Выключатели нагрузки.

Работы на подстанционном электрооборудовании можно выполнять только в том случае, если оно предварительно отключено от электропитания, т.е. осуществлено разъединение токоведуших частей. Это может потребоваться, например, при выполнении сервисных работ на электрооборудовании, для изменения конфигурации системы электроснабжения и в других случаях.

Одним из способов обесточивания электрооборудования является использование выключателей нагрузки, широко применяемых в электроустановках 6—10 кВ. Выключатели нагрузки представляют собой трехполюсный разъединитель для внутренней установки, к неподвижным контактам которого пристроена дугогасительная камера. Надо иметь в виду, что они предназначены для безопасного разрыва цепи, которая находится под нагрузкой, т.е. выключатели нагрузки коммутируют только токи нагрузки. Для отключения токов короткого замыкания последовательно с выключателем нагрузки устанавливают кварцевые предохранители.

Выключатели нагрузки оснащаются дугогасительными камерами, дающими возможность моментально погасить дугу. В результате токонесущий проводник остается целым, подача тока прекращается и на обесточенном высоковольтном электрооборудовании можно проводить профилактические мероприятия или ремонтные работы.

Современные выключатели нагрузки считаются относительно простыми устройствами, что делает их эффективными и надежными в эксплуатации. Все элементы конструкции выключателей нагрузки выполняются из надежных материалов, защищенных от коррозии, что позволяет эксплуатировать их в течение длительного времени. Выключатели нагрузки оборудуются ручным или автоматическим приводом.

Применяются разные типы выключателей нагрузки, в том числе и автогазовые, принцип работы которых заключается в том, что в обычном режиме ток через контур главных и дугогасительных контактов проходит по выключателю нагрузки. При отключении нагрузки сначала размыкаются главные контакты, и ток проходит через цепь дугогасительных контактов, которые затем тоже расходятся. Дуга, возникшая при расхождении контактов, гасится в камерах из фенопласта дуто гасительного устройства. Там же находятся вкладыши из полиме- тилметакрила, выделяющие при повышении температуры газ, и дуга прерывается. Подобный принцип работы имеют автогазовые выключатели нагрузки серий ВНР и ВНП.

При работе выключателей нагрузки происходит постепенный износ вкладышей, а также оплавление дугогасящих контактов, зависящее от отключаемого тока и напряжения. В справочных материалах приводятся сведения о допустимом количестве отключений выключателей нагрузки без замены вкладыша и зачистки контактов. При эксплуатации проверку этих параметров производят периодически в сроки, установленные техническими инструкциями. Внеочередные проверки устраивают после отключения токов короткого замыкания. Кроме того, проверяют взаимодействие выключателя нагрузки и привода, при этом обращают внимание на наличие люфтов, полноту включения, действие механизма свободного расцепления.

Для надежной работы выключателей нагрузки необходимо выполнять условия их эксплуатации. Для выключателей серий ВНР и ВНП они заключаются в следующем:

  • • максимальная высота над уровнем моря должна составлять не более 1000 м;
  • • температура окружающей среды должна находиться в пределах —45°С...+40°С;
  • • относительная влажность не должна превышать 80%;
  • • в помещения, где установлены выключатели, не должна попадать вода, пыль, газы.

Высокие требования, предъявляемые к коммутационным аппаратам, обусловили необходимость разработки и внедрения вакуумных и элегазовых выключателей нагрузки, обеспечивающих простоту их эксплуатации и максимальную безопасность обслуживающего персонала. Безопасность была достигнута за счет применения системы защитных блокировок, предотвращающих ошибки оператора при вкатывании выключателя нагрузки в ячейку КРУ или КСО или его выкатывании из ячейки. Причем вкатывание и выкатывание выключателя нагрузки возможно осуществлять только при закрытой дверце отсека выключателя нагрузки.

Одними из применяемых вакуумных серий выключателей нагрузки являются вакуумные разъединяющие выключатели нагрузки ВНВР, предназначенные для установки в шкафах КРУ, КСО, комплектных трансформаторных подстанций и обеспечивающие включение и отключение под нагрузкой участков цепи трехфазного переменного тока частотой 50—60 Гц, номинальным напряжением 6—10 кВ, с заземленной или изолированной нейтралью, а также заземление отключенных участков при помощи встроенных заземляющих ножей.

В отключенном положении вакуумные выключатели нагрузки образуют видимый разрыв, т.е. выполняют функции разъединителей. Имеют пружинный привод и привод управления и применяются для замены устаревших аппаратов, находящихся в эксплуатации.

Принцип действия вакуумного выключателя нагрузки основан на гашении электрической дуги дугогасительной вакуумной камерой, через которую ток проходит только в короткий промежуток времени при выполнении операций включения и отключения. Во включенном положении номинальный ток и токи короткого замыкания проходят через главные контакты выключателя нагрузки, минуя камеру. В отключенном положении происходит размыкание главных контактов с образованием видимого разрыва, непосредственно к камере напряжение сети не прикладывается.

Основные преимущества вакуумных выключателей нагрузки следующие:

  • 1) высокие надежность и коммутационный ресурс (в десятки и сотни раз больший, чем у автогазовых);
  • 2) отсутствие выбросов продуктов горения дуги в пространство, что позволяет уменьшить размеры шкафов КРУ, КСО, а также не производить ревизию контактов;
  • 3) минимальные эксплуатационные расходы и обслуживание;
  • 4) экологическая чистота и безопасность в сравнении с элегазовы- ми выключателями нагрузки.

В качестве примера в табл. 2.11 приведена техническая характеристика вакуумных выключателей нагрузки типа ВНВР-10/630-20 (разработчик ООО «Эковакуум»).

Таблица 2.11

Технические характеристики вакуумных выключателей нагрузки типа ВНВР-10/630-20

Параметр

Значение

Номинальное напряжение, кВ

10

Наибольшее рабочее напряжение, кВ

12

Номинальный ток, А

630

Номинальный ток отключения при coscp = 0,7 и более, А

630

Ток термической стойкости, кА

20

Ток электродинамической стойкости, кА

51

Коммутационный ресурс при номинальном токе

5 000

Механическая износостойкость, B-tn-0

5 000

Номинальное напряжение электромагнитов управления: переменного тока постоянного тока

110, 127,220 ПО, 22

Размеры, мм, при междуфазных расстояниях 165, 200, 130, 100 (соответственно)

689 х 386 х 456 772 х 472 х 464 475 х 656 х 507 364 х 637 х 507

Гарантийный срок, лет

5

Срок службы, лет

30

Наряду с вакуумными широко используются элегазовые выключатели нагрузки, представляющие собой трехпозиционный аппарат, который может находиться в одном из трех положений: включен — отключен — заземлен, что обеспечивает естественную систему блокировок, исключающую возможность неправильной эксплуатации.

Для успешного отключения тока в элегазовых выключателях нагрузки предусматриваются устройства для вращения дуги в элегазе. В подвижный и неподвижный контакты встроены постоянные магниты из феррита, которые создают магнитные поля, направленные встречно. При размыкании контактов образуется дуга, ток которой взаимодействует с радиальным магнитным полем, в результате чего создается сила, перемещающая дугу по кольцевым электродам. Вращение дуги в элегазе способствует быстрому ее гашению.

Чем больше отключаемый ток, тем больше скорость перемещения дуги, что защищает контакты от обгорания. Вся описанная конструкция находится внутри фарфорового корпуса, заполненного элегазом и герметически закрытого.

Имеются элегазовые выключатели нагрузки на напряжения 35, 110 и 220 кВ, которые обеспечивают значительную экономию при установке их на подстанциях вместо высоковольтных выключателей.

Достоинства элегазовых выключателей нагрузки заключаются в следующем:

  • • пожаро- и взрывобезопасности;
  • • быстроте действия;
  • • высокой отключающей способности;
  • • малом износе дугогасительных контактов;
  • • возможности создания серий с унифицированными узлами;
  • • пригодности для наружной и внутренней установки.

Недостатки элегазовых выключателей нагрузки заключаются в необходимости специальных устройств для наполнения, перекачки и очистки элегаза, в относительно высокой стоимости элегаза, экологических проблемах эксплуатации.

Одними из отечественных элегазовых выключателей нагрузки являются выключатели серии SL (производитель ОАО «ПО Элтехника»), предназначенные для коммутации цепей трехфазного переменного тока частотой 50 Гц, номинального напряжения 6, 10, 20 кВ с изолированной или заземленной через резистор или дугогасительный реактор нейтралью.

Эта же компания выпускает разъединители с элегазовой изоляцией, предназначенные для коммутации без нагрузки цепей переменного тока частотой 50 Гц, номинальным напряжением 6, 10, 20 кВ, номинальным током до 1000 А, а также для обеспечения безопасности работ при эксплуатации электроустановок.

В качестве примера в табл. 2.12 приведена техническая характеристика элегазового выключателя нагрузки и элегазового разъединителя (оба серии SL).

Таблица 2.12

Техническая характеристика элегазового выключателя нагрузки и элегазового разъединителя серии SL

Параметр

Значение

Для выключателя нагрузки

Для

разъединителя

Номинальное напряжение, кВ

10; 20

10; 20

Наибольшее рабочее напряжение, кВ

12; 24

12; 24

Номинальный ток, А

630

1 000

Номинальный ток отключения при coscp = 0,7, А

630

Ток электродинамической стойкости, кА

51

51

Ток термической стойкости (3 с), кА

20

20

Номинальные напряжения цепей управления и элементов вспомогательных цепей, В:

при постоянном токе при переменном токе

24; 48; 110;220 24; 48;110;220

24; 48; 110;220 24; 48; 110;220

Ресурс по механической стойкости (количество циклов B-tn-О до капитального ремонта):

линейных контактов

2 000

2 000

заземляющих контактов

1 000

1 000

Коммутационный ресурс (количество циклов B-tn-O, выполняемых при коммутации номинального тока), не менее

100

Номинальное избыточное давление элегаза в корпусе аппарата, кгс/см2

0,5

0,5

Утечка элегаза из корпуса аппарата, % в год, не менее

0,2

0,2

Срок службы, лет, не менее

30

30

Масса, кг, не более

45

45

Коммутационные элегазовые аппараты серии SL имеют следующие особенности:

  • • трехпозиционную конструкцию, за счет чего:
    • — снижена стоимость аппарата за счет реализации в одном аппарате двух функций (выключателя нагрузки или разъединителя и заземлителя),
    • — реализована система блокировок, исключающая возможность неправильной эксплуатации;
  • • герметичный корпус, заполненный элегазом, за счет чего:
  • — реализована простая и высоконадежная система дугогашения,
  • — защищена контактная система от воздействия окружающей среды (пыли и газа),
  • — создан коммутационный аппарат, не требующий обслуживания в течение всего срока эксплуатации,
  • — сведена к минимуму вероятность появления открытой электрической дуги;
  • • поперечное расположение аппарата относительно сборных шин,

за счет чего:

  • — реализован простой и надежный привод,
  • — существенно уменьшены размеры КСО,
  • — упрощена шинная система КСО.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >