Nashidvery.ru

Наши Двери
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Классификация воздушных выключателей

Классификация воздушных выключателей

По назначению воздушные выключатели разделяются на следующие группы:

1. сетевые выключатели на напряжение 6 кВ и выше, применяемые в электрических сетях и предназначенные для пропуска и коммутации тока в нормальных условиях работы цепи и в условиях КЗ;

2. генераторные выключатели на напряжение 6-24 кВ, применяемые для подключения генераторов и предназначенные для пропуска и коммутации токов в нормальных условиях, а также в пусковых режимах и при КЗ;

3. выключатели для электротермических установок с напряжениями 6-220 кВ, предназначенные для работы как в нормальных, так и в аварийных режимах;

4. выключатели специального назначения.

По виду установки воздушные выключатели можно разделить на следующие группы:

2. подвесные (подвешиваются к портальным конструкциям на ОРУ);

3. выкатные (имеют приспособления для выкатки из РУ);

4. встраиваемые в комплектные распределительные устройства.

Рис. 9-5. Выключатель серии ВВБК на 1150 кВ в подвесном исполнении

Рис. 9-6. Выключатель типа ВВУ для особо тяжелых условий по СВН

Рассмотрим некоторые конструкции отечественных и зарубежных выключателей

Перспективным для выключателей свыше 750 кВ оказалось применение подвесной изоляции [1]. На рис. 9-5 приведен полюс выключателя серии ВВБК на напряжение 1150 кВ с подвесной изоляцией. В каждом из двух трехлучевых подвесов укреплено по три модуля, связанных трубчатыми токоведущими перемычками. Для стабилизации подвесок при ветровой нагрузке и отключениях модули свободно подвешены на треугольных платформах, являющихся промежуточными ярусами подвесов. В выключателе применена пневмо-световая система управления, принцип работы которой описан в гл. 8 (см. рис. 8-5).

В качестве световодов и защитных покрышек стеклопластиковых воздухопроводов использованы свободно подвешенные к порталу фарфоровые колонки с глазурованными внутренними поверхностями, связанные с нижней платформой при помощи специальных амортизаторов. Передатчики световых импульсов расположены на заземленном портале, а приемники с источником питания — на платформах.

Воспринимающие управляющий импульс фотодиоды расположены в световодах и связаны с приемниками экранированными проводами, а колонки воздухопроводов связаны с модулями гибкими трубопроводами. Как показали исследования, по такой конструктивной схеме могут быть созданы выключатели на напряжения вплоть до 2000 кВ.

Выключатели для особо тяжелых условий по скорости нарастания восстанавливающегося напряжения. Объединением выпускается серия таких выключателей типа ВВУ на напряжение 35, 110 и 220 кВ [20], максимально унифицированных с выключателями серии ВВБ. Основные характеристики выключателей серии ВВУ приведены в табл. 9-1. Серия выключателей ВВУ построена по схеме рис. 6-17, в без последовательного отделителя (принцип действия схемы описан в § 6-7), что позволило в качестве модуля описываемой серии использовать модуль серии ВВБ, один из контактов которого шунтирован внешним низкоомным сопротивлением (см. рис. 6-23), а второй внутренним высокоомным (см. рис. 6-20) со вспомогательным контактом. На рис. 9-6 приведен выключатель серии ВВУ на ПО кВ с двумя модулями. Пневмо-механический принцип действия этих выключателей тот же, что и выключателей серии ВВБ, и здесь не повторяется. Выключатели серии ВВУ рассчитаны на отключение токов к. з. вплоть до 40 кА при практически неограниченных СВН, причем применение низкоомных сопротивлений позволило достичь таких параметров при давлении всего 2 МПа.

Генераторные выключатели. Объединением изготавливаются генераторный воздушный выключатель на напряжение 20 кВ типа ВВГ-20 и комплекс аппаратный генераторный на напряжение 15,75 кВ типа КАГ-15.

Генераторный выключатель ВВГ-20 (рис. 9-7) рассчитан на отключение токов к. з. вплоть до 160 кА, на сквозной ток 410 кА и номинальный ток 12,5 и 20 кА с принудительным воздушным охлаждением. Номинальное давление сжатого воздуха выключателя 2 МПа.

Выключатель имеет два главных дугогасительных контакта 3 и 5 и вспомогательный контакт 6. Последний разрывает ток, проходящий через сопротивления 4 и 9 (0,8 Ома каждое), шунтирующие главные контакты. Вспомогательный контакт 6 в свою очередь шунтирован сопротивлением 8 (14 Ом), подключаемым через искровой промежуток 7 таким образом, что на обоих вспомогательных контактах дуга гасится в одной камере общим потоком воздуха. Цепь главных дугогасительных контактов выключателя шунтирована разъединителем 2 с выводными концами /. (Разъединитель включается последним.) Изоляционный промежуток в отключенном положении выключателя создается отделителем 10, который отключается последним, а включается первым. (Принципиальная схема выключателя ВВГ-20 изображена на рис. 8-4).

При возрастании мощностей турбо- и гидрогенераторов иногда становится экономически целесообразным превращать генераторные выключатели в выключатели нагрузки, способные многократно коммутировать нагрузочные токи и отключать к. з. за силовыми трансформаторами, в то же время объединяя в аппаратные комплексы с целью удобства встраивания в закрытые шинопроводы весь необходимый набор генераторных аппаратов (выключатели, разъединители, трансформаторы тока и напряжения, заземлители).

Рис. 9-7. Генераторный выключатель типа ВВГ-20

Напряжение, восстанавливающееся на ДУЗ, пробивает промежуток 10, и включается резистор 9 (30 Ом). Теперь по цепи течет активный ток, определяемый резистором 9 (a)L<30 Ом). Воздушный поток, воздействующий на промежуток 10, гасит дугу с током около 500 А.

После погасания дуги в промежутке 10 подается команда на отключение отделителя 6, который разрывает цепь без тока и создает видимый разрыв высоковольтной цепи выключателя. Общий вид выключателя дан на рис. 3.43.

Рассмотрим работу механизма выключателя (см. рис. 3.42).

Включение. При подаче напряжения на электромагнит 11 открывается клапан 12 и сжатый воздух действует на клапан 13. Клапан 13 подает сжатый воздух на поршни приводов 14 и 15. Вначале включается отделитель 6, затем разъединитель 5. При этом переключаются сигнально-блокировочные контакты 16 и 17, сигнализируя о совершении операции «Включено».

Специальный электроконтактный манометр следит за давлением в баке и блокирует цепи питания электромагнитов 11, 18 при чрезмерном падении давления.

Отключение. При отключении подается команда на электромагнит 18 и открываются клапаны 19 и 20. Сжатый воздух поступает к поршню 14 и перемещает его влево, при этом разъединитель 5 отключается. Рычаг 21 кратковременно открывает клапан 22 и подает сжатый воздух к тарелке клапана 23. При этом открывается клапан 24 и полость А сообщается с атмосферой через отверстие Б. Главный дутьевой клапан 25 действует на дифференциальном принципе и открывает доступ сжатого воздуха к ДУ1-ДУЗ. Принцип действия механизмов ДУЛ-ДУЗ рассмотрен в § 3.7. В ДУ используется сопло с односторонним дутьем. Механизм ДУЗ снабжается сжатым воздухом через тонкую трубку 26, благодаря чему его контакт 27 расходится только после того, как дуга в ДУ1 и ДУ2 погаснет. Следует отметить, что клапан 22 закрывается после того, как рычаг 21 сойдет с ролика 28. Это ограничивает при отключении расход воздуха, который достигает около 1.3 м3 (объем приведен к атмосферному давлению).

Читайте так же:
Выключатель 220 кв ввд это

Одновременно с подачей воздуха в ДУ производится его подача к поршню 15 по трубке 29 через объем 30.

Рис. 3.43. Общий вид выключателя ВВ-20

На рис. 9-8 представлен аппаратный генераторный комплекс на напряжение 15,75 кВ и номинальный ток 30 кА. Комплекс состоит из выключателя нагрузки (в центре) с коммутационной способностью до 31,5 кА и устойчивостью к сквозным токам 650 кА, разъединителя со встроенным заземлителем (слева) и трансформатора тока со встроенными трансформаторами напряжения (справа). Все аппараты комплекса имеют водяное охлаждение (при номинальных токах свыше 12,5 кА).

На рис. 9-9 изображен воздушный выключатель нагрузки аппаратного комплекса. Металлический немагнитный кожух 15, образованный двумя концентрическими цилиндрами с кольцевой полостью для водяного охлаждения по торцам, закрыт двумя стеклопластиковыми вводами 28, на которых укреплено дугогасительное устройство с выводами 20 и 29. Основная токоведущая система выключателя состоит из двенадцати коробчатых ножей 5, размыкающихся в виде зонта и прижимающихся во включенном положении выключателя к кольцевым контактам 7 и 25 посредством мощных пружин растяжения 9, закрепленных в центре каждого ножа. Движение ножей и растяжение контактных пружин осуществляется конусами 6 и 17, связанными штоками 21 и 26 с приводом 18 и масляным демпфером 22. Главное дугогасительное устройство выключателя состоит из разрезного контакта 5, дугогасительного контакта 2, жестко связанных с конусами 6 и 17 и с поршнем привода 18, неподвижного сопла с конфузором 3 и дутьевого клапана 30. Параллельно главным контактам включены шунтирующее сопротивление 10 и подвижный контакт 14, который введен в кожух 15 через эпоксидный ввод 13. Номинальное давление сжатого воздуха в системе управления 2 МПа, а в кожухе выключателя 0,6 МПа; воздух поступает в кожух по трубе 11.

При подаче команды на включение срабатывает электромагнит включения и система управления (не показанная на рисунке) подает сжатый воздух по воздухопроводу 23 под поршень 19 привода 18. Поршень вместе с конусами 6 и 17 передвигается влево; при этом рычаги 27, упираясь правыми роликами в конус 17, поворачиваются вокруг оси и посредством контактных пружин 9 включают ножи. Во включенном положении выключателя конус фиксируется пружинным роликовым фиксатором 12. Прежде чем ножи сомкнутся с контактом 7, разрезной контакт 5 входит в кольцевой контакт 4. После прихода контактной системы во включенное положение срабатывают связанные с ней контакты цепи управления, снимается команда с электромагнита включения и воздух сбрасывается из воздухопровода 23 и привода 18 в атмосферу.

При отключении выключателя сжатый воздух подается по воздухопроводам 24 и 31, поршень 19 переходит в правое положение, при этом рычаги 27, поворачиваясь по часовой стрелке, вначале снимают натяжение с пружин, а затем, упираясь в конус в, левыми роликами через толкатели внутри пружин отводят ножи 8. В отключенном положении выключателя конусы удерживаются фиксатором 12. При перемещении конуса 6 на 40 мм размыкаются контакты 4 и 5 и дуга сбрасывается потоком воздуха на дугогасительный контакт 2 и дуго-улавливатель, где и гасится. Выхлоп воздуха осуществляется через ввод /, проходящий сквозь кожух шинопровода. Дутьевой клапан 30 к моменту размыкания контактов находится в полностью открытом положении под действием сжатого воздуха, поступившего под его поршень. Через несколько сотых долей секунды после открытия клапана 30 срабатывает клапан отсечки 32, воздух сбрасывается из-под поршня дутьевого клапана и последний закрывается. Одновременно с подачей в главный дутьевой клапан сжатый воздух подается в механизм подвижного вспомогательного контакта 14, опускает его до соприкосновения с контактом 16 и открывает через вспомогательный дутьевой клапан (не показанный на чертеже) выход воздуху через сопло в атмосферу. Спустя 0,03-0,04 с подвижный контакт 14 размыкается с контактом 16 и дуга, возникшая между ними, гасится потоком воздуха через сопло контакта 14. Шунтирующее сопротивление подключено согласно рис. 6-17, а.

Как упоминалось, при номинальных токах свыше 12,5 кА в выключателе, разъединителе и трансформаторе тока комплекса применено водяное охлаждение главного токоведущего контура и кожуха. Водяное охлаждение выключателя и разъединителя аналогично. Водой с высоким электрическим сопротивлением охлаждается каждая из двенадцати частей неподвижных выводов 20 и 29 при помощи впаянных по их периметру и затем соединенных последовательно медных трубок; технической водой охлаждается и полость кожуха выключателя.

Выключатели для коммутации электротермических установок на напряжения 35, ПО и 220 кВ используются в основном в цепях мощных дуговых, сталеплавильных и рудно-фосфорных печей. Основные характеристики этих выключателей приведены в табл. 9-1.

Рис. 9-9. Выключатель нагрузки аппаратного генераторного комплекса

Рис. 9-10. Выключатель ВВП-35 для отключения электротермических установок Рис. 9-11. Дугогасительная камера выключателя ВВП-35

На рис. 9-10 приведен полюс выключателя типа ВВП-35. Выключатель имеет трехполюсное исполнение. Три импульсные дугогасительные камеры 2 смонтированы на стеклопластиковых изоляторах /, в свою очередь установленных на горизонтальном резервуаре 10. Камеры зашунтированы нелинейными сопротивлениями 3 (см. рис. 6-27). Последовательно с контактами камер включены ножевые отделители 4, приводимые в действие через изоляционные штанги 6 общим приводом. Неподвижные ножевые контакты отделителей 5 также установлены на стеклопластиковых цилиндрах 7. При отключении пневматическое устройство 9 сбрасывает воздух из-под поршня дутьевого клапана 8 и последний подает сжатый воздух в дугогасительные камеры. Под действием сжатого воздуха контакты камеры расходятся и дуга, возникшая между ними, гасится. Через несколько сотых долей секунды срабатывает клапан отсечки (не показанный на рисунке). Он отделяет полость под поршнем дутьевого клапана от атмосферы. Дутьевой клапан закрывается, после чего контакты камер смыкаются. До их смыкания отключается отделитель 4, в привод которого сжатый воздух подается непосредственно из полости опорного изолятора 1 одной из камер. Включение выключателя осуществляется отделителем 4.

Читайте так же:
Выключатель автоматический крепление за панелью

Устройство дугогасительных камер ясно из рис. 9-11. Под действием сжатого воздуха, поступившего в изолятор /, поршень 4 поднимается, сжимая пружину 5. Дуга, возникшая между наконечником неподвижного контакта 2 и дугоулавливателем 6, гасится в соплах 3. Выход воздуха из камеры происходит через глушитель 7.

Выключатели для отключения электротермических установок на 110 и 220 кВ созданы на базе описанных выше сетевых выключателей серии ВВБ и принципиально от них не отличаются, за исключением отсутствия шунтирующих сопротивлений, существенного облегчения контактной траверсы, применения во всех клапанах полиуретановых литых уплотнений и несколько облегченной конструкции сигнально-блокировочных контактов и их привода.

Прибор контроля высоковольтных выключателей ПКВ/У3.0

пкв у3, прибор пкв у3, прибор пкв 3 менять измерения, пкв/у3.0, пкв/у3, прибор контроля высоковольтных выключателей пкв/у3.0, приборы контроля выключателей, прибор контроля высоковольтных выключателей, приборы контроля высоковольтных выключателей пкв, диагностика выключателей, диагностика высоковольтных выключателей, ремонт выключателей, ремонт вакуумный выключателя, временные характеристики автоматических выключателей, временно токовая характеристика автоматического выключателя, скоростные характеристики выключателя, скоростные характеристики масляных выключателей, проверка вакуумных выключателей, проверка масляных выключателей, монтаж элегазового выключателя, ремонт элегазового выключателя, ремонт воздушного выключателя, ремонт воздушных автоматических выключателей, монтаж воздушных выключателей, масляный выключатель, вакуумный выключатель, элегазовый выключатель, воздушный выключатель, выключатель ABB, выключатель Siemens, выключатель Areva

Производитель:

ООО «СКБ электротехнического приборостроения»

Подробное описание:

Достоинства прибора:
— Проверка технического состояния масляных, вакуумных, элегазовых и воздушных выключателей на все классы напряжения от 10кв до 1150кв
— Диагностика отечественных и зарубежных выключателей
— Контроль воздушных выключателей с помощью уникального кабеля на 10 реостатных датчиков
— Проверка параметров хода и скорости одновременно по трем фазам
— Большие диапазоны измерений интервалов времени, скорости и хода, перекрывающие потребности контроля всех существующих выключателей
— Автоматические расчеты технических характеристик высоковольтных выключателей
— Помимо числовых данных прибор выдает информацию в графическом виде, что позволяет обнаружить зарождающиеся дефекты
— Проверка высоковольтных выключателей в простых и сложных циклах
— Прибор ПКВ/У3 представлен в двух модификациях : Одна из особенностей ПКВ/У3 заключается в том, что прибор выпускается в двух модификациях, отличающихся количеством каналов датчиков перемещения (1 или 3) и количеством каналов контроля резистивных датчиков (2 или 12): ПКВ/У3.1 и ПКВ/У3.0, соответственно. При этом, ПКВ/У3.1 позволяет контролировать все типы воздушных выключателей, но исключает марки ВО-750, ВО-1150, ВНВ-1150, что предусмотрено в другой версии прибора.

Технические характеристики:

Количество дискретных каналов контроля контактов выключателя, шт. 20
Диапазон измерения и регистрации временных интервалов, с 0,004 ÷ 8
Предел допускаемой основной абсолютной погрешности измерения интервалов времени, мс ±[0,1 + 0,0001*Тх], где Тх — измеряемый интервал времени
Количество каналов инкрементных датчиков перемещения, шт. 3 (для одновременного контроля по трем фазам)
Диапазон измерения линейных перемещений датчиком ДП12, мм 0,5 ÷ 900
Дискретность измерения линейных перемещений датчиком ДП12, мм 0,5
Пределы основной абсолютной погрешности измерений перемещения датчиком ДП12, мм ±1
Диапазон измерения угловых перемещений датчиком ДП21, град. 0,09 ÷ 360
Дискретность измерения угловых перемещений датчиком ДП21, град. 0,09
Предел допускаемой основной абсолютной погрешности измерения угловых перемещений датчиком ДП21, мм ±[0,2 + 0,001*a], где a — измеряемое перемещение
Диапазон измерений скорости датчиком, м/с 0,02 ÷ 20
Пределы основной относительной погрешности измерений скорости датчиком ДП12 в диапазоне 0,02 ÷ 10 м/с, % ±2
Максимальный коммутируемый ток (действительное значение), А 35
Порог срабатывания защиты силового коммутатора от короткого замыкания и превышения тока (амплитудное значение), А 58 ± 8
Диапазон измерений тока (амплитудное значение), А ±50
Диапазон измеряемых напряжений канала напряжения коммутатора (амплитудное значение), В ±350
Диапазон измерений напряжения каналом измерения напряжения шунта (амплитудное значение), мВ ±75
Диапазон измерений напряжения каналами «Вход 1» и «Вход 2», В 0 ÷ 12 (униполярный режим), ±6 (биполярный режим)
Диапазон измерений сопротивления каналами «Вход 1» и «Вход 2», Ом 0 ÷ 2400 Ом; (выходной ток 4 мА); 0 ÷ 160 Ом (выходной ток 60 мА)
Количество каналов реостатных датчиков, шт. 10
Диапазон измерений сопротивления каналами реостатных датчиков, Ом 0 ÷ 160
Потребляемая мощность не превышает, Вт 60
Степень защиты прибора в рабочем положении IP20
Температурный диапазон эксплуатации,ºС -15 ÷ +40
Масса измерительного блока не более, кг 10
Габаритные размеры, мм 300х140х400
Межкалибровочный период, год 3
Межповерочный период, год 1

Сертификация:

Сертификаты Госсреестра РФ, Казахстана, Украины, Белорусии; Разрешения о применении продукции в электроустановках

Создание комплекса электрооборудования 1150 кВ — Воздушный выключатель, разъединитель

При разработке воздушного выключателя 1150 кВ был исследован ряд принципиальных вопросов, связанных с созданием рациональной конструкции выключателя с высокой отключающей способностью. Основное внимание было уделено дугогасительному устройству. Изучалось влияние конструктивных факторов на отключающую способность, таких как давление в дугогасительном межконтактном промежутке, его форма и размеры, аэродинамическое сопротивление выхлопного тракта вытекающему из сопла потоку, состояние сжатого воздуха (степень турбулентности потока воздуха, подходящего к межконтактному промежутку), индуктивность шунтирующих резисторов.

Читайте так же:
Как изображается масляный выключатель

Воздушный выключатель 1150 кВ

Рис. 3. Воздушный выключатель 1150 кВ

Отключающая способность выключателя была повышена путем рационального выбора межконтактных промежутков и диаметров сопл, повышения давления сжатого воздуха в них без увеличения его в резервуаре (за счет более рациональной конструкции воздуховодов), уменьшения аэродинамического сопротивления выхлопного тракта, применения малоиндуктивных резисторов.
В выключателе 1150 кВ (рис. 3) применен блочный (модульный) принцип построения, обеспечены одинаковые технические характеристики дугогасительных разрывов и независимость их работы друг от друга, максимально использованы дугогасительные, электроизоляционные и энергетические свойства сжатого воздуха, применено двустороннее дутье при гашении электрической дуги, давление сжатого воздуха увеличено до 4,0 МПа, условное напряжение, приходящееся на модуль, увеличено до 250 кВ, контакты дугогасительного разрыва после гашения дуги отключения остаются разомкнутыми (конструкция без отделителя), рабочие контакты защищены от действия дуги, на трех модулях из пяти применены предвключаемые резисторы.
В систему защиты от перенапряжений линий электропередач 1150 кВ входит искровое подключение шунтирующих реакторов. Искровое подключение реакторов выполняется специальным аппаратом — включателем-отключателем, обеспечивающим безынерционное включение реактора при перенапряжениях, а также нормальные коммутации реактора, необходимые по режимным условиям.
Важнейшие параметры — номинальные напряжения и ток, ток отключения короткого замыкания, время включения и отключения у включателя-отключателя и выключателя 1150 кВ совпадают, поэтому основные элементы этих аппаратов (модули, опорная изоляция) одинаковы. Включатель-отключатель на 90 % унифицирован с выключателем 1150 кВ.
Для безынерционного подключения реактора включатель-отключатель снабжен устройством искрового подключения. Создание этого устройства на базе открытого искрового промежутка, обладающего малым разбросом пробивных напряжений в широком диапазоне изменения формы коммутационных импульсах обеих полярностей, стало возможным в результате всестороннего изучения формирования разряда в симметричных воздушны; промежутках с различной конфигурацией электрического поля.
На основе представлений о связи электрического поля с разрядными процессами были определены формы и размеры двухразрывного устройства искрового подключения, обеспечивающего надежную работу включателя-отключателя 1150 кВ.

Разъединитель

В разъединителе 1150 кВ впервые применены главные ножи телескопической конструкции, что позволило сократить ширину и высоту разъединителя.
В конструкции разъединителя использованы фланцы поясов жесткости, самоустанавливающиеся по фланцам изолятора при монтаже, что исключает внутренние напряжения в изоляторах. Сокращению длины полюса разъединителя способствовало применение шарообразных экранов и системы подвижных экранов на главных ножах, которые соответствуют положению токоведущих частей. В заземляющем контуре разъединителя предусмотрено устройство, которое препятствует выбрасыванию ножа из контакта в момент амплитуды тока короткого замыкания.
Основная проблема при создании высокочастотного заградителя — обеспечение динамической и термической стойкости воздушного реактора — решена изготовлением катушки реактора заградителя из восьми параллельных попарно транспонированных ветвей. Для снижения радиальной составляющей силы, действующей на витки катушки реактора при сквозных токах к. з., высота слоев уменьшается от внутренних к наружным.

Разъединитель 1150 кВ

Рис. 4. Разъединитель 1150 кВ

Воздушный выключатель 1150 кв

РОССИЙСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ "ЕЭС РОССИИ"

ДЕПАРТАМЕНТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ И ВЫБОРУ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ, РАБОТАЮЩИХ В ЦЕПИ ШУНТИРУЮЩИХ РЕАКТОРОВ

Разработано Департаментом электрических сетей РАО «ЕЭС России» и АО «ВНИИЭ»

Исполнители В.А. КУХТИКОВ (Департамент электрических сетей), И.Л. ШЛЕЙФМАН (АО «ВНИИЭ»)

Утверждено Департаментом электрических сетей РАО «ЕЭС России» 06.07.01

Первый заместитель начальника ЮЛ. ДЕМЕНТЬЕВ

ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ И ВЫБОРУ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ, РАБОТАЮЩИХ В ЦЕПИ ШУНТИРУЮЩИХ РЕАКТОРОВ

год — месяц — число

1. В электрических сетях 110, 400, 500, 750 и 1150 кВ для коммутации шунтирующих реакторов (ШР) применяются воздушные выключатели.

Опыт эксплуатации воздушных выключателей в цепях ШР показал их высокую повреждаемость. В сетях 500 кВ повреждаемость реакторных воздушных выключателей в 3 раза выше, чем выключателей других присоединений. Кроме этого, перенапряжения и «броски» тока намагничивания, сопровождающие отключение и включение ШР, воздействуют на витковую изоляцию ШР и в совокупности с рядом технологических дефектов реакторов типа РОДЦ-60000/500 приводят к их повышенной аварийности.

В последнее время в соответствии с Решением Департамента электрических сетей от 25.08.97 № Э-1/97 «О преимущественном применении элегазовых выключателей при строительстве, реконструкции, техническом перевооружении и замене оборудования подстанций 330-750 кВ РАО «ЕЭС России» для коммутации ШР стали применяться элегазовые выключатели.

2 Государственный стандарт ГОСТ 687-78 «Выключатели переменного тока на напряжение свыше 1000 В. Общие технические условия» и другие отечественные стандарты не содержат каких-либо технических требований и указаний по методам испытаний для выключателей, коммутирующих реакторы. Это объяснятся недостаточным уровнем знаний о работе выключателей в этом режиме, отсутствием таких требований в международных стандартах в период разработки ГОСТ 687-78, трудностью переноса полученных при испытаниях результатов на различные типы реакторов и схемы их подсоединений в эксплуатации. Отечественные воздушные выключатели не испытывались в режиме отключения тока реактора, их работоспособность не гарантируется предприятиями — изготовителями.

Международная электротехническая комиссия выпустила в 1994 г. технический доклад МЭК 1233 «Выключатели переменного тока высокого напряжения — коммутация индуктивных нагрузочных токов», в котором обобщен положительный опыт, накопленный в мировой (в том числе российской) практике. Рекомендации этого документа используются зарубежными разработчиками и испытателями, но не нашли применения в отечественной практике.

3 Высокая повреждаемость воздушных выключателей, предназначенных для коммутации реакторов, связана с:

— большим количеством выполняемых операций, в среднем около 100 за год, а на отдельных объектах — до 1000, что приводит к повышенному механическому износу, ухудшению изоляционных характеристик и повышению вероятности возникновения перенапряжений;

— неодновременной работой разрывов выключателей;

— снижением электрической прочности внутренней изоляции из-за повышения влажности воздуха.

В большой степени на повреждаемость воздушных выключателей влияет низкое качество изготовления и применяемых материалов.

4 Перенапряжения при отключении реактора возникают вследствие двух причин.

4.1 Срез тока (принудительное уменьшение тока до естественного перехода через нулевое значение).

В воздушных выключателях сильное воздушное дутье приводит к срезам тока при мгновенных значениях 25-40 А (по некоторым данным — до 70 А). При этом неограниченный вентильным разрядником или ОПН уровень перенапряжений на реакторе может достигать 3,5 U ф, а на межконтактном промежутке выключателя — 4,2 U ф. Перенапряжения на контактах выключателя могут привести к отказу в гашении дуги и повреждению выключателя.

Читайте так же:
Кнопка выключателя сп sedna беж sche sdn0700147

В элегазовых выключателях токи среза составляют 4-10 А, напряжение на реакторе — до 1,5 U ф, напряжение на межконтактном промежутке выключателя — до 2,4 U ф, что не приводит к повреждениям выключателей.

4.2 Пробои межконтактного промежутка при восстановлении на нем напряжения после среза тока.

При больших напряжениях на выключателе и небольших расстояниях между контактами (в случае размыкания контактов вблизи перехода тока через нулевое значение) во время переходного процесса напряжения могут происходить пробои межконтактного промежутка выключателя. Это может привести к дополнительному увеличению перенапряжений на реакторе и выключателе относительно земли. Отмечались перенапряжения до 2,0 U ф, но при неблагоприятном развитии процесса они могут достигать и больших значений.

В целом перенапряжения зависят от многих факторов (фазы тока в момент размыкания контактов, значения шунтирующей выключатель емкости, состояния дугогасительного устройства выключателя) и их значения подвержены большому статистическому разбросу.

5 В отечественной практике для ограничения перенапряжений параллельно реактору устанавливается защитный аппарат — вентильный разрядник или ограничитель перенапряжений (ОПН). В мировой практике для ограничения перенапряжений используются также и два других способа: подключение ОПН параллельно выключателю или применение устройства синхронизации момента размыкания контактов выключателя относительно фазы тока и напряжения реактора.

6 Перенапряжения на контактах воздушных выключателей 500 кВ при установке параллельно реактору вентильных разрядников снижаются до 3,1 U ф, при установке ОПН — до 2,4 U ф. Перенапряжения на контактах воздушных выключателей 750 кВ при установке параллельно реактору вентильных разрядников снижаются до 3,1 U ф, при установке ОПН — до 2,3 U ф. Таким образом, эффективность применения ОПН существенно выше, чем вентильных разрядников.

7 Синхронизация момента размыкания контактов выключателя относительно фазы напряжения и тока реактора позволяет исключить повторные пробои межконтактного промежутка выключателя за счет принудительного выбора благоприятной для данного типа выключателя фазы размыкания контактов и снизить перенапряжения. Синхронизация эффективна для выключателей, имеющих небольшие токи среза, небольшую разновременность срабатывания разрывов и достаточно стабильное собственное время отключения. Этим требованиям удовлетворяют современные элегазовые выключатели.

Для синхронизации момента размыкания контактов разработаны и применяются специальные устройства, например, Switchsync F -236 компании АББ.

При применении устройства синхронизации имеется возможность при включении реактора регулировать фазу напряжения в момент замыкания контактов, что позволяет исключить «броски» тока намагничивания реактора и влияет на повышение надежности работы и срока службы реактора.

8 Повышение надежности работы воздушных выключателей при отключении реакторов может быть достигнуто выполнением указанных ниже мероприятий.

8.1 Замена в цепях реакторов разрядников типа РВМК на ограничители перенапряжений ОПН, что позволит снизить уровень перенапряжений на реакторах и на межконтактном промежутке выключателей.

8.2 Постоянный и качественный контроль за влажностью воздуха; снижение влажности воздуха путем совершенствования воздухоприготовительных установок и улучшения режимов их работы. Это обеспечивается выполнением «Рекомендаций № БП.64/05-648-00 по работе выключателей ВВ-330(Б) и ВВ-500(Б) в режиме АВР», разработанных ОАО «Уралэлектротяжмаш».

8.3 Контроль механических характеристик выключателя после 50 — 75 циклов включение — отключение (ВО), обеспечение стабильности механических характеристик и одновременности срабатывания разрывов выключателя.

8.4 Проведение ревизий дугогасительных устройств после 100-150 циклов ВО с контролем состояния продольной изоляции.

9. В соответствии с мировым опытом рекомендуется заменять воздушные выключатели, установленные в цепи шунтирующих реакторов, современными отечественными или импортными элегазовыми выключателями, имеющими:

— стабильные механические характеристики;

— одновременную работу дугогасительных разрывов (для выключателей с несколькими разрывами разброс не должен превышать 2 мс);

— высокую электрическую прочность изоляции между разомкнутыми контактами;

— положительные результаты испытаний на отключение тока реактора в соответствии с документом МЭК 1233.

Для ограничения перенапряжений при отключении реактора и «бросков» тока намагничивания при включении реактора целесообразно применять устройства синхронной коммутации.

ВОЗДУШНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

В воздушных выключателях дуга гасится при помощи дутья сжатым воздухом (при давлении 2-4 МПа и выше), поступающим из резервуара, чаще всего составляющего одно целое с основанием.

ДУ воздушных выключателей выполняют с одним или несколькими разрывами в фазе и с продольным или поперечным воздушным дутьем.

Дугогасительное 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 11 ОкВ выключатель с одним разрывом способен отключить ток около 40 кА. 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.

Необходимым условием удовлетворительной работы выключателей с многократным разрывом является равномерное распределение восстанавливающего напряжения между разрывами. Для обеспечения равномерного распределения напряжения между разрывами при любой частоте восстанавливающего напряжения, целесообразно применение емкостных делителей напряжения (рис.4.1.а). Эти выключатели обычно снабжают также шунтирующими резисторами, включенными параллельно каждому разрыву (рис.4.1.6). При этом в каждом разрыве необходимы небольшие гасительные устройства (обозначены 1,2,3,4) для отключения сопровождающего тока.

Рисунок 5 — Схема включения конденсаторов и шунтирующих резисторов у воздушного выключателя

Выключатель серии ВВБ для номинальных напряжений от 110 до 750 кВ. Наиболее совершенные воздушные выключатели, у которых дугогасительная камера размещается непосредственно в баке со сжатым воз­духом. Дугогасительные модули с двумя разрывами и односторонним дутьем имеют условное напряжение ПО кВ. Число модулей у выключателей с номинальным напряжением ПО, 220, 330, 500 и 750 кВ равно соответственно 1, 2, 4, 6 и 8. Модули устанавливают на колоннах из фарфоровых изоляторов. Выключатели ПО кВ имеют один модуль и одну опорную колонну. Выключатели 220-750 кВ — по два модуля на каждой колонне, расположенных один над другим и соединенных последовательно перемычкой. На рис.6 показан воздушный выключатель типа ВВБ-220Б-31,5/2000У1на номинальное напряжение 220 кВ, тип изоляции Б, номинальный ток отключения 31,5 кВ. номинальный ток 2000 А, для установки в умеренном климате на открытом воздухе.

Читайте так же:
Выключатель звукового сигнала москвич

Их полное время отключения составляет 0,06 — 0,08 с. в зависимости от номинального напряжения. Эксплуатация показала их высокую надежность.

Рисунок 6 — 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; 330 кВ — 2 и 2,6 МПа.

Выключатели серии ВВБ имеют пневматическую систему управления. В полых опорных колоннах проложены воздуховоды из изоляционного материала, из которых один служит для пополнения бачков сжатым воздухом, а второй — для управления контактными и дутьевыми клапанами модулей,находящимися под напряжением.

На рис. 7.а показан полюс выключателя серии ВВБна напряжение 110 кВ. Бак со сжатым воздухом 1 располагается на опорном изоляторе 2, в этом же изоляторе проходят управляющие воздуховоды. Шкаф управления 3 расположен в основании выключателя. ДУ соединяется с внешней цепью токоведущими частями проходных изоляторов 4. Равномерное распределение напряжения между двумя разрывами устройства обеспечивается с помощью конденсаторов 5. Схема устройства представлена на рис. 4.3.6, где 5 -шунтирующие конденсаторы, обеспечивающие равенство напряжений на двух разрывах устройства; 6 — основные контакты; 7 — вспомогательные; 8 -шунтирующие резисторы, служащие для снижения скорости восстановления напряжения. Ток через шунтирующие резисторы отключаются контактами 7 после гашения дуги в основных разрывах 6. Из рис. 7.б видно, что корпус бака 2 находится под напряжением.

В рассмотренной конструкции под высоким давлением находится только стальной бак. Это позволяет повышать давление воздуха в баке до 3,5 -4 МПа и увеличивать отключаемый ток.

Выключатель серии ВНВ.Выключатели этой серии изготовляют 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 по сравнению с выключателями серии ВВБ. Выключатели 220 кВ имеют

Рисунок 7 — Баковый воздушный выключатель серии ВВБ-110 UHM = 110 кВ; 1Н0М = 2000 А; 10ТКН0М = 31,5 кА один модуль, 500 кВ — два и 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. Фарфоровые колонны должны выдерживать внутреннее давление 4 МПа. поэтому они усилены встроенными стеклоэпоксидными цилиндрами.

Подготовка воздуха.Распределительное устройство, оборудованное воздушными выключателями, нуждается в установке для подготовки воздуха высокого давления, его очистке и осушке. 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 фильтры, которые имеют ряды металлической сетки, смоченной маслом с низкой температурой замерзания. При прохождении воздуха через фильтр пыль оседает на 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, обеспечиващие соответствующее давление. При сжатии воздуха температура его повышается. При последующем охлаждении до начальной температуры большая часть пара конденсируется. Образовавшуюся в охлажденном змеевике воду спускают.

После этого воздух подвергают расширению через редукционный клапан, чтобы снизить давление до рабочего. Относительная влажность воздуха после его расширения получается равной 0,5% и опасность конденсации водяного пара значительно снижается.

Приходится далее принимать меры к дальнейшему уменьшению содержания влаги с помощью адсорбентов (силикагель — SiO H2O , алюмогель -А12ОЗ Н2О и др.).

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

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. Воздушные выключатели ПО и 220 кВ нормального климатического исполнения сняты с производства и заменены элегазовыми.

Контрольные вопросы:

1. Номинальные напряжения, на которые выпускаются воздушные
выключатели.

2. Способы гашения дуги.

3. Способы очистки и осушки воздуха.

4. Чем достигается большее быстродействие воздушных выключателей
по сравнению с масляными.

5. Конструкция и материал контактов.

6. Существенный недостаток воздушных выключателей по сравнению с
масляными.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector