вместе с токоведущими стержнями и неподвижными контактами, что упрощает ремонт, поскольку отпадает необходимость в дополнительных подъемных устройствах.

Выключатели серии ВВГ-20

Выключатели серии ВВГ предназначены для генераторов; они рассчитаны на номинальное напряжение 20 кВ, номинальный ток 20 кА и номинальный ток отключения 160 кА. Давление воздуха 2 МПа.

Выключатель типа ВВГ-20

Рис.9. Выключатель типа ВВГ-20

Полюс выключателя показан на рис.9,а. Он имеет две главные дугогасительные камеры с разрывами 2 и 3 (рис.9,б), шунтированные резисторами 4 и 5 (по 0,8 Ом каждый), и вспомогательную камеру с разрывом 6, шунтированную резистором 8 (14 Ом), подключенным через искровой промежуток 7.

При отключении выключателя сначала размыкается разъединитель 1. Сжатый воздух поступает из ресивера в главные дугогасительные камеры, а также во вспомогательную камеру. Размыкаются контакты 2 и 3 и гасятся дуги, возникшие в этих разрывах. Размыкается вспомогательный контакт 6; возникшая дуга в зависимости от восстанавливающегося напряжения может погаснуть или без переброса на искровой промежуток 7, или с перебросом, что вызывает подключение резистора 8. После прекращения дутья главные и вспомогательный контакт 6 замыкаются. Размыкается отделитель 9.

При включении выключателя сначала включается отделитель, а затем разъединитель.

Выключатели серии ВВГ-20 предназначены для внутренней установки и требуют усиленной вентиляции помещения.

Подготовка воздуха

Распределительное устройство, оборудованное воздушными выключателями, нуждается в установке для подготовки воздуха высокого давления, его очистки и осушки. Пыль, содержащаяся в воздухе, засоряет клапаны, создает неплотности, снижает разрядное напряжение изоляции. Особенно опасна влага, которая при понижении температуры может конденсироваться в воздуховодах. Зимой в трубах и клапанах возможно образование льда и нарушение проходимости. Стальные части при наличии влаги подвержены коррозии. Конденсация влаги на внутренних поверхностях изоляции снижает ее электрическую прочность и может привести к перекрытию.

Очистка воздуха от пыли производится с помощью фильтров, устанавливаемых на всасывающих патрубках компрессоров. Применение получили масляные (висциновые) фильтры, которые имеют ряды металлической сетки, смоченной маслом с низкой температурой замерзания. При прохождении воздуха через фильтр пыль оседает па поверхности масла.

Осушка воздуха производится термодинамическим способом: воздух подвергают сжатию до давления, превышающего номинальное давление сети не менее чем в 2 раза. С этой целью применяют компрессоры, обеспечивающие соответствующее давление. При сжатии воздуха температура его повышается. При последующем охлаждении до начальной температуры большая часть пара конденсируется. Образовавшуюся в охлаждающем змеевике воду спускают. После этого воздух подвергают расширению через редукционный клапан, чтобы снизить давление до рабочего. Вследствие увеличения объема воздуха его относительная влажность, представляющая собой отношение массы водяного пара, содержащегося в воздухе, к максимально возможному содержанию его, т.е. массе насыщенного пара в том же объеме при заданной температуре, уменьшается пропорционально уменьшению давления. Следовательно, относительная влажность воздуха после его расширения получается равной 0,5 и опасность конденсации водяного пара значительно снижается.

Для надежной работы выключателей осушка воздуха описанным способом недостаточна, поскольку колебания температуры при наружной установке значительны. Приходится принимать меры к дальнейшему уменьшению содержания влаги с помощью адсорбентов, т.е. веществ, обладающих способностью поглощать влагу. К ним относятся силикагель (SiO•Н20), алюмогель (Аl203хН20) и др. Адсорбенты удерживают влагу в порах, не вступая в химическое соединение. Регенерацию использованного адсорбента осуществляют периодически путем нагревания его в течение нескольких часов.

Осушка воздуха термодинамическим способом с последующей обработкой его адсорбентами позволяет получить воздух с ничтожным содержанием водяного пара, при котором точка росы лежит значительно ниже минимальной температуры воздуха летом и зимой.

В качестве компрессоров используют многоступенчатые компрессоры двойного действия с воздушным охлаждением и приводом от асинхронных электродвигателей.

Воздуховоды изготовляют из стальных труб с антикоррозийным покрытием во избежание образования ржавчины, которая может быть занесена в выключатели.

Воздухоприготовительная установка электростанции обычно состоит из трех блоков, каждый из которых может работать самостоятельно. Между блоками предусматривают перемычки с соответствующими запорными вентилями, позволяющими в случае необходимости подавать воздух в ресивер одного блока от компрессора другого блока. Установка полностью автоматизирована. Компрессоры работают периодически. Пуск осуществляется от контактных манометров при понижении давления в ресиверах высокого давления. Подача воздуха через редукционные клапаны в ресиверы рабочего давления производится также автоматически при понижении давления в последних.

Достоинство воздушных выключателей по сравнению с масляными заключается в их быстродействии. Однако воздушные выключатели значительно сложнее масляных и имеют большую стоимость.

В последнее время заметна тенденция к замене части воздушных выключателей элегазовыми. Так, например, воздушные выключатели 110 и 220 кВ нормального климатического исполнения сняты с производства и заменены элегазовыми.



www.gigavat.com

Приводы высоковольтных выключателей. Их устройство и назначение

Для управления высоковольтными выключателями служат приводы, которые осуществляют ручное, дистанционное или автоматическое включение и отключение.

Приводы высоковольтных выключателей разделяют на пневматические, грузовые и пружинные, ручные, электродвигательные и электромагнитные. По роду действия приводы бывают косвенного и прямого действия.

В приводах прямого действия движение включающего устройства передается непосредственно на приводной механизм в момент подачи импульса от источника энергии. Такие устройства потребляют много энергии.

В приводах косвенного действия энергия, необходимая для включения, предварительно запасается в специальных устройствах: грузах, маховиках, пружинах и прочих устройствах.

В ручных же приводах применяют мускульную силу человека. Это самые дешевые и простые приводы прямого действия. Они применимы к небольшим масляным выключателям с усилиями для включения не более 25 кг и токами ударного короткого замыкания не более 30 кА.

Ниже показан общий вид ручного автоматизированного привода типа ПРБА:

obshhij-vid-privoda-vysokovoltnogo-vyklyuchatelya-tipa-prba

Привод состоит из корпуса и встроенного в него механизма, который управляется с помощью внешнего рычага управления. В релейную коробку встраивается реле максимального тока и реле минимального напряжения, которые отслеживают аварийные режимы в сети и производят отключения высоковольтного выключателя. Таким образом, выключение высоковольтного выключателя может производиться либо автоматически, под действием аппаратов защиты, либо вручную, с помощью ручки управления. Включения производится только вручную.

ПРБА снабжается указателем для сигнализации включения/отключения высоковольтного выключателя (блинкером).

Повышение надежности электроснабжения и повсеместная автоматизация потребовали создания специальных схем автоматического ввода резерва (АВР), автоматического повторного включения (АПВ) и других схем. Выполняют эту задачу пружинные и грузовые приводы косвенного действия. Достоинство их состоит в том, что они просты, удобны в обслуживании, имеют довольно малую потребляемую мощность и надежно работают как на оперативном постоянном, так и на переменном токе. С их помощью можно производить дистанционное и ручное управление,  а также автоматическое подключение резервных линий и трансформаторов и их повторное включение. Возможность приводов работать на переменном токе исключает необходимость установки на подстанциях аккумуляторных батарей или других источников постоянного тока.

На рисунке ниже показан общий вид универсального пружинно-грузового привода типа УПГП:

obshhij-vid-pruzhinno-gruzovogo-privoda-upgp

Привод состоит из следующих элементов:

  • Механизма свободного расцепления и отключения;
  • Механизм отключения под воздействием реле и электромагнитов отключения;
  • Механизм включения;
  • Механизм запуска устройства повторного включения;
  • Кнопки для ручного управления;
  • Счетчик количества отключений;
  • Механизм блок контактов для сигнализации положения масляного выключателя и аварийного отключения;

Для взвода пружины привод снабжается небольшим электродвигателем на 220 В или 110 В постоянного или переменного тока.

Пружинные приводы (ПП и ППМ) по принципу действия отличаются от грузовых приводов тем, что вместо груза в них используется стальная мощная спиральная заводная пружина, монтируемая внутри обвода штурвала выключателя. Для включения выключателя пружина в устройстве типа ПП предварительно заводится поворотом штурвала. В устройствах типа ППМ завод пружины может осуществляться дистанционно при помощи небольшого электродвигателя или вручную. Пружинные приводы выполняют те же операции, что и грузовые или пружинно-грузовые.

Ручные, грузовые и пружинные механизмы получили широкое применение на городских распределительных пунктах и подстанциях промышленных предприятий, имеющих высоковольтные выключатели. На городских питающих центрах и электрических станциях высоковольтные выключатели снабжаются обычно электромагнитными (соленоидными) устройствами типа ПС.  Как и для всех устройств прямого действия, им нужен значительный ток (для некоторых типов 100 А и больше), особенно в момент включения. Их достоинство в простоте конструкции и надежности работы, также они могут обеспечить любые схемы защиты. Однако их изготавливают для работы на постоянном токе. Это связано с тем, что аналогичные механизмы переменного тока имеют большие габариты, токи включения, а также имеют сложную и дорогую конструкцию.

elenergi.ru

Высоковольтный выключатель — википедия фото

Изолирующей и гасящей средой выключателей служит гексафторид серы SF6 (элегаз). Выключатели представляют собой трехполюсный аппарат, полюсы которого имеют одну (общую) раму и управляются одним приводом, либо каждый из трех полюсов выключателей имеет собственную раму и управляется своим приводом (выключатель с пополюсным управлением).

Принцип работы аппаратов основан на гашении электрической дуги (возникающей между расходящимися контактами при отключении тока) потоком элегаза.

Источников возникновения потока газа — два:

  • повышение давления в одной из заполненных газом полостей дугогасительного устройства, обусловленное уменьшением её замкнутого объема, возможность истечения газа из которой в зону расхождения дугогасительных контактов появляется непосредственно перед их размыканием;
  • повышение давления газа в этой же полости вследствие его расширения под действием тепловой энергии самой электрической дуги.

Первый источник превалирует при отключении малых токов, а второй — больших.

Полюс выключателя

  Три полюса выключателя 400 кВ

Колонковое исполнение. Полюс представляет собой вертикальную колонну, состоящую из двух (и более) изоляторов, в верхнем из которых размещено дугогасительное устройство (ДУ), а нижний служит опорой ДУ и обеспечивает ему требуемое изоляционное расстояние от заземленной рамы. Внутри опорного изолятора размещена изоляционная штанга, соединяющая подвижный контакт ДУ с приводной системой аппарата.

Баковое исполнение. Полюс представляет собой металлический цилиндрический бак, на котором установлены два изолятора, образующие высоковольтные вводы выключателя. ДУ в таком выключателе размещено в заземленном металлическом корпусе.

Комбинированное исполнение. Полюс представляет собой металлический корпус в виде сферы, на котором установлены фарфоровые изоляторы, образующие высоковольтные вводы выключателя, в одном из которых размещено дугогасительное устройство, а в другом — встроенные трансформаторы тока.

В верхней части изолятора обычно устанавливается фильтр — поглотитель влаги и продуктов разложения элегаза под действием электрической дуги. Фильтрующим элементом в нем служит активированный адсорбент — синтетический цеолит NAX.

Также на всех современных выключателях установлен предохранительный клапан — устройство с тонкостенной мембраной, разрывающейся при давлении возникающем при внутреннем коротком замыкании, но не достигающем значения, при котором испытываются собственно изоляторы.

Дугогасительное устройство

Дугогасительное устройство предназначено обеспечивать быстрое гашение электрической дуги, образующейся между контактами выключателя при их размыкании. Разработка рациональной и надежной конструкции дугогасительного устройства представляет значительные трудности, так как процессы, происходящие при гашении электрической дуги, чрезвычайно сложны, недостаточно изучены и обусловливаются многими факторами, предусмотреть которые заранее не всегда представляется возможным. Поэтому окончательная разработка дугогасительного устройства может считаться завершенной лишь после его экспериментальной проверки.

Современные выключатели оснащены дугогасительным устройством автокомпрессионного типа, которые демонстрируют свои расчетные преимущества при отключении больших токов.

ДУ содержит неподвижную и подвижную контактные системы, в каждой из которых имеются главные контакты и снабженные элементами из дугостойкого материала дугогасительные контакты. Главный контакт неподвижной системы и дугогасительный подвижной — розеточного типа, а главный контакт подвижной системы и дугогасительный неподвижной — штыревые.

Подвижная система содержит, кроме главного и дугогасительного контактов, связанную с токовым выводом ДУ неподвижную токоведущую гильзу; поршневое устройство, создающее при отключении повышенное давление в подпоршневой полости, и два фторопластовых сопла (большое и малое), которые направляют потоки газа из зоны повышенного давления в зону расхождения дугогасительных контактов. Большое сопло, кроме того, препятствует радиальному смещению контактов подвижной системы относительно контактов неподвижной, поскольку никогда не выходит из направляющей втулки главного неподвижного контакта.

Главный контакт подвижной системы представляет собой ступенчатую медную гильзу, узкая часть которой адаптирована ко входу в розеточный главный контакт неподвижной системы, а широкая часть имеет два ручья, в которых размещены токосъемные (замкнутые проволочные) спирали, постоянно находящиеся в контакте с охватывающей их неподвижной токоведущей гильзой.

Газовая система

Газовая система аппаратов включает в себя:

  • клапаны автономной герметизации (КАГ) и заправки колонн;
  • коллектор, обеспечивающий во время работы аппарата связь газовых полостей колонн между собой и с сигнализатором изменения плотности элегаза;
  • сам сигнализатор, представляющий собой стрелочный электроконтактный манометр с устройством температурной компенсации, приводящим показания к величине давления при температуре 20ºС;
  • соединительные трубки с ниппелями и уплотнениями.

Сигнализатор изменения плотности элегаза (датчик плотности) имеет три пары контактов, одна из которых, замыкающаяся при значительном снижении плотности элегаза из-за его утечки, предназначена для подачи сигнала (например, светового) о необходимости дозаправки колонн, а две других, размыкающихся при недопустимом падении плотности элегаза, предназначены для блокирования управления выключателем или для автоматического отключения аппарата с одновременной блокировкой включения (что определяется проектом подстанции).

Привод

Приводы выключателей обеспечивают управление выключателем — включение, удержание во включенном положении и отключение. Вал привода соединяют с валом выключателя системой рычагов и тяг. Привод выключателя должен обеспечивать необходимую надежность и быстроту работы, а при электрическом управлении — наименьшее потребление электроэнергии.

В элегазовых выключателя применяют два типа приводов:

Пружинный привод:

  • аккумулятором энергии является комплект винтовых цилиндрических пружин
  • управляющим органом является кинематическая система рычагов, кулачков и валов.

Пружинно-гидравлический привод:

  • аккумулятором энергии является комплект тарельчатых пружин
  • управляющим органом является гидросистема.

Выключатель является самым ответственным аппаратом в высоковольтной системе, при авариях он всегда должен обеспечивать четкую работу. При отказе выключателя авария развивается, что ведет к тяжелым разрушениям и большим материальным потерям, связанных с не доступом электроэнергии, прекращением работы крупных предприятий.

В связи с этим основным требованием к выключателям является особо высокая надежность их работы во всех возможных эксплуатационных режимах. Отключение выключателем любых нагрузок не должно сопровождаться перенапряжениями, опасными для изоляции элементов установки. В связи с тем, что режим короткого замыкания для системы является наиболее тяжелым, выключатель должен обеспечивать отключение цепи за минимально возможное время.

Общие требования к конструкциям и характеристикам выключателей устанавливается стандартами:

  • ГОСТ Р52565-2006 «Выключатели переменного тока на напряжение от 3 до 750 кВ. Общие технические условия.»
  • ГОСТ 12450-82 «Выключатели переменного тока высокого напряжения. Отключение ненагруженных линий».
  • ГОСТ 8024-84 «Допустимые температуры нагрева токоведущих элементов, контактных соединений и контактов аппаратов и электротехнических устройств переменного тока на напряжение свыше 1000 В.»
  • ГОСТ 1516.3-96 «Электрооборудование переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции».

Вывод выключателя для ревизии и ремонта связан с большими трудностями, так как приходится либо переходить на другую схему распредустройства, либо просто отключать потребителей. В связи с этим выключатель должен допускать возможно большее число отключений коротких замыканий без ревизии и ремонта. Современные выключатели могут отключать без ревизии до 15 коротких замыканий при полной мощности отключения.

org-wikipediya.ru

Выключатели высоковольтные | Высоковольтное оборудование

ВВК-27,5

ВВК-27,5

Выключатели высоковольтные вакуумные однополюсные серии ВВК-27,5Б-20/1250 предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях однофазного переменного тока частоты 50 (60) Гц для тяговых подстанций электрифицировнных железных дорог, постов секционирования и пунктов параллельного соединения контактной сети.[Подробнее...] ВВС-35

ВВС-35

Выключатели высоковольтные вакуумные трехполюсные типов ВВС-35Б-II-20/630 и ВВС-35Б-II-20/1600 предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока частоты 50 (60) Гц для открытых и закрытых распределительных устройств.[Подробнее...] ВВСВ-27

ВВСВ-27

Выключатели высоковольтные вакуумные внутренней установки типов ВВСВ- 27,5-25/630 и ВВСВ- 27,5-25/1600 предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях однофазного переменного тока частоты 50 Гц в блоках фидеров подстанций электрических сетей железных дорог.[Подробнее...] ВВСВ-35

ВВСВ-35

Выключатели высоковольтные вакуумные внутренней установки типов ВВСВ-35-25/630 и ВВСВ-35-25/1600 предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока частоты 50 Гц для закрытых распределительных устройств.[Подробнее...] ВВСТ-10

ВВСТ-10

Вакуумный выключатель наружной установки типа ВВСТ-10 (3AH) - это трехполюсный коммутационный аппарат со встроенным пружинно-моторным приводом, предназначенный для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением 10 кВ. Выключатель ВВСТ-3АН устанавливается в комплектные распределительные устройства (КРУ), а также другие установки, отвечающие техническим требованиям выключателей. Серия включает в себя: ВВСТ-3АН1; ВВСТ-3АН3; ВВСТ-3АН5[Подробнее...] ВВСТ-35

ВВСТ-35

Вакуумные трехполюсные выключатели наружной установки типа ВВСТ-35 (3AF01) предназначены для использования в сетях и системах напряжением 35 кВ. Серия включает в себя: ВВСТ 35-1; ВВСТ 35-2; ВВСТ 35-3; ВВСТ 35-4[Подробнее...] ВВТЭ-М-10-20/630

ВВТЭ-М-10-20/630

Вакуумный выключатель ВВТЭ-М-10-20/630 - предназначен для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в промышленных и сетевых установках, в сетях трехфазного переменного тока с изолированной или заземленной через дугогасительный реактор нейтралью частоты 50 и (60 Гц), на номинальное напряжение до 12 кВ.[Подробнее...] ВВУ-27,5

ВВУ-27,5

Выключатели высоковольтные вакуумные однополюсные типов ВВУ-27,5 предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях однофазного переменного тока частоты 50 (60) Гц для тяговых подстанций электрифицировнных железных дорог, постов секционирования и пунктов параллельного соединения контактной сети.[Подробнее...] ВВУ-35

ВВУ-35

Выключатели высоковольтные вакуумные серии ВВУ-35 предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока частоты 50 (60) Гц для открытых и закрытых распределительных устройств.[Подробнее...] ВВУС-27,5

ВВУС-27,5

Выключатели высоковольтные вакуумные однофазные типа ВВУС-27,5 II-25/1000 - новая модель, так называемого "сухого" типа: без трансформаторного масла во всех конструктивных частях. Предназначены для работы как в открытых так и закрытых распредустройствах.[Подробнее...] ВВУС-35

ВВУС-35

Выключатели высоковольтные вакуумные типа ВВУС-35 II-25/1000 - новая модель, так называемого "сухого" типа: без трансформаторного масла во всех конструктивных частях. Предназначены для работы как в открытых так и закрытых распредустройствах.[Подробнее...] ВМУЭ-27,5

ВМУЭ-27,5

Выключатели высоковольтные маломасляные однополюсные типа ВМУЭ-27,5Б-16/1250 предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях однофазного переменного тока частоты 50 (60) Гц для тяговых тодстанций электрифицированных железных дорог, постов секционирования и пунктов параллельного соединения контактной сети.[Подробнее...] ВМУЭ-35

ВМУЭ-35

Выключатели высоковольтные маломасляные трехполюсные типа ВМУЭ-35Б-25/1250 предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока частоты 50 (60) Гц для открытых и закрытых распределительных устройств.[Подробнее...] ВЭБ-110

ВЭБ-110

Выключатели элегазовые баковые типа ВЭБ110II-40/2500УХЛ1 предназначены для коммутации электрических цепей в нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока частоты 50 Гц с номинальным напряжением 110 кВ.. Выключатели имеют пружинный привод типа ППрК и встроенные трансформаторы тока.[Подробнее...] ВЭКТ-110

ВЭКТ-110

Выключатели элегазовые колонковые трехполюсные ВЭКТ-110/III-40/2000У1 предназначены для коммутации электрических цепей в нормальных и аварийных режимах, в том числе в циклах АПВ в сетях трехфазного переменного тока частоты 50 Гц с номинальным напряжением 110 кВ.[Подробнее...] С-35

С-35

Выключатели высоковольтные трехполюсные масляные типа С-35М-630-10 предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока частоты 50 (60) Гц для открытых и закрытых распределительных устройств.[Подробнее...] Результаты 1 - 16 из 16

www.etk-oniks.ru

Назначение, классификация и требования, предъявляемые к высоковольтным выключателям

МегаПредмет 

Обратная связь

ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение

Как определить диапазон голоса - ваш вокал

Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими

Целительная привычка

Как самому избавиться от обидчивости

Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам

Тренинг уверенности в себе

Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"

Натюрморт и его изобразительные возможности

Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.

Как научиться брать на себя ответственность

Зачем нужны границы в отношениях с детьми?

Световозвращающие элементы на детской одежде

Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия

Как слышать голос Бога

Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)

Глава 3. Завет мужчины с женщиной

Оси и плоскости тела человека

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

ЛЕКЦИЯ № 5

По дисциплине «Электрооборудование электрических станций и подстанций»

для специальности «Нетрадиционные источники электроэнергии»

 

 

Тема: Выключатели переменного тока высокого напряжения.

Цель:Сформировать у слушателей знания в части конструкции и принципа действия выключателей высокого напряжения.

 

ПЛАН

1. Назначение, классификация и требования, предъявляемые к высоковольтным выключателям.

2. Основные элементы конструкции высоковольтных выключателей.

3. Высоковольтные воздушные выключатели.

 

 

Литература:

1. А.А. Чунихин Электрические аппараты, М.:Энергоатомиздат, 1998, учебник для ВУЗов. 718 с.

2. Л.А. Родштейн. Электрические аппараты, Л.:Энергоиздат, 1981, учебник для техникумов. 304 с.

3. В.М.Яшутин, О.Ю.Анисимов "Электрические аппараты СИЯиП, Учебное пособие, 200.

4. В.М.Яшутин, "Альбом рисунков к учебному пособию", "Электри­ческие аппа­раты", СИЯиП, 1997.

5. Б.К. Буль и др. Основы теории электрических аппаратов. М.: Высшая школа 1990. 230 с

 

 

г. Севастополь

20 г.

Назначение, классификация и требования, предъявляемые к высоковольтным выключателям

 

Выключатель — это коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения электрической цепи с током.

Выключатель является основным аппаратом в электрических установках переменного тока с напряжением выше 1000 В и пред­назначен для включения и отключения электрической цени с то­ком во всех режимах, возможных в эксплуатации: включение и отключение номинальных токов, токов холостого тока силовых трансформаторов и емкостных токов конденсаторных батарей и длинных линий, токов перегрузки, токов КЗ. Наиболее тяжелой и ответственной операцией является отключение токов КЗ и включение выключателя на существующее в цепи короткое замыкание.

Выполняются выключатели на номинальные токи от несколь­ких сотен ампер до 30 кА и номинальное напряжение от 3 до 750 кВ.

Основным фактором, определяющим конструкцию выключате­ля, является способ гашения, электрической дуги при отключении выключателя. Исходя из этого, современные выключатели можно разделить на следующие основные группы:

-воздушные выключатели — гашение электрической дуги осуществляется потоком сжатого воздуxa под давлением 2...4 МПа, получаемого от специального источника;

-воздушные автопневматические выключатели — гашение электрической дуги осуществляется сжатым воздухом, создавае­мым за счет энергии отключающей пружины;

-масляные выключатели – гашение электрической дуги осуществляется в трансформаторном масле. Масляные выключатели подразделяются на баковые (масляные) — с боль­шим объемом масла. Масло служит дугогасящей средой и изоляцией дугогасительных камер и вводов относительно земли: маломасляные выключатели — выключатели с малым объе­мом масла. Масло служит только дугогасящей средой;

-автогазовые выключатели — гашение дуги осуществляется газами, которые выделяются из стенок камеры под действием вы­сокой температуры электрической дуги;

-элегазовые выключатели — гашение электрической дуги происходит в среде инертного газа (элегаза — электротехнического газа) под давлением 0,2...0,55 Мпа;

-электромагнитные выключатели — гашение электрической дуги осуществляется в дугогасительных камерах. В таких выключателях для увеличения длины дуги используются дугогасительные рога, для увеличения скорости передвижения электри­ческой дуги в дугогасительной камере используется магнитное поле (магнитное дутье) и автопневматическое воздушное дутье;

-вакуумные выключатели — гашение электрической дуги осуществляется в вакууме.

Каждая группа выключателей может подразделяться:

-по времени действия — быстродействующие, ускоренного действия и небыстродействующие;

-по числу фаз — однофазные и трехфазные. В зависимости от числа разрывов цепи на фазу выключатели могут быть с од­ним разрывом, двумя разрывами и многократными разрывами;

-по конструктивной связи с приводом — с отдельным при­водом и со встроенным приводом, каждый из которых может вы­полняться либо с ручным, либо с двигательным включением;

-по роду установки — для внутренней и наружной устано­вок и для взрывоопасной среды;

-по наличию автоматического повторного включения (АПВ) — однократные, многократные, пофазного и быстродействующего включения;

-по назначению — генераторные, подстанционные, фидерные. Генераторные выключатели предназначены для подключения и отключения генераторов к блочному трансформатору. Они характеризуются большими значениями токов и мощностей отключе­ния и сравнительно небольшими значениями напряжений (6...24кВ).

Подстанционные выключатели предназначены для подключе­ния и отключения линий электропередачи. Они характеризуются вы­сокими номинальными напряжениями (110...1150кВ), большой мощностью отключения, быстродействием и наличием АПВ одно­кратного, многократного и пофазного действия.

Фидерные выключатели предназначены для распределения электроэнергии по отдельным мощным потребителям либо группам потребителей. Они характеризуются сравнительно малыми зна­чениями номинальных токов (300...600 А) и мощностей отключе­ния (100...300мВА) и наличием АПВ;

-по выполняемым функциям в системах распределения элек­троэнергии — высоковольтные выключатели, выключатели нагруз­ки, разъединители, отделители и короткозамыкатели.

Высоковольтные выключатели производят коммутацию, как номинальных токов, так и токов КЗ и осуществляют функции за­щиты в аварийных режимах в системах распределения электро­энергии.

Выключатели нагрузки производят только коммутацию номинальных токов, они не предназначены для коммутации токов КЗ и не осуще­ствляют защитных функций.

Разъединители производят коммутацию электрических цепей без тока или с незначительным током, не приводящим к образо­ванию электрической дуги. Разъединителями нельзя отключать но­минальные токи. так как контактная система не имеет дугогасительного устройства. Они выполняют функцию защиты обслужи­вающего персонала от поражения электрическим током и выво­дят выключатели и выключатели нагрузки из-под действия высо­кого напряжения в отключенном их положении.

Отделители производят коммутацию электрических цепей без тока. В высоковольтных выключателях они выполняют функции разъединителей в дугогасительных контурах. Отделители при сов­местной работе с короткозамыкателями могут выполнять функции выключателей со стороны высокого напряжения в некоторых схе­мах подключения трансформаторных групп.

Короткозамыкатели (заземлители) в высоковольтных выклю­чателях выполняют функции защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током.

Кроме того, короткозамыкатели предназначены для создания искусственного КЗ на землю для отключения поврежденного трансформатора со стороны высокого напряжения действием ре­лейной защиты выключателя питающего фидера и отделителя.

Все высоковольтные выключатели характеризуются основными параметрами: номинальное напряжение, номинальный (длитель­ный) ток Iн, номинальный ток отключения Iон, номинальный ток термической стойкости, номинальный ток электродинамической стойкости, номинальный ток включения, собственное время вклю­чения и отключения, полное время включения и отключения.

Номинальное напряжение выключателя должно соответство­вать номинальному напряжению сети, в которой он устанавли­вается.

Номинальный (длительный) ток Iн выключателя должен быть больше или равным номинальному току нагрузки, протекающей в сети, в которой он устанавливается.

Номинальный ток отключения Iн - наибольший ток КЗ (дейст­вующее значение), который выключатель способен отключить при возвращающемся напряжении между фазами, равном наиболь­шему рабочему напряжению сети. Номинальный ток отключения определяется действующим значением периодической составляющей в момент расхождения контактов.

Допустимое относительное содержание апериодической сос­тавляющей в номинальном токе отключения

,

где - значение апериодической составляющей тока в момент расхождения контактов:

,

где - время действия релейной защиты;

- собственное время отключения выключателя, представ­ляющее coбoй время с момента подачи команды на отключение до начала расхождения контактов.

Если t1>0,09 с, то =0. При t1<0,09 с определяется по кривой =f(t1).

В большинстве случаев причина, вызывающая КЗ, носит вре­менный характер. Например, в результате перенапряжения про­изошло перекрытие фарфорового изолятора и возникло КЗ на землю. Если причина быстро исчезла и изолятор не был повреж­ден, то при новом включении удается возобновить подачу элект­роэнергии потребителю. Этот процесс называется автоматическим повторным включением выключателя. Применение АПВпозволя­ет повысить надежность энергоснабжения.

Если к моменту повторного включения КЗ в цепи не исчезло, тогда выключатель включается па существующее КЗ, после че­го вновь следует отключение. Отключение второго КЗ происхо­дит в более тяжелых условиях, так как после первого отключе­ния дугогасительное устройство еще не полностью очистилось от продуктов горения электрической дуги. Поэтому номинальное зна­чение тока отключения зависит от цикла работы выключателя.

Номинальный ток включения - ток КЗ, который выключатель способен включить без сваривания контактов и других поврежде­ний при и заданном цикле. В каталогах приводится действую­щее значение тока Iвкл ни его амплитудное значение iвкл н.

Для выключателей должно выполняться условие

Собственное время отключения выключателя - это время от момента подачи команды на отключение (подачи напряжения на электромагнит отключения) до момента прекращения сопри­косновения дугогасительных контактов.

Время отключения выключателя представляется в виде суммы

,

где — время действия релейной защиты.

Полное время отключения выключателя — это время от мо­мента подачи команды на отключение до момента погасания дуги:

Время включения — интервал времени от момента подачи команды на включение до завершения операции включения (включения главных и дутогасительных контактов).

 

megapredmet.ru

Выбор высоковольтных выключателей, расчет, формулы, примеры

Выбор высоковольтных выключателей, расчет, формулы, примеры

Все высоковольтные потребители подстанций, питающиеся от подстанций (цеховые трансформаторы, высоковольтные двигатели, батареи конденсаторов), подсоединяют посредством высоковольтных ячеек. Рекомендуется использовать комплектные ячейки КРУ и КСО. Такое решение позволяет существенно повысить производительность монтажных работ, сократить стоимость подстанций, повысить надежность электроснабжения и безопасность обслуживания. Выбор конкретной ячейки комплектного распределительного устройства зависит от токов рабочего режима и короткого замыкания в соответствующем присоединении, предопределяющих выбор выключателя или другого коммутационного аппарата.

В распределительных устройствах 10 (6) кВ применяют маломасляные, элегазовые, вакуумные и другие выключатели. Большой диапазон исполнений дает возможность применять выключатели как для присоединения электроустановок средней мощности, так и на стороне вторичного напряжения крупных трансформаторов.

Количество ячеек, присоединенных к секции шин, должно быть выбрано исходя из следующих потребностей: по одной ячейке на каждое проектируемое присоединение 10(6) кВ; по одной резервной ячейке на каждой секции шин; ячейка с межсекционным выключателем; ячейка с измерительным трансформатором напряжения на каждой секции шин; ячейка с вводным выключателем. Наиболее

типичной схемой РУ 10 кВ промышленного предприятия является

схема с одиночными секционированными шинами. Выбор высоковольтных выключателей производят:

Выбор высоковольтных выключателей, расчет, формулы, примеры

Выбор высоковольтных выключателей, расчет, формулы, примеры

По термической стойкости проверка осуществляется по расчетному импульсу квадратичного тока короткого замыкания и найденным в каталоге значениям:

Выбор высоковольтных выключателей, расчет, формулы, примеры

При удаленном коротком замыкании значение теплового импульса тока короткого замыкания Вк может определяться по формуле

Выбор высоковольтных выключателей, расчет, формулы, примеры

где т — расчетное время отключения выключателя, с.

Время действия релейной защиты может быть принято: при расчете кабелей и выключателей тупиковых присоединений ЗУР (высоковольтные двигатели, цеховые трансформаторы) t р.з. = 0,01 с; для вводных выключателей РУ 6—10 кА 4УР

t р.з.

= 0,5… 0,6 с; для коммутационных аппаратов 5УР

t р.з.

= 1,2…2,0 с.

При коротком замыкании вблизи группы двигателей тепловой импульс определяется как суммарный от периодической Вкп и апериодической В к.а. составляющих:

Выбор высоковольтных выключателей, расчет, формулы, примеры

Апериодические составляющие токов двигателей от системы затухают по экспонентам с близкими постоянными времени, поэтому апериодическую составляющую тока в месте короткого замыкания можно представить в виде одной экспоненты с эквивалентной постоянной времени:

Выбор высоковольтных выключателей, расчет, формулы, примеры

Тепловой импульс от апериодической составляющей тока короткого замыкания

Выбор высоковольтных выключателей, расчет, формулы, примеры

При наличии синхронных двигателей на соседней секции шин максимальное результирующее значение тока внешнего короткого

замыкания определяется с учетом суммарной подпитки от обеих секций, так как секционный выключатель может быть включен. При проектировании подстанции промышленного предприятия возникает необходимость повторения процедур выбора аппаратов и токоведущих устройств столько раз, сколько отходящих линий имеется на предприятии.

pue8.ru


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта