Ivalt.ru

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

Выключатели высоковольтные с разъединителями

Разъединители, короткозамыкатели, отделители, выключатели нагрузки. Назначение, классификация, конструкция, принцип работы. Требования, предъявляемые к разъединителям.

Разъединитель представляет собой коммутационный аппарат, используемый для включения и отключения электрических цепей в таких условиях, при которых на его контактах не возникает длинной открытой электрической дуги.

Разъединители изготавливаются для внутренней (буква В в наименовании) и наружной (буква Н в наименовании) установки. Буква Л указывает на наличие линейного контакта, буква О — на однополюсное испол­нение, 3 — на наличие ножей заземления (од­ного — 1 или двух — 2, в маркировке, после буквенного обозначения), Д — двухколонковую конструкцию. Числа в наименовании означают напряжение (кВ) и номинальный ток (А)

Разъединители РВО состоят из цоколя, опорных изоляторов и токопровода. Цоколь в виде швеллера служит основанием для установки малогабаритных изоляторов и крепления разъединителя. Токопровод образует два одинаковых неподвижных контакта и соединяющий их подвижный нож. Во включенном положении нож запирается специальным зацепом, что исключает самопроизвольное открытие ножа под действием сил тяжести и электродинамических сил. Открытие ножа на угол свыше 75° ограничивается упором на скобе осевого контакта.

Трехполюсные разъединители серии РВ (рис. 9) изготовляются на напряжения от 6 до 35 кВ и номинальные токи до 1000 А. Каждый полюс имеет два неподвижных опор­ных изолятора и изолирующую тягу, присоединенную к общему валу. Включение и отключение разъединителя осуществляются пово­ротом вала с помощью привода, перемещающего тягу.

Разъединители с заземляющими ножами РВЗ в зависимости от варианта использования разъединителя имеют один или два вала с заземляющими ножами, которые с помощью пластин крепятся к раме. Заземляющие ножи снабжены дополнительными заземляющими контактами, которые укреплены под основны­ми неподвижными контактами. В разъедини­телях РВЗ предусмотрена блокировка между валом основных и валом заземляющих ножей, что исключает возможность ошибочных дей­ствий при оперировании с разъединителем.

Короткозамыкатель —это быстродействующий контактный аппарат, который по сигналу релейной защиты создает искусственное КЗ сети.

Принцип действия: при внутреннем повреждении силового трансформатора включается короткозамыкатель и создает искусственное короткое замыкание. В это время на питающей подстанции релейная защита реагирует на ток искусственного короткого замыкания и отключает питающую линию, а соответственно, и силовой трансформатор от сети.

Устройство: В основании короткозамыкателя размещен вал, установленный в подшипниках, две включающие пружины с регулировкой натяжения, соединенные с основанием и рычагами вала короткозамыкателя, а также гидравлический буфер. Нормальное по­ложение короткозамыкателя отключенное. При этом нож отведен от неподвижного контакта на разрядное расстояние, а его включающие пружины растянуты. Это положение ножа фиксируется приводом. При подаче сигнала на привод короткозамыкателя привод освобож­дает нож короткозамыкателя, который под действием пружины входит в неподвижный контакт, создавая короткое замыкание, на землю.

Отделитель — высоковольтный аппарат, предназначенный для автоматического отключения повреждённых участков цепи в бестоковую паузу АПВ, поскольку его конструкция не рассчитана на гашение электрической дуги. Устройство отделителя такое же как и разъединителя. Отличие от последнего в том, что отделитель в комбинации с короткозамыкателем создаёт систему отделитель-короткозамыкатель которая представляет альтернативу высоковольтному выключателю.

Принцип действия: обычно отделитель представляет контактную систему рубящего типа без дугогашения и снабжённого пружинно — моторным приводом. В нормальном режиме электродвигателем осуществляется натяжение пружины и постановку механизма на защёлку. При подаче сигнала защелка освобождается специальным расцепителем электромагнитного действия и под действием натянутой пружины отделитель размыкает цепь.

Выключатель нагрузки представляет собой трехполюсный коммутационный аппарат переменного тока для напряжения свыше 1 кВ, рассчитанный на отключение рабочего тока, и снабженный приводом для неавтоматического или автоматического управления. Выключатели нагрузки не предназначены для отключения тока короткого замыкания, но их включающая способность соответствует электродинамической стойкости при коротких замыканиях.

Классификация: автогазовые; вакуумные; элегазовые; воздушные; электромагнитные.

В положении «включено» вспомогательные ножи входят в гасительные камеры. Контакты разъединителя 2 и скользящие контакты гасительных камер 7 замкнуты. Большая часть тока проходит через контакты разъединителя 8 в процессе отключения сначала размыкаются контакты разъединителя; при этом ток смещается через вспомогательные ножи 4 в гасительные камеры. Несколько позднее размыкаются контакты в камере.

В положении «отключено» вспомогательные ножи находятся вне гасительных камер; при этом обеспечиваются достаточные изоляционные разрывы.

Требования, предъявляемые к разъединителям:

1)разъединители должны создавать ясно видимый разрыв цепи, соответствующий классу напряжения установки;

2) приводы разъединителей должны иметь устройства жесткой фиксации ножей в каждом из двух оперативных положений: включенном и отключенном. Кроме того, они должны иметь надежные упоры, ограничивающие поворот ножей на угол, больший заданного;

3) разъединители должны включаться и отключаться при любых наихудших условиях окружающей среды (например, обледенении);

4) опорные изоляторы и изоляционные тяги должны выдерживать механические нагрузки, возникающие при выполнении операций;

5) главные ножи разъединителей должны иметь блокировку с ножами заземляющего устройства, исключающую возможность одновременного включения тех и других.

Высоковольтные разъединители: назначение, устройство, классификация

Назначение и где применяются

Использование разъединителей в энергетике для разрывов цепей продиктовано, в первую очередь, соображениями безопасности. Их применяют для выполнения подключений контактных сетей для запитки током от питающих линий. Эти механизмы также служат для безопасного изменения схем соединений участков цепей.

На рисунке 1 изображён участок линии с высоковольтными разъединяющими устройствами.


Рисунок 1. Участок линии с высоковольтными разъединителями

Рассматриваемые коммутационные механизмы обладают двумя важными качествами, позволяющими контролировать процесс коммутации:

  1. Возможностью визуального наблюдения за положением подвижных контактов в местах разъединения.
  2. Отсутствием механизма, допускающего вероятность свободного (произвольного) расцепления. Применение ручных приводов гарантирует выполнение специалистом запланированной операции по обесточиванию или подключению электрической сети в нужный момент.

Такая конструкция разъединителя позволяет обслуживающему персоналу быстро оценивать состояние рабочих частей механизма коммутации перед включениями, а также визуально контролировать положение контактных ножей в конкретной ситуации. Разъединители всегда работают с использованием высоковольтных выключателей, как на открытом пространстве, так и в закрытых помещениях.

Допускается коммутация такими приборами трансформаторов, работающих на холостом ходу, а также для отключения линий с циркулирующими токами наводки. При наличии соответствующих шунтирующих устройств можно разъединять электрические цепи, находящиеся под током или отключать маломощные токи нагрузки трансформаторов. При этом всегда наблюдается дуговой разряд на начальной стадии отключения или перед включением, когда контакты приблизятся на расстояние пробоя.

Время горения дуги сокращает наличие контактных пружин. Исключение составляет класс выключателей нагрузки, в конструкции которых предусмотрены автогазовые дугогасительные устройства – ВНА. Такие выключатели могут использоваться в качестве высоковольтных разъединителей, которые применяются для коммутации участков цепей до 10 кВ. (Рис. 2).


Рисунок 2. Высоковольтный выключатель нагрузки ВНА

Основные области применения

Разъединители высоковольтных цепей используются во многих областях. С их помощью обслуживают:

  • сети комплектных трансформаторных подстанций, в том числе и передвижные КТП;
  • семейство комплектных распределительных устройств КРУ и КРУН;
  • конденсаторные установки;
  • камеры сборные, предназначенные для одностороннего обслуживания;
  • ГРЩ, шкафы ввода и распределения и другое оборудование.

Способность трёхполюсных и однополюсных разъединителей коммутировать зарядные токи воздушных проводов и кабельных линий, включать и отключать индукционные токи силовых трансформаторов, отсекать уравнительные токи, разъединять цепи с небольшими токами нагрузки делает эти приборы незаменимыми в различных энергосистемах.

Сферы применения высоковольтных разъединителей регламентируют ПТЭЭП. Правила разрешают их использование в сетях на 6 – 10 кВ, для включения либо отключения нагрузочных токов до 15 А или до 70 А уравнительных.

Разъединители внутренней установки РВ, РВФ, РВЗ, РВФЗ, РВО, РЛВОМ

Разъединители переменного тока высокого напряжения серий РВ, РВО, РЛВОМ, РВФ, РВЗ, РВФЗ и приводы ПР предназначены:

  • для отключения и включения под напряжением участков электрической цепи высокого напряжения при отсутствии нагрузочного тока или для изменения схемы соединения, для обеспечения безопасного производства работ на отключенном участке,
  • для включения и отключения зарядных токов воздушных и кабельных линий, тока холостого хода трансформаторов и токов небольших нагрузок.
  • Разъединители рассчитаны для работы в сетях переменного тока частотой 50 и 60 Гц напряжением 6 и 10 кВ.
Читать еще:  Защита кнопки выключателя массы

Структура условного обозначения разъединителей серий РВ, РВО, РЛВОМ, РВФ, РВЗ, РВФЗ РХВХХ-Х/Х Х ХХ:

Устройство и принцип работы

Создание высоковольтного разъединителя вызвано потребностью в коммутационном механизме, способном обеспечивать безопасный и визуально наблюдаемый разрыв высоковольтных цепей, находящихся под напряжением. В основе конструкции такого прибора заложена высокая надёжность контактов, обеспечивающих замыкание и размыкание цепи при любых погодных условиях.

В конструкции высоковольтного разъединителя не предусмотрено наличие искрогасящих элементов. Поэтому с целью недопущения образования электрической дуги большой мощности способной разрушить контакты, устройства подключаются последовательно с высоковольтными выключателями нагрузки. Перед тем, как отсоединить нужную линию, с помощью выключателя отключают нагрузку.

Конструкция разъединителя состоит из жёсткой силовой рамы, на которой смонтированы следующие элементы:

  • система неподвижных изоляторов, расположенных с каждой стороны разрыва, для каждого фазного провода;
  • статичные контакты и контактные ножи, обеспечивающие замыкания и размыкания цепи;
  • механизм управления подвижными контактами (ножами);
  • блокирующие элементы.

Разъединители, предназначенные для коммутации цепей, напряжение которых превышает 110 000 В, состоят из двух контактных подвижных полуножей, разводимых в противоположных направлениях. Расстояние между разведёнными контактами достаточно большое, что исключает пробой этого пространства в случаях несанкционированного включения выключателя.

В зависимости от предназначения рассматриваемые приборы могут быть трёхполюсными или однополюсными. В трехполюсных разъединителях есть три пары контактов. В однополюсном разъединителе – только одна пара: неподвижный контакт и его замыкатель – контактный нож.

Пример трёхполюсного разъединителя показан на рисунке 3.


Рисунок 3. Трёхполюсный РВ с вертикальным поворотом ножей

Несмотря на то, что РВ работают при отключенной нагрузке, вероятность наличия опасных наведённых или ёмкостных токов не исключена. С целью обеспечения полной безопасности для персонала используются ножи заземления, которые крепятся на одной платформе и могут выполнять предназначенную им защитную функцию лишь после отключения выключателя нагрузки и расцепления контактов, соединяющих обслуживаемый участок с токоведущей линией. В противном случае возникает короткое замыкание между заземлёнными проводами.

С целью исключения , спровоцированного заземляющими ножами в результате случайной подачи номинальных токов, многие модели оборудованы блокирующими механизмами. Механизмы блокируют движение ножей при неснятом заземляющем устройстве или при включенной нагрузке. Чаще всего используют механическую блокировку, но существуют и электромагнитные, и даже гидравлические блокировочные механизмы. Существуют модели с комбинированными блокирующими элементами.

Требования к эксплуатации, техническое обслуживание

Для обеспечения безопасной эксплуатации разъединителей, устройства должны подбираться, исходя из условий использования и технических характеристик. В процессе работы аппараты подвергаются регулярному техническому обслуживанию, проводимому аттестованным персоналом с присвоенной группой электробезопасности.

Также читайте: Однофазный литой трансформатор тока — ТЛК

Регулярные внешние осмотры проводятся с целью выявления:

  • дефектов и следов коррозионного износа;
  • повреждений изоляторов;
  • посторонних предметов, препятствующих работе;
  • состояния отдельных элементов (особенно контактных ножей и механизмов);
  • температуры, для исключения опасности перегрева;
  • отсутствия постороннего шума при включении и выключении, образования искр и замыкания.
  • при системе организации, предусматривающей постоянный дежурный персонал – раз в 3 дня;
  • без постоянного персонала – ежемесячно.

Также предусмотрено проведение ежегодного текущего ремонта и капитального – каждые 3 – 4 года. Во время ремонтных работ проводится ревизия и наладка оборудования, устранение неисправностей, замена повреждённых элементов или установка новых устройств взамен отслуживших нормативный срок.

Принцип работы

Соединение или разъединение коммутируемой электрической цепи обеспечивается поворотом контактных ножей. В зависимости от конструктивного исполнения подвижные контакты могут поворачиваться вертикально либо горизонтально. Приводом, сообщающим усилие поворотному механизму, служит штанга с рукоятью, с помощью которой оператор осуществляет управление контактными ножами. Рукоятки приводов, смонтированы непосредственно на опорах под разъединителем.

Ручное управление используются преимущественно на воздушных линиях до 6 кВ. Управление ножами на линиях 110 кВ и выше осуществляется электроприводами, с использованием металлических шкафов, размещённых на безопасном расстоянии.

Основное назначение и применение

Необходимость использования указанных разъединителей в современных энергетических сетях объясняется прежде всего необходимостью соблюдения безопасности при эксплуатации оборудования и линий передач.

Данные аппараты применяются в местах подключения контактных линий к питающим и в целях безопасного выполнения коммутационных операций при эксплуатации электрических сетей.

Также читайте: Трёхфазный силовой трансформатор — ТМГ

Разъединители могут устанавливаться на следующем оборудовании и линиях:

  • в комплексных трансформаторных подстанциях;
  • в составе комплектных разъединительных установок;
  • в конденсаторных установках;
  • в сборных камерах, предусматривающих одностороннее обслуживание;
  • в вводных или распределительных шкафах, на прочем оборудовании.

Использование разъединителей исключает опасность самопроизвольного включения и выключения соединений, предотвращая нештатные и аварийные ситуации.

Классификация

Отечественной промышленностью выпускаются высоковольтные разъединители разных типов. Их можно классифицировать по следующим признакам:

  • по количеству полюсов;
  • типу контактного ножа (поворотного, рубящего, качающегося);
  • месту установки (открытое пространство или помещение);
  • по способу управления: ручной (посредством изоляционной штанги или рычагов), электромеханический, гидравлический, пневматический.

Кроме того устройства различаются по номинальному напряжению и показателям номинального тока, на который они рассчитаны. Изделия бывают с заземлителями (разъединители РВЗ, рис. 4), с фигурными ножами (РВФ) и другие.


Рисунок 4. РВФз 1063

Тип прибора можно определить по его обозначению.

Буквами обозначают:

  • Р – тип изделия, в данном случае разъединитель;
  • Н – наружный;
  • Г – горизонтальная установка;
  • Л – линейный;
  • З – разъединитель с заземляющими ножами. Цифрами 1, 2 … указывают количество заземлителей;
  • Д – с двумя опорно-изоляционными колонками;
  • Числа 10, 35, 110, 220 – означают номинальное напряжение в киловольтах.

Например, РВ – внутренний разъединитель, а аббревиатура РЛНД означает, что перед вами линейный тип прибора с двумя опорно-изоляционными колонками, для наружного использования.

Предъявляемые требования

Главным требованием ко всем высоковольтным разъединителям является такая конструкция, которая предусматривает такое отключение, когда хорошо виден разрыв цепи. На приборы, применяемые для расцепления линий свыше 1 кВ распространяются требования ГОСТ Р 52726-2007, предусматривающие:

  • термическую и электродинамическую устойчивость конструкции;
  • высокое качество изоляции, способной работать в различных атмосферных условиях и выдерживать всевозможные перенапряжения;
  • уверенное включение или отключение при всех допустимых условиях, включая обледенение элементов конструкции;
  • простота конструкции, обеспечивающая надежность разъединения, удобство монтажа и эксплуатации.

Отдельные требования распространяются на соблюдение особенностей установки, правил эксплуатации и профилактических мер по поддержанию разъединителей в актуальном состоянии.

Высоковольтные выключатели, разъединители, отделители и короткозамыкатели

Высоковольтный выключатель — коммутационный аппарат, предназначенный для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме, в нормальных или аварийных режимах, при ручном или автоматическом управлении.

Высоковольтный выключатель состоит из: контактной системы с дугогасительным устройством, токоведущих частей, корпуса, изоляционной конструкции и приводного механизма (например электромагнитный привод, ручной привод).

В соответствии с ГОСТ Р 52565-2006 выключатели характеризуются следующими параметрами:

номинальное напряжение Uном (напряжение сети, в которой работает выключатель);

номинальный ток Iном (ток через включённый выключатель, при котором он может работать длительное время);

номинальный ток отключения Iо.ном — наибольший ток короткого замыкания (действующее значение), который выключатель способен отключить при напряжении, равном наибольшему рабочему напряжению при заданных условиях восстанавливающегося напряжения и заданном цикле операций;

допустимое относительное содержание апериодического тока в токе отключения;

Классификация высоковольтных выключателей

По способу гашения дуги:

Элегазовые выключатели(баковые и колонковые);

Масляные выключатели (баковые и маломасляные);

Сетевые выключатели на напряжения от 6 кВ и выше, применяемые в электрических цепях (кроме цепей электрических машин и электротермических установок) и предназначенные для пропускания и коммутирования тока в нормальных условиях работы цепи, а также для пропускания в течение заданного времени и коммутирования тока в заданных ненормальных условиях, таких как условия короткого замыкания

Генераторные выключатели на напряжения от 6 до 20 кВ, применяемые в цепях электрических машин (генераторов, синхронных компенсаторов, мощных электродвигателей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в пусковых режимах и при коротких замыканиях.

Читать еще:  Меры безопасности при ремонте масляного выключателя

Выключатели на напряжение от 6 до 220 кВ для электротермических установок, применяемые в цепях крупных электротермических установок (например, сталеплавильных, руднотермических и других печей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в различных эксплуатационных режимах и при коротких замыканиях.

Выключатели специального назначения.

По виду установки

Опорные, то есть имеющие основную изоляцию на землю опорного типа.

Подвесные, то есть имеющие основную изоляцию на землю подвесного типа.

Настенные, то есть укрепленные на стенах закрытых распредустройств.

Выкатные, то есть имеющие приспособления для выкатки из ячеек распредустройств.

Встраиваемые в комплектные распределительные устройства.

По категориям размещения и климатическому исполнению

пять категорий размещения (вне и внутри помещений с различными условиями обогрева и вентиляции);

шесть климатических исполнений (У, ХЛ, ТВ, ТС, Т и О) в зависи-мости от географического места установки.

Разъединитель — коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения участков электрической сети свыше 1 кВ, находящихся без напряжения, а также в допустимых случаях* под напряжением переменного или постоянного тока, но без нагрузки и небольших токов нагрузки. Разъединители производятся на все классы напряжений высоковольтных сетей. Разъединители имеют ручное или дистанционное управление, количество полюсов равное числу фаз электрической сети, с одновременным управлением всеми фазами, реже пополюсным управлением.

Зависит от отключающей способности разъединителя, электрических параметров отключаемой сети и требований организации эксплуатирующей электроустановку, например, наличие козырька для защиты персонала от электрической дуги, возникающей при коммутациях.

Разъединители используются для видимого отделения участка электрической сети на время ревизии или ремонта оборудования, для создания безопасных условий работы и отделения от смежных частей электрооборудования, находящихся под напряжением, для создания которых разъединители комплектуются блокировкой включенного (отключенного) положения и заземляющими ножами, исключающими подачу напряжения на выведенный в ремонт участок сети. Также разъединители применяются для переключения присоединений с одной системы шин на другую, в электроустановках с несколькими системами шин.

Отделитель — коммутационный аппарат для автоматического отключения отдельных участков электрической сети высокого напряжения при отсутствии в них тока;

Отделители по своей конструкции мало чем отличаются от разъединителей. Их контактная система также не приспособлена для операций под током нагрузки. Основное назначение отделителей — быстрое отсоединение поврежденного участка электрической сети после отключения его со всех сторон выключателями. Отделителями отключают намагничивающий ток трансформаторов и зарядный ток линий. Ток, который способен отключить отделитель, зависит от расстояний между контактами полюса и между соседними полюсами. Управление главными ножами отделителей серии ОД осуществляется приводом типа ПРО-1У1, обеспечивающим автоматическое, дистанционное и местное отключение, а также ручное включение. Процесс отключения продолжается 0,5—0,6 с от момента подачи отключающего импульса. Столь быстрое отключение обеспечивается за счет энергии пружин, сжимаемых при ручном включении отделителя. Отделители применяются на трансформаторных подстанциях без выключателей на стороне ВН. Помимо отделителей на таких подстанциях обычно устанавливаются короткозамыкатели, назначение которых состоит в том, чтобы быстро создать искусственное мощное короткое замыкание, отключаемое затем выключателями. В отключенном положении короткозамыкателя пружины его привода (типа ПРК-1У1) заведены и он готов к включению. При подаче импульса от устройства релейной защиты электромагнит освобождает включающую пружину и короткозамыкатель включается. Отделитель отключается в тот момент, когда прохождение тока короткого замыкания в цепи прекратится. Для правильного срабатывания отделителя в приводе предусмотрена блокировка, разрешающая его отключение только после исчезновения тока в цепи короткозамыкателя.

Короткозамыкатель — электрический аппарат, предназначенный для создания искусственного короткого замыкания на землю в сетях электроснабжения.

Конструктивно короткозамыкатель аналогичен заземлителю, но за счёт мощной контактной системы может включаться на короткое замыкание.

Короткозамыкатели совместно с отделителями применяются в упрощённых схемах подстанций вместо более дорогих силовых выключателей. Подобная замена позволяет экономить значительные денежные средства, так как стоимость силовых выключателей довольно высока. Чем больше присоединений на подстанции и выше напряжение высокой стороны, тем более заметной становится выгода от использования упрощённых схем. В основном упрощённые схемы получили распространение на напряжении 35, 110 кВ. Устанавливаются короткозамыкатели: в сетях с заземлённой нейтралью — на одну фазу, в сетях с изолированной нейтралью — на две. Включение короткозамыкателя происходит автоматически, отключение производят вручную.

Дата добавления: 2015-04-18 ; просмотров: 36 ; Нарушение авторских прав

Техника и технологии

Высоковольтные выключатели нагрузки (ВН), первоначально выполнявшиеся в виде комбинации двух простых устройств: обычных разъединителей, включавших токи нагрузки и токи «холостого хода» (ХХ) и отключавших только токи ХХ, и высоковольтных плавких предохранителей, служивших для защиты электроустановки от перегрузки и от токов КЗ, начали применять в высоковольтных электросетях еще в начале 1950-х годов вместо более дорогих высоковольтных выключателей. Вначале область их применения была довольно ограниченной: их устанавливали преимущественно на тупиковых электроподстанциях небольшой мощности, использовали для размыкания кольцевых линий электропередачи, коммутации высоковольтных электродвигателей и т.п.

Затем, по мере роста токов нагрузки и токов ХХ электроустановок, для осуществления коммутации все более и более возраставших токов нагрузки, а также для устранения явлений феррорезонанса, возникающих при однополюсном отключении цепи тока, вместо обычных разъединителей стали применять намного более надежные разъединители мощности на средний класс напряжения. Таким образом, ВН превратились в коммутационные аппараты, объединившие в одном устройстве выключатель с дугогасительным устройством небольшой мощности, предназначенный для коммутации токов нагрузки и отключения небольших перегрузочных токов, и разъединитель. При этом в ряде случаев (например, при коммутации силовых трансформаторов и конденсаторных батарей) требовалось, чтобы для защиты от токов КЗ последовательно с разъединителем были включены также высоковольтные плавкие предохранители.

В дальнейшем конструкция ВН была изменена: в них вместо разъединителя мощности стали применять обычный разъединитель с простыми недорогими дугогасительными камерами, что значительно упростило эти коммутационные аппараты, повысило их надежность и тем самым позволило применять их на электроподстанциях 6 (10) /0,4 кВ, обслуживавших не только малоответственных сельских потребителей, но и собственные нужды АЭС, ГРЭС и других наиболее ответственных электропотребителей. Такой вид конструкции высоковольтных ВН, когда в одном коммутационном аппарате объединяется выключатель и разъединитель с дугогасительными камерами, с успехом применяется и в настоящее время.

Широко используются выключатели нагрузки и за рубежом, причем применяемые в них способы гашения дуги весьма разнообразны.

К числу таких способов дугогашения относятся:

быстрые коммутации в воздухе;

— коммутация в сжатом воздухе;

— дутье предварительно сжатым воздухом или азотом;

— коммутации в маслонаполненной дугогасительной камере;

— магнитное дутье; гашение дуги в элегазе;

— гашение дуги в вакууме;

— гашение дуги многоступенчатым отключением и др.

Особенности основных типов выключателей нагрузки, выпускаемых в странах СНГ

В СССР, а ныне в странах СНГ нашли применение различные типы высоковольтных ВН, выпущенных как отечественными, так и зарубежными производителями. Рассмотрим вначале конструктивные особенности основных типов ВН, выпускаемых в настоящее время в странах СНГ. К числу таких типов относятся:

1. Автогазовые ВН типа ВН-16 на напряжение 6 и 10 кВ и номинальный ток 400 и 200 А. Такие ВН, выпускавшиеся еще в СССР, с некоторыми конструктивными изменениями производятся в настоящее время в странах СНГ. Поэтому, учитывая их достаточно широкое использование в высоковольтных сетях России, Украины и других стран СНГ, рассмотрим их основные конструктивные особенности.

Общий вид ВН типа ВН-16 на номинальное напряжение 6 и 10 кВ с номинальным током отключения 400 и 200 А (в отдельных случаях – до 800 А) и мощностью отключения 4 и 3 МВА показан на рис.1,а, а входящее в состав этого выключателя дугогасительное устройство продольного дутья – на рис.1,б, где обозначено:

Читать еще:  Лестничный выключатель принцип работы

1 – отключающие пружины (они же включающие – после перестановки рычага для использования при АВР);

2 – основные неподвижные контакты;

3 – дугогасительные камеры;

5 – стопорные изоляторы;

6 – общий приводной вал;

7 – дугогасительные контакты;

8 – изоляционные тяги;

9 – основные подвижные контакты;

10 – вкладыши в дугогасительном устройстве;

11 – щель, образуемая вкладышами;

12 – дугогасительные неподвижные контакты;

13 – пластмассовые щеки;

14 – электрическая дуга.

Как видно из рис.1, дугогасительные камеры 3 с неподвижными контактами 2 и 12, а также подвижные 9 и дугогасительные 7 контакты рассматриваемого выключателя смонтированы на одной общей раме 4 на опорных изоляторах 5, причем все три полюса выключателя имеют общий приводной вал 6, связанный с полюсами изоляционными тягами 8. Привод выключателя – ручной или электромагнитный.

Дугогасительная камера выключателя состоит из двух пластмассовых щек 13, внутри которых заложены изготовленные из оргстекла сменные вкладыши 10, образующие узкую щель 11, в которой движется дугогасительный контакт. Для отключения выключателя служат две отключающие пружины 1.

Электрическая дуга 14, образующаяся между дугогасительными контактами при отключении выключателя, вызывает интенсивное газовыделение из стенок вкладышей, которое, непрерывно нарастая, вызывает повышение давления в камере. Так как газы могут выходить только через щель между подвижным контактом и стенками камеры, то они, выходя по этому пути, вызывают интенсивное продольное обдувание дуги и ее гашение.

Дугогасительные камеры выключателя недолговечны, поэтому их изготовляют со сменными вкладышами, выдерживающими определенное число отключений в зависимости от величины тока нагрузки. Так, при номинальном токе нагрузки Iн=50 А можно выполнить (без замены вкладыша) 300 отключений выключателя, при Iн=100 А – 200, при Iн=200 А – 75, при Iн=400 А – только 3 отключения. Другие технические характеристики ВН типа ВН-16 приведены в табл.1.

Процесс замыкания контактов при включении выключателя происходит следующим образом: сначала замыкаются дугогасительные, а затем главные контакты. При его отключении размыкание контактов происходит в обратном направлении, причем в отключенном положении подвижный дугогасительный контакт выключателя образует достаточно большой видимый воздушный зазор с дугогасительной камерой. Выключатели нагрузки могут быть оснащены стационарными заземляющими ножами с блокировкой от неправильного включения.

Применяемый для управления выключателя ВН-16 ручной автоматический привод типа ПРА-17 снабжен механизмом свободного расцепления со встроенным электромагнитом для дистанционного отключения аппарата. Основной недостаток этого привода состоит в том, что он не позволяет включить выключатель дистанционно и автоматически. Поэтому в случае необходимости применения дистанционного включения ВН обычно используют привод прямого действия – электромагнитный или пневматический, в котором энергия для включения непосредственно потребляется от источника оперативного постоянного тока большой мощности. Однако необходимость иметь на электроподстанции такой источник – существенный недостаток такого привода.

2. Выключатели нагрузки типов ВН-10, ВН-11, ВНП-16 и ВНП-17. Кроме выключателя ВН-16, для включения и отключения токов нагрузки от 200 до 400 А в странах СНГ широко используются также выключатели типов ВН-10, ВН-11, ВНП-16, ВНП-17 и др. Их отличительная особенность – применение в них трехполюсного разъединителя рубящего типа внутренней установки с автогазовыми дугогасительными камерами, изготовляемыми из оргстекла.

Выключатели типа ВН-10 снабжены стационарными заземляющими ножами, которые заземляют верхние и нижние выводные контакты. Так как эти типы выключателей не могут защищать электрические сети от токов КЗ, поэтому, в случае необходимости объединения функций нормальной коммутации и защиты от токов КЗ и токов перегрузок, их необходимо снабжать высоковольтными кварцевыми предохранителями, устанавливаемыми в них как с верхней, так и с нижней стороны выключателя.

Внешний вид автогазового выключателя нагрузки типа ВН-10 с ручным приводом на номинальное напряжением 10 кВ, с номинальным током Iн=400 А и током термической стойкости Ітерм=10 кА схематически показан на рис.2, на котором обозначено:

1 – система главных контактов выключателя;

2 – дугогасительное устройство;

3 – система дугогасительных подвижных контактов.

Принцип действия этого выключателя такой же, как и выключателя типа ВН-16, то есть основан на гашении дуги потоком газов, образующихся при разложения вкладыша из оргстекла. Управление выключателем осуществляется ручным приводом, снабженным механизмом свободного расцепления, и электромагнитом отключения, который питается от независимого источника тока. Включить выключатель можно только вручную с помощью рукоятки привода, а отключить – вручную и дистанционно электромагнитом отключения.

В странах СНГ в электросетях с номинальным напряжением 10 кВ также применяются выключатели типа ВНА-10/630 и типа ВНР-10/400-10з (рис.3). Общий вид КТП, производимой Камским электромеханическим заводом, которая укомплектована этими типами выключателей, показан на рис.4.

3. ВН автогазового типа ВНП-М1-10/630-20. Выключатели этого типа, разработанные с учетом замечаний и пожеланий Госэнергонадзора России и предприятий электрических сетей стран СНГ, серийно выпускаются Заводом высоковольтной аппаратуры г. Нальчик. Они предназначены для работы в шкафах КРУ, ячейках КСО и КТП напряжением 10 кВ для систем с заземленной или изолированной нейтралью, а также предназначены для замены находящихся в эксплуатации морально и физически устаревших типов ВН, аналогичных по техническим характеристикам.

Основные технические характеристики ВН типа ВНП-М1-10/630-20приведены в табл.3.

Модернизированный выключатель ВНП-М1-10/630-20 с автономным блоком питания обладает следующими преимуществами по сравнению с другими аналогичными типами ВН:

• В случае отключения напряжения на ТП с помощью этого выключателя можно дистанционно управлять работой коммутационных аппаратов, что позволяет осуществлять не менее шести циклов О-В-О без подзарядки импульсных конденсаторов энергии.

• В течение бестоковой паузы может быть отключен поврежденный участок электросети, подана команда АПВ выключателю на РП (Т) и АВР в пункте деления сети, что значительно дешевле, чем применение схемы с другими, например вакуумными, коммутационными аппаратами.

• Выключатель этого типа может быть (с минимальными затратами) использован для замены отработавшего свой ресурс аналогичного по техническим характеристикам ВН устаревшей конструкции в камерах КСО и КТП.

4. Трехпозиционный выключатель нагрузки типа ВНТ-2П. Выключатели этого типа, разработанные с учетом современных требований МЭК и ГОСТ Р к надежности и безопасности оборудования, выпускаются компаниейОАО «ПО Элтехника», впервые в России освоившей производство трехпозиционных разъединителей и выключателей нагрузки 6 (10) кВ. Основные технические характеристики ВН типа ВНТ-2П приведены в табл.4 [5].

Основные преимущества ВН типа ВНТ-2П:

• Применение этих аппаратов, имеющих три фиксированных положения: «Включено», «Отключено» или «Заземлено», полностью исключает возможность заземления частей электроустановок, находящихся под напряжением.

• Аппарат имеет современный энергонезависимый привод, обеспечивающий высокую скорость срабатывания выключателя и гашения дуги.

• Основные элементы и узлы ВН и разъединителей унифицированы, что значительно сокращает сроки их изготовления и обеспечивает высокое качество сборки.

В заключение отметим, что рассмотренные выше высоковольтные ВН охватывают лишь небольшую часть конструкций этих коммутационных аппаратов, выпускаемых промышленностью. Более полные сведения о других типах ВН содержатся в справочниках по высоковольтному электрооборудованию, например в [2].

Литература

1. Теория и конструкции выключателей. Пер. с англ. / Под ред. В.В. Афанасьева. – Л.: Энергоиздат, 1982.

2. Макаров Е.В. Справочник по электрическим сетям 0,4–35 кВ и 110–1150 кВ. Т.5. – М.: Папирус Про, 2005.

4. Афанасьев В.В., Адоньев Н.М., Карпенко Л.Н. Электрические аппараты высокого напряжения. Атлас конструкций. – Л.: Энергия, 1977.

5. Овчинников А., Анищенко А. Надежная схема электроснабжения: выключатели нагрузки в распределительных сетях // Новости электротехники. – 2004. – №6.

6. Выключатель ВНТ – сильная позиция. Техническая информация компании ОАО «ПО Элтехника». – Новости электротехники. – 2005. – №1 (31).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector