Воздушные высоковольтные выключатели – МУ 34-70-016-82 Методические указания по наладке воздушных выключателей серии ВВБ напряжением 110-500 кВ, МУ (Методические указания) от 01 января 1982 года №34-70-016-82

Содержание

Виды высоковольтных выключателей и их различия

Одним из важных принципов, которым руководствовались изначально проектировщики электрических сетей, является безопасная и эффективная передача электроэнергии потребителю. Ключевая роль отведена высоковольтному выключателю (ВВ) – защитно-коммутационному аппарату, который выполняет функцию включения (выключения) отдельного участка электрической цепи или электрооборудования от общей энергосистемы за считанные доли секунды, причем как при нормальных условиях, так и в аварийных режимах без снятия нагрузки. В зависимости от конструктивного исполнения, управление высоковольтным выключателем может быть ручным, автоматическим, дистанционным и комбинированным.

 

Короткое замыкание (к.з.) – самый тяжелый режим работы высоковольтного выключателя, к которому уделяют пристальное внимание при проектировании ВВ. Объяснением особого подхода служит процесс возникновения электрической дуги между расходящимися контактами в момент размыкания. Интенсивность дуги зависит от силы тока в электрической сети при срабатывании ВВ, которая в режиме к.з. превышает все допустимые величины. Поэтому коммутационный аппарат снабжают дугогасительными системами, которые способны подавить («разорвать») дугу за доли секунды.

В зависимости от ситуации применяют различные по быстродействию высоковольтные выключателинебыстродействующие (время выключения 0.12-0.25 с), умеренного действия (0.08-0.12 с), быстродействующие (0.06-0.08 с) и сверхбыстродействующие (до 0.06 с). Кроме дугогасительного устройства каждый ВВ в своей конструкции имеет взрывобезопасный корпус, токоведущие и изоляционные элементы, контактную систему и приводное устройство, которое может быть с электромагнитным, пружинным, пневматическим или гидравлическим механизмом.

Производят высоковольтные выключатели рассчитанными на номинальные токи до 50 кА, номинальное напряжение от 6 до 750 кВ при отключаемой мощности до 40*103МВА. Основным отличием конструкции ВВ, по которому принято классифицировать выключатели, является способ гашения электрической дуги. По этому признаку

ВВ бывают масляные, воздушные автопневматические, воздушные выключатели, автогазовые, элегазовые, электромагнитные и вакуумные. У масляного выключателя дуга гасится в масляной среде. Эта группа высоковольтных выключателей состоит из маломасляных выключателей, в которых масло служит только средой гашения дуги, и баковых выключателей с большим объемом масла, которое помимо основной функции играет роль изолятора токоведущих частей.

В элегазовых выключателях статус дугогасящей среды получил электропрочный газ SF6 (элегаз), который циркулирует внутри системы выключателя и не выбрасывается наружу. В момент гашения дуги автопневматический аппарат направляет элегаз, сжатый поршневым устройством, в зону коммутации. По количеству газа элегазовые ВВ различают колонкового и бакового типа.

 

 

 

 

 

Для гашения дуги вакуумных высоковольтных выключателей используют такую характеристику вакуума как электрическая прочность, которая в десятки раз превышает показатели газа при атмосферном давлении. В момент размыкания контактов образуется вакуумная дуга, которая получается путем испарения частиц металла, по которому проходит ток. Дуга существует малый промежуток времени (7-10 микросекунд), пока синусоида тока не достигнет нулевой отметки.

 

 

 

В воздушных высоковольтных выключателях гашение плазменной дуги, возникающей при коммутационных процессах, происходит с помощью потока сжатого воздуха, получаемого от компрессора и хранящегося в ресивере. Зачастую в параллель к дугогасящим контактам присоединяют шунтирующее сопротивление, которое помогает погасить плазменную дугу.

 

 

 

 

Воздушный автопневматический высоковольтный выключатель не нуждается в установке дополнительного оборудования для образования потока воздуха, гасящего дугу. Сжатие воздуха осуществляется отключающей пружиной привода ВВ, которая приводит в движение поршень, нагнетающий атмосферный газ в дугогасящую камеру. В отличие от воздушных типов высоковольтных выключателей автогазовые выключатели используют для гашения дуги газ, выделяемый из стенок дугогасящей камеры (в ее состав входит вулканизированная фибра, мочевиноформальдегидная смола и т.п.) под воздействием высокой температуры коммутационного процесса размыкания контактов. В основном автогазовые выключатели выступают в роли выключателей нагрузок и используются только для коммутации нагрузок под номинальным значением тока. От сверхтоков и токов короткого замыкания потребителей защищают плавкие предохранители с кварцевым наполнителем.

В электроустановках с частыми коммутационными операциями чаще всего устанавливаются электромагнитные выключатели. Гашение дуги в данном типе высоковольтного выключателя осуществляется путем значительного приумножения сопротивления плазмы из-за увеличения её длины под действием электромагнитного поля и низких температур в дугогасящей камере.

Различают высоковольтные выключатели не только по конструктивному признаку, но и по назначению. Самым распространённым является сетевой ВВ, рассчитанный на напряжение от 6 до 750 кВ. Его задачей является пропускание, коммутация тока при нормальных условиях работы электрической цепи, а также отключение питания при возникновении аварийных ситуаций (например, режим короткого замыкания).

Следующий вид высоковольтных выключателей – генераторный. Он рассчитан на коммутацию напряжения от 6 до 20 кВ и применяется исключительно в цепях электрических машин, таких как мощные электродвигатели, генераторы, синхронные компенсаторы и т.п. Выполняет функции, схожие с функциями сетевого ВВ. Отличительная особенность генераторного выключателя – это большие значения тока отключения и номинального тока, которые могу достигать 10 000 А. В качестве генераторного выключателя чаще всего используется электромагнитный ВВ из-за устойчивости к частым коммутациям. В свою очередь, в электрических цепях электротермического оборудования (например, сталеплавильные печи) используются специально разработанные выключатели напряжения, рассчитанные на напряжение от 6 до 220 кВ. При разработке ВВ учитывались особенности термического процесса.

В сетях до 10 кВ повсеместно для коммутации малых нагрузок (порядка 3-10 МВА) применяются высоковольтные выключатели, которые получили название «выключатели нагрузки» (ВН). ВН рассчитаны для коммутации в нормальном режиме и не предназначены для разрыва сверхтоков, возникающих при коротком замыкании.

Воздушные высоковольтные выключатели считаются наименее эффективным типом из-за своих внушительных габаритов и дороговизны обслуживания, поэтому на электростанциях (или других объектах) происходит постепенная модернизация с заменой их на ВВ с иным принципом действия. Важным параметром, которым нельзя пренебрегать при выборе модели аппарата, является механическая прочность ВВ, которая зависит от конструкции – чем она проще, тем выше механическая прочность. Среди рассмотренных типов высоковольтных выключателей самый высокий показатель прочности имеет вакуумный выключатель, а наименьший – масляный выключатель.

Электрическая прочность дугогасящей среды – следующий критерий сравнительной характеристики, которым часто руководствуются при подборе необходимого ВВ. Элегазовая среда гашения дуги обладает самыми высокими диэлектрическими параметрами, особенно при напряжении выше 110 кВ. При напряжении до 110кВ вакуумная дугогасящая среда не уступает по электрической прочности элегазовой. Наименьший показатель прочности у масляного выключателя, что объясняется низкой устойчивостью масла к высоким температурам и его испарением при возникновении дуги горения.

Важным параметром любого типа высоковольтного выключателя принято считать коммутационный ресурс выключателя (общее количество рабочих циклов). Количество циклов выключения/включения, которое может осуществить выключатель, связано с силой тока коммутации – с ростом величины тока снижается срок службы составных частей оборудования. Каждый высоковольтный выключатель рассчитан на конкретное (гарантированное) количество «разрываний» электрической сети. К недостаткам вакуумных причисляют тот факт, что по исчерпанию коммутационного ресурса его необходимо поменять, из-за невозможности проведения работ по замене компонентов выключателя. В свою очередь, у элегазовых и электромагнитных высоковольтных выключателей по окончании коммутационного ресурса есть возможность проведения капитального ремонта, в процессе которого происходит общий осмотр выключателя, проверяется степень износа элементов конструкции аппарата и выносится заключение о дальнейшем сроке эксплуатации ВВ. Масляный выключатель по истечении коммутационного ресурса также подлежит восстановлению, но со значительно меньшим межремонтным периодом.

В большинстве случаев после семи раз срабатывания выключателя при возникновении токов короткого замыкания предписано проводить капитальные работы по ремонту коммутационного аппарата. Главным образом это связано с тем, что трансформаторное масло (дугогасящая среда) теряет свои изоляционные свойства и способность гасить дугу и подлежит обязательной замене.

Если сравнивать вес разных типов высоковольтных выключателей для работы с напряжением 110 кВ, то масляные выключатели обладают в несколько раз большими габаритными размерами и массой, чем элегазовые или вакуумные при схожих эксплуатационных характеристиках.

Невозможно со стопроцентной вероятностью определить, какой выключатель надежней всех остальных, так как коммутационный ресурс, механическая прочность, быстрота реагирования на аварийные ситуации и прочие параметры зависят от качества сборки и материалов, из которых изготовлены составные части конструкции выключателя. Важным критерием, указывающим на надежность высоковольтного выключателя, считается гарантийный срок обслуживания того или иного типа выключателя.

В последнее время все яснее видна тенденция производителей высоковольтных выключателей – это создание аппаратов интеллектуального типа.

Такие современные модели в своей основе имеют вакуумный выключатель с интегрированными в него приборами, которые выполняют три основных функции – защита, коммутация и измерения. Все входящие в состав выключателя функциональные модули (модуль связи, модуль бинарного входа/выхода, вычислительный модуль) соединены в одну общую систему. Они непрерывно в реальном времени обмениваются информацией, несомненно увеличивая коммутационные характеристики выключателя. Многие инновационные энергокомпании переводят свои объекты на использование ВВ интеллектуального типа. Произвести монтаж, наладку или капитальный ремонт высоковольтного выключателя могут сотрудники компании ЭДС-ИНЖИНИРИНГ, которые имеют многолетний опыт работы с электротехническим оборудованием.

1. (49) Воздушные и вакуумные высоковольтные выключатели (назначение, конструкция, особенности гашения дуги, достоинства и недостатки)

Воздушные выключатели

В воздушных выключателях деионизация дугового промежутка происходит в потоке сжатого воздуха, вытекающего из гасительной камеры в атмосферу через металлическое сопло, по оси которого расположен дуговой промежуток. Наибольшее распространение получили гасительные устройства с двусторонним дутьём и полыми контактами, являющимися одновременно соплами, через которые воздух вытекает из камеры в атмосферу. При размыкании контактов дуга сдувается потоком воздуха с торцов на внутренние поверхности контактов или вспомогательные электроды, расположенные по оси.

Давление воздуха в камерах мощных выключателей составляет 2 – 4 Мпа. Скорость истечения воздуха зависит от поперечного сечения канала. Наименьшая скорость имеет в камере. По мере приближения к соплам поперечное сечение канала уменьшается, скорость истечения воздуха увеличивается, а давление уменьшается. Условия истечения воздуха из гасительной камеры и отключающая способность выключателя зависит помимо других факторов от расстояния между контактами(ход контактов – l=(25-35)мм). Если расстояние слишком велико, отключающая способность гасительного устройства понижена, так как часть дугового находиться в зоне, где скорость воздуха относительно мала. Расстояние между контактами не должно быть и слишком малым, так как при этом сечение канала оказывается слишком малым.

Наибольший ток, который может быть отключён гасительным устройством воздушного выключателя, зависит от давления воздуха, площади сечения отверстия сопла и скорости восстанавливающего напряжения. С увеличением давления воздуха и сечения выходного отверстия сопла отключающая способность выключателя увеличивается. Вместе с тем увеличивается расход воздуха и размеры клапанов. До последнего времени давление воздуха в выключателях не превышало 2 МПа. Новейшие выключатели с большой отключающей способностью работают при давлении воздуха 4 МПа. Опыт показывает, что оптимальные условия работы гасительного устройства воздушного выключателя с одним разрывом при давлении воздуха 2 Мпа соответствуют напряжению 55 – 60 кВ и при давлении 4 Мпа – напряжению 110 – 1кВ . Выключатели для более высоких номинальных напряжений строят только с многократным разрывом цепи, с несколькими гасительными устройствами, включенными устройствами.

Выключатели с опорожняющимися камерами и отделителями

Выключатели наиболее ранних конструкций.

1 – ресивер – бак со сжатым воздухом;

2 – дугогасительная камера;

3 – шунтирующий резистор;

4 – отделитель, выполненный на базе разъединителя;

5 – фарфоровые колонки; 6 – воздуховод; 7 – пусковой клапан; ВВН – 110, 150, 220кВ (выкл. возд. наружной установки)

При отключении воздух из ресивера подается в дугогасительную камеру, после гашения дуги отключается отделитель (обеспечивается видимый разрыв), воздух из камеры удаляется, контакты замыкаются. Включение выключателя производится отделителем.

«+»: непожароопасны, хорошая отключающая способность, быстродействие.

«-«: ненадежность (при гололеде может не сработать), неэффективно гасится сопровождающий ток, при включении на неустранившеесякз может произойти оплавление контактов.

Воздухонаполненные выключатели

Силовые, вспомогательные контакты, дугогасительные устройства располагаются в баке со сжатым воздухом. Давление Р=(2…4)МПа. Эксплуатируются ВВБ, ВВБК (К- компрессионные, повышенное давление). Принцип построения модульный, один модуль U = 245кВ.

ВВБ-220 – один модуль, внутри бака расположена контактная система.

При отключении одновременно срабатывает поршневая система 7 и открываются каналы для дутья и отключаются главные контакты. В движение приходит траверса 1 и подвижный контакт 2. 3-неподвижный контакт. Дуга потоком воздуха перекидывается на вспомогательный электрод 6 и выдувается из полюса. Т.к. деионизация происходит немгновенно, то через время 0.035с срабатывают главные контакты, отключаются вспомогательные контакты 9, назначение которых гашение вспомогающего тока).

Для равномерного распределения потенциала на разрывах выключателя включается емкостной делитель (конденсатор). При включении включаются сначала главные контакты 2,3, затем вспомогательные. В ВВБК используется двухстороннее дутье, т.к. они имеют большее число разрывов на фазу.

Вакуумные выключатели(ВВ)

Выполняются на U=(6-110)кВ.

Схема камеры имеет вид:

1-неподвижный контакт; 2- подвижный контакт; 3- силовые контакты; 4- дугогасительные контакты; 5- уплотнитель; 6- экран;

7- корпус камеры.

Корпус выполнен из металлокерамики.

ВВ – быстродействующие, дуга гаснет практически при первом прохождении через нуль.

В ВВ высокая скорость восстанавливающего напряжения. Это приводит к перенапряжениям в сети. Поэтому выкл-ль снабжается ограничителем перенапряжения (ОПН) или для ограничения перенапряжения в конструкции выкл-я предусмотрены R-L-цепочки. При отключении сначала размыкаются силовые, затем дугогасительные контакты. Экран предназначен для защиты корпуса. При отключении в межконтактном промежутке образуется метал-й проводник. В нормальных условиях выкл-ль способен сделать 30000 отключений. В условиях аварии без ревизии 50 откл-й. Срок службы 15 лет.

Достоинство: не взрыво- и пожароопасны.

Привод выкл-ля обычный эл.магнитный.

Особенности контактной системы: диаметр d=18см, ход контактов h=12мм.

Выкл-ли на U=35кВ, 110кВ выполняются по модульному принципу.

МУ 34-70-016-82 Методические указания по наладке воздушных выключателей серии ВВБ напряжением 110-500 кВ, МУ (Методические указания) от 01 января 1982 года №34-70-016-82


МУ 34-70-016-82



Срок действия с 01.01.83
до 01.01.87*
__________________
* О дате окончания действия см. ярлык «Примечания». —
Примечание изготовителя базы данных.



РАЗРАБОТАНО Наладочным управлением треста «Электроуралмонтаж»

СОСТАВИТЕЛИ М.Е.Бабушкина, В.Д.Кациловский, Н.С.Тяжельников

УТВЕРЖДЕНО Производственным объединением по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей «Союзтехэнерго»

Заместитель главного инженера А.Д.Герр

1. ВВЕДЕНИЕ


Методические указания определяют объем и последовательность работ при наладке воздушных выключателей серии ВВБ. Методические указания составлены на основании технического описания и инструкции по эксплуатации воздушных выключателей серии ВВБ на напряжение 110-500 кВ завода-изготовителя с учетом опыта наладочных работ.

Методические указания предназначены для инженерно-технических работников наладочных организаций и могут быть использованы организациями, эксплуатирующими воздушные выключатели.

2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Воздушные выключатели серии ВВБ выпускаются Ленинградским ПО «Электроаппарат». Типовые обозначения выключателей имеют следующую расшифровку:


Воздушные выключатели серии ВВБ предназначены для наружной установки в электрических сетях переменного тока 50 Гц с большим током замыкания на землю.

Выключатели нормального исполнения «У» предназначены для работы с температурой окружающей среды от -45 до +45 °С. В морозостойком исполнении «ХЛ» выключатели работают при температуре окружающей среды от -60 до +45 °С.

Высота установки выключателей над уровнем моря не должна превышать 1000 м.

Выключатели не предназначены для работы в атмосфере, содержащей большое количество токопроводящей пыли, химически активные газы и испарения.

Выключатели пригодны для работы в условиях гололеда при толщине льда до 20 мм и ветре скоростью до 15 м/с, а при отсутствии гололеда — при ветре скоростью до 40 м/с.

3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ


Технические данные выключателей серии ВВБ на напряжение 110, 220, 330, 500 кВ приведены в табл.1.

Таблица 1

Параметры

ВВБМ-1106

ВВУ-110-
-40/2000

BBБ-220А-
-12

ВВД-220-
-40/3200

ВВД-220-
-31,5/2000

ВВБ-3306-
-35,5/2000

BBД-3306-
-40/3200

ВВБ-500-
35,5/2000

Номинальное напряжение, кВ

110

220

330

500

Номинальный ток отключения, кА

31,5

40

31,5

40

31,5

35

40

35,5

Номинальный ток, А

2000

3200

2000

3200

2000

Номинальное давление воздуха, МПа

2,0

3,2

2,0

2,6

2,0

Допустимые пределы изменения рабочего давления воздуха, МПа

1,6-2,1

1,7-2,1

1,6-2,1

2,6-3,4

1,6-2,1

2,1-2,7

1,6-2,1

Минимальное давление, при котором обеспечивается АПВ, МПа

1,9

2,0

1,9

3,1

1,9

2,5

1,9

Число двух разрывных модулей на полюс

1

2

4

6

Время включения, не более, с

0,15

0,20

0,24

0,25

Время отключения, не более, с

0,07

0,08

Сброс давления при одном отключении, МПа

0,28±0,02

0,27±0,02

0,28±0,02

0,44

0,28±0,02

0,25

0,33

0,25

Емкость камер трех полюсов, л

1500

3000

6000

9000

Расход воздуха в цикле ОВО, л

7800

15000

25000

15000

35000

42000

50000

Расход воздуха на вентиляцию, л/ч

1000

1500

3000

4500

Расход воздуха на утечки, л/ч

380

720

750

1200

750

1500

2400

2250

Примечание. Для номинальных давлений 2,0 МПа допустимая влажность воздуха не более 50%, для номинальных давлений 2,6 и 3,2 МПа — не более 25%.

4. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ВОЗДУШНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ НА НАПРЯЖЕНИЕ 220 кВ

4.1.Устройство выключателя


Выключатели серии ВВБ для всех напряжений аналогичны по своей конструкции. Основным элементом выключателей является модуль, установленный на опорную изолирующую колонку. В зависимости от значения рабочего напряжения на выключателях устанавливается соответствующее количество модулей, включенных последовательно. На одной колонке обычно располагается не более двух модулей, механически и электрически связанных между собой.

Устройство модуля и работа выключателя рассмотрены на примере выключателя ВВБ-220 (рис.1).

Рис.1. Полюс выключателя ВВБ-220


Рис.1. Полюс выключателя ВВБ-220:

1 — основание; 2 — шкаф управления; 3, 10 — опорные изоляторы; 4, 11 — изоляционный воздухопровод; 5 — делительный конденсатор; 6 — нижняя дугогасительная камера; 7 — промежуточный опорный изолятор; 8 — токоведущая перемычка; 9 — верхняя дугогасительная камера; а, б, в, г — места расположения электродов при измерении переходных сопротивлений токоведущей системы



Выключатель состоит из трех полюсов и распределительного шкафа. Управление выключателем пополюсное и трехполюсное и осуществляется электромагнитами включения и отключения, установленными в шкафу управления каждого полюса выключателя.

Пополюсное управление осуществляется при раздельном питании электромагнитов отдельных полюсов, трехполюсное — при параллельном питании электромагнитов.

Кроме электрического управления на выключателях 110-220 кВ имеется ручное пневматическое управление на отключение выключателя.

Основанием полюса служит рама 1. На ней установлены опорные изоляторы 3 и 10, на которых смонтированы две гасительные камеры 6 и 9 с промежуточным изолятором 7. Каждая камера снабжена двумя делительными конденсаторами 5. Конденсаторы предназначены для равномерного распределения напряжения по разрывам в отключенном положении выключателя. К раме подвешен шкаф управления полюсом выключателя 2.

Внутри фарфорового опорного изолятора 3 и в промежуточном изоляторе 7 проходят два стеклопластиковых изоляционных воздухопровода, один из которых 11 служит для постоянной подачи воздуха в гасительную камеру, другой 4 для импульсной подачи воздуха при отключении и сброса воздуха при включении.

В шкафу управления размещены элементы пневматического и электрического управления полюсом (рис.2, см.вклейку): система клапанов управления, вспомогательный резервуар сжатого воздуха, электромагниты управления, сигнальные блокконтакты с пневмоприводом, сборки зажимов, устройство световой сигнализации положения выключателя, указатель вентиляции, электроподогреватели и манометр, показывающий давление воздуха при отключенном положении выключателя.

Рис.2. Электропневматическая схема элемента полюса выключателя BВБ-220


Рис.2. Электропневматическая схема элемента полюса выключателя BВБ-220:

Условные обозначения


— воздухопровод постоянного давления;

— воздухопровод управления;

— воздухопровод вентиляции;

— линии связи вторичной коммутации;

— выхлопной клапан;

— места регулирования;

1 — дополнительный резервуар; 2 — промежуточный клапан цоколя; 3 — указатель продувки; 4 — клапан управления цоколя; 5 — клапан продувки обратный; 6 — обратный клапан; 7, 22 — изоляционные воздухопроводы постоянного давления; 8 — опорный изолятор; 9 — выхлопной клапан; 10 — клапан управления нижней дугогасительной камеры; 11 — пружина поршня дутьевого клапана; 12 — поршень дутьевого клапана; 13 — перепускной золотник; 14 — запирающая шайба; 15 — пружина шайбы дутьевого клапана; 16 — дутьевой клапан; 17 — поршень механизма траверсы, 18 — токоведущий стержень ввода; 19 — механизм траверсы; 20 — траверса; 21 — промежуточный опорный изолятор; 23 — клапан управления верхней дугогасительной камеры; 24, 43, 49, 52, 61 — дроссельные втулки; 25 — верхняя дугогасительная камера; 26 — делительный конденсатор; 27 — шунтирующее сопротивление; 28 — неподвижный сопровождающий контакт; 29 — подвижный сопровождающий контакт; 30 — защелка; 31 — клапан управления сопровождающего контакта; 32, 53 — регулировочные иглы; 33 — распределительный клапан управления; 34, 44 — воздухопроводы; 35 — промежуточный клапан; 36 — дроссельная шайба; 37 — фарфоровая покрышка ввода; 38 — эпоксидный ввод; 39 — неподвижный контакт; 40 — держатель неподвижного контакта; 41 — сопло; 42 — нижняя дугогасительная камера; 45 — блок-контакт СБК; 46 — привод СБК; 47 — пусковой клапан отключения; 48 — пусковой клапан включения; 50 — электромагнит включения; 51 — электромагнит отключения; 54 — пружина сопровождающего контакта, 55 — контактный нож; 56 — крышка; 57 — шплинт 5х45; 58 — гайка; 59 — шайба 35х45х3; 60 — гайка М18х21,5


Дугогасительная камера имеет два главных и два вспомогательных контакта. Главные контакты зашунтированы сопротивлениями 27, служащими для снижения скорости восстанавливающегося напряжения. Вспомогательные контакты отключают ток, протекающий через шунтирующие сопротивления.

Контактная система, состоящая из траверсы 20 с контактными ножами 55 вместе со своим механизмом 19 и дутьевым клапаном 16 встроена в стальной резервуар камеры.

В горловинах резервуара на резиновых уплотнениях установлены эпоксидные вводы 38, наружная часть которых защищена от атмосферных воздействий полыми фарфоровыми изоляторами 37. Токоведущий стержень 18 свободно вставлен в отверстие эпоксидного ввода и закреплен в нем посредством уплотненного опорного фланца и нажимной гайки, навинченной на имеющуюся на стержне резьбу. Для повышения электрических характеристик ввода в нем установлен эпоксидный экран с закругленными краями и металлизированной поверхностью, электрически соединенной с горловиной резервуара.

На фланце токоведущего стержня укреплено шунтирующее сопротивление 27, представляющее собой спираль из проволоки с большим омическим сопротивлением, намотанную тороидально на эпоксидный цилиндр и залитую эпоксидным компаундом.

Неподвижные главные контакты 39, укрепленные с помощью контактодержателей 40 на фланце токоведущего стержня ввода, имеют по пять пар контактных пальцев, собранных в медном корпусе, прикрытом вместе с пальцами стаканом, являющимся при гашении дуги одним из электродов.

Подвижные главные контакты — ножи 55 установлены на траверсе 20. Для экранировки контактных ножей в отключенном положении, улучшения условий переброса дуги и формирования воздушного потока при отключении на корпусе дугогасительного устройства установлены сопла 41, соединенные между собой двумя медными шинами.

Неподвижные сопровождающие подпружиненные контакты 28 укреплены на боковых втулках шунтирующих сопротивлений. Подвижные сопровождающие контакты 29 вмонтированы в бобышки, вваренные в стенку резервуара (в нижней его части). Эти контакты состоят из полых «свечей» с контактными наконечниками — соплами.

Нажатие контактов осуществляется пружинами 54. Каждый подвижный сопровождающий контакт имеет свой управляющий клапан 31 и фиксирующий механизм с защелкой 30, удерживающей его от самовключения при аварийном снижении давления сжатого воздуха в дугогасительных камерах.

4.2. Принцип работы выключателя


Представление о работе выключателя дает электропневматическая схема, приведенная на рис.2. Схема соответствует отключенному положению выключателя.

Для включения подается командный импульс на электромагнит включения 50, который открывает пусковой клапан включения 48. При открытии клапана 48 воздух из полости обратного клапана 6 и полости «а» над поршнем промежуточного клапана 2 сбрасывается в атмосферу. Промежуточный клапан 2 обеспечивает сброс воздуха из полости «б» над поршнем клапана управления 4.

Клапан управления 4 перекрывает доступ воздуху из резервуара 1 в воздухопровод управления 44 и обеспечивает сброс сжатого воздуха в атмосферу из воздухопровода 44 и из-под поршня клапана 35. Клапан 35 сбрасывает в атмосферу сжатый воздух из-под поршня клапана 33, который, в свою очередь, сбрасывает сжатый воздух из-под поршней клапанов 10 и 23, расположенных соответственно на нижней и верхней камерах. Происходит одновременное срабатывание системы клапанов и механизмов обеих камер.

Устройство верхней и нижней камер идентично, поэтому в дальнейшем процессы включения и отключения будут рассматриваться на примере нижней камеры.

Клапан 10 обеспечивает сброс в атмосферу сжатого воздуха из полости «в» под поршнем 12 дутьевого клапана и из полости «д» под поршнем механизма траверсы 17 через полый шток.

При этом за счет разности давлений под поршнем и над поршнем 17 контактная система идет на включение. Ролики фиксатора переходят через выступ на штоке, подвижные контакты (ножи) 55 входят в неподвижные контакты 39. Одновременно через золотники 13 сжатый воздух сбрасывается из полости «г» и запирающая шайба 14 под действием пружины 15 перемещается к поршню 12.

При закрытии клапана управления 4 одновременно обеспечивается сброс сжатого воздуха из-под поршня привода СБК 46. Блок-контакты 45 переводятся в положение, соответствующее включенному положению выключателя.

Выключатель включен и подготовлен к операции отключения.

Путь тока при включенном положении выключателя: пластина контактная нижней камеры — токоведущий стержень ввода 18 — держатель неподвижного контакта 40 — неподвижный контакт 39 — траверса 20 с подвижными контактами (ножами) 55 — неподвижный контакт — держатель-стержень ввода — пластина контактная и перемычка на верхнюю камеру, где аналогичные элементы.

Включение сопровождающих контактов происходит с запаздыванием по отношению к моменту замыкания главных контактов. При сбросе воздуха из полостей «в» и «г» и отлипании шайбы 14 сбрасывается воздух из-под поршня клапана управления сопровождающего контакта 31.

Поршень сопровождающего контакта 31 перемещается под действием своей пружины, открывая доступ сжатому воздуху из резервуара в полость «е» под клапан подвижного контакта 29. Давление по обе стороны клапана выравнивается и контакт под действием пружины идет на включение.

Для отключения выключателя подается командный импульс на электромагнит отключения 51. Электромагнит открывает пусковой клапан 47, и сжатый воздух из резервуара 1 по воздухопроводу через обратный клапан 6 поступает в полость «а» над поршнем промежуточного клапана 2. Клапан 2 открывается, отсекая атмосферу и обеспечивая доступ сжатому воздуху в полость «б» над поршнем клапана 4.

Клапан 4, срабатывая, отделяет импульсный трубопровод 44 от атмосферы, обеспечивая поступление сжатого воздуха из резервуара 1 под поршень клапана 35. Клапан 35 открывает доступ сжатому воздуху в полость под поршнем клапана 33, одновременно отсекая эту полость от атмосферы. Срабатывая, клапан 33 связывает полости под поршнем клапанов 10 и 23 через соответствующие воздухопроводы с резервуаром. При срабатывании эти клапаны подают воздух в полости «в» под поршнем дутьевых клапанов 12 (клапан 10 в нижнюю дугогасителъную камеру, клапан 23 в верхнюю).

Поршень 12 под действием разности давлений перемещается, сжимая пружины 11 и 15, и ведет запирающую шайбу 14 со встроенными в нее резиновыми уплотнениями и золотниками.

Движение поршня через полый шток передается тарелке дутьевого клапана 16, поршню механизма траверсы 17 и через шток траверсе 20 с ножевыми контактами 55.

Контакты размыкаются, и между ними возникает дуга. Ход ножей в пальцевых контактах (от начала хода до размыкания контактов) составляет 14 мм. Необходимо отметить, что ход поршня 12 меньше необходимого хода траверсы и главных контактов.

В конце хода поршень 12 вместе с шайбой 14 садится на седло, перекрывая выход в атмосферу из полости «г». Дутьевой клапан открыт. Дальнейшее перемещение траверсы со штоком и своим поршнем происходит по инерции и под действием силы пружины фиксатора положения главных контактов.

В то же время сжатый воздух перетекает из полости «в» под поршнем дутьевого клапана в полость «г» над поршнем через регулируемое перепускное отверстие в поршне 12, закрытое иглой 32, и через шлицы в корпусе дутьевого клапана. Когда давление в полости «г» достигает давления обратного трогания, поршень под действием пружины 11 возвращается в исходное положение и дутьевой клапан 16 закрывается.

Таким образом, регулировочная игла 32 дает возможность изменять время, в течение которого дутьевой клапан 16 находится в открытом положении, и зависящую от этого времени величину сброса воздуха при операции отключения. Следует отметить, что открытие дутьевого клапана происходит раньше, чем размыкаются контакты и образуется дуга.

Таким образом обеспечивается интенсивное дутье в момент возникновения дуги и происходит переброс дуги с пальцев и ножей 55 в сопло 41. Перебросу дуги в сопло способствуют и электродинамические силы токоведущего контура. Дуга устанавливается между противоэлектродом и концом стакана и гаснет при переходе тока через нуль.

В конце хода шток с поршнем 17 садится на уплотнение в стакане и запирается роликовым пружинным фиксатором. Энергия подвижных частей поглощается пневматическим демпфером (поршень перемещается внутри цилиндра с отверстиями на боковой поверхности).

В отключенном положении выключателя сжатым воздухом заполнены полость изоляционной трубы управления 44, полость «в» под поршнем 12, полость «г» над поршнем дутьевого клапана 12 и полость «д» под поршнем механизма траверсы 17. Шайба 14 остается на седле корпуса и перекрывает выход сжатого воздуха в атмосферу. Отключение сопровождающих контактов происходит с запаздыванием по отношению к отключению главных контактов.

После того, как шайба 14 перекроет выход в атмосферу из полости «г», сжатый воздух начинает поступать под поршень клапана 31, который перекрывает доступ сжатому воздуху из резервуара в полость «е» и сообщает ее с атмосферой. При этом подвижный контакт 29 за счет разности давлений над и под поршнем сопровождающего контакта идет на отключение до упора клапана на седло.

При размыкании вспомогательных контактов образуется дуга отключения. Под действием потока сжатого воздуха, проходящего через полый подвижный контакт, дуга гаснет.

При подаче воздуха в импульсный трубопровод во время операции отключения часть воздуха попадает под поршень привода СБК 46, который переводит блок-контакты 45 в положение, соответствущее отключенному положению выключателя. В конце каждой операции сигнально-блокировочные контакты снимают команду с электромагнитов управления.

На рис.3, 4 (см. вклейку) приведены электропневматические схемы выключателей ВВБ-110, ВВБ-330 и ВВБ-500. Конструкция и принцип действия их, за исключением нескольких элементов, подобны выключателю ВВБ-220 (см. рис.2) и рассмотрены дальше.

Рис.3. Электропневматическая схема элемента полюса выключателя ВВБ-110


Рис.3. Электропневматическая схема элемента полюса выключателя ВВБ-110

Обозначения те же, что и на рис.2

Рис.4. Электропневматическая схема элемента полюса выключателя ВВБ-330 и ВВБ-500


Рис.4. Электропневматическая схема элемента полюса выключателя ВВБ-330 и ВВБ-500

Обозначения те же, что и на рис.2

5. ТЕХНИЧЕСКИЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ 110 кВ


В настоящее время заводом выпускаются две модификации выключателей на напряжение 110 кВ: ВВУ-110-40/2000 и ВВБМ-110Б. Выключатели типов ВВБ-110-6; ВВБ-110-31,5/2000; ВВБ-110Б-31,5/2000 и ВВБ-150Б в настоящее время не выпускаются.

5.1 .Устройство полюса ВВУ-110-40/2000


Полюс состоит из двух металлических, заполненных сжатым воздухом дугогасительных камер, расположенных одна над другой на опорном изоляторе (разделенных промежуточным изолятором аналогично выключателю ВВБ-220). Верхняя камера имеет два главных и два вспомогательных контакта, нижняя — два главных контакта. Главные контакты верхней камеры зашунтированы сопротивлением 100 Ом на разрыв (внутри камеры) и конденсаторами (снаружи), служащими для выравнивания распределения напряжения между контактами верхней камеры. Контакты нижней камеры зашунтированы низкоомными сопротивлениями (5 Ом на разрыв), размещенными в фарфоровых покрышках, расположенных снаружи камеры. Электрическое соединение верхней и нижней камеры осуществляется токоведущими трубами.

5.2 .Устройство полюса ВВБМ-110Б


Основанием полюса служит резервуар, постоянно заполненный сжатым воздухом. На резервуаре закреплен опорный изолятор, поддерживающий дугогасительную камеру. Устройство дугогасительной камеры аналогично устройству дугогасительной камеры выключателя ВВБ-220. На выключателе ВВБМ-110Б такая камера имеется одна.

6. ТЕХНИЧЕСКИЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ 220 кВ


В настоящее время заводом выпускаются две модификации выключателей на напряжение 220 кВ: ВВБ-220А-12 и ВВД-220-31,5/2000. Выключатели ВВД рассчитаны на повышенное давление и могут эксплуатироваться как при давлении воздуха 2 МПа, так и при давлении 3,2 МПа. Технические данные выключателей приведены в табл.1. Выключатель ВВД при давлении 2 МПа по всем данным соответствует выключателю типа ВВБ-220А-12. Конструктивной особенностью выключателей типа ВВД является наличие двух шунтирующих конденсаторов на разрыв.

типы высоковольтных выключателей | electric-zone.ru

Высоковольтные выключатели – это электрические аппараты служащие для изменения состояния высоковольтного элемента сети (это может быть линия, секция шин и т. д.) «включено-выключено» с целью оперативного управления системой энергоснабжения, а так же для защиты и отключения высоковольтного оборудования или участка сети в аварийных ситуациях.

Высоковольтный выключатель состоит из: системы контактов, дугогасительного устройства, токоведущих частей, изоляции, приводного механизма и корпуса.

Конструкция выключателя позволяет отключать токи КЗ в несколько десятков тысяч ампер, токи нагрузки, а также сравнительно небольшие индуктивные и емкостные токи.

Основная проблема возникающая при коммутации больших токов – это возникновение электрической дуги. Эта проблема решается применение различных диэлектрических сред между контактами выключателя.

По этому признаку различают основные типы высоковольтных выключателей делятся на:

— масляные;

— воздушные;

— вакуумные;

— элегазовые.

Названия выключателей отражают состав сред гашения дуги.

Масляные выключатели довольно дешевы и просты в эксплуатации, но основной их недостаток — они пожаро- и взрывоопасны, к тому же довольно габаритные.

Рис. 1. Масляные выключатели.

В воздушном выключателе гашение дуги происходит посредством мощного потока воздуха из резервуара высокого давления. Воздушные выключатели сложнее и дороже, чем масляные, для их работы требуется наличие компрессорной станции для получения чистого сухого воздуха под высоким давление.

Рис. 2. Воздушные выключатели.

В вакуумном выключателе дуга гаснет в разреженном пространстве дугогасительной камеры. Вакуум характеризуется чрезвычайно высокой электрической прочностью и быстро восстанавливается после электрического пробоя. Такие выключатели отличается высокой надежностью, простотой конструкции и уменьшенными затратами на обслуживание.

Рис. 3. Вакуумный выключатель.

Гасящей средой в элегазовом выключателе является гексофторид серы SF6 (элегаз). Эти выключатели отличаются повышенной коммутационной способностью и небольшими габаритами, основной недостаток – высокая стоимость.

Рис. 4. Элегазовый выключатель.

Свяжитесь со мной:

Related posts:

  1. Автоматические выключатели

на Ваш сайт.

Назначение высоковольтных выключателей

Назначение высоковольтных выключателей Высоковольтный выключатель представляет собой специальный коммутационный аппарат, с помощью которого производится оперативное включение и отключение как отдельных электрических цепей, так и различного оборудования. При этом возможны как нормальные, так и аварийные режимы функционирования трехфазных (со стандартной частотой 50 Гц) энергосистем, предусматривающие ручное, дистанционное или автоматическое управление.

Главная проблема коммутации высоковольтных цепей – образование в момент размыкания контактов электрической дуги, которая приводит к разрушению последних. Поэтому в конструкции высоковольтного выключателя изначально заложены определенные конструктивные решения, позволяющие решить эту проблему. В частности, на контактах применяется керамическое покрытие, используются различные дугогасительные устройства и различные приводы (электромагнитные, пружинные, гидравлические и пневматические).

Решение проблемы с гашением дуги решается несколькими способами:

-в воздушных выключателях это происходит за счет сжатого воздуха;

— в масляных выключателях для этих целей используются пары масла;

— в элегазовых выключателях применяется специальный «электропрочный» газ SF6;

— и наконец, в вакуумных установках используется специальная дугогасильная камера (ВДК).

Такие выключатели, способные работать при номинальных напряжениях от 6-ти до 1150 кВ, и возникающих при этом токах отключения до 50 кА, нашли широкое применение на различных электрических станциях. Также эффективно их используют и на подстанциях, которые позволяют донести до потребителя электроэнергию в наиболее оптимальной форме.

По значению можно выделить следующие типы:

— сетевые выключатели, выполняющие свои функции при напряжениях в сети более 6 кВ;

— генераторные выключатели (работают в диапазоне 6… 20 кВ), главное отличие которых от стандартной конструкции – это способность выдерживать очень большие (до 10000 А) значения тока;

— высоковольтные выключатели (в диапазоне от 6-ти до 220 кВ), используемые в электрических цепях обеспечения таких энергоемких производств, как стале- и рудоплавильные печи;

— номинальные выключатели, характеристики которых предназначены для коммутации цепей со стандартными параметрами, без возможности реагирования на кратковременные сверхтоки.

Так как отказ выключателя в случае аварийной ситуации в электрической сети может привести к весьма серьезным последствиям, к его надежности предъявляются повышенные требования. В первую очередь это касается такой характеристики, как минимальное время срабатывания, которое должно быть по возможности минимальным.

Немаловажное значение имеет и такой параметр, как ремонтопригодность, который выражается, прежде всего, в возможности быстрого и своевременного доступа к поврежденному блоку, позволяющая максимально быстро устранить возникшие неисправности.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о