Выключатель нагрузки с вертикальным прерывателем без встроенного разъединителя (рисунок 2)
Трехфазное отключение и защита
Высоковольтные выключатели нагрузки (выключатели с ограниченной отключающей способностью, circuit switchers, контакторы) были созданы для преодоления ряда ограничений плавких предохранителей, используемых в трансформаторах на электрических подстанциях. Высоковольтные выключатели нагрузки имеют дугогасительные камеры, использующие элегаз (SF6), и предназначены для того, чтобы обеспечивать трехфазное отключение (с учетом несбалансированного напряжения). Они также должны обеспечивать защиту от динамических и статических перегрузок по напряжению, и при этом затраты на них, находятся между стоимостью плавких предохранителей и стоимостью полноценных выключателей. Помимо этого, они могут обеспечивать защиту от отказов трансформаторов, используя дифференциальное, неожиданное давление, и релейные схемы токовой перегрузки. Также могут применяться критические операционные ограничения, такие как низкий уровень масла, повышенная температура масла или обмоток, падение давления во время работы, и т.п.
Самые первые высоковольтные выключатели нагрузки были разработаны и поставлялись в виде комбинации прерывателя цепи и последовательного включенного с ним изолирующего разъединителя. Эти первые модели (см. Рис 1) имели на каждую фазу при напряжении свыше 69 кВ несколько прерывающих сегментов, состоящих из прерывателей и резисторов. Отсюда вытекает и необходимость для подключаемых последовательно выключателей.
Более поздние модели использовали усовершенствованные дугогасительные камеры, которые снижали количество сегментов, требуемых для успешной работы, до одного на фазу, устраняя, тем самым, необходимость в разъединителях, устанавливаемых последовательно с прерывателями.
Рисунок 1 - высоковольтный коммутатор с несколькими прерывающими сегментами на фазу
Сегодня, высоковольтные выключатели нагрузки доступны в виде вертикальных прерывателей (см. Рис 2 выше), или в виде горизонтальных прерывателей (см. Рис 3), как имеющих, так и не имеющих встроенные разъединители (см. Рис 4).
Самые первые высоковольтные выключатели нагрузки имели способность отключения симметрического первичного тока утечки в 4 кА, но последующие улучшения конструкции за прошедшие годы позволили производить выключатели нагрузки, обеспечивающие значения отключения симметричного первичного тока замыкания в 8, 10, 12, 16, 20, 25, 31.5 и 40 кА, наравне с возможностями полноценных высоковольтных выключателей.
Рисунок 3. Выключатель нагрузки с горизонтальным прерывателем и со встроенным вертикальным разъединителем.
Выключатели нагрузки с горизонтальным прерывателем обеспечивают, в качестве наиболее важных применений высоковольтных выключателей нагрузки, функции защиты при разрушающей нагрузке, разделении параллельных линий и падении напряжения в цепи. К другим применениям таких выключателей нагрузки относятся отключение тока намагничивания трансформатора, и зарядных токов кабелей и воздушных линий электропередачи.
Все операции включения и отключения выполняются в среде элегаза, что устраняет электрическую дугу открытого воздуха.
Рисунок 4. Высоковольтный выключатель нагрузки с горизонтальным прерывателем без встроенного разъединителя
Скорости отключения высоковольтных выключателей нагрузки были улучшены от начальных 8 циклов времени отключения до 6, а затем до 5 и 3 циклов. При этом отключение в 3 цикла выполняется с той же скоростью, что и время отключения у большинства распространенных выключателей.
Различные типы моделей, конфигурации и возраст имеют разные оценки, и разные скорости отключения.
Были созданы и оснащены выключатели нагрузки, предназначенные для приложений, включающих в себя защиту:
1. Силовых трансформаторов
2. Линий электропередачи
3. Кабелей
4. Конденсаторных батарей
5. Линейных подключений, или подключений шунтирующих реакторов.
Высоковольтные выключатели нагрузки также могут применяться в специальных приложениях, таких как обход последовательных конденсаторов, а также в приложениях отключения нагрузка-линия-петля, где требуется способность отсечки утечек (поскольку такая способность не является свойственной разъединителям, имеющим прерыватели "нагрузка-линия-петля", или в выключателях, в которых устанавливаются такие дугогасительные камеры).
Основные преимущества
Высоковольтные выключатели нагрузки обладают следующим основными преимуществами:
1. Отключение и включение осуществляются в среде элегаза.
2. Поставляемое оборудование полностью собрано, что минимизирует время их установки.
3. Местная визуальная индикация давления газа осуществляется в виде цифрового кодирования температуры, компенсирующей величину давления газа.
4. Наличие общей газовой системы с переключателем плотности газа, с сигналом низкого давления, и с блокировкой низкого давления для удаленного мониторинга состояния.
5. Компактная конструкция и простота установки делает их идеальными выключателями для замены плавких предохранителей для обеспечения 3-фазовой защиты.
6. Простота механической конструкции гарантирует продолжительное время эксплуатации и повторяемость операций.
Оцениваемый рабочий цикл:
O - 0.3 сек - CO - 15 сек -CO
