Опн для вакуумных выключателей 6кв

Опн для вакуумных выключателей 6кв

О ПРИМЕНЕНИИ ОГРАНИЧИТЕЛЕЙ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ
НЕЛИНЕЙНЫХ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ 0,4-35 кВ

В настоящее время в электрических сетях осуществляется массовое применение ограничителей перенапряжений нелинейных (ОПН) в связи с прекращением серийного выпуска вентильных разрядников и необходимостью в ряде случаев повышения эффективности системы защиты от перенапряжений электротехнического оборудования распределительных устройств.
При заключении договоров с заводами на поставку ОПН необходимо исходить из положения, что в эксплуатацию должны приниматься ОПН, изготовленные по согласованным с основным заказчиком — Минэнерго РФ (РАО «ЕЭС России») техническим условиям (до выхода ГОСТ на эти аппараты). Наличие только сертификатов (сертификата испытания на безопасность и сертификата испытания на соответствие) не должно являться основанием для применения ОПН (как и любого другого оборудования) в электрических сетях. Указанное относится и к аппаратам, выпускаемым на совместных предприятиях (СП) с участием иностранного капитала.
Ограничители рекомендуется применять при проектировании, а также в эксплуатации при замене неисправных вентильных разрядников, техническом перевооружении и реконструкции электроустановок.
Область применения некоторых типов и серий ОПН, выпускаемых предприятиями по согласованным ТУ, в электрических сетях 0,4-35 кВ:
— ОПН-П1-3П, ОПН-П1-6П, ОПН-П1-10П, ОПН-П1-15П, ОПН-П1-20П, ОПН-П1-35П и NDA 3-35 кВ — для замены вентильных разрядников соответствующих классов напряжения всех типов в электрических сетях с любой системой заземления нейтрали (но они не обеспечивают эффективную защиту вращающихся электрических машин);
— ОПН-1-3 — для замены вентильных разрядников типа РВО-3, установленных в цепи вторичной обмотки верхней ступени трансформаторов тока ТФЗМ-500 (ТФНКД-500);
— ОПН-П-0,38 и ОПН-П-0,66 — для замены вентильных разрядников типа РВН соответствующих классов напряжения;
— ограничители серии MWD — для работы в закрытых распределительных устройствах, серий POLIM и MWK — в открытых. Эти ограничители допускается устанавливать в районах со степенью загрязнения IV (удельная длина пути утечки более 3,1 см/кВ).
Ограничители серий MWD, POLIM и MWK взрывобезопасны, имеют корпуса из негорючей кремнийорганической резины и предназначены для защиты электротехнического оборудования и изоляции электроустановок от грозовых и коммутационных перенапряжений в электрических сетях переменного тока с номинальным напряжением 6-35 кВ.
Ограничители перенапряжений нелинейные без искровых промежутков серии GXE с силиконовой внешней изоляцией для сетей переменного тока частоты 50 Гц на классы напряжения 3; 6; 10; 15; 20 и 35 кВ применяются вместо вентильных разрядников всех типов соответствующих классов напряжения в электрических сетях с любой системой заземления нейтрали. Однако эти ОПН не предназначены для обеспечения эффективной защиты вращающихся электрических машин, изготовленных по отечественным стандартам.
Удельная длина пути утечки внешней изоляции этих ограничителей более 2,4 см/кВ (увеличивается с уменьшением класса напряжения ограничителя), они взрывобезопасны при токах короткого замыкания до 20 кА в месте их установки. Уровни ограничения коммутационных перенапряжений ограничителей серии GXE — 3,2-3,9 фазового наибольшего рабочего напряжения (уменьшаются с увеличением класса напряжения ограничителя).
При применении ОПН 6-35 кВ временно, до утверждения новых нормативов, как правило, целесообразно сохранять значения расстояний от ОПН до защищаемого оборудования, равные ранее принятым значениям расстояний от вентильных разрядников до соответствующего оборудования.
Эксплуатация ОПН должна производиться в соответствии с заводскими инструкциями, согласованными с заказчиком.
——————————————————
(конец цитаты)

А вот ещё цитата:
——————————————
СБОРНИК
РАСПОРЯДИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭНЕРГОСИСТЕМ

9.5. О ЗАЩИТЕ ОТ КОММУТАЦИОННЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВАКУУМНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ В СЕТЯХ СОБСТВЕННЫХ НУЖД 6 кВ ЭНЕРГОБЪЕКТОВ

Существует теория, что двигатели СН нужно защищать руководствуясь их испытательным напряжением которое как известно составляет 2Un+1kV =13kV для 6кВ двигателей. Ну так вот, такой уровень остаточного напряжения обеспечивают ОПНы включеные по схеме фаза-земля, с U длительно-допустимым 4,кВ . ну и как следствие в случае ОЗЗ эффект о котором я выше упомянал. Или отключаем в течении 15 минут или ОПН «взрывается».
Это все я говорю о коммутационном импульсе . что нынче «модно».

Трансформаторные подстанции высочайшего качества

В конце XX века инновационная конструкции выключателей ВВ /TEL . произвели переворот в мире коммутационной аппаратуры 6-10кВ и позволили совершить прорыв на пути создания современных КРУ высокой надежности, не требующие обслуживания выключателя на протяжении всего срока службы. Запатентованная конструкция, легкость и не прихотливость конструкции ВВ /TEL . позволяет встроить выключатель в любую, существующую, ячейку КРУ или КСО. либо создать новую с уникальными потребительскими качествами. Сегодня ВВ /TEL . применяется на 5-ти континентах мира, чем подтверждает удовлетворение самым жестким требованиям эксплуатации будь, это условия Кольского полуострова с зимним морским климатом, либо широта Египта, с изнуряющим зноем зимой и особенно летом, или влажный климат Вьетнама. Такая популярность основывается на существующем разнообразии решений, которые уже имеются или позволяет предложить выключатель ВВ /TEL по модернизации распределительных устройств, повышению их надежности и всей энергосистемы в целом.

Вакуумные выключатели (ВВ) предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока (частота 50 Гц), номинальным напряжением до 10 кВ с изолированной, компенсированной, заземлённой через резистор или дугогасительный реактор нейтралью. ВВ предназначены для установки в новых и реконструируемых комплектных распределительных устройствах станций, подстанций и других устройств, осуществляющих распределение и потребление электрической энергии во всех отраслях народного хозяйства, в том числе нефтегазодобывающей и перерабатывающей, нефтехимической, химической, горнорудной и др. отраслях.

Структура условного обозначения выключателей

• BB/TEL-10-20/1000
• BB/TEL-10-20/1600
• BB/TEL-10-31,5/1000
• BB/TEL-10-31,5/1600
• BB/TEL-10-31,5/2000
• BB/TEL-10-31,5/2000 Q

Устройство и работа выключателей

Принцип дугогашения.
Гашение дуги переменного тока осуществляется в вакуумной дугогасительной камере (ВДК) при разведении контактов в глубоком вакууме (остаточное давление порядка мм рт. ст.). Носителями заряда при горении дуги являются пары металла. Из-за практического отсутствия среды в межконтактном промежутке, конденсация паров металла в момент перехода тока через естественный ноль осуществляется за чрезвычайно малое время ( с ), после чего происходит быстрое восстановление электрической прочности ВДК. Электрическая прочность вакуума составляет порядка 30 кВ/мм, что гарантирует отключение тока при расхождении контактов более 1 мм.
В выключателях применяется современная конструкция ВДК с аксиальным магнитным полем. Дуга в таком поле находится все время в диффузионном состоянии, что существенно уменьшает износ, который не превышает 1 мм после исчерпания коммутационного ресурса.
Конструкция выключателей.
Выключатели состоят из трех полюсов, установленных на металлическом корпусе, в котором размещаются электромагнитные приводы каждого полюса с магнитной защелкой, удерживающей выключатель неограниченно долго во включенном положении после прерывания тока в катушке электромагнита привода.
Основные узлы выключателей на ток до 1000 А размещаются в закрытом изоляционном корпусе круглого сечения, выполненном из механически прочного и дугостойкого материала, защищающего элементы полюса от механических повреждений и воздействий электрической дуги тока КЗ.

Крепление выключателей к металлическим элементам КРУ и КСО осуществляется посредством болтов М10, резьбовые отверстия для которых имеются на боковых сторонах металлического корпуса. Выключатели могут работать в любом пространственном положении. Выключатели на номинальный ток 1600 А конструктивно отличаются от выключателей на 630-1000 А устройством изоляционных корпусов, способом установки в них ВДК и способом крепления выключателей.
Изоляционные корпусы прямоугольного сечения открыты снизу и сверху для вентиляции воздуха и охлаждения токоведущих частей. С передней и задней сторон к корпусам крепятся изоляционные листы толщиной 10 мм для придания им необходимой жесткости. На противоположной стороне токоведущих выводов круглого сечения в полимерной части выключателя имеются закладные металлические втулки ( 6 шт.) с отверстиями под болт М16, с помощью которых выключатели устанавливаются на вертикальное металлическое основание приводом вниз или вверх.
Устройство полюса.
Разрез полюса выключателя представлен на рисунке. В состав полюса входят следующие основные элементы: ВДК 2 с неподвижным 1 и подвижным 3 контактами и сильфоном, гибкий токосъем, тяговый изолятор 5, токоведущие выводы и электромагнитный привод. Привод состоит из кольцевого электромагнита 13, якоря 12, катушки 11, пружин отключения 9 и дополнительного поджатия 10, тяги 15 устройства ручного отключения. Катушки электромагнита включены в цепь управления параллельно и используются для включения и отключения выключателя.
Полюса механически связаны между собой промежуточным валом 8, на котором установлен кулачок для управления вспомогательными кон-тактами, используемыми во внешних цепях (управления, сигнализации и др.). Выключатели, предназначенные для частых коммутационных операций, содержат в своей конструкции усиленный привод и камеру ВДК, которые не влияют на габаритные и присоединительные размеры.
Работа выключателя.
Включение.
В отключенном положении подвижные части полюса удерживаются силой отключающей пружины 9 независимо от пространственно положения выключателя. Включение и отключение выключателя производится от блока управления (БУ), который является неотъемлемой частью ВВ.
При подаче команды включения БУ пода( напряжение на катушку 11 электромагнит Протекающий при этом ток создаёт магнитный поток в зазоре между якорем 12 и кольцевым магнитом 13, под действием которого якорь втягивается внутрь электромагнита и через тяговый изолятор 5, сжимая пружину отключения 9 и воздействуя на подвижный контакт ; замыкает контакты ВДК.
Скорость замыкания контактов составляв около 1 м/с. Она является оптимальной для процесса включения и предупреждения дребезг контактов при включении.
Замыкание подвижного контакта с неподвижным происходит в момент, когда между якорем верхней крышкой электромагнита остается зазор 2 мм. Проходя это расстояние, якорь сжимает пружину поджатия 10 и создает необходимо контактное нажатие. После замыкания магнитно системы якорь встает на магнитную защелку удерживается в этом положении неограниченно долго за счет остаточной индукции кольцевого электромагнита 13. Общий ход якоря 8 мм, ход подвижного контакта 6 мм.
Запас по усилию удержания (сила, необходима для отрыва якоря от верхней крышки электромагнита, приложенная вдоль оси привода), составляет 450-500 Н для одного полюса выключателя.
В случае обрыва цепи катушки электромагнита одного из полюсов выключатель не фиксируется во включенном положении и отключается, тем самым предупреждается работа выключателя в неполнофазном режиме.
В процессе включения ВВ якорь через кинематическую связь поворачивает вал 8 и установленный на нем кулачок, который управляет контактами вспомогательных цепей (микро-переключателями).
Длительность подачи напряжения на катушку электромагнита устанавливается блоком управления и составляет 60 — 80 мс в зависимости от типа БУ. Она выбрана с запасом, поэтому момент размыкания геркона или микропереключателя в цепи управления включением не влияет на включающую способность привода и не требует наладки и проверки эксплуатационным персоналом.
Источником электрической энергии для включения ВВ служат предварительно заряженные малогабаритные конденсаторы, устанавливаемые в БУ (BU) или в блоке питания БП (BP).
Отключение.
При подаче команды отключения БУ подает на катушку электромагнита напряжение противоположной полярности и определенной длительности. При этом электромагнит частично размагничивается и якорь 12 снимается с магнитной защелки. Под действием пружины отключения и пружины дополнительного поджатия якорь разгоняется и наносит удар по тяговому изолятору, соединенному с подвижным контактом 3 вакуумной камеры. Ударное усилие, создаваемое якорем электромагнита, превышает 2000 Н, что позволяет отключать выключатель даже при наличии точечной сварки контактов, которая может иметь место при включении ВВ.
После удара подвижный контакт приобретает высокую стартовую скорость, необходимую для успешного отключения тока КЗ, и под действием отключающей пружины совместно с другими подвижными частями занимает конечное отключенное положение.
Ручное отключение.
Ручное отключение осуществляется путем воздействия на кнопку ручного отключения, которая через толкатель 15, шарнирно связанный с валом 8, воздействует через вал привода на якоря электромагнитов и разрывает магнитную систему. Кнопка ручного отключения, связанная с валом 8, может служить указателем положения выключателя.
Усилие на кнопке отключения при ударном воздействии составляет 200 — 250 Н.
Автономное включение.
Наличие в схеме управления выключателями батареи малогабаритных конденсаторов позволяет осуществлять автономное включение ВВ на обесточенной подстанции с помощью двух стандартных элементов питания 9 В, подключая их низковольтному входу БУ. Имеющийся в БУ или блоке питания преобразователь повышает напряжение питания до необходимого и заряжает в течение короткого времени (менее 1 мин) батарею конденсаторов, после чего выключатель готов к выполнению операции «В» или «ВО».
Автономное включение может также выполняться с помощью инвентарных переносных блоков автономного включения (БАВ), поставляемых предприятием по заказу.

Устройства управления вакуумными выключателями являются их неотъемлемой частью и изготавливаются в виде отдельных блоков, устанавливаемых в релейных отсеках КРУ, на панелях камер КСО или на выкатных элемента КРУ. Они обеспечивают включение и отключение ВВ от источника постоянного, выпрямленного или переменного оперативного тока, блокировку от повторного включения ВВ, отключение от трансформаторов тока при отсутствии напряжения питания, а также ряд дополнительных функций.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СОЗДАНИЯ ВАКУУМНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ДЛЯ СИНХРОННОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ НЕНАГРУЖЕННЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

1 ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СОЗДАНИЯ ВАКУУМНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ДЛЯ СИНХРОННОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ НЕНАГРУЖЕННЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ Прохоренко Е.В., канд. техн. наук Лебедев И.А. Представлены результаты расчетов отключения трансформаторов вакуумными выключателями, позволяющие оценить актуальность применения синхронной коммутации. Сформулированы требования к статическим и динамическим характеристикам электромеханического привода и кривым восстановления электрической прочности вакуумных дугогасительных камер (ВДК) синхронного вакуумного выключателя (СВВ), разработаны алгоритмы работы СВВ, сформированы требования к допустимым разбросам в работе полюсов СВВ. Рассмотрена реализация электромеханического привода и возможность создания системы автоматического управления (САУ), обеспечивающей заданные характеристики. Предложено оригинальное конструктивное решение СВВ с электромеханической системой, которое позволяет обеспечить требуемые статические и динамические характеристики. К л ю ч е в ы е с л о в а: коммутация силовых трансформаторов; синхронные вакуумные выключатели; вакуумные дугогасительные камеры; снижение перенапряжений Вакуумные выключатели в настоящее время являются наиболее перспективным видом коммутационной техники, занимая свою нишу на классах напряжения 6-35 кв и приближаясь к классам напряжения до 330 кв включительно. Вакуумные выключатели завоевали такую популярность благодаря надежности, быстродействию, пожаро- и взрывобезопасности, высокому коммутационному ресурсу, большому безремонтному сроку службы. Еще более быстрому распространению вакуумных выключателей (ВВ) препятствует один недостаток этого типа коммутационной техники: способность генерировать перенапряжения при коммутации индуктивной нагрузки [1-9]. При этом из-за особенностей дугогашения в вакууме возникающие повторные зажигания (ПЗ) дуги в межконтактном промежутке вакуумной дугогасящей камеры (ВДК) приводят к возникновению крутых волн напряжения, воздействующих, главным образом, на продольную (межвитковую) изоляцию коммутируемого оборудования. Results of modeling of switching out of transformers by vacuum circuit breakers are described, which allow evaluating of applicability of synchronous switching. Requirements on static and dynamic behavior of electromechanical drive and electric strength recovery curves for vacuum extinguishing chambers (VEC) of synchronous vacuum circuit breakers (SVCB) are disclosed. Algorithms of SVCB operation are developed and requirements on permitted variation of SVCB pole terminal operation are stated. A version of electromechanical drive and feasibility of automatic control system (ACS) that provides specified characteristics are shown. Original solution of SVCB design along with electromechanical system, which is able to provide required static and dynamic performance is proposed. K e y w o r d s: switching of power transformers; synchronous vacuum circuit breakers; vacuum extinguishing chambers; overvoltage reducing Особенно опасными эти воздействия являются для электродвигателей [1-3], имеющих сниженный уровень изоляции. Cуществует опасность повреждения продольной изоляции и для трансформаторов [3-6], в особенности это касается трансформаторов с воздушной (облегченной) и литой изоляцией, использующихся в некоторых отраслях, например, в горнорудной [7-9]. Ситуация усугубляется тем, что в горнорудной отрасли схемы подключения вакуумных выключателей к коммутируемым трансформаторам существенно отличаются от традиционно используемых схем подключения [7-9]. Длина соединяющего кабеля между ВВ и трансформатором при обычных схемах подключения составляет не менее м, при использовании же взрывозащищенных оболочек для горнорудной отрасли длина соединяющей перемычки между ВВ и трансформатором не превышает 1-2 м. Малая длина кабеля имеет небольшую емкость, усугубляется малой входной емкостью трансформатора в сравнении с емко- 40

2 ОБОРУДОВАНИЕ стью двигателя, что приводит к высокой частоте процессов и малому демпфированию воздействующих волн напряжения в сравнении с обычными схемами присоединения. Большое количество повторных зажиганий приводит в итоге к повреждению межвитковой изоляции и выходу трансформатора из строя. В настоящее время наиболее распространенными способами ограничения перенапряжений являются установка на присоединениях с электродвигателями и трансформаторами нелинейных ограничителей перенапряжений [1-5, 8-9] и демпфирующих RC-цепей [1-9]. Оба способа обладают недостатками: в частности, ОПН недостаточно эффективно ограничивает перенапряжения, снижая только амплитуду воздействующих волн напряжения, но не уменьшая крутизну; установка RC-цепей при некоторых схемах соединения приводит к увеличению емкостного тока, а сама установка бывает технически затруднительна. Иной мерой ограничения перенапряжений является синхронная (управляемая) коммутация, при которой коммутация вакуумного выключателя осуществляется в заданные моменты времени с заданной динамикой движения контактов по алгоритмам, соответствующим типу нагрузки и режиму работы. При этом использование синхронного вакуумного выключателя лишено ряда недостатков, присущих традиционным средствам защиты. Следует отметить, что серийно выпускаемых полноценных синхронных вакуумных выключателей для сетей 6-35 кв в настоящее время не существует. Имеется ряд отечественных [10, 11], зарубежных [12, 13] и некоторых других исследовательских работ, однако они относятся к синхронным коммутациям высоковольтных выключателей. Отсутствуют полноценные работы, охватывающие все режимы коммутации и типы нагрузки, а также отсутствуют образцы устройств синхронной вакуумной коммутации, выполняющие такие функции. Поэтому существует необходимость в проведении соответствующих исследований и создании полноценного синхронного вакуумного выключателя. Проведенная работа направлена на исследование процессов коммутации ненагруженных трансформаторов и оценку возможности реализации СВВ применительно к горнорудным схемам подключения, как наиболее тяжелым с точки зрения возникающих перенапряжений. Математическая модель отключения ненагруженного трансформатора Для выдвижения требований к синхронному вакуумному выключателю и оценки возможности его реализации была разработана математическая модель отключения ненагруженного трансформатора. Схема электрической сети, на основе которой создана математическая модель, показана на рис.1. При расчетах кабель моделировался в виде π-элементов. Длина питающего кабеля принималась равной 100 м. Рис.1. Принципиальная схема расчета отключения трансформатора КЛ кабельная линия между системой и трансформатором, ВВ вакуумный выключатель, Т трансформатор Трансформатор при отключении тока холостого хода моделировался в виде Г-схемы с учетом потерь в обмотках и магнитопроводе трансформатора, а также с учетом индуктивности рассеяния. Расчет проводился для трансформаторов с воздушной изоляцией (ТСВ) при мощностях до 630 ква включительно, для мощностей ква расчет проводился для трансформаторов с литой изоляцией (TSEG). Вакуумный выключатель моделировался в виде идеального ключа, сопротивление которого стремится к бесконечности в разомкнутом и незначительно в замкнутом состояниях. При расчетах в выключателе ток среза промышленной частоты принимался равным 5 А. Обрыв высокочастотного тока осуществлялся при условии, что его величина меньше тока среза высокочастотной составляющей [6], равного 0,125 А. Восстановление электрической прочности межконтактного промежутка вакуумной дугогасящей камеры при отключении трансформаторов описывалось законом [1] U пр =k (t+t 0 ), (1) где k скорость восстановления электрической прочности межконтактного промежутка; t текущий момент времени; t 0 время между началом расхождения контактов и первичным погасанием дуги. Адекватность модели проверена натурными испытаниями отключения ненагруженного трансформатора ТСВ-630/6 вакуумным выключателем EX-ВВ [14] с параметрами U ном = 10 кв, I ном = 1000 А, I ном.откл. = 20 ка. На рис. 2 приведены экспериментальная и расчетная осциллограммы напряжений на фазах трансформатора ТСВ-630/6 при отключении тока холостого хода. При моделировании процесса, изображенного на рис. 2а, учитывалась скорость восстановления электрической прочности межконтактного промежутка (СВЭП МП, далее СВЭП) выключателя EX-ВВ, определенная по экспериментальной осциллограмме напряжений (рис. 2б). При этом СВЭП реального выключателя является линейной, но изменяющейся на различных участках. При этом наибольшая СВЭП наблюдается в начальный момент времени, а с ростом скорости восстановления напряжения она становится меньше. Среднее значение СВЭП канала 3 на приведенной осциллограмме составило k=35 кв/мс. При дальнейших расчетах синхронных коммутаций принималось допущение, что СВЭП не изменяется на всем протяжении расчета процесса и описывается выражением (1). Критерием эффективности син- 41

3 a б Рис. 2. Экспериментальная и расчетная осциллограммы напряжений на фазах при отключении ненагруженного трансформатора мощностью 630 ква вакуумным выключателем хронных коммутаций являлось полное отсутствие повторных зажиганий (ПЗ), так как только при отсутствии перенапряжений при коммутациях целесообразно использование синхронного вакуумного выключателя вместо обычного ВВ с комплектом защитных устройств. Моделирование отключения ненагруженного трансформатора Отключение ненагруженного трансформатора имеет свои отличительные особенности: амплитуда тока в фазах большинства рассмотренных трансформаторов меньше величины тока среза, что может привести к обрыву тока во всех фазах при условии одновременного начала движения контактов; индуктивность трансформатора в этом режиме работы значительно больше индуктивности в обычных режимах работы. Совокупность этих особенностей приводит к тому, что отключение тока холостого хода трансформатора может сопровождаться большим количеством повторных зажиганий. Экспериментальные исследования, проведенные авторами работы, показывают, что количество повторных зажиганий может быть (натурный эксперимент проводился на трансформаторе ТСВ-630/6), а амплитуды воздействующих импульсов напряжения при этом могут достигать 8-10 кв и более. Импульсные воздействия на межвитковую изоляцию трансформаторов приводят к ее деградации, приводя в конечном счете к выходу устройства из строя. Поэтому необходимо применение специальных средств защиты от коммутационных перенапряжений или синхронная коммутация трансформаторов. Результаты расчетов при помощи разработанной математической модели показали, что оптимальным является алгоритм пофазного отключения выключателя при переходах тока через ноль. В реальности время от момента подачи импульса на отключение до момента начала движения контактов (время реакции электромеханической системы) может изменяться от коммутации к коммутации, поэтому были выдвинуты требования к допустимому суммарному разбросу во времени реакции системы всех трех фаз. От реального разброса во времени реакции системы зависит насколько точно будет начинаться движение контактов вблизи нуля тока при синхронных коммутациях, когда необходимы прогнозирование момента перехода тока через ноль и запуск электромеханической системы за время ее реакции до этого перехода через ноль. Наиболее жесткими требованиями к разбросу во времени реакции системы характеризуется первая отключаемая фаза, и именно этот разброс является определяющим для разработки привода СВВ. Поэтому в результатах, приведенных ниже, отключение именно первой фазы является расчетным случаем. Существует ряд зависимостей допустимого суммарного разброса как от параметров системы, так и от параметров выключателя. Учет этих зависимостей является необходимым элементом разработки выключателя. Ниже приведены примеры допустимого суммарного разброса в зависимости от мощности трансформатора (рис. 3) и скорости восстановления электрической прочности выключателя (рис. 4). Расчет зависимости рис. 3 проводился для двух типов трансформаторов, имеющих различные параметры, в том числе различные токи холостого хода. Мощности трансформаторов ТСВ лежат в пределах до 630 ква включительно, мощность трансформаторов TSEG составляет от 1250 до 3000 ква. При коммутации однотипных трансформаторов с ростом их мощности из-за сочетания различных параметров происходит ужесточение требований к суммарному допустимому разбросу для отключения без повторных зажиганий. При отключении тока первой фазы в зависимости от СВЭП (рис.4) изменяется и мгновенное значение тока, которое может выключить СВВ без повторных зажиганий. Поэтому при увеличении СВЭП происходит увеличение отключаемого тока без повторных зажиганий, а, следовательно, и расширение окрест- 42

4 ОБОРУДОВАНИЕ увеличением СВЭП возможно снижение этих требований. Принимая во внимание зависимость рис. 4, можно найти компромисс между СВЭП, зависящей напрямую от скорости движения контактов, и точностью работы всей электромехнической системы вакуумного выключателя (ЭМСВВ). Это позволяет добиться увеличения механического ресурса за счет снижения износа сильфона ВДК при увеличении точности работы ЭМСВВ. Рис. 3. Зависимость допустимого разброса начала движения контактов в зависимости от мощности трансформатора при отключении ненагруженного трансформатора при k СВЭП равном 40 кв/мс Рис.4. Зависимость допустимого разброса начала движения контактов в зависимости от коэффициента k СВЭП для трансформатора 630 ква ности вблизи нуля тока, при котором повторных зажиганий не будет. С увеличением мощности трансформатора происходит ужесточение требований к приводу, а с Электромеханическая система и система автоматического управления синхронного вакуумного выключателя Для исследования возможности создания СВВ авторами предложено несколько прототипов вакуумных выключателей, выполненных по модульной схеме и в единой электроизоляционной конструкции [14, 15] с электромагнитными приводами прямого действия (ЭМП) [16], установленными на каждом полюсе аппарата. Фотография одного из последних прототипов, позволяющих создать СВВ, представлена на рис. 5. ЭМП в зависимости от исполнения может быть снабжен защелкой, в том числе магнитной. Вал ручного отключения имеет оригинальную «нажимную конструкцию» [14], не оказывает влияния на динамические характеристики электромеханической системы и не мешает независимой работе приводов. ЭМП создан, исходя из требований к статическим и динамическим характеристикам подвижных контактов ВДК, и представляет собой однообмоточный электромагнит оригинальной конструкции. Система автоматического управления построена таким образом, чтобы обеспечивать допустимый суммарный разброс во времени реакции ЭМСВВ при движении контактов ВДК, а также необходимую СВЭП за счет заданной скорости движения контактов. Функциональная схема (рис. 6) содержит контуры обратных связей, которые сформированы датчиками тока ДТ и датчиками напряжения ДН. Анализ данных токов и напряжений трех фаз электрической сети происходит в блоке внешних синхронизаций БВС, который осуществляет синхронизацию фазных модулей и управление электромеханическими частя- Рис.5. Экспериментальный образец вакуумного выключателя Рис.6. Функциональная схема системы автоматического управления трехфазным синхронным вакуумным выключателем 43

Опн для вакуумных выключателей 6кв

Комплектные распределительные устройства (далее КРУ) напряжением от 6 до 10 кВ предназначены для приема и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока промышленной частотой 50 и 60 Гц, напряжением от 6 до 10 кВ и комплектования распределительных устройств подстанций, включая комплектные трансформаторные подстанции, а также для приема и распределения электрической энергии переменного трехфазного тока.

Структура условного обозначения

*габаритные размеры и номер исполнения указаны в разделе «Основные параметры и характеристики »

Пример записи при заказе комплектного распределительного устройства с высоковольтным выключателем на номинальное напряжение 10 кВ, со схемой главных цепей 002, с номинальным током 2000 А, с током отключения выключателя 16 кА, климатического исполнения У, категории размещения 3:

КРУ- Орб 07.1- ШВВ 002-2000.20 У3

В ячейках устанавливаются

• Вакуумные выключатели: BB/TEL, ВБП,VD-4,VF-12;*
• трансформаторы собственных нужд однофазные;*
• трансформаторы собственных нужд трехфазные: ТМГ, ТС;*
• трансформаторы напряжения: 3хЗНОЛП; *
• трансформаторы тока: ТОЛ; *
• трансформаторы нулевой последовательности ТЗЛМ, ТЗРЛ; *
• для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений устанавливаются ограничители перенапряжений (ОПН); *
• микропроцессорная защита: ТОР-200, Сириус,Sepam, БМРЗ; *
• блоки питания. *

*возможна установка комплектующих изделий других производителей по согласованию с представителями ОАО «Орбита.

Основные параметры и характеристики

Преимущества:

• Современные комплектующие отечественных и зарубежных производителей;
• Широкий выбор вида защит и автоматики;
• Высокая степень безопасности для персонала;
• Наличие высокочувствительной защиты от коротких замыканий с использованием оптоволоконных датчиков или фототиристоров;
• Удобный и просторный шкаф вспомогательных цепей;
• Просторный и безопасный отсек кабельных разделок;
• Удобные и надежные блокировки, предотвращающие ошибочные операции;
• Повышенная устойчивость аппарата к токовым и механическим перегрузкам;
• Малый вес и габариты;
• Полимерно-порошковое окрашивание;
• Возможно выполнение полного комплекса работ: от проектирования до сдачи объекта под ключ (изготовление, монтаж, пусконаладка).
• Поставка КРУ в комплекте с модульным зданием, в составе ОПУ с ЗРУ.
• Возможность дистанционное управление выкатным элементом.

Вид основных шкафов в зависимости от встраиваемой аппаратуры и присоединений

• ШВВ (с высоковольтным вакуумным выключателем);
• ШШР (с разъемными контактными соединениями);
• ШТН (с измерительными трансформаторами напряжения);
• ШПС (с предохранителями силовыми);
• ШКС (шкаф кабельных сборок);
• ШСТ (с силовым трансформатором);
• ШГВ (шкаф глухих вводов);
• ШВ (шинные вводы);
• ШП (шинные перемычки, вставки);
• ШР (шинный разъединитель).

Особенности конструкции

КРУ представляет собой конструкцию, состоящую из отдельных металлических шкафов, соединенных между собой с помощью болтовых соединений. В шкафах устанавливается высоковольтная аппаратура, а также приборы защиты, управления, измерения, сигнализации и вспомогательные устройства.

— отсек сборных шин (А);

— релейный отсек (Б);

— отсек трансформаторов тока (В);

— отсек вакуумного выключателя (Г).

КРУ изготавливаются двухстороннего и одностороннего обслуживания при монтаже и эксплуатации при однорядном, двухрядном или многорядном расположении шкафов в подстанции и распределительных устройствах. Возможно изготовление КРУ с возможностью дистационного управления выкатным элементом.

КРУ-Орб07 двухстороннего обслуживания с выкатным вакуумным выключателем:

1- микропроцессорный блок защиты; 2 – выкатной вакуумный выключатель; 3 – изолятор опорный; 4 – ОПН; 5 – трансформатор тока; 6 – проходной изолятор.

КРУ-Орб07 одностороннего обслуживания с выкатным вакуумным выключателем:

1 — изолятор опорный 2- микропроцессорный блок защиты; 3 – выкатной вакуумный выключатель; 4 – трансформатор тока; 5 – проходной изолятор.

Габаритные размеры КРУ-Орб07

Габаритные размеры L,B,H указаны в разделе «Основные параметры и характеристики» в Таблице 1.