Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекции - Электрические станции и подстанции - файл Тема 5 испр Выбор электрооборудования.doc


Загрузка...
Лекции - Электрические станции и подстанции
скачать (1006.4 kb.)

Доступные файлы (8):

Литература.doc26kb.15.09.2009 14:35скачать
Тема 1 испрТипы электростанций.doc708kb.13.09.2007 21:57скачать
Тема 2 испр Синхронные генераторы и компенсаторы.doc684kb.14.09.2007 20:58скачать
Тема 3 испр послСиловые трансформаторы и АТ.doc718kb.15.09.2007 21:38скачать
Тема 4 испр посл Динамическое и термическое действие.rtf2152kb.01.12.2009 14:12скачать
Тема 5 испр Выбор электрооборудования.doc701kb.13.09.2007 20:30скачать
Тема 6 Измерительные трансформаторы.doc125kb.01.12.2009 14:11скачать
Тема 7 испрГлавные схемы ЭС и ПС.doc329kb.01.12.2009 14:11скачать

Тема 5 испр Выбор электрооборудования.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Электрооборудование распределительныустройств электростанциЙ и подстанций
Режимы работы электроустановок.
Продолжительный (длительный) режим работы - режим, при котором токоведущие части установки или аппарата достигают установившейся температуры при неизменной температуре окружающей среды.

Продолжительный режим работы имеет место в одном из следующих режимов: нормальном, ремонтном, послеаварийном.

Нормальный режим - режим, при котором все параметры установки или ее частей не выходят за пределы, допустимые при заданных условиях эксплуатации. При этом функционируют все элементы без отключений и перегрузок. Режим характеризуется наибольшим током нормального режима Iнорм.

Ремонтный режим - режим плановых ремонтов (профилактических, капитальных). При этом часть элементов установки отключена, а оставшиеся в работе элементы подвержены перегрузке. Этот режим характеризуется током Iрем.

Послеаварийный режим - режим, при котором часть элементов вышла из строя или выведена в ремонт (внеплановый) вследствие аварийного отключения. Оставшиеся элементы могут быть нагружены до Iпав.

Таким образом, продолжительный режим работы характеризуется токами: ^ Iнорм - наибольший. ток нормального режима работы;

Imax - наибольший ток ремонтного или послеаварийного режима.

Эти токи и являются расчетными для выбора проводника и аппаратов.
^ Шинные конструкции
Шинной конструкцией называют систему неизолированных проводников, укрепленных с помощью изоляторов. Неизолированные проводники дешевле, обладают большей нагрузочной способностью, проще в монтаже и эксплуатации.

В установках всех напряжений применяют, как правило, алюминиевые шины.

В установках до 35 кВ включительно применяют жесткие шины прямоугольного, трубчатого и коробчатого сечения (см. рис.5.1).

Алюминиевые шины прямоугольного сечения выполняют с соотношением размеров поперечного сечения b/h от 1/16 до 1/12. Шины сечения более () мм2 не обеспечивают необходимой механической прочности и сложны в монтаже.

На большие токи шины выполняют многополосными из двух и более полос на фазу с прокладками между полосами (равными толщине шины).



b

Рисунок 5.1 – Формы сечения жестких шин
Как правило, выполняют не более двух полос в фазе (редко три), т.к. с возрастанием числа полос нагрузочная способность возрастает меньше чем увеличение расхода металла из-за влияния эффекта близости. Кроме того, возникают значительные ЭДУ между полосами при коротких замыканиях.

На большие токи применяют также шины коробчатого и трубчатого сечения. С точки зрения охлаждения предпочтительны лучше шины коробчатого сечения, т.к. теплоотдача осуществляется и с внутренней поверхности. Трубчатые шины сложнее в монтаже, поэтому мало применяются в установках до 35 кВ. Трубчатые шины применяются в электроустановках напряжением 110 кВ и выше, так как шины прямоугольного и коробчатого сечения в этом случае применять нельзя вследствие их интенсивного коронирования.

Жесткие шины окрашиваются эмалевыми красками: фаза А – желтым цветом, В - зеленым, С- красным, 0- белым при изолированной нейтрали или фиолетовым при заземленной нейтрали.

Гибкие шины применяются в распределительных устройствах всех напряжений. Гибкие шины выполняются из многопроволочных алюминиевых (А) или сталеалюминиевых (АС) проводов. На большие токи и в РУ 330 кВ и выше каждая фаза расщепляется на 2, 3 или 4 провода, что уменьшает потери коронного разряда.



Жесткие шины крепятся на опорных изоляторах между двумя планками, стянутыми стальными шпильками. Нижняя стальная планка с помощью винта жестко закреплена на головке изолятора. Верхняя планка выполняется из немагнитного чугуна или цветного металла для уменьшения потерь от вихревых токов.

Крепление шин на изоляторах может быть жестким или свободным. Для свободного крепления устанавливаются распорные трубки, которые позволяют шине перемещаться продольно. Жесткое крепление выполняют через каждые 30 метров. Между точками жесткого крепления устанавливают шинные компенсаторы из гибких алюминиевых полос.

Для крепления гибких шин применяются штыревые и подвесные изоляторы.

Для прохода шин через стены, перекрытия и перегородки применяют проходные изоляторы, линейные (маслонаполненные или газонаполненные) вводы.

Изоляторы выполняют из закаленного стекла или фарфора.

Изоляторы должны обеспечивать достаточную электрическую и механическую прочность. Электрическая прочность зависит от состояния поверхности. Поэтому изоляторы для внутренней установки (закрытых РУ) имеют гладкую поверхность, для наружной установки - ребристую. Чем выше напряжение, тем выше высота опорных изоляторов или количество подвесных изоляторов.

Механическая прочность характеризуется величиной разрушающей электромеханической нагрузки Fразр. Чем выше Fразр, тем массивнее изоляторы, больше их диаметр.
^ Выбор шинных конструкций
Форма и сечение шин стандартизированы. Поэтому выбор шин состоит в подборе наиболее подходящих шин по форме и сечению (S).

Сечение сборных шины и ошиновок РУ всех напряжений выбирается по нагреву при протекании длительного максимального тока нагрузки (в ремонтном или послеаварийном режиме):
Imax  Iдоп ,
где Iдоп – допустимый ток выбранного стандартного сечения шин с учетом поправок на расположение шин и температуру воздуха (), если последняя отлична от номинальной ()
,
где - допустимый ток при номинальной температуре окружающего воздуха;

- допустимая температура проводника в длительном режиме.
Далее выбранные шины проверяются на термическую и динамическую стойкость к току короткого замыкания, а шины РУ напряжений 110 кВ и выше дополнительно проверяются по условию коронирования. Так как в РУ 110 кВ, как правило, применяют гибкие шины (провода), их проверка по условию коронирования осуществляется по минимально допустимому сечению для заданного напряжения (Smin кор) :

Smin кор)  S.
На термическую стойкость к токам короткого замыкания проверяют жесткие и гибкие шины закрытых распределительных устройств. Условие термической стойкости:
,

где - температура нагрева проводника током короткого замыкания;

- допустимая температура нагрева током короткого замыкания;

- минимальное сечение проводника по условию термической стойкости.
На динамическую стойкость к токам короткого замыкания проверяют жесткие шины. Условие динамической стойкости:
,
где - расчетное механическое напряжение в материале шины;

- допустимое напряжение;

^ М - изгибающий момент;

W - момент сопротивления шины относительно оси перпендикулярной действию изгибающего усилия. (см. таблицу).
Изгибающий момент.


где l - длина пролета между опорными изоляторами;

f – элекродинамическое усилие,равномерно распределенное по длине пролета f=F/l.

Момент сопротивления (W) поперечного сечения шины определяется ее геометрическими размерами по формулам, приведенным в [ ].

Принципы определения ЭДУ между параллельными проводниками (F) были рассмотрены в разделе 4.

Механический расчет производится без учета механических колебаний шин при резонансе. Шины обычно выполняются таким образом, чтобы частота их собственных колебаний f0 превышала 200Гц , что гарантирует отсутствие резонанса. Из этого условия выбирают длину пролета, используя формулу

,
где l - длина пролета, м;

S - сечение, см2;

J - момент инерции поперечного сечения шины относительно оси, перпендикулярной направлению изгибающей усилия, см4.

Гибкие шины проверяют на электродинамическое действие токов короткого замыкания, если Iп,о(3). 20кА или iу(3)  50кА. Динамическое взаимодействие гибких шин при таких токах может привести к “схлестыванию” проводов. Условием проверки является
,
где арасч - рассчитанное значение расстояния между фазами при сближении проводов в момент короткого замыкания;

адоп - допустимое расстояние между фазами по условию пробоя изоляции.

^ Выбор токопроводов и проводов воздушных линий
Гибкие токопроводы в виде пучка проводов, закрепленных по окружности в кольцах-обоймах, применяют для подключения генераторов и трансформаторов к распределительным устройствам 6-10 кВ. На этих участках токи могут быть значительными. Поэтому каждая фаза обычно выполняется из нескольких алюминиевых проводов большого сечения и несущих сталеалюминиевых или стальных проводов. При выборе сечения учитывают, что несущие провода также несут токовую нагрузку.

Воздушные линии выполняются сталеалюминевыми проводами марки AC.

Сечение гибких токопроводов и проводов воздушных линий выбираются по экономической плотности тока.

,

где ^ Iнорм - ток нормального рабочего режима;

jэ – нормированное значение экономической плотности тока.

Величина экономической плотности тока нормируется для проводов, шин и кабелей в зависимости от числа часов использования максимальной нагрузки Тmax

Сборные шины и ошиновки распределительных устройств по экономической плотности тока не выбираются.

Проверка выбранного сечения на нагрев длительным током проводится по условию

.
Проверку сечения на термическое действие токов короткого замыкания для проводов воздушных линий допустимо не выполнять. Для гибких токопроводов в закрытых распределительных устройствах проверка производится так же, как для жестких шин.

Проверка проводов и токопроводов на “схлестывание” производится так же, как для гибких шин.
^ Выбор кабелей
Кабели выбирают:

- по напряжению установки UномUуст (сети);

- по конструкции в зависимости от способа прокладки, свойств среды, механических нагрузок и т.п.;

- по экономической плотности тока Sэ=Iнорм/jэ;

- по нагреву длительным током ImaxIдоп.
^

Для кабелей Iдоп определяется по формуле: с учетом количества кабелей в одной траншее и на температуру окружающей среды k2.


,
где k1 - коэффициент, учитывающий количество кабелей в одной траншее;

k2 – коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды, если она отличается от номинальной;

- допустимый ток для одиночного кабеля в номинальных условиях окружающей среды.

^ Кабели подлежат обязательной проверке на термическую стойкость
.

При этом одиночные кабели проверяют по току короткого замыкания в начале линий. Кабели линий, выполненных из несколиких параллельных ниток кабеля – по току короткого замыкания в конце линии с учетом распределения тока по ниткам.
^ Высоковольтные выключатели
Выключатели предназначены для включения и отключения токов:

- нормального, ремонтного и послеаварийного режимов;

- короткого замыкания;

- токов холостого хода трансформаторов;

- зарядных токов линий.

Кроме общих требований, предъявляемых ко всем электрическим аппаратам, выключатели должны иметь:

- высокую отключающую способность;

- высокое быстродействие. (

Выключатели высокого напряжения характеризуют следующими параметрами:

- номинальный ток Iном , А; ;

- номинальное напряжение Uном , кВ;

- номинальный ток отключения.; ; . Номинальный ток отключения характеризует отключающую способность выключателей и определяет наибольшее значение периодической составляющей тока трехфазного тока короткого замыкания в момент расхождения контактов, которое выключатель способен отключить при заданных условиях эксплуатации.

- допустимое относительное содержание апериодической составляющей в токе отключения:

,

,
где - значение апериодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания в момент размыкания контактов
,
где - минимальное время действия основной релейной защиты; (

tсв - собственное время отключения выключателя.

Если t>0.09 с, принимают н=0.

Если t0.09 с, значение н определяют по кривой н%=f (t) [ ].

- цикл операций - выполняемая выключателем последовательность операций включения и отключения при неоднократном включении выключателя на к.з.

Выключатели, для которых предусматривается АПВ, должны выдерживать циклы:

О-180с – ВО – 180с – ВО;

О-tбт – ВО – 180с – ВО;

О- tбт – ВО – 20с – ВО.

Для выключателей без АПВ:

О-180с – ВО – 180с – ВО

В приведенных циклах операций используются обозначения:

О – отключение;

ВО - включение и немедленное отключение после включения на короткое замыкание)

180с, 20с, tбт - паузы между операциями. tбт – минимальная для включателя бестоковая пауза при АПВ.

- ток (Iтерм ) и длительность (tтерм ) термической стойкости при сквозных к.з.
,

где Вк - тепловой импульс тока короткого замыкания. Тепловой импульс определяется по формуле

.

Длительность действия тока короткого замыкания
,
где - полное время отключения выключателя.

- ток динамической стойкости iдин
.
- номинальный ток включения - - ток, который выключатель может включить без сваривания контактов;

- собственное время отключения tсв - интервал времени от подачи команды на отключение до начала расхождения контактов;

- полное время отключения tов- время от подачи команды на отключение до погасания дуги

tов= tсв+ tг ,
где tг- длительность гашения дуги;

- время включения выключателя - время от момента подачи команды на включение до появления тока в цепи.
^ Масляные выключатели
В масляных выключателях масло используется как среда, обуславливающая гашение дуги, а также как изоляция. обладает свойствами, которые характеризуют как достоинства, так и недостатки МВ:

Процесс отключения в масле происходит следующим образом: при расхождении контактов возникает дуга высокой температуры, при которой масло испаряется и разлагается, образуя вокруг дуги газовый пузырь. Уже при этом дуга охлаждается, отдавая теплоту на испарение и разложение масла. Кроме того, усиливается циркуляция масла и увеличивается давление, что также способствует охлаждению дуги. И направив газы пузыря с большой скоростью вдоль или перпендикулярно стволу дуги, можно еще повысить эффективность гашения дуги.

Давление, возникающее в выключателе при отключении, играет и отрицательную роль и может привести к выбросу масла через выхлопную трубу, взрывам и разрушениям в помещениях распределительных устройств.

Могут возникнуть и так называемые “вторичные взрывы” вследствие взрывоопасности газов (водорода и ацетилена) в продуктах разложения масла. Для предотвращения взрывов и выбросов масла создают воздушную подушку над уровнем масла под крышкой выключателя, а уровень масла должен быть настолько выше разрыва контактов, чтобы водород и ацетилен не выбрасывались в воздушную подушку, образуя горючую смесь.

В многообъемных (баковых) выключателях контакты помещены в бак, залитый маслом (все три полюса в одном баке - при напряжении 6-10 кВ и каждый полюс в отдельном баке - 35 кВ и выше). На напряжение 6 – 10 кВ баковые выключатели имеют свободное гашение дуги в масле. Гашение дуги облегчается созданием двух разрывов на полюс. Кроме того для более надежного гасшения дуги обеспечивают достаточно большое расхождение контактов. Под действием ЭДУ дуга движется, чем обеспечивается более интенсивное охлаждение дуги.

В многообъемном выключателе масло является не только дугогасящей средой, но и изоляцией от заземленных стенок бака между фазами при размещении трех полюсов в одном баке.

При разрыве дуги в большом объеме масла (при открытой дуге) скорость движения газовых частиц недостаточна. Для создания эффективного газового дутья необходимо:

- усилить газообразование;

- придать частицам газа большую скорость движения относительно дуги.

Для этого контакты размещают в дугогасительной камере, погруженной в общий объем масла в баке выключателя (укрепляются в нижней части проходных изоляторов-вводов).

Кроме более эффективного гашения дуги дугогасительные камеры уменьшают давление на стенки бака.

Конструкции дугогасительных камер могут создавать продольное и поперечное дутье.

Большой объем масла в баковых выключателях обусловливает их высокую пожароопасность, усложняет эксплуатацию. Поэтому широкое распространение получили маломасляные выключатели.

Маломасляные выключатели представляют собой дугогасительную камеру бакового выключателя, помещенную вне бака на твердых изоляторах.

Малообъемные выключатели выполняются на все напряжения до 500 кВ включительно. Они имеют небольшие габариты и массу, низкую стоимость. Следствие невысокой взрыво- и пожароопасности могут устанавливаться не только в открытых, но и в закрытых РУ.
^ Воздушные выключатели
Воздушные выключатели относятся к группе газовых выключателей. Для гашения дуги в них используется сжатый воздух, обеспечивающий продольное или поперечное дутье на ствол дуги. При этом дуга интенсивно охлаждается и уменьшается ее сечение. Одновременно при этом из межконтактного промежутка выносятся заряженные частицы. Ионизированная среда заменяется свежим деионизированным воздухом, обладающим высокой электрической прочностью.

Гашение дуги осуществляется в дугогасительной камере, важным элементом которой является сопло, сжатый воздух из которого выбрасывается с большой скоростью, и в межконтактном промежутке поддерживается необходимое давление.

В выключателях до 35 кВ изоляционный промежуток создается в дугогасительной камере путем разведения контактов на достаточное расстояние, и контакты остаются разомкнутыми за счет давления сжатого воздуха.



Рисунок 5. 2 – Конструкция дугогасительной камеры воздушного выключателя

В дугогасительную камеру подается сжатый воздух через отверстия в перегородке 5. Поток воздуха поднимает поршень 2, на котором укреплен подвижный контакт 3. Происходит размыкание подвижногоконтакта 3 с неподвижным контактом 4. При этом сжимается пружина 1. После прекращения подачи воздуха поршень опускается под давлением пружины и происходит включение. Все время включенного положения выключателя камера должна находиться под давлением воздуха. Существует конструкция выключателей с дополнительным отделителем.

.



Рисунок 5.3 - Воздушный выключатель с отделителем
После отключения и погасания дуги в дугогасительной камере сжатый воздух подается в привод отделителя и создается второй разрыв. После этого прекращается подача воздуха в дугогасительную камеру, контакты в ней замыкаются, а изоляционный промежуток обеспечивается отделителем.

Отделитель может быть установлен, открыто (рис. 5.3) или в воздухонаполненной камере (рис. 5.4 а).

Чем больше напряжение и отключаемая мощность, тем больше разрывов необходимо иметь, как в дугогасительной камере, так и в отделителе.




Рисунок 5.4 – Конструкции воздушных выключателей
Баковые воздушные выключатели (рис. 5.4 б) не имеют отделителей. Они имеют два последовательных разрыва цепи в баке сжатого воздуха. При отключении открываются дутьевые клапаны, сжатый воздух с большой скоростью вырывается в атмосферу и создает дутье, гасящее дугу.

На напряжение выше 750 кВ разработаны выключатели в подвесном исполнении (рис 5.4 в), состоящие из нескольких последовательных модулей (баков).

Воздушные выключатели взрыво и пожаробезопасны, имеют высокое быстродействие, высокую отключающую способность, надежно отключают емкостные токи. Недостатками воздушных выключателей являются: необходимость сооружения компрессорной установки, сложность конструкции; высокая стоимость, трудность установки встроенных трансформаторов тока.
^ Элегазовые выключатели
Относятся к группе газовых выключателей. В них используется элегаз (шестифтористая сера SF6), который относится к электроотрицательным газам (фреон, элегаз), обладающим свойством захватывать электроны и присоединять их к своим нейтральным частицам. Отрицательные ионы, образующиеся при этом, легко рекомбинируют с положительными ионами. При этом быстро снижается проводимость межконтактного промежутка и повышается скорость нарастания электрической прочности. При равном эффекте для гашения дуги требуется меньший объем элегаза и меньшее давление, чем в воздушных выключателях. Элегаз негорюч, не токсичен, не имеет запаха, инертен к другим веществам.

Элегазовые выключатели имеют недостатки:

- элегаз способен разлагать влагосодержащие изоляционные материалы, поэтому в элегазовых выключателях применяют стойкие изоляционные материалы (тефлон);

- элегаз имеет высокую температуру сжижения, поэтому необходим подогрев уже при 60 С;

- под влиянием дуги элегаз разлагается на ядовитые составляющие, которые устраняются при помещении в дугогасительную камеру небольшого количества активированного алюминия.

В элегазовых выключателях применяются дугогасительные устройства:

- с гашением дуги в открытом объеме. Эффективность такого способа гашения дуги невысока, поэтому применяется редко;

- с перемещением дуги в элегазе под действием магнитного поля (электромагнитное гашение). Такой способ гашения дуги применяют в выключателях 6-10 кВ. Для перемещения дуги могут использоваться полые контакты (рис. 5.5), внутри которых помещены постоянные кольцевые магниты, которые заставляют дугу вращаться по поверхности контактов с большой скоростью;

- с продольным дутьем элегаза, которое создается при перетоке элегаза из резервуара с высоким давлением в резервуар с низким давлением;

- с автопневматическим дутьем. Дутье создается контактами особой конструкции (рис 5.5).



Рисунок 5.6 – Конструкция контактов элегазового выключателя с автопневматическим дутьем

1-неподвижный контакт

2-подвижный контакт
При отключении подвижный контакт (2) идет вправо вместе с соплом (3), которое соединено с контактом (2) посредствам перегородки с отверстиями 4. Поршень (5) при этом остается на месте. Элегаз в объеме между (4) и (5) сжимается и через отверстия в перегородке подается на дугу вдоль нее. Все устройство размещено в резервуаре с элегазом. При таком способе гашения дуги не требуется создавать высокое давление элегаза в резервуаре и не требуется подогрев. Автопневматическое дутье применяется в выключателях напряжением до 220 кВ.
^ Электромагнитные выключатели
В электромагнитных выключателях для гашения дуги не требуется специальной дугогасящей среды. Дуга гасится в воздухе при атмосферном давлении. За счет электромагнитного дутья дуга перемещается и охлаждается.




Рисунок 5.7 – Конструкция электромагнитного выключателя
При отключении сначала размыкаются основные контакты (1), затем дугогасительные (2). Между ними загорается дуга и перемещается вверх за счет электродинамических усилий, перебрасываясь на дугогасительные рога (3). Тогда замыкается цепь катушки (5) и создается магнитное поле, втягивающее дугу в дугогасительную камеру (4) (лабиринтную или с перегородками из керамики).

Электромагнитные выключатели устанавливаются в ячейках комплектных распределительных устройств (КРУ, КСО). Приводы выключателей - пружинные. Основным преимуществом электромагнитных выключателей является взрыво- и пожаробезопасность. Они также имеют малый износ контактов и применяются для частых частых коммутаций. Однако большие габариты ограничивают их применение на высоких напряжениях. Основное применение электромагнитные выключатели находят в установках 6 (10) кВ собственных нужд электростанций.
^ Вакуумные выкючатели
Контактная система вакуумных выключателей помещена в глубокий вакуум, электрическая прочность которого во много раз выше, чем воздуха при атмосферном давлении. Гашение дуги происходит за счет диффузии заряженных частиц из области дуги в окружающее пространство. Загорается же дуга вследствие ионизации паров металла, испаряющегося с поверхности контактов. При размыкании контактов увеличивается переходное сопротивление контактов, повышается их температура, металл расплавляется и испаряется. Поэтому контакты выполняются из тугоплавких металлов.

Время гашения дуги в вакуумных выключателях чрезвычайно мало. При этом отключение может сопровождаться появлением значительных перенапряжений, поэтому применение вакуумных выключателей, как правило, требует дополнительной установки ограничителей перенапряжения.

Контакты вакуумных выключателей выполняют особой конструкции, обеспечивающей минимальное количество испаряющегося материала.


Рисунок 5.8 – Конструкция вакуумного выключателя
Подвижный контакт (2) укреплен в сильфоне (1). Сильфон представляет собой цилиндр из гофрированной стали, позволяющий подвижному контакту совершать поступательное движение вверх и вниз. Внутренний объем сильфона сообщается с атмосферой и атмосферное давление обеспечивает контактное нажатие. Неподвижный контакт (3) герметично укреплен в нижней части вакуумной камеры.

Вакуумные выключатели могут иметь пружинные и электромагнитные приводы.

Вакуумные выключатели имеют малые габариты, поэтому широко применяются в комплектных устройствах. Малый износ контактов позволяет использовать выключатели для частых коммутаций.
^ Выключатель нагрузки
Выключатель нагрузки имеет простейшую дугогасительную камеру (3). Стенки камеры выполняются из газогенерирующего материала. При расхождении контактов (1) и (2) внутри камеры появляется дуга. Под действием высокой температуры дуги стенки камеры выделяют газ, который стремится вырваться из камеры, создавая продольной обдув ствола дуги. Дуга гасится еще до выхода подвижного контакта (2) из камеры.



Выключатели нагрузки применяются в тех случаях, когда применение дорогих выключателей оказывается неэкономичным. Применяются для коммутации конденсаторных батарей большой мощности, коммутации токов нормального режима генераторов, трансформаторов 6-10кВ.

Коммутируют ток нагрузки до 200-400А. Для защиты от коротких замыканий в цепях с выключателями нагрузки дополнительно устанавливаются кварцевые предохранители ПК.

На напряжение 35 кВ выключатели нагрузки выполняются на базе предохранителей выхлопного типа.

Для отключения пружинный привод перемещают изолятор толкатель вниз. Нож передает усилие подвижной системе(для разрыва требуется небольшое усилие).Дуга гаснет в виниловой трубке ПС.
Разъединители
Разъединитель является самым распространенным, простым и дешевым аппаратом распределительных устройств, к которому, однако, предъявляются очень высокие требования в отношении эксплуатационной надежности. Они должны обладать свойствами:

- термической и динамической стойкости при протекании через их контакты токов сквозных коротких замыканий;

- надежного фиксирования как во включенном, так и в отключенном положении;

- недопустирования отключения под нагрузкой.

Так как разъединителине имеют дугогасительных устройств, они предназначены для включения и отключения электрических цепей в режимах, когда:

- ток в коммутируемой цепи много меньше тока нормального режима;

- напряжение на разъединителе (разность потенциалов на полюсах) много меньше рабочего напряжения.

В первом случае разъединители (QS1, QS2) служат для создания видимого разрыва в обесточенной цепи, то есть в цепи, разорванной выключателем (Q)/

QS1 Q QS2



Во втором случае без разрыва цепи (без отключения выключателя Q) производится переключение с одной системы шин на другую



QS2

Чтобы ошибочно не допускались отключения под нагрузкой предусматриваются различные блокировки (механические и электромагнитные).

Простейшие механические блокировки заложены в конструкции разъединителей

Приводы разъединителей (в основном ручные, рычажные) обеспечивают фиксированное положение механически. При протекании через ножи (контакты) тока короткого замыкания возникают значительные электродинамические усилия, стремящиеся отбросить контакты. Чтобы предотвратить размыкание контактов, используют принцип “электромагнитного замка”. Для этого один из ножей выполняют двухполосным. Второй нож врубается между полосами. Так как в полосах ток имеет одинаковое направление, они притягиваются и зажимают нож второго контакта.

Разъединители позволяют включать и отключать:

- нейтрали трансформаторов;

- намагничивающий ток трансформаторов ограниченной мощности;

- зарядный ток линий ограниченной длины;

- нагрузочный ток до 15А при напряжении 10кВ.

По конструкции различают разъединители (рис. 5.9):

- а) поворотные (горизонтально-поворотные);

- б) рубящие (вертикально-поворотные);

- в) катящиеся (в ячейках КРУ);

- г) подвесные;

- д) пантографические (со складывающимися ножами).



Рисунок 5.9 – Конструкции разъединителей
Разъединители выполняют однополюсными с ручным приводом (штангой) и трехполюсные с ручным, двигательным или пневматическим приводом.

^ Заземляющие разъединители (QSG) представляют собой трехполюсный разъединитель, который замыкает накоротко все три фазы установки и одновременно соединяет их с контуром защитного заземления. Заземляющий разъединитель монтируется на общей раме с основным разъединителем (QS) и блокируется с ним механически.


QS



QSG

Блокировка разрешает включение ЗР только при отключенном разъединителе.

Разъединители характеризуются парамерами:

- номинальное напряжение ; ;

- номинальный ток ; ;

- допустимый ток и длительность тока термической стойкости ; ;

- ток динамической стойкости; .
^ Отделители и короткозамыкатели
Если разъединители оснастить автоматическим приводом, то его можно использовать для таких автоматических операции, как:

- создание искусственного короткого замыкания;

- автоматическое отключение цепи в бестоковую паузу.

В первом случае аппарат называют короткозамыкателем (^ QK), во втором случае – отделителем (QR). Эти аппараты обычно используются в сочетании друг с другом на стороне высокого напряжения неответственных отпаечных (рис 5.10 а) и тупиковых (рис 5.10 б) подстанций с трансформаторами мощностью до 25МВА вместо выключателей.



Рисунок 510 – Схемы подстанций с отделителями и короткозамыкателями
При повреждениях трансформатора релейная защита действует на включение короткозамыкателей, создавая короткие замыкания на землю. При этом отключаются головные выключатели линий, а в бестоковую паузу отключаются отделители. Тогда уже от действия АПВ снова включаются выключатели, восстанавливая электроснабжение неповрежденных подстанций.

Отделители короткозамыкатели устанавливаются только в сетях 110 кВ с большими токами замыкания на землю. При этом не обязательно создавать искусственно трехфазные к.з. В сетях с большими токами к.з. на землю с заземленной нейтралью достаточно создать однофазное к.з. Поэтому короткозамыкатели устанавливается в одной фазе.

Не всегда короткозамыкатели и отделители устанавливаются вместе. Могут быть установлены только отделители, если ток короткого замыкания в трансформаторе достаточен для срабатывания релейной защиты головного выключателя. Могут быть установлены и только короткозамыкатели, если не требуется АПВ на головных выключателях (для тупиковых подстанций).

Отделители по конструкции представляют собой обычные разъединители. Включение их производится вручную, а для отключения имеется пружинный привод. Время отключения отделителей достаточно велико (0,4-0,5с), что является их недостатком.

Короткозамыкатели должны иметь малое время включения (не более 0,3-0,5с). Иначе дуга в конце хода ножа (при сближении контактов) успевает вытянуться за счет ЭДУ и горит достаточно долго, что может привести к повреждению. Отключение производится вручную.

Короткозамыкатели имеют пружинный привод. В отключенном положении пружина заведена и освобождается электромагнитом. для включения



Рисунок 5.11 – Конструкция короткозамыкателя

1 – подвижный контакт; 2 – гибкая связь; 3 – встроенный трансформатор тока; 4 - привод
Выбор отделителей производится по тем же условиям, что и разъединителей. Короткозамыкатели не выбираются по току длительного режима и проверяются на стойкость к току однофазного короткого замыкания.
^ Плавкие предохранители
В электроустановках выше 1000В применяются два основных типа предохранителей:

- предохранители с наполнителем;

- предохранители с автогазовым гашением дуги.

Предохранители серии ПК с мелкозернистым кварцевым наполнителем выполняются на 3,6,10,35кВ. Предохранитель состоит из фарфоровой трубки, армированной по концам латунными колпачками. Плавкие вставки внутри патрона (большой длины и малого сечения) выполняют из меди или серебра. Для уменьшения габаритов они свиваются в спирали (одну или несколько параллельных, намотанные на каркас или бескаркасные).

Дуга при перегорании плавких вставок гасится в узких щелях между зернами кварца.

На 10кВ и выше применяют также автогазовое гашение дуги в предохранителях выхлопного типа (ПВТ).



В газогенерирующей трубке расположен неподвижный контакт (3) и гибкий проводник (2), соединенный с плавкой вставкой (1) и наконечником (4). На наконечник постоянно действует усилие, стремящееся вытянуть гибкую связь. Связь удерживается плавкой вставкой, которая состоит из параллельных медной и стальной пластин. При коротком замыкании сначала перегорает медная, затем стальная пластина и гибкая связь выбрасывается из трубки. Дуга горит с образованием газов, выделяемых материалом трубки. Газ с большой скоростью вырывается в атмосферу, обеспечивая продольный обдув ствола дуги. Выброс газов сопровождается звуковым эффектом, подобным выстрелу.

Такие предохранители устанавливаются в открытых электроустановках.


Скачать файл (1006.4 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации