 |
Высоковольтного выключателя
|
|
|
|
Цель работы – изучение электромагнитного привода и его функций в высоковольтном выключателе.
Предмет исследования
Для выполнения коммутационных операций (включение и отключение) выключатель высокого напряжения оснащается специальным силовым устройством, которое называется приводом. Он производит включение выключателя, удерживает его во включенном положении и создает условия отключения, которое выполняется специальными пружинами, запасающими энергию на стадии включения.
Приводы различаются по виду преобразуемой в работу выключателя энергии. В данной работе изучается электромагнитный привод постоянного тока ПЭ-11, приводимый в действие электрической энергией. Таким приводом оснащаются маломасляные выключатели ВМП-10 (работа № 1) и некоторые другие выключатели на напряжение 10 кВ.
Общий вид привода ПЭ-11 представлен на рис. 2.1. Основные функциональные узлы его конструкции: электромагнит включения ЭВ, электромагнит отключения ЭО, шарнирно-рычажный механизм свободного расцепления с рычагами «мертвого положения» и система путевых коммутаторов для управления работой привода. Указанное на рисунке положение его элементов соответствует включенному состоянию включателя.
Рис.2.1. Электромагнитный привод ПЭ-11
Включение выключателя происходит следующим образом. При подаче напряжения на обмотку 1 электромагнита ЭВ его сердечник 2 перемещается вверх и своим штоком 3 заводит шарнир 4 механизма привода на выступ подпружиненной упорной собачки 8. При этом главный вал 5 привода поворачивается через систему рычагов 6 и 7 на угол, необходимый для включения выключателя, преодолевая приложенные к нему противодействующие силы. На этом процесс включения заканчивается, с электромагнита ЭВ снимается напряжение и его сердечник падает вниз. Выключатель удерживается во включенном положении только упорной собачкой. Элементы механизма привода занимают указанное на рис. 2.1 положение.
|
|
|
Самопроизвольное отключение выключателя из-за смещения отключающими силами выключателя шарнира 4 вправо и сползание его с упорной собачки вниз, предотвращается рычагами 9 и 10 механизма свободного расщепления (МСР), которые в процессе включения подходят к состоянию «мертвого положения», жестко фиксируя шарнир 4. В этом положении МСР удерживается входящей в его состав отключающей собачкой 11. В результате МСР подготавливается для выполнения основной функции — отключения выключателя из любого положения, в том числе в процессе включения.
Отключение выключателя осуществляется силами отключающих пружин через вал привода при подаче напряжения на электромагнит отключения ЭО привода. При этом его сердечник 12 ударяет по хвостовику отключающей собачки 11, освобождая рычаги механизма для выхода из «мертвого положения». Шарнир 4 смещается вправо, сходит с упорной собачки 8 и падает на шток электромагнита включения ЭВ, создавая условия для последующего включения; главный вал 5 поворачивается в сторону отключения.
В приводе имеется рычаг ручного отключения 13, жестко связанный с отключающей собачкой. При его повороте вручную собачка 11 отклоняется так же, как и при срабатывании электромагнита ЭО, т.е. выполняется ручное отключение выключателя. Для включения вручную предусмотрен специальный съемный рычаг, которым сердечник ЭВ механически поднимается до посадки шарнира 4 на упорную собачку 8.
Оба электромагнита привода могут работать только в кратковременном режиме. Для управления электромагнитом ЭВ применен специальный контактор постоянного тока двухполюсного исполнения.
|
|
|
Электрическая схема управления приводом (рис. 2.2) имеет два независимых входа. Напряжение в схему управления подается непосредственно на клеммы 10-13 панели управления на силовую часть управления электромагнитом ЭВ – пакетным выключателем QS.
Для управления приводом предназначена система путевых коммутаторов.
Коммутатор SQ1 (поз. 14, рис. 2.1) – датчик положения выключателя. Он выполняет функции подготовки привода к последующей коммутационной операции. Состояние контактов коммутатора задается положением главного вала. Контакты SQ12 (рис. 2.2) замкнуты в отключенном положении, обеспечивая готовность привода к операции включения. Контакты SQ11, наоборот, замкнуты во включенном положении, обеспечивая операцию отключения. Одновременно переключаются сигнальные лампочки, указывающие состояние выключателя.
Коммутатор SQ2 (поз. 15, рис. 2.1.) — устройство защиты от «прыгания». Его контакты механически связаны с якорем электромагнита отключения ЭО. При обесточенной катушке ЭО замкнуты SQ22, разомкнуты SQ21, и наоборот.
Дистанционное управление выключателем осуществляется многоконтактным трехпозиционным ключом управления SA. Ключ имеет одно устойчивое «нейтральное» положение, и два промежуточных: правое – «С» (включить – close), левое – «О» (отключить – open). В нейтральное положение после поворота рукоятки на 45º в любую сторону ключ возвращается самопроизвольно, однако состояние контактов в этом положении зависит от предшествующей операция (No после операции «О» и Nc после операции «C»). Включение выключателя производится поворотом ключа управления вправо до упора в положение С. При этом через контакты секций V и V1ключа управления и SQ22, SQ12 путевых коммутаторов составляется цепь питания
 |
Рис. 2.2. Схема управления приводом
катушки контактора К. Контактор включается и своими рабочими контактами К1 и К2 замыкает цепь питания обмотки электромагнита ЭВ. Происходит включение выключателя. Теперь контакты коммутатора SQ1 меняют свое положение. Контактами SQ12 разрывается цепь питания катушки контактора К, он отключается и обесточивает обмотку включающего электромагнита ЭВ. Происходит отключение ЭВ независимо от действий оператора даже в том случае, если он будет удерживать рукоятку ключа управления в правом положении. Контакт SQ11 подготавливает цепь электромагнита ЭО и замыкает цепь красной лампы C2, сигнализирующей о включенном положении выключателя. Красная лампа C2 одновременно контролирует исправность цепи отключения. Для того чтобы электромагнит ЭО не мог сработать через цепь сигнальной лампы, последняя берется малой мощности и включается через добавочное сопротивление R1.
|
|
|
При возвращении рукоятки ключа SA в нейтральное положение после операции включения контакты секции II ключа управления остаются замкнутыми и тем самым подготавливается цепь желтой лампы С4 автоматического отключения. На этом процесс включения заканчивается.
Для оперативного отключения выключателя необходимо рукоятку ключа SA повернуть до упора влево. При этом его контактами VII и VIII и QS11 датчика положения замыкается цепь обмотки отключающего электромагнита ЭО и выключатель отключается. Вслед за этим контакты SQ11 размыкаются и разрывают цепи электромагнита ЭО и красной лампы С2, а контакт SQ12 замыкается, подготавливая цепь включения. Горение зеленой лампы С5, включаемой через R2 и контакты III ключа управления, сигнализирует об отключенном состоянии выключателя и исправности цепи его включения.
Электрическая цепь желтой лампы C4 разомкнута контактами II ключа управления. Последняя загорается лишь в том случае, если отключение произошло не оперативно, т.е. ключом управления, а аварийно от релейной защиты. В этом случае контакты ключа управления находятся в положении Nc после операции включения привода ключом управления, т.е. замкнуты. Поэтому при появлении сигнала аварийного отключения АО срабатывает электромагнит отключения, контакты SQ12 замыкаются, образуя цепь питания желтой лампы C4.
Блокировку выключателя от повторных включений на короткое замыкание (защиту от «прыгания») выполняет коммутатор SQ2. «Прыгание» происходит, если ключ управления повернут вправо и удерживается в этом положении, а на линии имеет место короткое замыкание. При отсутствии такой блокировки выключатель включается и сейчас же отключается релейной защитой, включается повторно и снова отключается и т.д. В результате этого, после нескольких повторных включений на короткое замыкание, может произойти разрушение выключателя.
|
|
|
Для предотвращения «прыганья» выключателя при включении его на короткое замыкание применена специальная блокировка. Она предотвращает возможность включения контактора К электромагнита ЭВ пока электромагнит ЭО остается под напряжением. Защита обеспечивается включением в схему управления приводом контактов, механически связанных с якорем электромагнита ЭО, нормально открытых в цепи обмотки ЭО (SQ21) и нормально закрытых в цепи обмотки ЭВ (SQ22). При оперативном включении и последующем автоматическом отключении выключателя релейной защитой ЭО остается под напряжением через контакты V и VI ключа управления и замкнутые контакты SQ21. Разомкнутые при этом контакты SQ22 в цепи катушки контактора К исключают возможность включения электромагнита ЭВ, несмотря на то, что ключ управления занимает правое положение C. Это
делает невозможным несколько повторных включений на короткое замыкание. Включение выключателя автоматически после аварийного отключения может осуществляться посредством специальных устройств АПВ и БАПВ.
|
|
|
