Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекции - Электрические и электронные аппараты - файл Выключатели переменного тока высокого напряжения.doc


Загрузка...
Лекции - Электрические и электронные аппараты
скачать (6353.6 kb.)

Доступные файлы (19):

Автоматические воздушные выключатели.doc1636kb.06.12.2005 09:55скачать
введние.doc81kb.17.08.2006 15:53скачать
Выключатели переменного тока высокого напряжения.doc1822kb.21.11.2007 16:24скачать
гашение дуги.doc160kb.30.11.2005 10:32скачать
дуга.doc452kb.30.11.2005 10:32скачать
Измерительные преобразователи (датчики).doc1058kb.30.11.2007 11:15скачать
Контактные явления.doc584kb.23.02.2009 18:53скачать
Логические элементы.doc2326kb.31.03.2006 12:53скачать
Магнитные бесконтактные элементы.doc1467kb.23.12.2005 12:01скачать
Магнитные пускатели.doc172kb.31.10.2007 17:31скачать
Предохранители и автоматические выключатели.doc2007kb.07.11.2007 14:36скачать
тепловые процессы.doc339kb.30.11.2005 10:32скачать
эа непосредственного воздействия.doc544kb.31.10.2007 17:24скачать
эду в эа.doc315kb.30.11.2005 10:32скачать
Электромагнитные контакторы.doc476kb.31.10.2007 17:21скачать
Электромагнитные муфты.doc475kb.09.12.2005 13:44скачать
Электромагнитные реле.doc413kb.31.10.2007 18:36скачать
Электромагнитные явления.doc906kb.30.11.2005 10:33скачать
Электромагниты.doc297kb.23.11.2005 15:04скачать

Выключатели переменного тока высокого напряжения.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...




Тема 19

Выключатели переменного тока высокого напряжения
Предназначены для коммутации цепей переменного тока с напряжением 3 кВ и выше во всех режимах:

- отключение и включение номинальных токов – токов к.з.;

- токов х.х. силовых трансформаторов и емкостных токов конденсаторов батарей и длинных линий.

Все выключатели снабжаются дугогасительными устройствами, обеспечивающими гашение дуги в ограниченном объеме за несколько сотых долей секунд. Отключающая способность выключателя определяется номинальной мощностью отключения 10-6 мВА.

При включении выключателя на существующее к.з. он подвергается большим механическим, тепловым, электродинамическим нагрузкам. Способность выключателя включаться на существующее к.з. характеризуется номинальным током включения. Это наибольший ударный ток к.з, на который выключатель включается без сваривания контактов и других повреждений, препятствующих его дальнейшей нормальной работы.

В большинстве случаев причина возникновения к.з. носит временный характер. Если причина быстро исчезла, а изоляция осталась неповрежденной, то при новом включении удается возобновить подачу энергии потребителю. Этот процесс называется автоматическим повторным включением (АПВ) выключателя. Его применение повышает надежность электроснабжения.

Выключатель является наиболее ответственным аппаратом высоковольтной системы.

Требования к ним:

- особо высокая надежность работы во всех режимах;

- отключение аппаратом любых нагрузок не должно сопровождаться перенапряжениями;

- быстродействие аппарата при отключении;

- отключение выключателем к.з. не должно сопровождаться выбросом из него пламени и раскаленных газов, что может привести к перекрытию изоляции в распределительном устройстве.

Классификация по ряду признаков:

- по методу гашения дуги;

- по виду изоляции токоведущих частей между собой и на землю;

- по принципам, заложенным в конструкцию дугогасительного устройства.

В масляных выключателях дуга, образующаяся между контактами, горит в трансформаторном масле. Под действием энергии дуги масло разлагается и образующиеся газы и пары используются для ее гашения.

В зависимости от способа изоляции токоведущих частей различают боковые и маломасляные выключатели.

В первых токоведущие части изолируются между собой и от земли с помощью масла, находящегося в стальном баке, соединенным с землей.

В маломасляных выключателях изоляция токоведущих частей от земли и между собой производится с помощью твердых диэлектриков и масла.

В воздушных выключателях в качестве гасящей среды используется сжатый воздух, находящийся в баке под давлением 1-5 МПа. При отключении сжатый воздух из бака подается в дугогасительное устройство. Дуга в камере обдувается интенсивным потоком воздуха, выходящим в атмосферу.

В элегазовых выключателях гашение дуги осуществляется за счет охлаждения ее двигающимся с большой скоростью элегазом (шести фтористой серой SF6), который используется и как изолирующая среда. Электрическая прочность элегаза в 2,5 раза выше, чем у воздуха. При давлении 0,2 МПа она приближается к прочности трансформаторного масла. Удельная объемная теплоемкость элегаза в 4 раза выше, чем у воздуха.

Электромагнитные выключатели по своему принципу аналогичны контакторам постоянного тока с лабиринтно-щелевой камерой. Гашение дуги происходит за счет увеличения и охлаждения.

Вакуумные выключатели. В них гашение дуги осуществляется в вакууме (давление 10-4 Па) благодаря интенсивной диффузии зарядов в вакууме.

Масляные выключатели (серия ВМП-10 – выключатель масляного подвесного типа 10 кВ). Дугогасительные решетки размещены в трансформаторном масле. Контакты при отключении движутся вниз под действием пружины. В каждом разрыве образуется дуга. Под действием энергии дуги масло разлагаются на водород, метан и другие газы. В течение сотой доли секунды давление возрастает до 5-8 МПа. Необходимо отметить, что в момент прохождения тока через нуль дуга гаснет и подвод мощности к ней прекращается. Однако энергия, выделенная дугой на протяжении предыдущего полупериода, создает в камере объем газа, в котором запасена определенная энергия. К моменту нуля тока это давление уменьшается, однако остается достаточно большим, чтобы создать газовый поток, охлаждающий дугу и восстанавливающий электрическую прочность дугового промежутка.

Следует иметь в виду, что энергия, необходимая для гашения, выделяется самой дугой. Поэтому чем больше ток, тем больше давление в камере и интенсивнее гашение дуги.

^ Наибольшая длительность горения дуги наблюдается при небольших индуктивных токах (500-2000 А).

Баковые масляные выключатели выпускаются на напряжение 35-220 кВ. Наибольшая мощность отключения 25000 МВ  А.

Обычно бак выключателя заполняется маслом на 2/3 объема. При отключении газ, выбрасываемый из камеры, заставляет слои масла, лежащие над камерой, двигаться с большой скоростью вверх. Воздух, находящийся над маслом, может свободно выходить в атмосферу. Таким образом, удается ограничить давление в баке. Взрыв бака – тяжелая авария, так как выливающее масло может воспламеняться и вызвать пожар в распределительном устройстве. Предусмотрен подогрев в масле для уменьшения его вязкости.

Основное достоинство:

- высокая надежность;

- простота конструкции, высокая механическая прочность;

- используется в самых тяжелых условиях эксплуатации;

- более надежны, чем воздушные и маломасляные выключатели;

- в них используются встроенные трансформаторы тока и емкостные делители напряжения.

Недостатки:

- большие масса и габариты;

- необходимость периодической очистки масла;

- сложность и трудоемкость ремонта и ревизии выключателей с напряжением 110 кВ и выше;

- взрывоопасность и пожароопасность баковых выключателей.

В перспективе они будут заменяться маломасляными и элегазовыми выключателями.

Маломасляные выключатели (серия ВМТ). В них с целью уменьшения габаритов и массы изоляция осуществляется твердыми материалами. Предназначены для работы при Uн = 6-10 кВ. Номинальный ток контактной системы 600-3200 А. Номинальная мощность 550 МВ  А. номинальный ток отключения 31,5 кА.

Время отключения 0,12-0,13 сек при номинальном токе отключения.

В масляных выключателях применяются ручные, электромагнитные, пружинные, пневматические и пневмогидравлические приводы контактов. Гашение дуги – за счет давление газа.

Работают в цикле АПВ с бестоковой паузой 0,3 с.

Преимущества – меньшие габариты, постоянная готовность.

Недостатки – менее надежны без трансформатора тока при U = 35-220 кВ будут вытесняющая и элегазовая.

Воздушные выключатели (тип ВВП-35). Дугогасительное устройство расположено в атмосфере сжатого газа при давлении 4 МПа. При отключении контактов они расходятся и открывается выхлопной клапан. После гашения контакты остаются разомкнутыми, а выхлопной клапан закрывается, а дугогасительное устройство герметизируется.

Особенность – возможность многократной коммутации номинального тока. Наличие отделителя включенного последовательно с ДУ. Сначала расходятся контакты в ДУ, а затем отделитель.

Элегазовые выключатели. Дугогасящая способность элегаза наиболее эффективна при большой скорости его струи относительно горящей дуги.

Позволяют повысить номинальные напряжение и ток выключателей. Номинальный ток с элегазом в 5 раз выше, чем с воздухом. Элегаз инертный газ и слабо реагирует с дугой. Дугогасящая способность элегаза наиболее эффективна при большой скорости его струи относительно горящей дуги.

Электромагнитные выключатели (серия ВЭ). Наиболее перспективны для U выше 35 кВ.

В отличие от масляных с воздушных выключателей они не требуют масла или сжатого воздуха, более просты и удобны в эксплуатации, обладают высокой надежностью и большой срок службы. Применяются до U = 6-10 кВ номинальный ток до 3,6 кА номинальный ток отключения 31,5 кА.

Вакуумные выключатели. Давление 10-4 Па. При таком вакууме дугогасительный промежуток имеет очень высокую электрическую прочность.

Выключатели нагрузки (тип ВН). Если длительный ток установки невелик (400-600 А) при U = 10 кВ вместо выключателя с релейной защитой целесообразно использовать выключатель нагрузки и предохранители.

Выключатель нагрузки имеет ДУ небольшой мощности для отключения номинальных токов. В случае к.з. используются высоковольтные предохранители.

В выключателях нагрузки для гашения дуги применяются камеры с автогазовым, электромагнитным, элегазовым дутьем и вакуумными элементами.

Управление выключателем осуществляется ручным рычажным приводом со встроенным электромагнитом для дистанционного отключения. Во включенном состоянии ток проходит через контур главных и дугогасительных контактов. Во время отключения сначала размыкаются главные контакты и весь ток перебрасывается в цепь дугогасительных камер.

Выключатель нагрузки выбирается по наиболее тяжелому режиму работы, который возможен при эксплуатации. Uном. выключателе должно быть равно или больше номинального напряжения защищаемой сети.

Номинальный длительный ток выключателя должен быть больше номинального тока установки.
Разъединители, отделители и короткозамыкатели




Разъединители служат для включения и отключения цепи высокого напряжения либо при токах значительно меньше номинальных, либо в случаях, когда отключается номинальный ток, но напряжение на контактах аппарата недостаточно для образования дуги.

В первом случае разъединители применяются, как правило, для отсоединения от напряжения высоковольтного оборудования перед ревизией или ремонтом.

Согласно правил техники безопасности оборудование, выводимое в ремонт, должно быть отключено. Между выводами отключенного аппарата и цепью оставшейся под напряжением должен быть создан видимый воздушный промежуток, гарантирующий безопасные условия работы обслуживающего персонала.



Для безаварийной работы ток в цепи сначала отключается выключателем ^ QF и только потом размыкаются контакты разъедини-телей QS1 и QS2. В этом случае разъединителем отключаются не-

большие емкостные токи, создаваемые опорной изоляцией отдельного аппарата и присоединенными к нему проводниками.

После размыкания QS1 и QS2 выключатель QF, подлежащий ремонту, должен быть заземлен с обеих сторон с помощью дополнительных разъединителей QS3 и QS4. Если ножи QS3 и QS4 не заземлены, то на выводах выключателя QF может возникнуть высокий потенциал за счет емкостной связи с линией высоких напряжений. Для удешевления и упрощения схем коммутации разъединители используются для отключения небольших токов (токов х.х трансформаторов, зарядных токов воздушных и кабельных линий).



В ряде случаев разъединителями можно пользоваться для перевода нагрузки с одной ветви А на другую В. Для этого при замкнутом QS2 включают QS1. После этого QS2 отключают. Дуги на его контактах не возникает, так как напряжение на них

равно падению напряжения на ветви QS1, которое ничтожно мало.

Основные требования, предъявляемые к разъединителям:

1. Контактная система должна надежно пропускать номинальный ток сколь угодно длительное время. В особо тяжелых условиях работают разъединители наружных установок, подвергающие воздействию воды, пыли, грязи, льда.

Контактная система должна иметь необходимую динамическую и термическую стойкость.

2. Разъединитель и механизм его привода должны надежно удерживаться во включенном положении при протекании токов к.з. В отключенном положении контакт должен быть надежно фиксирован, так как самопроизвольное включение может привести к очень тяжелым авариям и жертвам.

3. В связи с особой ролью разъединителя как аппарата безопасности промежуток между разомкнутыми контактами должен иметь повешенную электрическую прочность.

4. Привод разъединителя целесообразно блокировать с выключателем. Операции с разъединителем должны быть возможны, только когда выключатель отключен.
Конструкции
Для внутренних установок, как правило, не выше 20 кВ наиболее распространены рубящие разъединители с движением подвижного контакта (ножа) в вертикальной плоскости. Тип РВ на 10 кВ, 400 А. Привод ручной, рычажной, моторной (пневмопривод).

Для наружных установок используется разъединитель поворотного типа РНДЗ-1 на U = 220 кВ, Iн = 2 кА.

При напряжении более 330 кВ используют подвесные разъединители, расположенные на изоляторе.

Разъединители блокируются с выключателями с помощью механических, механических замковых и электромагнитных замковых блокировок.

^ В первом случае рычаг привода разъединителя оказывается свободным только при отключенном положении механизма выключателя. Используется редко.

Второй вариант предусматривает специальные замки, которые могут быть открыты только специальным ключом. Ключ находится в замке, установленном на выключателе. Его можно вынуть при отключенном состоянии выключателя, т.е. при отсутствии тока через разъединитель. После этого ключ вставляется в замок, расположенный на приводе разъединителя и освобождает его механизм.

Разъединитель может включаться и выключаться только в том случае, когда ключ находится в его замке.

Операции с другими разъединителями при этом невозможны. Здесь отсутствует механическая связь приводов выключателя и разъединителя.

Более совершенный третий вариант – электромагнитные замки. В этом случае ключ ввода электрического магнита должен вставляться в замок. Если выключатель, связанный с данным разъединителем, отключен, то через его размыкающий блок-контакт подается напряжение на катушку ключа, он притягивает запирающий плунжер. Перемещение якоря ключа вместе с плунжером приводит в высвобождению привода разъединителя с последующей механической фиксацией.
Отделители и короткозамыкатели





В настоящее время широко применяются высоковольтные подстанции без выключателей на питающей линии. Это проще, надежнее и дешевле.

Для замены выключателей на стороне высокого напряжения используются короткозамыкатели и отделители.


Короткозамыкатель – быстродействующий контактный аппарат, с помощью которого по сигналу релейной защит создается искусственное к.з. сети.

Отделитель представляет собой разъединитель, который быстро отключает обесточенную цепь после подачи команды на его привод. Если в обычном разъединителе скорость отключения мала, то в отделителе процесс отключения длится 0,5-1 сек.



Схема коммутации с отделителями и короткозамыкателями:

^ QK – короткозамыкатели быстродействующие; Q1, Q2 – отделители, которые при номинальном режиме работы замкнуты

Допустим, вследствие ухуд-шения изоляции трансформатора TV1 внутри его возникает электрический разряд, который приводит к разложению масла и выделенного газа. Газовые пузырьки поднимаясь вверх, приводят к срабатыванию газового реле. По сигналу этого реле включается короткозамыкатель и в цепи возникает искусственное к.з. Под действием тока к.з. сраба-тывает выключатель защиты QF1 и обе группы трансформаторов TV1 и TV2 обесточиваются.

С помощью релейной защиты трансформатора TV1 отключается также QF2, после чего с выдержкой времени отключается отделитель Q1. Затем, так как режим искусственного к.з. оказался отключенным, снова включается выключатель QF1. Если до аварии QF4 был отключен, то после вклю-

чения QF1 он может быть включен.

При этом будет восстановлено питание потребителей на шинах 10 кВ первой трансформаторной группы.

Таким образом, в этой схеме удается не ставить выключатели на 220 кВ трансформаторов TV1 и TV2. Однако для надежной работы необходима четкая последовательность в работе короткозамыкателей, выключателей и отделителей.

Эффективность такой схемы тем выше, чем больше номинальное напряжение сети. Применение отделителей и короткозамыкателей позволяет удешевить стоимость подстанций на 30-40 % и практически сохранить ту же надежность.

Номинальное напряжение разъединителя должно соответствовать номинальному напряжению высоковольтной сети.

Длительный ток нагрузки потребителя не должен превышать номинальное значение длительного тока разъединителя

.

где ^ IТ – ток термической точности; IК – ток короткого замыкания.
Условные обозначения












отделитель

коротко-замыкатели

выключатель высокого напряжения

разъединитель

контакт выключатель = разъединитель


Реакторы
Это электрический аппарат в виде катушки с неизменной индуктивностью L для ограничения токов к.з. и поддержания напряжения на шинах при аварийном режиме.



Два варианта: без реактора и с реактором



введем понятие относительного индуктивного сопротивления генератора

.

в этом случае напряжение равно нулю и на всех линиях пропадает напряжение.

Формула удобна для определения тока к.з, когда его значение определяется сопротивлением одного элемента схемы.

В данном случае автомат QF1 должен быть выбран по току к.з. IК1.

Ток к.з. в линии с реактором определяется суммарным сопротивлением генератора и реактора

или .

Обычно один генератор обслуживает несколько десятков потребителей. Поэтому номинальный ток линии во много раз меньше номинального тока генератора. Длительный ток реактора выбирается равным току линии, таким образом .

Положим , тогда следуя, что

.

Таким образом, при сделанных допущениях ток к.з. определяется только параметрами реактора.

Выбор аппаратуры линии производится по току , что значительно облегчает и удешевляет распределительное устройство.

Потеря напряжения на реакторе

, при номинальном токе

.

При чисто индуктивной нагрузке  = 900 потеря напряжения равна потери напряжения на реакторе.

При активно-индуктивной нагрузки с cos = 0,8, потери напряжения равна 0,6Хр. Обычно Хр% < 10 %. Таким образом, в длительном режиме потеря напряжения на реакторе не велика. В сдвоенных ректорах она еще меньше.

Мощность, выделяемая обмоткой реактор в виде тепла, составляет несколько кВт в реакторах на малые токи и несколько десятков кВт в реакторах на большие токи (Iр.н. = 2000 А). При прохождении тока к.з. температура реактора растет. Поэтому в качестве основных параметров реактора является длительный номинальный ток Iр.н. и ток термической стойкости Iт, отнесенный к определенному времени t.

Иногда термическая стойкость задается произведением .

Если Хр% > 3 %, то наибольший ток, проходящий через реактор

.

Этот ток берется за основу при расчете термической и электродинамической стойкости реактора.

Если Хр% < 3 %, то при расчете тока к.з. желательно учитывать сопротивление источника питания.

Механическая прочность реактора характеризуется ударным током электродинамической стойкости. При расчете электродинамической стойкости за основу берется ударный ток

.

Основным параметром реактора является его индуктивность L.

Индуктивность реактора

, , , Uн – кВт, Iн – А.

Для бетонных реакторов, имеющих обмотку из n витков в виде катушки высотой h (м), толщиной b (м) и средним диаметром D (м) индуктивность (мГн) может быть определена

,

где Р = 3/4 при ; и Р = 1/2 при 1.

Применение ферромагнитных магнитопроводов позволяет резко снизить размеры реактора. Однако при больших токах происходит насыщение магнитопроводов и уменьшение индуктивности, что уменьшает токоограничивающий эффект реактора. В связи с этим применение магнитопроводов в токоограничивающих реакторах не получило распространение.

Реактор потребляет из сети реактивную мощность равную для трех фазного комплекта

квар.

^ Основные параметры реактора:

- номинальное напряжение – Uн;

- номинальный ток – Iн;

- реактивное сопротивление – Хр%;

- ток термической стойкости Iт для времени t;

- ток динамической стойкости – iуд.

Наиболее распространены бетонные реакторы.

В качестве обмоточного провода используется многожильный медный или алюминиевый кабель большого сечения.

Охлаждение реактора естественное. Бетонные реакторы применяются в закрытых распределительных устройствах при напряжении не выше 35 кВ. Недостатком их являются большие габаритные размеры и масса. При напряжениях более 35 кВ для установок на открытой части подстанций применяются реакторы в масляном исполнении. Применение масла позволяет уменьшить изоляционные расстояния между обмотками и заземленными частями реактора и улучшить условия охлаждения за счет конвекции масла. В результате масса и габаритные размеры аппарата уменьшаются.

Переменный магнитный поток реактора Ф0 замыкается по стенкам бака, что приводит к его нагреву до недопустимых температур из-за появления вихревых токов. Чтобы избежать этого внутри бака устанавливается короткозамкнутый виток в виде экрана. Такой виток увеличивает магнитное сопротивление цепи, и, следовательно, уменьшает магнитный поток, замыкающийся через бак и вызванный этим потоком потери на вихревые токи.

В настоящее время разработаны тороидальные реакторы. Как и в магнитных усилителях обмотка такого реактора имеет тороидальную форму, но не содержит магнитопровод. При такой форме обмотки внешнее поле практически отсутствует и нагрев бака не возникает.

Тороидальные реакторы на напряжение 110 кВ и выше имеют более высокие технические и экономические показатели по сравнению с масляными.

Стремление к уменьшению потерь напряжения на реакторе в номинальном режиме, к упрощению и удешевлению распределительных устройств привело к созданию сдвоенных реакторов.

При обычных реакторах каждая отходящая линия имеет свой реактор, рассчитанный на номинальный ток линии. Каждая трехфазная группа реакторов размещается в специальные ячейки распределительного устройства.

В сдвоенных реакторах реакторы соседних ветвей сближены так, что между ними существует сильная магнитная связь. В номинальном режиме магнитного поля реакторов направлены встречно и оказывают размагничивающее действие друг на друга. В результате индуктивное сопротивление ветви падает. Соответственно уменьшается падение напряжения на реакторе Uв при номинальном токе

,

где Хр.в – индуктивное сопротивление ветви реактора; Хм = ^ М – сопротивление взаимной индукции ветвей реактора; М – коэффициент взаимной индукции; - коэффициент связи ветвей реактора; ^ Lр.в. – индуктивность одной ветви.

Чем больше коэффициент связи К, тем меньше падение напряжения в ветви. С точки зрения уменьшения падения напряжения в номинальном режиме желательно увеличение коэффициента связи К, для этого реакторы должны быть возможно ближе друг к другу.

При к.з. в одной из ветвей падение напряжения на реакторе в основном определяется ее сопротивлением Хр.в. Влияние соседней ветви, обтекаемой номинальным током мало, так как размагничивающее действие этой ветви незначительно.

Если первая ветвь реактора разомкнута, а во второй проходит ток к.з, то реактор первой ветви наводит дополнительную ЭДС, равную .

В результате напряжения на первой ветви реактора возрастает и может достигнуть удвоенного значения.

При одновременном к.з. в обоих отходящих от реактора ветвей между ними возникают большие электродинамические силы. Это происходит во-первых из-за того, что реакторы расположены близко друг к другу, и во-вторых – возрастает ток к.з, так как падает реактивное сопротивление ветвей.

Для ограничения перенапряжений и электродинамических сил коэффициент связи К берется в пределах 0,3 до 0,5.






одинарный реактор

сдвоенный реактор


Бетонные реакторы сдвоенные подвержены разрушению при одновременном к.з. в обеих ветвях.

Увеличение электродинамической стойкости достигается в сборной конструкции.

Основные параметры сдвоенного реактора:

- номинальный длительный ток каждой ветви;

- индуктивное сопротивление (в процентах) одной ветви (при отсутствии тока в другой)

;

- коэффициент связи

;

- электродинамическая стойкость каждой ветви, определяется усилиями, возникающими между витками каждой ветви и между ветвями соседних фаз (при двух- и трехфазных к.з).

При одновременном к.з. в обоих ветвях одного реактора возникают усилия, разрывающие реактор, так как токи в ветвях направлены встречно. Обычно динамическая стойкость при таких повреждениях в 2-3 раза меньше, чем при к.з в одной ветви.

- термическая стойкость одной ветви.


Разрядники
При работе электрических установок возникают перенапряжения, которые могут пробить электрическую изоляцию элементов. Эти перенапряжения в 6-8 раз больше номинального.

С целью облегчения изоляции возникающие перенапряжения ограничивают с помощью разрядников.

Перенапряжения делятся на коммутационные (внутренние) и атмосферные.

Коммутационные перенапряжения характеризуются относительно низкой частотой (до 1000 Гц) и длительностью воздействия до 1 с.

Атмосферные перенапряжения возникают при воздействия атмосферного электричества, имеют импульсный характер и малую длительность (десятки мкс).

Основным элементом разрядника является искровой промежуток. Вольт-секундная характеристика защищаемого оборудования должна лежать выше характеристики разрядника. При появлении перенапряжения разрядник должен пробиться раньше, чем изоляция защищаемого оборудования. После пробоя линия заземляется через сопротивление разрядника. Чем меньше величина сопротивления разрядника и заземления, тем эффективнее ограничиваются перенапряжения.

Во время пробоя через разрядник протекает импульс тока. Напряжение на разряднике при протекании импульса тока данного значения и формы называется остающимся напряжением. Чем меньше это напряжение, тем лучше качество разрядника.

После прохождения импульса тока искровой промежуток оказывается ионизированным и легко пробивается номинальным фазным напряжением. Возникает к.з. на землю, при котором через разрядник протекает ток промышленной частоты называется сопровождающим, который может меняться в широких пределах.

Различают трубчатые (РТВ) и вентильные разрядники (РВС).

Трубчатый. При нормальной работе установки разрядник отделен от линии воздушным промежутком. При появлении перенапряжения пробивается промежуток и импульсный ток отводится в землю. После прохождения импульсного тока по разряднику течет сопровождающий ток промышленной частоты.

В узком канале обоймы из газогенерирующего материала загорается дуга. Поднимается давление. При прохождении тока через нуль дуга гаснет.

Вентильные разрядники – они бесшумны.

При появлении перенапряжения пробиваются три последовательно включенных блока искровых промежутков 2. Импульс тока при этом через рабочие резисторы замыкается на землю.

Для ограничения напряжения разрядника его сопротивление выполняется нелинейным и с ростом тока уменьшается.

Такие разрядники называются вентильными, потому что при импульсных токах их сопротивление резко падает, что дает возможность пропустить большой ток при относительно небольшом падении напряжения. В качестве материала нелинейных резисторов применяется вилит.
Разрядники постоянного тока
Применяются вентильные разрядники с магнитным дутьем от постоянных магнитов



Разрядник постоянного тока:

^ 1 – рабочие резисторы; 2 – искровые промежутки; 3 – пружина токопроводящая; 6 – фарфоровый корпус; 7 – крышка
Трансформаторы
Трансформаторы тока. Имеет замкнутый магнитопровод с двумя обмотками. Через первичную протекает измеряемый ток, во вторичной – подключаются измерительные приборы или реле.

Обе обмотки намотаны в одну сторону. В первичной обмотке ток втекает в начало обмотки, во вторичной – ток вытекает из начала (это условное положительное направление тока по ГОСТ).

Наибольшим термическим и динамическим воздействиям подвергается первичная обмотка. Вторичная работает в облегченных условиях.

Наиболее рациональна конструкция ТА с одновитковой первичной обмоткой в виде шины или стержня. При токах менее 400 А первичная обмотка выполняется многовитковой.

С целью снижения погрешности необходимо уменьшать активное и реактивное сопротивления вторичной обмотки.

Трансформатор тока является одним из основных звеньев релейной защиты.

Режим разомкнутой вторичной обмотки является для ТА аварийным. Его рабочий режим близкий к режиму к.з.

Недостаток одновитковых ТА заключается в большой погрешности при малом номинальном первичном токе, поскольку W1 = 1. При малых первичных токов (ниже 400 А) для получения высокого класса точности применяются многовитковые ТА.

Трансформаторы напряжения. Служат для преобразования высокого напряжения в низкое стандартное напряжение, удобное для измерения. Обычно за номинальное напряжение принимают 100 В или . Это позволяет для измерения любого высокого напряжения применять одни и те же приборы.

Для напряжений до 35 кВ выпускают однофазных TV с масляной или литой изоляцией.
Распределительные устройства (КРУ)
Это совокупность соединенных между собой электрических аппаратов, предназначенных для приема и распределения электроэнергии. В функции КРУ входят также защита сети от к.з. и ненормальных режимов.

Различают сборные и комплектные распределительные устройства.

Сборные РУ на 6-35 кВ монтируются в специальных контактных зданиях. Масляные выключатели монтируются в железобетонных ячейках, рассчитанных на возможность взрыва.

Сборные РУ на напряжение выше 35 кВ строятся открытого типа (ОРУ) и не требуют капитальных зданий. Наладка и установка на месте.

В комплектных РУ электрические аппараты, входящие в устройство, монтируются на заводе изготовителе.

В КРУ входят:

- выключатели со встроенным приводом с малыми габаритами;

- трансформаторы тока и напряжения с литой изоляцией;

- разъединители механически связанные с выключателем;

- разрядники и предохранители.


Рубильник с рычажным приводом и дугогасительной камерой







а)

а)





б)

б)

Вентильный разрядник (а) и его искровые промежутки в увеличенном масштабе (б)

Вольт-амперная характеристика вилитого резистора





а)



б)

Типовая ячейка КРУ






Схема включения ТИ в трехфазных цепях








Схема включения однофазного ТН

Схема включения трансформатора тока








Трехфазный комплект реакторов

Изменение во времени электродинамических усилий, действующих между реакторами







1 См. книгу. Стернин В.Г., Карпенский А.К. Токоограничивающие реакторы. – М., 1965 (для дисковых катушек).



Скачать файл (6353.6 kb.)

Поиск по сайту:  

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