Файл: И электроснабжение.pdf

60
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
15. Назначение рубильника и переключателя, пакетных выключателей и переключателей.
16. Чем отличаются рубильники от переключателей?
17. Чем отличаются пакетные выключатели от переключателей?
18. Достоинства и недостатки пакетных выключателей.
19. Расскажите конструкцию пакетных выключателей и переключателей.
20. Область применения неавтоматических выключателей.

61
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3
4. Конструктивное исполнение и выбор коммутационных
аппаратов напряжением свыше 1000 В
Цель работы: Изучить назначение, устройство и принцип действия коммутационной аппаратуры высокого напряжения электрических станций и подстанций.
4.1. Общее сведения
Коммутационные аппараты (КА) предназначены для оперативных переключений и аварийных коммутаций в энергосистемах, для выполнения операций включения и отключения отдельных цепей или электрооборудования при ручном или автоматическом управлении. Во включенном положении КА должны длительно пропускать токи нагрузки и кратковременно-аварийные.
Коммутационные электрические аппараты, как правило, из соображения надежности выполнения своих функций должны мгновенно выполнять всевозможных коммутационных операций. На практике, коммутационные аппараты должны быть готовы к выполнению коммутаций даже после долгого времени нахождения в неподвижном состоянии своих основных силовых контактов.
С момента появления локальных сетей производства и потребления электрической энергии и до настоящего времени коммутационные аппаратуры используются практически во всех узлах электросетей. Выбор марки, тип, количество, основные технические данные, способы установки, режимы эксплуатации и другие технические сведения как правило определяются еще на стадии проектирования. Выбор конкретных параметров коммутационных аппарат имеет непосредственное отношение к экономичности электрических сетей, безопасность и удобство их эксплуатация, надежность и бесперебойность питания потребителей.

62
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
В качестве коммутационных электрических аппарат напряжением свыше 1 кВ приняты следующие устройства
[10]:
• разъеденители;
• отделителы;
• короткозамыкателы;
• выключателы нагрузки;
• выключателы.
Таким образом, выше перечисленные коммутационные устройства в определённой степени устанавливают устойчивость электрической сети, её пропускную способность, безопасность обслуживания электротехническим персоналом, режимов работы сети и эффективность работы сети и энергосистемы в целом.
4.2. Разъединители
Разъединитель — это контактный коммутационный аппарат, предназначенный для отключения и включения электрической цепи без тока или с незначительным током, который в отключенном состоянии создает видимый разрыв.
Видимый разрыв необходим для визуального контроля за положением ножек разъединителя [9].
Разъединители как коммутационные аппараты не снабжены системой гашения дуги. Из-за это такие устройства не способны отключать токи нагрузки во избежание появления устойчивой опасной дуги. Eсли разъединителем отключать большие тока, такие как нагрузочные токи и тока КЗ, то в этом случае возникает дуга. В последствии возникшая дуга становится устойчивой и перерастет в междуфазном КЗ. Такая ситуация всегда считается довольно опасной и системе, и электротехническому персоналу. Именно по этой причине, каждый раз, когда возникает необходимость в отключении разъединителя, то следует сначала отключать нагрузку и размыкать цепь силовым высоковольтным выключателем.

63
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
Заводами изготовителями выпускаются разъединители для внутренней и наружной установки. Они могут изготавливаться без заземляющих ножей, с односторонним размещением и с двухсторонним размещением заземляющих ножей. Разъединители по числу полюсов могут быть одно и трехполюсными, по конструкции — рубящего, поворотного, катящегося, пантографического и подвесного типа.
По способу установки различают разъединители с вертикальным и горизонтальным расположением ножей.
По сравнению с разъединителями для внутренней установки разъединители для наружной установки имеют:
- увеличенное расстояние между фазами;
- изоляторы с развитой поверхностью;
- приспособление, предупреждающее обмерзание контактов;
- повышенную механическую прочность изоляторов.
Маркировка разъединителей для наружной установки
[7]: РЛНДА-1-10/200 У1 (Р - разъединитель, Л - линейный, Н- наружной установки,
10
- для электроустановок с напряжением 10 кВ, 200 - допустимый ток через контакты, У - для умеренного климата, 1 - для работы на открытом воздухе).
Разъединители для внутренней установки с большими токами имеют по крайней мере две особенности: 1) подвижный контакт - нож выполняется из двух пластин; 2) на конце ножа устанавливают магнитные замки.
Разъединители и заземляющие ножи управляются ручными приводами. Существует определенное правило операций с разъединителями: включай быстро, а отключай медленно.
Заземляющие ножи соединяют все фазные токоведущие проводники через заземляющий проводник с заземлителем.
Они длительно выдерживают токи трехфазного короткого замыкания.
Наряду со стационарными заземляющими ножами для безопасного выполнения работ используют переносные заземлители - закоротки.

64
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
Вал разъединителя имеет механическую блокировку с валом заземляющих ножей. Эта блокировка запрещает включение заземляющих ножей при включенном разъединителе и при включенных заземляющих ножах запрещает включение разъединителя.
Кроме блокировки между заземляющими ножами и разъединителями существует блокировка между высоковольтными выключателями и разъединителями. Это специальный шифровой замок, который открывает привод разъединителя только в том случае, когда отключен выключатель цепи, в которой установлен разъединитель.
Для упрощения схем электроустановок допускается использовать разъединители для производства следующих операций: отключения и включения нейтралей трансформаторов и заземляющих дугогасящих реакторов при отсутствии в сети замыкания на землю; зарядного тока шин и оборудования всех напряжений
(кроме батарей конденсаторов); нагрузочного тока до
15
А трехполюсными разъединителями наружной установки при напряжении 10 кВ и ниже.
Разъединителем разрешается также производить операции, если он надежно шунтирован низкоомной параллельной цепью (шиносоединительным или обходным выключателем.
Разъединителями и отделителями разрешается отключать и включать намагничивающий ток силовых трансформаторов до 400 кВА и зарядный ток воздушных и кабельных линий.
Значение отключаемого разъединителем тока зависит от его конструкции
(вертикальное, горизонтальное расположение ножей), расстояния между полюсами, номинального напряжения установки, поэтому допустимость такой операции устанавливается инструкциями и директивными указаниями.

65
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
Разъединители играют важную роль в схемах электроустановок, от надежности их работы зависит надежность работы всей электроустановки, поэтому к ним предъявляются следующие требования:
• создание видимого разрыва в воздухе, электрическая прочность которого соответствует максимальному импульсному напряжению;
• электродинамическая и термическая стойкость при протекании токов КЗ;
• исключение самопроизвольных отключений;
• четкое включение и отключение при наихудших условиях работы (обледенение, снег, ветер).
Разъединители рубящего типа. В разъединителях рубящего типа (рис. 4.1.) нож вращается вокруг одного из неподвижных контактов, движение ножу передается от вала через фарфоровые тяги 8. Необходимое давление в контактах создается пружинами.
При прохождении токов
КЗ создаются электродинамические усилия в местах перехода тока с пластин ножа 1 в неподвижный контакт 3, стремящиеся оттолкнуть ножи от контакта. С другой стороны, пластины ножа притягиваются друг к другу благодаря взаимодействию токов одного направления. При больших токах КЗ силы отталкивания могут оказаться больше, чем силы притяжения пластин ножа, это приведет к отбросу пластин ножа от контакта, возникновению дуги, т.е. к аварии. Чтобы избежать этого, в разъединителях предусматривается устройство магнитного замка. Он состоит из двух стальных пластин 2,
расположенных снаружи ножа, которые, намагничиваясь токами КЗ, притягиваются друг к другу и создают дополнительное давление в контакте. Для уменьшения отключающего и включающего усилия применяется механизм для снятия контактного давления. Заземляющие ножи 6 могут

66
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
быть расположены со стороны шарнирного или разъемного контакта, или с обеих сторон. При трехполюсной установке они закорачиваются общей медной шиной.
Рис. 4.1. Разъединитель рубящего типа для внутренней
установки с двумя заземляющими ножами РВРЗ-2-20/8000
(один полюс): 1 — подвижные главные контакты; 2 —
стальные пластины; 3 — неподвижный контакт; 4—
опорный изолятор; 5— рама; 6— заземляющие ножи; 7—
механическая блокировка между главными и заземляющими
ножами; 8 — фарфоровая тяга.

67
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
Один полюс является ведущим, к нему присоединен привод. Движение к двум другим полюсам (ведомым) передается тягами. Разъединители могут иметь один или два заземляющих ножа. Контактная часть разъединителя состоит из ламелей, укрепленных на конце одного ножа, и контактной поверхности на конце другого ножа. При включении нож входит между ламелями. Давление в контакте создается пружинами.
Рис. 4.2. Разъединитель горизонтально-поворотного
типа РНДЗ-2-110: 1-основание; 2 и 9-калонки изоляторов; 3-
зажимы; 4-гибкие связи; 5-нож; 6-пальцевые ламели; 7-
лопатка; 8-контакт для заземляющего ножа; 10-подшипник
колонки; 11-заземлящие ножи разъединителя; 12-рычаг; 13-
тяга; 14-вал; 15-привод.
В горизонтально-поворотных разъединителях при отключении нож как бы «ломается» на две части, поэтому значительно облегчается работа привода в случае обледенения

68
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
контактов. В разъединителях рубящего типа для разрушения корки льда ножу сообщалось поступательно-вращательное движение, чем усложнялась кинематика привода.
В разъединителях 330 - 750 кВ предусмотрены льдозащитные кожухи, закрывающие контакты.
Более совершенную конструкцию имеют разъединители серии РГ и РГН (рис. 4.3) на напряжение от 35 до 220 кВ, предназначенные для замены разъединителей типа РНД [7].
На несущей раме закрепляются неподвижная 2 и подвижная 5 колонки, на которых крепятся полунож двухполосный 3 с разъемным контактом 4 и полунож однополосный.
Рис. 4.3. Разъединитель РГ-35/2000УХЛ1: 1 —
заземлитель; 2 — неподвижная колонка; 3 — полунож
двухполосный; 4 —разъемный контакт; 5 — подвижная
колонка; 6 — заземлитель; 7 — валы ножей заземлителей; 8
— тяга к приводу.
При отключении усилие от привода передается тягой 8;
колонка 5, вращаясь, передает движение полуножам, при повороте которых размыкается контакт 4. Разъединитель может иметь один или два заземлителя 1, 6, управляемых приводом через валы 7. Поверхности разъемного контакта покрыты серебром. Изоляторы выполнены из высокопрочного фарфора. Выводные контакты скользящего типа более

69
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
долговечны, чем гибкие связи (в сериях РНД, РЛНД).
Разъединители серии РГ работоспособны при гололеде до 20 мм.
Полупантографные разъединители. В установках 330 кВ и выше находят применение разъединители полупантографные с горизонтальным разъемом серии РПГ. На рис. 4.4 показан разъединитель во включенном положении.
Рис. 4.4 – Разъединитель полупантографный РПГ.2-
330/3150УХЛ1: 1, 2 — стойки; 3 — труба; 4 — кожух; 5 —
противовес; 6 — неподвижный контакт; 7 — контактный
нож во включенном положении; 8 — заземлитель; 9 —
контактный вывод; 10 — изолирующие колонки.
Контактный нож 7 состоит из двух полуножей, складывающихся в вертикальной плоскости в процессе отключения. Такое положение полуножей в отключенном положении уменьшает общую высоту разъединителя. Первый полунож состоит из алюминиевой трубы, к которой привариваются вилка и шина. Второй полунож также из алюминиевой трубы, к которой приваривается корпус

70
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
скользящего контакта и контактная пластина с напайками из серебра, обеспечивающими малое переходное сопротивление в неподвижном контакте 6. Разъединители серии РПГ снабжаются двигательными приводами ПДГ-25-8 (с одним заземлителем) и ПДГ-26-8 (с двумя заземлителями).
Подвесные
разъединители.
Подвесной разъединитель (рис.
4.5) имеет подвижную контактную систему, состоящую из груза
5, снабженного пружинящими лапами 4 и контактными наконечниками 3, к которым приварены токопроводы.
Вся эта система подвешена на гирляндах изоляторов
2 к порталу.
Неподвижный контакт в виде кольца
6 может устанавливаться на шинной изоляционной опоре, а также на измерительных трансформаторах тока и напряжения. Тросовая система управления состоит из электродвигательного привода, троса, противовеса, блоков.
Рис. 4.5. Разъединитель подвесного типа (РПН): 1 —
трос от привода; 2 — гирлянда изоляторов; 3 — контактные
наконечники; 4 — пружинящие лапы; 5— груз; 6 —
неподвижный контакт в виде кольца; 7 — заземляющий нож;
8 — трансформатор тока.
В отключенном положении подвижный контакт поднят.
При включении разъединителя вращением барабана привода