Лабок О. П. и Семенов Г. Г. Управление разъединителями, сигнализация и блокировка.—М.: Энергия, 1978.
В книге дается описание электрической части приводов разъединителей с местным и дистанционным управлением. Описана наладка схем управления, сигнализации и блокировки разъединителей.
Книга рассчитана на электромонтеров и мастеров, занимающихся монтажом, наладкой и эксплуатацией устройств автоматики и вторичных цепей.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Постоянный рост энерговооруженности народного хозяйства нашей страны требует сооружения новых электростанций и подстанций, развития электрических сетей. Все более важное значение приобретают надежность и бесперебойность электроснабжения, повышение гибкости схем электропередачи, обеспечивающих возможность быстрейшего вывода из работы поврежденного оборудования без нарушения работы потребителей, увеличение межремонтного периода работы электрооборудования. Накопленный к настоящему времени опыт эксплуатации показывает, что наряду с такими надежными элементами системы электроснабжения, как генераторы и трансформаторы, устройства релейной защиты и автоматики, имеются и менее надежные звенья этой системы — устройства дистанционного и местного управления разъединителями. Это объясняется несовершенством части схем и конструкций устройств управления разъединителями, выполненных в разное время по различным проектам. Кроме того, неблагоприятно влияют и климатические условия, так как элементы схем управления и приводы разъединителей расположены обычно на открытом воздухе.
В обеспечении надежной работы устройств дистанционного и местного управления разъединителями большую роль играет также уровень эксплуатации, зависящий от хорошего знания обслуживающим персоналом схем и аппаратуры управления, рациональных приемов ее профилактического ремонта. Целью настоящей брошюры является оказание помощи по этим вопросам эксплуатационному персоналу. В ней приводятся описания наиболее распространенных схем и аппаратуры управления разъединителями, перечислены основные недостатки находящихся в эксплуатации устройств. На основе опыта эксплуатации даются рекомендации по изменению схем и отдельных элементов управления с целью повышения их надежности. Приводятся сведения по наладке указанных устройств.
- ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Назначение и виды разъединителей. На электростанциях, подстанциях и в распределительных сетях для включения и отключения цепей высокого напряжения под нагрузкой и при коротких замыканиях применяются выключатели различных типов. В отличие от них разъединители не рассчитываются на проведение операций под нагрузкой, за исключением предусмотренных ПТЭ случаев включения и отключения холостого хода трансформаторов и зарядного тока линий. Разъединители по назначению, таким образом, могут быть ремонтными и оперативными. Первые предназначены для создания видимого разрыва между оборудованием, выведенным в ремонт, и остальной частью электроустановки, находящейся под напряжением. Это позволяет производить ремонт оборудования, не опасаясь случайной подачи напряжения к месту работ. Вторые применяются в упрощенных схемах (например, в таких, где отсутствует выключатель со стороны высокого напряжения трансформатора) и помимо создания видимого разрыва служат для оперативных целей (в данном случае — для отключения тока холостого хода трансформатора).
В зависимости от того, где устанавливаются разъединители: в закрытых или открытых распределительных устройствах, они делятся на разъединители для наружной и внутренней установки. Разъединители внутренней установки обычно выполняются на напряжение 6—10— 20 кВ. Разъединители для наружной установки обычно выполняются на напряжение 35 кВ и выше. Разъединители для внутренней установки на напряжение 6—10 кВ, рассчитанные на небольшие номинальные токи, могут не иметь привода. Включение и отключение каждого полюса такого разъединителя производится с помощью изолирующей штанги. Разъединители, рассчитанные на большие токи, управляются с помощью привода, который обеспечивает в большинстве случаев проведение операций сразу всеми тремя полюсами и облегчает оперативному персоналу работу по включению и отключению разъединителей. Приводы могут быть ручными (рычажными, червячными), электрическими (электро- двигательными, магнитофугальными) или пневматическими. Разъединители на напряжение 6—10—20 кВ и номинальные токи до 4000 А обычно имеют ручные приводы. Разъединители того же напряжения, рассчитанные на большие номинальные токи (6000 А и более), имеют обычно электродвигательные приводы. Разъединители на напряжение 35—110 кВ, как правило, управляются с помощью ручных приводов, а на напряжение 110—154—220 кВ могут иметь ручные или электродвигательные приводы. И, наконец, разъединители на более высокое напряжение (330, 400, 500 и 750 кВ) выполняются, как правило, с электродвигательными приводами. Это объясняется тем, что указанные разъединители рассчитаны на большие номинальные токи и выполняются поэтому достаточно тяжелыми. Поэтому ручное управление ими для оперативного персонала затруднено. В последнее время для управления разъединителями получили также распространение пневматические приводы. Это объясняется широким применением на электростанциях и подстанциях воздушных выключателей, для которых имеются воздухоприготовительные установки и разветвленная сеть воздухопроводов. Указанное позволяет с небольшими дополнительными затратами выполнить пневматическое управление разъединителями.
Разъединители, имеющие электродвигательный привод, могут управляться как с места их установки, так и дистанционно со щита (пульта) управления электростанции или подстанции. Разъединители типа РОНЗ-400 имели цепи дистанционного управления и сигнализации на щите управления. Однако в дальнейшем в целях упрощения и удешевления электроустановок цепи дистанционного управления и сигнализации со щитов управления для ремонтных разъединителей выполняться не стали. В некоторых случаях для обеспечения безопасности оперативного персонала дистанционное управление разъединителями на напряжение 500 кВ выполняется из шкафов управления, расположенных на безопасном расстоянии от разъединителей в распредустройствах. Для оперативных разъединителей цепи дистанционного управления (из распредустройства или со щита управления), как правило, выполняются.
Следует отметить, что на крупных электростанциях в целях ускорения переключений, а также на автоматизированных подстанциях с упрощенными первичными схемами, работающих без постоянного дежурного персонала, широко применяется дистанционное управление разъединителями любого напряжения.
Разъединители на напряжение 6 кВ и выше часто снабжаются одним или двумя заземляющими ножами. Указанные ножи обычно управляются с помощью рычажного привода, на который надевается отрезок трубы. У разъединителей, имеющих электродвигательный привод, ручной механизм управления заземляющими ножами также расположен, как правило, на этом приводе. Исключение составляют разъединители типа РОНЗ-400, которые выпускались в 50-х годах с отдельными электродвигательными приводами, и разъединители на напряжение 750 кВ. Последние выпуски разъединителей на напряжение 500 кВ имеют отдельно расположенный ручной привод заземляющих ножей.
Требования к схемам управления и сигнализации разъединителей. Основное из них—исключение возможности самопроизвольного переключения разъединителей при неисправностях в этих схемах (например, при отказе в действии или перекрытии контактов, двойных замыканиях на землю в цепях управления и т. п.). Указанное требование приводит к необходимости иметь двойной разрыв в цепях контактора управления электродвигателем и в цепях самого электродвигателя (рис. 1). В первую очередь это относится к схемам управления разъединителями, выполненным на постоянном оперативном токе. В указанных схемах с помощью ключей управления или кнопок производится включение промежуточного контактора КП, который подает питание на электродвигатель привода. При отсутствии разрыва в цепи Минуса оперативного тока в таких схемах двойное замыкание на землю (Плюса оперативного тока и цепи его подачи на контактор управления электродвигателем) приводит к самопроизвольному срабатыванию указанного контактора. Аналогичное замыкание в цепях электродвигателя постоянного тока (при отсутствии разрыва в цепи Минуса) приводит к его самопроизвольному пуску.
В свою очередь, наличие двойного разрыва не позволяет выполнять контроль исправности цепей управления разъединителей. Это происходит потому, что реле или лампа, предназначенные для контроля, шунтируют только один разрыв цепей управления, а другой остается незашунтированным и через него не создается замкнутой цепи для питания этих реле или лампы. Между тем указанный контроль широко применяется в схемах управления выключателями. Объясняется это различными требованиями, предъявляемыми к схемам управления выключателей и разъединителей.
Рис. 1. Схемы управления и сигнализации разъединителей 6—10 кВ с электродвигательным приводом. а — схема управления; б — схема сигнализации.
Самопроизвольное отключение выключателя в худшем случае может привести к выходу из работы одного присоединения (линии, трансформатора). Между тем неисправность цепи отключения выключателя может привести к отказу в его действии при коротком замыкании и, как следствие этого, — к развитию аварии. Поэтому схемы управления выключателей имеют контроль исправности цепи отключения (включения). Наличие же достаточно чувствительного контроля изоляции сети постоянного оперативного тока резко ограничивает возможность появления двойных замыканий на землю.
В то же время самопроизвольное переключение разъединителя приводит к аварии, так как в большинстве случаев сопровождается коротким замыканием и повреждением аппаратуры высокого напряжения распредустройства. Отказ же в отключении или включении разъединителя, связанный с неисправностью в цепях его управления, приводит только к увеличению времени, требуемого для завершения переключений в распредустройстве, так как в худшем случае разъединитель может быть переключен в нужное положение вручную. Именно поэтому отдается предпочтение схемам, исключающим самопроизвольное переключение разъединителей при двойных замыканиях на землю.
Сеть 380 В станций и подстанций выполнена с заземленной нейтралью. Поэтому в ней не может быть двойных замыканий на землю, так как замыкание любой фазы на землю будет являться коротким замыканием, что повлечет за собой перегорание соответствующих предохранителей или отключение максимальных автоматов. В схемах управления разъединителей, выполненных на переменном оперативном токе напряжением 220 В, отсутствие разрыва в цепи «нуля» приведет к самопроизвольному срабатыванию контактора управления электродвигателем только при замыкании по каким-то причинам контактов в цепи подачи на указанный контактор фазы переменного напряжения. Такая неисправность значительно менее вероятна, чем появление двойных замыканий на землю в схемах управления разъединителей, выполненных на постоянном оперативном токе.
Тем не менее стремление полностью исключить самопроизвольные переключения разъединителей привело к появлению второго разрыва и в схемах их управления, выполненных на переменном оперативном токе. Последующий же опыт эксплуатации привел к отказу от второго разрыва. Для указанных схем появилась принципиальная возможность выполнения контроля исправности цепи управления. Однако практически этого не делают, так как не хотят усложнять и удорожать схемы управления разъединителей.
Схемы сигнализации разъединителей, поскольку для них не выполняется контроль исправности цепей управления, сводятся к сигнализации положения. Она должна отличаться от сигнализации выключателей и не только показывать положение разъединителя, но и указывать на неисправность в самой схеме или аппаратуре сигнализации. Кроме того, желательно, чтобы сигнализация фиксировала переключения разъединителей, которые произошли без команды со щита управления.
Блокировка разъединителей. В схемах управления разъединителей обязательно должна предусматриваться блокировка, не допускающая производства операций ими под нагрузкой. Операции с ремонтными разъединителями должны разрешаться только при отключенном положении соответствующих выключателей. Блокировка разъединителей, имеющих электрический привод, выполняется с помощью размыкающих блок-контактов выключателей, которые разрывают цепи управления разъединителями при включенном положении выключателей. Для разъединителей, снабженных ручными приводами, блокировка производится путем механического запирания приводов. Для оперативных разъединителей также существует целый ряд ограничений на проведение операций, которые зависят от назначения и положения разъединителей в схеме распредустройства электростанции или подстанции.
Общими для схем управления, сигнализации и блокировки являются требования простоты, надежности, удобства в эксплуатации, наглядности, долговечности и дешевизны.
