Глава третья
АППАРАТНЫЕ ГЕНЕРАТОРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ
1. АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС ТИПА КАГ-15,75-28,5/28000УХЛ4
Трехполюсный аппаратный генераторный комплекс типа КАГ-15,75-28,5/28000УХЛ4 предназначен для выполнения коммутационных операций, передачи измерительной информации приборам и устройствам защиты и управления, а также для разделения и заземления участков цепи главных выводов мощных генераторов с номинальным напряжением 15,75 кВ и частотой 50 Гц. Структурная электрическая схема комплекса КАГ-15,75 изображена на рис. 3-1.
Рис. 3-1. Структурная схема аппаратного комплекса КАГ-15,75
В состав одного полюса комплекса КАГ-15,75 входят следующие аппараты и элементы: полюс разъединителя Рд с двумя встроенными заземлителями 3л1 и Зл2 и трансформатором напряжения ТН1, закрепленным на резервуаре разъединителя со стороны экранированного токопровода; полюс выключателя нагрузки ВН со встроенным заземлителем ЗлЗ со стороны генератора; трансформатор тока ТТ с двумя трансформаторами напряжения ТН2 и ТНЗ, закрепленными на корпусе ТТ со стороны выключателя нагрузки.
Заземлители выключателя нагрузки и разъединителя имеют ручное управление.
Фотография одного полюса комплекса показана на рис. 3-2. Слева изображен разъединитель с двумя заземлителями, в центре — выключатель нагрузки с заземлителем и справа — трансформатор тока вместе со встроенными трансформаторами напряжения. Каждый аппарат размещен в цилиндрическом заземленном резервуаре или корпусе из немагнитного материала, установленном на катках на раме. Как видно из рис. 3-2, аппараты, входящие в состав комплекса, находятся на некотором расстоянии друг от друга. Они соединяются между собой специальными медными шинами, поставляемыми вместе с комплексом. Снаружи пространства между резервуарами разъединителя и выключателя нагрузки и между резервуаром выключателя нагрузки и корпусом трансформатора тока закрываются съемными металлическими сегментами. Кроме того, с комплексом поставляются коллекторы охлаждающей технической воды, диафрагма и дифманометр ДМЭР2500 класса точности 1,5.
Элементы комплекса, находящиеся на потенциале земли, т. е. заземленные резервуары разъединителя и выключателя нагрузки, охлаждаются технической водой, которая проходит между внутренней и наружной стенками заземленного резервуара (см. рис. 2-12). Температура воды на входе не должна превышать 16 °С. Перепад давления на входе и выходе системы водяного охлаждения составляет 0,05 МПа. Расход воды на три полюса комплекса не менее 20 м3/ч. Давление на входе системы охлаждения не более 0,4 МПа.
Рис. 3-2. Общий вид аппаратного комплекса КАГ-15,75
Перепад температуры в системе охлаждения и удельное электрическое сопротивление охлаждающей воды не нормируются.
Резервуары разъединителя и выключателя нагрузки заполняются сжатым воздухом при давлении 0,6 МПа.
Комплекс встраивается в пофазно экранированные токопроводы, в которых температура шин, подводящих ток к комплексу, нс должна превышать +35°С, а температура вставки между экранами токопровода и резервуарами комплекса не должна превосходить 40 °С.
Технические характеристики комплекса
Наибольшее рабочее напряжение.......................................................... 17,5 кВ
Номинальный ток . ............. ..................................................................... 28 000 А
Наибольший допустимый рабочий ток
в продолжительном режиме.................................................................... 28 500 А
Предельный сквозной ток, кА:
амплитуда ............................................................................................................ 500
начальное действующее значение периодической составляющей .................... 190
Термическая стойкость (предельный ток в течение 3 с) .................... . . 100 кА
Время прохождения тока, равного предельному току термической стойкости, по заземлителям не должно превышать 1 с. При прохождении по заземлителям тока к.з. (электродинамической и термической стойкости) допускается приваривание контактов без разрыва цепи заземления.
Для правильной работы комплекса предусмотрены следующие блокировки, не допускающие:
срабатывания выключателя нагрузки и разъединителя при понижении давления сжатого воздуха в их резервуарах за уровень 0,55 МПа; включения выключателей нагрузки, если его
заземлитель включен; включения разъединителя, если его заземлители включены; отключения разъединителя при включенном выключателе нагрузки; включения заземлителей выключателя нагрузки при включенном выключателе нагрузки и разъединителе; включения заземлителей разъединителя при включенном разъединителе.
Блокировка, запрещающая включение заземлителей выключателя нагрузки и разъединителя при наличии напряжения со стороны генератора или линии при отключенном выключателе нагрузки и разъединителе, обеспечивается заказчиком путем размыкания цепи питания блок-замков заземлителей.
Выключатель нагрузки.
Его устройство изображено на рис. 2-12, а его внешний вид на рис. 3-2.
Номинальное напряжение.................................................................. 15,75 кВ
Наибольшее рабочее напряжение........................................................ 17,5 кВ
Номинальный ток............................................................................... 28 000 А
Наибольший рабочий ток.................................................................. 28 500 А
Номинальный ток отключения............................................................. 28,5 кА
Амплитуда номинального тока включения ........................................ 200 кА
Предельный сквозной ток, кА:
амплитуда..................................................................................... Не более 500
начальное действующее значение
периодической составляющей.................................................................... 190
Термическая стойкость (предельный ток
в течение 3 с)............................................................................................. 100 к А
Собственное время отключения................................................. 0,05—0,07 с
Собственное время включения................................................... 0,04—0,06 с
Ток электромагнитов отключения.......................................................... 12 А
Масса одного полюса выключателя нагрузки................................... 3000 кг
Технические характеристики выключателя
Расход воздуха из резервуара выключателя нагрузки на одно отключение— 1800 л, включение практически отсутствует.
Управление выключателем нагрузки, т. е. его отключение и включение, осуществляется пневматическими механизмами при давлении сжатого воздуха 2 МПа, подаваемого по специальным трубопроводам.
Разъединитель.
Его основой является коммутирующее устройство, создающее необходимый изоляционный промежуток. Оно размещено внутри металлического резервуара, заполненного сжатым воздухом. Торцы резервуара закрыты изоляционными вогнутыми дисковыми вводами, которые поддерживают всю токоведущую систему.
Коммутирующее устройство (рис. 3-3) состоит из двух неподвижных контактов 1 и 4, одного возвратно-поступательно передвигающегося подвижного контакта 2 и восьми поворотных контактов зонтичного типа 3. Конструкция и работа зонтичных контактов — такая же, как в выключателе нагрузки (см. рис. 2-12), поэтому здесь не рассматривается.
Рис. 3-3. Последовательность работы разъединителя в аппаратном комплексе КАГ-15,75
Необходимость в поступательно передвигающемся контакте обусловлена тем, что зонтичные контакты не обеспечивают необходимого изоляционного промежутка при отключенном положении разъединителя. Последовательность работы контактов разъединителя приведена на рис. 3-3. Отключение разъединителя. Во включенном положении (рис. 3-3, а) ток подводится к неподвижным контактам 1 и 4. Контакты 2 и 3 замкнуты. При отключении (рис. 3-3,6) размыкаются зонтичные контакты 3 и контакты 2. После этого начинается поступательное перемещение контактов 2 справа налево. Отключенное положение контактов 2 и 3 показано на рис. 3-3, а. Включение разъединителя осуществляется в обратной последовательности (рис. 3-3, г, д и е). Перемещение подвижных контактов разъединителя осуществляется пневматическими механизмами, работающими при давлении воздуха 0,6 МПа.
Технические характеристики разъединителя приведены ниже. Собственное время отключения — не более 0,5 с, включения — не более 1 с. Расход воздуха на одно отключение — 160 дм3, на одно включение — 320 дм3. Объем резервуаров 2655 л. Масса полюса 3240 кг.
На резервуаре разъединителя сверху и снизу установлено по заземлителю. На боковой поверхности резервуара имеется два окна для визуального наблюдения за положением контактов разъединителя.
На рис. 3-4 изображена электропневматическая схема разъединителя, находящегося в отключенном положении. Внутреннее пространство разъединителя, а также полости а, в, г и е блоков пусковых клапанов постоянно заполнены сжатым воздухом. Срабатывание электрических и пневматических устройств, а также элементов кинематики разъединителя происходит следующим образом.
Включение разъединителя.
Подается командный импульс на электромагнит включения ЭВ. Сердечник электромагнита втягивается и открывает пусковой клапан 3. Из последнего сжатый воздух поступает в полость д слева от поршня 5 промежуточного клапана.
Рис. 3-4. Принципиальная электропневматическая схема разъединителя комплекса КАГ-15,75
Под действием сжатого воздуха поршень этого клапана передвигается слева направо с посадкой на седло клапана, открывая проход для воздуха из полости е в воздухопровод 9, в полость к промежуточного клапана 10, в воздухопровод с изоляционной трубой 12, в воздухопровод 14 и далее в полость слева от поршня 28 вспомогательного привода, осуществляющего поступательное перемещение контактов 18.
Под действием сжатого воздуха поршень 28 передвигается слева направо, перемещая приводной механизм с крестовиной 17 и закрепленными на ней контактами 18. При подходе контактов 18 к их конечному положению поршень 28 открывает проход для сжатого воздуха из полости слева от этого поршня в воздухопровод с изоляционной трубой 15. При этом золотник 11 клапана 10 передвигается снизу вверх, открывая доступ сжатому воздуху из полости к через поперечный канал в воздухопровод 25 с изоляционной трубой 23 и далее в полость м справа от поршня 20 встроенного привода поворотных контактов 19. Сжатый воздух, появляющийся слева от поршня 20 вследствие утечек и компрессии, выпускается в атмосферу через отверстие в клапане 21.
Поршень 20 под действием сжатого воздуха передвигается справа налево, перемещая приводной механизм с поворотными контактами 19 таким образом, как в выключателе нагрузки (см. рис. 2-12). Перемещение контактов сопровождается перемещением вверх тяги 26, переключающей контакты вспомогательных цепей управления (КВЦУ). Тем самым размыкаются цепи электромагнита включения, его сердечник возвращается в первоначальное положение и пусковой клапан 3 закрывается.
До закрытия пускового клапана срабатывает клапан отсечки воздуха, который прекращает поступление сжатого воздуха в воздухопровод 9 и обеспечивает его удаление из этого воздухопровода в атмосферу. Клапан отсечки работает следующим образом. Сжатый воздух через дроссельную иглу 7 и дополнительный объем и поступает в полость з и передвигает золотник 6 слева направо, так что отверстие в стенке золотника 6 совпадает с каналом, выходящим в пространство над поршнем 5 (полость д). Тем самым открывается выход сжатому воздуху, находящемуся в полости д, в атмосферу через полость золотника и канал 8. Давление в полости д понижается, и клапан 5 под действием пружины закрывается, а следовательно, прекращается поступление воздуха в воздухопровод 9. Золотник 6 удерживается в крайнем правом положении вследствие подачи сжатого воздуха из открытого пускового клапана 3 в полость з через канал подхвата ж. После срабатывания контактов КВЦУ прекращается питание электромагнита включения и пусковой клапан закрывается, а золотник 6 под действием пружины возвращается в первоначальное положение.
Рис. 3-5. Осциллограммы процессов включения (а) и отключения (б) комплекса КАГ-15,75
Поступление сжатого воздуха в полости в и е производится
по воздухопроводам 4 из резервуара ограниченной емкости. Разъединитель имеет два заземлителя 16 и 24, приводимые в действие ручным приводом.
Отключение разъединителя.
Подается командный импульс на электромагнит отключения ЭО. Сердечник электромагнита втягивается и открывает пусковой клапан 2, из которого сжатый воздух поступает в полость б над поршнем 1 промежуточного клапана. Поршень 1 движется с посадкой на седло и открывает проход для воздуха из полости в в воздухопровод 27 с изоляционной трубой 22 и далее в клапан 21. Золотник клапана 21 поднимается, перекрывая отверстие в стенке корпуса, выходящее в атмосферу, и открывая проход сжатому воздуху в полость м слева от поршня 20 встроенного привода поворотных контактов. Под действием сжатого воздуха поршень 20 передвигается слева направо.
При этом поворотные контакты 19 поворачиваются вокруг осей и отходят от контактов 18. Как только поворотные контакты 19 отойдут от контактов 18, последние начинают перемещаться справа налево под действием давления сжатого воздуха на шток привода контактов 18.
Поворот контактов 19 сопровождается перемещением вниз штока 24, управляющего контактами КВЦУ. Последние размыкают цепи управления электромагнита отключения. При этом пусковой клапан закрывается.
До переключения контактов КВЦУ срабатывает клапан отсечки воздуха, точно так же, как это было в процессе включения, и прекращается подача сжатого воздуха в воздухопровод 27.
На рис. 3-5 приведены осциллограммы процессов включения и отключения КАГ-15,75.
Трансформатор тока одновитковый с воздушной изоляцией.
Он имеет четыре вторичные обмотки (одна для измерений и три для защиты). Обмотки закреплены внутри алюминиевого корпуса посредством прижимов из эпоксидной смолы и четырех шпилек.
Номинальный первичный ток......................................................... 30 000 А
Наибольший рабочий первичный ток............................................. 28 500 А
Номинальный вторичный ток.................................................................... 5 А
Динамическая стойкость (амплитуда тока)........................................ 500 кА
Термическая стойкость (ток в течение 3 с)........................................ 100 кА
Число вторичных обмоток
для измерений класса 0,1................................................................................... 1
для защиты класса 10Р......................................................................................... 3
Номинальная вторичная нагрузка..................................................... 50 В · А
Номинальная предельная кратность вторичной обмотки для защиты... 6
Технические характеристики трансформатора тока
Трансформаторы напряжения установлены в блоках разъединителя и трансформатора тока.
Технические характеристики трансформатора напряжения
Класс напряжения.................................................................................... 15 кВ
Номинальное напряжение первичной обмотки .... 15750√3 В Номинальное напряжение основной
вторичной обмотки..................................................................................... 100√3 В
Номинальный класс точности....................................................................... 0,5
Номинальная мощность основной
вторичной обмотки..................................................................................... 75 В · А
