Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Оборудование >> Выключатели переменного тока высокого напряжения

Элегазовые выключатели - Выключатели переменного тока высокого напряжения

Оглавление
Выключатели переменного тока высокого напряжения
Масляные выключатели
Электромагнитные выключатели
Воздушные выключатели
Элегазовые выключатели
Вакуумные выключатели

 

5. ЭЛЕГАЗОВЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Дальнейшее повышение номинального напряжения и номинального тока в воздушных выключателях наталкивается на большие трудности.
Были использованы фреон, четыреххлористый углерод и шестифтористая сера (SF6), которая и была выбрана благодаря высокой электрической прочности и большой дугогасящей способности.

Достоинства элегаза:
1. Элегаз является "электроотрицательным" газом. Его молекулы обладают способностью захватывать электроны. При этом образуются малоподвижные, тяжелые отрицательные ионы, которые медленно разгоняются электрическим полем. Благодаря этому элегаз обладает высокой электрической прочностью.

  1. Высокая удельная объемная теплоемкость, почти в 4 раза  больше, чем у
    воздуха. Это позволяет увеличить токовую нагрузку на   15-25% и при этом
    уменьшить сечение токоведущей цепи аппарата.
  2. Номинальный ток отключения камеры продольного дутья с элегазом в 5 раз
    выше, чем с воздухом.
  3. Малая напряженность электрического поля в столбе дуги, а значит резкое
    сокращение износа контактов.
  4. Элегаз является инертным газом (до 800°С). Он не вступает в реакцию с
    кислородом и водородом, слабо разлагается дугой. Элегаз нетоксичен.
  5. Элегаз негорюч, пожаробезопасен.

Недостатком элегаза является переход из газообразного состояния в жидкое уже при температуре 0°С и давлении 1,25 МПа. Это создает предпосылку использовать его либо с подогревом, либо при низком давлении.
В элегазовых выключателях известны три принципа гашения дуги: 1) с автоматическим дутьем. Необходимый для дутья перепад давления создается за счет энергии привода;
2)    с   охлаждением   дуги   элегазом   при   ее   движении,     вызванном
взаимодействием тока с магнитным полем;
3)  с гашением дуги за счет перетекания газа из резервуара с высоким
давлением  в резервуар  с  низким давлением  (выключатели  с  двойным
давлением).
В настоящее время широко применяется первый способ.

Дугогасительное устройство с автоматическим принудительным дутьем показано на рис.5.1. Оно располагается в герметичном баке с давлением элегаза 0,2-0,28 МПа. При отключении дуга возникает между неподвижным 1 и подвижным 2 контактами. Вместе с подвижным контактом 2 при отключении перемещаются сопло 3 из фторопласта, перегородка 5 и цилиндр 6. Поршень 4 при этом неподвижен, элегаз сжимается и его поток, проходя через сопло, продольно омывает дугу и обеспечивает ее эффективное гашение.
Широкому распространению элегазовых выключателей особенно в КРУ на напряжение 110 и 220 кВ способствовали неоспоримые их достоинства: Г- полная заводская готовность, обеспечивающая простой и быстрый монтаж. Выключатель поставляется полностью отрегулированным, заполненным элегазом до рабочего давления и не требует при монтаже и наладке дозаправки элегазом;
-  взрыво- и пожаробезопасность;
-    небольшие масса и размеры,    что уменьшает требуемую площадь под оборудование в 10 раз;
Дугогасительное устройство выключателя с автоматическим принудительным дутьем

-   низкие динамические нагрузки на фундамент при    работе (установка выключателя на одной опоре с облегченным фундаментом);


- большие механический и коммутационный ресурсы, обеспечивающие при нормальных условиях эксплуатации работу без ремонта с вскрытием бака в течение всего срока службы выключателя;
- высокая надежность: даже при  падении избыточного давления элегаза до нуля выключатель выдерживает 60 В и отключает нагрузки до 630 А; обеспечивается эксплуатация  выключателя  без  включения  подогрева до . температуры минус 45°С; у полная автоматизация обслуживания;

  1. возможность эксплуатации в неблагоприятных атмосферных условиях;
  2. полная биологическая безопасность для окружающей среды;
  3. улучшенные характеристики встроенных трансформаторов тока позволяют
    в    большинстве    случаев    отказаться    от    применения     выносных
    трансформаторов тока наружной установки.

Целесообразность строительства закрытых элегазовых распредустройств обуславливается тем, что их объем в 2-3 раза меньше, чем закрытого РУ традиционных конструкций.
Выключатели для КРУЭ типов ЯЭ-110 и ЯЭ-220 имеют пневматические приводы с питанием от централизованной сети сжатого воздуха (давление 2 МПа, влажность не более 60%).
Элегазовые выключатели КРУЭ

Элегазовые выключатели КРУЭ напряжением 110 кВ типа ЯЭ-110 и напряжением 220 кВ типа ЯЭ-220 (рис.5.2) размещаются в герметизированных алюминиевых кожухах с проходными дисковыми изоляторами для электрического соединения их между собой, заполненных элегазом при давлении 0,4-0,6 МПа. Каждый кожух выключателя снабжен вентилем и трубами, присоединенными к шкафу контроля давления (ШКД). Герметизированные кожухи каждой фазы выключателя, имеющие одинаковое давление, соединены между собой.

Элегазовые выключатели на напряжения 110 и 220 кВ отдельно не изготовляются, а входят в объем поставки КРУ на эти напряжения в виде отдельных элементов в полностью собранном виде.
Оперирование элегазовым выключателем осуществляется пневматическим приводом двустороннего действия. Ручное отключение элегазового выключателя не предусмотрено.
Коммутационный ресурс элегазовых выключателей примерно в 2-3 раза выше, чем у маломасляных. Износ дугогасящей среды у элегазового выключателя весьма низок, продукты разложения элегаза поглощаются специальными фильтрами-поглотителями (сорбенты-активизированный алюмогель), а утечка газа из корпуса выключателя обычно не превышает 3% в год. Дозаполнение элегаза возможно без снятия напряжения. Практически межревизионные сроки для элегазовых выключателей определяются работой и уходом за его приводом.
За последнее десятилетие многие предприятия России наладили выпуск новых элегазовых выключателей.
ВГБ-35 — выключатель элегазовый баковый на напряжение 35 кВ. наружной установки, предназначен для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах, а также для работы в стандартных циклах при АПВ в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 и 60 Гц. Выпускает ВГБ-35 АО «Уралэлектротяжмаш», г. Екатеринбург.
ВГБ-35

Выключатель представляет собой комплексный аппарат, состоящий из собственно выключателя, привода и шести встроенных трансформаторов тока, рис.5.3. Сам выключатель состоит из металлического заземленного бака, внутри которого расположены неподвижные и подвижные контакты, а также дугогасительные устройства, основанные на прогрессивном принципе гашения электрической дуги путем ее вращения в магнитном поле.

Каждый трансформатор тока рассчитан на весь диапазон первичных номинальных токов (от 50 до 600 А) и имеет два сердечника и две обмотки для целей защиты и измерений. Переключение отводов для измерения коэффициента трансформации производится без разборки выключателя.
Выключатели выпускаются в двух исполнениях:
-выключатель с электромагнитным приводом постоянного тока (типовое обозначение ВГБЭ-35-12,5/630УХЛ1 на номинальное напряжение 35 кВ. номинальный ток отключения 12,5 кА, номинальный ток 630 А, для умеренного и холодного климата). По заказу привод этого выключателя снабжается встроенным выпрямителем для питания включающего электромагнита от сети переменного тока, при этом обеспечивается включение на токи короткого замыкания вплоть до 12,5 к А;
-выключатель с электромагнитным приводом переменного тока (типовое обозначение ВГБЭП-35). В этом приводе сочетаются качества, присущие как электромагнитному приводу постоянного тока (простота и надежность), так и пружинному приводу (автономность). Привод снабжен встроенными выпрямителями для питания включающего, отключающего электромагнитов и катушки контактора.
Выключатель снабжен электроконтактным сигнализатором давления элегаза с температурной компенсацией, автоматически приводящей его показания к температуре + 20°С. Сигнализатор обеспечивает визуальный контроль за уровнем давления элегаза в выключателе и имеет две установки: на предупредительный сигнал при понижении давления до 0,33 МПа и на отключение выключателя при падении давления ниже 0,3 МПа.
Масса выключателя составляет 800 кг, элегаза - 4 кг. Срок службы до среднего ремонта 15 лет.
Выключатели могут работать в широком диапазоне климатических условий: от районов Крайнего Севера (нижнее рабочее значение температуры
окружающей среды - минус 60°С) до районов с тропическим климатом (верхнее рабочее значение температуры - плюс 55°С).
ВГБ-220-40/2000 - выключатель элегазовый баковый на напряжение 220 кВ, номинальный ток отключения 40 кА, номинальный ток 2000 А, рис.5.4. Кроме этих выключателей АО «Электроаппарат», г. Санкт-Петербург, выпускает ВГБ-110, ВГБ-330.
Элегазовые выключатели серии ВГБ разработаны на базе хорошо известного принципа гашения дуги. При срабатывании выключателя элегаз сжимается и выбрасывается через контакты выключателя, осуществляя гашение дуги.
Выключатели имеют встроенные трансформаторы тока с количеством вторичных обмоток: для измерений - 2, для защиты - 4.
Выключатели поставляются практически в собранном виде. Они заполняются элегазом до транспортного давления, и комплектуются всем необходимым, в том числе специальным оборудованием для закачки и контроля элегаза. Экологически чистые выключатели не требуют замены элегаза в течение всего срока службы, не нуждаются в особых мерах по технике безопасности и допускают подпитку элегазом без снятия напряжения с выключателя. Выключатели допускают пофазное управление, просты в наладке и эксплуатации.
Срок до среднего ремонта - 8 лет, гарантийный срок службы - 30 лет.

Достоинства выключателей серии ВГБ:

  1. гидропривод (не нужна система сжатого воздуха);
  2. один разрыв на полюс ВГБ-220 и два разрыва на ВГБ-330;
  3. повышенная сейсмостойкость (низкий центр тяжести);
  4. низкий уровень помех (электромагнитных излучений, шума и т.д.).

Выключатель ВГУ

Выключатели серии ВГУ выпускает НПО «Уралэлектротяжмаш», Екатеринбург, на номинальные напряжения 110, 220, 330 и 500 кВ. Выключатель предназначен для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 и 60 Гц.
На рис.5.5 показан выключатель элегазовый типа ВГУ-220-45/3150 У1, (У - конструктивное исполнение) на номинальное напряжение 220 кВ, номинальный ток отключения 45 кА, номинальный ток 3150 А, для умеренного климата.
В связи с возрастанием номинального напряжения в два раза (против ВГУ-110) число разрывов на полюсе увеличено в два раза. Поэтому полюс имеет Уобразную компоновку. Управление контактами осуществляется приводом, расположенным в шкафу управления. Отключение производится пневматическим приводом. Включение осуществляется пружинами, которые заводятся при отключении. Управление тремя полюсами осуществляется с помощью шкафа управления.
Высота установки над уровнем моря 1000 м; рабочее значение температуры окружающей среды от минус 45 до плюс 40°С.
Масса выключателя 8000 кг, масса элегаза в выключателе 35 кг. /Номинальное рабочее давление элегаза 0,4 МПа, номинальное давление I сжатого воздуха привода 2,0 МПа.
Срок службы до среднего ремонта (полной переборкой узлов) - 12 лет, / срок службы до списания - 25 лет.
Элегазовые выключатели серии ВГТ на номинальные напряжения 110 и 220 кВ выпускает АО «Уралэлектротяжмаш», Екатеринбург. Выключатель типа ВГТ-110-40/2500У1 представлен на рис.5.6.
Выключатели наружной установки предназначены для коммутации электрических сетей при нормальных и аварийных режимах, а также для
Выключатель  ВГТ-110-40/2500У1

Элегазовый выключатель ВГТ 220 кВ

Рис. 5.6. Элегазовый выключатель серии ВГТ:
а) на напряжение 110 кВ
б) на напряжение 220 кВ
работы в стандартных циклах при АПВ в сетях трехфазного переменного тока частоты 50 и 60 Гц в районах с умеренным климатом. Выключатель управляется пружинным приводом типа ППрК.

Основные преимущества элегазовых выключателей серии ВГТ:

  1. высокая надежность работы;
  2. применение надежного автономного и не требующего мощных источников
    питания пружинного привода, имеющего более, чем  16-летний опыт
    эксплуатации в составе маломасляных выключателей серии ВМТ;
  3. высокая заводская готовность, простой и быстрый монтаж;
  4. отсутствие необходимости в техническом обслуживании и ремонтах при
    нормальных условиях эксплуатации;
  5. высокий механический и коммутационный ресурсы, качество уплотнения и
    комплектующих, обеспечивающих 20-летний межремонтный период;
  6. низкий    уровень    шума   при    срабатывании,    соответствие    высоким
    природоохранным требованиям;
  7. низкие динамические нагрузки на фундаментные опоры;
  8. полная взаимозаменяемость (по габаритно-установочным размерам и
    приводам) с маломасляными выключателями серии ВМТ.


 
« Выключатели и измерительные трансформаторы в КРУ 6-220 кВ   Высоковольтные выключатели »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.