12758

Разъединители, отделители короткозамыкатели

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6 Разъединители отделители короткозамыкатели. Целью лабораторной работы является получение знаний о разъединителях отделителях и короткозамыкателях используемых в установках выше 1000 В. Разъединитель. Разъединитель предст

Русский

2013-05-03

267.85 KB

207 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

Разъединители, отделители короткозамыкатели.

Целью лабораторной работы является получение знаний  о  разъединителях, отделителях и короткозамыкателях,  используемых в установках выше 1000 В.


Разъединитель. 

        Разъединитель представляет собой коммутационный аппарат, используемый для включения и отключения электрических цепей в таких условиях, при которых на его контактах не возникает длинной открытой электрической дуги. В отключенном положении разъединителя на его контактах создается видимый разрыв.
        Кроме того, разъединители наружной установки рассчитываются на возможность разрыва посредством их ножей зарядных токов воздушных и кабельных линий, а также токов холостого хода силовых трансформаторов и токов небольших нагрузок. Поэтому их контакты часто снабжаются дугогасительными рогами.
        Отличительной чертой разъединителей, а также отделителей и короткозамыкателей в сравнении с выключателями является отсутствие дугогасительных устройств.
        Основное назначение разъединителя заключается в изоляции отключенных частей электрической цепи с целью безопасного ремонта оборудования.
        Разъединители строятся для внутренней и для наружной установки на всю шкалу токов и напряжений. Они могут выполняться как трехполюсными на общей раме (обычно при напряжениях до 35 кВ), так и однополюсными при более высоких напряжениях. Последнее обусловлено тем, что при напряжениях свыше 35 кВ требуемые расстояния между фазами достаточно велики и общая рама получается чрезвычайно громоздкой и тяжелой.
       Основным элементом разъединителя являются его контакты. Они должны надежно работать при номинальном режиме, а также при перегрузках и сквозных токах короткого замыкания. В разъединителях применяют высокие контактные нажатия. При больших токах контакты выполняют из нескольких (до восьми) параллельных пластин. Применяют пластины прямоугольного, швеллерного и круглого сечения.
        Разъединители могут иметь приводы: ручной - оперативную штангу, рычажной или штурвальный и двигательный - электрический, пневматический.
        Во избежание ошибочных действий, т.е. размыкания под током, что может привести к крупным авариям и несчастным случаям, разъединитель всегда блокируется с выключателем. Блокировка допускает оперирование разъединителем только при отключенном выключателе. По исполнению блокировка      может      быть     механической,      механической      замковой, электромагнитной замковой. 
        Конструктивное различие между отдельными типами разъединителей состоит прежде всего в характере движения подвижного контакта (ножа). По этому признаку различают разъединители: 
вертикально-поворотного (врубного) и горизонтально-поворотного типов с вращением ножа в плоскости, параллельной или перпендикулярной осям поддерживающих изоляторов данного полюса; 
с прямолинейным движением вдоль размыкаемого промежутка либо только ножа, либо ножа совместно с изолятором (катящегося типа); 
со складывающимся ножом, со сложным движением (поворот и складывание) ножа и др. 
       Основные требования, предъявляемые к разъединителям: 
1. Контактная система должна надежно пропускать номинальный ток сколь угодно длительное время и иметь необходимую динамическую и термическую стойкость. 
2. Разъединитель    и    механизм    его    привода    должны    надежно 
удерживаться во включенном положении при протекании тока КЗ. В 
отключенном положении подвижный контакт должен быть надежно 
фиксирован. 
3. Промежуток    между   разомкнутыми    контактами    должен    иметь 
повышенную электрическую прочность.
4. Привод разъединителя целесообразно блокировать с выключателем.

Разъединители для внутренней установки

        Для внутренней установки заводы выпускают однополюсные и трехполюсные разъединители вертикального рубящего типа (нож перемещается в плоскости, перпендикулярной основанию) на напряжения, как правило, не выше 20 кВ. Обычно их устанавливают в вертикальном положении.
        В большинстве из них применены линейные контакты, которые при относительно небольшой силе нажатия имеют меньшее сопротивление, чем плоские контакты. Токоведущие части выполняются из двух или более параллельных пластин. При токе КЗ электродинамическая сила стремится сблизить их друг с другом и этим еще сильнее прижимает подвижные контакты к стойкам неподвижного контакта, что исключает самопроизвольное размыкание контактов, опасное возможностью пожара в электроустановке.
        Управление разъединителями осуществляется вручную с помощью ручных, электродвигательных или пневматических приводов.
Разъединитель серии РВО (Р - разъединитель, В - для внутренней установки, О - однополюсный) выпускается на токи до 600 А. Числа в наименовании означают напряжение (кВ) и ток (А).
         Нож поворачивается на угол до 100 и в отключенном положении удерживается только собственным весом, рис. 1.1.
Угол поворота ножа фиксируется ограничителем. Для разъединителей этой же серии на 1000 А для уменьшения усилий выдергивания ножа введен промежуточный вал.

Рис. 1.1. Разъединитель однополюсный РВО-10/600

                       Трехполюсные разъединители серии РВ 

        Выпускаются на напряжение от 6 до 35 кВ и номинальный ток до 600 А, рис. 1.2. На рис. 1.3. показана в увеличенном масштабе его контактная система.
        Подвижный контакт 1 выполнен в виде двух параллельных шин. При КЗ электродинамическая сила прижимает шины 1 к стойкам неподвижного контакта 2. При номинальном токе контактное нажатие создается пружинами 3, которые воздействуют на подвижный контакт через стальные пластины 4.
        Магнитный поток, создаваемый проходящим по шинам током, замыкается вокруг них и через стальные пластины 4. В системе возникают электродинамические силы такого направления, чтобы возросла энергия магнитного поля. Пластины приближаются к шинам 1 и попадают в зону более сильного магнитного поля. Электромагнитная энергия при этом возрастает. Таким образом создается сила Р, притягивающая стальные пластины к шинам и увеличивающая контактное нажатие.

Рис. 1.2. Разъединитель типа РВ

Рис. 1.3. Контактная система разъединителя типа РВ

         Для управления разъединителями типа РВ применяются рычажные системы с ручным или моторным приводом.
Для дистанционного управления применяются электрические и пневматические приводы. В электрических приводах ось двигателя связывается с выходным рычагом привода через систему червячной передачи.
         В пневматическом приводе отсутствуют громоздкие рычажные передачи и обеспечивается плавный ход контактов.

Разъединители для наружной установки

        Разъединители для наружной установки должны иметь изоляцию, рассчитанную для работы в неблагоприятных атмосферных условиях (загрязнение, влага, снег), а также обладать повышенной механической прочностью, позволяющей производить операции с разъединителями при наличии гололеда на контактах.
        Разъединители на 10 кВ с вертикальным движением ножа выполняются без льдоломающих устройств.
        Разъединители выше 10 кВ снабжены такими устройствами: у разъединителя серии РЛНЗ (Р - разъединитель, Л - линейный, Н - наружной установки, 3 - с заземляющими ножами) при отключении нож сначала поворачивается на 90°, а затем поднимается на требуемое расстояние; у разъединителя серии РОНЗ (О - однополюсный) льдоломающее устройство расположено в неподвижном контакте и выполнено в виде лопатки, которая может поворачиваться на 90° вокруг своей вертикальной оси.
         Разъединители горизонтально-поворотного типа серии РЛНД (Д -двухколонковый) устанавливаются на напряжения от 10 до 750 кВ, серии РНД - на напряжение 330-500 кВ. Включение и отключение полюса производятся либо вращением одного изолятора, на которых установлен нож разъединителя, либо одновременно вращением обоих изоляторов, связанных между собой тягами.

             Двухколонковые поворотные типа SGF с заземлителем 

Выпускаются на напряжения 110, 150 и 220 кВ (г. Екатеринбург).

рис. 1.4 трехполюсный разъединитель при                                                             последовательном варианте

установки полюсов с одним заземлителем.

Рис. 1.5. Параллельная установка трехполюсного

разъединителя (основная конструкция)

         На рис. 1.6. приведены наиболее важные части разъединителя. Основание разъединителя 2 состоит из сварной рамы из профильной стали (221), поворотных оснований (70), поперечной тяги (68). Поворотные основания - это закрытая конструкция, не требующая ухода при эксплуатации. Крепится на шпильках для регулировки. На изоляторах (201) установлены поворотные головки (284). Это тоже закрытая конструкция, не требующая ухода, вращается на 360 .
         Токопроводы (5 и 6) - сварная алюминиевая конструкция. Контактные пальцы (66) выполняются из псевдосплава медь-хром-цирконий с покрытием серебром. Непосредственно контакт (67) выполняется из меди с покрытием серебром.

                            Рис. 1.6. Основная конструкция разъединителя

          Высоковольтные выводы (17) имеют плоскую присоединительную поверхность по ГОСТ 21242-75 с:
-    4 отверстиями для номинальных токов до 1600 А;
-    8 отверстиями для номинальных токов выше 1600 А. Приводной механизм (75) - моторный или ручной привод.

           На рис. 1.7 представлены основные части заземлителя. Заземление (79) выполнено гибкой связью из меди, вал заземлителя (337) - из оцинкованной трубы, труба (23) - из алюминия.
Контактный палец (20) - также металлокерамика медь-хром-цирконий с покрытием серебром, а заземляемый контакт (18)- медь с покрытием серебром.
Приводной механизм (77) - моторный или ручной привод.

                            Рис. 1.7. Основная конструкция заземлителя

         Разъединители имеют независимые приводные механизмы для разъединителя и заземлителя.
         При отключении или включении привод проходит через мертвую точку перед моментом достижения конечного положения. Это предотвращает самопроизвольное отключение или включение разъединителя или заземлителя:
-    при коротких замыканиях;
-    при внешних воздействиях (штормовой ветер или землетрясение).

          Рис.   1.8.  поясняет работу разъединителя. Приводной механизм (75) передает движение через тягу (37) на вращающиеся основания (70).
рис. 1.8.
        

           Поперечная тяга (68) соединяет два поворотных основания каждого полюса. Следовательно, токопроводы обоих полюсов двигаются одновременно.
          Изоляторы (201) передают вращающий момент токопроводам 5 (контактная сторона) и 6 (пальцевая сторона). При переключении они поворачиваются на угол 90°.
При включении контакт (67) надежно обжимается между контактными пальцами (66). Это создает электрическую связь между токопроводами. Ток передается через розеточные контакты поворотных головок (284) к высоковольтным выводам (17).
Посредством связующих тяг (15) движение ведущего полюса передается одновременно другим полюсам группы.

          Рис. 1.9 поясняет работу заземлителя. Приводной механизм (77) передает движение через приводную тягу (71) на вал заземлителя (337). Нож
заземлителя (23) поворачивается вверх (включение) или вниз (выключение). При включении контактные пальцы (20) скользят по заземленному контакту (18). В конечном положении «включено» они прижаты к упору.

                                                       Рис. 1.9. Заземлитель
          Гибкие  заземляющие  связи  (79)  соединяют  нож  (23)  со  стальной заземленной рамой разъединителя.
Разъединитель и заземлитель блокируются по следующему принципу:
-   разъединитель   может  быть   включен,   только   когда   заземлитель отключен;
-   заземлитель   может  быть   включен,   только   когда  разъединитель
отключен.
         Механические   блокировки   между   разъединителем   и   заземлителем устанавливаются на заводе. Модернизация запрещается.

Короткозамыкатели и отделители.

          В настоящее время разработаны типовые схемы высоковольтных подстанций без выключателей на питающей линии. Это позволяет удешевить и упростить оборудование при сохранении высокой надежности. Для замены выключателей на стороне высокого напряжения используются короткозамыкатели и отделители.
          

          Короткозамыкатель - это быстродействующий контактный аппарат, который по сигналу релейной защиты создает искусственное КЗ сети.

          Короткозамыкатели наружной установки с приводом ШПК (привод короткозамыкателя в шкафу) и трансформатором тока ТШЛ 0,5 (трансформатор тока шинный, с литой изоляцией, класс точности 0,5) предназначены для создания искусственного короткого замыкания (двухфазного у КЗ-35 или на землю у КЗ-110, КЗ-220) при повреждениях в трансформаторе. Под воздействием защиты замыкание вызывает отключение выключателей, установленных на питающих концах линий.
          Управление короткозамыкателем осуществляется приводом ШПК, причем включается короткозамыкатель автоматически
 под действием пружинного механизма при срабатывании привода от сигнала релейной защиты.При необходимости короткозамыкатель может быть включен также вручную. Отключается короткозамыкатель только при ручном оперировании.
          

          Отделитель представляет собой короткозамыкатель, который быстро отключает обесточенную цепь после подачи команды на его привод. Если в обычном разъединителе скорость отключения очень мала, то в отделителе процесс отключения длится 0,5-1,0 с. Отделитель отсоединяет поврежденные участки электрической цепи после отключения защитного выключателя. Выключатель срабатывает от искусственного короткого замыкания, создаваемого короткозамыкателем.
          Отделители представляют собой двухколонковый разъединитель с ножами заземления (ОДЗ);
 одним ОДЗ-1А, ОДЗ-1Б, двумя ОДЗ-2 или без них (ОД), управляемый приводом ШПО (привод отделителя в шкафу). До 110 кВ включительно три полюса отделителя соединяются в общий трехполюсный аппарат и управляются одним приводом ШПО.
          Отделители на 220 кВ выполняются в виде трех отдельных полюсов, каждый из которых управляется самостоятельным приводом.
         Отключение отделителя происходит автоматически
 под действием заведенных пружин при срабатывании блокирующего реле или отключающего электромагнита, освобождающих механизм свободного расцепления привода. Включение отделителя производится вручную.

             Конструкции короткозамыкателей и разъединителей

На рис. 2.1 показан короткозамыкатель на напряжение 35 кВ КЗ-35. В скобках приведены размеры для короткозамыкателя на 110 кВ.



                                      

                                        Рис. 2.1  Короткозамыкатель КЗ-35

       На стальной коробке 1 установлен опорный изолятор 2. Вверху опорного изолятора расположен неподвижный контакт 3, находящийся под высоким напряжением. Подвижный заземленный контакт - нож 4 укреплен на валу 5 привода короткозамыкателя. Основание 1 изолировано от земли. На
вал 5 действует пружина привода, которая заводится в отключенном состоянии. Для включения подается команда на электромагнит привода, который освобождает защелку механизма. Под действием пружины нож перемещается в вертикальной плоскости и заземляет контакт 3. Время включения такого короткозамыкателя 0,15-0,25 с.

                                          Рис. 2.2 Отделитель ОД-220

         В основу конструкции отделителя ОД-220 на напряжение 220 кВ положен двухколонковый разъединитель с вращением ножей 1 в горизонтальной плоскости, рис. 2.2. Приведение в движение колонок 2 осуществляется пружинным приводом 3 с электромагнитным управлением. Во включенном положении пружины привода заземлены. При подаче команды пружина освобождается и контакты расходятся за 
время 0,4-0,5 с.

                Принцип действия отделителей и короткозамыкателей

        

          В качестве примера применения короткозамыкателей и отделителей на рис. 2.3. приведена схема питания от одной линии двух трансформаторных групп Т1 и Т2.

 

              Рис. 2.3. Схема коммутации с отделителями и короткозамыкателями

        В схему кроме быстродействующих короткозамыкателей КЗ-1 и КЗ-2, введены отделители ОД-1 и ОД-2, которые при нормальном режиме работы замкнуты. Допустим вследствие ухудшения изоляции трансформатора Т1 внутри него возникают электрические разряды, которые приводят к разложению масла и выделению газа. Газовые пузырьки, поднимаясь вверх, приводят к срабатыванию газового реле. По сигналу этого реле включается короткозамыкатель и в цепи возникает искусственное короткое замыкание.

          Под действие тока КЗ срабатывает выключатель защиты В1 и оба трансформатора Т1 и Т2 обесточиваются. С помощью релейной защиты трансформатора Т1 отключается также выключатель В2, после чего с некоторой выдержкой отключается отделитель ОД1. Затем, так как режим искусственного КЗ оказался отключенным, снова включается выключатель В1, то есть срабатывает АПВ (автоматическое повторное включение) этого выключателя. Если до аварии выключатель В4 был отключен, то после включения выключателя В1 он может быть включен, то есть сработает АВР (автоматический ввод резерва).При этом будет восстановлено питание потребителей на шинах 10 кВ первой трансформаторной группы.
          Эффективность такой схемы тем выше, чем больше номинальное напряжение сети. Указанный эффект достигается за счет отсутствия выключателей на стороне 35-220 кВ, а также аккумуляторных батарей и компрессорных установок. Уменьшается площадь подстанции. Сокращаются сроки строительства.

Номинальные данные одного из разъединителей, отделителя,    короткозамыкателя.

Разъединитель РЛНД-1-10-200У1:

Технические данные.

Номинальное напряжение, кВ

10

Наибольшее рабочее напряжение, кВ

12

Номинальный ток, А

200

Ток электродинамической стойкости, кА

25

Ток термической стойкости, кА

10

Время протекания тока термической стойкости, с:

- для главных ножей

-для ножей заземления

4

1

Отделитель типа ОСА-10/200:

        1 — делитель напряжения;

                                                               2 — датчик тока (на штыревом изоляторе);

                                                               3 — отделители;

                                                               4 — вспомогательные пружины контактной системы;

                                                               5 — тяга от привода;

                                                               6 — опора

                                                   Технические данные.

Номинальное напряжение, кВ

10

Номинальный ток, А

200

Номинальный отключаемый ток, А

15

Кратность циклов АПВ головного выключателя линии

2

Масса, кг

90

Короткозамыкатель КЗ-110:

 1 — экранирующее кольцо 2 — неподвижный контакт; 3 — колонка; 4 — сварная рама; 5 — изолятор; 6 — шина, соединяющая нож короткозамыкателя с землей; 7 — трансформатор тока; 8 — привод; 9  — тяга; 10 — изолирующая вставка; 11— рычаг; 12 — нож

                                           Технические данные.

Номинальное напряжение, кВ

110

Наибольшее рабочее напряжение, кВ

126

Амплитуда предельного сквозного тока короткого замыкания, кА

34

Трехсекундный ток термической устойчивости, кА

13,3

Полное время включения, с

0,35

Масса, кг

89


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

38928. Простой пороговый метод нелинейной фильтрации импульсных помех 51.5 KB
  Сигнал от каждого из элементов массива анализируемого изображения сравнивается со средним значением сигнала для небольшой группы mxn в окрестностях данного элемента Здесь m и n нечётные числа. Анизотропная фильтрация Анизотропная фильтрация относится к категории линейных процедур цифровой обработки массива [Eij ]. Он заключается выполнении операции свёртки исходного массива изображения формата M×N со скользящим сглаживающим массивом [W] меньшего формата m×n ядро свёртки. А поскольку в АТСН работающих в реальном масштабе времени...
38929. Цифровое представление изображения в виде матрицы отсчетов. Преимущество цифрового кодирования видеосигнала 66 KB
  Цифровое представление изображения в виде матрицы отсчетов. Это позволяет пронумеровать отсчеты цифрового видеосигнала в соответствии с позиционным положением элемента изображения в телевизионном растре и nti = ni j где i номер элемента в строке; j номер строки. Фактически номера i j являются цифровыми координатами элемента изображения которые в случае линейных разверток связаны с временными и геометрическими координатами соотношениями где j порядковый номер строки в которой находится элемент изображения; tx интервал...
38930. Линейные цифровые фильтры и их характеристики 47 KB
  Под термином цифровая фильтрация обычно понимают локальную цифровую обработку сигнала скользящим окном или аппертурой. Для каждого положения окна за исключением возможно небольшого числа крайних точек выборки выполняются однотипные действия которые определяют так называемый отклик или выход фильтра. Если действия определяющие отклик фильтра не изменяются в процессе перемещения по выборке сигнала то соответствующий фильтр называется стационарным. Различают линейную и нелинейную цифровую фильтрацию.
38931. Развитие видеозаписи на дисках. Видеопроигрыватели Laser Vision. Структурная схема и принцип работы 265 KB
  Диаметр 30 см; Длительность 30 мин. Диаметр 30 см; Длительность 5 мин; 156 об мин. Диаметр 21 см; Длительность 10 мин цвет; 1500 об мин; 280 канавок мм; четкость 250 линий. Диаметр 30 см; длительность 30 мин; четкость 250 линий.
38932. Цифровая запись видеосигнала. Достоинства по сравнению с аналоговой. Основные принципы цифровой видеозаписи 60 KB
  Цифровая запись видеосигнала пришла на смену аналоговым носителям как более гибкое и удобное средство формирования транспортировки и хранения видеоданных. аналоговый сигнал сглаживается менее подверженным искажениям менее зависимым от аппаратной реализации воспроизведения расширяются возможности обработки сигнала Требования к АЦП: Частота квантования не менее 135 МГц Число разрядов не менее 8 Число каналов: Для чернобелого 1 Для цветного 3 или 2 Дискретизация: Дискретизация дает некоторые искажения: Стоит...
38933. Компрессия с потерей информации. Свойства зрения, используемые для сжатия ВС. Основные методы компрессии с потерей информации 46 KB
  Наибольшее распространение для сжатия движущихся изображений получил стандарт MPEG. MPEG англ. MPEG стандартизовала следующие стандарты сжатия: MPEG1: Исходный стандарт видео и аудио компрессии. MPEG2: видео и аудиостандарты для широковещательного телевидения.
38934. Стандарт VHS. Основные принципы функционирования. Параметры и характеристики 170.5 KB
  Формат видеозаписи VHS Наиболее распространенным сегодня в бытовой видеозаписи особенно в СНГ остается формат VHS Video Home System разработанный японскими фирмами Mtsushit и JVC еще в 1975 году. Первоначально для записи и воспроизведения изображения применялись две видеоголовки размещенные на вращающемся барабане расположенном наклонно относительно ленты. В дальнейшем для возможности экономной записи и воспроизведения при меньшей скорости ленты режим LP long ply а так же для улучшения качества воспроизводимой картинки в...
38935. Основные преобразования видеосигнала при записи и воспроизведении в стандарте VHS. АЧХ канала записи ВМ 58.5 KB
  Основные преобразования видеосигнала при записи и воспроизведении в стандарте VHS. Характерными особенностями видеосигнала являются его широкополосность максимальная ширина спектра видеосигнала яркости составляющая примерно 6 МГц намного больше максимальной ширины спектра аудиосигнала составляющей примерно 20 кГц и компонентный характер в спектральном представлении разделение информации об изображении на сигнал яркости EY красный цветоразностный ERY в SECM корректированный DR и синий цветоразностный EBY или DB сигналы...
38936. Структурная схема канала записи сигналов яркости. Структурная схема записи канала сигнала цветности 279 KB
  Структурная схема записи канала сигнала цветности. Канал яркости Частотномагнитная ЧМ запись полного цветового телевизионного сигнала на магнитную ленту осуществляется посредством ЧМ модуляции несущей непосредственно этим сигналом. Несмотря на то что частота несущей выбирается так чтобы она лишь незначительно превышала верхнюю частоту передаваемого сигнала ширина полосы записываемых частот все же почти в два раза превышает полосу частот видеосигнала.