Обходной выключатель принцип работы

Устройство и принцип действия

Быстродействующий выключатель предназначен для защиты электрооборудования электропоезда от токов короткого замыкания и перегрузок. Собственное время срабатывания выключателя составляет несколько миллисекунд, поэтому при его отключении ток короткого замыкания не успевает достигнуть максимума и ограничивается значением, не опасным для электрооборудования. На электропоездах серий ЭР2Т, ЭТ2, ЭД2Т установлены выключатели типа БВП105А, а на серии ЭТ2М — ВБ-11 (ВБ-14). В качестве примера рассмотрено» устройства и принцип работы выключателя ВБ-11 (ВБ-14).

Быстродействующий выключатель ВБ-11 установлен в корпусе, закрытом кожухом. Корпус блока состоит из каркаса с крышкой и пластикового кожуха с резиновыми уплотнениями. Внутри корпуса имеются выводы для подсоединения низковольтных проводов, две пары электрических блокирующих контактов, кабель и воздухопровод. Штоки блокирующих контактов упираются в пружинные планки на крышке и кожу-

Рис. 2.6. Быстродейс і вующнй выключатель ВБ-11 (ВБ-14):

1 — дугогасительные камеры; 2 — изоляционная панель; 3 — кронштейн; 4 — тяга; 5, 6 — цилиндры пневмопривода; 7 — отключающая пружина; 8 — изоляционная боковина; 9 — кронштейн рамы; 10 — стержень: 11 — пружина якоря; 12 — контактный рычаг; 13 — ось; 14 — якорь; 15 — магнитопровод; 1 б — шунт; 17 — винт регулировки тока уставки; 18 — удерживающая катушка; 19 — распорка рамы; 20 — уголок; 21 — пластина; 22 — магнитопровод дугогасителыюй системы; 23 — дугогасительная катушка

хе. После снятия крышки или кожуха шток устройства освобождается и контакты размыкаются.

На боковой стенке каркаса установлен блок резисторов, включенный между контактным мостиком подвижных контактов и неподвижными контактами главной цепи (у ВБ-14 данные резисто-

ры отсутствуют). На верхнем основании каркаса блока имеются четыре бобышки для крепления корпуса под кузовом вагона и пятая для ввода проводов. Рабочее положение аппарата горизонтальное, охлаждение естественное.

Рама, на которой закреплены основные узлы быстродействующего выклю-

чателя, состоит из кронштейна 9 (рис. 2.6) и двух изоляционных боковин 8, установленных при помощи распорок 19 и стальных уголков 20 на гетинаксо-вой панели.

На оси 13 между боковинами 8 находятся: магнитопровод 15, якорь 14 и контактный рычаг 12, которые могут поворачиваться относительно этой оси на некоторый угол. На контактном рычаге 12 закреплен мостик подвижных главных контактов выключателя. К торцам стержней 10 прикреплен магнитопровод с установленной на нем удерживающей катушкой 18.

Противоположные торцы стержней магнитопровода 15 выполняют функцию полюсов. Концы обмотки токовой катушки, через которую проходит магнитный шунт 16, расположены между сердечником магнитного шунта и маг-нитопроводом 15 навстречу друг другу. Винты 17, ввернутые в отверстия стержней магнитопровода 15, служат для регулировки тока уставки аппарата.

К уголкам 20 рамы приварены пластины 21, на которых установлены изоляторы. Через них к кронштейну 9 прикреплена изоляционная панель 2. На ней находятся неподвижный главный контакт и стойка с осью, на которой установлен подпружиненный второй главный контакт. На панели 2 размещены две пары магнитопроводов 22 системы дугогашения. Главные контакты установлены между полюсами этих магнитопроводов.

На каждом магнитопроводе 22 установлена дугогасительная катушка 23. Концы обмотки одной катушки подсоединены к неподвижному главному контакту и клемме с обозначением «+» для подключения выключателя. Вторая дугогасительная катушка также имеет два вывода, один из которых подсоединен к оси подвижного главного контакта, а второй к одному из концов токовой катушки удерживающего электромагнита через шину, имеющую выводное отверстие, обозначенное Шина прикреплена к кронштейну 9 через изолятор.

На заднем конце контактного рычага 12 закреплена изоляционная планка, которая воздействует при замыкании главных контактов на рычаг, переключающий низковольтные блокировочные контакты. Возвращает рычаг в исходное положение пружина.

Технические характеристики быстродействующих выключателей

Максимальное напряжение, В. 4000

Номинальный длительный ток, А. 250

Номинальное напряжение цепи управления, В . . .110

Предельный отключаемый ток (при индуктивности

цепи около 10 мГн, напряжении сети 3000 В), А . . .20 000

Ток уставки, А. 600±50

Номинальное давление воздуха,

МПа (кгс/см2) . 0,5 (5,0)

Время срабатывания, с. 0,02 — 0,05

Длина линии касания главных контактов . ък ширины контакта

Возможные неисправности быстродействующего выключателя, их причины и способы устранения

Выключатель включается, но не удерживается во включенном положении

Пыль, ржавчина и влага на шлифованных поверхностях якоря и ярма

Неисправны цепи включения

Чрезмерно натянуты отключающие пружины

Удалить салфеткой пыль и влагу со шлифованных поверхностей якоря и ярма. Отшлифовать поверхности

Проверить цепи и устранить неисправность Проверить величину усилия нажатия главных контактов и при необходимости отрегулировать натяжение пружин

Выключатель не включается

Контакт задевает за стенку дугогасительной камеры

Изменить положение дугогасительной камеры

Выключатель остается в промежуточном положении

Залипание включающего вентиля или выпадения валика, удерживающего пружину 10

Поставить валик, заменить вентиль

На панели 2 размещены две стойки, на которых закреплены две дугогаси-тельные камеры 1 и кронштейн 3 с тягой 4. Тяга 4 шарнирно соединена стержнями 10 с магнитопроводом 15 удерживающего электромагнита.

На кронштейне 9 установлены упор, толкатель и два цилиндра 5 и 6 пневматического привода. Шток цилиндра 5 соединен с тягой 4, закрепленной на оси, а привод 6 может воздействовать на толкатель. Тягу 4 и якорь выключателя связывают отключающие пружины 7, которые стремятся прижать якорь и контактный рычаг к упору, а магнитопровод 15 к упорам, закрепленным на боковинах 8. Пружины 11 прижимают якорь и контактный рычаг друг к другу и обеспечивают замыкание главных контактов, когда якорь прижат к полюсам.

На одном из уголков 20 рамы установлен вентиль, от которого к цилиндру 5 привода контактора подходит воздухо-

провод. На втором уголке закреплена панель с выводами «+» и «—» удерживающей катушки 18. На этой же панели установлены диоды, снижающие коммутационные перенапряжения при отключении катушки.

Работу выключателя удобнее рассмотреть, пользуясь кинематической схемой (рис. 2.7). Включение аппарата происходит в два приема. После включения кнопки ВУ напряжение подается по проводу 20 А на удерживающую катушку 5. Протекающий через нее ток создает магнитный поток Ф. Однако он ослаблен, так как замыкается через воздушный зазор между полюсами электромагнита, поскольку якорь 8 еще не прижат к полюсам. Якорь 8, контактный рычаг 1 с мостиком подвижных контактов и магнитопровод 4 могут поворачиваться относительно оси 9.

После нажатия кнопки «Возврат защиты» подается электропитание на вентиль,

и сжатый воздух поступает в цилиндры 11 и 14 пневмопривода. Поршень цилиндра 11 поднимается и поворачивает тягу 12 по часовой стрелке, растягивая тем самым отключающие пружины 13. Поскольку стержни 2 вместе с тягой 12 также перемещаются вверх, магнитопровод 4 начинает поворачиваться вокруг оси 9 против часовой стрелки.

Одновременно поршень цилиндра 14 под действием сжатого воздуха перемещается вниз и толкателем 15 воздействует на контактный рычаг 1 с якорем 8, поворачивая их по часовой стрелке до прижатия якоря 8 к полюсам электромагнита. При этом между главными контактами остается зазор, так как дальнейший ход контактного рычага 1 ограничивает повернутый ему навстречу магнитопровод 4. Магнитный поток удерживающей катушки Ф теперь замыкается через прижатый якорь, усиливается и прочно удерживает якорь.

После отпускания кнопки «Возврат защиты» вентиль обесточивается. Сжатый воздух из цилиндров привода БВ выходит в атмосферу, и поршни возвращаются в исходное положение. Якорь остается притянутым к полюсам электромагнита. Отключающие пружины 13 сжимаются и поворачивают магнитопровод 4 по часовой стрелке до замыкания главных контактов. При этом контактный рычаг 1 воздействует на блокировочное устройство и блокировочные контакты переключаются, т.е. сигнальная лампа гаснет в момент отпуска кнопки «Возврат защиты» в отличие от ранее применявшихся выключателей БВП105А, при использовании которых

Ряс. 2.7. Кинематическая схема быстродействующего выключателя ВБ-11:

а — выключатель выключен; б — промежуточное положение; в — выключатель включен; 1 — контактный рычаг с мостиком подвижных контактов; 2 — стержень; 3 — неподвижный контакт; 4 — магнитопровод; 5 — удерживающая катушка; 6 — упор; 7 — токовая катушка; 8 — якорь; 9 — ось; 10 — пружина; 11, 14 — цилиндры пневмопривода; 12 — тяга; 13 — отключающая пружина; 15 — толкатель; Ф — магнитный поток удерживающей катушки; Фт — магнитный поток токовой катушки

лампа гасла при нажатии кнопки «Возврат защиты».

Отключающие пружины 13 продолжают доворачивать магнитопровод 4 до упора 6. Между якорем 8 и контактным рычагом 1 образуется зазор, благодаря чему обеспечивается провал и замыкание главных контактов при притянутом якоре.

Ток силовой цепи тяговых двигателей проходит по токовой (размагничивающей) катушке 7, витки которой охватывают магнитный шунт. Он создает в магнитопроводе и якоре магнитный поток Фт, направленный навстречу магнитному потоку Ф удерживаюшей катушки. Выключатель отрегулирован на силу тока 650 А (ток уставки аппарата). Это значит, что при таком токе магнитный поток размагничивающей катушки 7 становится больше магнитного потока удерживающей катушки 5, что возможно, например, при пробое на «землю» силовой цепи тяговых двигателей. Результирующий магнитный поток в якоре уменьшается, и отключающие пружины 13 отрывают якорь 8 от полюсов электромагнита. Якорь 8 ударяет по контактному рычагу 1, и главные контакты размыкаются. Отрыв подвижных контактов от неподвижных происходит без предварительного перекатывания контактов.

Возможно и принудительное отключение аппарата при снятии питания с удерживающей катушки (под действием дифференциальной защиты или вручную). В этом случае быстродействующий выключатель отключает малые токи или вообще отключается без разрыва тока. Электрическая дуга, возникающая при размыкании главных контактов, гасится в дугогасительных камерах.

Проверяют состояние подвески и крепление аппарата. При необходимости подтягивают детали крепления. Проверяют состояние уплотнений и замков ящика в камере. Протирают поверхности изоляционных деталей чистыми салфетками. Продувают ящик сухим воздухом. Проверяют состояние дугогасительных камер, контактных ножей, подвижного и неподвижного контактов, крепление проводов.

Быстродействующие выключатели ВБ-11 (ВБ-14) и БВП 105 А являются

взаимозаменяемыми. Замена производится вместе с корпусом (ящиком).

Назначение электрического оборудования распределительных устройств

Рис.1. Однолинейная схема электростанции средней мощности с РУ 10 и 110 кВ:
G — генератор; Т — трансформатор; Q — выключатель;
QB — выключатель секционный; QS — разъединитель;
LR — токоограничивающий реактор; F — разрядник;
W — линия электропередачи

Назначение электрического оборудования первичных цепей

Назначение аппаратов и других элементов РУ удобно рассмотреть применительно к схеме конкретной установки (рис.1). Как видно из схемы, в каждом присоединении предусмотрены выключатели и соответствующие разъединители.

Выключатели

Выключатели Q являются важнейшими коммутационными аппаратами. Они предназначены для включения, отключения и повторного включения электрических присоединений. Эти операции выключатели должны совершать в нормальном режиме, а также при коротких замыканиях (КЗ), когда ток превосходит нормальное значение в десятки и сотни раз. Выключатели снабжены приводами для неавтоматического и автоматического управления. Под неавтоматической операцией включения или отключения понимают операцию, совершаемую человеком, который замыкает цепь управления привода выключателя особым ключом обычно на расстоянии, т.е. дистанционно. Автоматическое включение и отключение происходит без вмешательства человека с помощью автоматических устройств, замыкающих те же цепи управления.

Читать еще: Как снять двойной выключатель с розеткой

Выключатели предусмотрены также в сборных шинах. Эти выключатели называют секционными QB. В РУ станций секционные выключатели при нормальной работе обычно замкнуты. Они должны автоматически размыкаться только в случае повреждения в зоне сборных шин. Вместе с ними должны размыкаться и другие выключатели поврежденной секции. Таким образом поврежденная часть РУ будет отключена, а остальная часть останется в работе.

При наличии достаточного резерва в источниках энергии и линиях электроснабжение не будет нарушено.

Разъединители

Разъединители QS имеют основное назначение — изолировать (отделять) на время ремонта в целях безопасности электрические машины, трансформаторы, линии, аппараты и другие элементы системы от смежных частей, находящихся под напряжением. Разъединители способны размыкать электрическую цепь только при отсутствии в ней тока или при весьма малом токе, например токе намагничивания небольшого трансформатора или емкостном токе непротяженной линии.

В отличие от выключателей разъединители в отключенном положении образуют видимый разрыв цепи. Как правило, их снабжают приводами для ручного управления. Операции с разъединителями и выключателями должны производиться в строго определенном порядке. При отключении цепи необходимо сначала отключить выключатель и после этого отключить разъединители, предварительно убедившись в том, что выключатель отключен. При включении цепи операции с выключателем и разъединителями должны быть выполнены в обратном порядке. Таким образом, замыкание и размыкание цепи с током совершает выключатель. Разъединители образуют дополнительные изолирующие промежутки в цепи, предварительно отключенной выключателем.

Разъединители размещают так, чтобы любой аппарат или любая часть РУ могли быть изолированы для безопасного доступа и ремонта. Так, например, в каждой линейной цепи должны быть предусмотрены два разъединителя — шинный или линейный, с помощью которых выключатели могут быть изолированы от сборных шин и от сети. В цепи генератора достаточно иметь только шинный разъединитель, обеспечивающий безопасный ремонт генератора и выключателя; при этом генератор должен быть отключен и остановлен. Для ремонта двухобмоточных трансформаторов и соответствующих выключателей достаточно иметь шинные разъединители со стороны высшего и низшего напряжений.

Заземляющие устройства

Для безопасной работы в РУ и в сети недостаточно изолировать рабочее место от смежных частей, находящихся под напряжением. Необходимо также заземлить участок системы, подлежащий ремонту. Для этого у разъединителей предусматривают заземляющие ножи, с помощью которых участок, изолированный для ремонта, может быть заземлен с обеих сторон, т.е. соединен с заземляющим устройством установки, потенциал которого близок к нулю. Заземляющие ножи снабжают отдельными приводами. Нормально заземляющие ножи отключены. Их включают при подготовке рабочего места для ремонта после отключения выключателей и разъединителей и проверки отсутствия напряжения.

Использование разъединителей не ограничивается изоляцией отключенных частей системы в целях безопасности при ремонтах. В РУ с двумя системами сборных шин разъединители используют также для переключений присоединений с одной системы сборных шин на другую без разрыва тока в цепях.

Токоограничивающие реакторы

Токоограничивающие реакторы LR представляют собой индуктивные сопротивления, предназначенные для ограничения тока КЗ в защищаемой зоне. В зависимости от места включения различают реакторы линейные и секционные.

Измерительные трансформаторы тока

Измерительные трансформаторы тока ТА предназначены для преобразования тока до значений, удобных для измерений. В присоединениях генераторов, силовых трансформаторов, линий со сложными видами защиты необходимы два-три комплекта трансформаторов тока.

Измерительные трансформаторы напряжения

Измерительные трансформаторы напряжения TV предназначены для преобразования напряжения до значений, удобных для измерений. Трансформаторы напряжения присоединяют к сборным шинам станций; их предусматривают также в присоединениях генераторов, трансформаторов и линий.

На принципиальных схемах измерительные трансформаторы обычно не показывают.

Вентильные разрядники

Вентильные разрядники F, а также ограничители перенапряжений предназначены для защиты изоляции электрического оборудования от атмосферных перенапряжений. Они должны быть установлены у трансформаторов, а также у вводов воздушных линий в РУ.

Токопроводы

Токопроводы представляют собой относительно короткие электрические линии (как правило, от нескольких метров до нескольких сотен метров) с жесткими или гибкими проводниками, укрепленными на опорных или подвесных изоляторах, предназначенные для соединения электрических машин, трансформаторов и электрических аппаратов в пределах станции, подстанции, распределительного устройства.

Требования, предъявляемые к электрическому оборудованию и токопроводам

Требования, предъявляемые к электрическому оборудованию и токопроводам, заключаются в следующем.

Изоляция оборудования должна обладать достаточной электрической прочностью, чтобы противостоять наибольшему рабочему напряжению, а также коммутационным и атмосферным перенапряжениям.
Оборудование и проводники должны:
- проводить в течение неограниченного времени наибольшие рабочие токи соответствующих присоединений; при этом температура в наиболее нагретых точках не должна превышать нормированные значения для продолжительного режима;
- выдерживать тепловое и механическое действия токов КЗ, т.е. обладать достаточной термической и электродинамической стойкостью;
- быть экономичными и надежными в эксплуатации, т.е. вероятность повреждений должна быть мала, а требования к уходу и ремонту минимальными;
- быть безопасными для лиц, обслуживающих установку.

Кроме перечисленных общих требований, к электрическому оборудованию предъявляют ряд частных требований в соответствии с назначением и условиями работы оборудования.

Номинальные параметры электрического оборудования — это параметры, определяющие свойства электрического оборудования, например номинальное напряжение, номинальный ток и многие другие. Номинальные параметры назначают заводы-изготовители. Они указываются в каталогах, справочниках, на щитках оборудования. При проектировании установки и выборе оборудования номинальные параметры сопоставляют с соответствующими расчетными значениями напряжений и токов, чтобы убедиться в пригодности оборудования для работы в нормальных и анормальных условиях. Ограничимся здесь лишь определением понятия номинального напряжения электрической сети и электрического оборудования.

Номинальное напряжение — это базисное напряжение из стандартизованного ряда напряжений, определяющее уровень изоляции сети и электрического оборудования. Действительные напряжения в различных точках системы могут несколько отличаться от номинального, однако они не должны превышать наибольшие рабочие напряжения, установленные для продолжительной работы:

Номинальное междуфазное напряжение, действующее значение, кВ. 3..6..10..20..35..110

Наибольшее рабочее напряжение, действующее значение, кВ. 3,5..6,9..11,5..23..40,5

Номинальное междуфазное напряжение. действующее значение, кВ. 150..220..330..500..750..1150

Наибольшее рабочее напряжение, действующее значение, кВ. 172..252..363..525..787..1210

Для сетей с номинальным напряжением 220 кВ включительно наибольшее рабочее напряжение принято равным 1,15 номинального; для сетей с номинальным напряжением 330 кВ — 1,1 номинального и для сетей 500 кВ и выше — 1,05 номинального. Электрическое оборудование должно быть рассчитано на продолжительную работу при указанных напряжениях.

Изоляция электрического оборудования должна также противостоять перенапряжениям, т.е. кратковременному действию напряжений, превышающих наибольшее рабочее напряжение. Различают перенапряжения коммутационные и атмосферные.

Аппараты вторичных цепей. Релейная защита и элементы системной автоматики

Автоматические устройства, в частности релейная защита, необходимы там, где требуется быстрая реакция на изменение режима работы и немедленная команда на отключение или включение соответствующих цепей. Так, например, при КЗ, когда ток в ряде цепей резко увеличивается, необходимо немедленно отключить поврежденный участок системы, чтобы но возможности уменьшить размеры разрушения и не помешать работе смежных неповрежденных цепей. Такая команда может быть подана только автоматическим устройством, реагирующим на изменение тока, направление мощности и другие факторы и замыкающим цепи управления соответствующих выключателей.

Автоматическое отключение элементов системы, должно быть избирательным (селективным). Это означает, что в случае повреждения в любой цени отключению подлежит только поврежденная цепь ближайшими к месту повреждения выключателями. Работа остальной части системы не должна быть нарушена. Так, например, при замыкании в точке К1 (рис.2) ток проходит по цепям генераторов, повышающих трансформаторов, поврежденной и неповрежденной линий. Однако отключению подлежит только поврежденная линия с обеих сторон. Связь станции с системой сохранится по другой линии.

В случае повреждения генератора или трансформатора отключению подлежит только поврежденный элемент. На рис.2 участки системы, подлежащие отключению в случае их повреждения, разграничены пунктирными линиями. Каждый участок отключается одним или двумя выключателями. В случае повреждения выключателя отключению подлежат два смежных участка.

Рис.2. Электрическая схема станции и участка сети
Пунктирные линии разграничивают участки станции и сети,
подлежащие отключению в случае их повреждения

Избирательность релейной защиты обеспечивают различными способами, например соответствующим выбором времени или тока срабатывания защит смежных участков сети, применением реле, реагирующих на направление мощности, и др.

Время отключения цепи при КЗ слагается из времени срабатывания релейной защиты и времени отключения выключателя, исчисляемого от момента подачи команды на отключение до момента погасания дуги в разрывах выключателя.

Время отключения основных линий системы стремятся по возможности уменьшить, чтобы не нарушить устойчивости параллельной работы электростанций. Время отключения новейших выключателей составляет два периода и время релейной защиты еще 0,5 периода. Полное время отключения составляет таким образом 2,5 периода. Для распределительных сетей 2,5-периодное отключение не требуется. Здесь применяют более простые защиты и менее быстродействующие выключатели, стоимость которых значительно ниже. Полное время отключения составляет несколько десятых долей секунды и более.

Автоматическое повторное включение

Автоматические устройства для повторного включения (АПВ) воздушных линий после отключения их защитой имеют назначение быстро восстановить работу линии после отключения. Эффективность повторного включения воздушных линий основана на том, что большая часть замыканий связана с грозовыми разрядами и приводит к перекрытию изоляторов по поверхности. После автоматического отключения линии электрическая прочность воздушного промежутка быстро восстанавливается и при повторном включении линия остается в работе.

Первоначально команда на повторное включение подавалась вручную дежурным на щите управления. Позднее операцию включения стали автоматизировать. В настоящее время автоматическое повторное включение, однократное и двукратное, получило широкое применение. Оно способствует повышению надежности электроснабжения, в особенности при питании потребителей по одиночным линиям.

Полное время автоматического повторного включения исчисляется от подачи команды релейной защиты на отключение выключателя до повторного замыкания его контактов. Оно должно быть возможно малым, чтобы не нарушать работу потребителей, но в то же время достаточным для деионизации дугового промежутка в месте перекрытия. Время повторного включения зависит от напряжения сети и быстродействия выключателя. В устройствах двукратного повторного включения для первого включения выбирают минимальное время из условия деионизации дугового промежутка. Если первое включение оказывается неуспешным и линия отключается вновь, происходит второе включение с интервалом в несколько секунд.

Автоматический ввод резерва

Автоматические устройства для включении резервной цепи (АВР) должны автоматически включать резервный трансформатор или резервный агрегат взамен отключенного защитой, а также автоматически подключать секцию сборных шин (с соответствующей нагрузкой), потерявшую питание, к соседней секции, обеспеченной питанием, с целью быстрого восстановления электроснабжения. Перерыв в подаче энергии должен быть относительно невелик, не более 0,5 с, чтобы электродвигатели, потерявшие питание, не успели остановиться, а после восстановления питания могли быстро войти в нормальный режим работы.

обходной выключатель

Большой англо-русский и русско-английский словарь . 2001 .

обходной
обходной канал

Полезное

Смотреть что такое «обходной выключатель» в других словарях:

обходной выключатель — — [В.А.Семенов. Англо русский словарь по релейной защите] Тематики релейная защита EN bypass switch … Справочник технического переводчика

Читать еще: Автоматический выключатель с электроприводом 1000а

обходной выключатель — gretšakės jungiklis statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. bypass switch vok. Überbrückungsschalter, m; Umgehungsschalter, m rus. обходной выключатель, m pranc. disjoncteur de shuntage, m … Radioelektronikos terminų žodynas

КРУ — Распределительное устройство (РУ) электроустановка, служащая для приёма и распределения ОРУ электрической энергии. Распределительное устройство содержит набор коммутационных аппаратов, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства… … Википедия

КРУН — Распределительное устройство (РУ) электроустановка, служащая для приёма и распределения ОРУ электрической энергии. Распределительное устройство содержит набор коммутационных аппаратов, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства… … Википедия

КРУЭ — Распределительное устройство (РУ) электроустановка, служащая для приёма и распределения ОРУ электрической энергии. Распределительное устройство содержит набор коммутационных аппаратов, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства… … Википедия

Комплектное распределительное устройство — Распределительное устройство (РУ) электроустановка, служащая для приёма и распределения ОРУ электрической энергии. Распределительное устройство содержит набор коммутационных аппаратов, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства… … Википедия

ОРУ — Распределительное устройство (РУ) электроустановка, служащая для приёма и распределения ОРУ электрической энергии. Распределительное устройство содержит набор коммутационных аппаратов, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства… … Википедия

Открытое распределительное устройство — Распределительное устройство (РУ) электроустановка, служащая для приёма и распределения ОРУ электрической энергии. Распределительное устройство содержит набор коммутационных аппаратов, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства… … Википедия

Распределительное устройство — ОРУ Распределительное устройство (РУ) электроустановка, служащая для приёма и распределения электрической энергии одно … Википедия

Umgehungsschalter — gretšakės jungiklis statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. bypass switch vok. Überbrückungsschalter, m; Umgehungsschalter, m rus. обходной выключатель, m pranc. disjoncteur de shuntage, m … Radioelektronikos terminų žodynas

bypass switch — gretšakės jungiklis statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. bypass switch vok. Überbrückungsschalter, m; Umgehungsschalter, m rus. обходной выключатель, m pranc. disjoncteur de shuntage, m … Radioelektronikos terminų žodynas

Распределительные устройства: виды, особенности конструкции

Распределительное устройство (РУ) представлено коммутационными аппаратами и устройствами (в том числе и защитными), соединяющимися сборными шинами. Оборудование принимает и распределяет энергию по потребителям, при условии одинакового напряжения.

Распределительное устройство (РУ) представлено коммутационными аппаратами и устройствами (в том числе и защитными), соединяющимися сборными шинами. Оборудование принимает и распределяет энергию по потребителям, при условии одинакового напряжения.

Различают 10 основных групп РУ. Изделия могут быть представлены:

Сборными камерами оснащения.
Комплексными распределяющими механизмами.
Частным учитывающим оборудованием.
Комплексными трансформаторными подстанциями.
Автоматическими регуляторами напряжения.
Щитами для распределения.
Шкафами распределительными низковольтными.
Шкафами по учету электроэнергии наружной установки в частные домовладения.
Оборудованием, контролирующим напряжение с помощью специальных устройств.
Главными распределительными щитами.

Дополнительные классификации

Существует две группы. Первая представлена открытыми распределительными устройствами (ОРУ). Вторая — закрытыми распределительными устройствами (ЗРУ).

Элементы для сборки ОРУ устанавливаются на открытых площадках, при этом без защиты от повреждений, наносимых природой и климатом. Рабочим напряжением тока является — 27,5 кВ. Самым надёжным основанием под ОРУ считается бетон. Расстояние между элементами выбираются согласно ПУЭ.

Преимущества ОРУ: главным достоинством над ЗРУ является незамысловатая инсталляция и монтаж оборудования. ОРУ позволяет применять много электронных аппаратов. Благодаря этому их используют на больших предприятиях для высоких напряжений.

Недостатки ОРУ: главный минус — затруднение установки и работы аппаратуры ОРУ в неблагоприятных условиях природы. Слишком жаркий или холодный климат приводит к быстрому износу изделий. Кроме того, ОРУ занимает в три раза больше места, чем ЗРУ.

Проводники ЗРУ располагаются всегда в помещениях. Это обеспечивает защиту от негативного воздействия климата и непогоды. Возможно оснащение оборудования в герметичных установках на свежем воздухе посредством обычных счётчиков. Рабочее напряжение — 35 кВ.

При использовании ЗРУ в холодных климатических условиях предлагается специальная улучшенная модель оборудования с особым напряжением (не выше 800 кВ).

Преимущества ЗРУ. Полная заводская готовность. Возможна эксплуатация в условиях сложного климата. Размещение ЗРУ возможно в стенах (для эстетичности) при строительстве. Большой срок годности и маленький процент износа. Габаритные транспортировочные размеры.

Недостатки ЗРУ. Дорогая установка и монтаж оборудования. Трудность локализации аварии (пожаров, взрывов) при крупных авариях в оборудование ЗРУ. Высокая стоимость.

РУ бывают:

Традиционными: все устройства управления, приборы и дисплеи находятся на передней панели. Все остальное находится на внутренней стороне платы.
Функциональными: сортировочное оборудование с дополнительным распределительным устройством и узлами для функций подключения, монтажа и взаимоподключения.

РУ по функциональным возможностям ещё делят на:

Главные: отвечают за основные передачи напряжения;
Убывающие или увеличивающие: отвечают за выдачу определённого напряжения на устройство.
Для личных нужд: отвечают за передачу электричества на станции или подстанции

Как подобрать схему

Схема подбирается по количеству подключений и активному постоянному напряжению. Есть факты, влияющие на схему.

При этом уделяют внимание:

Системам электростанций.
Характеристикам генераторных установок.
Связующих количество линий.
Схемам и уровням напряжения.
Показателям токов короткого замыкания.
Рабочим возможностям РУ по схемам.
Типу – ЗРУ, ОРУ, КРУ, КРУЗ

Важно учитывать характеристики схемы. Большое значение имеют габариты и надёжность схемы электроснабжения. Прежде всего, определяются с целью установки схемы. Стоит тщательно выбирать поставщика и состояние схемы.

Классификация по структуре схем

Классификация по структуре используемых схем делится на два основных типа:

Радиальные: реализуется путём прокладки нескольких кабельных потоков без ответвлений. Расположением являются сборные шины, поэтому поломка в одном из кабелей приводит к выводу из строя всего устройства, работающего по радиальной схеме. Поэтому такую схему довольно редко используют и, в основном, на более дешёвых предприятиях, что дает возможность сэкономить.
Кольцевые: соединяются между собой, образуя кольцо. Все компоненты линия и трансформатор присоединены посредством двух соседних выключателей. Данные схемы предусматривают в себя добавление новых компонентов или замену старых. Поломка кольцевого типа схемы будет не так плачевна.

Основным моментом в выборе радиального или круглого распределительного устройства выступает общее количество автоматических выключателей на одно соединение. Также учитывается количество шинных систем. Наиболее распространенное применение: две системы сборных шин с четырьмя переключателями для трех подключений (диаграмма 4/3). Может быть адаптирован для радиальных и кольцевых РУ.

Кроме того, принимая решение о покупке распределительного устройства, следует учитывать, что схемы работы распределительного устройства создаются с учетом расширения сетевой перспективы.

О распределительных устройствах до 1000 В

Распределительные устройства предназначены для установки в крытых помещениях, где расположены специальные шкафы (электрические щиты). Устройства 220/380В относятся к классу напряжения 0,4 кВт. Их выполняют для поставки электроэнергии потребителям или непосредственно для конкретной электрической установки, в соотношении с их предназначением.

Распределительные устройства 0,4 кВт — конструкции с максимальными возможностями. Предусмотрено оснащение защитной аппаратурой, включающей предохранители с плавкими свойствами и выключатели-автоматы; рубильными устройствами; разъединяющими выключателями; сборными шинами для их соединения; клеммными колодками, подключающими линии кабеля пользователей.

Комплектация

В низковольтных щитах устанавливают не только силовые цепи, но и другие сопутствующие устройства и цепи.

Среди них стоит выделить:

устройства, учитывающие электроэнергию, силовые трансформаторы;
цепи для отображения и сигнализации позиции коммутационной аппаратуры;
аппаратура, позволяющая измерять и контролировать силу напряжения и тока в отдельных участках электрической цепи прибора;
в сетях типа ІТ устройства индикации и предохранения от замыкания;
приборы автоматического введения в работу резервных устройств и контуров;
прибор для управления устройствами коммутационного типа удаленно (приборы с моторными приводами).

К разряду указанных механизмов относятся и щиты постоянного тока (они распределяют электрический ток от преобразователей и аккумуляторных батарей с целью обеспечения питанием оперативных цепей электрооборудования и автоматических устройств или приборов защиты релейного вида).

О высоковольтных распределительных устройствах

Оборудование распределения с напряжением 1000 В и больше располагаются в середине помещения (их называют устройствами закрытого типа или ЗРУ) и за пределами помещений (устройства открытого типа или ОРУ).

В первых аппаратуру помещают в КСО (сборные камеры одностороннего обслуживания) или в КРУ (комплектные распределительные устройства).

КСО являются достаточно популярными изделиями. Во-первых, конструкции можно легко установить в помещении с небольшой площадью, поскольку их можно смонтировать впритык к стене или к другой поверхности, в том числе и друг к другу тыльной стороной. Во-вторых, в таких камерах есть несколько отделений, каждое из которых закрыто специальной сеткой или дверцей.

Комплектация КСО зависит от ее предназначения. Внутри камеры может находиться ряд компонентов. Речь о высоковольтных выключателях (питают отходящие линии), разъединителях, силовых трансформаторах, рычагах управления, приводах выключателей, низковольтных цепях, защитных устройствах, рассчитанных на управление конкретной линией системы, трансформаторах напряжения, предохранителях и разрядниках.

КРУ — комплектные распределительные устройства. Отличие от РУ в том, что они поступают на место сборки и эксплуатации полностью укомплектованными всеми необходимыми на конкретном объекте приборами и устройствами: включения, защиты, контроля, коммутации, распределения и т.д. Имеют вид короба (шкафа) с отдельными рабочими отсеками для трансформаторов, приборов, рубильников, входящих и выходящих шин.

Чаще всего шкаф имеет выдвижную (выкатную) часть. Это существенно упрощает процесс обслуживания и ремонта. Оборудование, которое находится в этой части, бывает разным. Это зависит от особенностей энергопотребления каждого объекта (разрядников, трансформаторов, выключателей).

Выдвижной отсек сконструирован таким образом, что можно не отключать полностью энергоснабжение объекта каждый раз при любых работах, в том числе при проверке состояния рабочих узлов. Конструктивно предусмотрены три позиции: рабочая, контрольная и ремонтная.

В рабочем положении все цепи остаются подключёнными. В контрольном положении главные цепи остаются подключенными. Это особенно важно для работы предприятий непрерывного цикла, где нельзя прерывать энергоснабжения основных технологических линий. В зависимости от необходимости отключается только вспомогательные и второстепенные цепи.

В ремонтном положении размыкаются все цепи, а выдвижной отсек извлекается из шкафа для замены вышедших из строя элементов.

Есть конструктивные требования к удобству обслуживания таких узлов — усилие при выдвижении отсека не должно превышать 50 килограмм/сил (кгс) или 500Н.

Для безопасности работ в рабочем и контрольном положении при выкатывании отсека стационарные шины, остающиеся под напряжением, закрывают в автоматическом режиме посредством изолирующих створок.

Токопроводящие детали КРУ производятся преимущественно из алюминия, меди или сплавов с наименьшим сопротивлением, технологически предназначенных для передачи энергии. При силе тока до 200А допускается использование стальных шин. Сечение шин и сплавы, из которых они выполнены, подбираются расчётным путем при проектировании и конструировании КРУ. Для чего обращаются к действующим таблицам и нормативам в зависимости от специфики энергопотребления каждого объекта: номинальное потребление, пиковые и пусковые нагрузки.

Для производства вспомогательных цепей предпочтение отдается изолированной проводке из меди. Параметры сечений более 1,5 кв. мм, даже если это сети минимальной мощности. Счетчики энергопотребления присоединяются посредством проводов с сечением не меньше 2,5 кв. мм. Требование к толщине спаянных соединений — не менее 0,5 кв. мм.

Читать еще: Выключатель вакуумный вбпс 35iii 25 630

Неподвижные участки цепи производятся из одножильного изолированного провода. Участки, которые складываются и раскладываются при выдвижении отсека, изготавливаются из многожильного провода, который не может сломаться при многократных изгибах. Для того, чтобы отсоединить выдвижной отсек от цепей шкафа, применяются штепсельные разъёмы.

Система заземления и все компоненты изоляции КРУ обязаны отвечать расчётным нормативным требованиям на термо- и электродинамическую стойкость при пользовании, пиковых нагрузках и в случае короткого замыкания.

Подвижные детали обязаны отвечать требованиям по механической стойкости и выдерживать определённое производителем количество циклов вкл/выкл, размыкания, открытия и закрытия и т.д. К подвижным узлам в КРУ относятся токопроводящие контакты в пускателях и рубильниках всех сетей, штепсельные разъединители, а также изолированные от сетей детали – двери, корпус выдвижного отсека, защитные шторы.

Требования к минимальному количеству рабочих циклов определяются ПУЭ (Правила устройства электроустановок). Кроме эксплуатационных требований, к КРУ предъявляются требования по безопасности.

При выдвижении отсека все не изолированные части цепи автоматически закрываются изолированными шторками. Эту защиту нельзя случайно открыть, а снять можно только с помощью специальных ключей.

Все узлы, пребывающие под напряжением, разделены внутри шкафа по отсекам изолирующими перегородками. Запрещено использовать для подключения заземления резьбовые фиксаторы корпуса. Для этого предусмотрен резьбовой контакт со специальным знаком или подписью «земля».

Габариты шкафа зависят от размеров узлов, необходимых для энергообеспечения объекта.

Разрешается монтаж выключателей разных типов. Речь об электромагнитных, газовых, маломасляных, вакуумных. Расположение разводки (вторичных цепей) зависит от потребностей объекта.

КРУ устанавливают в помещениях и снаружи. Корпус наружных вариантов (КРУН) защищен от атмосферных осадков.

Схемы подключения в КРУ выполняются секционными или системными способами. В первом случае одна секция питает только одного потребителя. Во втором случае возможно переключение потребления. Это даёт возможность не прерывать электроснабжение, если нет напряжения на одной из шин, а также регулировать нагрузки.

Для стабильности энергоснабжения используют также обходные системы шин. В случае ремонта сети энергоснабжения проводится по ним.

Есть отличия в организации сети по радиальному и кольцевому принципу. В первом варианте один потребитель подключается от одного выключателя. Во втором варианте сеть закольцована и питание возможно от нескольких выключателей. Такая система надежнее и практичнее.

Подробно об элегазовых выключателях

Принцип действия и область применения

За счет чего работает элегазовый выключатель большого напряжения? За счет изолированности фаз между собой посредством элегаза. Принцип работы механизма следующий: при поступлении сигнала об отключении электрического оборудования, контакты каждой камеры размыкаются. Встроенные контакты создают электрическую дугу, которая размещается в газовой среде.

Эта среда разделяет газ на отдельные частицы и компоненты, а из-за высокого давления в резервуаре, сама среда снижается. Возможное применение дополнительных компрессоров, если система работает на низком давлении. Тогда компрессоры усиливают давление и образовывают газовое дутье. Также используется шунтирование, применение которого необходимо для выравнивания тока.

Обозначение на схеме ниже указывает расположения каждого элемента в механизме выключателя:

Что касается моделей бакового вида, так в них контроль осуществляется с помощью приводов и трансформаторов. Для чего нужен привод? Его механизм является регулятором и его назначение заключается в том, чтобы включать или выключать электроэнергию и, если необходимо, удерживать дугу на установленном уровне.

Приводы делятся на пружинные и пружинно-гидравлические. Пружинные обладают большой степенью надежности и имеют простой принцип работы: вся работа делается благодаря механическим деталям. Пружина способна под действием специального рычага сжимать и разжиматься, а также фиксироваться на установленном уровне.

Пружинно-гидравлические приводы выключателей дополнительно имеют в конструкции гидравлическую систему управления. Такой привод считается более эффективным и надежным, ведь пружинное устройство может само изменить уровень фиксатора.

Преимущества и минусы элегазовых выключателей

Приборы обладают несомненными плюсами:

универсальность. Их можно ставить в сетях с практически любым напряжением;
неприхотливость — ЭВ работают даже в пожароопасных местах и сейсмоопасных зонах;
скорость срабатывания. Элегаз реагирует на возникновение дуги за доли секунды, благодаря чему происходит почти моментальное обесточивание защищаемых устройств;
долговечность. Газ не изнашивает соприкасающиеся с ним элементы, газовая смесь не деградирует и не нуждается в регулярной замене, а внешняя оболочка ЭВ прочна и хорошо защищает от неблагоприятных воздействий;
работают и с переменным, и с постоянным высоким напряжением. Это выгодно отличает их от не способных функционировать в высоковольтных сетях вакуумных;
взрыво- и пожаробезопасность;
замкнутая рабочая среда — при срабатывании не происходит выхлопа вовне.

Но есть и обусловленные конструкцией недостатки:

высокая стоимость. Элегазовый выключатель просто устроен, но сложен в производстве, синтез газовой смеси также довольно трудоемок и затратен;
нельзя поставить в произвольном месте. Выключатели монтируются только на особый электрический щит или специально подготовленных фундамент;
требовательность к температурным условиям — при низких температурах ЭВ неэффективны (но элегаз можно подогревать);
для обслуживания требуются специфические навыки и оборудование;
система с электромагнитным приводом нуждается в емком аккумуляторе.

Основной недостаток смеси — наблюдающийся при определенных условиях ее переход в жидкую фазу. Это происходит при некоторых соотношениях температуры и давления. Например, в холодных условиях (минус 40 градусов Цельсия) требуется давление не выше 0.4 МПа с плотностью газа ниже 0.03 килограмма на кубический сантиметр — что не обеспечивает должных характеристик. Поэтому на практике во избежание перехода в состояние жидкости элегаз подогревают.

Свойства элегаза.

Элегаз (электротехнический газ) представляет собой шестифтористую серу SF6 .
При рабочих давлениях и обычной температуре элегаз — бесцветный, без запаха, не горюч, в 5 раз тяжелее воздуха. Элегаз не стареет, т.е, не меняет своих свойств с течением времени, при электрическом разряде распадается, но быстро рекомбинирует, восстанавливая первоначальную диэлектрическую прочность. При температурах до 1000 К элегаз инертен и нагревостоек, до температур Порядка 500 К химически не активен и не агрессивен по отношению к металлам, литьевой смоле и резинам.
Элегаз является «электроотрицательным» газом. Его молекулы в электрическом поле обладают способностью захватывать электроны, образуя малоподвижные, тяжелые отрицательные ионы. Благодаря этому элегаз обладает высокой электрической прочностью. При давлении 0,23 МПа разрядное напряжение в элегазе равно разрядному напряжению трансформаторного масла. В элегазе при атмосферном давлении может быть погашена дуга с током, в несколько раз превышающим ток, отключаемый в воздухе при том же давлении молекулы элегаза улавливают электроны дугового столба; потеря электронов делает дугу неустойчивой, и она легко гаснет. В струе элегаза, т.е, при газовом дутье, электроны из дугового столба поглощаются еще более интенсивно.
Эксплуатационная способность элегаза улучшается в равномерном поле, поэтому конструкция отдельных элементов выключателя должна обеспечивать наибольшую равномерность и однородность электрического поля.
В неоднородном поле появляются местные перенапряженности электрического поля, которые вызывают коронирующие разряды. Под действием этих разрядов элегаз разлагается, образуя низшие фториды, действующие неблагоприятно на конструкционные материалы, используемые в дугогасящем устройстве. Во избежание разрядов поверхности металлических экранов, выравнивающих поле, должны быть чистыми, гладкими, без заусенцев. Грязь, пыль, металлические частицы на поверхности экранов создают локальную неоднородность поля, ухудшающую электрическую прочность элегазовой изоляции.
Высокая диэлектрическая прочность элегаза обеспечивает высокую степень изоляции при минимальных размерах и расстояниях, а надежное гашение дуги и охлаждаемость элегаза увеличивают отключающую способность выключателей и уменьшают нагрев токоведущих частей. Применение элегаза позволяет при прочих равных условиях увеличить токовую нагрузку на 25 %.
Недостатком элегаза является переход его в жидкое состояние при сравнительно высоких температурах (-40°С), что определяет дополнительные требования к температурному режиму элегазового оборудования в эксплуатации, например, бак элегазового выключателя нагревают до +12С.

Элегазовый выключатель с гашением дуги вращением.

Элегазовые выключатели среднего класса напряжения имеют больше разновидностей, чем вакуумные. Выше мы рассмотрели наиболее распространенный элегазовый компрессионный выключатель. Сейчас рассмотрим принцип действия более нового элегазового выключателя, принцип действия которого радикально отличается от описанного выше выключателя. На рис. 9. представлен элегазовый выключатель с гашением дуги вращением.
При включенном состоянии ток течёт по главному токопроводу, который состоит из верхнего и нижнего токового ввода (1и 14) и из неподвижного дугогасящего контакта и подвижного контакта главного токопровода и дугогасящего контакта (7,10 и 11). После команды отключения привод приводит в действие вал (13), который вращаясь через систему уплотнения, передает механически момент рычагу (12).

1 – верхний токовый ввод.
абсорбирующий материал. корпус из изолирующего материала
точки крепления катушка
главный токовый ввод неподвижный дугогасящий контакт
верхнее кольцо дуги нижнее кольцо дуги
подвижный контакт главного токопровода подвижный дугогасящий контакт
рычаг из изолирующего материала вал с герметизируюииш уплотнением
нижний токовый ввод Рис. 9. Элегазовый выключатель с гашением дуги вращением.

Замкнутый выключатель Разомкнутый главный контакт Период дугогашения Разомкнутый
выключатель Рис. 10. Принцип работы элегазового выключателя с гашением дуги вращением.
Рычаг тянет за собой вниз подвижный контакт главного токопровода, на котором закреплен подвижный дугогасящий контакт. После разрыва главного токопровода дуга начинает гореть между неподвижным и подвижным дугогасящими контактами и переходит между верхним и нижним кольцами дуги. При этом отключаемый ток перераспределяется от главного токопровода на дугогасительный токопровод, протекая через катушку (5) верхнего и нижнего колец дуги . После перераспределения тока от главного токопровода на дугогасительный, под воздействием магнитного поля катушки, дуга начинает вращаться на поверхности колец, выдуваясь и охлаждаясь элегазом. После гашения тока при переходе через нуль дуга полностью гаснет и элегаз восстанавливает изоляционную прочность между верхним и нижним кольцами. Описанный процесс изображен на рис. 10. Гибридной конструкцией вышеописанных, автокомпрессионного и с гашением дуги вращением, элегазовых выключателей является, так называемый, автокомпрессионный элегазовый выключатель с гашением дуги вращением, принцип действия которого приводится на рис 11. Рис. 11. Принцип работы автокомпрессионного элегазового выключателя с гашением дуги вращением.
Из рисунка видно, что при включенном состоянии ток течет через главный токопровод. После команды отключения, в начальный момент, происходит разрыв главного токопровода. При этом неподвижный и подвижный дугогасящие контакты остаются замкнутыми и отключаемый ток перераспределяется от главного токопровода на дугогасительный токопровод протекая через катушку неподвижного дугогасящего контакта, подвижный дугогасящий контакт и через гибкую шину. После расхождения неподвижного и подвижного дугогасящих контактов, между ними загорается дуга, которая под воздействием магнитного поля катушки вращается по поверхности неподвижного и подвижного дугогасящих контактов, выдувается и охлаждается элегазом через подвижный дугогасительный контакт под воздействием избыточного давления дугогасительной камеры. При полном расхождении контактов дуга полностью гаснет и элегаз восстанавливает изоляционную прочность между контактами.

Преимущества применения элегазовых выключателей

По сравнению с масляными и вакуумными аналогами, элегазовые выключатели имеют ряд достоинств:

• Хороший энергоресурс – запас прочности на большое количество циклов отключений и включений

0 0 голоса

Рейтинг статьи