Oncool.ru

Строй журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Высоковольтные выключатели с электроприводом

Виды высоковольтных выключателей и их различия

Короткое замыкание (к.з.) – самый тяжелый режим работы высоковольтного выключателя, к которому уделяют пристальное внимание при проектировании ВВ. Объяснением особого подхода служит процесс возникновения электрической дуги между расходящимися контактами в момент размыкания. Интенсивность дуги зависит от силы тока в электрической сети при срабатывании ВВ, которая в режиме к.з. превышает все допустимые величины. Поэтому коммутационный аппарат снабжают дугогасительными системами, которые способны подавить («разорвать») дугу за доли секунды. В зависимости от ситуации применяют различные по быстродействию высоковольтные выключателинебыстродействующие (время выключения 0.12-0.25 с), умеренного действия (0.08-0.12 с), быстродействующие (0.06-0.08 с) и сверхбыстродействующие (до 0.06 с). Кроме дугогасительного устройства каждый ВВ в своей конструкции имеет взрывобезопасный корпус, токоведущие и изоляционные элементы, контактную систему и приводное устройство, которое может быть с электромагнитным, пружинным, пневматическим или гидравлическим механизмом.

Производят высоковольтные выключатели рассчитанными на номинальные токи до 50 кА, номинальное напряжение от 6 до 750 кВ при отключаемой мощности до 40*10 3 МВА. Основным отличием конструкции ВВ, по которому принято классифицировать выключатели, является способ гашения электрической дуги. По этому признаку ВВ бывают масляные, воздушные автопневматические, воздушные выключатели, автогазовые, элегазовые, электромагнитные и вакуумные. У масляного выключателя дуга гасится в масляной среде. Эта группа высоковольтных выключателей состоит из маломасляных выключателей, в которых масло служит только средой гашения дуги, и баковых выключателей с большим объемом масла, которое помимо основной функции играет роль изолятора токоведущих частей.

В элегазовых выключателях статус дугогасящей среды получил электропрочный газ SF6 (элегаз), который циркулирует внутри системы выключателя и не выбрасывается наружу. В момент гашения дуги автопневматический аппарат направляет элегаз, сжатый поршневым устройством, в зону коммутации. По количеству газа элегазовые ВВ различают колонкового и бакового типа.

Для гашения дуги вакуумных высоковольтных выключателей используют такую характеристику вакуума как электрическая прочность, которая в десятки раз превышает показатели газа при атмосферном давлении. В момент размыкания контактов образуется вакуумная дуга, которая получается путем испарения частиц металла, по которому проходит ток. Дуга существует малый промежуток времени (7-10 микросекунд), пока синусоида тока не достигнет нулевой отметки.

В воздушных высоковольтных выключателях гашение плазменной дуги, возникающей при коммутационных процессах, происходит с помощью потока сжатого воздуха, получаемого от компрессора и хранящегося в ресивере. Зачастую в параллель к дугогасящим контактам присоединяют шунтирующее сопротивление, которое помогает погасить плазменную дугу.

Воздушный автопневматический высоковольтный выключатель не нуждается в установке дополнительного оборудования для образования потока воздуха, гасящего дугу. Сжатие воздуха осуществляется отключающей пружиной привода ВВ, которая приводит в движение поршень, нагнетающий атмосферный газ в дугогасящую камеру. В отличие от воздушных типов высоковольтных выключателей автогазовые выключатели используют для гашения дуги газ, выделяемый из стенок дугогасящей камеры (в ее состав входит вулканизированная фибра, мочевиноформальдегидная смола и т.п.) под воздействием высокой температуры коммутационного процесса размыкания контактов. В основном автогазовые выключатели выступают в роли выключателей нагрузок и используются только для коммутации нагрузок под номинальным значением тока. От сверхтоков и токов короткого замыкания потребителей защищают плавкие предохранители с кварцевым наполнителем.

В электроустановках с частыми коммутационными операциями чаще всего устанавливаются электромагнитные выключатели. Гашение дуги в данном типе высоковольтного выключателя осуществляется путем значительного приумножения сопротивления плазмы из-за увеличения её длины под действием электромагнитного поля и низких температур в дугогасящей камере.

Различают высоковольтные выключатели не только по конструктивному признаку, но и по назначению. Самым распространённым является сетевой ВВ, рассчитанный на напряжение от 6 до 750 кВ. Его задачей является пропускание, коммутация тока при нормальных условиях работы электрической цепи, а также отключение питания при возникновении аварийных ситуаций (например, режим короткого замыкания).

Следующий вид высоковольтных выключателей – генераторный. Он рассчитан на коммутацию напряжения от 6 до 20 кВ и применяется исключительно в цепях электрических машин, таких как мощные электродвигатели, генераторы, синхронные компенсаторы и т.п. Выполняет функции, схожие с функциями сетевого ВВ. Отличительная особенность генераторного выключателя – это большие значения тока отключения и номинального тока, которые могу достигать 10 000 А. В качестве генераторного выключателя чаще всего используется электромагнитный ВВ из-за устойчивости к частым коммутациям. В свою очередь, в электрических цепях электротермического оборудования (например, сталеплавильные печи) используются специально разработанные выключатели напряжения, рассчитанные на напряжение от 6 до 220 кВ. При разработке ВВ учитывались особенности термического процесса.

В сетях до 10 кВ повсеместно для коммутации малых нагрузок (порядка 3-10 МВА) применяются высоковольтные выключатели, которые получили название «выключатели нагрузки» (ВН). ВН рассчитаны для коммутации в нормальном режиме и не предназначены для разрыва сверхтоков, возникающих при коротком замыкании.

Воздушные высоковольтные выключатели считаются наименее эффективным типом из-за своих внушительных габаритов и дороговизны обслуживания, поэтому на электростанциях (или других объектах) происходит постепенная модернизация с заменой их на ВВ с иным принципом действия. Важным параметром, которым нельзя пренебрегать при выборе модели аппарата, является механическая прочность ВВ, которая зависит от конструкции – чем она проще, тем выше механическая прочность. Среди рассмотренных типов высоковольтных выключателей самый высокий показатель прочности имеет вакуумный выключатель, а наименьший – масляный выключатель.

Электрическая прочность дугогасящей среды – следующий критерий сравнительной характеристики, которым часто руководствуются при подборе необходимого ВВ. Элегазовая среда гашения дуги обладает самыми высокими диэлектрическими параметрами, особенно при напряжении выше 110 кВ. При напряжении до 110кВ вакуумная дугогасящая среда не уступает по электрической прочности элегазовой. Наименьший показатель прочности у масляного выключателя, что объясняется низкой устойчивостью масла к высоким температурам и его испарением при возникновении дуги горения.

Важным параметром любого типа высоковольтного выключателя принято считать коммутационный ресурс выключателя (общее количество рабочих циклов). Количество циклов выключения/включения, которое может осуществить выключатель, связано с силой тока коммутации – с ростом величины тока снижается срок службы составных частей оборудования. Каждый высоковольтный выключатель рассчитан на конкретное (гарантированное) количество «разрываний» электрической сети. К недостаткам вакуумных причисляют тот факт, что по исчерпанию коммутационного ресурса его необходимо поменять, из-за невозможности проведения работ по замене компонентов выключателя. В свою очередь, у элегазовых и электромагнитных высоковольтных выключателей по окончании коммутационного ресурса есть возможность проведения капитального ремонта, в процессе которого происходит общий осмотр выключателя, проверяется степень износа элементов конструкции аппарата и выносится заключение о дальнейшем сроке эксплуатации ВВ. Масляный выключатель по истечении коммутационного ресурса также подлежит восстановлению, но со значительно меньшим межремонтным периодом.

В большинстве случаев после семи раз срабатывания выключателя при возникновении токов короткого замыкания предписано проводить капитальные работы по ремонту коммутационного аппарата. Главным образом это связано с тем, что трансформаторное масло (дугогасящая среда) теряет свои изоляционные свойства и способность гасить дугу и подлежит обязательной замене.

Если сравнивать вес разных типов высоковольтных выключателей для работы с напряжением 110 кВ, то масляные выключатели обладают в несколько раз большими габаритными размерами и массой, чем элегазовые или вакуумные при схожих эксплуатационных характеристиках.

Невозможно со стопроцентной вероятностью определить, какой выключатель надежней всех остальных, так как коммутационный ресурс, механическая прочность, быстрота реагирования на аварийные ситуации и прочие параметры зависят от качества сборки и материалов, из которых изготовлены составные части конструкции выключателя. Важным критерием, указывающим на надежность высоковольтного выключателя, считается гарантийный срок обслуживания того или иного типа выключателя.

В последнее время все яснее видна тенденция производителей высоковольтных выключателей – это создание аппаратов интеллектуального типа. Такие современные модели в своей основе имеют вакуумный выключатель с интегрированными в него приборами, которые выполняют три основных функции – защита, коммутация и измерения. Все входящие в состав выключателя функциональные модули (модуль связи, модуль бинарного входа/выхода, вычислительный модуль) соединены в одну общую систему. Они непрерывно в реальном времени обмениваются информацией, несомненно увеличивая коммутационные характеристики выключателя. Многие инновационные энергокомпании переводят свои объекты на использование ВВ интеллектуального типа. Произвести монтаж, наладку или капитальный ремонт высоковольтного выключателя могут сотрудники компании ЭДС-ИНЖИНИРИНГ, которые имеют многолетний опыт работы с электротехническим оборудованием.

Высоковольтный частотно-регулируемый привод ВЧРП-ТМ

ВЧРП – преобразователь частоты среднего напряжения с многоуровневым IGBT инвертором переменного тока для промышленных нагрузок мощностью до 17,5 МВА с номинальным выходным напряжением 3 кВ, 6 кВ и 10 кВ.

Читать еще:  Выключатель прима открытой проводки технические характеристики

Высоковольтный частотно-регулируемый привод ВЧРП-ТМ

Благодаря применению современных схемотехнических решений электропривод ВЧРП работает как с ранее установленными так и с новыми асинхронными или синхронными двигателями

Конструктивные особенности ВЧРП-ТМ для работы на среднем напряжении

  • Архитектура последовательно соединенных ячеек-инверторов с применением IGBT до 1700 В для большей надежности и высокого КПД. Мостовые диодные выпрямители обеспечивают работу с высоким коэффициентом мощности. При столь высоком коэффициенте мощности не требуется конденсаторная установка для повышения коэффициента мощности.
  • Многообмоточный трансформатор обеспечивает малые искажения во входной сети. Конструкция превосходит требования стандарта ГОСТ 13109 (что касается вопросов по показателям искажений входного тока).
  • Модульная выдвижная конструкция силовых ячеек минимизирует время, необходимое для любого технического обслуживания.

Сертификаты и патенты ВЧРП-ТМ

В результате научно-практической деятельности в процессе разработки ВЧРП получены следующие патенты на изобретение:

  • Многоуровневый преобразователь электроэнергии для питания синхронных и асинхронных двигателей от источника высокого постоянного напряжения. (патент, формула изобретения)
  • Способ распределения мощности в многоуровневом преобразователе частоты для питания синхронных и асинхронных двигателей. патент
  • Высоковольтные преобразователи частоты серии ВЧРП успешно прошли экспертизу и включены в Реестр ОВП «АК «Транснефть» (реестр основных видов продукции, поставляемых на объекты ОАО «АК «Транснефть»). Экспертное Заключение о соответствии продукции «Преобразователи частоты регулируемые высоковольтные серии ВЧРП» за регистрационным номером № 51300-2036-5421, подтверждает соответствие требованиям ОТТ-29.160.30-КТН-071-13 «Магистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. Устройства частотного регулирования скорости электродвигателей напряжением выше 1000 В. Общие требования».

Входные силовые цепи

Силовая схема электропривода ВЧРП состоит из входного трансформатора и однофазных ячеек ШИМ-инверторов. Для 6 кВ шесть инверторных ячеек соединяются последовательно в каждой фазе, формируя выход с 18 ступенями выходного напряжения.

Три класса конструктивного исполнения преобразователя частоты ВЧРП по напряжению:

  • 3 кВ, 3 фазы, 50 Гц
  • 6 кВ, 3 фазы, 50 Гц
  • 10 кВ, 3 фазы, 50 Гц

Блок ввода-вывода поддерживает энкодер, входы-выходы 24 В постоянного тока, входы 220 В переменного тока и аналоговые входы-выходы, стандартно. Все входы-выходы выведены на разъемный клеммный блок для удобного обслуживания, расположенный в правом отсеке шкафа.

Высоковольтный частотно-регулируемый привод может быть установлен по желанию Заказчика в блочно-модульное здание контейнерного типа полной заводской готовности.

Ячейки инвертора

Каждая ячейка инвертора для высоковольтного привода содержит трехфазный диодный выпрямитель и однофазный IGBT инвертор, объединенные шиной постоянного тока. Ячейка инвертора (одного модуля) может быть выдвинута по направляющим для обеспечения возможности сервисного обслуживания. Все модули одинаковые. Среднее время восстановления преобразователя частоты ВЧРП-ТМ не более 30 минут.

В соответствии с требованиями эксплуатации высоковольтного преобразователя частоты предусмотрена система принудительного воздушного охлаждения:

  • забор воздуха через дверцы шкафа электропривода.
  • восходящий поток через ячейки-инверторы и трансформатор
  • вытяжное устройство наверху шкафа электропривода.

Основные технические характеристики ВЧРП-ТМ

  • Мощность от 250 кВт до 14,5 МВт;
  • Работа с отклонением питающей сети 25% от номинала 3, 6, 10 кВт;
  • Работоспособность при полном пропадании сети в течение 0, 3 сек.;
  • Сейсмостойкость 9 баллов;
  • При изготовлении в блочно-модульном здании возможна эксплуатация при температуре от – 60 до + 60 0С;
  • Высокая степень надежности (средняя наработка на отказ 100 000 часов).
  • Внедрение преобразователя частоты ВЧРП-ТМ дает возможность реализовать энергосберегающие программы на всех промышленных предприятиях, где используются мощные высоковольтные двигатели
  • Экономия электроэнергии до 25-40 %
  • Увеличение ресурса приводных электродвигателей
  • Снижение эксплуатационных и производственных затрат

Многофункциональный испытательный комплекс

АО «ЧЭАЗ» располагает уникальной испытательной базой, позволяющей проводить различные виды работ с высоковольтными и низковольтными преобразователями частоты, с тиристорными преобразователями для управления двигателями постоянного тока (Uя = 600 В, Iя = 1200 А), устройствами плавного пуска, как высоковольтными, так и низковольтными, а также другими устройствами с напряжением питания 380 В, 690 В, 3кВ, 6 кВ, 10 кВ. Общая площадь испытательного комплекса составляет 720 м². Оборудование испытательного комплекса выполнено в виде составных частей: электромеханическая часть, силовое оборудование, система управления.

Предусмотрена возможность переключения соединений реакторов с параллельного на последовательное. С этой целью спроектированы коммутационные шкафы с соединительными шинами. Установка необходимых перемычек обеспечивает включение двух реакторов последовательно, одного реактора, двух реакторов параллельно. В результате получена возможность создать индуктивность для испытаний практически полного модельного ряда ВЧРП с номинальными токами от 160 до 1000 А, что соответствует стандартному ряду электродвигателей от 1 до 12,5 МВт. Испытание ВЧРП при работе на полную нагрузку проводится путем отдачи энергии испытуемого ВЧРП в питающую сеть (рекуперации). Для этого выход испытуемого ВЧРП подключается к питающей сети через сглаживающие реакторы и измерительную ячейку. При этом сам ВЧРП переводится в режим работы синхронизации выходного напряжения с напряжением питающей сети.

Испытуемый ВЧРП запитывается через сглаживающие реакторы и измерительную ячейку от регулятора напряжения, построенного на базе стендового ВЧРП. Фактически, мощность циркулирует по кольцу с выхода стендового ВЧРП на вход испытуемого ВЧРП и с выхода испытуемого ВЧРП – обратно на вход стендового ВЧРП. Из сети потребляется мощность потерь оборудования, по которому протекает испытательный ток. При этом стендовый ВЧРП повышает напряжение до уровня, при котором компенсируется падение напряжения на элементах схемы при протекании заданного тока. Схема циркуляции энергии запитывается от сети индукционный регулятор напряжения, обеспечивающий требуемый уровень напряжения от 0,38 до 11 кВ. Индукционный регулятор при вводе схемы в работу обеспечивает мягкое включение трансформатора стендового ВЧРП и зарядку конденсаторов испытуемого ВЧРП. Проверка функционирования систем управления электродвигателем осуществляется путем подключения стендового электродвигателя к выходу испытуемого ВЧРП. При этом сам испытуемый ВЧРП запитывается от индукционного регулятора напряжения. Безопасность работы и необходимые отключения в аварийных режимах осуществляются путем работы необходимых блокировок.

Система обработки информации по результатам испытаний представлена комплексом ПЭВМ и специальным программным обеспечением, позволяющим проводить взаимно-коррекционный и статистический анализ параметров, а также их отображение в графическом и табличном виде. Управляющий интерфейс – пакет программ обеспечивает прямую связь между структурой электропривода, отображаемой на экране ПЭВМ в виде мнемосхем или таблиц параметров со структурой и параметрами реальной системы управления, функционирующей в микропроцессорном ядре ПЧ. Поддерживаются следующие основные функции:- соединение с любым из ПЧ, установленным на испытательном комплексе и связанным сетью ModBus (физическая линия RS-485), с помощью адаптера PC-CAN/RS- 485;- просмотр и редактирование всех параметров и переменных ПЧ, с последующей загрузкой измененных параметров в ПЧ (режим параметрирования);- мониторинг основных переменных и флагов состояния электроприводов с заданной частотой обновления, в числовом и графическом виде (режим осциллографа);- формирование управляющих сигналов ПЧ: «Снятие блокировки», «Разрешение задания», «Реверс задания», «Сброс защит», текущее задание по скорости (моменту);- формирование и запуск циклограмм.

Наличие специального высоковольтного трансформатора ТСЗ 1600-6,3/10-6-3 на номинальное напряжение сетевой обмотки 6кВ обеспечивает возможность снятия с вентильных обмоток трех значений номинального напряжения (3, 6, 10 кВ) при активной нагрузке. Для каждого значения номинального напряжения имеется возможность изменять значение напряжения в пределах ±25% Uном и ±30 % Uном.

Наличие электроприводов постоянного тока, в качестве нагрузочных, позволяет не только регулировать момент нагрузки на валах асинхронных двигателей, но и рекуперировать часть электроэнергии в питающую сеть (вторичную обмотку трансформатора, питающую тиристорные преобразователи).

Тиристорные преобразователи типа ЭПУ1М-7-2- с цифровым управлением, входящие в состав электрооборудования, это реверсивные однозонные электроприводы с обратной связью по скорости (BR) и по ЭДС двигателя (тип обратной связи выбирается с пульта управления – программно). Заданные статические характеристики электроприводы обеспечивают в диапазонах регулирования скорости: 1:2000 – (с обратной связью по скорости), 1:20 – (с обратной связью по ЭДС). Электроприводы ЭПУ1М-7-2 позволяют формировать различные нагрузочные характеристики (вентиляторную, насосную, линейную и т.д.) при пуске асинхронных двигателей.

Электроприводы ЭПУ1М-7-2 обеспечивают работу двигателей в режимах: длительном (S1), кратковременном (S2) и повторно- кратковременном (S3) по ГОСТ183 в соответствии с характеристиками двигателей. Электроприводы обеспечивают кратность рабочей перегрузки относительно номинального тока якорной цепи до 1,6 в течение времени не более 10 с в зависимости от уровня скорости и в соответствии с характеристиками двигателя. Среднеквадратичное значение тока нагрузки во всех режимах работы не должно превышать значения номинального тока якорной цепи. Номинальный коэффициент полезного действия якорного преобразователя не менее 0,95. В электроприводе имеются электронные защиты: — от недопустимого понижения (в том числе от обрыва фазы по причине сгорания предохранителей) сетевого напряжения в цепи управления;- от перегрева преобразователя;- от превышения допустимого времени токовой перегрузки якорной цепи (время — токовая защита);- от пробоя тиристоров и от исчезновения (в том числе по причине сгорания предохранителей) сетевого напряжения в силовой (якорной) цепи;- от превышения максимального тока якорной цепи (максимально-токовая защита);- от обрыва цепи возбуждения двигателя (в том числе по причине сгорания предохранителей);- от неправильного чередования фаз питающей сети в цепи управления.

Читать еще:  Расчет мощности автоматического выключателя калькулятор

Защита якорной цепи, цепи возбуждения и цепи управления от короткого замыкания осуществляется предохранителями. Защита от коммутационных перенапряжений осуществляется варисторами и R-C – цепями. Наличие двух двигателей постоянного тока позволяет создать регулируемый источник постоянного напряжения с выходным током до 1290 А (для сильноточных устройств, питание которых осуществляется от источника постоянного напряжения).

Электромеханическая часть

В состав электромеханической части, расположенной в отдельном помещении для выполнения требований вибро- и звукоизоляции, входят:- нагрузочный агрегат для испытаний высоковольтных устройств;- нагрузочный агрегат для испытаний низковольтных устройств.

Нагрузочный агрегат для испытаний высоковольтных устройств представляет собой сборку двигателей: асинхронного – М4 (1000 кВт, 10 кВ, 750 об/мин), двух двигателей постоянного тока — М2, М3 (710 кВт, 0,6 кВ, 710 об/мин) и асинхронного — М1 (1000 кВт, 6 кВ, 750 об/мин). Двигатели постоянного тока имеют двухсторонний выход открытых концов вала. Валы всех двигателей соединены между собой муфтами. Параллельная работа двух двигателей постоянного тока позволяет в режиме ПВ (при среднеквадратичном токе не превышающем номинальное значение) позволяет увеличить нагрузочную способность агрегата. Нагрузочный агрегат для испытаний низковольтных устройств представляет собой сборку двигателей: асинхронного двигателя – М6 (400 кВт, 0,4 кВ, 1000 об/мин) и двигателя постоянного тока – М5 (450 кВт, 0,6 кВ, 900 об/мин).

Силовое оборудование выполнено на базе камер КСО с релейной защитой БЭМП и высоковольтных трансформаторов. Система управления включает:- шкафы управления нагрузочным электроприводом (660 В, 1500 А) c устройством подключения к сети (токоограничивающими реакторами);- автоматизированное рабочее место (АРМ) «MVisor».- испытуемые устройства. Измерительная система испытательного комплекса обеспечивает преобразование, нормализацию, индикацию и регистрацию параметров электроприводов.

Параметры, типы и принцип работы высоковольтных выключателей

Высоковольтными выключателями – называют коммутационные аппараты, производящие оперативное включение или отключение отдельных линий и электрического оборудования при нормальном или аварийном режиме, управляемых вручную, дистанционно или автоматически. Рассмотрим конструктивные особенности данных устройств, выпускаемые разновидности, порядок проверки и технического обслуживания.


Элегазовый колонковый выключатель 110 кВ(слева) и Вакуумный выключатель 10 кВ(справа)

Классификация высоковольтных выключателей

Все высоковольтные выключатели классифицируются по различным параметрам. В зависимости от способа гашения дуги, они могут быть автогазовыми и автопневматическими, вакуумными, воздушными, а также масляными и электромагнитными.

По своему назначению эти устройства классифицируются следующим образом:

  • Сетевые. Используются в электрических цепях с напряжением 6 кВ и выше. Основной функцией является пропуск и коммутирование тока в обычных условиях или в ненормальной ситуации в течение установленного времени, например, при коротких замыканиях.
  • Генераторные. Предназначены для работы с напряжением 6-20 кВ. Применяются в цепях электродвигателей с высокой мощностью, генераторов и других электрических машин. Пропускают и коммутируют ток не только в обычном рабочем режиме, но и в условиях пуска и коротких замыканий. Отличаются большим значением тока отключения, а номинальный ток может составлять до 10 тыс. ампер.
  • Устройства для электротермических установок. Рассчитаны на значение напряжений от 6 до 220 кВ и применяются в цепях с крупными электротермическими установками. Как правило, это рудотермические, сталеплавильные и другие печи. Могут пропускать и коммутировать ток в различных эксплуатационных режимах.
  • Выключатели нагрузки. Их основное назначение состоит в работе с обычными номинальными токами, они используются в сетях с напряжением от 3 до 10 кВ и осуществляют коммутацию незначительных нагрузок. Данные устройства не рассчитаны на разрыв сверхтоков.
  • Реклоузеры. Подвесные секционные выключатели, управляемые дистанционно. Они снабжены защитой и предназначены для установки на опорах воздушных линий электропередачи.

Высоковольтный выключатель может устанавливаться разными способами. С соответствии с этим они бывают опорными, подвесными, настенными, выкатными. Кроме того, эти приборы могут встраиваться в КРУ – комплектные распределительные устройства.



Параметры

В соответствии с ГОСТ Р 52565-2006 выключатели характеризуются следующими параметрами:

  • номинальное напряжение Uном (напряжение сети, в которой работает выключатель);
  • номинальный ток Iном (ток через включённый выключатель, при котором он может работать длительное время);
  • номинальный ток отключения Iо.ном — наибольший ток короткого замыкания (действующее значение), который выключатель способен отключить при напряжении, равном наибольшему рабочему напряжению при заданных условиях восстанавливающегося напряжения и заданном цикле операций;
  • допустимое относительное содержание апериодического тока в токе отключения;
  • если выключатели предназначены для автоматического повторного включения (АПВ), то должны быть обеспечены циклы:

Цикл 1: О — tбп — ВО — 180 — ВО; Цикл 2: О — 180 — ВО — 180 — ВО,
где О — операция отключения, ВО — операция включения и немедленного отключения, 180 — промежуток времени в секундах, tбп — гарантируемая для выключателей минимальная бестоковая пауза при АПВ (время от погасания дуги до появления тока при последующем включении). Для выключателей с АПВ должно быть в пределах 0,3…1,2 с, для выключателей с БАПВ (быстродействующей) — 0,3 с.

  • устойчивость при сквозных токах КЗ, которая характеризуется токами термической стойкости Iт и предельным сквозным током
  • номинальный ток включения — ток КЗ, который выключатель с соответствующим приводом способен включить без приваривания контактов и других повреждений при Uном и заданном цикле.
  • собственное время отключения — промежуток времени от момента подачи команды на отключение до момента начала расхождения дуго-гасительных контактов.
  • параметры восстанавливающегося напряжения при номинальном токе отключения — скорость восстанавливающегося напряжения, нормированная кривая, коэффициент превышения амплитуды и восстанавливающегося напряжения.



Баковые и маломасляные выключатели

Оба устройства представляют собой масляные типы высоковольтных выключателей. Деионизация дуговых промежутков в каждом из них осуществляется одними и теми же методами. Они отличаются друг от друга лишь количеством используемого масла, а также способами, с помощью которых контактная система изолируется от заземленного основания.

Баковые устройства в настоящее время сняты с производства, поскольку у них имелись серьезные недостатки. Уровень масла в баке требовалось постоянно контролировать. Оно использовалось в большом объеме, из-за чего замена масла отнимала много времени. Эти приборы относились к категории взрыво- и пожароопасных и не могли устанавливаться внутри помещений.

На смену им пришли маломасляные или горшковые выключатели, рассчитанные на все виды напряжений. Они могут устанавливаться в любые распределительные устройства, как закрытого, так и открытого типа. Масло в данном случае выступает прежде всего в качестве дугогасящей среды и лишь частично выполняет функции изоляции между разомкнутыми контактами.

Токоведущие части изолируются между собой с помощью фарфора и других твердых изолирующих материалов. Выключатели для внутренней установки оборудованы контактами, помещенными в стальной бачок или горшок. Эта конструктивная особенность дала название всему устройству. В зависимости от модели, приводы высоковольтных выключателей могут различаться между собой.

Приборы, рассчитанные на работу при напряжении 35 кВ, помещаются в фарфоровом корпусе. Наибольшее распространение получили подвесные устройства ВМГ-10 и ВМП-10 на 6-10 кВ. У них крепление корпуса осуществляется с помощью фарфоровых изоляторов к основанию, общему для всех полюсов. В свою очередь, каждый полюс оборудуется одним разрывом контактов и камерой для гашения дуги.

При работе с большими номинальными токами недостаточно одной пары контактов, которые одновременно являются рабочими и дугогасительными. Поэтому снаружи выключателя отдельно устанавливаются рабочие контакты, а внутри металлического бачка – дугогасительные.

Выпрямительная установка

Эти системы могут быть нескольких видов:

  • передвижные;
  • переносные;
  • стационарные.

Любая из них имеет:

  1. Испытательный трансформатор.
  2. Пульт управления.
  3. Высоковольтный выпрямитель.

Выпрямление осуществляется по однополупериодной схеме (это контур, проводящий во время одной половины цикла переменного тока), а обмотка трансформатора получает питание от регулировочного автотрансформатора.

Читать еще:  Поплавковый выключатель двойного действия

Ток утечки в высоковольтных установках для испытания кабеля проверяется с помощью микроамперметра (имеет два полюса: один заземлен, второй соединен с вторичной обмоткой трансформатора). В саму цепь при этом включен регистр R. Он ограничивает ток в случае пробоя кабеля.

Примеры установок для высоковольтных испытаний:

  • HVTS-HP;
  • RETOM-6000;
  • ВИСТ-120;
  • АИСТ 50/70.

Есть и многие другие, цены на них начинаются от 100 тысяч рублей.

Выключатели воздушные

Для гашения дуги в выключателях воздушного типа используется сжатый воздух под давлением 2-4 Мпа. Дугогасительное устройство и токоведущие части изолируются с помощью фарфора и других аналогичных материалов. Воздушные выключатели конструктивно различаются между собой в зависимости от таких факторов, как номинальное напряжение, способ подачи сжатого воздуха и других.

Устройства высокого номинального тока, аналогично маломасляным выключателям, оборудованы главным и дугогасительным контурами. При включении основной ток попадает на главные контакты, расположенные открыто. После отключения они размыкаются первыми и далее ток попадает уже на дугогасительные контакты, расположенные в другой камере. Непосредственно перед их размыканием из резервуара в камеру осуществляется подача сжатого воздуха, гасящего дугу, в продольном или поперечном направлении.

В отключенном положении между контактами создается изоляционный зазор необходимых размеров. С этой целью контакты разводятся на достаточное расстояние. Выключатели для внутренней установки рассчитаны на ток до 20 тыс. ампер и напряжение 10-15 кВ. Они имеют отделитель открытого типа, после отключения которого сжатый воздух перестает поступать в камеры и происходит замыкание дугогасительных контактов.

Типовая конструктивная схема воздушного выключателя состоит из дугогасительной камеры, резервуара со сжатым воздухом, главных контактов, шунтирующего резистора, отделителя и емкостного делителя напряжения на 110 кВ, обеспечивающего два разрыва на фазу. В выключателях открытой установки, рассчитанных на напряжение 35 кВ, вполне достаточно одного разрыва на фазу.

Оформление документов

В качестве доказательства, подтверждающего проверку, выступают протоколы высоковольтных испытаний электрооборудования с повышенным напряжением. Это обязательная часть проверки, которая контролируется соответствующими органами.

Документы фиксируют факт своевременного осмотра электрооборудования, а выдаются специалистами, осуществляющими высоковольтные испытания.

К нему относятся все электрические устройства, которые эксплуатируются на предприятии. Каждое из них должно иметь акт индивидуального испытания. В него включаются:

  • точное название модели оборудования и его тип;
  • серийный номер, который выбит на самом устройстве;
  • дата выпуска и всех проверок, проведенных ранее.

Протокол испытаний нужен, чтобы подтвердить осуществление проверки и разрешить дальнейшую эксплуатацию оборудования.

Если такого документа нет, органы контроля не позволят продолжить использование.

В ходе испытания нового оборудования устанавливается соответствие реальных показателей с заявленными от завода-производителя (температурный режим, мощность, допустимая нагрузка).

Отдельно проводится испытание на электробезопасность, составляется соответствующий акт.

Документы должны быть оформлены сразу после проверки. Помимо этого, срок контроля инспекторской службой также ограничен, поэтому перед началом проведения испытаний удостоверьтесь, что компания имеет на них право.

Проверку могут осуществлять предприятия, которые зарегистрированы в Ростехнадзоре и имеют разрешение на оказание услуг по высоковольтным испытаниям электрооборудования.

Элегазовые высоковольтные выключатели

Элегазом называется смесь серы и фтора в определенной пропорции. В результате образуется инертный газ с плотностью выше чем у воздуха примерно в 5 раз и электрической прочностью в 2-3 раза больше воздушной.

Данный вид выключателей, используя элегаз, способен погасить дугу, ток которой примерно в 100 раз выше тока, отключаемого в обычном воздухе, в тех же самых условиях. Такая способность объясняется возможностями молекул улавливать электроны, находящиеся в дуговом столбе, с одновременным созданием относительно неподвижных отрицательных ионов. При потере электронов дуга становится неустойчивой и очень легко гаснет. Если элегаз подается под давлением, то электроны из дуги поглощаются еще быстрее.

Электроинструмент

Это инструмент с электрическим источником энергии: дрель, шуруповерт, шлифовальная машина, отбойный молоток, резак и многое другое.

Согласно нормативам, в целях безопасности необходимо проводить испытания данных инструментов после их получения от завода-изготовителя. Его испытания также желательно проводить после ремонта, замены составляющих, в рамках графика профилактических испытаний.

При плановой проверке данные необходимо сравнивать с результатами предыдущих испытаний, включая заводские. Электроинструмент при частом пользовании лучше проверять раз в 6-8 месяцев.

Температура воздуха должна быть строго положительной, так как если в кабеле есть частицы воды, при отрицательной температуре воздуха она замерзнет. Лед – это диэлектрик, такой эффект не проявится при высоковольтном испытании.

Во избежание печальных последствий, перед началом работ исключите:

  • Повреждения на штепсельной вилке.
  • Дефекты кабеля.
  • Целостность цепи заземления.
  • Наличие защитной трубки. Она находится на стыке корпуса и кабеля электроинструмента).

Частая проверка электроинструмента обеспечит безопасность, предупредит поломки и продлит срок службы оборудования.

Виды электрозамеров:

  • проверка автоматов
  • Испытание УЗО
  • Замер сопротивления изоляции
  • Проверка заземления
  • Прогрузка АВР
  • проверка молниезащиты
  • Прогрузка автоматов
  • Испытание автоматических выключателей
  • Прогрузка силового кабеля
  • Поиск обрыва кабеля
  • обслуживание подстанций (сюда входят как ремонт, так и испытание подстанций).

Когда требуются испытания электрики?

Разумеется, самым лучшим вариантом является штатное регулярное проведение профилактических мероприятий всего имеющегося электрооборудования и коммуникаций. Однако опыт аварии на подстанции в Чагино показывает, что большинство испытаний заказываются «по остаточному принципу».

Испытания обычно производятся:

  • либо для того, чтобы выявить остаточный ресурс какой-либо системы;
  • либо для того, чтобы проверить соответствие заявленных технических параметров электроаппаратуры и кабелей реальности.

В обоих случаях требуется, чтобы данные мероприятия производились максимально безопасно (то есть квалифицированно), а также оперативно. обладает всем необходимым перечнем оборудования, а также полностью укомплектованным штатом компетентных специалистов для проведения электроиспытаний любого характера.

Выбор высоковольтных выключателей: по типам, мощности, расчет, формулы, примеры

Все высоковольтные потребители подстанций, питающиеся от подстанций (цеховые трансформаторы, высоковольтные двигатели, батареи конденсаторов), подсоединяют посредством высоковольтных ячеек. Рекомендуется использовать комплектные ячейки КРУ и КСО. Такое решение позволяет существенно повысить производительность монтажных работ, сократить стоимость подстанций, повысить надежность электроснабжения и безопасность обслуживания. Выбор конкретной ячейки комплектного распределительного устройства зависит от токов рабочего режима и короткого замыкания в соответствующем присоединении, предопределяющих выбор выключателя или другого коммутационного аппарата.

В распределительных устройствах 10 (6) кВ применяют маломасляные, элегазовые, вакуумные и другие выключатели. Большой диапазон исполнений дает возможность применять выключатели как для присоединения электроустановок средней мощности, так и на стороне вторичного напряжения крупных трансформаторов.

Количество ячеек, присоединенных к секции шин, должно быть выбрано исходя из следующих потребностей: по одной ячейке на каждое проектируемое присоединение 10(6) кВ; по одной резервной ячейке на каждой секции шин; ячейка с межсекционным выключателем; ячейка с измерительным трансформатором напряжения на каждой секции шин; ячейка с вводным выключателем. Наиболее типичной схемой РУ 10 кВ промышленного предприятия является схема с одиночными секционированными шинами. Выбор высоковольтных выключателей производят:

По термической стойкости проверка осуществляется по расчетному импульсу квадратичного тока короткого замыкания и найденным в каталоге значениям:

При удаленном коротком замыкании значение теплового импульса тока короткого замыкания Вк может определяться по формуле

где т — расчетное время отключения выключателя, с.

Время действия релейной защиты может быть принято: при расчете кабелей и выключателей тупиковых присоединений ЗУР (высоковольтные двигатели, цеховые трансформаторы) t р.з. = 0,01 с; для вводных выключателей РУ 6—10 кА 4УР

t р.з. = 0,5… 0,6 с; для коммутационных аппаратов 5УР t р.з. = 1,2…2,0 с.

При коротком замыкании вблизи группы двигателей тепловой импульс определяется как суммарный от периодической Вкп и апериодической В к.а. составляющих:

Апериодические составляющие токов двигателей от системы затухают по экспонентам с близкими постоянными времени, поэтому апериодическую составляющую тока в месте короткого замыкания можно представить в виде одной экспоненты с эквивалентной постоянной времени:

Тепловой импульс от апериодической составляющей тока короткого замыкания

При наличии синхронных двигателей на соседней секции шин максимальное результирующее значение тока внешнего короткого замыкания определяется с учетом суммарной подпитки от обеих секций, так как секционный выключатель может быть включен. При проектировании подстанции промышленного предприятия возникает необходимость повторения процедур выбора аппаратов и токоведущих устройств столько раз, сколько отходящих линий имеется на предприятии.

Характеристики некоторых видов выключателей:

Интересное видео о высоковольтных выключателях смотрите ниже:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector