Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Вакуумные выключатели - файл Вакуумные выключатели.docx


Вакуумные выключатели
скачать (861.8 kb.)

Доступные файлы (5):

052894_960A4_vakumnye_vyklyuchateli.doc946kb.04.03.2011 00:15скачать
168_img.jpg54kb.04.03.2011 00:36скачать
vacuum-2.jpg60kb.03.03.2011 23:48скачать
vacuum-3.jpg60kb.03.03.2011 23:48скачать
Вакуумные выключатели.docx820kb.30.03.2011 21:07скачать

Вакуумные выключатели.docx

Федеральное агентство по образованию

Югорский государственный университет
Кафедра энергетики

Отчет по лабораторной работе №1

"Вакуумные выключатели"
Выполнил студент гр.5680б:

Проверил преподаватель:
г.Ханты-Мансийск

2011г

Цель:



Ознакомиться с техническими характеристиками, устройством вакуумных выключателей, а также ознакомиться с принципом гашения дуги.

Введение.

В настоя

щее время выключатели с вакуумными и элегазовыми дугогасящими устройствами (ДУ) начинают все больше вытес

нять масляные, электромагнитные и воздушные выключа

тели. Дело в том, что ДУ вакуумные и элегазовые не тре

буют ремонта по крайней мере в течение 20 лет, в то время как в масляных выключателях масло при отключениях за

грязняется частицами свободного углерода и, кроме того, изоляционные свойства масла снижаются из-за попадания в него влаги и воздуха. Это приводит к необходимости сме

ны масла не реже 1 раза в 4 года. Дугогасящие устройства электромагнитных выключателей примерно в эти же сроки требуют очистки от копоти, пыли и влаги; ДУ вакуумных и элегазовых выключателей заключены в герметичные обо

лочки, и их внутренняя изоляция не подвергается воздейст

вию внешней среды. Электрическая дуга при отключениях в вакууме или в элегазе также практически не снижает свойств дугогасящей и изолирующей среды.

Современные выключатели должны обладать коммута

ционными и механическими ресурсами, обеспечивающими межремонтный период в эксплуатации 15—20 лет. Эти ус

ловия трудно выполнимы при традиционных методах гаше

ния дуги в масле или воздухе. Возможности дальнейшего существенного совершенствования выключателей с тради

ционными способами гашения дуги практически исчерпаны. Однако выпуск этих выключателей пока будет продол

жаться из-за того, что технология их изготовления проста и цена их ниже вновь осваиваемых воздушных и элегазо

вых выключателей.

В СССР разработаны и с 1980 г. серийно изготовляются вакуумные выключатели на напряжение 10 кВ с номиналь

ными токами отключения до 80 кА.

Конструкция вакуумных выключателей (ВВ) типа ВБЭ разработана применительно к конструкции шкафов КРУ с маломасляным выключателем. Шкафы КРУ с ВВ могут использоваться совместно со шкафами КРУ с маломасляными выключателями. При питании вспомогательных цепей на выпрямленном токе (встроенный электромагнитный привод зависимого действия, непосредственно использующий электрическую энергию выпрямленного тока) для обеспечения полного включения ВВ необходимо использовать устрой

ства комплектного питания типа УКП2, ВАЗП. Вакуумные выключатели типа ВБЭ предназначены для использования в промышленных и сетевых установках с частыми коммутационными операциями. Модернизация ВБЭ предусматривает верхнюю компоновку встроенного привода ВВ, улучшающую условия технического обслужи

вания.

Вакуумные выключатели типа ВБТЭ и ВБТП предназна

чены для использования в экскаваторах, передвижных электростанциях на автомобильном ходу, буровых установ

ках, роторных комплексах, насосных станциях и других электроустановках. Они выполнены в виде выдвижного эле

мента шкафа КРУ, содержат выпрямительный мост для пи

тания отключающего электромагнита, включающий контак

тор, цепи заряда конденсатора отключения, блокировку от многократных повторных включений и элементы блокировок от ошибочных операций с выкатным элементом. Выключа

тели имеют фиксированный расцепитель, который обеспе

чивает возможность отключения выключателя только из полностью включенного положения в отличие от свободно

го 

расцепителя у выключателей типа ВБЭ (свободный рас

цепитель обеспечивает возвращение главных контактов вы

ключателя в отключенное положение и фиксацию их в этом положении в случае, даже если при этом удерживается команда на включение). Достоинством выключателей типа ВБТЭ и ВБТП является верхняя компоновка встроенного электромагнитного привода, которая обеспечивает удобст

во технического обслуживания в эксплуатации.

На напряжение 10 кВ разработаны вакуумные дугогасительные камеры (ВДК) с токами отключения 40 и 50 кА. На рис. 1.1 показан схематический разрез вакуумной дугогасительной камеры с поперечным магнитным дутьем с сер

повидными контактами, применяемой в вакуумных выклю

чателях на номинальные напряжения 10 кВ с номинальным током 1600 А и током отключения до 31,5 кА. Поперечное магнитное поле быстро перемещает дугу, что позволяет уменьшить износ контактов и улучшает процесс гашения дуги.

Рис 1.1 Вакуумная дугогасительная камера вакуумного выключателя на 10 кВ,1600А

а- схематический разрез камеры; б- контактная система камеы;1-контакты; 2-дугогасящие электроды; 3-зазор между контактами и дугогасящими электродами; 4-медный неподвижный ввод; 5-то же подвижный; 6- концевые фланцы; 7- сильфон из нержавеющей стали; 8- экран, изолированный от вводов; 9-концевые экраны, находящиеся под потенциалом соответствующего ввода; 10-керамические изоляторы;11-металлическая прокладка;12- напрявляющая из силумина

^ ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ

В последние годы широкое распростра

нение в мировой практике получили вакуум

ные коммутационные аппараты. В них гаше

ние дуги при коммутации электрической цепи осуществляется в вакуумной дугогасительной камере (ВДК) рис 1.1, которая состоит из изоляционной цилиндрической оболочки, снабженной по концам металлическими флан

цами, внутри которой помещаются подвиж

ный и неподвижный контакты и электроста

тические экраны. Неподвижный контакт жестко крепится к одному фланцу, а под

вижный 

соединяется с другим фланцем сильфоном из нержавеющей стали, обеспечивающим возможность перемещения контакта без нарушения герметичности ВДК. Экраны предназначены для защиты оболочки от брызг и паров металла, образующихся при горении дуги а также для выравнивания распределения, напряжения по камере. Оболочка ВДК изготовляется из специальной газоплотной керамики (в некоторых конст

рукциях - из стекла). Внутри оболочки создается вакуум, в ВДК применяют контакты торцевого типа достаточно сложной конфи

гурации, выполненные из специальных спла

вов. В выключателях напряжением до 35 кВ предназначенных для работы в сетях трехфазного переменного тока промышленной частоты, используются три ВДК (по одной на полюс выключателя), снабженные общим приводом - пружинным или электромагнит

ным. При напряжении выше 35 кВ в каждом полюсе выключателя используются несколь

ко ВДК, соединенных последовательно.

Основные достоинства вакуумных вы

ключателей, определяющие их широкое при

менение:

1. Высокая износостойкость при комму

тации номинальных токов и номинальных токов отключения. Число отключений номи

нальных токов вакуумным выключателем (ВВ) без замены ВДК составляет 10-50 тыс.

число отключений номинального тока отключения - 20-200 что в 10 -20 раз превыша

ет соответствующие параметры маломасля

ных выключателей

2. Резкое снижение эксплуатационных затрат по сравнению с маломасляными выключателями. Обслуживание ВВ сводится к смазке механизма и привода, проверке износа контактов по меткам 1 раз в 5 лет

или через 5-10 тыс. циклов «включение-отключение».

3. Полная взрыво- и пожаробезопасность и возможность работы в aгрессивных средах.

4. Широкий диапазон температур окру

жающей среды, в котором возможна работа ВДК

5. Повышенная устойчивость к ударным и вибрационным нагрузкам вследствие малой массы и компактной конструкции аппарата.

6. Произвольное рабочее положение и малые габариты, что позволяет создавать различные компоновки распределительных устройств, в том числе и шкафы с несколькими выключателями при двух-трехъярусном их расположении.

7. Бесшумность, чистота, удобство обслуживания, обусловленные малым выделением энергии в дуге и отсутствием выброса масла, газов при отключении токов КЗ.

8. Отсутствие загрязнения окружающей среды.

9. Высокая надежность и безопасность эксплуатации, сокращение времени на мон

таж.



К недостаткам ВВ следует отнести по

вышенный уровень коммутационных перенапряжении, что в ряде случаев вызывает необходимость принятия специальных мер по защите оборудования.

^ ВАКУУМНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ 10, 35 KB ДЛЯ КРУ И 110 КВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК С ЧАСТЫМИ КОММУТАЦИЯМИ

Вакуумные выключатели ти

па ВБЭ-10 (рис. 1.2) используются в се

рийных КРУ общепромышленного назначе

ния (типа КМ-1, КМ-1Ф, К-104), климати

ческое исполнение У, категория размещения 3 по ГОСТ 1550-69*.

Разработаны вакуумные выключатели с пружинным приводом для КРУ общепро

мышленного исполнения типа ВБ-10-20/1600 и ВБ-10-31,5/3150 на токи отключения 20 и 31,5 кА соответственно. Отличие этих выключателей от ВБЭ-10 в типе привода.

Кроме перечисленных выключателей вы

пускаются также вакуумные выключатели с номинальным напряжением 10 кВ:

ВБТЭ-10-10/630У2 - для технического пе

ревооружения действующего парка экскава

торов (номинальный ток 630 А, ток отклю

чения 10 кА); ВБТЭ( 2 )-10-20/630-1000 УХЛ2 — для экскаваторов (номинальный ток 630 и 1000 А, ток отключения 20 кА);

ВБТШ-10-20/630 ХЛ5 - для электроснабже

ния шахт (номинальный ток 630 А, ток отключения 20 кА).

Вакуумные выключатели ВБЛ - 35 выкатного типа (рис. 1.3) разра

ботаны для КРУ напряжением 35 кВ. Кли

матическое исполнение У, категория разме

щения 3 по ГОСТ 15150-69*. Выключатели предназначены для коммутации электриче

ских цепей дуговых сталеплавильных печей и других установок с частыми коммутация

ми в трехфазных сетях переменного тока. Управление выключателем осуществляется электромагнитным приводом (общий на три полюса).

Условное обозначение выключателя — ВБЛ-35-31,5/1600 УЗ и ВБЛ-35-31,5/2500 УЗ.


Рис 1.2 Вакуумный выключатель типа ВБЭ-10

Рис 1.3 Вакуумный выключатель типа ВБЛ-35

Вакуумные выключатели типа ВБК-110Б-20/1000У1 предназначены для выполнения коммутационных операций в нормальных и аварийных режимах элект

роустановок с частыми коммутациями.

Вакуумный выключатель типа ВБК-110Б-20/1000У1. климатическое исполне

ние У, категория размещения 1 но ГОСТ 15160—69*, состоит из трех полюсов, установленных на общей раме и управляемых пружинным приводом типа ППК-1000.

В состав каждого полюса входят четыре камеры типа КВД-35-20/1250УХЛ2, соеди

ненные последовательно, опорная изоляция и механизм.



В конструкции выключателя предусмот

рено устройство для выравнивания напряже

ния по камерам полюса.

Габариты выключателя с приводом (ширина х глубина х высота) — 4,38 х 0,75 х х4,58 м. Масса выключателя 2270 кг.

^ ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ВБТЭ-10-20

Выключатель предназначен для работы в шкафах комплектных распределительных устройств (КРУ), шкафах КСО, а также замены маломасляных выключателей в распределительных устройствах напряжением 6-10 кВ

^ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
<TBODY>Параметры

Значение

Номинальное напряжение, кВ

10

Номинальный ток, А

630-1600

Время включения, сек не более

0,1
^



Время отключения, сек не более


0,02

Номинальное напряжение питания цепей управления. В:
постоянного тока
переменного тока, 50 Гц


220
220

Ток потребления:
включающего электромагнита, А не более
отключающих электромагнитов, А не более:
электромагнит отключения


50

Постоянный ток

2

Переменный ток

1

Электромагнит отключения от независимого источника питания

1

Ток срабатывания максимальных расцепителей тока, А

5

Число циклов "ВО":
а) при номинальном токе
6) при номинальном токе отключения


50000
50

Габариты, мм

612х550х840

Масса, кг, не более

100</TBODY>

^ Вакуумные выключатели серии BB/TEL

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



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

Область применения

Выключатели вакуумные серии BB/TEL предназначены для коммутации электрических цепей с изолированной нейтралью при нормальных и аварийных режимах работы в сетях переменного тока частоты 50 Гц с номинальным напряжением 6-10 кВ. Оригинальность конструкции выключателей BB/TEL позволила достичь следующих преимуществ по сравнению с другими коммутационными аппаратами:

  • высокий механический и коммутационный ресурс;

  • малые габариты и вес;

  • небольшое потребление энергии по цепям управления;

  • возможность управления по цепям постоянного, выпрямленного и переменного оперативного тока;

  • простота встраивания в различные типы КРУ и КСО и удобство организации необходимых блокировок;

  • отсутствие необходимости ремонта в течение всего срока службы;

  • доступная цена.

Принцип фиксации контактов ВДК в замкнутом положении с применением магнитной защелки в настоящее время активно используется в новых конструкциях вакуумных выключателей ряда различных фирм (GEC Alsthom, Whipp&Bourne, Cooper), однако «Таврида Электрик» является первым предприятием-изготовителем, открывшим дорогу вакуумным выключателям с магнитной защелкой к массовому потребителю (оригинальность выключателей BB/TEL защищена патентом Российской Федерации).

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

Конструктивные особенности


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



1 Неподвижный контакт ВДК; Вакуумная дугогасительная камера(ВДК); 3 Подвижный контакт ВДК; 4 Гибкий токосъем; 5 Тяговый изолятор6 Пружина поджатия; 7 Отключающая пружина; 8 Верхняя крышка; 9 Катушка; 10 Кольцевой магнит; 11 Якорь; 12 Нижняя крышка; 13 Пластина; 14 Вал; 15 Постоянный магнит; 16 Герконы (контакты для внешних вспомогательных цепей)
^

Включение выключателя




Исходное разомкнутое состояние контактов 1, 3 вакуумной дугогасительной камеры выключателя обеспечивается за счет воздействия на подвижный контакт 3 отключающий пружины 7 через тяговый изолятор 5. При подаче сигнала "ВКЛ" блок управления выключателя формирует импульс напряжения положительной полярности, который прикладывается к катушкам 9 электромагнитов. При в зазоре магнитной системы появляется электромагнитная сила притяжения, по мере своего возрастания преодолевающая усилие пружин отключения 7 и поджатия 6, в результате чего под действием разницы указанных сил якорь электромагнита 11 вместе с тяговым изолятором 5 и подвижным контактом 3 вакуумной камеры 2 начинает движение в направлении неподвижного контакта 1, сжимая при этом пружину отключения 7.

После замыкания основных контактов якорь электромагнита продолжает двигаться вверх, дополнительно сжимая пружину поджатия 6. Движение якоря продолжается до тех пор, пока рабочий зазор в магнитной системе электромагнита не станет равным нулю. Далее кольцевой магнит 10 продолжает запасать магнитную энергию, необходимую для удержания выключателя во включенном положении, а катушка 9 начинает обесточиваться, после чего привод оказывается подготовленным к операции отключения. Таким образом, выключатель становится на магнитную защелку, т.е. энергия управления для удержания контактов 1 и 3 в замкнутом положении не потребляется.



В процессе включения выключателя пластина 13, входящая в прорезь вала 14, поворачивает этот вал, перемещая установленный на нем постоянный магнит 15 и обеспечивая срабатывание герконов 16, коммутирующих внешние вспомогательные цепи.
^

Отключение выключателя


При подаче сигнала "ОТКЛ" блок управления формирует импульс тока, который имеет противоположное направление по отношению к току включения и меньшее амплитудное значение. Магнит 10 при этом размагничивается, привод снимается с защелки, и под действием энергии, накопленной в пружинах отключения 7 и поджатия 6 якорь 11 перемещается вниз, в процессе движения ударяя по тяговому изолятору 5, связанному с подвижным контактом 3. Контакты 1 и3 размыкаются, и выключатель отключает нагрузку.


Скачать файл (861.8 kb.)

Поиск по сайту:  

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