Aviatreid.ru

Прокат металла "Авиатрейд"
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Элегазовые выключатели 110 кВ и выше

Элегазовые выключатели 110 кВ и выше

Элегазовые выключатели 110 кВ и вышеВысоковольтные выключатели, в которых используется элегаз SF6 как изоляционная и дугогасительная среда, получают все более широкое распространение, так как имеют высокие показатели коммутационного и механического ресурсов, отключающей способности, компактности и надежности по сравнению с воздушными, масляными и маломасляными высоковольтными выключателями.

Успехи в разработках элегазовых выключтаелей непосредственно оказали значительное влияние на внедрение в эксплуатацию компактных ОРУ, ЗРУ и элегазовых КРУЭ. В элегазовых выключателях применяются различные способы гашения дуги в зависимости от номинального напряжения, номинального тока отключения и характеристик энергосистемы (или отдельной электроустановки).

В элегазовых дугогасительных устройствах , в отличие от воздушных дугогасительных устройств, при гашении дуги истечение газа через сопло происходит не в атмосферу, а в замкнутый объем камеры, заполненный элегазом при относительно небольшом избыточном давлении.

По способу гашения электрической дуги при отключении различают следующие элегазовые выключатели:

1. Автокомпрессионный элегазовый выключатель, где необходимый массовый расход элегаза через сопла компрессионного дугогасительного устройства создается по ходу подвижной системы выключателя (автокомпрессионный выключатель с одной ступенью давления).

2. Элегазовый выключатель с электромагнитным дутьем, в котором гашение дуги в дугогасительном устройстве обеспечивается вращением ее по кольцевым контактам под действием магнитного поля, создаваемого отключаемым током.

3. Элегазовый выключатель с камерами высокого и низкого давления, в котором принцип обеспечения газового дутья через сопла в дугогасительном устройстве аналогичен воздушным дугогасительным устройствам (Элегазовый выключатель с двумя ступенями давления).

4. Автогенерирующий элегазовый выключатель, где необходимый массовый расход элегаза через сопла дугогасительного устройства создается за счет разогрева и повышения давления элегаза дугой отключения в специальной камере (автогенерирующий элегазовый выключатель с одной ступенью давления).

Элегазовый выключатель 220 кВ

Рассмотрим некоторые типичные конструкции элегазовых выключателей на 110 кВ и выше.

Элегазовые выключатели 110 кВ и выше на один разрыв различных фирм имеют следующие номинальные параметры: Uном=110-330 кВ, Iном=1-8 кА, Iо.ном=25-63 кА, давление элегаза рном=0,45-0,7 МПа(абс), время отключения 2-3 периода тока КЗ. Интенсивные исследования и испытания отечественных и зарубежных фирм позволили разработать и внедрить в эксплуатацию элегазовый выключатель с одним разрывом на Uном = 330-550 кВ при Iо.ном= 40 — 50 кА и времени отключения тока один период тока КЗ.

Типичная конструкция автокомпрессионного элегазового выключателя приведена на рис. 1.

Аппарат находится в отключенном положении и контакты 5 и 3 разомкнуты.

конструкция автокомпрессионного элегазового выключателя

Токоподвод к неподвижному контакту 3 осуществляется через фланец 2, а к подвижному контакту 5 через фланец 9. В верхней крышке 1 монтируется камера с адсорбентом. Опорная изоляционная конструкция элегазового выключателя закреплена на подножнике 11. При включении выключателя срабатывает пневмопривод 13, шток 12 которого соединен через изоляционную тягу 10 и стальной стержень 8 с подвижным контакт 5. Последний жестко связан с фторопластовым соплом 4 и подвижным цилиндром 6. Вся подвижная система ЭВ (элементы 12-10-8-6-5) движется вверх относительно неподвижного поршня 7, и полость К дугогасительной системы выключателя увеличивается.

При отключении выключателя шток 12 приводного силового механизма тянет подвижную систему вниз и в полости К создается повышенное давление по сравнению с давлением в камере выключателя. Такая автокомпрессия элегаза обеспечивает истечение газовой среды через сопло, интенсивное охлаждение электрической дуги, возникающей между контактами 3 и 5 при отключении. Указатель положения 14 дает возможность визуального контроля исходного положения контактной системы выключателя. В ряде конструкций автокомпрессионных элегазовых выключателей используются пружинные, гидравлические силовые приводные механизмы, а истечение элегаза через сопла в дугогасительной камере осуществляется по принципу двухстороннего дутья.

Читайте так же:
Шины под автоматические выключатели

На рис. 2 приведен баковый элегазовый выключатель типа ВГБУ 220 кВ (Iном=2500 А, Iо.ном=40 кА ОАО «НИИВА» с автономным гидравлическим приводом 5 и встроенными трансформаторами тока 2. ЭВ имеет трехфазное управление (один привод на три фазы) и снабжен фарфоровыми (полимерными) покрышками 1 вводов «воздух-элегаз».

В газонаполненном баке 3 находится дугогасительное устройство, которое соединено с гидроприводом 5 через передаточный механизм размещенный в газонаполненной камере 4. Конструкция бакового элегазового выключателя закреплена на металлической раме 6. Для заполнения элегазом выключателя используется разъем 7. При установке выключателя в ОРУ обычно давление элегаза в камерах равно одной атм(абс.) и далее необходимо обеспечить р = рном.

баковый элегазовый выключатель типа ВГБУ 220 кВ

Преимуществами баковых элегазовых выключателей со встроенными трансформаторами тока перед комплектами «колонковый элегазовый выключатель плюс отдельно стоящий трансформатор тока» являются: повышенная сейсмостойкость, меньшая площадь отчуждаемой территории подстанции, меньший объем требуемых фундаментных работ при строительстве подстанций, повышенная безопасность персонала подстанции (дугогасительные устройства расположены в заземленных металлических резервуарах), возможность применения подогрева элегаза при использовании в районах с холодным климатом.

В конструкциях баковых выключателей 220 кВ и выше для ОРУ необходимо повышение номинального давления элегаза (рном > 4,5атм(абс.)), поэтому вводят подогрев газовой среды с целью предотвращения сжижения элегаза при низких значениях температуры окружающей среды или используют смеси элегаза с азотом или тетрафторметаном.

Как показывает практика, для номинального напряжения 330–500 кВ баковые выключатели с одним разрывом на номинальные токи 40-63 кА — наиболее перспективный вид коммутационного оборудования для ОРУ и КРУЭ.

Выключатель ВГБ-750-50/4000 У1 разработки ОАО «НИИВА» (рис. 3) с двухразрывным автокомпрессионным дугогасительным устройством, встроенными трансформаторами тока, полимерными вводами «воздух-элегаз» снабжен двумя гидроприводами на полюс, что позволяет обеспечить полное время отключения не более длительности двух периодов тока промышленной частоты.

Выключатель ВГБ-750-50/4000 У1 разработки ОАО «НИИВА»

На рис. 4 изображен разрез дугогасительного устройства одного полуполюса ВГБ-750-50/4000У1 с предвключаемыми резисторами (для ограничения коммутационных перенапряжений). Подвижный контакт этих резисторов механически связан с подвижной системой выключателя.

разрез ДУ одного полуполюса ВГБ-750-50/4000 У1

Во включенном положении элегазового выключателя резисторы зашунтированы главными контактами. При отключении первыми размыкаются контакты резисторов, далее – главные, затем — дугогасительные контакты. При включении первыми замыкаются контакты резисторов, а затем – дугогасительные и главные контакты. Для выравнивания распределения напряжения каждый разрыв шунтирован конденсаторами.

Распространение получили колонковые элегазовые выключатели с одним разрывом на номинальное напряжение 110-220 кВ с номинальным током отключения 40-50 кА.

Типичная конструкция колонкового ЭВ типа ВГП 110 кВ

Типичная конструкция колонкового элегазового выключателя типа ВГП 110 кВ (Iном=2500 А, Iо.ном=40 кА) с пружинным приводом ОАО «Электроаппарат» приведена на рис. 5.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Эксплуатация высоковольтных выключателей переменного тока — Контроль расхода коммутационного ресурса

Коммутационный ресурс является показателем надежности выключателей и нормируется ГОСТ как допустимое число отключений (ДЧО).
Для большинства выключателей, у которых функции включения и отключения осуществляются одной и той же контактной системой, износ дугогасительного устройства при включении существенно меньше, чем при отключении, и им можно пренебречь при нормальных условиях работы выключателей.
В воздушных выключателях серий ВВН и ВВБ, у которых функции включения и отключения выполняют разные контактные системы, в технической документации дополнительно к ДЧО целесообразно указывать и допустимое число включений (ДЧВ). Такие указания особенно необходимы, если ДЧВ составляет менее половины ДЧО.
Коммутационный ресурс должен характеризоваться вероятностными величинами, так как после выполнения Определенного числа коммутационных операций имеется некоторая вероятность отказа выключателя при следующей операции, которая возрастает с увеличением числа коммутаций. Ввиду ограниченных возможностей испытательных установок и большой стоимости коммутационных испытаний практически нет возможности получения вероятностной характеристики коммутационного ресурса выключателей и достоверность представляемых данных по коммутационному ресурсу неодинакова.
В эксплуатаций выключатель отключает и включает разные по значению токи КЗ. Поэтому обоснованное определение числа коммутационных операций, после которого выключатель должен быть выведен во внеочередной ремонт, является сложной задачей, для решения которой имеются различные подходы. Наиболее перспективно определение числа коммутаций, после которого выключатель выводится во внеочередной ремонт, с использованием понятия расхода коммутационного ресурса при отключении или включении.
Расход коммутационного ресурса за одну коммутационную операцию (отключение и включение) тока принимается равным величине, обратной ДЧО и ДЧВ соответственно при данном токе:

Расход коммутационного ресурса после нескольких отключений или включений определяется суммированием расходов за каждую отдельную операцию:

Выключатель должен быть выведен во внеочередной ремонт, если при следующей коммутационной операции расход коммутационного ресурса может превысить единицу. В зависимости от конструкции выключателя это условие может быть выражено соотношениями: или
ДЧО и ДЧВ при наибольшем токе, возможном в месте установки выключателя.
Использование рассматриваемого метода возможно, если имеются зависимости ДЧО от тока. Однако в настоящее время предприятия-изготовители сообщают их только для немногих серий выключателей (воздушные выключатели серии ВВЕ, маломасляные выключатели серии ВМТ).
В других случаях зависимости ДЧО и ДЧВ от тока могут быть построены на основании приводимых предприятиями-изготовителями данных.
Вели коммутационный ресурс задан в виде одного или нескольких значений допустимого числа коммутационных операций, отнесенных к конкретным значениям тока, то зависимость проводится через заданные точки. Если значения числа коммутаций отнесены к интервалам тока, то по заданным значениям и интервалам строится ступенчатая линия, которая заменяется плавной кривой.
Для большинства установленных в электрических сетях выключателей отсутствуют возможности регистрации токов КЗ. В этом случае при известном диапазоне токов КЗ на защищаемой линии может быть определено ДЧО по условию исчерпания
коммутационного ресурса с определенной доверительной вероятностью.
Далее рассматривается метод определения ДЧО, основанный на предположений о равновероятном распределении места КЗ вдоль линий. Этот метод может применяться для выключателей, установленных в обычных сетях с одинаковой вероятностью появления КЗ на равных по длине участках защищаемой линии.
Плотность распределения вероятности токов КЗ при равной вероятности расположения места КЗ вдоль линии

где Iн — ток при КЗ в начале линии; Iк — ток при КЗ в конце линии.

Читайте так же:
Поплавковый выключатель грундфос длина кабеля 10 м

Если в условиях эксплуатации известно только общее число отключений токов КЗ, но неизвестно их распределение между полюсами, то можно выполнить вероятностную оценку допустимого ДЧО (или ДЧВ) всего выключателя по допустимому ДЧО полюса выключателя. При такой оценке можно полагать согласно имеющимся статическим данным по аварийности, что для выключателей на номинальное напряжение до 35 кВ включительно в сетях с незаземленной нейтралью вероятность отключения тока КЗ данным полюсом при отключении выключателя от защиты вследствие КЗ составляет 0,7, для выключателей на номинальное напряжение 110 кВ и выше в сетях с заземленной нейтралью — 0,4. При этом допустимое число коммутаций полюса пп и допустимое число коммутаций выключателя (отключений или включений) пв при до верительной вероятности 90 %, обеспечивающей достаточную для практического прогнозирования точность, связаны соотношением:
для выключателей на напряжение до 35 кВ включительно

для выключателей нв напряжение 110 кВ и выше


Метод контроля расхода коммутационного ресурса выключателей высокого напряжения в условиях эксплуатации может быть использован для определения числа отключений и включений токов КЗ, после которого выключатель должен быть выведен во внеочередной ремонт.

Выключатели элегазовые баковые типа ВЭБ-110.

Выключатель ВЭБ-110II-40/2500УХЛ1 имеет пружинный привод типа ППрК и встроенный трансформаторы тока.

Выключатель предназначен для эксплуатации в открытых и закрытых распределительных устройствах в сетях переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением 110 кВ в районах с умеренным и холодным климатом (до минус 55 °С) при следующих условиях:

  • окружающая среда — не взрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию. Содержание коррозионно-активных агентов по ГОСТ 15150 (для атмосферы типа II);
  • верхнее рабочее значение температуры окружающего выключатель воздуха составляет 40 °С;
  • нижнее рабочее значение температуры окружающего выключатель воздуха составляет минус 55 °С;
  • гололед с толщиной корки льда до 20 мм и ветре скоростью до 15 м/с, а при отсутствии гололеда — при ветре скоростью до 40 м/с;
  • высота установки над уровнем моря — не более 1000 м;
  • тяжение проводов в горизонтальном направлении — не более 1000 Н.
Читайте так же:
Поставить выключатель между проводов

При заказе возможна поставка выключателей:

  • с внешней изоляцией для работы в условиях IV степени загрязнения по ГОСТ 9920-89 (полимерные вводы);
  • в климатическом исполнении УХЛ1 (нижнее рабочее значение температуры окружающего воздуха минус 60 °С);
  • в климатическом исполнении Т1 (верхнее рабочее значение температуры окружающего воздуха плюс 55 °С).

Выключатели успешно прошли полный комплекс испытаний на соответствие требованиям российских стандартов. Технические условия согласованы с РАО «ЕЭС России» и МПС РФ. Выключатели имеют сертификат соответствия № РОСС RU.АИ16.В07961 и санитарно-эпидемиологическое заключение № 66.01.04.341.Т.000377.08.05.

Выключатель снабжен устройствами электроподогрева полюсов, которые при понижении температуры окружающего воздуха до минус 25 °С автоматически включаются и отключаются при температуре минус 19÷22 °С.

Контроль утечки элегаза из полюсов выключателя осуществляется при помощи электроконтактных сигнализаторов плотности. Полюсы выключателя снабжены аварийной разрывной мембраной.

Выключатель поставляется заказчику в полностью собранном виде, что обеспечивает сохранение заводской регулировки и предельно упрощает монтаж и наладку. Транспортировка к месту монтажа возможна как железнодорожным, так и автомобильным транспортом (автотрейлером).

Шеф-монтаж и шеф наладка производятся специалистами завода-изготовителя.

Основные особенности и преимущества.

  • наличие встроенных трансформаторов тока с высокими классами точности, что достигается использованием сердечников из нанокристаллического магнитомягкого сплава;
  • комплектация пружинным приводом типа ППрК-2400С с увеличенным количеством сигнальных контактов (11 НО, 12 НЗ и 2 импульсных), длительно пропускающих тока более широкого диапазона (от 5 до 25 А); автоматическим управлением 2-мя ступенями обогрева шкафа и контролем их исправности;
  • унифицированная с элегазовыми колонковыми выключателями сериии ВГТ конструкция дугогасительного устройства, работающего на основе автогенерации;
  • применение чистого элегаза во всем диапазоне температур;
  • использование в соединениях двойных уплотнений, а также «жидкостного затвора» в узле уплотнения подвижного вала. Естественный уровень утечек — не более 0,5 % в год — подтверждается испытаниями каждого выключателя на заводе-изготовителе по методике, применяемой в космической технике;
  • большой межповерочный интервал встроенных трансформаторов тока — 10 лет;
  • современные технологические и конструкторские решения и применение надежных комплектующих, в том числе высокопрочных изоляторов зарубежных фирм;
  • высокая коррозионная стойкость покрытий (горячее цинкование) применяемых для стальных конструкций выключателя;
  • эксплуатация как в умеренном, так и в холодном климате (до минус 60 °С);
  • автоматическое включение и отключение электроподогрева элегаза в резервуарах;
  • высокий механический ресурс;
  • малые габаритные размеры выключателя и масса;
  • высокий коммутационный ресурс, заданный для каждого полюса, превосходящий в 2-3 раза коммутационный ресурс лучших зарубежных аналогов (в расчете на каждый полюс) в сочетании с высоким механическим ресурсом, повышенными сроками службы уплотнений и комплектующих обеспечивает при нормальных условиях эксплуатации не менее, чем 25-летний срок службы до первого ремонта;
  • возможность отключения токов нагрузки при потере избыточного давления газа в выключателе;
  • минимальное техническое обслуживание в межремонтный период;
  • высокие пожаро- и взрывобезопасность;
  • низкий уровень шума при срабатывании (соответствует высоким природоохранным требованиям);
  • поставка выключателя в полностью собранном виде;
  • полная заводская готовность, быстрые монтаж и наладка (под руководством шеф-персонала завода-изготовителя).
Читайте так же:
Abb sh201l c25 автоматический выключатель

Ток включения, кА

начальное действующее значение

Сквозной ток короткого замыкания, кА

начальное действующее значение периодической составляющей

ток термической стокойсти

время протекания тока термической стойкости, с

Давление элегаза, МПа абс:

давление заполнения (номинальное)

давление предупредительной сигнализаций

давление блокировки (запрет оперирования или отключение выключателя с запретом на включение)

количество на фазу, шт. из них:

для приборов измерения и учета электроэнергии

для приборов релейной защиты

200, 300, 400, 600 или

500, 1000, 1500, 2000 или

1000, 1500, 2000, 2500

номинальные вторичные нагрузки, ВА:

количество электромагнитов управления в приводе:

при напряжении 110 В

при напряжении 220 В

Ток отключения коммутирующих контактов для внешних вспомогательных цепей при напряжении 110/220 В,А:

Мощность электродвигателя завода включающих пружин, кВт

Номинальное напряжение электродвигателя завода включающих пружин, В:

трехфазного переменного тока

постоянного или однофазного переменного тока

не отключаемого (антиконденсатного)

основного (автоматически включаемого при низких температурах):

1-ая ступень обогрева (включается при 0 °С)

2-ая ступень обогрева (включается при -20 °С)

не отключаемого (актиконденсатного)

основного (автоматически включаемого при низких температурах)

* — По дополнительному заказу могут быть изготовлены трансформаторы тока с другими параметрами, в том числе с большими нагрузками и т.п.
** — Допускается питание электромагнитов управления выпрямленным током, например, от блоков БПТ-1002, БПНС-2, а также БПЗ-401 с блоками конденсаторов БК-403.

Выключатели выполняют следующие операции и циклы:

  1. отключение (О);
  2. включение (В);
  3. включение-отключение (ВО), в том числе — без преднамеренной выдержки времени между операциями (В) и (О);
  4. отключение-включение (ОВ) при любой бесконтактной паузе, начиная от tбп соответствующей tбт;
  5. отключение-включение-отключение (ОВО) с интервалами времени между операциями согласно п.п. 3 и 4;
  6. коммутационные циклы:

О — 0,3 с — ВО — 180 с — ВО;

О — 0,№ с — ВО 20с с — ВО;

О — 180 с — ВО — 180 с — ВО.

Допустимое для каждого полюса выключателя без осмотра и ремонта дугогасительных устройств число операций отключения (ресурс по коммутационной стойкости) составляет:

  • при токах в диапазоне свыше 60 до 100% номинального тока отключения — 20 операций (таким образом, для трехполюсного выключателя суммарный коммутационный ресурс с составляет в этом диапазоне токов 60 операций):
  • при рабочих токах, равных номинальному тока — 5000 операций «включение-произвольная пауза-отключение».

Допустимое число операций включения для токов короткого замыкания для каждого полюса дополнительно должно составлять не более 50% от допустимого числа операций отключения.

Расход коммутационного ресурса выключателей

При переходе на ремонт «по состоянию» возникает необходимость правильно оценивать выработанный ресурс оборудования. Неправильный расчет может вести к слишком частым ремонтам оборудования и удорожанию данной методики ремонтов или, что еще хуже, к авариям вследствие доведения устройства до критичного состояния.

Все интеллектуальные устройства релейной защиты БМРЗ производства
НТЦ «Механотроника» имеют встроенный функционал расчета остаточного ресурса вакуумного или элегазового выключателя. Он основан на данных производителей высоковольтных выключателей, а также на информации, собранной в момент отключения выключателя, так как устройство релейной защиты имеет полный набор данных о параметрах данного процесса.

Читайте так же:
Провести то автоматического выключателя

Во время наладки в устройство БМРЗ вводятся паспортные данные выключателя и его текущий ресурс — для новых выключателей он составляет 100 %.

Расчет остаточного ресурса выполняется в случае действия блока на отключение выключателя. Производится расчет максимального значения тока через выключатель в процессе отключения и длительностей протекания тока и отключения, которое считается с момента выдачи команды на выключатель. При каждом отключении остаточный ресурс выключателя снижается на рассчитанную величину выработанного ресурса.

В зависимости от максимального тока в процессе выключения и режима работы используются разные формулы расчета. Если значение тока в момент отключения не превысило номинальный ток выключателя, то выработанный коммутационный ресурс рассчитывается
по следующей формуле:

МР — ресурс по механической стойкости
выключателя, циклы ВО;

КРI ном — ресурс по коммутационной
стойкости выключателя, циклы ВО;

I макс — максимальный ток во время
отключения, А;

I ном — номинальный ток выключателя, А.

КРI 0.ном — ресурс по коммутационной стой
кости при 100 % номинального тока
отключения, циклы ВО;

КРI ном — ресурс по коммутационной стойко-
сти выключателя, циклы ВО;

I 0.ном — номинальный ток отключения вы
ключателя, А;

I ном — номинальный ток выключателя, А.

Связь с компьютером может быть выполнена по интерфейсам USB, RS-485 или Ethernet. Порт USB, расположенный на лицевой панели блока, позволяет выполнять его настройку и считывание аварийной информации без подачи оперативного питания, поскольку питание по USB-кабелю является достаточным для работы в режиме настройки.

Начиная с версии «Конфигуратор-МТ» 1.10.37.0 в него включен модуль сервисной связи Link-МТ, позволяющий задать и хранить настройки подключения к устройствам для дальнейшего подключения к ним, причем возможно подключиться к нескольким устройствам одновременно. Если в сеть объединено много устройств, то проще хранить настройки подключения для каждого устройства в одном приложении. При формировании проекта сервисной связи параметры подключения могут храниться как в виде отдельных блоков с заданными им названиями, так и в виде мнемосхемы. Причем проект мнемосхемы не обязательно создавать с нуля, поддерживается тот же самый формат что и в WebScada-MT. То есть можно взять уже готовый проект, созданный для системы АСУТП. Если готового проекта нет, то его легко создать благодаря встроенному редактору мнемосхем обладающему обширным функционалом и большой библиотекой готовых элементов.
Уже разработано несколько стандартов, предполагающих ремонт первичного оборудования на основе мониторинга его состояния, и видна тенденция дальнейшего развития данного направления для различных видов оборудования. Это обосновано возросшими возможностями цифровых устройств на энергетических объектах, трендом к общей цифровизации, которая подразумевает повышение наблюдаемости на объекте.
Использование встроенной в интеллектуальные устройства релейной защиты БМРЗ функции мониторинга остаточного ресурса выключателя ведет к снижению эксплуатационных ресурсов без дополнительных вложений, так как не требуется установка отдельного устройства.

Параметрирование данного функционала легко осуществить прямо с дисплея устройства или через программный комплекс «Конфигуратор-МТ». Точность данного метода расчета остаточного ресурса выключателя позволяет использовать его данные для ремонта «по состоянию». Данные о ресурсе передаются по любому каналу в АСУ, что способствует экономии средств за счет удаленного мониторинга оборудования.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector