Эксплуатация электрооборудования ВКС ПС "Сибирская" Филиала ОАО "ТЭСС" "ТЭСС-НИЖНЕВАРТОВСК"

4 ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ХАРАКТЕРА 

     4.1 Описание и сравнение высоковольтных выключателей 

     В качестве объекта для исследования мною было выбрано следующее оборудование: высоковольтные выключатели:

     I. Воздушные ВВБ-500.

     II. Маслонаполненные У-110-2000-40 У1. 

     I. Рассмотрим высоковольтные выключатели воздушные:

• Назначение выключателей.

     Выключатели высоковольтные трех полюсные ВВБ-500А предназначены для коммутационных операций (включений и отключений) в нормальных и аварийных режимах электрических сетей переменного тока частоты 50 Гц при номинальном напряжении 500 кВ и токе отключения 63 кА. Они могут эксплуатироваться как в открытых (ОРУ), так и в закрытых (ЗРУ) распределительных устройствах в районах с умеренным и холодным климатом (от -60 до +40°С) при условии, что окружающая среда не содержит агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию. Воздушные выключатели серии ВВБ соответствуют требованиям ГОСТ 687-78 «Выключатели переменного тока на напряжение свыше 1000 В. Общие технические условия», имеют «Сертификат соответствия» России. 

Рисунок 4.1. Выключатели ВВБ-500А. 

• Устройство  и принцип действия выключателей ВВБ.

     Выключатель состоит из трёх одинаковых полюсов, механически не связанных друг с  другом, и общего распределительного шкафа, обеспечивающего электрическую  и пневматическую связь между  полюсами. Полюс выключателя состоит из двух одинаковых элементов, общего резервуара со шкафом управления, рам. Каждый элемент полюса включает в себя колонку из четырёх опорных изоляторов с изоляционными растяжками и экраном, а так же ДУ с конденсаторами и экранами.

     Резервуар, предназначенный для хранения сжатого  воздуха и для механической связи  электрического полюса, представляет собой трубу диаметром 520 мм с  приваренными к ней днищами, патрубками с рёбрами опорных стоек, воспринимающими  нагрузку опорных колонок. К нижнему  патрубку резервуара присоединён шкаф управления. В шкафу управления расположены  пневматический привод с электромагнитами управления, блок контактно- сигнальный (СБК), клеммный ряд, кабельные муфты, вентиляционный клапан. Блок контактно-сигнальный предназначен для управления цепями сигнализации и блокировок. Привод пневматический служит для управления ДУ.

     Колонки опорных изоляторов предназначены  для изоляции токоведущего контура  от заземлённых частей полюса, для  подачи сжатого воздуха в ДУ и  для размещения изоляционных тяг  управления. Для уменьшения изгибающих нагрузок на колонки опорных изоляторов предназначены растяжки, состоящие  из стержневых изоляторов типа LS-85/21, крепящихся к раме с помощью натяжного  устройства. ДУ (модуль) предназначено для пропускания тока во включенном положении выключателя., для гашения электрической дуги при размыкании контактов и для создания изоляционного промежутка в отключенном положении выключателя. Оно представляет собой двухразрывную дугогасительную камеру, контактная система которой находится в среде сжатого воздуха как во включенном, так и в отключенном положениях выключателя. Дугогасительное устройство состоит из системы подвижных и неподвижных контактов, расположенных в корпусе, а также вводов, шунтирующих резисторов с коммутирующих механизмами, оперативных клапанов и привода сопел.

     Ввод  предназначен для изоляции частей ДУ, находящихся под разными потенциалами в отключенном положении выключателя  и для пропускания тока во включенном положении. Для производства ревизии  и замены контактов предусмотрен поворот (откидывание) вводов на шарнирах. Шунтирующие резисторы служат для  обеспечения заданной скорости восстановления напряжения на контактах ДУ в момент отключения выключателя. Конденсаторы, устанавливаемые на ДУ, служат для равномерного распределения напряжения по разрывам в отключенном положении выключателей. Шкаф распределительный предназначен для осуществления связи полюсов в один агрегат по пневматической и электрической цепям и для соединения выключателя с воздухораспределительной сетью рабочего давления. Распределительный шкаф имеет два отделения: электрическое и пневматическое.

     В пневматическом отделении шкафа  расположены: фильтр для очистки  поступающего в выключатель воздуха; вентиль запорный для подачи воздуха  из магистрали в выключатель или  его перекрытия, а также для  ревизии фильтра без сброса воздуха  из резервуара; обратный клапан, препятствующий перетоку воздуха из резервуаров  полюсов в магистраль при уменьшении давления в магистрали; электроконтактные  манометры, указывающие давление в  резервуарах выключателя и используемые: для блокирования цепей управления выключателем при падении давления ниже 3,6 МПа и для блокирования цепей АПВ при падении давления ниже 3,9 МПа.; вентили запорные (перекрываются  только при замене манометров); электроконтактные  манометры для контроля низкого  давления внутри фарфоровых покрышек (для сигнализации при выходе давления за допустимые пределы); вентили-запорные системы низкого давления; кислородный редуктор с двумя манометрами, создающий нормируемую величину давления в системе низкого давления; электронагреватели.

     Таблица 4.1 - Технические характеристики выключателя ВВБ-500А

 

• Достоинства воздушных выключателей серии ВВБ:

  • современные технологические и конструкторские решения и применение надежных комплектующих, в том числе высокопрочных изоляторов зарубежных фирм:

  • высокая заводская готовность, позволяющая осуществлять простой и быстрый монтаж выключателей и их вводов в работу.

  • высокая коррозионная стойкость покрытий, применяемых для стальных конструкций выключателя.

  • высокий коммутационный ресурс, в сочетании с высоким механическим ресурсом, повышенными сроками службы уплотнений и комплектующих обеспечивают при нормальных условиях эксплуатации не менее чем 25-летний срок службы выключателя до первого ремонта.

  • отключение емкостных токов без повторных пробоев, низкие перенапряжения.  

     II. Рассмотрим высоковольтные выключатели маслонаполненные:

• Назначение выключателей.

     Выключатель высоковольтный трех полюсный У-110-2000-40 У1

предназначен  для коммутации рабочих токов  и токов короткого замыкания  в электрических сетях. Управление выключателем осуществляется одним  общим для трех полюсов подвесным  электромагнитным приводом ШПЭ-44У-1. Они могут эксплуатироваться как в открытых (ОРУ), так и в закрытых (ЗРУ) распределительных устройствах.

• Устройство и принцип действия выключателей У-110-2000-40 У1.

     Выключатель состоит из трех полюсов, соединенных в единый агрегат с помощью шпилек и соединительных тяг и заполненных трансформаторным маслом по ГОСТ 982-68 или ГОСТ 10121-76. Каждый полюс (рис. 1) состоит из бака 1 цилиндрической формы с лазами для производства монтажа, ремонта и регулирования выключателя и для

обслуживания  электронагревателей. На крышке каждого  бака смонтированы вводы 8, механизм 10, трансформаторы тока 9, предохранительный клапан и патрубки для заливки баков маслом. К верхней части бака приварены угольники для подъема и для соединения баков между собой. Внутри бака 1 находятся дугогасительные камеры 5, закрепленные на маслонаполненных вводах, и шунтирующие резисторы 6, крепящиеся к камерам. Камеры отделены от металлического бака внутри баковой изоляцией 2 из листов древесно-слоистого пластика (ДСП), закрепленных на изоляционных шпильках. С механизмом соединена штанга 4, которая движется в направляющей 7 и на которой закреплена траверса 3 с контактами.

Рисунок 4.2. Разрез полюса выключателя. 

     Совместная  работа выключателя и привода. Включение выключателя осуществляется подачей напряжения на выводы включающего электромагнита привода. При этом сердечник 2 (рис.2) электромагнита, втягиваясь внутрь катушки 3, через свой шток 4, через ролик на оси 21 и далее через силовой механизм 20 передает движение вертикальной тяге 24. От вертикальной тяги через рычаг на валу 27, расположенный в угловой коробке 25, движение передается горизонтальной тяге 26. От горизонтальной тяги через рычаг, находящийся на главном валу 31, посредством тяги 29, прямила 28 и коромысла 40 движение передается штанге 45, на которой закреплена траверса 46 с подвижными контактами 47.

Рисунок 4.3. Механизмы привода и выключателя. 

     Подвижные контакты траверсы движутся вверх, касаются контактодержателей дугогасительных камер, приводят в движение подвижные контакты 14 и 16 (рис. 3), которые в конце операции включения замыкаются с неподвижными контактами 6 и 7 камеры.

Во включенном положении выключателя недоход  рычага на валу 31 (см.

рис.3) и  тяги 29 до положения "мертвой" точки  должен быть 0-2 мм. В случае перехода за положение "мертвой" точки выключатель в дальнейшем может не отключиться.

Рисунок 4.4. Камера. 

     В конце операции включения блок-контакт  КБВ размыкает цепь питания контактора и через него - цепь питания включающего электромагнита. По завершении операции включения удерживающая собачка 22 западает за ось 21 ролика механизма привода, удерживая тем самым выключатель во включенном положении. Во время включения выключателя механизм отключения с помощью отключающей собачки 15 удерживает временно неподвижную ось 8 в исходном положении.

     В начале включения штанги с траверсами и контактами движутся,

преодолевая гидродинамическое сопротивление  масла. На этом участке

происходит  разгон движущихся частей. После прохождения 320-350 мм

контакты  траверс касаются подвижных контактов  камер и к силам

сопротивления добавляются массы подвижных  частей камер и усилия

отключающих пружин 13 (см. рис.3). На этом участке происходит замедление движения подвижных частей. После прохождения еще 140 мм подвижные контакты камер касаются неподвижных контактов. На данном участке хода происходит дальнейшее увеличение сил сопротивления за счет электродинамических усилий и усилий контактных пружин и уменьшение скорости движения подвижных частей. После прохождения еще 10 мм происходят полное включение выключателя, остановка подвижных частей и посадка привода на защелку. Путь тока во включенном положении - от одного ввода через камеру на траверсу, на вторые камеру и ввод.

     Отключение  выключателя приводом осуществляется подачей напряжения на катушку отключающего электромагнита 10 (см. рис.2) или вручную с помощью рычага ручного отключения 13. При этом боек отключающего электромагнита или рычаг ручного отключения выбивают отключающую собачку 15 из-под ролика 16. Механизм привода выводится из равновесия. Под действием усилия со стороны отключающих пружин выключателя ось 21 ролика сходит с удерживающей собачки 22 (или сам ролик скатывается со штока электромагнита), поскольку временно неподвижная ось 8 получает свободу перемещения. В самом начале поворота выходного вала

механизма привода в направлении отключения блок-контакт КБО размыкает цепь питания катушки отключающего электромагнита. Сердечник отключающего электромагнита возвращается в исходное положение, что подготавливает возможность возврата в исходное положение и отключающей собачки 15. Далее, если сердечник включающего электромагнита вернулся в крайнее нижнее положение, отключающий механизм привода также вернется в исходное положение под действием пружин 9, собачка 15 западет за ролик 16, чем исключится возможность перемещения временно неподвижной оси 8 и привод снова окажется готовым к включению. Действие механизма выключателя при отключения происходит в порядке, обратном действию при включении.