Перенапряжения при отключении вакуумных выключателей

Коммутационные перенапряжения, создаваемые вакуумными выключателями

Ответ:Коммутационные перенапряжения, создаваемые выключателями при отключениях ненагруженных трансформаторов, и их ограничение. Значительный объем экспериментальных данных по коммутационным перенапряжениям, вызванных отключением ненагруженных трансформаторов средних классов напряжений, систематизирован. В основном эти данные относятся к воздушным и масляным выключателям. Наибольшие зарегистрированные кратности составляют 4…6 о.е. и зависят главным образом от величины тока среза и параметров сети. Там же приведена методика оценки таких перенапряжений для любого типа выключателей и систематизированы результаты многочисленных экспериментов, доказывающих возможность среза тока для многих типов выключателей, а не только для вакуумных. Объем экспериментальных данных по таким коммутациям собственно для вакуумных и особенно для элегазовых выключателей невелик и не позволяет судить о каких-либо их особенностях, которые не учитываются в расчетных методиках. Ниже, на основании компьютерного моделирования, показано, что с большой долей уверенности можно считать, что отключение установившихся токов холостого хода трансформаторов в сетях 6-10 кВ вакуумным или элегазовым выключателем в основном не вызывает опасных перенапряжений. Однако, прерывание неустановившегося тока намагничивания может привести в случае малой емкости сети со стороны трансформатора к более существенным перенапряжениям. Математическая модель сети и трансформатора: При анализе коммутационных перенапряжений, связанных с отключением ненагруженных трансформаторов, использовалась расчетная схема рис. 1.
Схема замещения сети и трансформатора, предназначенная для расчета по программному комплексу NRAST приведена на рис. 2. Кабель (или шинопровод) представлен трехфазной «Т-схемой» замещения, источник питания – трехфазной эдс, индуктивностями L. – (сети и трансформатора) и суммарной емкостью Сш шин или другого оборудования на левом полюсе выключателя. Используя возможности NRAST, в математической модели трансформатора учитывались: нелинейные свойства электротехнической стали в виде типовой характеристики индукции В от напряженности магнитного поля Н: B=f(H); реальные размеры стержней и ярм трехстержневого магнитопровода трансформатора, а также размеры воздушных стержней (см. п. 1.1), позволяющие моделировать рассеяние в межобмоточных каналах.

Рис. 1. Расчетная схема сети с трансформатором.

Рис. 2 Расчетная схема замещения трехфазной сети. При компьютерном моделировании переходных процессов, приведенных ниже, принято Е =5,4 кВ; L =6,32 мГн; С =0,06 мкФ;

С =0,013 мкФ; L/2=0,00126мГн; R/2=0,001 Ом; С =0,0024 мкФ; С =0,03 мкФ; R=100 кОм.

Схема соединений обмоток трансформатора на стороне 6-10 кВ – треугольник. Учет нелинейности кривой B=f(H) для стали, используемой в трансформаторах современных конструкций позволяет с достаточной точностью учесть составляющую потерь в стали трансформатора на гистерезис [33, 34]. Потери в стали на вихревые токи учитывались по каталожным данным для промышленной частоты. Определенное на основании этих данных активное сопротивление RT включалось параллельно каждой из фаз обмотки трансформатора, соединенной в треугольник (рис. 2). В работе не принималось во внимание увеличение потерь на вихревые токи вследствие переходного процесса (путем введения частотно- зависимого активного сопротивления в модель трансформатора). Учет этой частотной зависимости более актуален для схем сети с малой расчетной емкостью присоединения. Перенапряжения при отключении ненагруженных трансформаторов выключателями различных типов: При отключении ненагруженных трансформаторов в схеме рис. 1 основным «механизмом», создающим перенапряжения высокой кратности, является среда тока. Наиболее существенными факторами, влияющими на перенапряжения при отключении ненагруженных трансформаторов при возможном срезе тока являются: величина тока среза; емкость между выключателем и трансформатором (емкость кабеля, шинопровода или входная емкость трансформатора при отсутствия кабеля); исходный режим трансформатора, предшествующий отключению; форма кривой намагничивания трансформатора; мощность трансформатора; потери (на гистерезис и вихревые токи). Рассматривались две расчетные коммутации: отключение ненагруженного трансформатора из установившегося режима и отключение ненагруженного трансформатора в цикле В-О, когда апериодическая составляющая потокосцепления трансформатора имеет максимальное значение. Пример коммутации отключения первой фазы ненагруженного трансформатора напряжением 6 кВ, мощностью 400 кВА при длине кабеля 10 м и токе среза icp=l,7 А приведен на рис. 3. «Здесь показан ток в одной из фаз выключателя (первой отключаемой), фазные напряжения относительно земли на полюсе выключателя со стороны сети и со стороны трансформатора и напряжение на контактах отключаемого полюса. При отсутствии повторных зажиганий дуги в выключателе перенапряжения на отключаемой фазе трансформатора в данном случае имеет вид однократного импульса амплитудой 4,67 о.е. (рис.3.3). Диапазон амплитуд токов намагничивания трансформаторов 6-10 кВ мощностью 25…6300 кВА составляет ixxm=0,1…7 А (при коэффициенте формы 1,5…1,6, показывающем отношение амплитуды тока к его действующему значению). Предполагаем, что

Рис. 3 Отключение первой фазы ненагруженного трансформатора 6 кВ мощностью S.=400 кВА из установившегося режима со срезом тока величиной /. =1,7 А; длина кабеля 1=1 Ом;

Рис.3.4 Зависимость кратностей максимальных перенапряжений Кпер на трансформаторе от мощности трансформатора и длины кабеля при срезе тока холостого хода на максимуме (но не более 5 А). максимальное значение тока среза icp 25 м, такая коммутация неопасна для трансформаторов любой мощности и типа. В других случаях (для сухих трансформаторов и при малой длине кабеля) со стороны трансформатора или на трансформаторе должны быть установлены ОПН. Несколько другая картина имеет место при редкой коммутации отключения ненагруженного трансформатора с неустановившимся током намагничивания, который многократно превышает его установившееся значение, рис. 5. Здесь на поле тока выключателя показан возможный диапазон At моментов начала движения контактов выключателя, при котором ток в этот момент больше возможного тока среза .

Рис. 5. Отключение первой фазы ненагруженного трансформатора 6 кВ мощностью 400 кВА из неустановившегося режима со срезом тока iq=5 А, кабель длиной 1К=М м, dU, /dt=°° кВ/мсек.

Иными словами — мгновенное значение неустановившегося тока в течение At= 11,3 мсек превышает ток среза. Таким образом, гашение дуги не происходит вплоть до момента t , когда мгновенное значение тока выключателя становится меньшим тока среза icp (рис. 5). Если момент начала движения контактов попадает в начало интервала At, то к моменту trauj, прочность межконтактного промежутка становится большой, и срез тока не приводит к повторным зажиганиям, при этом возникает однократный значительный импульс перенапряжения (см. рис. 5, где Umax=6,8, здесь мы предполагаем, что срез тока возможен при любом межэлектродном расстоянии вакуумного выключателя). В случае, когда начало движения контактов окажется относительно близко к моменту среза тока и восстанавливающаяся электрическая прочность межконтактного промежутка будет недостаточной для того, чтобы выдержать восстанавливающееся напряжение, может произойти несколько повторных зажиганий дуги в выключателе, сопровождающихся снижением максимальной кратности перенапряжений.

Дата добавления: 2021-03-18 ; просмотров: 32 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Перенапряжения при отключении вакуумных выключателей

Коновалов Е.Ф., Дроздов Н.В., Зубрилин А.В., г. Екатеринбург, «Энергетик» №4, 1998.

О защите действующих электрических сетей от перенапряжений.

Фирма ОРГРЭС за последнее время провела ряд экспериментальных работ по испытанию вакуумных выключателей 10 кВ в реальных условиях эксплуатации. Первые вакуумные выключатели разработаны более полувека назад и с тех пор, непрерывно совершенствуясь, все более широко применяются в различных отраслях производства и энергетике.

Неограниченному распространению вакуумных выключателей препятствует проблема ограничения перенапряжений при коммутации электродвигателей, обусловленная низкой электрической прочностью изоляции электродвигателей, большим числом способов ограничения перенапряжений и необходимостью проверки их эффективности в условиях эксплуатации.

По инициативе Башкирэнерго на начальном этапе внедрения вакуумных выключателей было принято решение о проведении экспериментальных и расчетных исследований перенапряжений при коммутациях вакуумными выключателями электродвигателей собственных нужд (СН) электростанций. Общие цели исследований: определение значений и вероятностей появления перенапряжений в характерных режимах коммутации, проверка эффективности действия средств ограничения перенапряжений, разработка рекомендаций по ограничению перенапряжений.

В качестве объектов исследований были выбраны электродвигательные присоединения в распределительных устройствах СН 6 кВ Уфимских ТЭЦ-3 и ТЭЦ-4. Опыты по измерениям перенапряжений при коммутациях электродвигателя на ТЭЦ-4 производились в августе 1994 г. специалистами фирмы ОРГРЭС с участием НПП «ЭЛ-ВЕСТ» и ВНИИЭ.

Измерения осуществлялись на электродвигателе А-114-6М номинальной мощностью 200 кВт, запитанном кабелем сечением 3×70 мм2 и длиной 90 м, по принципиальной электрической схеме, представленной на рис. 1. В одну и ту же ячейку поочередно устанавливались вакуумные выключатель ВБПЭ-10 (производства НПП «ЭЛВЕСТ»), ВВЭ-М-10 (МЗВВА, г. Минусинск) и маломасляный выключатель ВМПЭ-10.

Программа опытов состояла из измерений перенапряжений при различных коммутациях: включении электродвигателя, отключении вращающегося электродвигателя в режиме холостого хода, отключении электродвигателя в режиме пуска с минимальной задержкой времени между моментами замыкания и размыкания контактов выключателя, т.е. при практически неподвижном роторе.

Замыкание и размыкание контактов выключателей производились в заданную фазу напряжения (тока), что обеспечивалось специальным устройством синхронизации. Переходные процессы при коммутациях электродвигателя регистрировались шестилучевыми катодными осциллографами 60ЭМ, измерительные входы которых подключались к низковольтным плечам емкостных делителей напряжения.

Кроме того, проверялась эффективность действия средств ограничений перенапряжений при:

• подключении ограничителей перенапряжения (ОПН) типа ОПН-СН-6 (производства ВЭИ) к входным зажимам электродвигателя (с целью недопущения повреждения изоляции электродвигателя все опыты производились с включенными ОПН);
• синхронизированном размыкании контактов первого отключающего полюса вакуумного выключателя относительно полуволны тока, производимом устройством синхронизированного отключения (блок УСО), которое разработано ВНИИЭ;
• демпфировании отключаемого участка цепи путем кратковременного подключения резисторов, обеспечиваемого блоком ОПНБ-10 (разработка НПП «ЭЛВЕСТ»).

Всего было проведено около 80 зачетных опытов. Основные результаты измерений на ТЭЦ-4 заключаются в следующем:

• при включении электродвигателя вакуумным выключателем возможны кратковременные (в пределах 1 мс) перенапряжения (до 2,5 Uф) вследствие «дребезга» контактов (рис. 2);

• отключение электродвигателя, вращающегося на холостом ходу, вакуумным выключателем сопровождается в большинстве случаев свободными затухающими колебаниями напряжения со стороны нагрузки. Однако при размыкании контактов вакуумных дугогасительных камер менее, чем за 1 мс до обрыва тока возможны перенапряжения свыше 2,7 U ф вследствие повторных пробоев (рис.3, а);
• при отключении пускового тока неразвернувшегося электродвигателя вакуумным выключателем возможны перенапряжения свыше 2,7 U ф в случае попадания момента размыкания контактов в интервал 0-2 мс перед переходом тока через ноль (рис. 3, б);
• при отключении пускового тока неразвернувшегося электродвигателя масляным выключателем возникают (с большой вероятностью) перенапряжения более интенсивные, чем в случае отключения вакуумным выключателем (в опытах максимальные перенапряжения ограничиваются ОПН).
• ОПН-СН-6, подключенные к входным зажимам электродвигателя, эффективно ограничивают перенапряжения до уровня не выше испытательного напряжения изоляции электродвигателя относительно корпуса. Однако ОПН не устраняют перепады напряжения, опасные для витковой изоляции;
• блок УСО обеспечивает размыкание контактов выключателя в заданную фазу пускового тока электродвигателя, что исключает появление перенапряжений, вызванных повторными пробоями. Это достигается при стабильном времени срабатывания привода выключателя и самого блока УСО. Во время работы блока УСО с выключателем и одновременным размыканием контактов полюсов предъявляются высокие требования к одновременности размыкания контактов. При отсутствии одновременности задача настройки момента размыкания контактов первого полюса упрощается, но тогда момент размыкания контактов двух других полюсов может быть близок к моменту перехода тока в них через нуль, что может вызвать повторные пробои и перенапряжения;
• в случае отключения электродвигателей вакуумными выключателями с блоком ОПНБ-10 перенапряжения отсутствуют (рис. 3, в). Однако из-за сложности применения данный способ ограничения перенапряжений используется в весьма редких случаях.

Измерения перенапряжений на ТЭЦ-3 производились в июле 1996 г. специалистами фирмы ОРГРЭС с участием НПП «ВЭЛТО» и «Таврида Электрик» с целью получения экспериментальных данных о перенапряжениях, возникающих при коммутациях электродвигателей СП вакуумным выключателем ВВ/ТЕ1-10 (производства «Таврида Электрик») и маломасляным выключателем ВМГ-133, а также проверки эффективности ограничения перенапряжений при различных способах включения ОПН типа ОПН-СН-6.

Опыты производились на электродвигателях различной мощности (кВт), запитанных кабелями разных сечений (мм2) и длин (м): 250 — кабелем 3×70, 100; 480 — кабелем 3×70, 100 и 110; 2000 — кабелем 3×185, 20. Программа опытов предусматривала включение и отключение электродвигателей на холостом ходу (в режиме номинальной нагрузки для электродвигателя 2000 кВт), а также отключение в режиме пуска.

При коммутациях вакуумным выключателем ВВ/ТЕ1-10 ОПН подключались между каждой фазой и землей на входе кабеля параллельно контактам выключателя, а для электродвигателя мощностью 250 кВт производились также опыты без ОПН. Во время коммутаций маломасляным выключателем ВМГ-133 ОПН размещались между каждой фазой и землей на входе кабеля, производились также опыты без ОПН. Всего было осуществлено около 180 зачетных опытов.

Результаты измерений (в части перенапряжений при включении и работе маломасляного выключателя) аналогичны результатам, полученным на ТЭЦ. При отключении электродвигателей вакуумным выключателем ВВ/ТЕL-10 повторные пробои возникают крайне редко, перенапряжения не превышают 2 Uф, протеканий импульсов тока через ОПН («срабатывание ОПН») не отмечались за исключением опытов, проводимых на электродвигателе мощностью 480 кВт. В двух опытах по отключению холостого хода и в одном по отключению в режиме пуска наблюдались срабатывания ОПН от «среза» отключаемого тока.

Это объясняется высокой скоростью нарастания электрической прочности межконтактного промежутка, которая по данным фирмы «Таврида Электрик» составляет в среднем 50 кВ/мс, в то время, как для вакуумных камер серии КДВ, применяемых в выключателях ВВЭ-М-10, ВБПЭ-10 и других, аналогичная величина по разным оценкам находится в пределах от 5 до 40 кВ/мс.

По экспериментальным данным уточнены параметры математической модели вакуумных выключателей и схем замещения для расчетов переходных процессов с помощью программы ТРИАДА, разработанной на кафедре электрических станций и сетей Санкт-Петербургского государственного технического университета.

Проведены расчеты перенапряжений при отключении электродвигателей СН вакуумными выключателями на ТЭЦ-3, ТЭЦ-4 и других электростанциях (всего около 80 присоединений) в тех же режимах, которые учитывались в процессе измерений, проверена эффективность действия ОПН при различных способах подключения.

Следует отметить, что основные результаты расчетов совпадают с экспериментальными данными. Дополнительно выявлен ряд факторов:

• уровни перенапряжений и вероятность появления их опасных значений при отключении электродвигателей вакуумными выключателями в режиме пуска мало зависят от параметров электродвигательных присоединений, а в большей степени — от типа применяемой вакуумной камеры. Известно, что при отключении этого режима выключателями с камерами серии КДВ-10 опасные перенапряжения (Uмакс>15 и Uмакс>9 кВ) могут возникнуть примерно в 10% случаев, а при отключении выключателями ВВ/ТЕ1-10 — 2,5% случаев. Более точная вероятность появления опасных перенапряжений оценивается по расчетам для рассматриваемого присоединения;
• при установке ОПН на входе кабеля между каждой фазой и землей не удается ограничить значение Uмакс на зажимах электродвигателя ниже 15 кВ. Причина тому — отражение волн напряжения с крутым фронтом, возникающих в начале кабеля вследствие повторных пробоев межконтактного промежутка вакуумной камеры;
• при подключении ОПН параллельно контактам вакуумного выключателя значения Uмакс на зажимах электродвигателя не превосходят 15 кВ при всех рассмотренных длинах кабеля;
• в некоторых случаях при отключении вращающихся электродвигателей вакуумными выключателями независимо от типа этих выключателей могут возникать перенапряжения до 20 кВ (4 Uф). Их уровень определяется, в основном, мощностью электродвигателя, сечением и длиной кабеля.

На основании анализа результатов проведенных расчетов и экспериментов разработана методика ограничения коммутационных перенапряжений, возникающих при отключении электродвигателей СН вакуумными выключателями на электростанциях Башкирэнерго.

ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ КОММУТАЦИИ ИНДУКТИВНЫХ ТОКОВ ВАКУУМНЫМИ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯМИ

7. ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ КОММУТАЦИИ ИНДУКТИВНЫХ ТОКОВ ВАКУУМНЫМИ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯМИ

Особенностью дуги в вакууме является ее нестабильность при малых токах. Прекра­щение разряда в вакууме приводит к срезу тока до его естественного перехода через нуль. Ток среза зависит от свойств приме­няемых контактных материалов, а также от параметров контура тока.

Камеры современных вакуумных выклю­чателей, благодаря специальному подбору контактных материалов, имеют относительно малые токи среза, вполне сопоставимые с токами среза выключателей, имеющих дру­гую дугогасительную среду. С другой сторо­ны, для ВДК характерны большие скорости восстановления электрической прочности межконтактного промежутка, что позволяет им отключать высокочастотные токи с боль­шими скоростями изменения тока вблизи нулевого значения. Последнее обстоятель­ство приводит к многократным повторным зажиганиям и отключениям высокочастот­ного тока в процессе одной коммутации включения — отключения индуктивной на грузки, которые могут существенно влиять на уровень коммутационных перенапряжений.

При коммутациях индуктивных токов вакуумных выключателей могут возникать перенапряжения, обусловленные: срезом то­ка, многократными повторными зажигания­ми и трехфазным одновременным отключе­нием. Перенапряжения эти, вследствие вероятностного характера процессов в выклю­чателе, определяются статистическими соот­ношениями, зависящими от схемы и пара­метров коммутируемой сети.

Силовые трансформаторы с облегчен­ным уровнем изоляции по ГОСТ 1516.1—76* (сухие, с литой изоляцией) рассчитаны на импульсные перенапряжения с максималь­ным значением 23 и 34 кВ, соответственно для классов напряжения 6 и 10 кВ, что без применения защиты может оказаться не­достаточным для выдерживания максималь­ных перенапряжений.

Наибольшую опасность представляют собой коммутационные перенапряжения для электродвигателей, имеющих пониженные, по сравнению с трансформаторами, уровни изо­ляции и в особенности пониженную им­пульсную прочность обмотки при воздей­ствии волн с крутым фронтом.

Волновые сопротивления двигателей примерно на два порядка ниже, чем у трансформаторов, поэтому уровни перена­пряжении при обычном срезе тока также значительно ниже. Однако включение двига­теля или отключение его пускового тока, как правило, сопровождается многократны­ми повторными зажиганиями и воздействия­ми волн перенапряжений с крутым фронтом. При определенном сочетании параметров схемы и начальных условий наблюдается постепенное нарастание максимумов волн (эскалация напряжений), при котором они могут достигать 5-кратных значений по от­ношению к фазному напряжению двигателя.

ВЭИ имени В. И. Ленина предложены следующие технические решения по схемам защиты от перенапряжений электрооборудо­вания 6—10 кВ, коммутируемого вакуумны­ми выключателями, в установках промыш­ленных предприятий:

1. Для защиты трансформаторов обще­го назначения с облегченной изоляцией по ГОСТ 1516.1—76* (сухие, литые) у вводов трансформатора между каждой фазой и зем­лей должен быть подсоединен разрядник I группы по ГОСТ 16357—83* для соответ­ствующего класса напряжения.

2. Для защиты электродвигателей меж­ду зажимами каждой фазы двигателя и землей должны устанавливаться последова­тельные RС-цепочки с параметрами R = 50 Ом и С = 0,25 мкФ. Ниже приведены требования к основным электрическим харак­теристикам RС-цепочек:

Класс напряжения, кВ . ……………………………. 6 10

Номинальное напряжение конден­сатора, кВ . …..6,6 11

Мощность, рассеиваемая резисто­ром, Вт . . ….….15 40

Импульсная прочность между за­жимами резистора

на волне 1,2/ 50мкс,кВ. ………………………….…. 40 60

Между зажимами и землей у электро­двигателей выше 1000 кВт дополнительно к RС-цепочке должны устанавливаться раз­рядники I группы по ГОСТ 16357-83* для соответствующего класса напряжения.

3. Для электрооборудования напряже­нием 6-10 кВ с нормальной изоляцией по ГОСТ 1516.1-76* (маслонаполненные транс­форматоры) никаких дополнительных средств защиты не требуется.

Механическая прочность шкафов КРУ (число включений и отключений контактных соединений главных и вспомогательных це­пей, перемещений выдвижного элемента, открываний и закрываний шторок, включе­ния и отключения ножей заземления) соот­ветствует ГОСТ 14693-77* на КРУ напря­жением до 10 кВ.

В части требований безопасности шкафы КРУ соответствуют ГОСТ 12.2.007.0-75*. Они оборудованы блокировками (механиче­скими и электромеханическими), обеспечива­ющими безопасность работ при эксплуата­ции.

При локализации дуговых повреждений в шкафу КРУ предусмотрена дуговая защи­та, выполненная с помощью клапанов раз­грузки давления, соединенных с блок-контак­тами, обеспечивающими подачу команды на отключение защитного выключателя.

Предусмотрен шинный ввод сверху или снизу или кабельный ввод снизу, причем к одному шкафу с выключателем может быть подведено до шести однофазных ка­белей. При необходимости подключения большего числа кабелей следует использо­вать шкаф кабельных сборок, стыкуемый с вводным шкафом, в который можно под­вести до двенадцати однофазных кабелей.

Габариты шкафа КРУ (ширина, глубина, высота) — 1,5 х 2,3 х 3 м.

Выбор типа выключателя в КРУ (ва­куумный или элегазовый) производится исходя из следующего. При необходимости частых коммутационных операций (например, для коммутации электропечных трансформаторов) и активно-индуктивном характере нагрузки коммутируемой цепи следует использовать вакуумные выключатели. Для, коммутации цепей с емкостным характером нагрузки (конденсаторные батареи, фильтро-компенсирующие устройства, статические тиристорные компенсаторы) следует использо­вать элегазовые выключатели.

В связи с постоянной работой по совершенствованию изделия в его конст­рукцию могут быть внесены незначительные изменения, не отраженные в этом документе.

Прайс-лист на выключатели

Выкатное испонение для К-12, К-26, КРУ-2-10, К-13

Стационарное исполнение для КРН-III(IV), КРУН-6(10)Л и КСО

Выкатное испонение для К-IIIУ(VIУ), 4КВС, КРУ2-6(10),КВП-6(10),КВЭ-6(10),К-XII,К-XIII, К-XXVI, К-37; Польская ST-7,S9; Болгарская

** — Цена уточняются после получения бланка-заказа

Список использованной литературы

А.А.Федоров «Справочник по электроснабжению и электрооборудованию» (в двух томах, М.: Энергоатомиздат, 1987г.).

Ю.Г Барыбин. «Справочник по проектированию электроснабжения.», (М.: Энергоатомиздат, 1990 г., -576 с.:ил.).

Б.А. Соколов, Н.Б.Соколова «Монтаж электрических установок», (М.: Энергоатомиздат, 1991 г.,-592 с.:ил.).

Интернет http://craw.narod.ru , http://www.vakyym.ru .

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ______________________________4

ВАКУУМНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ 10, 35 KB ДЛЯ КРУ И 110 КВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК С ЧАСТЫМИ КОММУТАЦИЯМИ_________6

ВАКУУМНЫЕ И ЭЛЕГАЗОВЫЕ КОМПЛЕКТНЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА 35 KB____________________7

ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ВБТЭ-10-20______________________8

Вакуумные выключатели серии BB/TEL__________________9

ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ КОММУТАЦИИ ИНДУКТИВНЫХ ТОКОВ ВАКУУМНЫМИ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯМИ__13

ПРАЙС- ЛИСТ__________________________________________________15 Список использованной литературы____________________

Открытое Акционерное Общество

«Магнитогорский металлургический комбинат»

«ОАО ММК» Цех электросетей и подстанций

По теме: «Вакуумные выключатели»

Выполнил: эл.монтер Муллагалиев Д.Д.

Магнитогорск

Применение синхронного вакуумного выключателя для коммутации группы двигателей

Применение синхронного вакуумного выключателя для коммутации группы двигателей

Применение синхронного вакуумного выключателя в городских электрических сетях

Ачитаев А.А., магистрант; Павлюченко Д.А., канд. техн. наук, доцент,

зав. каф. систем электроснабжения предприятий; Прохоренко Е.В., канд. техн. наук, доцент каф. автоматики; Шевцов Д.Е., аспирант каф. систем электроснабжения предприятий.

Новосибирский государственный технический университет,

630073, г. Новосибирск, пр-т К. Маркса, 20

Рассмотрена тенденция развития коммутационных аппаратов среднего напряжения, а также основные достоинства и недостатки вакуумных выключателей традиционной конструкции. Показан опыт применения вакуумного коммутационного аппарата, реализующего принцип синхронной коммутации как эффективного средства снижения коммутационных перенапряжений и бросков тока в городских электрических сетях 6-10 кВ.

Предложенным алгоритмом синхронной коммутации удалось уменьшить броски тока при включении с 2,1·I _пуск до 1,1·I _пуск , полностью исключить перенапряжения, повысить коммутационный ресурс выключателя.

Ключевые слова: Синхронная коммутация, синхронный вакуумный выключатель, коммутационные перенапряжения.

Тенденция развития коммутационных аппаратов среднего напряжения

В сетях 6-10 кВ применяются выключатели следующих видов: маломасляные, элегазовые, вакуумные. Причем и в России, и в мире отчетливо прослеживается тенденция расширения доли вакуумных выключателей, что видно из рис. 1 [1]. В Европе и США доля вакуумных выключателей в общем количестве выпускаемых аппаратов составляет 70 %, а в Японии она равна 100 %. В России в последние годы эта доля имеет постоянную тенденцию к росту и в настоящее время составляет более 50 % [2].

Рис. 1. Тенденция развития выключателей среднего напряжения

Преимущества вакуумных коммутационных аппаратов

Рост использования вакуумных выключателей на среднем напряжении объясняется их преимуществами перед другими типами выключателей. Ниже рассмотрены основные преимущества.

1. Вакуумные выключатели обладают высокой надежностью. Вакуумный выключатель практически не обслуживается в течение всего срока службы. Осмотр и периодические проверки вакуумных выключателей рекомендуется проводить один раз в 3-5 лет (табл. 1). Во время этих проверок необходимо выполнить высоковольтные испытания вакуумной дугогасительной камеры и изоляции выключателя, а также проверить переходное сопротивление контактов. В некоторых случаях рекомендуется проверить время включения и отключения главных цепей и работоспособность вспомогательных блок контактов.

Обслуживание и ремонт выключателей 6-10 кВ

Операции технического обслуживания и ремонта

1 раз в 6 месяцев или после операции «О» короткого замыкания

Один раз в 3-5 лет

Не реже 1 раза в 4 года

1 раз в 6-8 лет или после 3000 операций «ВО» или после шести операций «О» короткого замыкания

2. Низкие массогабаритные характеристики аппаратов. Развитие вакуумных выключателей связано с тем, что вакуум является идеальной изоляционной средой. Электрическая прочность изоляционного межконтактного промежутка в вакууме значительно выше, а длина дуги значительно меньше, чем в маломасляных и элегазовых выключателях. Это позволяет существенно снизить габариты вакуумного выключателя.

3. Высокий коммутационный и механический ресурс. Высокий механический ресурс вакуумных выключателей обусловлен, в первую очередь, тем, что ход контактов вакуумной дугогасительной камеры составляет от 6 до 10 мм на напряжения 6-10 кВ. Для маломасляных выключателей на эти же напряжения ход контактов достигает 100-200 мм, а, следовательно, применяется более сложная конструкция привода, требующая больших затрат энергии на включение и отключение выключателя, что приводит к необходимости постоянного ухода и проверок состояния деталей привода, что также повышает эксплуатационные расходы на содержание выключателя.

Как видно из табл. 2, при примерном соответствии срока службы коммутационный ресурс вакуумных выключателей в 5 раз больше элегазовых и почти 17 раз больше, чем у маломасляных выключателей.

3. Низкие эксплуатационные затраты. Низкие затраты вакуумных выключателей определяются отсутствием необходимости содержания масляного и компрессорного хозяйств, кроме того вакуумная дугогасительная камера не требует пополнения дугогасящей среды и использования специализированных защитных средств, например, необходимых при обслуживании (утилизации) аппаратов с элегазом SF ₆ . Высокая коммутационная износостойкость позволяет значительно сократить расходы по обслуживанию вакуумных выключателей, а также перерывы в электроснабжении, связанные с выполнением регламентных работ.

4. Экологическая безопасность оборудования. В мире ужесточаются требования по экологической безопасности оборудования, и решения, которые раньше считались приемлемыми, сегодня подвергаются пересмотру. Так законодательство России и стран-участниц Монреальского протокола запрещают выброс в атмосферу фторосодержащих веществ, к которым относится элегаз. Поэтому для обеспечения безопасности и выполнения современных экологических требований, повышения качества и культуры эксплуатации при внедрении элегазового оборудования необходимо оснащение предприятий распределительного электросетевого комплекса современными газотехнологическими аппаратами. Необходимо также оборудование для очистки элегаза и утилизации продуктов его разложения. Это требует серьезных финансовых затрат. Использование вакуумных выключателей идеально с экологической точки зрения.

5. Широкий температурный диапазон работы вакуумных выключателей (от -45 до +55 о С) является важным преимуществом сравнительно с элегазовыми аппаратами. Это особенно актуально в условиях климата Сибири и других северных районов. Однако в любом случае нижний предел диапазона будет всегда определяться допустимой температурой работы релейной защиты и автоматики. Тем не менее, при эксплуатации вакуумных выключателей можно существенно сэкономить на обогреве распределительных пунктов.

6. Пониженное энергопотребление коммутационных аппаратов. Ход контактов вакуумной дугогасительной камеры очень мал по сравнению с другими типами камер. Это позволяет значительно уменьшить энергопотребление привода при включении и отключении выключателя.

В табл. 2 представлена сравнительная оценка основных эксплуатационных параметров базовых типов выключателей. Сравнение производилось для выключателей с одинаковыми техническими характеристиками (номинальное напряжение, ток и т.д.).

Сравнение основных эксплуатационных параметров выключателей 6-10 кВ