Практическаяработа №5
5.1 Тема: «Ознакомление с конструкцией и приводамивысоковольтных аппаратов»
5.2 Цель занятия: Ознакомление студентов с конструкциями и приводамивысоковольтных аппаратов.
5.3 Задание: Рассмотреть конструкцию и устройства следующих аппаратов,а также их привода: разъединитель, выключатель нагрузки, отделитель, автоматическийвыключатель масляный.
5.4 Ход работы
5.4.1 Разъединитель.
Разъединитель – это коммутационный аппарат, предназначенный длякоммутации цепи без тока.
Назначение – создание надежного видимого разрыва цепи для обеспеченабезопасного проведения ремонтных, работ на оборудовании и токоведущих частяхэлектроустановки.
Разъединитель не имеет дугогасительный устройств, поэтому преждечем оперировать разъединителем, цепь должна быть отключена выключателем.
Допускается использовать разъединители для отключения и включениянезначительных токов: ёмкостных токов шин коротких кабельных линий, токовутечки, токов намагничивания трансформаторов. Допустимость таких операций определяетсяПТЭ и местными инструкциями по эксплуатации электроустановки.
Во включенном положении разъединители надёжно выдерживают токи короткогозамыкания, гарантированные заводом-изготовителем.
Разъединители для внутренней установки могут быть одно- и трех полюсными.Трех полюсный разъединитель типа РВ изображен на рисунке 5.1.
Разъединители РВ рассчитаны на номинальный ток 400 -1000А, напряжение6–35кВ.
На подвижных ножах устанавливаются стальные пластины (на
рис. 5.1 не указаны), которые играют роль магнитного замка: при
протекании токов короткого замыкания через включенный
разъединитель они намагничиваются и, притягиваясь, друг к другу,
создают дополнительное давление в контакте, препятствуя отбросу
ножа от контакта.
Кроме главных ножей, разъединитель может быть снабжен заземляющиминожами (типа РВЗ), которые используют для заземления обесточенных токоведущихчастей.
/>
Рисунок 5.1. Трех полюсный разъединитель типа РВ.
Где 1 – приводной рычаг на валу разъединителя;
2 – контакт для присоединения шин;
3 – неподвижный контакт;
4 – подвижный нож;
5 – фарфоровая тяга;
6 – опорный изолятор;
7 – вал разъединителя;
8 – металлическая рама;
9 – поводок фарфоровой тяги
Разъединители для наружной установки должны работать в неблагоприятныхусловиях окружающей среды (низкие температуры, гололёд, осадки). Этим требованиямотвечают разъединители горизонтально-поворотного типа РИД. Здесь нож состоит издвух частей, закрепленных на опорных колонках изоляторов. При отключенииколонки поворачиваются вокруг своей оси в противоположных направлениях, и ножиперемещаются в горизонтальной плоскости, как бы «ломаясь» на две половины, чтопозволяет разрушить корку льда, которым может быть покрыт контакт.
/>
Рисунок 5.2. Контактная система разъединителя горизонтально-поворотноготипа для наружной установки РНДЗ‑110
1 – гибкая связь; 2 – пружины; 3 – одна часть ножа в виде пружинящих помелей;
4 – другая часть ножа в виде лопатки.
В распределительных устройствах высоких напряжений применяются идругие типы разъединителей: вертикально-поворотные, подвесные.
5.4.2 Отделитель.
Отделитель – коммутационный аппарат, предназначенный для автоматическогоотключения поврежденного участка линии или трансформатора после искусственногокороткого замыкания, а так для отключения и включения токов (индуктивных)холостого хода трансформаторов и ёмкостных токов нагруженных линий.
Внешне отделитель не отличается от двух колонкового разъединителя,но у него для отключения имеется пружинный привод (ПРО), который обеспечивает отключениеза 0,4–0,5 с. Включение отделителя производится вручную.
Отделители могут иметь заземляющие ножи.
Отделители не могут отключать ток нагрузки и ток короткогозамыкания, поэтому в схемах управления отделителями имеется блокировка, котораязапрещает отключение отделителя, если через трансформаторы тока проходит ток.
При неблагоприятных погодных условиях (мороз, гололёд) применяютзакрытые отделители (ОЭ), контактная система которых расположена внутрифарфорового корпуса, заполненного элегазом SF6 с избыточным давлением 0,ЗМПа. Высокая электрическая прочность элегаза обеспечивает небольшие габариты инадежную работу аппаратов.
5.4.3 Выключатели нагрузки.
Выключатель нагрузки – коммутационный аппарат, предназначенный дляотключения и включения токов нагрузки в нормальном режиме.
/>
Рисунок 5.3 Выключатель нагрузки ВНП‑16.
1 – дугогасительная камера; 2 – неподвижный контакт; 3 – подвижныйконтакт; 4 – отключающая пружина; 5 – плавкий предохранитель; 6 – дугогасительныйконтакт.
Выключатели нагрузки предназначены для отключения и включенияцепей под нагрузкой в электрических установках напряжением 6–10кВ при небольшоймощности (1НОМ–200+400А) и не рассчитаны на отключение токовкороткого замыкания. Выключатель нагрузки в комплекте с высоковольтнымипредохранителями типа ПК‑6 или ПК‑10 обеспечивает защиту цепей оттоков короткого замыкания.
Этот выключатель представляет собой трех полюсный разъединительвнутренней установки на 6–10кВ, к каждой фазе которого построена из пластмассыдугогасительная камера. Внутри камеры расположены газогенерирующие вкладыши изорганического стекла. Подвижный контакт перемещается внутри вкладыша. Гашениедуги происходит в дугогасительной камере. При отключении цепи под нагрузкоймежду контактами выключателя образуется электрическая дуга, температура в дугогасительнойкамере резко возрастает, и органическое стекло выделяет поток газов, которыйгасит дугу.
Выключатели нагрузки выпускаются без предохранителей типа ВН‑16и с предохранителями типов ВНП‑16 и ВНП‑17 (рис. 5.3).
При включении сначала замыкаются дугогасителъные контакты, а затемглавные. Вкладыши без замены позволяют отключить 300 раз ток 50А, 500 раз ток100А, и 3 раза ток 400А.
Выключатели нагрузки могут иметь заземляющие ножи (типы ВН3-16, ВНП3 -16, ВНП3 -17).
Привод ВН может быть ручным (ПР), ручным с дистанционным отключением(ПРА) или электромагнитным (ПЭ) с дистанционным включением и отключением.
Выключатели нагрузки применяются в ячейках КСО в системе электроснабженияпромышленных предприятий, городов, строительных площадок.
/>
Рисунок 5.4.Дугогасительная камера выключателя нагрузки ВН‑10
Где: 1 – пружинящие контакты; 2 – газогенерирующиевкладыши; 3 – дугогасительный контакт
Вакуумный выключатель нагрузки ВНВ‑10/320 изготавливается нанапряжение 6 и 10кВ и номинальные токи до 320А. Он предназначен для многократногоотключения тока 900А и предельно отключаемый ток 2кА. Основной его частьюявляется вакуумная дугогасительная камера КДВ‑21. Выключатель ВНВпредназначен для установки в шкафах КРУ и применяется в горнодобывающейпромышленности, на пунктах, питания экскаваторов, драг, в рудничных,установках, для коммутации дуговых печей.
5.4.4 Автоматический выключатель маломасляный.
Масляные выключатели являются коммутационным аппаратом для включенияи отключения электрических цепей напряжением выше 1кВ при рабочем режиме и приперегрузках и коротких замыканиях.
В маломасляных выключателях (горшковых) для каждой фазы имеется отдельныйстальной шлендр, в котором разрываются контакты, и гасится дуга. Гашениепроисходит в дугогасительной камере, установленной в цилиндре в месте разрываконтактов. Камера изготавливается из изоляционных материалов – фибры или гетинакса.Минеральное масло в выключателях служит для гашения дуги и изоляции промежуткамежду разомкнутыми контактами данной фазы.
Количество масла в масляных выключателях от 4,5 до 10 кг в зависимостиот типа выключателя. Это делает их невзрыво – не пожароопасными и позволяет устанавливатьв открытых камерах распределительных устройств напряжением выше 1кВ.
В городских сетях широко применяются выключатели типа ВМП‑10и ВМГ‑10.
Выключатели серии ВМП‑10 изготавливаются на номинальные токи600, 1000, 1500, 3000А и имеют вес масла 4,5 кг. Выключатели ВМГ‑10изготавливается на номинальные токи 630 и 1000А.
Масляные выключатели могут включаться и отключаться вручную иавтоматически под действием аппаратов защиты и управления.
/>Рисунок 5.5 Масляныйвыключатель ВМП‑10
Где: 1 – крышка; 2,6 – зажимы; 3 – фланец; 4 – бак; 5 – корпус; 7\ — изолирующая тяга; 8 – вал.
Внутри каждого полюса имеется неподвижный контакт розеточного типаи подвижный контактный стержень. Во включенном положении контактный стерженьнаходится в розеточном контакте. При отключении он движется вверх, контактыразмыкаются, образуется дуга, которая испаряется и разлагает масло. Давлениерезко возрастает, в дугогасительной камере создается поперечное дутье газами ипарами масла, в результате чего дуга гаснет. Контакты выключателя облицованыметаллокерамикой для увеличения их дугостойкости.
5.4.5 Приводы
Приводы выключателей служат для включения, удержания во включенномположении и отключении выключателей. При включении привод совершает значительнуюработу, связанную с затратой энергии на преодоление сил трения в механизме ипередаче, сил тяжести движущихся частей, сопротивления отключающих пружин. Приотключении работа привода направлена на освобождение механизма, удерживающеговыключатель во включенном положении. Само отключение происходит за счет сжатыхили растянутых отключающих пружин.
1) Ручные приводы применяются для маломощных выключателей, когдамускульной силы оператора достаточно для совершения работы включения. Отключениедистанционное и автоматическое. Наиболее распространены приводы ПРА‑17для выключателей нагрузки ВН‑10.
Ручной привод типа ПР‑10, представляющий рычажно-шатунный
механизм прямого, применяется для ручного управления
разъединителями внутренних электроустановок 6–10 кВ.
На подстанциях небольшой мощности для управления маслянымивыключателями используют ручные приводы типа ПРБА (привод рычажной блинкерный савтоматическим отключением).
2) Пружинный привод является приводом косвенного действия. Энергиядля включения запасается в мощной пружине, которая заводится от руки или отдвигателя. Типы приводов для управления масляными выключателями: ПП‑67 иППМ‑10. Достоинства: просты, удобны в обслуживании, дешевы, потребляютнезначительную мощность, надёжны.
Время завода пружин – 15 секунд. Отключение производится отключающимипружинами выключателя дистанционно или автоматически.
Пружинный привод применяется в маломасляных выключателях ВМПП‑10,ВМТ – 110, в вакуумных выключателях ВВТП‑10.
3) Электромагнитный привод – привод прямого действия: энергия длявключения сообщается приводу в процессе самого включения от источника постоянноготока. Усилие для включения выключателя создается стальным сердечником, катушкакоторого получает питание от источника постоянного тока. Для маломасляных выключателейприменяется привод ПЭ‑11, для более мощных выключателей – ПЭ‑21, ПЭ‑31,а для наружной установки – ШПЭ‑44, ШПЭ‑45. Недостаток – необходимостьдля их работы аккумулятора или выпрямителя.
4) Пневматические приводы создают усилие на включение за счетсжатого воздуха, который подается в пневматический цилиндр с
поршнем, заменяющий электромагнит включения. Такие приводы требуютустановки компрессоров.
Пневматические приводы обычно применяются для выключателей 110 и220 кВ.
5.4.6 Условно графические обозначения в электрических схемах.
/>
Рисунок 5.6. Условно графические обозначения:
а) – разъединитель; б) – отделитель; в) – выключатель нагрузки; г)– выключатель автоматический (QF – в силовых цепях, SF – в цепях управления).
5.5 Вывод: Ознакомились и произвели описание конструкции высоковольтныхаппаратов и их приводов.