 |
Описание лабораторного стенда
|
|
|
|
В аппаратном зале представлен образец элегазового выключателя 10 кВ серии LF
производства Merlin-Gerin группы Schneider Electric. Выключатели серии LF 1,2,3 применяются в установках с номинальным напряжением 6 и 10 кВ, номинальными токами 630...3150 А, имеют номинальные токи отключения 25...50 кА, собственное время отключения 48 мс, время отключения и включения 65 мс.
Эти выключатели предназначены для установки в КРУ, однако могут устанавливаться также стационарно в КСО и идти на замену старых маломасляных выключателей в действующих РУ. Выключатели стойки к вибрационным воздействиям (ускорение до 0,7g) и к сейсмическим воздействиям интенсивностью до 9 баллов, предназначены для работы в условиях производственной и морской среды. Максимальная допустимая температура окружающего воздуха: +50 °С, если выключатель вне ячейки, +40 °С, если выключатель в составе КРУ; нижнее рабочее значение температуры окружающего воздуха составляет -25 °С. Интенсивность отказов при доверительной вероятности 0,9 не более чем 3,6-10-4 1/год.
Выключатель выполняет автоматическое повторное включение (АПВ) с бестоковой паузой 3 мин: О—Змин—ВО—Змин—ВО. Могут быть также реализованы циклы: О—0,3с—ВО—15с—ВО или О—0,3с—ВО— Змин—ВО.
Элегазовый выключатель LF2, представленный в лаборатории, имеет следующие параметры:
· номинальное напряжение - 10 кВ;
· максимальное рабочее напряжение - 12 кВ;
· уровень изоляции (50 Гц, 1мин/импульс 1,2/50 мкс) — 42кВ/75 кВ;
· номинальный ток — 1250 А;
· номинальный ток отключения — 40 кА;
· номинальный ток включения — 50 кА/128 кА макс;
· ток термической стойкости — 40 кА/3 с;
· ток электродинамической стойкости — 128 кА макс;
· нормированное содержание апериодической составляющей — 30 %;
|
|
|
· ресурс по коммутационной стойкости: при / = 40 кА — 20 циклов
отключений, при I = 1250 кА — 10 000 циклов отключений;
► емкостной ток отключения — 440 А;
► время включения выключателя, с, не более, при напряжении на зажимах расцепителя включения: 0,85 Uном — 130 мс; 1,0 Uном — 65 мс; 1,1 Uном — 35 мс;
► собственное время отключения выключателя, с, не более, при напряжении на зажимах расцепителя отключения: 0,85 Uном — 120 мс; 1,0 Uном —45 мс;
1,1 Uном —30 мс.
Выключатель способен отключать токи намагничивания трансформаторов.
Номинальное избыточное давление элегаза 0,15 МПа при 20 °С. Выключатель сохраняет указанные выше параметры при снижении давления вплоть до 0,1 МПа. При разгерметизации при нулевом избыточном давлении выключатель способен отключить 12 раз номинальный ток или 2 раза ток, равный 80 % номинального тока отключения. Нормируемая утечка элегаза не более 0,1 %/год. Выключатели могут оснащаться реле давления с одним замыкающим контактом, уставка реле 0,1 МПа. Корпус камеры имеет мембранную защиту от повышения давления, она срабатывает при избыточном давлении, превышающем 0,65 МПа.
Все выключатели серии LF имеют главные, или рабочие, контакты и вспомогательные, или дугогасительные, контакты (рис. 5), последние шунтируют главные контакты. Как и весь токопровод выключателя, его рабочие контакты медные, к тому же они посеребрены. Во включенном состоянии основная часть тока течет через главные контакты. При отключении выключателя сначала размыкаются главные контакты, весь ток переходит на дугогасительные контакты, затем через 7 мс размыкаются дугогасительные контакты. Происходит пробой между дугогасительными контактами, переходящий в дуговой разряд, который гасится продольным дутьем за счет энергии дуги, вращающейся в поперечном магнитном поле соленоида, находящегося на неподвижном дугогасительном контакте.
|
|
|
Рис.5. Положение контактов выключателя в процессе отключения.
Благодаря такой конструкции рабочие контакты не подвергаются дуговой эрозии и, значит, контактное сопротивление остается в допустимых пределах во время эксплуатации. Сопротивление контактов нового выключателя не превышает 40 мкОм. Дугогасительные контакты сделаны из дугостойкого материала W+Cu.
Разновременность замыкания и размыкания контактов составляет не более 5 мс.
|
Назначения элементов панели управления выключателя LF показаны на рис. 6.
1 - ручка завода пружины
2 - кнопка включения
3 - кнопка отключения
4 - счетчик операций
5 - индикатор положения выключателя:
“включен” или “отключен”
6 - индикатор состояния пружины:
“заряжена” или “разряжена"
7 - отверстие для установки замка
Рис. 6. Панель управления выключателя серии LF
Для измерения времени включения выключателя LF2 необходимо собрать схему согласно рис. 9, номера указывают места подключения к клеммнику выключателя, находящемуся на правой боковой стенке выключателя. На секундомере РТ должен стоять ноль. После проверки схемы вручную взвести пружину включения выключателя. Затем подать напряжение на схему измерений, когда выключатель окажется в положении "ON", снять показания с секундомера.
Рис.7. Схема измерения времени включения выключателя LF
Для измерения собственного времени отключения выключателя LF2 необходимо собрать схему согласно рис. 8. На секундомере РТ должен стоять ноль. После проверки схемы включить выключатель. Затем подать напряжение на схему измерений, когда выключатель окажется в положении "OFF", снять показания с секундомера.
Измерения повторяются пять раз при каждом значении напряжения оперативного тока: 0,85t/„OM; l,0t/„OM; 1,Ш„0М.
Рис. 8. Схема измерения времени отключения выключателя LF
|
Порядок выполнения работы
1. Изучите конструкцию элегазового выключателя серии LF2.
2. В отчете укажите основные элементы выключателя LF, объясните работу контактной системы, отметьте последовательность коммутаций контактов.
3. Нарисуйте электрическую дугу на контактах и покажите направления дутья.
4. Измерьте время включения и собственное время отключения с помощью измерительной схемы.
|
|
|
Домашнее задание
1. Изучить физические процессы в дуговом промежутке выключателя при высоком давлении [1, § 11.2, с. 128—131], а также ознакомиться с характеристиками элегазовых выключателей [1, § 12.4, с. 150—153].
2. На основе проработки теоретического материала нарисовать (качественно) зависимость тока и напряжения от времени при отключении цепи элегазовым выключателем.
3. Изучить современные принципы гашения дуги в элегазе и особенности конструкции элегазовых дугогасительных камер.
4. Письменно ответить на вопросы:
а) В чем состоят достоинства элегаза при использовании его в выключателях?
б) Какие типы дугогасительных устройств применяют в элегазовых выключателях?
в) Почему в элегазовых выключателях применяется относительно невысокое давление?
г) Какие ограничения накладывает установка элегазового оборудования на внешние условия?
д) Укажите основные достоинства и недостатки элегазовых выключателей.
е) Как определяется собственное время отключения выключателя?
5. Изучить материалы пп. 3 и 4, познакомиться с рабочим заданием (п. 5) и указаниями (пп. 7 и 8).
Контрольные вопросы
1. Каковы области применения элегазовых выключателей?
2. За счет чего элегазовые выключатели имеют преимущество перед другими типами выключателей?
3. Назовите достоинства и недостатки элегазовых выключателей.
4. Как выполняется изоляция токоведущих частей в выключателе серии LF?
5. Каковы условия применения элегаза?
6. Почему у выключателей серии LF установлены рабочие и ду го гасительные контакты?
7. Какие способы гашения дуги используются в элегазовых выключателях?
8. Какие меры приняты в выключателях LF для уменьшения опасности в случае чрезмерного повышения давления внутри выключателя?
9. Какой тип привода использован в выключателе LF1
10. Какова область применения элегазовых выключателей?
11. Оцените полученные результаты измерения времени включения и собственного врмени отключения выключателя LF2.
|
|
|
ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ
Отчет к лабораторной работе по изучению аппаратов высокого напряжения должен содержать:
1. Перечень основных технических параметров аппарата; краткую характеристику его основных конструктивных узлов, их назначение и взаимодействие в аппарате.
2. Кинематические схемы механизмов выключателей для включенного и отключенного положения.
3. Электрические схемы управления аппаратом и схемы проведения опытов с описанием их работы.
4. Таблицы и графики экспериментальных данных и результатов их расчетной обработки.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Электрические аппараты высокого напряжения: учебник для вузов / Г. Н. Александров, [и др.] под ред. Г. Н. Александрова. 2-е, изб. перераб. и доп. СПб.: Изд-во СПбГТУ; 2000. 503с.
2. Чунихин А.А., Жаворонков М.А. Аппараты высокого напряжения. учеб. пособие для вузов – М.: Энергоатомиздат, 1985. 432 с.
3. Теория электрических аппаратов: учебник для вузов / Г.Н.Александров, [и др.], под ред. Г.Н. Александрова. 2-е изд., перераб. и доп. СПб. Изд-во СПбГТУ; 2000. 540 с.
СОДЕРЖАНИЕ
1. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № I. Высоковольтный масляный выключатель……………………………………………………………… 3
2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2. Электромагнитный привод
высоковольтного выключателя...................................…………………………… 7
3. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3. Исследование дугогасительного
устройства масляного бакового выключателя…….……………………………….13
4. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4. Выпрямляющие механизмы выключателей высокого напряжения…………………………………………….. ……………….18
5.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5. Исследование вакуумного выключателя………………………………………………………………………..24
6.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6. Исследование элегазового выключателя………………………………………………………………………..31
ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ ……………………………………………………… 40
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………………………………. 41
|
|
|
