Малообъемные (маломасляные) выключатели
В выключателях этого вида масло служит только газогенерирующим веществом. Для изоляции токоведущих частей используют фарфор, стеклопластик, текстолит. Контактная система и дугогасительные устройства заключены в небольшие бачки, изолированные от заземленного основания фарфоровыми изоляторами. Малообъемные выключатели имеют меньшие размеры и массу по сравнению с баковыми выключателями. Относительно небольшое количество масла облегчает уход и ремонт.
Достоинства маломасляных выключателей: небольшое количество масла; относительно малая масса; более удобный, чем у баковых выключателей, доступ к дугогасительным контактам; возможность создания серии выключателей на разные напряжения с применением унифицированных узлов.
Недостатки маломасляных выключателей: взрыво- и пожаро-опасность, хотя и значительно меньшая, чем у баковых выключателей; невозможность осуществления быстродействующего АПВ; необходимость периодического контроля, доливки, относительно частой замены масла в дугогасительных бачках; трудность установки встроенных трансформаторов тока; относительно малая отключающая способность.
Выключатели серии ВК более надежны и менее взрыво- и пожаро-опасны, чем выключатели серии ВМП.
Область применения маломасляных выключателей - закрытые распределительные устройства электростанций и подстанций 6, 10, 20, 35 и 110 кВ, комплектные распределительные устройства 6, 10 и 35 кВ и открытые распределительные устройства 35, 110, 220 кВ.
|
|
|
В настоящее время масляные выключатели заменяются на вакуумные или элегазовые.
16 Воздушные выключатели
В воздушных выключателях гашение дуги происходит в продольном потоке вохдуха при давлении 2 - 4 МПа и выше, а изоляция токоведущих частей и дугогасительного устройства осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими материалами.
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 40 кА. Выключатель 220 кВ должен иметь два разрыва, а выключатель 500 к В - 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. Опыт показывает, что это напряжение распределяется далеко неравномерно, если для этого не приняты особые меры. Чтобы обеспечить равномерное распределение напряжения между разрывами при любой частоте восстанавливающегося напряжения, целесообразно применение емкостных делителей напряжения.
Воздушные выключатели, чувствительные к скорости восстанавливающегося напряжения, обычно снабжают также шунтирующими резисторами, включенными параллельно каждому разрыву (рисунок 7.11). При этом в каждом разрыве необходимы небольшие гасительные устройства (обозначены 1', 2', 3', 4') для отключения сопровождающего тока.
17 Электромагнитные выключатели
Электромагнит ные выключатели для своей работы не требуют масла или сжатого воз духа, более просты и удобны в эксплуатации, обладают высокой надежностью и большим сроком службы.
Для улучшения гашения малых токов выключатель имеет устройство воздушного дутья 8, которое приводится в действие тягой 9, соединенной с механизмом привода выключателя. При отключении выключателя в дутьевом устройстве создается сжатый воздух, который протекает по трубке 10и воздействует на дугу, перемещая ее вверх и включая катушки магнитного дутья.
|
|
|
Выключатель обеспечивает 104 коммутационных циклов при IHOM = 1600 А и 5×103 циклов при IHOM = 3600 А без ревизии и ремонта. Механическая износостойкость составляет 5×104 циклов. Поэтому электромагнитные выключатели применяются при большой частоте операций.
Выключатель имеет пружинный привод, который заводится двигателем. Привод обеспечивает однократный цикл О-0,3-ВО с бестоковой паузой 0,3 с. Второй цикл может быть совершен через 15 с после завода включающих пружин (О - операция отключения, ВО - операция включения и немедленно следующая за ней операция отключения).
Недостатком электромагнитных выключателей является большая проводимость стенок ДУ. Узкие щели ДУ нагреваются дугой до очень высоких температур, при которых начинают проводить ток. Большой остаточный ток может приводить к пробою по раскаленной поверхности пластин. Из-за этого номинальное напряжение электромаг нитных выключателей не превышает 10 кВ.
|
|
|
18 Вакуумные выключатели
Электрическая прочность вакуумного промежутка во много раз больше, чем воздушного при атмосферном давлении.
Вакуумные выключатели 6 - 10 кВ широко применяются для замены маломасляных и электромагнитных выключателей в комплектных распределительных устройствах, для чего они комплектуются на выкатных тележках.
Дугогасительная камера 7 укреплена на токовыводах в изоляционном каркасе 6 и системой рычагов связана с приводом. При включении сначала происходит заводка пружинно-моторного привода до положения "Готов". После этого подается сигнал на включение на ИДУУ (индукционно-динамическое устройство управления), которое, разряжаясь, сбивает удерживающую защелку на приводе, пружины поворачивают кулачковый вал 9, который воздействует на рычаг вала выключателя. Вал, поворачиваясь, через систему рычагов и изоляционные тяги 3 воздействует на подвижный контакт КДВ, выключатель включается. Отключение производится кноп кой отключения 10, которая выбивает удерживающую защелку, а отключающая пружина 13 через систему рычагов возвращает подвижный контакт камеры в отключенное состояние. Управление выключателем может осуществляться вручную или дистанционно. Рассмотренный выключатель может отключать и включать ток КЗ 31,5 кА, полное время отключения 0,04 с, время включения 0,03 с. Коммутационный ресурс: число циклов В-tП-О номинального тока равно 30 000, число циклов В и О тока отключения - 50. Срок службы до среднего ремонта составляет 15 лет.
Выключатель ВБП - быстродействующий, устанавливается в ячейках КРУ секционных и на вводах в совокупности с быстродействующим АВР и служит для замены маломасляных выключателей, отслуживших свой срок в ячейках КРУ и КСО всех типов.
Для этих же целей освоен выпуск выключателей вакуумных BB/TEL производственным объединением "Таврида-электрик". На рисунке 7.22 показан разрез по одному полюсу и общий вид вакуумного выключателя BB/TEL-10/1000. Выключатель состоит из трех полюсов на одном основании (рисунок 7.22,а). Якори 8 приводных электромагнитов соединены между собой валом 11.
В разомкнутом положении контакты выключателя удерживаются отключающей пружиной 9 через тяговый изолятор 5.
При подаче сигнала "Вкл" подается питание в катушку электромагнита 10; якорь 8, сжимая отключающую пружину, перемещается вверх вместе с тяговым изолятором и подвижным контактом 3, который замыкается.
В это время кольцевой магнит 7 запасает магнитную энергию, необходимую для удержания выключателя во включенном положении, а катушка 10 постепенно обесточивается, после чего привод оказывается подготовленным к операции отключения.
Во включенном положении выключатель удерживается силой магнитного притяжения якоря 8 к кольцевому магниту 7 так называемой "магнитной защелкой", при этом энергии из внешней цепи не потребляется.
При подаче сигнала "Откл" блок управления подает импульс противоположного направления в катушку 10, размагничивая магнит и снимая привод с магнитной защелки. Под действием пружин 6 и 9 якорь 8 перемещается вниз вместе с тяговым изолятором и подвижным контактом 3, выключатель отключается. Возможно ручное отключение кнопкой 3 (рисунок 7.22,б).
Выключатели данной серии применяются для замены выключателей в ячейках КРУ, а также для вновь разрабатываемых камер КСО и КРУН.
Вакуумные выключатели напряжением 110 кВ в каждом полюсе имеют четыре последовательно соединенные дугогасительные камеры КДВ, установленные на опорных изоляторах. Для равномерного распределения напряжения по разрывам применяются емкостные делители напряжения. Электромагнитный привод обеспечивает дистанционное управление выключателем.
Вакуумные выключатели устанавливаются для управления трансформаторами сталеплавильных печей, тяговых подстанций, насосных, на мощных экскаваторах. Отключение мощных синхронных двигателей вызывает срез тока при быстром разрыве цепи, отключение малых индуктивных токов может привести к перенапряжению, поэтому вакуумные выключатели снабжаются встроенными ограничителями перенапряжений или предусматривается установка ОПН (ограничитель перенапряжения).
Для замены выключателей, выработавших коммутационный ресурс, фирма АББ поставляет вакуумный выключатель VM2GT, который может устанавливаться на выкатных тележках КРУ (К-104, КМВ, КРУ2-10, К-ХШ).
Достоинства вакуумных выключателей: простота конструкции, высокая степень надежности, высокая коммутационная износостойкость, малые размеры, пожаро- и взрывобезопасность, отсутствие загрязнения окружающей среды, малые эксплуатационные расходы.
Недостатки вакуумных выключателей: сравнительно небольшие номинальные токи и токи отключения, возможность коммутационных перенапряжений.
19 Элегазовые выключатели
Элегаз SF6 представляет собой инертный газ, плотность которого в 5 раз превышает плотность воздуха. Электрическая прочность элегаза в 2-3 раза выше прочности воздуха.
В элегазовых выключателях применяются автокомпрессионные дугогасительные устройства
Элегазовый выключатель представляет собой замкнутую систему без выброса газа наружу.
Более эффективным является двустороннее дутье, именно такие дугогасительные камеры применяются в современных элегазовых выключателях, построенных на модульном принципе. Так, в выключателях на 110 кВ - один дугогасительный модуль, на 220 кВ - два, на 500 кВ - четыре. Соответственно меняется изоляция относительно земли.
Новая серия баковых выключателей на 35 кВ ВГБЭ-35 позволяет иметь встроенные трансформаторы тока (рисунок 7.27), что упрощает конструкцию распределительных устройств. Вводы и трансформаторы тока укреплены на баке, внутри которого находятся контактная и дугогасительная системы. Номинальное давление элегаза 0,45 МПа, при снижении давления до 0,33 МПа срабатывает сигнализация, а при 0,3 МПа выключатель отключается автоматически. Гашение дуги осуществляется за счет вращения электрической дуги в элегазе с помощью магнитного поля, созданного отключаемым током. Привод выключателя электромагнитный. По сравнению с масляными выключателями С-35 и ВТ-35 элегазовый выключатель имеет значительные преимущества и более совершенные трансформаторы тока. Рассмотренный выключатель ВГБЭ-35-12,5/630 рассчитан на ток отключения 12,5 кА, полное время отключения 0,07 с, электродинамическую стойкость 35 кА. Выключатель пригоден для АПВ. Элегазовые выключатели имеют большую механическую и коммутационную износоустойчивость.
Достоинства элегазовых выключателей: пожаро- и взрывобез-опасность, быстрота действия, высокая отключающая способность, малый износ дугогасительных контактов, возможность создания серий с унифицированными узлами (модулями), пригодность для наружной и внутренней установки.
Недостатки: необходимость специальных устройств для наполнения, перекачки и очистка SF6, относительно высокая стоимость SF6.
20 Приводы выключателей
Привод выключателя предназначен для операции включения, удержания во включенном положении и отключения выключателя.
Привод - это специальное устройство, создающее необходимое усилие для производства перечисленных операций. В некоторых выключателях привод конструктивно связан в одно целое с его контактной системой (воздушные выключатели).
Основными частями привода являются: включающий механизм, запирающий механизм (защелка, собачка), который удерживает выключатель во включенном положении, и расцепляющий механизм, освобождающий защелку при отключении.
В зависимости от источника энергии, затрачиваемой на включение и отключение, имеются ручные, пружинные, грузовые, электромагнитные, пневматические приводы.
Ручные приводы применяются для маломощных выключателей, когда мускульной силы оператора достаточно для совершения работы включения. Отключение может быть автоматическим с помощью реле, встроенных в привод.
В современных электроустановках сохранились ручные приводы ПРА только для выключателей нагрузки ВНПР.
Пружинный привод является приводом косвенного действия. Энергия, необходимая для включения, запасается в мощной пружине, которая заводится от руки или электродвигателем небольшой мощности. После каждого включения необходимо вновь завести пружину.
Недостатком пружинных приводов является уменьшение тягового усилия в конце хода включения вследствие уменьшения деформации пружин. Чтобы устранить этот недостаток, пружинные приводы дополняются маховиком, который поглощает избыточную энергию в начале включения и отдает накопленную энергию в конце включения.
Электромагнитные приводы относятся к приводам прямого действия: энергия, необходимая для включения, сообщается приводу в процессе самого включения от источника большой мощности.
Достоинствами электромагнитных приводов являются простота конструкции и надежность работы в условиях сурового климата.
Недостатки - большой потребляемый ток и необходимость мощной аккумуляторной батареи; значительное время включения (до 1 с).
Пневматический привод обеспечивает быстрое включение выключателя за счет энергии сжатого воздуха.
21 Системы оперативного тока на подстанциях
Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 844; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!