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

192 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

16113. Житлове право України 1.2 MB
  Мічурін Є.О. Сліпченко С.О. Соболев О.В. Житлове право України Науковопрактичний посібник. Харків: Еспада 2004. С.318. У посібнику розглядаються питання житлового права України характеризуються основні засоби здійснення права на житло що передбачені Конституцією Ук
16114. Господарське законодавство 2.72 MB
  Нормативне регулювання господарських відносин ґрунтується на встановлених Конституцією України основних засадах правопорядку у сфері господарювання, про що згадується в Преамбулі Господарського кодексу України, а в ст. 5 Господарського кодексу цьому питанню приділяється спеціальна увага. Зокрема
16115. Державне управління. Навчальний посібник 1.54 MB
  Навчальний посібник «Державне управління» зорієнтований на освітньо-професійні програми підготовки магістрів державної служби та магістрів за спеціальністю «Адміністративний менеджмент». У посібнику розглядаються основи теорії державного управління, система органів державної влади в Україні, їхні функції та повноваження, напрямки реформування організаційних структур державного управління за Концепцією адміністративної реформи в Україні, основи внутрішньої організації та менеджменту державних органів.
16116. Кримінальне право України. Загальна частина. Навчальний посібник 2.05 MB
  У підручнику висвітлюються основні питання Загальної частини кримінального права України, розкривається зміст (у загальних рисах) кримінального законодавства іноземних держав. Розрахований на студентів, аспірантів (адюнктів) та викладачів вищих юридичних навчальних закладів, а також науковців і практичних працівників
16117. Риторика. Навчальний посібник 1.98 MB
  Розглянуто предмет риторики, основний зміст понять і всіх розділів класичної риторики. Висвітлено надбання цієї науки за всю історію її розвитку, які покладено в основу сучасних наук: неориторики, стилістики, поетики, прагматики, теорії комунікації тощо. Посібник містить також дидактичний матеріал та зразки ораторської майстерності.
16118. Державне управління. Навчальний посібник 3.49 MB
  Посібник подає у формі навчального матеріалу основні теоретичні засади науки державного управління. Викладені у ньому основи адміністративно-управлінської науки - історія та теорія державного управління - розглядаються в контексті сучасних досягнень у цій галузі й базуються на практичній управлінській діяльності.
16119. Сучасні правові системи світу. Навчальний посібник 1.79 MB
  Курси порівняльного правознавства у західних університетах є традиційними вже багато років. В юридичних вузах багатьох країн світу викладається навчальний курс Основні правові системи сучасності. Нині існує нагальна потреба в оновленні системи вищої юридичної освіти в Україні, приведення її у відповідність з потребами нашого часу, загальноєвропейськими вимогами.
16120. нститут адміністративної відповідальності, ароблеми розвитку. Навчальний посібник 864.5 KB
  Монографія присвячена одному Із основних інститутів адміністративного права — Інституту адміністративної відповідальності. Розглядається Історія його розвитку та сучасний стан. Основна увага приділяється найбільш актуальним проблемам адміністративної відповідальності, зокрема відповідальності юридичних осіб. її підставам. принципам і функціям. Для науковців, аспірантів і студентів юридичних навчальних закладів.
16121. Кримінально-процесуальне право 2.55 MB
  У посібнику викладено основні поняття кримінальне-процесуальної науки та проблеми практики застосування норм кримінально-процесуального права органами дізнання, досудового слідства, прокуратури та суду. Книгу підготовлено з урахуванням багаторічного досвіду читання лекцій з кримінально-процесуального права у вищих юридичних нав¬чальних закладах III та IV рівнів акредитації.