Взаємодія короткозамикачів та віддільників

 

Численні старі тран­сформа­торні під­стан­ції на 35...220 кВ виконувалися по схемі "лінія –транс­фор­матор" як «відгалуження» віл лінії без застосування дорогих високовольтних вимикачів.

Для автоматичного вимкнення таких відгалужень в аварійних ситуаціях використовується взаємодія корот­ко­замикачів, віддільників з лінійним вимикачем В на живильній підстанції.

Для виконання цієї операції створюється штучне коротке замикання короткозамикачем КЗ. Релейний захист підстанції виявляє аварійний режим і подає команду на вимкнення лінійного вимикача В. Після цього відгалуження з увімкненим короткозами­качем автоматично від­ключається віддільником “О” (Рис 6.5). Лінійний вимикач В обладнаний пристроєм АПВ. Після повторного увімкнення вимикача, відновлюється нор­мальна робота усіх інших відгалужень та усієї лінії за винятком аварійного.

Для забезпечення мо­ж­­ливості проведен­ня перевірок і випробувань від­дільника без вимикання живильної лі­­нії в схемі пере­дбачена установка роз'єднувача “Р”.

 

Порядок виконання роботи

Вивчити конструкції роз'єднувачів, вимикача навантаження, віддільників і короткозамикачів, а також їхніх приводів по зразках і плакатах, що маються в лабораторії.

Вивчити роботу схеми взаємодії короткозамикача і віддільника.

Скласти звіт, у якому привести ескіз і опис одного з апаратів (за вказівкою керівника).

Указати параметри до­слід­жуваних апаратів і дати схему взаємодії корот­

ко­замикача і віддільника.

 

Питання для самоконтролю

1. Призначення роз’єднувачів.

2. Чи можна роз’єднувачами комутувати електричне коло?

3. В яких випадках може відбутись самовільний рух ножа роз’єднувача?

4. Які можна виділити типи конструкцій роз’єднувачів? Охарактеризуйте їх.

5. Які приводи застосовуються для керування роз’єднувачами?

6. Призначення віддільників і короткозамикачів.

7. Які приводи застосовуються для керування віддільниками і короткозамикачами?

8. За допомогою рис. 5.4 поясніть порядок роботи комутаційного електрообладнання для вимкння ділянки електричної мережі за допомогою короткозамикача і віддільника.

9. Призначення вимикачів навантаження.

10. Чи можна вимикачами навантаження комутувати електричне коло?

11. Яке дугогасне середовище використовується в вимикачах навантаження? Що є їх джерелом?

12. Які приводи застосовуються для керування вимикачами навантаження?

 

 

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 7

Приводи високовольтних вимикачів та схеми керування

Приводи високовольтних вимикачів

Загальні відомості

Управління високовольтними вимикачами здійснюється за допо­могою приводів.

Привод – це спеціальний механізм, призначений для увімкнення вимикача; утримання вимикача у увімкному положенні і вимкнення вимикача

Виключення представляють тільки вимикачі, управління якими здійснюється за допомогою пневматичної клапанної системи, органічно зв'язаної з конструкцією вимикача.

Розрізняють трифазне, коли один привод впливає одночасно на всі три фази вимикача, і пофазне управління по окремому приводу на кожну фазу.

При увімкнені привод робить значну роботу, зв'язану з витратою енергії на подолання сил тертя частин механізму привода і вимикача; подолання сил інерції; надання рухомим частинам привода і вимикача кінетичної енергії, що відповідає необхідної швидкості їхнього руху при вимкнені; подолання електродинамічних зусиль, що виникають між рухомими і нерухомими струмоведучими частинами при вимкнені вимикача (особливо великі ці зусилля при увімкнені вимикача на існуюче в мережі коротке замикання).

У залежності від виду енергії, використовуваної для увімкнення, розрізняють приводи ручні, електричні і пневматичні.

Приводи розподіляють також на приводи прямої і непрямої дії. Якщо час споживання енергії з мережі приводом чи час дії мускульної сили людини до привода дорівнює часу увімкнення вимикача, то такі приводи називаються приводами прямої дії.

Приводи, у яких відбувається попереднє накопичування енергії, необхідної для увімкнення, називаються приводами непрямої дії. У першому випадку потужність джерела енергії повинна бути рівна потужності привода, в останньому – вона може бути значно знижена.

До приводів прямої дії можна віднести ручні, електромагнітні (або соленоїдні) і електродвигательні приводи.

До приводів непрямої дії відносяться пружинні (як з ручним, так і з механічним заводом), вантажні, махові (або інерційні) і пневматичні.

Приводи випускаються для внутрішньої і зовнішньої установок. Привод для зовнішньої установки - це той же привод для внутрішньої установки, поміщений у спеціальну шафу (на марці привода додається буква " ш "). Основні частини привода - механізм, щовиконує увімкнення, замикаючий механізм (засувка), що утримує вимикач в увімкному положенні, і механізм, що розчіплює, звільняючу засувку при вимкнені.

 

 

Ручні приводи

Ручні приводи застосовуються для малопотужних вимикачів, коли мускульної сили оператора достатньо для увімкнення. В такому випадку вимкнення може бути автоматичним за допомогою реле, вбудованому у привод.

Привод ПРА-17 призначений для керування вимикачами навантаження ВНЗ-16, BHЗ-17. Він має механізм вільного розщеплення і електромагніт для дистанційного вимкнення. Якщо дистанційне вимкнення не передбачене, застосовують привод без електромагніта вимкнення ПР-17.

 

Пружинний привод

 

Пружинний привод (рис. 7.1) є приводом непрямої дії. Енергія, необхідна для увімкнення, запасається в могутній пружині, що заводиться або від руки, або за допомогою двигуна малої потужності (до 1 кВт).

Недолік пружинних приводів - зменшення стискальних зусиль наприкінці ходу увімкнення внаслідок зниження деформації пружин. Для усунення цього недоліку через спеціальну муфту пружина зв'язу­ється з маховиком, що поглинає надлишкову енергію вмикаючих пружин на початку ходу увімкнення. Енергія, накопичена махо­виком, віддається механізму вимикача наприкінці ходу, коли сили, що протидіють вимкненю, значно зростають.

Ведуча собачка упирається роликом 7 у зуб важеля I і заводить спіральну пружину 9. Запірно-пусковий механізм привода утримує пружину в заведеному стані. Для автоматичного увімкнення необхідно звільнити важіль, що заводить пружину, після чого енергія заведеної спіральної пружини повертає вал вимикача на увімкнення. Пружинні приводи не вимагають для свого керування джерела постійного струму, резервуарів із стисненим повітрям, що є істотною перевагою перед іншими приводами. Недолік - мала потуж­ність, тому такого типу приводи застосовуються для малооб’ємних вимикачів на напругу 6...10 кв.

 

Електромагнітні приводи

Електромагнітні приводи відносяться до приводів прямої дії - енергія для увімкнення безпосередньо споживається від джерела постійного струму еликої потужності в час здійснення дії.

Електромагнітні приводи випускаються тільки для роботи на постійному струмі. Застосування змінного струму для живлення електромагнітів недоцільно з ряду причин, основні з яких – громіздкість, споживання великих струмів, вібрація, менші зусилля, чим при постійному струмі, мала надійність.

 

 

 

Живлення електромагнітних приводів від акумуляторних батарей забезпечує повну незалежність ланцюгів управління від стану мережі змінного струму, що особливо важливо при ліквідації аварії.

Електромагнітний привод складається з механічної частини та електромагнітів увімкнення і вимкнення. Механічна частина привода служить для передачі руху в процесі увімкнення від сердечника електромагніта увімкнення до вала привода і складається із системи шарнірно зв'язаних важелів.

Пристрій електромагнітного привода типу ПЕ-11 показан на рис.7.2 (привод в увімкному положенні). Зусилля, необхідне для увімкнення вимикача, створюється сталевим сердечником 2, що втягується в котушку електромагніта 3 при проходженні по ній струму.

Шток сердечника 1 упирається в ролик 5 важельного механіз­му, піднімає його нагору разом із двома шар­нірно зв'яза­ними ва­же­лями. Останні через приводний ва­жіль пе­редають рух валу ви­ми­кача 7. При підйомі ролика засув­ка 4 від­су­вається влі­во, а на­при­кінці ходу сер­деч­ника, коли ви­ми­кач включився, зріз за­сув­ки заскакує під ро­лик і утримує меха­нізм в увімкному по­ложенні.

Наприкінці увімкнення сигнальні допо­міжні кон­так­ти 6 роз­ри­вають ланцюг контактора, який розриває ланцюг елек­т­ро­магніта увімкнення і сердечник па­дає вниз. При вимкне­ні струм подаєть­ся в електро­магніт вимкнення 11, його бой­­ок вда­ряє у важе­лі механізму вільного розчіплювання 9, за­в­дя­­­ки чому вони "ламаються" і ролик 5 зіскакує з засувки. Вал вими­кача під дією відключаючих пружин, повертається і вимикач відклю­чається. У приводі встановлені допоміжні кон­такти управління 8. Елект­ро­магніти увімкнення і вимкнення живляться від акумуляторної батареї через зборку затисків 12. Сила струму, споживаного електромагнітом увімкнення привода ПЭ-11, - 58 А, електромагнітом вимкнення -1,25 А при напрузі 220 В. У приводі мається важіль ручного вимкнення 10. Привод ПЕ-11 застосовується для вимикачів ВМП-10, ВМГ-10. Для більш потужних вимикачів внутрішньої установки застосовуються приводи ПЕ-2, ПЕ-21, для зовнішньої установки - ШПЕ-44, ШПЕ-38, ШПЕ-46 і ін.

Особливості електромагнітних приводів:

Приводи надійно працюють у суворих кліматичних умовах.

Недоліки: потрібне потужне джерело постійного струму, наприклад для одночасного увімкнення трьох полюсів масляного вимикача напругою 220 кВ, необхідна акумуляторна батарея, що дає струм силою 750 А при напрузі 220 В;

Внаслідок електромагнітних процесів, що відбуваються в приводі, час його увімкнення досить великий (у могутніх приводах до 1 с). У зв'язку з перерахованими особливостями застосовувати електро­магнітні приводи рекомендується для вимикачів невеликої потужності.

 

Пневматичний привод

Пневматичний привод забезпечує увімкнення вимикача за рахунок енергії стиснутого повітря. Кінематична схема подібна схемі електромагнітного привода, але замість електромагніта увімкнення застосовується пневматичний циліндр з поршнем. При вимкнні спрацьовує електромагніт вимкнення, що впливає на механізм вільного розчіплювання.

Стиснене повітря подається від загальної компресорної установки, що обслуговує повітряні вимикачі, або на кожнім приводі встановлюються балони зі стисненим повітрям, які забезпечують до шести операцій без підкачування повітря. Пневматичні приводи ПВ-30 застосовуються для вимикачів МГ-10, МГ-20. Бакові вимикачі серії "Урал" забезпечуються пневматичними приводами ШПВ.

Особливості пневматичних приводів:

Використання стиснутого повітря дозволяє створити привод з малим часом увімкнення;

Тягова характеристика привода може регулюватися зміною жи­віль­ного отвору;

Для забезпечення нормальної роботи привода при низьких температурах необхідні особливі міри.

Різновідом пневматичних приводів являються пневмо­гідравлічні, у яких рух рухомій системі вимикача передається від гідроциліндра з поршнем. Останній приводиться в рух стиснутою рідиною (звичайно маслом). Високий тиск рідини (12 МПа) забезпечується стиснутим газом.

Особливості пневмогідравлічних приводів:

Висока швидкодія (час увімкнення близько 0,25 с);

Енергії, накопиченої вресивері приводу, достатньо, щоб здійснити шестиразове увімкнення без підкачування масла;

Зусилля передаються через практично нестисливе середовище;

Для забезпечення нормальної роботи привода при будь-якій температурі необхідно застосовувати рідини, в'язкість яких мало залежить від температури.