Ledgroup72.ru

Лед Групп
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Многообъемные и малообъемные масляные выключатели

Многообъемные и малообъемные масляные выключатели

Масляные выключатели в зависимости от конструктивных особенностей подразделяются на выключатели с большим объемом масла (баковые или многообъемные) и выключатели с малым объемом масла (малообъемные или маломасляные).

Выключатели с большим объемом масла в основном применяются в открытых распределительных устройствах напряжением 35-220 кВ. В многообъемных масляных выключателях масло может являться либо только дугогасящей средой, либо одновременно дугогасящей средой и изоляцией между разомкнутыми контактами одного полюса (и контактами соседних полюсов, если все полюсы находятся в одном баке).

В малообъемных масляных выключателях масло используется только для гашения дуги, поэтому объем масла в них относительно невелик, а изоляция токоведущих частей осуществля­ется при помощи воздуха, фарфора, синтетических смол и других твердых диэлектриков.

Благодаря малому объему масла и прочной конструкции бач­ков, маломасляные выключатели считают взрыво- и пожаробезопасными, что увеличивает безопасность обслуживания выключателей и упро­щает установку их в закрытых распределительных устройствах и КРУ.

Маломасляные выключатели (горшковые) получили широкое распро­странение в закрытых и открытых распределительных устройствах всех на­пряжений. Масло в этих выключателях в основном служит дугогасящей средой и только частично изоляцией между разомкнутыми контактами. Изоляция токоведущих частей друг от друга и от заземленных конструк­ций осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими ма­териалами. Контакты выключателей для внутренней установки находятся в стальном бачке (горшке), отсюда сохранилось название выключателей «горшковые». Маломасляные выключатели напряжением 35 кВ и выше имеют фарфоровый корпус. Самое широкое применение имеют выключа­тели 6 – 10 кВ подвесного типа (рис. 2.1, а, б). В этих выключателях корпус крепится на фарфоровых изоляторах к общей раме для всех трех полюсов. В каждом полюсе предусмотрены один разрыв контактов и дугогасительная камера.

Рис. 2.1. Конструктивные схемы маломасляных выключателей:

1 – подвижный контакт; 2 – дугогасительная камера; 3 – неподвижный контакт;

4 – рабочие контакты

По конструктивной схеме, показанной на рис. 2.1, а,изготовляются выключатели ВМГ-10 (выключатель масляный горшковый) и ВПМ-10, а ранее изготов­лялись выключатели ВМГ-133. По конструктивной схеме, приведенной на рис. 2.1, б, изготовляются выключатели серии ВМП (выключатель маломасляный подвесной). При больших номинальных токах ограничиваться одной парой контактов (которые выполняют роль рабочих и дугогасительных) трудно, поэтому предусмат­ривают рабочие контакты снаружи выключателя, а дугогасительные – внутри металлического бачка (рис. 2.1, в). При больших отключаемых токах на каждый полюс имеются два дугогасительных разрыва (рис. 2.1, г). По такой конструктивной схеме выполняются выключатели серий МГГ и МГ на напряжение до 20 кВ включительно. Массивные внешние рабочие контакты 4 позво­ляют рассчитать выключатель на большие номинальные токи (до 12000 А).

Специально для КРУ выдвижного исполнения разработаны и изго­товляются колонковые маломасляные выключатели серии ВК по конструктивной схеме, приведенной на рис. 2.1, д. Для установок 35 кВ и выше корпус колонковых выключателей фарфо­ровый, заполненный маслом (рис. 2.1, е).В выключателях 35, 110 кВ предусмотрен один разрыв на фазу, при больших напряжениях − два и более разрывов.

Достоинствами маломасляных выключателейявляются небольшое коли­чество масла, относительно малая масса, более удобный, чем у баковых выключателей, доступ к дугогасительным контактам, возможность созда­ния серии выключателей на разное напряжение с применением унифициро­ванных узлов.

Недостатки маломасляных выключателей:

— взрыво- и пожароопасность, хотя и значительно меньшая, чем у баковых выключателей;

— невозможность осуществления быстродействующего АПВ;

— необходимость периоди­ческого контроля, доливки, относительно частой замены масла в дугогасительных бачках;

— трудность установки встроенных трансформаторов тока;

— относительно малая отключающая способность.

Область применения маломасляных выключателей: закрытые распре­делительные устройства электростанций и подстанций 6, 10, 20, 35 и 110 кВ, комплектные распределительные устройства 6, 10 и 35 кВ и откры­тые распределительные устройства 35, 110 и 220 кВ.

Многообъемные масляные выключатели подразделяют на выключатели без специальных дугогасящих устройств ( со свободным разрывом дуги в масле) и на выключатели с организованным гашением дуги при помощи различных дугогасительных камер, ускоряющих гашение дуги и увеличивающих отключающую способность выключателя.

Многообъемные масляные выключатели со специальными устройствами для гашения дуги применяются для ускорения процесса гашения дуги, повышения величины предельно отключаемой мощности.

Многообъемные масляные выключатели подразделяют на выключатели с простым ( свободным) разрывом дуги в масле ( без дугогасительных камер) и на выключатели с дуго-гасительными камерами, ускоряющими гашение дуги и увеличивающими отключающую способность выключателя

Вмногообъемных масляных выключателях чаще продольного применяют поперечное дутье. При движении подвижного контакта / вниз между ним и неподвижным контактом 2 возникает дуга 3 и образуется газовый пузырь. В верхней части камеры повышается давление, которое гонит масло через отверстие в перегородке в нижнюю часть камеры, как показано стрелкой. Здесь движение масла через выхлопные каналы 4 заставляет дугу изгибаться и принимать зигзагообразую форму. Кроме того, дуга прижимается к перегородкам, что усиливает ее охлаждение и деионизацию.

Вмногообъемных масляных выключателях масло используется для гашения электрической дуги, охлаждения, изоляции токоведу-щих частей друг от друга и от корпуса бака. В малообъемных масляных выключателях масло используется только для гашения дуги. Изоляция токоведущих частей их осуществляется с помощью воздуха и изоляционных материалов

ВКР (Замена масляных выключателей на элегазовые на ПС 220 кВ Лондоко)

Файл «ВКР» внутри архива находится в следующих папках: Замена масляных выключателей на элегазовые на ПС 220 кВ Лондоко, Денисов. Документ из архива «Замена масляных выключателей на элегазовые на ПС 220 кВ Лондоко», который расположен в категории «готовые вкр 2017 года». Всё это находится в предмете «дипломы и вкр» из восьмого семестра, которые можно найти в файловом архиве ДВГУПС. Не смотря на прямую связь этого архива с ДВГУПС, его также можно найти и в других разделах. .

Онлайн просмотр документа «ВКР»

Текст из документа «ВКР»

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Системы электроснабжения»

К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ

ЗАМЕНА МАСЛЯНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ НА ЭЛЕГАЗОВЫЕ

НА ПС 220 КВ «ЛОНДОКО» И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗАМЕНЫ

Пояснительная записка к выпускной квалификационной работе бакалавра

Студент С.Р. Денисов

Руководитель А.Н. Меркуленко

Нормоконтроль С.А. Власенко

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

«Дальневосточный государственный университет путей сообщения»

Читайте так же:
Выключатель приложений для андроид

Электроэнергетический институт Кафедра Системы электроснабжения

(наименование УСП) (наименование кафедры)

Направление (специальность) 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

(код, наименование направления или специальности)

____________ И.В. Игнатенко

"____"_____________ 2017 г.

З А Д А Н И Е

на выпускную квалификационную работу студента

Денисова Сергея Романовича

(фамилия, имя, отчество)

1. Тема ВКР: «Замена масляных выключателей на элегазовые на ПС 220 кВ «Лондоко» и экономическая оценка эффективности замены»

утверждена приказом по университету от «20» июня 2017 г. №759 а

2. Срок сдачи студентом законченного ВКР «22» июня 2017 г.

3. Исходные данные к ВКР: паспорт ПС 220кВ «Лондоко»; остальные исходные данные приводятся в пояснительной записке.

4. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов)

2) Общие технические решения;

3)Требуемые технические характеристики к высоковольтному оборудованию напряжением 220 кВ и выбор выключателей;

4) Расчёт экономической оценки эффективности замены;

5. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей):

1. Нормальная схема электрических соединений ПС 220 кВ «Лондоко»; 2. План реконструируемой части ПС 220кВ «Лондоко»; 3. План реконструируемой части ПС 220 кВ «Лондоко» в разрезе; 4. Баковый элегазовый выключатель.

6. Дата выдачи задания 20 мая 2017 г

Календарный план

выпускной квалификационной работы

Наименование этапов ВКР

Общие технические требования

Требуемые технические характеристики к высоковольтному оборудованию напряжением 220 кВ и выбор выключателей

Расчет экономической оценки эффективности замены

Руководитель ВКР_______________ (А.Н. Меркуленко)

ОТЗЫВ РУКОВОДИТЕЛЯ

Содержание проекта соответствует заданию на проектирование и содержит необходимые составные части.

Проект выполнен по реальному объекту, который нуждается в реконструкции, что подтверждает актуальность темы ВКР.

Проведен подробный сбор и анализ исходных данных на основании которых сформулированы технические решения по замене коммутационных устройств и сопутствующего оборудования.

Приведены решения в области изоляции, заземления, пожаробезопасности, освещения и иные.

Оборудование, применяемое при реконструкции, является современным и применяемым в реальном проектировании.

Положительно стоить отметить полностью самостоятельно проведенное проектирование данной работы, хорошее владение пакетом офисных программ, умение студента находить информационные источники и работать с ними.

В целом проект дает понимание технической и экономической целесообразности процесса и заслуживает положительной оценки.

The object of study — 220/35/6 kV substation "Londoko".

The purpose of this final qualifying work is the reconstruction of the substation with the replacement of oil in the gas-insulated equipment.

This paper presents a variant of the layout of open switchgear 220 kV, fundamental decisions on systems of relay protection and automation, emergency automation, process control system and an indication of their location, the system operating current, and their own needs after reconstruction.

Работа содержит 52 с., 15 табл., 13 источников.

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ, МОЩНОСТЬ, НАПРЯЖЕНИЕ, ТОКИ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (КЗ), ТРАНСФОРМАТОР, МАСЛЯНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ,ЭЛЕГАЗОВЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ, ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ, СРОК ОКУПАЕМОСТИ

Объект исследования ПС 220/35/6 кВ «Лондоко».

Целью данной выпускной квалификационной работы является замена масляного оборудования на элегазовое, а именно:

-замена масляных выключателей МВ-220 кВ (2 комплекта) на элегазовые, на присоединениях:

— ВЛ 220 кВ Биробиджан – Лондоко №2 (Л-206);

— ВЛ 220 кВ Биробиджан – Лондоко №1 (Л-205);

В работе представлен вариант компоновки ОРУ-220 кВ, принципиальные решения по системам РЗА, ПА, АСУ ТП и связи с указанием мест их размещения, системы оперативного тока и собственных нужд после реконструкции.

СОДЕРЖАНИЕ

1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ 10

2 ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ 13

2.1 Собственные нужды. Переменный и постоянный ток 15

2.2 Защита от перенапряжения, огнезащита, заземление, молниезащита 15

2.3 Освещение 17

2.4 Благоустройство территории 17

2.5 Инженерно-метеорологические условия 17

2.6 Релейная защита и автоматика 18

2.6.1 Исходные данные 18

2.6.2 Шкаф питания оперативного тока (ШОТ) 20

2.6.3. Устройства РЗА ВЛ 220 кВ (W1E,W2E) 20

2.7 Организация эксплуатации и охрана труда 21

2.8 Охрана труда на ПС 220 кВ Лондоко 23

2.9 Расчет режимов электрических сетей 24

2.9.1 Балансы и режимы 24

2.9.2 Балансы мощности энергосистемы Хабаровского края и ЕАО на годовые максимумы потребления в период 2012-2019 гг 25

2.9.3 Расчет токов короткого замыкания 28

3 ТРЕБУЕМЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ К ВЫСОКОВОЛЬТНОМУ ОБОРУДОВАНИЮ НАПРЯЖЕНИЕМ 220 КВ И ВЫБОР ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ 29

3.1 Выключатель элегазовый баковый трехполюсный на напряжение 220 кВ со встроенными трансформаторами тока 29

3.1.1 Основные преимущества и недостатки выключателя ВЭБ – 220 32

3.4 Шинные опоры 220 кВ 34

3.5 Преимущества элегазовых выключателей перед масляными 36

3.6 Недостатки элегазовых выключателей 39

3.7 Техническое обслуживание и ремонт нового оборудования 40

3.8 Оборудование и приборы для работы с элегазом 41

3.8.1 Оборудование для заполнения и извлечения газа 42

3.8.2 Газонепроницаемые соединения 42

3.8.2 Течеискатели и газоаналитическое оборудование 42

4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗАМЕНЫ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ 43

4.1 Исходные данные для расчета срока окупаемости 43

4.2 Расчет срока окупаемости затрат 44

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 50

ВВЕДЕНИЕ

Электроэнергетика — это очень большая и важная сфера деятельности человека. В наше время большая часть населенной местности электрифицирована. На сегодняшний день от электроэнергии зависят все сферы деятельности человека. Поэтому требуется обеспечить качественную и бесперебойную подачу электроэнергии. Для этого строятся новые объекты и реконструируются старые. От качественной и бесперебойной поставки нередко зависит человеческая жизнь. Наши потребности полностью зависят от электричества. Обеспечение надежности снабжения электроэнергией особенно важная часть для функционирования современной нормальной деятельности человечества.

Важнейшими элементами энергетических и электрических систем, объединяющих ряд электростанций с целью лучшего использования их мощности, являются передающие электрические сети, распределительные устройства и подстанции. При комплектовании РП или ТП необходимо отдавать отчет в том, что подстанция, которая строится сегодня, должна прослужить не менее 40 лет и применение в ней оборудования, разработанного почти 50 лет назад (хотя и более дешевого), вряд ли экономически обосновано. В данное время большая часть электрооборудования находится на гране износа, и сейчас требуют замены или модернизации. Также вопрос стоит о моральном и физическом устаревании оборудования. Есть необходимость замены устаревшего оборудования на совершенно новые, экономичные, более надежные установки. Аварийные и внезапные перерывы электроснабжения потребителей вызывают большой экономический ущерб, обусловленный поломкой оборудования, порчей сырья и материалов, затратами на ремонты, недовыпуском продукции, простоями технологического оборудования и рабочей силы, а также издержками связанными с другими факторами.

Читайте так же:
Замена выключателя с двумя клавишами

1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ

ПС 220/35/6 кВ «Лондоко» расположена в Еврейской автономной области, в поселке Теплоозерск , по ул.Лазо д.7-б. Территория представляет собой площадку действующей подстанции, занятую производственными зданиями и сооружениями, с развитой сетью надземных и подземных инженерных коммуникаций. Замена выключателей производится в пределах существующей площадки. Дополнительный отвод земли для реконструкции подстанции «Лондоко» не требуется.

План по замене масляных выключателей разрабатывается с учётом:

— ориентировки площадки на местности и размещения существующих зданий и сооружений на площадке по условиям подхода линии электропередачи;

— расположения существующих проездов на территории подстанции;

— компоновочных решений, обеспечивающих максимальную плотность застройки.

Установка нового оборудования в реконструируемых ячейках ОРУ 220 кВ предусматривается на местах взамен существующего без изменения компоновки и строительной части в пределах существующей ограды подстанции «Лондоко».

Отметки оборудования ОРУ 220 кВ в проектируемых ячейках должны быть

взаимоувязаны с отметками на остальной территории подстанции. Поэтому планировочные работы производятся точечно под устанавливаемое оборудование.

Так как подстанция существующая, имеющиеся подъездные пути к ней остаются без изменений. Изменения решений по внешнему транспорту, по схеме доставки тяжеловесного оборудования и строительных материалов в данном объёме не предусмотрены. Реконструкция подстанции не затрагивает подъездную и внутриплощадочные автодороги. На подстанции существуют кольцевые внутриплощадочные проезды, являющиеся также и пожарными проездами. Подъезд к вновь устанавливаемому оборудованию ячеек будет осуществляться по существующим автодорогам и проездам подстанции. На территории подстанции существующие автодороги выполнены с гравийным покрытием.

Таблица 1.1 — Основные характеристики ПС 220 кВ «Лондоко»

Значение/заданные характеристики

Номинальное напряжение, кВ

Конструктивное исполнение ПС и РУ (открытое, закрытое, КТП, КРУЭ и т.д.)

220 кВ – ОРУ;

Тип схемы каждого РУ

220-12 Одна рабочая, секционированная выключателем, и обходная системы шин;

35-9 Одна рабочая, секционированная выключателем, система шин;

6 -9 Одна рабочая, секционированная выключателем, система шин.

Количество линий, подключаемых к ПС, по каждому РУ

Тип и привод выключателей

Для баковых выключателей –

Количество и мощность силовых трансформаторов и автотрансформаторов

1Т – ТДТН-40000/220-70 У1;

ТСН – 1 ТМ-630/6-У1;

ТСН – 2 ТМ-630/6-У1.

Окончание таблицы 1.1

Значение/заданные характеристики

Система собственных нужд

Источники питания ТСН по стороне 6 кВ:

ТСН-1 – 1Т, 2Т; ТСН-2 – 1Т, 2Т.

Схемы ТСН на стороне 6, 0,4 кВ Y/ Yн-0

Резервные источники питания отсутствуют.

Релейная защита, АПВ, АВР

Замена УРЗА 2-х присоединений 220 кВ: ВЛ 220 кВ Биробиджан – Лондоко №2 (Л-206); ВЛ 220 кВ Биробиджан – Лондоко №1 (Л-205);

Реконструкция электромагнитной части оперативной блокировки ОРУ-220 кВ . Замена на ОРУ-220 кВ шкафов, обогрева, ШП, блокировки (на присоединениях с заменой МВ-220 кВ), монтаж шкафов оперативного тока (ШОТ) для реконструируемых УРЗА и В-220кВ на присоединениях: ВЛ 220 кВ Биробиджан – Лондоко №2 (Л-206); ВЛ 220 кВ Биробиджан – Лондоко №1 (Л-205);

Масляные выключатели — Выключатели переменного тока высокого напряжения

2. Масляные выключатели
Масляные выключатели приблизительно до 1930 г. являлись единственным видом отключающего аппарата в сетях высокого напряжения.
На напряжения 35, 110 и 220 кВ применялись в основном баковые выключатели.
Маломасляные выключатели являлись основными для напряжения 10 кВ.

2. Масляные выключатели
Масляные выключатели приблизительно до 1930 г. являлись единственным видом отключающего аппарата в сетях высокого напряжения.
На напряжения 35, 110 и 220 кВ применялись в основном баковые выключатели.
Маломасляные выключатели являлись основными для напряжения 10 кВ.

2.1. Масляные выключатели с большим объемом масла

Масляный выключатель типа У-110-2000-40 показан на рис. 2.1.
В стальном баке 1 на маслонаполненных вводах 2 расположены дугогасительные устройства (камеры) 3. Маслонаполненный ввод в виде проходного изолятора служит для проведения токоведущей цепи, находящейся под высоким напряжением, через металлическую стенку или другие преграды. Горячие ионизированные выхлопные газы, выходящие из камер, могут вызвать перекрытие с камер на бак. Для предотвращения этого явления имеется баковая изоляция 5 (рис.2.1).
Перемещение траверсы 4 происходит под действием штанги 6. движущейся по направляющим 7 под действием пружин механизма и пружин камер 10
Масляный выключатель У-110-2000-40
Рис.2.1. Баковый масляный выключатель: Uном =110 кВ; 1= 2000 А; 1отк= 40 кА

На выключателе установлены магнитопроводы 8 со вторичными обмотками трансформаторов тока (в данном случае их четыре). Первичной обмоткой трансформаторов являются токоведущие стержни вводов 2. Для сохранения вязкости трансформаторного масла при низких температурах предусмотрен электрический подогрев масла устройством 9.
Наибольшая мощность отключения баковых выключателей 25000 MB* А.
Обычно бак выключателя заполняется маслом примерно на 2/3 объема. При отключении газ, выбрасываемый из камеры, заставляет слои масла, лежащие над камерами, двигаться с большой скоростью вверх. Воздух может свободно выходить в атмосферу. После отключения масло, двигаясь по инерции, ударяет в крышку выключателя. Этот удар может быть столь сильным, что деформируются крепления бака к фундаменту, который должен быть рассчитан на эти нагрузки.
Для предотвращения взрыва бака в его крышке расположены аварийные выхлопные трубы с калиброванными мембранами, которые при избыточном давлении разрушаются и из выключателя выливается масло, благодаря чему давление в баке снижается до безопасных пределов /3/.
Выключатель подлежит установке на бетонном основании высотой 0,5-0,8 м над уровнем земли. Три полюса управляются общим электромагнитным или пневматическим приводом.
При ремонте выключателя необходимо слить масло. С этой целью предусматривают соответствующие трубопроводы и емкости. Для доступа к контактной системе в стенках баков предусмотрены лазы достаточного размера, плотно закрывающиеся крышками на болтах.
Их достоинством являлось наличие встроенных трансформаторов тока. В связи с усовершенствованием конструкций дугогасительных устройств опасность взрыва и пожара практически была исключена. Однако большой
объем масла затрудняет доступ к контактной системе и увеличивает время, необходимое для ремонта. Время отключения выключателя составляет 4 периода.
Достоинства масляных баковых выключателей:

1. Высокая надежность.
2. Простота конструкции камер и механизма.
3. Высокая механическая прочность элементов (камер, бака, механизма, вводов).

  1. Использование трансформаторов тока.
  2. Не требовался высококвалифицированный персонал для обслуживания.
  3. Среда для гашения дуги масло — оно не являлось дефицитным.

Недостатки масляных баковых выключателей: 1. Большие габариты и масса.
2. Необходимость периодической очистки масла.
3. Сложность и трудоемкость ремонта и ревизии выключателей с напряжением 110 кВ и выше.
4. Взрыво- и пожароопасность.

Читайте так же:
Концевые выключатели каталог размеры

2.2. Масляные выключатели с малым объемом масла

выключатель ВМПЭ-10-1600-20УЗ

В маломасляных выключателях масло является только газогенерирующим веществом. Для изоляции токоведущих частей используют фарфор, стеклопластик, текстолит и другие изоляционные материалы. Отечественные заводы выпускали маломасляные выключатели для номинальных напряжений от 6 до 220 кВ для внутренней и наружной установки. Они имеют малые размеры и массу по сравнению с баковыми выключателями. Например, в баковом выключателе на 10 кВ и номинальную мощность отключения 250 MB*А
А вес масла 250 кГ, в то время как в маломасляных выключателях на те же параметры вес масла составляет всего 10 кГ. Относительно небольшое количество масла облегчает уход и ремонт.
Меньшие габаритные размеры, а также худшие механические свойства материалов, применяемых для изготовления корпусов маломасляных выключателей, приводят к тому, что механическая прочность корпуса по отношению к давлениям, создаваемым при отключении предельных токов КЗ, у маломасляного выключателя ниже, чем у бакового. Это является основной причиной ограничения отключающей способности маломасляного выключателя. Второй причиной является трудность создания малогабаритного ДУ, обеспечивающего надежное гашение дуги всего диапазона отключаемых токов от малых до предельных.
В выключателях для номинальных напряжений до 35 кВ контактная система и дугогасительные устройства заключены в небольшие бачки, изолированные от заземленного основания фарфоровыми изоляторами. Бачки могут быть металлическими (в ранних конструкциях) или из стеклопластика.
Малообъемные масляные выключатели на напряжение до 20 кВ включительно имеют один или два разрыва в фазе. Каждый разрыв выключателя снабжается отдельным баком со встроенным дугогасительным устройством. Таким образом, выключатель с одним разрывом в фазе имеет три бака, а выключатель с двумя разрывами в фазе шесть баков (по две на фазу).
Эксплуатируемые в настоящее время маломасляные выключатели можно разделить на две группы. Первая, более многочисленная с установкой ДУ в нижней части полюса и движением контакта на включение сверху вниз. Вторая с движением подвижного контакта на включение снизу вверх и установкой ДУ в верхней части полюса. Выключатели второй группы более предпочтительны с точки зрения повышения отключаемого тока 121.
Средний срок службы выключателей до первого среднего ремонта, если до этого срока не исчерпан ресурс по коммутационной износостойкости, 8 лет.
Срок службы выключателя до списания составляет не менее 25 лет.
В настоящее время еще есть в эксплуатации маломасляные выключатели типов ВМУЭ-35, ВМТ-110, -220 кВ и КРУ (комплектные распределительные устройства) с выключателями типов ВМПЭ-10, ВК-10, ВКЭ-10, ВКЭ-Ю-М.
На рис.2.2 показан общий вид подвесного маломасляного выключателя серии ВМПЭ-10-1600-20УЗ (выключатель масляный подвесного типа со встроеннным электромагнитным приводом) на номинальное напряжение 10 кВ, номинальный ток до 1600 А, номинальный ток отключения 20 кА, относящийся к первой группе. Выключатель имеет две разновидности: одна -это выключатель с полюсом и рамой, унифицированный с ранее изготавливаемым выключателем типа ВМПП-10, и другая — это выключатель, отличный от первого рамой и полюсом и в целом имеющий незначительно меньшие габариты по высоте и глубине.
Номинальное напряжение выключателя 10 кВ, номинальный ток в зависимости от сечения токоведущего контура и контактов — от 630 до 1600 А, номинальный ток отключения 20 и 31,5 кА, время отключения включателя с приводом — не более 0,12 с. (6 периодов), время горения дуги при отключении номинальных токов — не более 0,02 с. Масса выключателя без масла 200 ± 10 кГ, масса масла 5,5 ± 0,5 кГ.
При работе выключателей в сетях переменного тока частотой 60 Гц номинальный ток отключения уменьшается на 20%.

Рис. 2.2. Маломасляный выключатель серии ВМПЭ-1

Выключатели рассчитаны на эксплуатацию при температуре окружающего воздуха в условиях умеренного климата от -25 до + 50° С. При наличии подогрева в КРУ допускается эксплуатация выключателей при температуре окружающего воздуха до минус 40° С /4/.

Выключатель ВМТ-110-25/1250У1

Оперативное включение выключателя происходит за счет энергии включающего электромагнита, а отключение — за счет энергии отключающих пружин и пружинного буфера, которые срабатывают при воздействии отключающего электромагнита или кнопки ручного отключения на защелку привода, удерживающую выключатель во включенном положении.
Выключатель состоит из рамы 1, к которой с помощью опорных изоляторов 3 крепятся полюсы выключателя 2. Полюсы с помощью изоляционных тяг 4 связываются с валом 5, общим для трех полюсов и установленным в раме выключателя. Включение выключателя осуществляется подачей напряжения на встроенный электромагнитный привод через контактор.
Со стороны привода рама закрыта металлической крышкой, в которой имеются окна для наблюдения за уровнем масла в полюсах и для указателя, который фиксирует включенное и отключенное положения выключателя.
Маломасляные выключатели с номинальным напряжением 110 и 220 кВ серии ВМТ.
Выключатель типа ВМТ-110-25/1250У1 с номинальным напряжением 110 кВ, номинальным током 1250 А и номинальным током отключения 25 кА состоит из стального основания, на котором установлены три фарфоровые колонны, рис.2.3. Нижняя часть каждой колонны представляет собой полый фарфоровый изолятор, внутри которого размещены стеклопластиковые тяги для передачи движения от привода к контактам. Верхняя часть колонны заполнена маслом. Здесь расположено дугогасительное устройство в эпоксидном цилиндре, воспринимающем механические напряжения при работе выключателя.
Гашение дуги происходит в камере встречно-поперечного дутья. Чтобы обеспечить отключение емкостных токов, контакты размыкаются с большой скоростью. Высокие скорости включения и отключения выключателя обеспечиваются за счет снижения массы его подвижных частей. Воздушная

Рис. 2.3. Маломасляный выключатель серии ВМТ:
а)— на напряжение 110 кВ;
б) на напряжение 220 кВ
полость ДУ выключателя заполнена сжатым азотом, который обеспечивает избыточное давление, способствующее поддержанию высокой электрической прочности межконтактного промежутка, повышению износостойкости контактов и сохранению высокого уровня внутренней изоляции вне зависимости от внешних атмосферных условий.
Выключатель снабжен пружинным приводом, время отключения составляет 3 периода. У выключателей предусмотрено устройство для подогрева масла в зимних условиях. С обычным трансформаторным маслом выключатели могут работать при температуре до -45° С, а с низкотемпературным маслом при температуре до -60° С.

Достоинства маломасляных выключателей по сравнению с баковыми:
1. Имеют меньшую массу и габаритные размеры.
2. ДУ всегда готово к работе независимо от наличия сжатого воздуха. 2. Осмотр и ремонт дугогасительных камер и контактов возможен без слива масла, что обеспечивает удобство эксплуатации.

Читайте так же:
Концевой выключатель trojan 5

Недостатки маломасляных выключателей по сравнению с баковыми:
1. Менее надежны в работе, чем баковые.

  1. Ограниченное количество операций из-за быстрого загрязнения масла.
  2. Номинальный ток отключения ниже, чем у баковых.
  3. Не допускают установки встроенных трансформаторов тока.
  4. Трудность осуществления подогрева масла.

Благодаря своим преимуществам маломасляные выключатели нашли широкое распространение в установках с напряжением 6-10 кВ.
При напряжении 10-220 кВ масляные выключатели вытесняются вакуумными и элегазовыми.

Масляный выключатель. Типы масляных выключателей

масляный выключатель

Для автоматизации работы оборудования, которое питается от электричества, используют специальные масляные выключатели.

Масляный выключатель – приспособление, которое проводит включение или выключение отдельных цепей в электрической системе, в ее нормальном режиме работы или при аварийной ситуации, в ручном режиме или от команды автоматической системы. Подобное устройство используется при организации многих сетей электроснабжения.

Классификация оборудования

Для обеспечения стабильной работы электрооборудования могут использоваться следующие типы масляных выключателей:

  • Система с большой емкостью и маслом в ней — баковые.
  • Использующие диэлектрические элементы и небольшое количество масла — маломасляные.

Схема масляного выключателя имеет специальное устройство для гашения образованной дуги во время разрыва цепи. По принципу действия дугогасительных устройств подобное оборудование делится на следующие группы:

  • С использованием принудительного дутья рабочей среды. Подобное устройство имеет специальный гидравлический механизм для создания давления и подачи масла в месте разрыва цепи.
  • Магнитное гашение в масле проводится при использовании специальных электромагнитах элементов, которые создают поле, перемещающее дугу в узкие каналы для разрыва созданной цепи.
  • Масляный выключатель с автодутьем. Схема масляного выключателя данного типа предусматривает наличие специального элемента в системе, который осуществляет выделение энергии из образованной дуги для передвижения масла или газа в баке.

схема масляного включателя

Баковый тип системы

Баковые выключатели имеют большую популярность из-за простоты конструкции. Состоит масляный выключатель из ввода, дугогасительной и системы контактов, которые размещают в баке с маслом. При использовании оборудования в системе с напряжением 3-20 кВт все три контакта (фазы) могут быть расположены в одном баке, при увеличении показателя напряжения до 35 кВ фаза должна быть расположена в отдельном баке. В двух случаях может использоваться система автоматического или дистанционного управления, однако для первого варианта исполнения возможно использование ручного режима, а для второго необходимо наличие автомата повторного включения.

У однобакового типа, когда все три фазы находятся в одной емкости с маслом, используемая рабочая среда проводит изоляцию контакта друг от друга и от корпуса бака, который должен быть заземлен. Масло, кроме этого, служит для гашений образованной дуги и изоляции фаз электроснабжения друг от друга в момент разрыва сети.

Принцип работы однобаковых выключателей

При срабатывании системы сначала происходит разрыв контакта дугогасительной камеры. При разрыве контакта сети с высоким напряжением возникает дуга, которая разлагает масло из-за воздействия высокой температуры. При воздействии дуги на масло происходит образование газового пузыря, в котором и будет находиться сама дуга. Созданный пузырь на 70% состоит из водорода, а этот газ в данном состоянии будет подаваться под давлением. Воздействие водорода и созданного искусственно давления приведет к деионализации образованной дуги во время разрыва контакта. Подобным способом масляный выключатель проводит разрыв цепи.

Принцип работы трехбакового выключателя

выключатель масляный вмп

Трехбаковый выключатель имеет несколько иной принцип работы, что связано с его использованием в сети с высоким напряжением. Масляный выключатель, который используется в сети с напряжением выше 35 кВ, в камере гашения дуги имеет специальный механизм, создающий дутье. Используемая дугогасительная система может состоять из нескольких режимов работы. Они позволяют увеличить скорость гашения дуги во время разведения контакта.

Для того чтобы обезопасить этот процесс, передающие электричество элементы помещают в специальный резервуар с маслом, при этом для каждой фазы используется отдельный бак. Также используются различные приводы масляных выключателей, позволяющие подавать рабочую жидкость в выбранном направлении. В системе имеется специальный элемент для контроля размера дуги, который представлен шунтом. После пропадания образованной дуги подача тока прекращается окончательно.

приводы масляных выключателей

Достоинства системы

Система гашения дуги данного типа имеет ряд особенностей, из-за которых она используется во многих цепях электроснабжения. К достоинствам системы относится следующее:

  • Высокая эффективность прерывания цепи, что позволяет использовать подобное оборудование в сетях высокого напряжения.
  • Простота конструкции делает ее надежной и ремонтопригодной. Ремонт масляных выключателей должен проводиться исключительно профессионалами, так как подобное оборудование отвечает за выполнение важной команды от автоматической системы управления или оператора. Также это качество обуславливает относительно небольшую стоимость этого типа оборудования.

Недостатки системы

Несмотря на большую популярность этой системы гашения электрической дуги, которая образуется при разрыве контактов, он имеет некоторые недостатки:

  • Использование большого объема масла для обеспечения надежного выполнения поставленных задач.
  • Большие габариты дугогасителя, связанные с необходимостью использования масла в большом количестве.
  • Пожароопасность. Связана с тем, что во время образования дуги температура масла повышается. Если количество рабочей жидкости меньше рекомендуемого уровня, возможно ее закипание и возгорание.

Маломасляный тип оборудования

ремонт масляных выключателей

Из-за небольшого количества масла во время выключенного состояния контакты находятся выше уровня используемого в камере масла, что повышает надежность разрыва электроснабжения. Из-за загрязнения рабочей среды она со временем может потерять свои основные диэлектрические свойства. Также при создании подобной системы конструкторы учли то, что со временем образуются продукты разложения. Для них специально создали маслоотделители.

Достоинства и недостатки системы

Масляный выключатель данного типа зачастую используется для обеспечения надежного разрыва сети в цепях электроснабжения небольшой протяженностью и мощностью. К его достоинствам можно отнести следующее:

  • Использование небольшого количества масла.
  • Относительно небольшие габариты и масса конструкции, увеличивающие область ее применения.

Подобные положительные качества позволили использовать систему разрыва сети при обустройстве электроснабжения предприятий, офисов или других промышленных зданий, где имеется сеть с высоким напряжением.

типы масляных выключателей

К недостаткам можно отнести следующее:

  • Для обеспечения надежности работы нужно постоянно контролировать уровень масла и доливать его при необходимости.
  • Высокая стоимость оборудования связана с использованием дорогих диэлектрических материалов при его изготовлении.

Тип масляных выключателей выбирается согласно особенностям цепи электроснабжения, в которой они будут использоваться.

energobar

Dolivo-Dobrovolskii

После создания в 70-х годах XIX века достаточно мощных и экономичных источников электрической энергии в виде электрических генераторов, изобретения трансформаторов с кольцевой и броневой магнитными системами, последовавшего вслед за этим в 1889 г. изобретения русским электротехником М.О. Доливо-Добровольским трехфазной системы переменных токов и трехфазного трансформатора началось создание и внедрение различных аппаратов управления и регулирования: выключателей, переключателей, контакторов, регуляторов напряжения и др.

Читайте так же:
Выключатель шнайдер под дерево

Известный русский электротехник Владимир Николаевич Чиколев одним из первых в мире изобрел и использовал автоматический выключатель, патент на который так и не был оформлен.

Увеличение мощности и протяженности линий электропередач потребовало создания технических средств их включения и защиты. Первые отключающие аппараты представляли собой сосуды с ртутью, в которые опускались контактные стержни. Ртутные контакты применялись до 90-х гг. ХIХ в. Затем стали применяться контактные аппараты типа рубильников. Михаил Осипович Доливо-Добровольский подобную первую модель автоматического выключателя создал в 1893 году. Аппарат имел пружинные контакты и отключающую пружину. Во включенном состоянии контакты удерживались защелкой, которая открывалась под действием электромагнита при больших токах; такое исполнение автоматических выключателей и максимальных токовых защит сохранилось до настоящего времени.

Несколько позднее, в 1910 г., он применил дугогасящее устройство из изоляционного материала с узкими щелями и металлической решеткой, а затем, в 1914 г., деионную решетку со специальными электромагнитами для втягивания электрической дуги в щель. Тем самым был открыт путь к созданию высоковольтных выключателей, способных быстро разрывать электрическую дугу при отключении в электрических сетях больших токов.

рехфазный выключатель для напряжений 25.000 в

В 1900 году на Парижской Всемирной Выставке «Электрическое Акционерное Общество б. Шуккертъ в Нюрнберге» выставило трехфазный генератор, на котором помещался новый максимальный автоматический выключатель. «Прибор этот комбинирован с ручным выключателем. Механическое их соединение таково, что вторичное включение автоматического выключателя после того, как он выпал из цепи, возможно только когда причина, произведшая короткое замыкание или другое повреждение действительно устранена. Прибор очень чувствителен. Он функционирует всегда при одном и том же токе. Посредством особого винта прибор может быть поставлен на любое количество ампер до 2000. Неверное обслуживание прибора, напр. включение его, когда короткое замыкание еще не устранено, немыслимо. Это предохраняет машину и провода от порчи» — писал журнал «Электричество» об этом устройстве.

В журнале "Электричество" в №17-18 за 1902 г. по этому поводу было написано: "Постоянно возрастающий спрос на трехфазные сети переменного тока высокого напряжения требует первоклассных приборов, между которыми выдающееся положение занимают выключатели и предохранители. Поэтому представляется благодарной задачей создать такой выключатель-предохранитель, который оказывал бы такое сопротивление напряжению, возникающему в момент размыкания тока высокого напряжения, чтобы это напряжение являлось безвредным, полное прерывание цепи не должно этим быть нисколько задержано". И такие выключатели (хотя и не совсем совершенные по меркам сегодняшнего дня) были созданы уже к концу первого десятилетия XX века, причем созданы на основе четкого представления о процессе горения электрической (иначе, вольтовой) дуги.

Первые образцы таких масляных выключателей были продемонстрированы в 1911 г. на выставке в Турине (Италия) фирмой Vedovelli, Priestley& C-ie из Парижа. Это были трехфазный выключатель на напряжение 25 кВ и однофазный на напряжение 45 кВ мощностью 10 кВА. В этих выключателях дугогасящая система была помещена в заполненный маслом заземленный бак, поэтому они были названы масляными баковыми выключателями. Масло в таких выключателях служило и для гашения дуги, и для электрической изоляции токоведущих частей .

Snap111

Вот что было написано все в том же журнале "Электричество" в №1 за 1912 г.: "Главное достоинство масляного выключателя заключается в том, что он прерывает цепь тока, не допуская образования большой вольтовой дуги, и требует, в сравнении с выключателями других конструкций, лишь незначительного места. Кроме того, существенно упрощается монтаж выключателя и присоединение его к сети. Особенно выгодно применение масляного выключателя, действующего с помощью реле в установках переменного тока, потому что здесь цепь тока прерывается после нескольких периодов почти как раз в момент прохода кривой тока через нулевую линию. В связи с установкой реле масляные выключатели легко могут исполнять задачи автоматических выключателей, надежное действие и безопасность которых в установках высокого напряжения всеми признаны".
Масляные выключатели были просты в изготовлении, сравнительно недороги, отличались высокой отключающей способностью, были пригодны не только для внутренней, но и для наружной установки. Поэтому неудивительно, что вплоть до 1930 г. они являлись единственным видом отключающего аппарата в сетях высокого напряжения. Несмотря на продолжавшееся в течение нескольких десятилетий существенное усовершенствование конструкции дугогасящих устройств, масляные выключатели имеют существенный недостаток: они взрыво — и пожароопасны.

1925 году завод "Электроаппарат" освоил производство масляных выключателей типов ВМ-5, ВМ-12 и ВМ-101. 1928 году там же был изготовлен первый советский масляный выключатель типа ВМ-125 для напряжения 120 000 В. 1933 году "Электроаппарат" изготовил масляные выключатели типа МКП-274 на 220 кВ с отключающей мощностью 2,5 млн. кВА.
Поэтому в дальнейшем эти выключатели (из-за больших объемов масла в баках выключателей их часто называют также многообъемными) уступили место малообъемным масляным выключателям, т.е. выключателям, в которых объем масла в баке ограничен, причем оно служит, только для гашения дуги. Например, в 1939 году завод "Уралэлектроаппарат" начал выпуск маломасляных выключателей типа ВМГ-32 на 10 кВ.

масляные

В 30-40-е годы еще не все подстанции нашей энергосистемы были оборудованы масляными выключателями, то есть не могло быть речи о дистанционном управлении подстанцией. На подстанциях устанавливались выключатели типов ВМ-16 и ВМ-35 с ручными приводами ПРБА. В 1954 году на смену взрывобезопасным однобаковым выключателям пришли выключатели масляные горшковые ВМГ-133, классифицированные как взрывобезопасные. У них каждая фаза была оснащена отдельным бачком (горшком), в котором и происходит замыкание контактов в небольшом объеме масла. В это же время шла массовая замена устаревших ручных пружинных приводов ПРБА приводами типа УГП-51. Они обеспечивали автоматическое повторное включение.

В дальнейшем были также разработаны высоковольтные выключатели с дугогасящей средой другого рода: воздухом, вакуумом (воздушные и вакуумные выключатели начали широко применяться в КРУ, начиная с 70-х годов прошлого века) и, наконец, с элегазом.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector