Виды, назначение и техническая характеристика высоковольтных выключателей

К основному электрооборудованию напряжением выше 1 кВ электростанций, сетей и систем относятся высоковольтные выключатели, разъединители, токоограничивающие реакторы, выключатели нагрузки, силовые трансформаторы, измерительные трансформаторы тока и напряжения, высоковольтные плавкие предохранители.

Выключатели являются важнейшим электрооборудованием распределительных устройств. Они представляют собой коммутационный аппарат, предназначенный для включения, отключения и повторного включения электрических цепей. Эти операции выключатели способны выполнять в нормальных режимах, а также при коротких замыканиях, когда ток может превосходить нормальный в десятки и сотни раз [12]. Выключатели имеют электромагнитный, пружинный и другой вид привода для неавтоматического и автоматического управления.

Вместе с соответствующими автоматическими устройствами выключатели обеспечивают отключение и включение генераторов, трансформаторов, линий в нормальном режиме, а также в случае их повреждения. Кроме того, высоковольтные выключатели применяются для изменения состояния высоковольтной линии «включено — выключено» с целью оперативного управления имеющейся системой электроснабжения и для отключения электрооборудования или участка электрической сети в аварийных и при необходимости в нештатных ситуациях.

Выключатели, разделяющие сборные шины на секции, называют секционными. В распределительных устройствах электростанций секционные выключатели, как правило, замкнуты. При повреждениях в зоне сборных шин они должны автоматически размыкаться вместе с другими выключателями поврежденной секции. В распределительных устройствах распределительных подстанций секционные выключатели при нормальной работе отключены, что делает работу секций шин независимой друг от друга, ограничивает ток короткого замыкания и упрощает релейную защиту электрической сети.

При повреждении одной из двух линий, питающих подстанцию, она отключается с обеих сторон релейной защитой, затем подается сигнал на работу устройства автоматического включения резерва (АВР) и включается секционный выключатель. После этого восстанавливается электроснабжение той части потребителей, которые потеряли питание при отключении поврежденной линии. Таким образом, питающие линии в нормальном режиме работают раздельно (секционный выключатель отключен) и резервируют друг друга при повреждении. Пропускная способность каждой линии должна быть рассчитана на обеспечение электроэнергией потребителей обеих секций.

Самый тяжелый режим для всех типов высоковольтных выключателей — коммутация токов короткого замыкания. И хотя эти режимы при надежной схеме питания достаточно редки, выключатели должны эффективно с ними справляться в условиях эксплуатации. Рост мощностей и классов напряжений энергосистем привел к увеличению значений токов коротких замыканий и скорости восстановления напряжения в них. Как следствие, разработчики и производители высоковольтных выключателей не только снизили время отключения токов короткого замыкания выключателей, но и повысили стойкость их работы во всех режимах и звеньях системы электроснабжения. Примером тому могут служить вакуумные и элегазовые выключатели.

К выключателям высокого напряжения предъявляются особые требования, они должны:

  • 1) надежно отключать токи любой величины, на которую они рассчитаны;
  • 2) обеспечивать быстроту действия при отключении, т.е. гасить дугу в возможно меньший промежуток времени, что является необходимым для сохранения устойчивости параллельной работы электростанций при коротком замыкании;
  • 3) быть пригодными для автоматического повторного включения, т.е. они должны быстро включаться после отключения релейной защитой электрической цепи;
  • 4) иметь возможность пофазного управления (для выключателей напряжением 110 кВ и выше);
  • 5) быть удобными для ревизии и осмотра контактов и механической части;
  • 6) быть взрыво- и пожаробезопасными;
  • 7) быть удобными при транспортировке и обслуживании.

На электрических станциях, сетях и системах применяются выключатели различных типов и конструкций. Они имеют различные принципы гашения дуги, в них используются различные дугогасящие среды (сжатый воздух, трансформаторное масло, вакуум, элегаз и др.). Вначале преимущественное применение имели масляные выключатели с большим и малым объемом масла. В настоящее время более востребованными выключателями становятся вакуумные и элегазовые выключатели.

Все выключатели можно разделить на следующие виды (свое название они получили за состав среды гашения дуги между контактами выключателя, которая возникает при коммутации высоких напряжений):

  • • масляные;
  • • воздушные;
  • • электромагнитные;
  • • вакуумные;
  • • элегазовые.

Основными конструктивными частями выключателей всех типов являются [7]: токоведущие и контактные системы с дугогасительными устройствами, изоляционные конструкции, корпуса и вспомогательные элементы (указатели положения, газоотводы, предохранительные клапаны и др.).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >