Коммутационный ресурс генераторных выключателей для ГАЭС при отключении нагрузочных токов, как отмечалось ранее, недостаточен. Так, генераторный выключатель типа НЕ, промышленный выпуск которых начат в 1985 г., по данным фирмы АВВ может отключить ток нагрузки 11 кА около 700 раз.
Схема генераторного выключателя с синхронным отключением токов нагрузки
Рис. 5-5. Схема генераторного выключателя с синхронным отключением токов нагрузки
При коммутации токов нагрузки обратимых агрегатов ГАЭС ток и напряжение имеют практически синусоидальную форму, апериодическая составляющая равна нулю. В таких условиях создание простого и надежно работающего устройства синхронизации для выдачи команды на отключение является сравнительно несложной инженерной задачей.
В Севастопольском приборостроительном институте разработано ДУ с синхронным размыканием контактов для отключения токов нагрузки. ДУ выполнено на базе двух последовательно включенных вакуумных камер КДВ-21ХД, номинальный ток отключения которых (4 кА) приблизительно в три раза меньше номинального тока отключения ДУ (11,2 кА). Камеры КДВ-21ХД серийно выпускаются заводом «Полярон», г. Львов.
Основные технические характеристики КДВ-21ХД
Номинальное напряжение................................................................... 15 кВ
Номинальный ток.................................................................................. 400 А
Номинальный ток отключения............................................................... 4. кА
Электродинамическая стойкость (пик тока)............................... 11,2.. кА
Габариты
диаметр............................................................................................................ 105 мм
длина............................................................................................................... 280.. мм
Механический ресурс.................................... 10+5 циклов ВО
Коммутационный ресурс при номинальном токе . . 10+5 циклов ВО
Функциональная электрическая схема генераторного выключателя с синхронным отключением токов нагрузки ВДК показана на рис. 5-5. Параллельно главным контактам 1 включены ДУ 2 и 3. Дугогасительное устройство ДУ 2 обеспечивает отключение токов к. з. и выполнено на базе ВДК с большим Iо.ном, а ДУ 3 предназначено для коммутации токов нагрузки и выполнено на базе двух, включенных последовательно, синхронно отключаемых ВДК типа КДВ-21ХД.
Во включенном положении выключателя главные контакты 1 замкнуты, контакты 2 и 3 разомкнуты. При оперативном отключении порядок оперирования следующий: замыкаются контакты 3, размыкаются контакты 1 и синхронно размыкаются контакты 3. При отключении токов к. з. сначала замыкаются контакты 2, а затем последовательно размыкаются контакты 1 и 2. Выключатель включается контактами 1.
Конструктивно ДУ встраивается в экранированный токопровод и содержит две ВДК, подвижные контакты которых соединены с индукционно-динамическими механизмами [10] посредством тяговых изоляторов.
Рис. 5-6. Осциллограммы синхронного отключения токов нагрузки
Команда управления на индукционно-динамический привод для синхронного отключения подается от синхронизатора.
Основные технические данные описанного выше ДУ
Номинальное напряжение.................................................................. 20 кВ
Номинальный ток отключения........................................................... 11,2 кА
Длительность тока, не более................................................................... 0,1 с
Время отключения, не более.............................................................. 10-2 с
Время включения, не более........................................................... 2 · 10-2 с
Коммутационный ресурс при токах до 11,2 кА 10 000 циклов В—tп—О
Испытания синхронно отключаемого ДУ, проводимые Севастопольским приборостроительным институтом на основе синтетической схемы, показали, что его коммутационный ресурс с камерами КДВ-21ХД превышает 10 000 операций отключения тока 11,2 кА. Прямые испытания отключающей способности ДУ при синхронном отключении токов 11,2 кА приводились в ЛенПО «Электроаппарат» от ударного генератора. Были сделаны опыты при отключении токов 2,4; 3,8; 9,0 и 11,2 кА. При токе 11,2 кА было сделано 6 опытов при длительности токов перед размыканием контактов от 0,01 до 0,05 с. Во всех опытах имело место синхронное отключение и успешное гашение дуги при времени упреждения tд = 0,8-:-0,9 с. Примеры осциллограмм синхронного отключения токов нагрузки 11,2 кА приведены на рис. 5-6. Команда на отключение (tоткл) подавалась за 0,8-:- 0,9 мс до перехода тока через нуль. На рис. 5-6, а показано размыкание контактов и гашение дуги в первый полупериод отключаемого тока через ВДК, а на рис. 5-6,б — в пятый полупериод.
Таким образом, коммутационная способность и коммутационный ресурс при синхронном отключении больше коммутационного ресурса при несинхронном отключении.
