Электрические машины и охрана труда (стр. 12 из 16)

Наибольшее распространение в эксплуатации получили способ сушки изоляции сухим воздухом и индукционный способ сушки активной части в своем баке под вакуумом за счет тепла, выделяющегося в стенка бака oт вихревых токов. Вихревые токи индуктируются специальной намагничивающей обмоткой, наматываемой на бак трансформатора.

Сушка считается законченной, если устанавливается постоянное значение сопротивления изоляции и тангенса угла диэлектрических потерь и прекращение выделения влаги.

Лекция №9

Выключатели высокого напряжения

Литература: Л.Д. Рожкова «Эл. оборудование станций и п/ст.»

1. Общие сведения

Выключатель — это коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения тока.

Выключатель является основным аппаратом в электрических установках, он служит для отключения и включения в любых режимах: длительная нагрузка, перегрузка, короткое замыкание, холостой ход, несинхронная работа. Наиболее тяжелой и ответственной операцией является отключение токов КЗ и включение на существующее короткое замыкание.

К выключателям высокого напряжения предъявляют следующие требования:

· надежное отключение любых токов;

· быстродействие;

· пригодность для быстродействующего автоматического повторного включения, т. е. быстрое включение выключателя сразу же после отключения;

· возможность пофазного (пополюсного) управления для выключателей (110 кВ и выше);

· легкость ревизии и осмотра контактов;

· взрыво- и пожаробезопасность;

· удобство транспортировки и эксплуатации;

· должны длительно выдерживать номинальный ток и напряжение;

2. Параметры выключателей

2.1 Номинальный ток отключения – наибольший ток КЗ, кот. выключатель способен отключить при наибольшем рабочем напряжении;

2.2 Допустимое относительное содержание апериодической составляющей тока в токе отключения;

2.3 Стойкость при сквозных токах;

2.4 Номинальный ток включения – ток КЗ, кот. выключатель способен включить без приваривания контактов;

2.5 Собственное время отключения — интервал времени от момента подачи команды на отключение до момента прекращения соприкосновения дугогасительных контактов.

2.6 Цикл операций – последовательность коммутационных операций с заданными интервалами времени между ними;

3. По конструктивным особенностям и способу гашения дуги различают следующие типы выключателей: масляные баковые (масляные много-объемные), маломасляные (масляные малообъемные), воздушные, элегазовые, электромагнитные, автогазовые, вакуумные выключатели. К особой группе относятся выключатели нагрузки, рассчитанные на отключение токов нормального режима.

По роду установки различают выключатели для внутренней, наружной установки и для комплектных распределительных устройств.

4. Масляные баковые выключатели

В них масло служит для гашения дуги и изоляции токоведущих частей. При напряжении до 10 кВ выключатель имеет один бак, в котором находятся контакты всех трех фаз, при большем напряжении для каждой фазы предусматривается свой бак. В этих выключателях нет никаких специальных устройств для гашения дуги, поэтому отключающая способность их невелика. Выключатели ВМБ-10, ВМЭ-6, ВМЭ-10, ВС-10 применяются в установках 6-10 кВ, типа «Урал» - 110, 220 кВ.

5. Маломасляные выключатели

Маломасляные выключатели (горшковые) получили широкое распростра-нение. Масло в них в основном служит дугогасящей средой и только частично изоляцией между разомкнутыми контактами. Изоляция токоведущих частей друг от друга и от заземленных конструкций осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими материалами. Контакты выключателей для внутренней установки находятся в стальном бачке (горшке). Маломасляные выключатели напряжением 35 кВ и выше имеют фарфоровый корпус. Самое широкое применение имеют выключатели 6—10 кВ подвесного типа (рис. 1, а, б). В этих выключателях корпус крепится на фарфоровых изоляторах к общей раме для всех трех полюсов. В каждом полюсе предусмотрен один разрыв контактов и дугогасительная камера (ВМП, ВМГ-10)

Рис. 1 (Рожкова Л.Д., стр. 304)

Конструктивные схемы маломасляных выключателей: 1 — подвижный контакт; 2 — дугогасительная камера; 3 — неподвижный контакт; 4 — рабочие контакты

При больших отключаемых токах на каждый полюс имеются два дугогасительных разрыва (рис.1, г). По такой схеме выполняются выключатели серий МГГ и МГ на напряжение до 20 кВ включительно. Массивные внешние рабочие контакты 4 позво ляют рассчитать выключатель на большие номинальные токи (до 12000 А).

Специально для КРУ выдвижного исполнения разработаны и изго товляются колонковые маломасляные выключатели серии ВК по схеме рис. 1, д.

Для установок 35 кВ и выше корпус колонковых выключателей фарфо ровый, заполненный маслом (рис. 1, е). В выключателях 35, 110 кВ предусмотрен один разрыв на фазу, при больших напряжениях — два и более разрывов.

Выключатели масляные колонковые серии ВМК, ВМУЭ применяются в установках 35 кВ. В установках 110 и 220 кВ находят применение выключатели серии ВМТ.

Достоинства м/масляных выключателей: небольшое количество масла, относительно малая масса выключателя, возможность создания унифицированных выключателей на разные напряжения. Недостатки: взрыво- и пожароопасность, невозможность осуществления быстродействующего АПВ, необходимость замены масла в дугогасительных бачках.

6. Воздушные выключатели

В ВВ гашение дуги происходит сжатым воздухом, а изоляция токоведущих частей и дугогасительного устройства осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими материалами.

Конструктивные схемы воздушных выключателей различны и зависят от их номинального напряжения, способа создания изоляционного проме жутка между контактами в отключенном положении, способа подачи сжа того воздуха в дугогасительное устройство.

Рис. 2. Конструктивные схемы ВВ (Рожкова Л.Д., стр. 314)

В выключателях на большие номинальные токи (рис. 2, а, 6) имеются главный и дугогасительный контуры. Основная часть тока во включенном положении выключателя проходит по главным контактам 4, расположенным открыто. При отключении выключателя главные контакты размыкаются первыми, после чего весь ток проходит по дугогасительным контактам, заключенным в камере 2. К моменту размыкания этих контактов в камеру подается сжатый воздух из резервуара 1, создается мощное дутье, гасящее дугу. После отключения отделителя 5 прекращается подача сжатого воздуха в камеры и дугогасительные контакты замыкаются. Выключатели, выполненные по такой схеме, изготовляются для внутренней установки на U 15 и 20 кВ и ток до 20000 А (серия ВВГ), а также на 35 кВ (ВВЭ-35-20/1600УЗ).

В выключателях для открытой установки дугогасительная камера рас положена внутри фарфорового изолятора, причем на напряжение 35 кВ достаточно иметь один разрыв на фазу (рис. 2, в), на 110 кВ — два раз рыва на фазу (рис. 2, г). По конструктивной схеме рис. 2, г созданы выключатели серии ВВ на напряжение до 500 кВ.

ВВ имеют следующие достоинства: взрыво- и пожаробезопасность, быстродействие и возможность осуществления быстродействующего АПВ, высокую отключаю щую способность, надежное отключение емкост ных токов линий, малый износ дугогасительных контактов.

Недостатками воздушных выключателей яв ляются необходимость компрессорной установки, сложная конструкция ряда деталей и узлов, относительно высокая стоимость, трудность установки встроенных трансформаторов тока.

7. Электромагнитные выключатели для гашения дуги не требуют ни масла, ни сжатого воздуха, что является большим преимуществом их перед другими тинами выключателей. Их выпускают на напряжение 6—10 кВ, номинальный ток до 3600 А и ток отключения до 40 кА. Например, выключатель ВЭ-10-40

Достоинства электромагнитных выключателей: полная взрыво- и пожаробезопасность, малый износ дугогасительных контактов, пригодность для работы в условиях частых включений и отключений, относительно вы сокая отключающая способность.

Недостатки: сложность конструкции дугогасительной камеры с систе мой магнитного дутья, ограниченный верхний предел номинального напряжения (15 — 20 кВ).

8. Вакуумные выключатели

Электрическая прочность вакуумного промежутка во много раз боль ше, чем воздушного промежутка при атмосферном давлении. Это свойство используется в вакуумных дугогасительных камерах КДВ, на основе которых созданы выключатели напряжением 10—110 кВ с номинальным током до 3200 А и током отключения до 31,5 кА. Например, вакуумный выключатель ВВТЭ-10-10/630, предназначенный для коммутации электрических цепей 10 кВ в нормальных и аварийных режимах, встраиваемый в ячейки КРУ. В установках 110 кВ находит применение вакуумный выключа тель ВВК-110Б-20/1000.

Достоинства вакуумных выключателей: простота конструкции; высокая надежность и коммутационная износостойкость, малые размеры, пожаро- и взрывобезопасность, отсутствие шума при операциях, отсутствие загрязнения окружающей среды, малые эксплуатационные расходы.

Недостатки вакуумных выключателей: сравнительно небольшие номи нальные токи и токи отключения, возможность коммутационных перена пряжений.