Файл: Шаповалов, Б. Т. Электрооборудование насосных станций учебное пособие.pdf

Когда рабочие контакты включены, нож входит внутрь камер 5 и соединяется с неподвижными дугогасительными контактами (см. рис. 63), которые закреплены на стальных пружинах и соединены гибкими связями с токоведущими контактными стойками 6 . При включении сначала замыкаются дугогасительные контакты, а за­ тем рабочие, при отключении — порядок обратный.

Гасительная камера (рис. 64) состоит из двух выштампованных из пластмассы щек 13, стянутых винтами. Щеки образуют

Рис. 63. Выключатель нагрузки ВНП-16:

внутри камеры коробчатые сечения, куда закладываются вклады­ ши, выполненные из органического стекла. Толщина вкладышей выбрана такой, что между ними по длине камеры остается узкая щель, в которую входит дугогасительный контакт. При отключении выключателя, дуга, образующаяся между неподвижным и отходя­ щим от него подвижными дугогасительными контактами, «затяги­ вается» в эту щель. Вследствие высокой температуры дуги орга­ ническое стекло вкладышей, быстро нагреваясь, генерирует весьма значительное количество газов, что приводит к повышению давле­ ния внутри камеры. Пока нож 4 (см. рис. 63) находится внутри дугогасителыюй камеры, газы из нее могут выходить только в зазоры, образованные между этим ножом и вкладышами. Так как состав генерированных газов и их повышенное давление создают благо­ приятные условия для гашения дуги, то она гаснет в камере еще до выхода из нее ножа. Требуемая скорость движения подвижных контактов обеспечивается двумя отключающимися пружинами, ко­ торые при включенном положении выключателя нагрузки натя­ нуты.

1 0 9

Широкое распространение выключателей объясняется тем, что при их применении в распределительных устройствах подстанций, где защита от токов короткого замыкания может быть выполнена с помощью плавких предохранителей, снижается стоимость распре­ делительного устройства и уменьшается площадь, требуемая для

А-А

Рис. 64. Дугогасительная камера выключателя нагрузки ВН-16:

/ — колпачок опорного цилиндра, 2 — неподвижные дугогасительные контакты, 3 — рабочая полость дугогасительной камеры, 4, 7 — вкладыши из органического стекла, 5, 6 — пластмас­ совые щеки, 8 — токоведущая контактная стойка, 9 — щель, образованная вкладышами, 10 — подвижный дугогасительный контакт (нож)

его размещения. Недостаток рассматриваемых выключателей со­ стоит в том, что их нельзя повторно включать, не прерывая рабо­ ту на время, необходимое для замены плавкой вставки.

§25. КОРОТКОЗАМЫКАТЕЛИ И ОТДЕЛИТЕЛИ

Впоследние годы в связи со значительным ростом строительст­ ва трансформаторных подстанций возросла потребность в простой, дешевой и в то же время достаточно надежной электротехнической аппаратуре. Такой аппаратурой для некоторых типов подстанций явились короткозамыкатели (короткозамыкающие разъединители)

иотделители. Применение их на тупиковых и проходных подстан­ циях позволяет не устанавливать масляные выключатели со сто­ роны высшего напряжения трансформаторов.

На рис. 65 приведены схемы подстанций без выключателей на стороне высшего напряжения. На рис. 65, а показана схема тупи­ ковой трансформаторной понизительной подстанции, получающей

ПО

энергию по линии 110 и 220 кВ. Выключатель установлен только на головном участке линии, для подключения трансформатора исполь­ зованы короткозамыкатель и линейный разъединитель. В этом слу­ чае при коротком замыкании в трансформаторе или на его выво­ дах возникает импульс, включающий привод короткозамыкателя. Короткозамыкатель замыкается и создает полное короткое замы­ кание перед трансформатором, которое действует на защиту, уста­ новленную на головном участке линии, и отключает головной

Рис. 65. Схемы подстанций без выключателей на стороне выс­ шего напряжения трансформатора:

а — тупиковая трансформаторная подстанция, б — проходная и тупи­ ковая понизительные трансформаторные подстанции

выключатель. Линии 110—220 кВ работают, как правило, с зазем­ ленной нейтралью, поэтому для надежного срабатывания их за­ щиты достаточно установить однофазный короткозамыкатель. Пос­ ле отключения линии головным выключателем линия от трансфор­ матора отключается с помощью линейного разъединителя, после чего могут быть приняты меры по устранению повреждений и возоб­ новлению нормальной работы подстанции.

На рис. 65, б показаны схемы двух понизительных трансформа­ торных подстанций, которые получают питание (отпайкой) от линии напряжением 35 кВ. Каждая подстанция подключена к питающей линии с помощью короткозамыкателя, отделителя и линейного разъединителя. Так как линии 35 кВ работают обычно с изолиро­ ванной нейтралью, то для надежного срабатывания защиты на их головном участке при повреждении трансформатора первой или второй подстанции со стороны высшего напряжения трансформа­ торов должны быть установлены двухфазные короткозамыкатели. Порядок работы схемы в этом случае такой: при аварии в транс­ форматоре под действием его релейной защиты срабатывает при­

111

вод короткозамыкателя, в результате чего на линии перед транс­ форматором создается двухфазное короткое замыкание. При этом блокировочные автоматические устройства оставляют отделитель включенным до тех пор, пока под действием релейной защиты, установленной на головном участке линии, не будет отключен его выключатель. После отключения выключателя под действием авто­ матики отключается и отделитель. Если линия оборудована уст-

отключения отделителя она вновь включается и продолжает питать неповрежденную подстанцию. После отключения отделителя вы­ ключают линейный разъединитель и приступают к осмотру и ремон­ ту аварийной установки.

В настоящее время отечественные заводы изготавливают отде­ лители и короткозамыкатели на напряжения 35—220 кВ. Короткозамыкатели на напряжение 35 кВ выпускаются двухполюсными, на ПО—220 кВ — однополюсными (рис. 6 6 , а), а отделители только трехполюсными (рис. 6 6 , б ).

112

§ 26. МАСЛЯНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Выключатели высокого напряжения, в том числе и масляные, служат для включения и выключения электрических цепей высоко­ го напряжения под токами нормальных нагрузок, а также для от­ ключения этих цепей при возникновении коротких замыканий. Они должны быть надежны в работе, иметь достаточную отключающую способность и минимальную продолжительность действия.

Средством для га­ шения дуги в масляных выключателях служит специальное минераль­ ное масло. Выключате­ ли, в которых масло ис­ пользуется не только для гашения' дуги, но и для изоляции токоведу­

превысить нормальное эксплуатационное напряжение установки. Кроме того, при постоянном токе масло интенсивно разлагается и под действием дуги сгорает, отчего его изоляционные свойства те­ ряются. При переменном токе такие перенапряжения не возникают, так как дуга гаснет в момент, когда ток становится равным нулю.

Выпускаемые в настоящее время масляные выключатели рас­ считаны на напряжения до 380—500 кВ при мощности отключения

в десятки миллионов кВА.

Многообъемные масляные выключатели без дугогасительных камер. На рис. 67 показан многообъемный масляный выключатель простой конструкции без дополнительных устройств (дугогаси-

113

тельных камер). Его основными частями являются бак 14 с крыш­ кой 10, проходные изоляторы 8 , механизм привода 17-—23, подвиж­ ные контакты 16 и неподвижные 3. На крышке имеется пробка для доливки масла; устройство оборудовано масломерным стеклом 1 2 и спускным краном 15. Как видно из рисунка, конструкция пред­ ставляет собой практически простой воздушный выключатель, по­ мещенный в масло.

При рабочих напряжениях не более 10 кВ все три фазы выклю­ чателя помещают в общий бак, а при более высоких напряжени­ ях — в отдельные баки. Баки могут быть прямоугольные с прямым дном, круглые — со сферическим и овальные — с прямым или сфе­ рическим дном. Наиболее прочны круглые баки со сферическим дном. Баки выполняют стальными со сварными швами. Для без­ опасности обслуживания крышки и баки многообъемных выключа­ телей заземляют.

Рассмотрим принцип действия многообъемного выключателя. Коммутируемая выключателем цепь с помощью изоляторов 8 , за­ крепленных в крышке 10, введена внутрь бака 14. Нижняя часть токоведущих стержней проходных изоляторов оканчивается непо­ движными контактами 3. В каждой фазе выключателя имеется два проходных изолятора и два неподвижных контакта. Подвижные контакты 16 выключателя с помощью прикрепленных к ним тяг 17 из прочного изоляционного материала (бакелита или пропитанно­ го изоляционным маслом дерева) соединены с общей металличе­ ской траверсой 18. При вращении вала 23 выключателя с помощью кривошипно-шатунного механизма 2 2 его вращательное движение преобразуется в поступательное движение металлической тяги 2 1 , движущейся в направляющих 20. При движении тяги 21 перемеща­ ется траверса 18 и соединенные с ней с помощью тяг 17 подвижные контакты. При повороте вала 23 по часовой стрелке подвижные контакты каждой фазы соединяются с неподвижными, и цепь для тока всех трех фаз замыкается — выключатель включен. В этом положении он удерживается специальной защелкой, встроенной в механизм привода. При включении выключателя сжимается разме­ щенная на тяге 21 отключающая пружина 19. При подаче импуль­ са на отключение защелка освобождается, и под действием сжатой отключающей пружины и собственного веса подвижные контакты начинают быстро опускаться вниз, потеряв металлический контакт с неподвижными контактами. В местах разрыва 2 (их два на одну фазу) зажигается электрическая дуга, под тепловым воздействием которой ближайшие к ней слои масла разлагаются, образуя вокруг каждой горящей дуги газовый пузырь высокого давления. Состав газового пузыря приблизительно следующий: 74% водорода, 13% ацетилена, 8 % метана и 5% тяжелых углеводородистых соедине­ ний. Таким образом, газовый пузырь отличается хорошими дугога­ сительными свойствами, так как состоит в основном из водорода, обладающего высокой теплопроводностью, теплоемкостью и малой вязкостью. В результате горения в газовом пузыре дуга интенсивно охлаждается, при нагревании пузырь расширяется, давление в нем

114