 |
Воздушные выключатели. Конструкции, основные параметры и характеристики.
|
|
|
|
Высоковольтные выключатели. Их основные параметры и характеристики, требования, предъявляемые к ним, условия выбора.
Требования, предъявляемые к выключателям, заключаются в следующем:
1) надежность в работе и безопасность для окружающих;
2) быстродействие – возможно малое время отключения;
3) удобство в обслуживании;
4) простота монтажа;
5) бесшумность работы;
6) сравнительно невысокая стоимость.
Применяемые в настоящее время выключатели отвечают перечисленным требованиям в большей или меньшей степени. Однако конструкторы выключателей стремятся к более полному соответствию характеристик выключателей выдвинутым выше требованиям.
В соответствии с ГОСТ Р 52565-2006 выключатели характеризуются следующими параметрами:
· номинальное напряжение Uном (напряжение сети, в которой работает выключатель);
· номинальный ток Iном (ток через включённый выключатель, при котором он может работать длительное время);
· номинальный ток отключения Iо.ном — наибольший ток короткого замыкания (действующее значение), который выключатель способен отключить при напряжении, равном наибольшему рабочему напряжению при заданных условиях восстанавливающегося напряжения и заданном цикле операций;
· допустимое относительное содержание апериодического тока в токе отключения;
· если выключатели предназначены для автоматического повторного включения (АПВ), то должны быть обеспечены циклы:
Цикл 1: О — tбп — ВО — 180 — ВО
Цикл 2: О — 180 — ВО — 180 — ВО
где О — операция отключения, ВО — операция включения и немедленного отключения, 180 — промежуток времени в секундах, tбп — гарантируемая для выключателей минимальная бестоковая пауза при АПВ (время от погасания дуги до появления тока при последующем включении). Для выключателей с АПВ должно быть в пределах 0,3…1,2 с, для выключателей с БАПВ (быстродействующей) — 0,3 с.
|
|
|
· устойчивость при сквозных токах КЗ, которая характеризуется токами термической стойкости Iт и предельным сквозным током
· номинальный ток включения — ток КЗ, который выключатель с соответствующим приводом способен включить без приваривания контактов и других повреждений при Uном и заданном цикле.
· собственное время отключения — промежуток времени от момента подачи команды на отключение до момента начала расхождения дуго-гасительных контактов.
· параметры восстанавливающегося напряжения при номинальном токе отключения — скорость восстанавливающегося напряжения, нормированная кривая, коэффициент превышения амплитуды и восстанавливающегося напряжения.
По способу гашения дуги
· Элегазовые выключатели (баковые и колонковые);
· Вакуумные выключатели;
· Масляные выключатели (баковые и маломасляные);
· Воздушные выключатели;
· Автогазовые выключатели;
· Электромагнитные выключатели;
· Автопневматические выключатели.
Технические праметры, характеризующие высоковольтный выключатель:
1) номинальное напряжение;
2) номинальный ток;
3) номинальный ток отключения;
4) допустимое (нормированное) относительное содержание апериодической составляющей тока в токе отключения для момента расхождения контактов;
5) номинальный ток включения - это ток который выключатель способен включить без приваривания контактов;
6) ток термической стойкости при заданной длительности протекания этого тока (3-4 с);
7) токи электродинамической стойкости, которые могут быть действующем значением или наибольшим (пиковым) значением;
8) собственное время отключения выключателя - это интервал времени от момента подачи команды на отключение до момента начала расхождения контактов;
9) полное время отключения tоткл - это интервал времени от подачи команды до момента погасания дуги.
Выбор выключателя заключается в обосновании типа выключателя и подборе выключателя с заданными техническими параметрами
|
|
|
· Порядок выбора высоковольтного выключателя:
1) выбор начинается с номинального напряжения сети:
2) выбор по длительному току по условию
- максимальный ток нормального режима;
- максимальный ток длительного режима.
Перечисленные 2 тока учитывают аварийные и послеаварийные режимы работы сети. Например, если сеть имеет две параллельные взаиморезервирующие друг друга линии, то максимальный длительный ток в послеаварийном режиме при отключении одной из линий будет равняться двойному расчетному току
3) выбор по симметричному току отключения по условию
,
где 
-действующее значение периодической составляющей тока КЗ к моменту расхождения контактов;
-действующее значение периодической составляющей тока КЗ от системы;
-действующее значение периодической составляющей тока КЗ от двигателей;
4) определяется нормированное (номинальное) значение апериодической составляющей в токе отключения. Для успешного отключения асимметричного тока КЗ (апериодической составляющей) должно выполняться следующее условие:
,
где 
- апериодическая составляющая тока КЗ в момент расхождения контактов;
5) проверка по включающей способности производится по условиям
,
где 
- ударный ток КЗ;
- начальное значение периодической составляющей тока КЗ в цепи выключателя;
- номинальный ток включения.
6) проверка на электродинамическую стойкость по сквозным токам КЗ
7) проверка на термическую стойкость производится по тепловому импульсу тока КЗ:
Вк - расчетный тепловой импульс Расчеты выбора выключателя должны быть занесены в сравнительную таблицу.
Воздушные выключатели. Конструкции, основные параметры и характеристики.
В воздушных выключателях гашение дуги происходит сжатым воздухом при давлении 2-4 МПа, а изоляция токоведущих частей и дугогасительного устройства осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими материалами. Конструктивные схемы воз-душных выключателей различны и зависят от их номинального напряжения, способа создания изоляционного промежутка между контактами в отключенном положении, способа подачи сжатого воздуха в дугогасительное устройство.
|
|
|
В выключателях на большие номинальные токи имеется главный и дугогасительный контур подобно маломасляным выключателям МГ и МГГ. Основная часть тока во включенном положении выключателя проходит по главным контактам 4, расположенным открыто. При отключении выключателя главные контакты размыкаются первыми, после чего весь ток проходит по дугогасительным контактам, заключенным в камере 2. К моменту размыкания этих контактов в камеру подается сжатый воздух из резервуара 1, создается мощное дутье, гасящее дугу. Дутье может быть продольным или поперечным.
Необходимый изоляционный промежуток между контактами в отключенном положении создается в дугогасительной камере путем разведения контактов на достаточное расстояние. Выключатели, выполненные по конструктивной схеме с открытым отделителем, изготовляются для внутренней установки на напряжение 15 и 20 кВ и ток до 20000 А (серия ВВГ). В данном типе выключателей после отключения отделителя 5 прекращается подача сжатого воздуха в камеры и дугогасительные контакты замыкаются.
Конструктивные схемы воздушных выключателей 1 – резервуар со сжатым воздухом; 2 – дугогасительная камера; 3 – шунтирующий резистор; 4 – главные контакты; 5 – отделитель; 6 – емкостный делитель напряжения на 110 кВ – два разрыва на фазу (г)
В воздушных выключателях для открытой установки на напряжение 35 кВ (ВВ-35) достаточно иметь один разрыв на фазу.
В выключателях напряжением 110 кВ и выше после гашения дуги размыкаются контакты отделителя 5 и камера отделителя остается заполненной сжатым воздухом на все время отключенного положения. При этом в дугогасительную камеру сжатый воздух не подается и контакты в ней замыкаются.
По данной конструктивной схеме созданы выключатели серии ВВ на напряжение до 500 кВ. Чем выше номинальное напряжение и чем больше отключаемая мощность, тем больше должно быть разрывов в дугогасительной камере и в отделителе.
|
|
|
По конструктивной схеме рис, г выполняются воздухонаполненные выключатели серии ВВБ. Напряжение модуля ВВБ 110 кВ при давлении сжатого воздуха в гасительной камере 2 МПа. Номинальное напряжение модуля выключателя серии ВВБК (крупномодульного) составляет 220 кВ, а давление воздуха в гасительной камере 4 МПа. Аналогичную конструктивную схему имеют выключатели серии ВНВ: модуль напряжением 220 кВ при давлении 4 МПа.
Для выключателей серии ВВБ количество дугогасительных камер (модулей) зависит от напряжения (110 кВ – одна; 220 кВ – две; 330 кВ – четыре; 500 кВ – шесть; 750 кВ – восемь), а для крупномодульных выключателей (ВВБК, ВНВ) количество модулей соответст-венно в два раза меньше.
К номинальным характеристикам воздушных выключателей по МЭК относятся: номинальное напряжение Un0u\ номинальный уровень изоляции; номинальная частота /н; номинальный ток /ном; номинальный ток отключения /0.ном; номинальное переходное восстанавливающееся напряжение при коротком замыкании на выводах выключателя; номинальный ток включения /в.вом; номинальная длительность короткого замыкания; номинальная последовательность операций (номинальные циклы); номинальное давление р питания сжатым воздухом для оперирования и для отключения тока; номинальное напряжение питания включающих и отключающих устройств (электромагнитов) Un. ном; номинальные характеристики при неудаленных коротких замыканиях для трехполюсных выключателей с номинальным напряжением 52 кВ и выше и током отключения свыше 12,5 кА, предназначенных для прямой связи с воздушными линиями передачи; номинальный ток отключения ненагруженных линий для трехполюсных выключателей с номинальным напряжением 72,5 кВ и выше, предназначенных для коммутации воздушных линий передачи; номинальный ток отключения в режиме рассогласования фаз (для выключателей напряжением свыше 110 кВ); номинальный ток отключения ненагруженных кабелей; номинальный ток отключения конденсаторов (одиночных); номинальный малый индуктивный ток отключения; номинальное напряжение питания вспомогательных цепей; номинальная частота питания вспомогательных цепей.
|
|
|
