Дипломы по вакуумным выключателям

Сравнительная характеристика масляных, вакуумных и элегазовых высоковольтных выключателей

В электроустановках применяется несколько типов высоковольтных выключателей – воздушные, масляные, вакуумные и элегазовые.

Выключатели – это важнейший элемент оборудования распределительных устройств подстанций, так как данный коммутационный аппарат осуществляет включение и отключение участков электрической сети под рабочим током нагрузки, а в случае возникновения аварийных режимов – очень большие токи, токи короткого замыкания.

От качества и безотказности их работы зависит надежность электроснабжения потребителей, а также сохранность целостности оборудования в случае возникновения аварийных ситуаций. Следовательно, вопрос выбора высоковольтных выключателей является одним из важнейших. Итак, какому типу выключателей лучше отдать предпочтение? Разберемся в этом более подробно.

Воздушные выключатели, как наименее эффективные, крупные по габаритным размерам и дорогие в обслуживании, в наше время практически не используются, все старые воздушные выключатели постепенно заменяют более эффективными и надежными выключателями. Поэтому выключатели данного типа рассматривать не будем.

Приведем сравнительную характеристику масляных, вакуумных и элегазовых высоковольтных выключателей, рассмотрев их достоинства и недостатки в разных критериях, которые учитывают при выборе выключателей.

Отключающая способность, характерные особенности работы и коммутационный ресурс высоковольтных выключателей

Высоковольтные выключатели всех типов могут быть рассчитаны для работы при разном напряжении и номинальном токе нагрузки. При необходимости можно выбрать любой из типов выключателей, с требуемым номинальным током, током отключения (максимальным значением тока короткого замыкания) и другими характеристиками. Но самыми эффективными, характеризующимися высокой скоростью работы, более высокой отключающей способностью являются элегазовые и вакуумные выключатели.

Очень важным критерием является механическая прочность выключателей. В данном случае, чем проще конструкция, тем выше механическая прочность выключателя. Если рассматривать три типа коммутационных аппаратов, то наиболее простую конструкцию и соответственно более высокую механическую прочность имеет вакуумный выключатель, наименьшую прочность – масляный выключатель.

Что касается механической прочности, коммутационного ресурса и других параметров, то тут все зависит также от качества конструктивных элементов выключателей, а также качества сборки в целом. Поэтому нельзя однозначно сказать, что какой-то выключатель является более надёжным, чем другой.

Очень важным критерием надежности можно считать гарантийный срок обслуживания. Если производитель дает большой гарантийный срок, то это свидетельствует о том, что данная продукция очень надежна. Во всяком случае, возможные нюансы, возникающие при эксплуатации в течение гарантийного срока обслуживания, устраняются представителями завода-изготовителя.

Гарантийный срок обслуживания современных элегазовых и вакуумных выключателей составляет 20-25 лет. То есть это срок, по истечению которого, как правило, должна производиться замена всего оборудования – реконструкция (техническое переоснащение) распределительного устройства.

Электрическая прочность дугогасящей среды – одна из важнейших характеристик выключателей. В данном случае элегаз имеет самую высокую диэлектрическую прочность, особенно на напряжении 110кВ и выше. Дугогасящая среда вакуумных выключателей на напряжение до 110кВ включительно не уступает по электрической прочности элегазовым. Масляные выключатели характеризуются более низкой электрической прочностью дугогасящего промежутка.

Не менее важной характеристикой является коммутационный ресурс выключателя – количество циклов работы выключателя. Количество циклов включений и отключений выключателя зависит от величины коммутируемых токов. В данном случае, чем больше ток, тем быстрее выключатель исчерпывает свой коммутационный ресурс.

Что касается коммутационного ресурса, то выключатель, не зависимо от типа, рассчитан на определенное количество отключений, в зависимости от величины отключаемых токов – номинальных или токах отключения величиной до нескольких десятков кА.

Если это вакуумный выключатель, то после исчерпания коммутационного ресурса он подлежит замене, так как его дугогасящая камера с контактной системой не обслуживаются. Элегазовый выключатель после исчерпания ресурса подлежит капитальному ремонту, в процессе проведения которого оценивается состояние выключателя, устанавливается возможность дальнейшей эксплуатации коммутационного аппарата.

Масляный выключатель имеет значительно меньший межремонтный ресурс. Как правило, после семи автоматических отключений токов короткого замыкания, необходимо выполнять капитальный ремонт коммутационного аппарата. Это обусловлено в первую очередь тем, что дугогасящая среда – трансформаторное масло подлежит замене, так как оно теряет свои изоляционные и дугогасящие свойства.

Что касается веса выключателей, то если рассматривать, к примеру, разные типы выключателей на напряжение 110кВ, то очевидно, что элегазовый и вакуумный даже при более улучшенных эксплуатационных характеристиках, имеют в несколько раз меньший габаритный размер, чем масляные.

Например, масляный выключатель МКП-110 имеет вес почти 17 тонн, в то время как более надежный и имеющий больший коммутационный ресурс, элегазовый выключатель 3AP1DT-126 фирмы Siemens имеет вес всего 3,6 т, при этом габаритные размеры элегазового выключателя в несколько раз меньше масляного.

Очень важный вопрос – это эксплуатация высоковольтных выключателей, их обслуживание – проведение периодических капитальных и текущих ремонтов, а также внеплановых (аварийных) ремонтов.

Как и упоминалось выше, элегазовые и вакуумные выключатели являются более надежными, по сравнению с масляными выключателями. Соответственно, периодические ремонты данных коммутационных аппаратов производятся реже.

Вакуумный выключатель не требует обслуживания дугогасительной и контактной части, в целом он имеет более простую конструкцию, по сравнению с другими выключателями, поэтому его обслуживать достаточно легко и для этого не требуется применение специализированного оборудования и инструмента.

Элегазовый выключатель имеет более сложную конструкцию, по сравнению с вакуумным коммутационным аппаратом. Но проведение периодических технических обслуживаний не вызывает трудностей, объем работы не превышает объем работ с вакуумным выключателем. Единственное, что при снижении давлении элегаза, необходимо произвести его докачку.

Ремонт масляного выключателя предполагает значительно больший объем работ. Если дугогасительная и контактная часть вакуумных и элегазовых выключателей до истечения коммутационного ресурса не обслуживается, то в случае с масляным выключателем капитальный ремонт, как и упоминалось выше, необходимо производить каждые семь отключений токов короткого замыкания.

Для сравнения: обслуживание упоминаемого выше масляного выключателя МКП-110 предусматривает замену 8 тонн трансформаторного масла на каждый выключатель, а если таких выключателей пять и более? В то время как для нескольких элегазовых выключателей потребуется только докачка небольшого объема газа.

Пожарная и экологическая безопасность при эксплуатации высоковольтных выключателей

В электроустановках вопросу пожарной безопасности уделяется достаточно много внимания. Цель – обеспечить наивысший уровень пожаробезопасности на объектах, исключив, по возможности, все факторы, снижающие ее уровень.

Что касается высоковольтных выключателей, то масляные являются опасными с точки зрения пожарной безопасности, так как в них содержится некоторое количество трансформаторного масла – легковоспламеняющейся жидкости. В распределительных устройствах с масляными выключателями предъявляются повышенные требования пожарной безопасности.

Элегазовые и вакуумные выключатели абсолютно безопасны, так как конструктивно они не имеют легковоспламеняющихся жидкостей и материалов.

Вопрос влияния оборудования электроустановок на окружающую среду также очень актуален. Для защиты окружающей среды необходимо минимизировать количество вредных веществ, которое попадает в окружающую среду.

В данном случае масляные выключатели оказывают наиболее пагубное влияние на окружающую среду. Трансформаторное масло, содержащееся в баках данных выключателей, нередко попадает в грунт по причине нарушения герметичности баков, а также в случае возникновения аварийной ситуации, сопровождающейся выбросом масла из бака.

Элегазовые выключатели относительно безвредны для окружающей среды, так как в процессе эксплуатации они не выделяют вредных веществ в окружающую среду. Единственное, на что следует обратить внимание – это элегаз (изолирующая и дугогасящая среда выключателя).

Данный газ является опасным для окружающей среды. Но в связи с тем, что технически исправный и периодически обслуживающийся элегазовый выключатель имеет малый процент утечек элегаза, можно считать, что такой выключатель вреда окружающей среде не наносит. Исключение составляют случаи, когда по причине повреждения бака выключателя элегаз полностью выходит из бака в атмосферу.

Вакуумный выключатель с точки зрения экологии, является самым безопасным, так как он не содержит никаких вредных веществ, его рабочая дугогасящая среда – вакуум, то есть отсутствие каких-либо газов или жидкостей.

Подводя итог, можно сделать вывод, что наиболее эффективными, качественными, надежными и предпочтительными с точки зрения пожаробезопасности и экологии являются элегазовые и вакуумные высоковольтные выключатели. Ведущие производители коммутационных аппаратов данного типа с каждым годом все более совершенствуют продукцию, делая ее более надежной и эффективной. Поэтому в наше время масляные выключатели практически не выпускаются, скоро они уйдут в прошлое вместе с воздушными выключателями.

При строительстве новых объектов и техническом переоснащении старых, отдается предпочтение исключительно элегазовым и вакуумным высоковольтным выключателям. Только такие выключатели способны обеспечить высокую надежность электроснабжения потребителей и в полной мере обеспечить свои эксплуатационные характеристики, при этом они полностью соответствуют нормам безопасности обслуживания, пожаробезопасности и экологичности.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Дипломные и курсовые работы по релейной защите

Предоставляем выборку дипломных и курсовых работ по релейной защите и электроснабжения с элементами релейной защиты из одной из самых большой базы рефератов в интернете allbest.ru

РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА

1. Рассчитать уставки устройств релейной защиты и автоматики (РЗ и А) системы электроснабжения согласно схема
2. Релейная защита блока (реферат)
3. Релейная защита и расчет токов короткого замыкания (курсовая работа
4. Релейная защита систем электроснабжения (курсовая работа)
5. Выбор и расчет устройств релейной защиты (курсовая работа)
6. Релейная защита тяговой подстанции (курсовая работа)
7. Релейная защита промышленного предприятия (курсовая работа)
8. Проектирование релейной защиты трансформатора (курсовая работа)

9. Разработка системы релейной защиты блока генератор-трансформатор электрической станции и анализ ее технического обслуживания (курсовая работа)
10. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения (курсовая работа)
11. Расчет короткого замыкания (контрольная работа)
12. Разработка систем релейной защиты и автоматики основных элементов АЭС (дипломная работа)
13. Проектирование релейной защиты и автоматики элементов системы электроснабжения (курсовая работа)
14. Выбор типов и расчет уставок релейных защит сетевого района (контрольная работа)
15. Расчет электрической подстанции (дипломная работа)
16. Расчет защиты линий 6 и 10 кВ (контрольная работа)
17. Выбор трансформаторов тока в цепях учёта (контрольная работа)

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ С ЭЛЕМЕНТАМИ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

1. Проект реконструкції відкритих розподільчих пристроїв 220 кВ на Бурштинській ТЕС (курсовая работа)
2. Проект новой подстанции для обеспечения электроэнергией нефтеперерабатывающего завода (дипломная работа)
3. Проектирование тепловой электростанции (курсовая работа)
4. Проектирование систем электроснабжения сельскохозяйственного назначения (дипломная работа)
5. Линия электропередачи напряжением 500 кВ (дипломная работа)
6. Выбор токоограничивающего реактора. Расчет электрической нагрузки трансформатора (контрольная работа)
7. Проектирование системы электроснабжения машиностроительного завода (дипломная работа)
8. Проектирование систем электроснабжения предприятий железнодорожного транспорта (курсовая работа)
9. Проект системы электроснабжения оборудования для группы цехов «Челябинского тракторного завода – Уралтрак» (дипломная работа)
10. Проектирование транзитной тяговой подстанции для питания системы тяги 2 х 27,5 кВ (курсовая работа)
11. Проектирование тяговой подстанции переменного тока (курсовая работа)
12. Электроснабжение и релейная защита нефтеперекачивающей станции (дипломная работа)
13. Расчет параметров режимов и оборудования электрических сетей и мероприятий энергосбережения (дипломная работа)
14. Проектирование электрических сетей (дипломная работа)
15. Проектирование системы электроснабжения завода (дипломная работа)
16. Проектирование электрической части атомных электростанций (курсовая работ)
17. Проектирование электрической части понижающей подстанции 110/35/6 кВ (дипломная работа)
18. Проектирование системы электроснабжения завода станкостроения. Электроснабжение цеха обработки корпусных деталей (курсовая работа)
19. Проект подстанции 500/110/10 киловольт в Ростовской области (курсовая работа)
20. Комплектная трансформаторная подстанция. Расчет и выбор компонентов КТП (курсовая работа)
21. Проектирование теплоэлектроцентрали ТЭЦ-300 МВт (курсовая работа)
22. Релейная защита и автоматика СЭС (курсовая работа)
23. Проект підстанції ПС-500-110-35-10 (курсовая работа)
24. Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии (курсовая работа)
25. Проектирование системы электроснабжения cтанкостроительного завода (дипломная работа)
26. Проектирование электрической тяговой подстанции постоянного тока (дипломная работа)
27. Проектирование релейной защиты контактной сети и тяговой подстанции (курсовая работа)
28. Проектирование электрической части подстанций (курсовая работа)
29. Подстанция 220 кВ (курсовая работа)
30. Проектирование системы электроснабжения цеха машиностроительного завода (курсовая работа)
31. Проектирование системы электроснабжения цеха машиностроительного завода (курсовая работа)
32. Проект изменения электрической части Запорожской АЭС (дипломная работа)
33. Управление системами электроснабжения (курсовая работа)
34. Проектирование электроснабжения цеха металлорежущих станков (курсовая работа)

Защита от перенапряжений установок с вакуумными

Выключателями

При применении вакуумных выключателей на присоединениях с электродвигателями и трансформаторами следует предусматривать средства защиты от перенапряжений. В качестве таковых должны применяться ОПН и демпфирующих RC-цепочки, как наиболее эффективные средства по сравнению с другими мероприятиями (задержка в отключении двух фаз, управление моментом коммутации и др.)

ОПН могут подключаться между фазой и землей со стороны коммутируемого присоединения или параллельно контактам выключателя. ОПН, установленные на шинах, не защищают присоединение при его отключении вакуумным выключателем. Устанавливаемые между фазой и землей ОПН должны располагаться непосредственно у защищаемого объекта или в начале кабеля, в ячейке КРУ у выключателя, если длина кабеля не больше 50 м.

ОПН, подключаемый непосредственно на зажимах защищаемого объекта (электродвигателя), обеспечивает ограничение перенапряжений до необходимого уровня (см. табл.3.2) и, вместе с тем, оказывается неуязвимым в режиме с перемежающейся дугой. Последнее обусловлено тем, что при перенапряжениях, вызванных перемежающейся дугой, ток через ОПН имеет безопасные значения, поэтому такие ОПН могут применяться в схемах с любым значением емкостного тока замыкания на землю. Этим свойствам отвечают ОПН с остающемся напряжением не более 8,5 кВ (при импульсе тока 30/60 мкс, 500 А).

Если длина кабеля менее 50 м, а емкостной ток замыкания на землю не превышает 10 А, то ОПН может устанавливаться между фазой и землей в ячейки КРУ у выключателя со стороны кабеля, питающего электродвигатель. Его остающееся напряжение должно быть не более 8 кВ (при импульсе тока 30/60 мкс, 500 А).

При включении ОПН параллельно контактам выключателя обеспечивается более глубокое ограничение перенапряжений, а сам ОПН подвергается менее тяжелым воздействиям. Остающееся напряжение этих ОПН, независимо от режима заземления нейтрали, величины емкостного тока замыкаемого на землю и длины коммутируемого кабеля, должны быть не более 13,5 кВ (при импульсе тока 30/60 мкс, 500 А).

Демпфирующая RС-цепочка должна применяться для зашиты наиболее ответственных электродвигателей, при этом установка RС-цепочек на нескольких присоединениях не должна приводить к установке в сети дополнительных дугогасяших реакторов. RС-цепочку рекомендуется устанавливать непосредственно у защищаемого объекта. Допускается установка RС-цепочки в начале кабеля в ячейки КРУ у выключателя, если расчетом показано, что обеспечивается требуемый уровень ограничения перенапряжения на защищаемом объекте.

Емкость С защитной RС-цепочки выбирается в 5 раз больше емкости отключаемого присоединения (емкость кабеля по прямой последовательности плюс емкость защищаемого объекта). Сопротивление R защитной RС-цепочки определяется по формуле:

, Ом (5.1)

где L=L_ш+L_к, L_ш ‒ индуктивность ошиновки, принимаемая равной 25·10 -6 Гн; L_к ‒ индуктивность кабеля 6 кВ на высоких частотах (в зависимости от поперечного сечения токоведущей жилы S (табл. 5.1).

Таблица 5.1.

Индуктивность кабеля L_к в зависимости от поперечного сечения токоведущей жилы S

Эквивалентная емкость двигателя С_д, мкФ, при отсутствии конкретных данных может быть определена по формуле:

, мкФ (5.2)

где Р_н – номинальная мощность двигателя, кВт.

Для RС-цепочек можно применить бумажно-масляные конденсаторы на напряжение 6-10 кВ (например, применяемые для компенсации реактивной мощности); резистор R должен быть рассчитан на длительную мощность 100 Вт (например, типа ТВО).

«Энерготехмонтаж»

Телефон 8 (499) 500-71-61

• Главная
• Каталог
• Лицензии и допуски
• Свидетельства
• Полезная информация
• Вакансии
• Контакты

Вакуумный выключатель ВВР-10-20/1000 (630,1600)

Вакуумный выключатель ВВР-10-20/1000 (630,1600) со встроенным пружино-моторным приводом предназначен для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока с изолированной нейтралью частоты 50 Гц с номинальным напряжением 10 кВ. . BBP-10-20/630 — один из перспективных высоковольтных вакуумных выключателей, который приходит на смену устаревшим вакуумным и масляным выключателям. Выключатель ВВР-10-20/630/1000/1600 устанавливается в шкафах комплектных распределительных устройств (КРУ и КСО). (далее…)

Вакуумный выключатель ВВ/AST 10-20/1000

Выключатели ВВ/AST предназначены для работы в трёхфазных цепях переменного тока частотой 50 (60) Гц напряжением 10 кВ и номинальным током 1000 А в нормальном и аварийном режимах работы.
Выключатели ВВ/AST 10-20-1000 разработаны для работы в комплектных распределительных устройствах (КРУ, КРУН), камерах стационарных одностороннего обслуживания (КСО) внутренней и наружной установки трёхфазного переменного тока 50 (60) Гц для систем с изолированной и заземлённой нейтралью, для замены выключателей устаревших конструкций, находящихся в эксплуатации. (далее…)

Выключатели вакуумные серии BB/TEL (ISM/TEL)

Выключатели вакуумные серии BB/TEL (ISM/TEL-15) и (ISM/TEL-25)

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.
Скачать опросный лист
(далее…)

Вакуумный выключатель ВВТ-10-20/1000 БРИЗ

Вакуумный выключатель ВВТ-10-20/1000 БРИЗ

Вакуумный выключатель ВВТ-10-20/1000 БРИЗ со встроенным пружинно-моторным приводом предназначен для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока с изолированной нейтралью частоты 50 Гц с номинальным напряжением 10 кВ.
Выключатель ВВТ-10-20/1000 БРИЗ устанавливается в шкафах комплектных распределительных устройств (КРУ и КСО), а также используются для замены маломасляных и электромагнитных выключателей.
Выключатель ВВТ-10-20 «БРИЗ» соответствуют техническим условиям ТУ БЕКР 3414-007-13614910-2010 (далее…)

ВБПП-10-20/1250 У2

ВБПП-10-20/1250 У2

Выключатели вакуумные предназначены для частых коммутаций электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в комплектных распределительных устройствах (КРУ ) и камерах сборных одностороннего обслуживания (КСО) с поперечным расположением аппарата относительно сборных шин в электрических сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с напряжением 10 (6) кВ с изолированной или компенсированной нейтралью.

Выключатели соответствуют требованиям ГОСТ 687-78, ГОСТ 18397-86, КУЮЖ.674152.019ТУ.

Основные технические данные выключателя ВБПП-10-20/1250 У2 (далее…)

Вакуумный выключатель ВБС-35III-25630-1600(2000) УХЛ1

Вакуумный выключатель ВБС-35III-25630-1600(2000) УХЛ1

Номинальное напряжение, кВ: 35

Наибольшее рабочее напряжение, кВ 40,5

Номинальный ток, А: 630, 1250, 1600, 2000

Номинальный ток отключения, кА: 25 (далее…)

Вакуумные выключатели ВВУ-СЭЩ -ПО-27,5

Вакуумные выключатели ВВУ-СЭЩ -ПО-27,5

Однофазный вакуумный выключатель ВВУ-СЭЩ-ПО-27,5 с пружинно-моторным приводом предназначен для установки в сети тяговых подстанций железных дорог.

Выключатель по всем параметрам соответствует лучшим зарубежным образцам и не имеет отечественных аналогов. Привод пружинно-моторный, ток потребления привода 1,5 А на переменном токе напряжением 220 В и до 3 А на постоянном токе 110 В.

Вакуумный выключатель ВБУ СЭЩ 10-35 кВ

Вакуумный выключатель ВБУ СЭЩ 10-35 кВ

Предназначен для коммутаций электрических цепей при нормальных и аварийных режимах частотой 50 Гц с напряжением 6-10 кВ в электрических сетях трехфазного переменного тока.

Конструктивной особенностью унифицированной серии вакуумных выключателей ВБУ СЭЩ 10 является возможность:

1. становки пружинно-моторного или электромагнитного привода;
2. Компоновки выключателей с обычным фронтальным расположения полюсов, расположения размещения трёх полюсов и привода в линию, а также раздельным размещением выклю-чателя и привода на разных уровнях, например, в КСО. (далее…)

Вакуумный выключатель ВБСК2-10-20/1000 УХЛ2

Вакуумный выключатель ВБСК2-10-20/1000 УХЛ2

Вакуумный выключатель ВБСК2-10-20/1000 — предназначен для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока с изолированной нейтралью частоты 50 Гц напряжением до 12 кв.

Вакуумный выключатель ВБСК2-10-20/1000 применяется для установки и для замены маломасляных выключателей в ячейках КСО, КРУ, КРН различных модификаций.

Малогабаритность выключателя ВБСК2-10-20/1000 позволяет встраивать его в любой тип распредустройств, особенно где требуется первое включение при отсутствии оперативного питания. Имеется механизм ручного включения и отключения, а также электрическое управление. ВБСК2-10-20/1000 комплектуется в различных комбинациях с токовыми и независимого питания электромагнитами YAA, YAV. Встроенные токовые катушки позволяют использовать схему дешунтирования и работать без оперативного питания. Возможна установка независимой катушки отключения с гарантированным питанием до трёх часов.

Коммутационные перенапряжения, создаваемые вакуумными выключателями

Ответ:Коммутационные перенапряжения, создаваемые выключателями при отключениях ненагруженных трансформаторов, и их ограничение. Значительный объем экспериментальных данных по коммутационным перенапряжениям, вызванных отключением ненагруженных трансформаторов средних классов напряжений, систематизирован. В основном эти данные относятся к воздушным и масляным выключателям. Наибольшие зарегистрированные кратности составляют 4…6 о.е. и зависят главным образом от величины тока среза и параметров сети. Там же приведена методика оценки таких перенапряжений для любого типа выключателей и систематизированы результаты многочисленных экспериментов, доказывающих возможность среза тока для многих типов выключателей, а не только для вакуумных. Объем экспериментальных данных по таким коммутациям собственно для вакуумных и особенно для элегазовых выключателей невелик и не позволяет судить о каких-либо их особенностях, которые не учитываются в расчетных методиках. Ниже, на основании компьютерного моделирования, показано, что с большой долей уверенности можно считать, что отключение установившихся токов холостого хода трансформаторов в сетях 6-10 кВ вакуумным или элегазовым выключателем в основном не вызывает опасных перенапряжений. Однако, прерывание неустановившегося тока намагничивания может привести в случае малой емкости сети со стороны трансформатора к более существенным перенапряжениям. Математическая модель сети и трансформатора: При анализе коммутационных перенапряжений, связанных с отключением ненагруженных трансформаторов, использовалась расчетная схема рис. 1.
Схема замещения сети и трансформатора, предназначенная для расчета по программному комплексу NRAST приведена на рис. 2. Кабель (или шинопровод) представлен трехфазной «Т-схемой» замещения, источник питания – трехфазной эдс, индуктивностями L. – (сети и трансформатора) и суммарной емкостью Сш шин или другого оборудования на левом полюсе выключателя. Используя возможности NRAST, в математической модели трансформатора учитывались: нелинейные свойства электротехнической стали в виде типовой характеристики индукции В от напряженности магнитного поля Н: B=f(H); реальные размеры стержней и ярм трехстержневого магнитопровода трансформатора, а также размеры воздушных стержней (см. п. 1.1), позволяющие моделировать рассеяние в межобмоточных каналах.

Рис. 1. Расчетная схема сети с трансформатором.

Рис. 2 Расчетная схема замещения трехфазной сети. При компьютерном моделировании переходных процессов, приведенных ниже, принято Е =5,4 кВ; L =6,32 мГн; С =0,06 мкФ;

С =0,013 мкФ; L/2=0,00126мГн; R/2=0,001 Ом; С =0,0024 мкФ; С =0,03 мкФ; R=100 кОм.

Схема соединений обмоток трансформатора на стороне 6-10 кВ – треугольник. Учет нелинейности кривой B=f(H) для стали, используемой в трансформаторах современных конструкций позволяет с достаточной точностью учесть составляющую потерь в стали трансформатора на гистерезис [33, 34]. Потери в стали на вихревые токи учитывались по каталожным данным для промышленной частоты. Определенное на основании этих данных активное сопротивление RT включалось параллельно каждой из фаз обмотки трансформатора, соединенной в треугольник (рис. 2). В работе не принималось во внимание увеличение потерь на вихревые токи вследствие переходного процесса (путем введения частотно- зависимого активного сопротивления в модель трансформатора). Учет этой частотной зависимости более актуален для схем сети с малой расчетной емкостью присоединения. Перенапряжения при отключении ненагруженных трансформаторов выключателями различных типов: При отключении ненагруженных трансформаторов в схеме рис. 1 основным «механизмом», создающим перенапряжения высокой кратности, является среда тока. Наиболее существенными факторами, влияющими на перенапряжения при отключении ненагруженных трансформаторов при возможном срезе тока являются: величина тока среза; емкость между выключателем и трансформатором (емкость кабеля, шинопровода или входная емкость трансформатора при отсутствия кабеля); исходный режим трансформатора, предшествующий отключению; форма кривой намагничивания трансформатора; мощность трансформатора; потери (на гистерезис и вихревые токи). Рассматривались две расчетные коммутации: отключение ненагруженного трансформатора из установившегося режима и отключение ненагруженного трансформатора в цикле В-О, когда апериодическая составляющая потокосцепления трансформатора имеет максимальное значение. Пример коммутации отключения первой фазы ненагруженного трансформатора напряжением 6 кВ, мощностью 400 кВА при длине кабеля 10 м и токе среза icp=l,7 А приведен на рис. 3. «Здесь показан ток в одной из фаз выключателя (первой отключаемой), фазные напряжения относительно земли на полюсе выключателя со стороны сети и со стороны трансформатора и напряжение на контактах отключаемого полюса. При отсутствии повторных зажиганий дуги в выключателе перенапряжения на отключаемой фазе трансформатора в данном случае имеет вид однократного импульса амплитудой 4,67 о.е. (рис.3.3). Диапазон амплитуд токов намагничивания трансформаторов 6-10 кВ мощностью 25…6300 кВА составляет ixxm=0,1…7 А (при коэффициенте формы 1,5…1,6, показывающем отношение амплитуды тока к его действующему значению). Предполагаем, что

Рис. 3 Отключение первой фазы ненагруженного трансформатора 6 кВ мощностью S.=400 кВА из установившегося режима со срезом тока величиной /. =1,7 А; длина кабеля 1=1 Ом;

Рис.3.4 Зависимость кратностей максимальных перенапряжений Кпер на трансформаторе от мощности трансформатора и длины кабеля при срезе тока холостого хода на максимуме (но не более 5 А). максимальное значение тока среза icp 25 м, такая коммутация неопасна для трансформаторов любой мощности и типа. В других случаях (для сухих трансформаторов и при малой длине кабеля) со стороны трансформатора или на трансформаторе должны быть установлены ОПН. Несколько другая картина имеет место при редкой коммутации отключения ненагруженного трансформатора с неустановившимся током намагничивания, который многократно превышает его установившееся значение, рис. 5. Здесь на поле тока выключателя показан возможный диапазон At моментов начала движения контактов выключателя, при котором ток в этот момент больше возможного тока среза .

Рис. 5. Отключение первой фазы ненагруженного трансформатора 6 кВ мощностью 400 кВА из неустановившегося режима со срезом тока iq=5 А, кабель длиной 1К=М м, dU, /dt=°° кВ/мсек.

Иными словами — мгновенное значение неустановившегося тока в течение At= 11,3 мсек превышает ток среза. Таким образом, гашение дуги не происходит вплоть до момента t , когда мгновенное значение тока выключателя становится меньшим тока среза icp (рис. 5). Если момент начала движения контактов попадает в начало интервала At, то к моменту trauj, прочность межконтактного промежутка становится большой, и срез тока не приводит к повторным зажиганиям, при этом возникает однократный значительный импульс перенапряжения (см. рис. 5, где Umax=6,8, здесь мы предполагаем, что срез тока возможен при любом межэлектродном расстоянии вакуумного выключателя). В случае, когда начало движения контактов окажется относительно близко к моменту среза тока и восстанавливающаяся электрическая прочность межконтактного промежутка будет недостаточной для того, чтобы выдержать восстанавливающееся напряжение, может произойти несколько повторных зажиганий дуги в выключателе, сопровождающихся снижением максимальной кратности перенапряжений.