Ivalt.ru

И-Вольт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Трансформаторы силовые вакуумный выключатель

Трансформаторы Завода СЗТТ

Трехфазные масляные силовые трансформаторы серии ТМГ

Назначение трансформаторов

Трансформаторы силовые трехфазные с естественным масляным охлаж-дением, с переключением ответвлений обмоток без возбуждения, в герметичном исполнении, включаемые в сеть переменного тока частотой 50 Гц предназначены для питания потребителей электроэнергией общего назначения.

Трансформаторы изготавливаются классов напряжения 6 и 10 кВ, клима-тического исполнения «У», категории размещения 1 по ГОСТ 15150 и пред-назначены для эксплуатации в следующих условиях:

  • высота установки над уровнем моря – не более 1000 м;
  • температура воздуха при эксплуатации для климатического исполнения «У» от минус 45 °С до плюс 40 °С;
  • относительная влажность воздуха не более 100 % при 25 °С;
  • окружающая среда не взрывоопасная, не содержащая агрессивных паров в концентрациях, разрушающих металлы (атмосфера типа II по ГОСТ 15150);
  • трансформаторы не предназначены для работы в условиях тряски, вибра-ции, ударов;
  • рабочее положение в пространстве – вертикальное;

Трансформаторы предназначены для эксплуатации в электроустановках, подвергающихся воздействию грозовых перенапряжений при обычных мерах грозозащиты. Трансформаторы имеют нормальную изоляцию уровня «б» по ГОСТ 1516.3 класса нагревостойкости «А» по ГОСТ 8865.

Таблица 1. Краткие технические характеристики трансформаторов ТМГ

Мощность, кВА

Высота, мм

Ширина, мм

Длинна, мм

Потери ХХ, Вт

Потери КЗ, Вт

Напряжение КЗ, %

Масса масла, кг

Масса полная, кг

Таблица 2. Технические характеристики трансформаторов ТМГ-100 и ТМГ-160

Параметр

ТМГ-100/6

ТМГ-100/10

ТМГ-160/6

ТМГ-160/10

Номинальное напряжение обмотки ВН, кВ

Номинальное напряжение обмотки НН, кВ

Вид переключений ответвлений

Регулирование напряжения обмотки ВН, %

Номинальный ток обмотки ВН, А

Номинальный ток обмотки НН, А

Номинальная мощность, кВА

Номинальная частота, Гц

Ток холостого хода, %

Потери холостого хода, кВт

Напряжение короткого замыкания, %

Потери короткого замыкания, кВт

Сопротивление изоляции обмоток, Мом, не менее

— Обм. ВН — Обм. НН + корпус

— Обм. НН — Обм. ВН + корпус

Схема и группа соединения обмоток

Кратность тока включения на холостой ход, не менее

Испытательное индуктированное напряжение частоты 400 Гц, кВ

Испытательное приложенное напряжение обм. НН, кВ

Таблица 3. Технические характеристики трансформаторов ТМГ-250 и ТМГ-400

Параметр

ТМГ-250/6

ТМГ-250/10

ТМГ-400/6

ТМГ-400/10

Номинальное напряжение обмотки ВН, кВ

Номинальное напряжение обмотки НН, кВ

Вид переключений ответвлений

Регулирование напряжения обмотки ВН, %

Номинальный ток обмотки ВН, А

Номинальный ток обмотки НН, А

Номинальная мощность, кВА

Номинальная частота, Гц

Ток холостого хода, %

Потери холостого хода, кВт

Напряжение короткого замыкания, %

Потери короткого замыкания, кВт

Сопротивление изоляции обмоток, Мом, не менее

— Обм. ВН — Обм. НН + корпус

— Обм. НН — Обм. ВН + корпус

Схема и группа соединения обмоток

Кратность тока включения на холостой ход, не менее

Испытательное индуктированное напряжение частоты 400 Гц, кВ

Испытательное приложенное напряжение обм. НН, кВ

Таблица 4. Технические характеристики трансформаторов ТМГ-630 и ТМГ-1000

Параметр

ТМГ-630/6

ТМГ-630/10

ТМГ-1000/6

ТМГ-1000/10

Номинальное напряжение обмотки ВН, кВ

Номинальное напряжение обмотки НН, кВ

Вид переключений ответвлений

Регулирование напряжения обмотки ВН, %

Номинальный ток обмотки ВН, А

Номинальный ток обмотки НН, А

Номинальная мощность, кВА

Номинальная частота, Гц

Ток холостого хода, %

Потери холостого хода, кВт

Напряжение короткого замыкания, %

Потери короткого замыкания, кВт

Сопротивление изоляции обмоток, Мом, не менее

— Обм. ВН — Обм. НН + корпус

— Обм. НН — Обм. ВН + корпус

Схема и группа соединения обмоток

Кратность тока включения на холостой ход, не менее

Испытательное индуктированное напряжение частоты 400 Гц, кВ

Испытательное приложенное напряжение обм. НН, кВ

Трехфазный силовой трансформатор с литой изоляцией ТЛС

Назначение сухих трансформаторов

Трансформаторы силовые сухие с литой изоляцией серии ТЛС изготавливаются по ТУ 16-2006 ОГГ.670.121.044 ТУ в классе напряжения 6 и 10 кВ, мощностью от 10 до 2500 кВА, климатического исполнения «УХЛ», категории размещения 2 по ГОСТ 15150.

Применение литой изоляции позволяет обеспечить высокий уровень пожаробезопасности. Класс воспламеняемости FH (ПГ) I по ГОСТ 28779.

Обмотки литых трансформаторов обладают высокой механической прочностью и устойчивы к воздействию токов короткого замыкания. Литая изоляция обмоток пыле и влагонепроницаемая, что исключает процесс сушки перед вводом в эксплуатацию, в отличие от трансформаторов с воздушно барьерной изоляцией.

Учитывая расположение РФ в нескольких климатических районах, трансформаторы выполнены климатического исполнения УХЛ с нижним значением температуры при транспортировании, хранении и эксплуатации -60º С. Для усиления механической прочности каждый слой обмотки армируется стеклосеткой.

Применение схемы шихтовки «Step-lap» для стали с малыми удельными потерями, а так же уменьшение магнитной нагрузки позволило получить относительно низкий уровень потерь и тока холостого хода и снизить уровень шума.

Трансформаторы предназначены для эксплуатации в следующих условиях:

  • высота установки над уровнем моря – не более 1000 м ( свыше 1000м изготовление по отдельному заказу);
  • температура воздуха при эксплуатации от минус 60°С до плюс 40°С с учетом перегрева внутри электроустановки;
  • относительная влажность воздуха не более 100% при 250С;

Окружающая среда не взрывоопасная, не содержащая агрессивных паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию ( атмосфера II по ГОСТ 15150);

  • рабочее положение в пространстве – вертикальное.

Тепловая защита.

Трансформаторы, мощность которых не превышает 63 кВА, имеют класс термостойкости «В», более мощные устройства – класс «F». Стандартная комплектация ТЛС от 250 кВА включает датчики температур. По требованию заказчика, на изделие устанавливается комплект вентиляторов, а также блок контроля температуры и вентиляции. Это, в свою очередь, придает ТЛС черты устройства с принудительным охлаждением и серьезно отражается на экономии мощности. В защиту обмоток трансформатора входят термоиндикаторы ДТСХХ4. К микропроцессорному блоку защиты (ТР100, БКТ 3, БКТ 2), установленному в сухом трансформаторе, прилагается русскоязычная инструкция по монтажу и программированию.

Силовые трансформаторы с литой изоляцией и естественным воздушным охлаждением используются обычно на узких отраслевых предприятиях, для питания населенных пунктов, в том числе, в широтах с непостоянным климатом.

Выключатель вакуумный трехфазный ВВ/TEL (Часть 1)

24 ноября 2011 в 14:00

Одним из лидеров в производстве вакуумной коммутационной техники является предприятие «Таврида Электрик» (г. Москва). Продукция предприятия выпускается под общей маркой TEL. Выключатели вакуумные серии BB/TEL предназначены для коммутации электрических цепей с изолированной нейтралью при нормальных и аварийных режимах работы в сетях переменного тока частоты 50 Гц с номинальным напряжением 6—10 кВ.

Вакуумные выключатели серии BB/TEL — это коммутационные аппараты нового поколения, в основе принципа действия которых лежит гашение возникающей при размыкании контактов электрической дуги в глубоком вакууме, а фиксация контактов вакуумных дугогасительных камер (ВДК) в замкнутом положении осуществляется за счет остаточной индукции приводных электромагнитов («магнитная защелка»).

Отличительная особенность конструкции вакуумных выключателей серии BB/TEL по сравнению с традиционными коммутационными аппаратами заключается в использовании принципа соосности электромагнита камеры в каждом полюсе выключателя, которые механически соединены между собой общим валом.

Оригинальность конструкции выключателей BB/TEL позволила достичь следующих преимуществ по сравнению с другими коммутационными аппаратами:

  • высокий механический и коммутационный ресурс;
  • малые габариты и вес;
  • небольшое потребление энергии по цепям управления;
  • возможность управления по цепям постоянного, выпрямленного и переменного оперативного тока;
  • простота встраивания в различные типы КРУ и КСО и удобство организации необходимых блокировок;
  • отсутствие необходимости ремонта в течение всего срока службы;
  • доступная цена.

Принцип фиксации контактов ВДК в замкнутом положении с применением магнитной защелки в настоящее время активно используется в новых конструкциях вакуумных выключателей ряда различных фирм (GEC Alsthom, Whipp & Bourne, Cooper), однако «Таврида Электрик» является первым предприятием-изготовителем, открывшим дорогу вакуумным выключателям с магнитной защелкой к массовому потребителю (оригинальность выключателей BB/TEL защищена патентом Российской Федерации № 2020631).

Благодаря своим преимуществам вакуумные выключатели BB/TEL широко применяются во вновь разрабатываемых комплектных распределительных устройствах (КРУ, КСО, КРН), а также для реконструкции ячеек КРУ, находящихся в эксплуатации и имеющих в своем составе на момент реконструкции выключатели других конструкций, которые устарели морально и физически.

Устройство и работа выключателя ВВ/TEL

Выключатель вакуумный серии BB/TEL состоит из трех полюсов, установленных на общем основании. Все три полюса имеют одинаковую конструкцию, изображенную на рис. 1 .

Рис. 1. Устройство выключателя ВВ/TEL

Привод вакуумного выключателя серии BB/TEL состоит из электромагнитов (по одному на каждую фазу), электрически соединенных между собой параллельно, и блока управления БУ.

Механически якори 7 приводных выключателей соединены между собой общим валом 10, который в процессе включения и отключения поворачивается вокруг своей продольной оси, и обеспечивает выполнение следующих функций:

  • управление указателем положении выключателя «ВКЛ — ОТКЛ»;
  • ручное отключение выключателя при аварийных ситуациях;
  • управление контактами для внешних вспомогательных цепей с помощью постоянного магнита;
  • предотвращение срабатывания выключателя в неполно-фазном режиме.

Включение выключателя

Исходное разомкнутое состояние контактов 1, 3 вакуумной дугогасительной камеры выключателя обеспечивается за счет воздействия на подвижный контакт 3 отключающей пружины 8 через тяговый изолятор 4. При подаче сигнала «ВКЛ» блок управления выключателя формирует импульс напряжения положительной полярности, который прикладывается к катушкам 9 электромагнитов. При этом в зазоре магнитной системы появляется электромагнитная сила притяжения, по мере своего возрастания преодолевающая усилие пружин отключения 8 и поджатия 5, в результате чего под действием разницы указанных сил якорь электромагнита 7 вместе с тяговыми изоляторами 4 и 2 в момент времени 1 начинают движение в направлении неподвижного контакта 1, сжимая при этом пружину отключения 8.

Читать еще:  Установка двойного выключателя schneider electric

После замыкания основных контактов (момент времени 2 на осциллограммах) якорь электромагнита продолжает двигаться вверх, дополнительно сжимая пружину поджатия 5. Движение якоря продолжается до тех пор, пока рабочий зазор в магнитной системе электромагнита не станет равным нулю (момент времени 2а на осциллограммах). Далее кольцевой магнит 6 продолжает запасать магнитную энергию, необходимую для удержания выключателя во включенном положении, а катушка 9 по достижении момента времени 3 начинает обесточиваться, после чего привод оказывается подготовленным к операции отключения. Таким образом, выключатель становится на магнитную защелку, т.е. энергия управления для удержания контактов 1 и 3 в замкнутом положении не потребляется.

В процессе включения выключателя пластина 11, входящая в прорезь вала 10, поворачивает этот вал, перемещая установленный на нем постоянный магнит 12 и обеспечивая срабатывание герконов 13, коммутирующих внешние вспомогательные цепи.

Отключение выключателя

При подаче сигнала «ОТКЛ» блок управления формирует импульс тока, который имеет противоположное направление по отношению к току включения и меньшее амплитудное значение (интервал времени 4 — 5 на осциллограммах). Магнит 6 при этом размагничивается, привод снимается с магнитной защелки, и под действием энергии, накопленной в пружинах отключения 8 и поджатия 5 якорь 7 перемещается вниз, в процессе движения ударяя по тяговому изолятору 4, связанному с подвижным контактом 3. Контакты 1 и 3 размыкаются (момент времени 5 на осциллограммах), и выключатель отключает нагрузку.

Ручное отключение выключателя

Ручное оперативное отключение выключателя осуществляется путем механического воздействия на кнопку ручного отключения, которая в свою очередь через толкатель, шарнирно связанный с валом 10 выключателя, воздействует через этот вал на якоря 7 электромагнитов привода. При этом разрывается магнитная система привода, ее магнитная энергия уменьшается, после чего механической энергии пружины отключения 8 оказывается достаточно для размыкания контактов 1 и 3 выключателя.

Кнопка ручного отключения одновременно выполняет функцию указателя положения выключателя «ВКЛ — ОТКЛ».

Ручное включение выключателя не предусмотрено. Для первого включения выключателя, когда на подстанции отсутствует питание цепей оперативного тока, разработан способ включения выключателя электрическим путем от автономного источника питания.

Конструктивные исполнения выключателя ВВ/TEL

В настоящее время выпускаются выключатели двух основных конструктивных исполнений:

  • конструктивное исполнение с межполюсным расстоянием 200 мм;
  • конструктивное исполнение с межполюсным расстоянием 250 мм.

Выключатели конструктивного исполнения с межполюсным расстоянием 200 мм предназначены преимущественно для замены в ячейках КРУ выключателей типов ВМР-10, ВМПЭ-10, ВМПП-10, ВК-10, ВКЭ-10 и других, а также для применения во вновь разрабатываемых ячейках КРУ.

Выключатели данного конструктивного исполнения выпускаются двух модификаций:

  • с выводом толкателя кнопки ручного отключения в сторону силовых токосъемников;
  • с выводом толкателя кнопки ручного отключения в сторону, противоположную силовым токосъемникам.

Выключатели конструктивного исполнения с межполюсным расстоянием 250 мм предназначены преимущественно для замены в камерах КСО и КРН выключателей типа ВМГ-133 и других, а также для применения во вновь разрабатываемых камерах КСО и КРН.

Техническая характеристика выключателей серии BB/TEL

Номинальное напряжение, кВ10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ.12
Номинальный ток, А.630, 1000
Номинальный ток отключения, кА1 2,520
Сквозной ток короткого замыкания, наибольший пик, кА3252
Нормированное процентное содержание апериодической составляющей, %, не более..4040
Время отключения полное, мс, не более.2525
Время отключения собственное, мс, не более.1515
Время включения собственное, мс, не более.7070
Ресурс по коммутационной стойкости при отключении:
номинального тока, операций «ВО»
50 00050 000
(60 — 100) % от номинального тока отключения, операций1 00100
Ресурс по механической стойкости, операций «ВО».50 00050 000
Номинальное напряжение электромагнитов управления, В220220
Диапазон напряжений электромагнитов при включении,
% от номинального значения..
85—11085— 11 0
Диапазон напряжений электромагнитов при отключении, % от номинального значения65— 1 2065— 1 20
Наибольший ток электромагнитов управления при номинальном напряжении, А1010
Срок службы до списания, лет2525
Масса, кг:
исполнение с межполюсным расстоянием 200 мм3232
исполнение с межполюсным расстоянием 250 мм35,535,5

Условия эксплуатации выключателей

Вакуумные выключатели серии BB/TEL предназначены для эксплуатации в следующих условиях.

Климатическое исполнение и категория размещения У2 по ГОСТ 15150—69, при этом:

  • наибольшая высота над уровнем моря — до 1000 м;
  • верхнее рабочее значение температуры окружающего воздуха не должно превышать плюс 55 °С, эффективное значение температуры окружающего воздуха — плюс 40 °С;
  • нижнее рабочее значение температуры окружающего воздуха — минус 40 °С;
  • верхнее значение относительной влажности воздуха 1 00 % при температуре плюс 25 °С;
  • окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая газов и паров, вредных для изоляции, не насыщенная токопроводящей пылью в концентрациях, снижающих параметры выключателя;
  • рабочее положение выключателей в пространстве — любое.

Устройства управления вакуумными выключателями BB/TEL

Устройства управления вакуумными выключателями серии TEL являются неотъемлемой частью привода этих выключателей, хотя конструктивно они выполняются в виде отдельных модулей и могут быть установлены как в релейном отсеке шкафов КРУ, так и на выкатных элементах этих шкафов.

Устройства управления серии TEL обеспечивают функционирование вакуумных выключателей BB/TEL при управлении ими от любого источника постоянного, выпрямленного или переменного оперативного тока.

В настоящее время выпускаются следующие виды устройств управления:

  • блок управления BU/TEL-220-05;
  • блок управления BU/TEL-220-02.

Для адаптации блоков управления типа BU/TEL-01-220-05 к различным источникам оперативного питания и различным схемам вторичных соединений шкафов КРУ разработаны и выпускаются следующие дополнительные виды устройств управления:

  • блок управления и размножения сигналов PR/TEL-01; блок управления и размножения сигналов PR/TEL-03; блок питания ВР/TEL-01-220-02-У2; фильтр O/TEL-220-01; фильтр O/TEL-220-02;
  • блок автономного включения BU/TEL-220-02.

Выбор необходимых устройств управления для организации вторичных цепей модернизируемых КРУ определяется видом источника оперативного питания (аккумуляторная батарея, БПНС, БПТ, УПНС и др.), а также схемой цепей защит и управления этих КРУ. Выбор устройств управления для вновь разрабатываемых КРУ осуществляется на стадии их проектирования.

Предприятием «Таврида Электрик» разработан ряд схем подключения выключателя BB/TEL и устройств управления ко вторичным цепям шкафов различных КРУ.

В настоящее время разработан проект привода БУ/TEL-220-10У2, который совмещает в себе функции всех перечисленных устройств управления и является функционально взаимозаменяемым с большинством приводов других выключателей.

Трансформаторы силовые вакуумный выключатель

Распределительные устройства (РУ) являются составной частью электрооборудования трансформаторных подстанций, распределительных пунктов и электростанций. Они представляют собой совокупность коммутационных аппаратов, устройств измерения и защиты, соединительных элементов (кабельно-проводниковой продукции, сборных и соединительных шин) и другого вспомогательного оборудования. В классе среднего напряжения 6-35 кВ наибольшее распространение получили комплектные распределительные устройства (КРУ), изготавливаемые в заводских условиях и поставляемые заказчику либо в полностью собранном виде, либо в виде отдельных элементов (ячеек или блоков) для монтажа на объекте.

В настоящее время существует большое разнообразие комплектных распределительных устройств различных производителей, имеющих схожие технические характеристики и комплектацию. Для распределительных устройств, выполненных по простейшим схемам, наиболее целесообразно применение ячеек типа КСО, так как камеры КСО имеют меньшие габариты и значительно более дешевы по сравнению с КРУ.

Однако вне зависимости от реализации схемы на базе распределительных устройств типа КРУ или КСО, основным элементом распределительного устройства является коммутационный аппарат. Именно при его выборе энергетики делятся на два лагеря: сторонники вакуумных выключателей и сторонники элегазовых выключателей.

Давайте попробуем разобраться в преимуществах и недостатках каждого из них.

Вакуумные выключатели 6-35 кВ. Преимущества и недоставки

Вакуумные выключатели, разработанные в 30-х годах прошлого века, достаточно быстро вытеснили с рынка морально и технологически устаревшие выключатели с масляной и воздушной дугогасящей средой. Такая популярность вакуумных выключателей объясняется рядом достоинств, которыми они обладают.

Преимущества

Самостоятельность работы

Вакуумные выключатели в отличие от масляных и воздушных не требуют ведения масляного и компрессорного хозяйства.

Высокая надежность и быстродействие

Показатели безаварийной работы вакуумных выключателей в разы превышают показатели масляных и воздушных выключателей. Высокая электрическая прочность вакуума позволила в разы сократить ход подвижных контактов вакуумного выключателя по сравнению с масляными и воздушными, обеспечив тем самым повышенное быстродействие и механическую надежность всего аппарата. К примеру, если при номинальном напряжении 10 кВ ход контактов вакуумного выключателя составляет 6-10 мм, то у масляного он достигает 100-200 мм на то же напряжение.

Коммутационная износостойкость

Технология эффективного гашения дуги и более совершенный конструктив вакуумных выключателей позволяют производителям заявлять о ресурсе вакуумных выключателей порядка 10 000 отключений номинального тока и до 200 отключений токов короткого замыкания, в то время как аналогичные параметры у масляных выключателей составляют 500 – 1000 и 3-10 отключений соответственно. Такой ресурс позволил значительно сократить расходы на техническое обслуживание и снизить число перебоев в электроснабжении потребителей.

Читать еще:  Расшифровка марки высоковольтных выключателей
Безопасность в эксплуатации

Вакуумные выключатели конструктивно подвергаются меньшим динамическим нагрузкам, имеют малую энергию привода, отсутствуют выбросы газа и масла, выключатель имеет меньшие габариты и массу, чем масляные и воздушные выключатели, а герметичное исполнение и отсутствие среды, поддерживающей горение, делают эти выключатели пожаробезопасными в процессе эксплуатации.

Недостатки

Высокая стоимость ячейки

В начале статьи мы упоминали о преимуществах компактных ячеек типа КСО в сравнении с громоздкими многоотсечными КРУ с выкатным элементом. На данный момент на российском рынке представлены ячейки КСО с вакуумным выключателем только до 20 кВ, соответствующие требованиям ГОСТ. Но если речь заходит о напряжении 35 кВ, то дешевых и компактных ячеек типа КСО с вакуумным выключателем, соответствующих требованиям ГОСТ, в России нет.

Коммутационные перенапряжения

Коммутационное перенапряжение — существенный недостаток вакуумных выключателей, в силу которого применение таких выключателей, к примеру, для электроснабжения шахтных трансформаторов и электрических машин, находящихся в условиях повышенной влажности и загрязненности, невозможно без дополнительного специального оборудования. Перенапряжения, возникающие при коммутации вакуумных выключателей, носят различных характер:

  • перенапряжения, вызванные токами среза
  • эскалация перенапряжений в цикле высокочастотных (ВЧ) повторных пробоев
  • перенапряжения при включении в цикле ВЧ встречных пробоев
  • перенапряжения в результате виртуальных токов среза
  • ВЧ броски тока высокой амплитуды

Приведенные выше физические явления характерны для выключателей с жесткими дугогасящими средами, к которым относится вакуум. Высокие кратности перенапряжений в первую очередь опасны для виткового оборудования (силовых трансформаторов и электрических машин). К примеру, силовые трансформаторы с облегченным уровнем изоляции рассчитаны до 23 и 34 кВ импульсных перенапряжений при 6 и 10 кВ номинального напряжения соответственно. Таких значений зачастую бывает недостаточно и использование вакуумных выключателей требует применения дополнительного оборудования для защиты таких потребителей.

Еще серьёзнее ситуация выглядит, когда потребителем является электродвигатель, так как двигатели обладают более низким уровнем изоляции по сравнению с трансформаторами и, в особенности, пониженной импульсной прочностью обмоток при воздействии волн с крутым фронтом. При определенном сочетании параметров схемы и начальных условий наблюдается постепенное нарастание максимумов волн (эскалация напряжений), при котором они могут достигать 5-тикратных значений по отношению к фазному напряжению двигателя. Такие процессы негативно сказываются на работе двигателей и приводят к их преждевременному выходу из строя.

Элегазовые выключатели 6-35 кВ. Преимущества и недостатки

Элегаз — это соединение атома серы с шестью атомами фтора SF6. Молекулы шестифтористой серы (SF6) представляют собой максимально компактное и максимально симметричное образование отрицательных атомов с большой молекулярной массой. Применение элегаза в высоковольтных выключателях обусловлено его дугогасящими свойствами в 4-5 раз превосходящими свойства воздуха при прочих равных условиях. На сегодняшний день элегазовые выключатели являются основным и единственным конкурентом вакуумным выключателям в диапазоне напряжений 6-110 кВ, а на напряжения выше 110 кВ альтернатив элегазовым выключателям нет вообще.

Преимущества

Низкая стоимость

Камеры КСО с вакуумными выключателями стационарного исполнения представлены на российском рынке только на напряжение до 20 кВ. Бюджетного решения на напряжение 35 кВ, выполненного на базе вакуумных выключателей, на данный момент нет. В свою очередь, камеры КСО с элегазовыми выключателями стационарного исполнения на напряжение до 35 кВ успешно прошли все типовые испытания и получили аттестацию ПАО «РОССЕТИ». Это безусловно является большим конкурентным преимуществом, в силу которого ячейка 35 кВ типа HMH-36 повсеместно применяется нашими клиентами, позволяя им значительно снизить затраты на строительство подстанции.

Самостоятельность работы

Элегазовые выключатели на напряжение 6-35 кВ изготавливаются в герметичном исполнении, а дугогасительные камеры таких выключателей запаяны на весь срок службы и не требуют ведения элегазового хозяйства.

Уникальность свойств элегаза

Элегаз в газообразном состоянии не имеет цвета, запаха, негорючий, без токсинов и взрывобезопасный. Элегаз является электроотрицательным газом, то есть его молекулы взаимодействуют с электроном, что способствует образованию устойчивого отрицательного иона. Элегаз обладает повышенной теплоотводящей способностью и является хорошей дугогасительной средой, позволяющей производить отключение больших токов короткого замыкания при больших скоростях восстановления напряжения. Кроме перечисленных свойств следует отметить высокую термостойкость элегаза (до 800 °С). Он не образует взрывоопасных смесей и является хорошим акустическим изолятором, не подвергается старению и химически не активен.

Отсутствие перенапряжений

В элегазовых выключателях гашение электрической дуги происходит при ее интенсивном охлаждении потоком газа. В элегазе канал столба дуги обладает высокой электрической проводимостью, и его разрушение не происходит до естественного перехода тока через ноль, что исключает появление перенапряжений, например, при отключении ненагруженных трансформаторов. Высокая способность элегаза гасить дугу обусловлена его свойством захватывать свободные электроны перед переходом тока через ноль. При этом количество свободных электронов в столбе дуги уменьшается, и дуга гаснет.

Недостатки

Влияние низких температур

Элегаз при температуре -64 °С переходит из газообразного в жидкое состояние (при повышении давления температура сжижения увеличивается) и утрачивает в этом агрегатном состоянии свои электротехнические свойства. Однако в нашей статье мы рассматриваем применение элегаза в выключателях на напряжение до 35 кВ, в которых давление элегаза близко к атмосферному, и ячейки с такими выключателями предназначены для внутренней установки (в отапливаемых подстанциях и помещениях), таким образом, проблема низких температур в данном случае не актуальна. Более того, каждая ячейка с выключателем может комплектоваться блоками релейной защиты, счетчиками ЭЭ, преобразователями и анализаторами качества электроэнергии, которые при низких температурах могут выйти из строя, поэтому хранение и эксплуатация таких КРУ и КСО на открытом воздухе и в неотапливаемых помещениях недопустимы.

Утечка элегаза

Элегаз в 5 раз тяжелее воздуха, и в случае утечки он опускается вниз, вытесняя воздух. В помещениях, где применяются элегазовые КРУЭ на напряжение 110 кВ и выше, содержащие большое количество элегаза, необходимо соблюдать определенные меры предосторожности, как с целью обнаружения утечки, так и с целью устранения последствий. Стоит заметить, что, как правило, значительная утечка элегаза – это последствия аварии. В нормальном же режиме процент утечки элегаза пренебрежимо мал. Возвращаясь к теме нашей статьи важно понимать, что объем элегаза, содержащийся в выключателях на напряжение до 35 кВ, настолько мал, что какие-то дополнительные меры помимо естественной вентиляции, предусмотренной в каждой КТП, не требуются.

Токсичность

Элегаз является инертным газом без запаха, невоспламеняющимся и не токсичным в своем обычном состоянии, но при температурах свыше 1000 градусов элегаз разлагается и образуются такие газы как SF4 и SF2 — последний является токсичным. Однако при снижении температуры происходит обратная реакция восстановления молекулы элегаза SF6. Таким образом, принимая во внимание, что камеры выключателя герметичны и содержание элегаза в них невелико, можно смело утверждать, что эксплуатация элегазовых выключателей абсолютно безопасна для персонала.

Выводы

Очевидно, что оба типа выключателей имеют свои конкурентные преимущества и наиболее рациональным является выбор выключателя, основанный на анализе специфики объекта, на котором реализовывается электроснабжение.

Компания «РОСПОЛЬ-ЭЛЕКТРО+» предлагает своим клиентам решения, основанные на их индивидуальных потребностях и отвечающие как техническим, так и экономическим требованиям заказчика. В ассортименте нашей компании имеются ячейки КРУ на напряжение 6-35 кВ на базе как вакуумного, так и элегазового выключателях (РПЭ-40 и UMC-36). Для более простых схем мы предлагаем нашим заказчикам бюджетные ячейки типа КСО 6-20 кВ серии Ecosmart MIX (с вакуумным выключателем) и КСО 6-20 кВ серии HMH-24 (на базе элегазового выключателя). На напряжение 35 кВ наша компания предлагает уникальное решение, не имеющее на данный момент аналогов в России — КСО 35 кВ типа HMH-36 на базе элегазового выключателя.

Масляные и вакуумные выключатели: конструкция, назначение, обозначение

Основная задача высоковольтных выключателей — отключение нагрузки в электрических сетях в рабочих и аварийных режимах. Это необходимо для обеспечения безопасности персонала в ходе ремонтных и других работ. В этой статье мы поговорим о масляных и вакуумных высоковольтных выключателях, их назначении, а также особенностях их конструкции. Мы также расскажем о преимуществах современных коммутационных аппаратов.

Содержание

Назначение вакуумных и масляных выключателей

Любой коммутационный аппарат в высоковольтных сетях должен выполнять две основные функции.

Отключение электрических цепей как под нагрузкой, так и без нее.Коммутационный аппарат должен работать как в нормальном, так и в аварийном режиме. Это значит, что он должен не только в течении долгого времени выдерживать номинальные токи, но и быть способным отключить кратковременные токи короткого замыкания, в несколько раз превосходящие по величине рабочие токи. В аварийном режиме выключатель должен автоматически отключить электрическую цепь, чтобы предотвратить повреждение аппаратуры и подключенных приборов.

Важно!

Выключатели классифицируют в зависимости от того, в какой среде происходит гашение дуги.

Читать еще:  Рамка для выключателя schneider шампань

При выборе коммутационного аппарата также учитывают его свойства, в том числе

  • надежность, длительный срок службы, безопасность для подключенного оборудования и окружающих;
  • быстродействие — малое время отклика и отключения;
  • удобство в обслуживании и управлении. Работу современных аппаратов можно контролировать удаленно;
  • простота и скорость монтажа;
  • небольшой вес и габариты;
  • доступная цена, ремонтопригодность.

Конструкция масляных выключателей

Каждый коммутационный аппарат этого вида включает в себя следующие элементы:

1. Силовая контактная группа. Она состоит из свечи (подвижного элемента) и розетки (стационарного элемента). Между контактами возникает электрическая дуга, которая гасится аппаратом.
2. Изоляторы. Они изолируют токопроводящие части от корпуса и друг от друга.
3. Баки с маслом. В различных моделях их число варьируется от 1 до 3. В масляной среде происходит гашение электрической дуги.
4. Блок-контакты. Они делятся на группы, которые обеспечивают управление аппаратурой и контрольную функцию.
5. Приводы. Они могут быть автоматическими и ручными. В масляных выключателях они собраны на основе крупной включающей катушки соленоида (ее иногда называют просто катушкой включения/отключения). Отключающая катушка выполняет роль ударного механизма, сбивающего с защёлки включенное устройство выключателя.
6. Отключающие пружины. Они необходимы для размыкания силовой части и определяют скорость расхождения контактов.

Виды масляных выключателей

Основных видов конструкции два:

1. Баковые выключатели. Обычно эти устройства рассчитаны на небольшие токи отключения. Масло в них выполняет две функции: гасит дугу и обеспечивает изоляцию токоведущих частей и дугогасительного аппарата.
Конструкции, рассчитанные на напряжение до 20 кВ, снабжаются одним баком для масла. Все три полюса находятся в нем.
Модели, предназначенные для работы с напряжением 35 кВ и выше, оборудованы тремя баками. Соответственно, каждая из фаз расположена отдельно от других. Приводы в таких коммутационных аппаратах могут быть персональными (пофазными) и групповыми, электромагнитными или воздушными. В некоторых моделях также предусмотрена функция автоматического повторного включения (АПВ). Особенностью масляных выключателей на 35 кВ и более является наличие встроенных трансформаторов тока.

2. Маломасляные выключатели. В отличие от баковых коммутационных аппаратов, масло в них служит исключительно для гашения дуги. Для изолирования токоведущих деталей и дугогасительного аппарата применяются твердые диэлектрики, например, керамика или текстолит, а также эпоксидные смолы. Масляные выключатели с такой конструкцией имеют обозначение ВМП или ВМГ.
Аппараты этого типа отличаются меньшими габаритами и массой. Они также обеспечивают более высокий уровень защиты от пожаров и взрывов. В некоторых моделях маломасляных выключателей присутствуют емкостные трансформаторы напряжения и тока. Такие аппараты отличаются более крупными габаритами и сложной конструкцией.

Масляные выключатели выпускаются в двух исполнениях:

  1. Модели, в которых дугогасительная камера расположена снизу. Подвижный контакт в таких аппаратах движется сверху вниз.
  2. Модели, в которых дугогасительная камера расположена сверху. В них контакт движется снизу вверх. Модели такого типа на сегодняшний день считаются наиболее технически совершенными среди масляных выключателей.

Конструкция масляных выключателей может предусматривать наличие встроенной системы защиты и управления. Она может включать в себя различные реле:

  • выдержки времени;
  • максимального тока моментального действия;
  • минимального напряжения;
  • электромагниты отключения.

Эксплуатация масляных выключателей

Любая коммутационная аппаратура в высоковольтных сетях требует соблюдения ряда правил при монтаже, пуско-наладке и эксплуатации. Перед вводом выключателя в эксплуатацию необходимо провести ряд мероприятий:

  1. Провести регулировку силовой контактной группы. Важно убедиться, что подвижный элемент (свеча) входит в розетку на необходимое расстояние. Регулировка проводится после установки аппарата. Сотрудник открепляет свечу контактной группы, а затем фиксирует ее на необходимом уровне.
  2. Провести испытания. Они включают в себя различные виды проверок изоляции и других элементов конструкции масляного выключателя. В обязательном порядке проводятся испытания повышенным напряжением промышленной частоты, частым включением/выключением и так далее. После окончания всех проверок составляется протокол, в котором фиксируются полученные результаты. На их основе принимается решение о возможности ввода аппарата в эксплуатацию, необходимости его ремонта.

О том, как они проходят, вы можете прочитать в другой нашей статье.

Перед вводом выключателя в эксплуатацию также необходимо проверить

  • наличие масла в баке или в баках, его уровень и качество;
  • крепление всех элементов привода;
  • состояние изоляторов;
  • чистоту блок-контактов.

Все манипуляции должны проводиться квалифицированной бригадой при соблюдении всех требований безопасности.

Конструкция вакуумных выключателей

Конструкция каждой модели вакуумных выключателей имеет свои особенности, обусловленные различными типами привода, номинальными рабочими напряжениями и токами. Вакуумные выключатели различных производителей непохожи друг на друга. Тем не менее, все ключевые элементы остаются неизменными и присутствуют в любом выключателе. К ним относятся:

  1. Корпус. Он должен иметь высокий запас прочности, поэтому делается из металла. Внутри корпуса устанавливается привод включения/выключения.
  2. Полюса токоведущих частей. Как и в выключателях других типов, их три. Они обеспечивают подключение к сети и отключение от нее.
  3. Диэлектрический корпус вакуумной камеры. Он изготавливается методом литья и содержит силиконовые и эпоксидные смолы.
  4. Тележка для перемещения в конструкции КРУ. Важно обратить особое внимание на этот элемент, так как у различных производителей он может сильно отличаться.

Стандартно вакуумные выключатели имеют 3 полюса (по числу фаз). В конструкции полюсов выделяют следующие элементы:

  1. Верхний токопроводящий вывод.
  2. Дугогасительная камера.
  3. Диэлектрический корпус.
  4. Подвижная часть силовой контактной группы.
  5. Нижний отходящий токопроводящий вывод.
  6. Гибкий элемент токоведущей шины.
  7. Тяга с изолятором.

Отдельного упоминания заслуживает конструкция вакуумной камеры. Этот элемент выключателя является неразборным. Оценить состояние контактной системы и уровня вакуума можно только в процессе испытаний с помощью измерительных приборов. При выходе камеры из строя ее не ремонтируют, а заменяют на новую. Основными элементами ее конструкции являются:

  1. Подвижный и неподвижный силовые контакты. Между ними и образуется электрическая дуга.
  2. Экранирующий механизм. Он помогает снизить помехи при коммутации.
  3. Изоляционный корпус. Обычно он производится из керамики.
  4. Сильфон. Он не допускает разгерметизации вакуумной дугогасительной камеры (ВДК) при движении контактов.
  5. Выводы подвижного и неподвижного контактов.

Современные модели выключателей могут управляться как по месту установки, так и дистанционным способом. Любой коммутационный аппарат также может функционировать в аварийных режимах. В этом случае сигнал на отключение поступает от блока релейной защиты или специальной автоматики. В такой ситуации происходит подача питания на электромагнит отключения, после чего токопроводящие силовые контакты размыкаются.

Важно!

Некоторые производители выпускают модели коммутационных устройств, в составе которых присутствует и релейная защита, и противоаварийная автоматика. Такие устройства называются реклоузерами.

Принцип работы вакуумного выключателя

В первую очередь нас интересует процесс гашения дуги. Он основан на свойствах вакуума, в частности — на высокой электрической прочности и диэлектрических характеристиках. Дуга возникает при разрывании контактов и поддерживается за счет испаряющегося с их поверхности металла. Ее гашение происходит при переходе тока через ноль. За счет диэлектрических свойств вакуума и быстрого процесса деионизации повторно дуга не возникает.

Важно!

У данного вида коммутационных аппаратов есть серьезный недостаток, который заключается в возможности появления среза тока. Это явление происходит в случаях, когда гашение дуги происходит до перехода тока через ноль. Срез тока вызывает коммутационные перенапряжения, которые негативно влияют на всю технику, подключенную к сети. Для того, чтобы избежать повреждений, используются ограничители перенапряжений нелинейные (ОПН).

Особенности применения вакуумных выключателей

Современные коммутационные аппараты этого типа могут устанавливаться как в комплектных, так и в открытых распределительных устройствах. Вакуумные выключатели отличаются высокой скоростью работы и длительным сроком службы. Многие модели, выпускаемые сегодня, могут работать минимум 30 лет при условии регулярного обслуживания и правильной эксплуатации. Сегодня вакуумные выключатели все чаще используются в электроустановках классов напряжения 1000 В и более.

Важно!

Все выключатели, вне зависимости от типа, должны оснащаться механизмом ручного отключения, позволяющим произвести отключение выключателя даже в случае выхода из строя его привода либо цепей управления.

Преимущества вакуумных выключателей над масляными

Сегодня в промышленности применяются оба этих вида коммутационных устройств, но последние быстро сдают свои позиции. В Китае, например, от масляных выключателей отказались полностью. Их заменили более совершенными аппаратами.

Ученые на практике доказали, что гашение дуги в вакууме значительно более эффективно, чем в масляной среде. Само электрооборудование можно считать более практичным за счет меньших габаритов. К другим преимуществам вакуумных выключателей относятся:

  1. Простота в обслуживании. Конструкция масляных выключателей требует постоянного поддержания уровня наполнения бака либо дугогасительной камеры маслом.
  2. Долговечность. Срок службы вакуумных коммутационных аппаратов в 1,5-2 раза превышает показатели масляных выключателей.
  3. Минимум шума и отходов, требующих специальной утилизации. При отключении токов КЗ не происходит выброса газов и масла из вакуумного выключателя.
  4. Простой ремонт. Вакуумную камеру легко заменить в случае ее выхода из строя.
  5. Небольшие габариты, простота монтажа и регулировки.
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector