Преимущества вакуумных выключателей перед масляными

Содержание

Вакуумные выключатели

Преимущества вакуумных выключателей перед масляными

Любой выключатель, применяемый в высоковольтных сетях, должен надёжно и быстро отключать и включать электрические цепи и оборудование в нормальном и аварийном режимах энергосистемы. При  коммутации в высоковольтных сетях, токи в которых могут  достигать десятки тысяч ампер при коротких замыканиях, возникает электрическая дуга между контактами выключателя.

Это может привести к человеческим жертвам, повреждениям самого выключателя и близстоящего оборудования. Для предотвращения возникновения дуги в высоковольтных выключателях используют специальное дугогасительное устройство (дугогасительная камера), в которой расположены контакты выключателя. Внутри камеры создается вакуум с давлением около 10−5 мм рт. ст.

, электрическая прочность которого в десятки раз больше воздуха в нормальных условиях.

Таким образом, вакуумный высоковольтный выключатель — это коммутационный аппарат, предназначенный для операций включения и выключения в цепях от 6 кВ и выше, который в качестве среды для гашения дуги используют вакуум.

Выключатель рассчитан на:

  1. нормальный режим работы;
  2. аварийный, то есть должен выдерживать  кратковременные  токи короткого замыкания.

Принцип действия

Механизм гашения дуги в вакуумных выключателях основан на высокой электрической прочности и усиленных диэлектрических свойствах вакуума. В момент размыкания контактов  в вакуумном промежутке возникает электрическая дуга, которая поддерживается за счет металла, испаряющегося с поверхности контактов.

При переходе тока через ноль, происходит гашение дуги и восстановление диэлектрических свойств вакуумного промежутка, и дуга между разомкнутыми контактами  больше не возникает. Из-за большой электрической прочности вакуума гашение дуги может произойти до перехода тока через ноль, это явление называют срезом тока.

Срез тока негативно влияет на сеть, так как вызывает коммутационные перенапряжения, которые могут достигать огромных величин.

Особенности применения и эксплуатации

Знакомство с масляным выключателем

Вакуумные выключатели конструктивно разрабатывались сначала как устройство, применяемое только в шкафах КРУ (комплектное распределительное устройство). В настоящее время они используются и для открытых распределительных устройств (ОРУ).

Современный высоковольтный вакуумный выключатель представляет собой быстродействующий коммутационный аппарат нового поколения, рассчитанный на более долгий срок службы, нежели его предшественники с масляной  или элегазовой средой для тушения электрической дуги. Статистически процент их применения в электроустановках выше 1000 Вольт стабильно растёт.

Китайские энергетики уже полностью отказались от устаревших масляников и полностью перешли на более компактные и не требующие частой профилактики вакуумные выключатели. Вакуумный выключатель довольно неприхотлив и не требует регулярной чистки контактов и смене масла, которое зачастую довольно обильно вытекает из баков.

Согласно паспортным данным срок эксплуатации вакуумных выключателей составляет порядка 20 лет.

Во время эксплуатации приводной механизм может выйти со строя, а подать питание на определённый важный механизм в производственной цепочке необходимо, поэтому все выключатели должны быть оборудованы механизмом ручного взвода пружины. А также обязательным является присутствие аварийной кнопки отключения механизмов блокировки выкатывания во включенном состоянии. Это безопасность персонала, поэтому этот момент очень важен.

Конструктивные особенности

Особенности работы и применения воздушных высоковольтных выключателей

Каждый  высоковольтный вакуумный выключатель обладает своими характеристиками и конструктивными особенностями, так как используется в сетях с разным напряжением и током. Также разные производители вносят свои индивидуальные коррективы в устройство и конструкцию своих изделий. Но основные элементы всё же остаются неизменными.

Основные элементы конструкции вакуумного выключателя это:

1-Корпус из прочного металлического материала, внутри которого установлен привод включения и отключения, в этом случае он пружинный; 2-Три полюса токоведущих частей, которые предназначены для подключения к сети и для отсоединения от неё при эксплуатации в контрольное, рабочее и выкаченное положения; 3-Литой диэлектрический корпус, содержащий силиконовые и эпоксидные смолы, с вакуумной дугогасительной камерой; 4-Тележка для перемещения внутри ячейки КРУ, этот механизм зачастую у разных производителей различный.

Электрическая основная высоковольтная часть разделена между фазами и содержит следующие элементы:

1-Верхний токопроводящий вывод; 2-Дугогасительная камера, содержащая вакуум; 3-Диэлектрический корпус полюса; 4-Подвижная часть контактной системы; 5-Нижний отходящий токопроводящий вывод; 6-Гибкий элемент токоведущей шины; 7-Специальная тяга, оборудованная прочным изолятором.

В свою очередь, сама дугогасящая камера является тоже очень важным хоть и не разборным элементом, зачастую в случае неисправности они не ремонтируются, а заменяются новыми.

Вот основные её части и механизмы:

1-Вывод неподвижного силового контакта; 2-Неподвижный силовой контакт; 3-Подвижный силовой контакт; 4-Экранирующий механизм, снижающий помехи при коммутации; 5-Керамический изоляционный корпус; 6-Сильфон, сохраняющий  герметичность во время движения контакта; 7-Вывод подвижного элемента контактной системы.

Выключатель управляется местным или дистанционным способом. В аварийных режимах отключается от релейной защиты или от противоаварийной автоматики (подается питание на электромагнит отключения и токопроводящие контакты размыкаются).

На данный момент некоторые производители изготавливают высоковольтные выключатели в комплекте с релейной защитой и противоаварийной автоматикой, такое устройство называется реклоузером.

Преимущества и недостатки

Применение и эксплуатация элегазовых выключателей

Как и любой механизм или устройство данный выключатель тоже имеет свои положительные и отрицательные стороны и понимание их при выборе очень важно.

Преимущества

  • Простая конструкция и установка в ячейки после вывода из эксплуатации устаревших выключателей;
  • Несложный ремонт, при неисправности камеры она подлежит немедленной замене;
  • Возможность работы не только в горизонтальном положении;
  • Надёжность во время всего длительного срока эксплуатации;
  • Хорошая коммутационная износостойкость;
  • Компактные небольшие размеры и вес;
  • Низкая пожароопасность;
  • Не загрязняет окружающую среду;
  • Небольшие расходы на ремонтные и профилактические работы.

Недостатки

  • Небольшой ресурс во время токов короткого замыкания;
  • Есть вероятность появления коммутационных перенапряжений;
  • Довольно высокая стоимость как всего устройства, так и комплектующих.

Особенности выбора

Для того чтобы правильно подобрать данный вид высоковольтных выключателей, в соответствии с местными условиями работы и конкретного оборудования, стоит обратить внимание на следующие критерии:

  1. Номинальное напряжение;
  2. Динамическая устойчивость;
  3. Параметры систем управления;
  4. Номинальный ток в рабочем режиме и режиме короткого замыкания;
  5. Частота включений и отключений;
  6. Климатическое исполнение;
  7. Скорость срабатывания выключателя ;
  8. Частота профилактических ремонтов и осмотров, в электроустановках без местного дежурного персонала это очень важный аспект;
  9. Износостойкость при коротких замыканиях;
  10. Габариты и размер вакуумной установки.

Самые распространённые модели

Вот несколько самых распространенных моделей ВВЭ-М-10–20, ВВЭ-М-10–40, ВВТЭ-М-10–20, а на рисунке указано как их расшифровывать и структура условных обозначений, так как модели могут содержать в своём названии до 10–12 букв и цифр. Почти все они являются заменой устаревших масляных выключателей, а работать могут как для коммутации цепей переменного тока, так и постоянного.

Читайте также  Как подключить три проходных выключателя?

Настройка, установка и включение в работу высоковольтных вакуумных выключателей это трудоемкий процесс, от которого напрямую зависит вся дальнейшая работа энергосистемы, а также всех элементов и оборудования, подключаемого к ним, поэтому все работы лучше положить на плечи квалифицированного инженерно-электротехнического персонала. Управление вакуумным выключателем должно выполняться чётко и по определённым командам, от этого зависит жизнь и здоровье людей работающих на питаемом оборудовании.

вакуумный выключатель

Источник: https://amperof.ru/elektropribory/vakuumnye-avtomaticheskie-vyklyuchateli.html

Преимущества вакуумных выключателей перед масляными — Все об электричестве

Преимущества вакуумных выключателей перед масляными

Для повышения качества поставляемой от электрических сетей энергии, распределительные устройства комплектуются современными высоковольтными выключателями с вакуумной дугогасительной средой. Благодаря качественному отличию от устаревших автоматических выключателей, вакуумная аппаратура используется и для вновь возводимых подстанций, и для замены коммутационного оборудования на уже существующих.

Ряд преимуществ вакуумных дугогасительных устройств обуславливается более эффективным принципом гашения дуги, создает предпосылки для предотвращения аварийных режимов энергосистемы и позволяет существенно сократить затраты на обслуживание.

Устройство и принцип действия

Вакуумные выключатели предназначены для совершения коммутационных операций в электроснабжающих сетях высокого напряжения. Конструктивно вакуумный выключатель состоит из трех отдельных полюсов или колонок (по одной на каждую фазу). Все колонки устанавливаются на одном приводе посредством опорного изолятора из полимера, фарфора или текстолита. У каждой из них имеются два вывода для подключения ошиновки.

Общий вид вакуумного автоматического выключателя

Устройство вакуумного выключателя.

Из картинки ниже видно, что внутри устройство состоит из двух контактов, подведенных под соответствующие потенциалы полюсов. Один из них выполняется подвижным, второй стационарным, как и в других типах выключателей.

Силовые контакты вакуумного выключателя располагаются внутри герметичной камеры, способной сохранять вакуум в течении длительного периода времени (несколько десятков лет). Для чего в состав камеры включаются специальные металлические сплавы и керамические добавки.

Именно этот элемент стал камнем преткновения для реализации такого выключателя в 30-е годы прошлого века.

Современные технологии предоставляют возможность сохранения вакуума внутри емкости, в том числе, с учетом динамических нагрузок, которые ей приходится претерпевать во время коммутаций. Для постоянного поддержания состояния сильно разреженной газовой среды, внутри вакуумной камеры, устройство комплектуется сильфонным компонентом. Он исключает возможность проникновения воздуха или другого газа внутрь вакуумной камеры при перемещении подвижного контакта.

Конструкция вакуумного выключателя

Принцип гашения электрической дуги.

При разрыве контактов между поверхностями возникает ионизация пространства.

Если в воздушных выключателях с методом электромагнитного дутья эту ионизацию искусственно растягивают на несколько метров, а в элегазовых и масляных выключателях стараются погасить диэлектрическим материалом, то в вакуумных применяется другая технология.

Основной принцип основан на том, что в идеальном вакууме отсутствует какое-либо вещество, способное к выделению заряженных частиц. Поэтому в момент разделения контактов, из-за разности потенциалов, единственным источником ионизации являются пары раскаленного металла.

Различные этапы образования плазмы Начало разведения контактов Развитие ионизации Заключительные процессы

Они продолжают движение между контактными поверхностями, но при переходе синусоиды электрического тока через ноль, заряженные частицы утрачивают энергию для ионизации и перемещения, их место быстро занимает пустое пространство с высокой электрической прочностью и дуга рвется. Ионы металлов примыкают к ближайшей поверхности – контактам или стенкам камеры.

Такой принцип действия позволяет сократить время на прекращение горения дуги и предоставляет ряд преимуществ, в сравнении с другими типами коммутационных аппаратов.

Но чрезмерные коммутационные перенапряжения могут привести к деформации поверхности, что будет препятствовать нормальному замыканию контактов, увеличит переходное сопротивление и вызовет перегрев внутри вакуумной камеры.

Типы вакуумных выключателей

Как и любая другая электротехническая продукция, вакуумные выключатели подразделяются на несколько типов, в зависимости от класса напряжения, для которого предназначен аппарат. Поэтому условно их можно подразделить на:

  • Устройства на 6 – 10 кВ;
  • Устройства на 35 кВ;
  • Устройства на 110 – 220 кВ.

Вторым критерием является мощность отключаемого потребителя, в соответствии с которой модели отличаются по максимальному рабочему току или по мощности.

Сфера применения

Если первые модели, выпущенные еще в СССР, обеспечивали отключение, сравнительно небольших нагрузок из-за конструктивного несовершенства вакуумной камеры и технических характеристик контактов, то современные модели могут похвастаться куда более термоустойчивым и прочным материалом поверхности. Это обуславливает возможность  установки таких коммутационных агрегатов практически во всех отраслях промышленности и народного хозяйства. Сегодня вакуумные выключатели используются в таких сферах:

  • В распределительных электроустановках как электрических станций, так и распределительных подстанций;
  • В металлургии для питания печных трансформаторов, снабжающих сталеплавильное оборудование;
  • В нефтегазовой и химической промышленности на пунктах перекачки, переключающих пунктах и трансформаторных подстанциях;
  • Для работы первичных и вторичных цепей тяговых подстанций на железнодорожном транспорте, осуществляет питание вспомогательного оборудования и не тяговых потребителей;
  • На горнодобывающих предприятиях для питания комбайнов, экскаваторов и других видов тяжелой техники от комплектных трансформаторных подстанций.

В любой, из вышеперечисленных отраслей народного хозяйствования, вакуумные выключатели повсеместно вытесняют устаревшие масляные и воздушные модели.

Особенности установки выключателя

Установка вакуумного выключателя выполняется в уже имеющиеся ячейки, шкафы КРУ, остающиеся из-под масляных или воздушных выключателей, или монтируются в новую ячейку на этапе строительства распредустройства, подстанции или электроустановки. Болтовые крепления к металлическим конструкциям должны плотно затягиваться, обеспечивая и неподвижность коммутационного аппарата при интенсивных динамических колебаниях.

Весь процесс должен осуществляться в строгом соответствии с требованиями, как указаний завода изготовителя, так и нормативных документов, регламентирующих работу устройств в соответствующей отрасли. Обязательными для применения в любых цепях являются нормативные величины, устанавливаемые ПУЭ. Где указаны расстояния от токоведущих частей до заземленных конструкций, электрические параметры и прочие требования к установке вакуумных выключателей.

Ошиновка производиться металлическими шинами из меди или алюминия, которые перед монтажом предварительно зачищаются для получения минимальных показателей переходного сопротивления.

После завершения установки и подключения управленческих цепей к блоку контроля выключателем или приводу, необходимо осуществить ряд манипуляций и проверок:

  • Очистить поверхность наружных изоляторов от всевозможных засорителей для исключения возможности протекания токов утечки;
  • Проверка работоспособности привода, ручное отключение и соответствие обозначения флажка на нем действительному положению –вкл/выкл;
  • Испытание изоляционных свойств смонтированного устройства посредством подачи напряжения промышленной частоты;
  • Измерение величины переходного сопротивления между контактами;

В случае хранения вакуумного устройства на складе более двух лет, перед подключением к коммутационным цепям необходимо производить комплекс испытаний, чтобы убедиться в прочности промежутка на случай отключения токов кз.

Как осуществляется эксплуатация устройства?

После ввода в эксплуатацию вакуумный выключатель обязательно проходит периодические осмотры и испытания – текущий и капитальный ремонт, профконтроль, осмотр. Которые устанавливаются правилами технической эксплуатации, а также заводскими инструкциями.

Читайте также  Как соединить два светильника к одному выключателю?

Помимо регламентных работ коммутационный агрегат может отключаться от аварийных нагрузок, что может существенно повредить рабочую поверхность контактов.

Поэтому после срабатывания в аварийном режиме, обслуживающий персонал обязан произвести внеплановый осмотр коммутационного устройства на предмет выявления подгаров, оплавлений, пятен выброса металла и прочих дефектов, свидетельствующих о возможном снижении проводимости или изоляционных свойств, номинальных характеристик и т.д. Результаты осмотров вакуумного выключателя после аварийных отключений должны заноситься в соответствующий журнал.

Особенности контроля и управления вакуумными выключателями?

Управление может осуществляться как дистанционно, так и вручную. Все коммутационные операции производятся через управленческий блок, который перерабатывает команды и передает их на привод устройства. Универсальный электромагнитный привод позволяет удерживать рабочие контакты в заданном положении. Все современные модели обеспечиваются магнитной защелкой, обеспечивающей четкую фиксацию положения вне зависимости от его исправности.

Источник: https://contur-sb.com/preimuschestva-vakuumnyh-vyklyuchateley-pered-maslyanymi/

035_Л3 — из сборника

Преимущества вакуумных выключателей перед масляными

Лабораторная работа № 3

СЕКЦИОНИРУЮЩИЙ ПУНКТ С ВАКУУМНЫМ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕМ

Цель работы: Ознакомиться с принципом действия и конструкцией ячейки с вакуумным выключателем.

Порядок выполнения работы:

1.Изучить принцип работы вакуумного выключателя

2.Нарисовать принципиальную схему секционирующего пункта

3.Найти в натуре элементы ячейки выключателя

4.Разобраться с элементами схемы управления

Секционирующий пункт с вакуумным выключателем предназначен для разделения сети 10 кВ в случае повреждения какого-либо участка (рис.1). Секционирующий пункт устанавливается также в тех случаях, когда невозможно обеспечить необходимую чувствительность релейной защиты головного выключателя к удаленным токам к.з.

Пункт содержит шкаф с вакуумным выключателем, с двух сторон выключателя установлены разъединители для создания видимого разрыва при производстве ремонтных работ с выключателем. В реальной сети используются разъединители для наружной установки, в лаборатории с целью сокращения места расположения пункта использованы разъединители РВ-10-400 на номинальное напряжение 10 кВ для внутренней установки. Безопасность выполнения ремонтных работ обеспечивается заземляющими ножами, установленными на разъединителях.

Отличительной особенностью шкафов и распределительных устройств с вакуумными выключателями являются их сравнительно небольшие габаритные размеры и масса, что объясняется компактностью дугогасительных камер вакуумных выключателей. Распредустройства с вакуумными выключателями могут быть как выкатного, так и стационарного исполнения. В лаборатории используется ячейка стационарного исполнения.

Рисунок 1 Установка секционирующего пункта в сети

Шкаф распредустройства стационарного исполнения представлен на рис.2. Вакуумный выключатель смонтирован на неподвижной раме 5 и размещен в корпусе шкафа. Шкаф имеет два отсека: отсек выключателя и отсек управления и защиты 4. В таком шкафу не обеспечивается взаимозаменяемость оборудования при авариях, усложняются эксплуатация и монтаж по сравнению с выкатными тележками. Но распредустройства стационарного исполнения требуют меньшей площади, нет необходимости в месте для выкатывания

тележек в ремонтное положение.

Шкафы с вакуумными выключателями стационарного исполнения широко используются не только в сельской энергетике, но и в распредустройствах мощных экскаваторов, роторных комплексов, нефтебуровых установках

Выбор вакуумного выключателя производится по номинальному току, номинальному напряжению, отключающей способности (табл.1).

Таблица 1-Техническая характеристика выключателя ВВТЭ-10-10УХ2

Номинальное напряжение, кВ 10
Номинальный ток, А 630
Ток отключения, кА 10
Предельное время протекания тока к.з., с 3
Время отключения выключателя, с 0,05
Ресурс циклов: отключено — включено 20000
Допустимый ударный ток, кА 25
В установке использован вакуумный выключатель ВВТЭ-10-10УХ2,

предназначенный для установки в закрытых помещениях. Расшифровка обозначения: В -выключатель, В -вакуумный, Т- транспортный, Э — с электромагнитным приводом, 10-номинальное напряжение, 10-номинальный ток отключения в кА.

1 — рычаг — изолятор; 2- опорный изолятор;

3 — тяга электромагнитного привода; 4- отсек привода и релейной защиты; 5- рама;

6 — проходной изолятор; 7 — трансформатор тока; 8 — шина; 9-кронштей крепления камеры; 10 — изоляционный барьер; 11 -вакуумная камера; 12 — шины с гибким токоотводом; 13 — люк; 14 — отсек выключателя.

Рисунок 2 -Стационарный шкаф с вакуумным выключателем.

2. Принцип гашения дуги в вакуумном выключателе

Вакуумные выключатели имеют вакуумные дугогасительные камеры, по одной на каждую фазу. В этих камерах происходят процессы замыкания и размыкания цепи. В камерах обеспечивается глубокий вакуум, характеризуемый давлением остаточных газов 10-2 -10-4 Па.

Принцип действия вакуумных дугогасительных камер основан на гашении электрической дуги в вакууме. В этих дугогасительных камерах реализуются два свойства вакуумных промежутков: высокая электрическая прочность (выше, чем у трансформаторного масла) и высокая дугогасительная способность.

В глубоком вакууме дугогасительной камеры длины свободных пробегов молекул и электронов составляют десятки и сотни метров, т.е, во много раз больше, чем расстояние между контактами выключателя. Ударная ионизация в вакуумном промежутке практически отсутствует, поэтому этот промежуток не может служить источником заряженных частиц. Заряженные частицы могут появиться только с поверхностей контактов и других частей дугогасительной камеры (рис.3).

Процесс отключения происходит следующим образом. При размыкании контактов 2 и 3 количество контактных точек между ними уменьшается, а плотность тока, протекающего через них, растет. В результате этого на завершающей стадии размыкания происходит расплавление и испарение материала контактов. В парах металла возникает электрический разряд, переходящий в дуговую стадию.

Благодаря низкому давлению в камере, вокруг контактов происходит интенсивная диффузия (деионизация) дугового столба и дуга гаснет. Частицы испарившегося металла контактов оседают на поверхности дугогасительной камеры. При этом быстро, со скоростью 5…50 кВ/мкс. Восстанавливается электрическая прочность между контактами.

Скорость восстановления электрической прочности в вакуумных выключателях выше, чем у других типов выключателей. В процессе изготовления камеры, чтобы удалить газ с внутренней поверхности камеры, ее подвергают длительной дегазации в вакууме при температуре несколько сотен градусов Цельсия и безмасляной вакуумной откачке. Применяются также тренировочные отключения тока.

Благодаря этому поверхности камеры не выделяют газа в объем и, более того, отсасывают небольшие количества газа, образующегося при горении дуги во время работы выключателя.

1,5 — токовводы; 2 — неподвижный контакт; 3 — подвижный контакт; 4 — сильфон; 6 — металлические флянцы;

7 — корпус из изоляционного материала;

8 — экран.

Рисунок 3 — Устройство вакуумной камеры

Материал контактов оказывает большое влияние на характеристики выключателя. В настоящее время применяют сплавы меди с небольшим количеством висмута, железа и бора. Эти сплавы отличаются более высокой

электро- и теплопроводностью по сравнению с ранее применявшимися тугоплавкими материалами, например вольфрамом.

При использовании тугоплавких материалов для контактов в газообразное состояние переходит меньшее количество вещества, поэтому дуговой столб распадается быстрее. Однако в этом случае при отключении малых токов, погашение дуги возможно при токе до момента перехода тока через нуль. Происходит срез тока, что вызывает перенапряжение на оборудовании и может привести к нежелательным последствиям.

Поэтому в настоящее время применяют сплавы меди в качестве материала контактов, чтобы предотвратить перенапряжения в отключаемой цепи. А для защиты изоляционных поверхностей камеры от загрязнения продуктами эрозии контактов устанавливают специальные экраны 8. Так как контакты находятся в глубоком вакууме, они не окисляются, благодаря чему достигается высокая износостойкость контактов.

Читайте также  Правильное подключение выключателя света

Они работают без обслуживание в течение всего срока службы камеры.

Благодаря высокой электрической прочности вакуумных промежутков ход подвижных контактов невелик, в пределах 10…20 мм. Хотя, например, ход контактов у маломасляных выключателей с теми же параметрами, что и у вакуумных выключателей, по крайней мере в 10 раз больше (около 200 мм у выключателей типа ВМП-10).

Характеристики вакуумных выключателей определяются работой контактной системы. При коммутациях происходит эрозия контактных поверхностей. Она тем больше, чем больше отключаемый ток, длительность гашения дуги, ниже температура плавления материала контактов и хуже теплоотвод.

Чтобы быстрее погасить дугу, необходима высокая скорость движения подвижного контакта при отключении и включении. Такая необходимость при включении вызвана тем, что при сближении контактов перед замыканием происходит пробой межконтактного промежутка с переходом в дугу также, как и при отключении. При медленном сближении контактов тепловыделение увеличивается, может возникнуть оплавление контактов. По этой причине нежелательна вибрация контактов после замыкания, так называемый дребезг контактов.

Достаточно большое сжатие контактов в замкнутом состоянии устраняет дребезг и способствует уменьшению межконтактного электрического сопротивления.

В течение всего срока службы выключателя должен быть обеспечен высокий уровень вакуума. Практически дугогасительная камера должна быть абсолютно герметичной. Поэтому для соединений элементов камеры применяются только сварка или пайка твердым припоем. Герметичность камеры при перемещении подвижного контакта обеспечивается сильфоном 4, который вакуумно — плотно связан с токовводом 5 подвижного контакта и фланцем 6 камеры.

Над шкафом с вакуумным выключателем размещен однофазный трансформатор собственных нужд ячейки типа ОМ 2*0,63 /10 с 6-й группой соединения обмоток. Трансформатор в одном баке содержит две независимые активные части (магнитопроводы с первичными и вторичными обмотками) (рис.4). Каждая вторичная обмотка имеет выводы для ступенчатого регулирования напряжения. С выводов а-х1 и в-у1 снимается напряжение 100 В, с выводов а-х2 и в-у2 — 230-5% В; с выводов а-х и в-у — 230 В; с выводов а-х3 и в-у3 — 230+5% В;

Обмотки высокого напряжения не имеют регулировочных отпаек и подключаются с одной стороны выключателя к напряжению UAB , а с другой стороны выключателя — к напряжению UBC . Трансформатор собственных нужд служит для питания цепей управления выключателем и цепей автоматики.

В цепях питания цепей управления предусмотрен двухполюсный автоматический выключатель типа АП-50 с номинальным током на 10 А. В нормальном режиме питание цепей управления осуществляется от одной половины трансформатора.

В случае исчезновения напряжения основного источника происходит переключение питания от другой половины трансформатора.

4 Управление, релейная защита и автоматика секционирующегопункта

Для контроля за режимом нагрузки в ячейке устанавливаются трансформаторы тока в двух фазах. Трансформаторы тока устанавливают в крайних фазах ячейки, но обязательно в одноименных фазах во всех ячейках подстанции. Такая установка позволяет ликвидировать двойные замыкания на землю. К трансформаторам тока подключаются токовые реле и промежуточный трансформатор, обеспечивающий питание цепей защиты при близких к.з., когда напряжение трансформатора собственных нужд снижается.

Поддержание температурного режима в релейном отсеке осуществляется эмалированными резисторами, которые управляются магнитным пускателем, управляемым термореле.

В схеме предусмотрено местное управление выключателем от трансформатора собственных нужд. Для этого на боковой стенке шкафа располагаются кнопки «включения» и «отключения». Количество отключений выключателя фиксируется счетчиком типа А-440.

Релейная защита ячейки представлена токовой отсечкой и максимальной токовой защитой с выдержкой времени. После срабатывания защиты запускается двухкратное автоматическое повторное включение (АПВ-2), построенное на реле РП-258.

QF — вакуумный выключатель; ТА1, ТА2 — трансформатор тока ТПЛ-10; FV1…FV6 — вентильные разрядники; Т1, Т2 — трансформатор собственных нужд; АПВ-2 — двухкратное автоматическое повторное включение; МТЗмаксимальная токовая защита; ПП – переключатель питания.

Рисунок 4 — Принципиальная схема секционирующего пункта с вакуумным выключателем.

Контрольные вопросы

1.Преимущества вакуумных выключателей перед масляными. 2.Как определяется в ячейке количество отключений выключателя? 3.Принцип гашения дуги в вакуумных выключателях.

4.Почему в качестве контактов выключателя используют сплавы меди? 5.Чем управляется выключатель?

6.Для чего используется в ячейке трансформатор собственных нужд?

7.В каких цепях используются две вторичные обмотки трансформаторов

тока?

8.Для чего установлено АПВ-2?

9.Чем защищается ячейка от перенапряжений?

10.Как обеспечить безопасное производство работ в шкафу выключателя? 11.Что происходит в ячейке включенного секционирующего выключателя при

двухфазном к.з. на линии?

12. Чем обеспечивается вакуум в дугогасительной камере при движении контактов?

отчета:

1.Схема установки секционирующего пункта в сети

2.Принципиальная схема секционирующего пункта с вакуумным выключателем.

Источник: https://studfile.net/preview/2262639/

Вакуумные выключатели: устройство, принцип работы, установка

Преимущества вакуумных выключателей перед масляными

Для повышения качества поставляемой от электрических сетей энергии, распределительные устройства комплектуются современными высоковольтными выключателями с вакуумной дугогасительной средой. Благодаря качественному отличию от устаревших автоматических выключателей, вакуумная аппаратура используется и для вновь возводимых подстанций, и для замены коммутационного оборудования на уже существующих.

Ряд преимуществ вакуумных дугогасительных устройств обуславливается более эффективным принципом гашения дуги, создает предпосылки для предотвращения аварийных режимов энергосистемы и позволяет существенно сократить затраты на обслуживание.

Критерии выбора ВВ

При выборе конкретной модели обязательно учитываются следующие параметры:

  • Напряжение электроустановки – в соответствии с которым определяется тип изоляции;
  • Электродинамическая стойкость, в случае возникновения тока короткого замыкания;
  • Термическая стойкость, при удаленных от места установки вакуумного выключателя авариях;
  • Климатическое исполнение.

Производители и распространенные модели

Наиболее известными производителями вакуумных выключателей являются отечественные компании: «Таврида электрик», «НПП Контакт», ОАО «Самарский трансформатор», «ПО ЭЛКО», «РЗВА» и другие. Из зарубежных: Siemens, ABB, HEAG.

В таблице ниже можно увидеть сравнительные характеристики некоторых наиболее популярных вакуумных выключателей.

Выключатель серии Номинальное напряжение, кВ. Номинальный ток, А Ток отключения, А Термическая стойкость, кА Динамическая стойкость, кА
ВВЭ-М-10 10 – 11 630, 1000, 1600, 2000, 2500, 3150 20; 31,5; 31,5; 40 20; 31,5; 31,5; 40 51, 81, 81, 128
BB/AST 10-12,5/1000 10 — 12 1000 12,5 12,5 32
BB/TEL-10-12,5/1000 У2 10 1000 12,5 12,5 32
15ADV20 AA3F1 13,8 — 15 1200 20 20 38
ВВЭЛ-110-20/1600 110 — 126 1600 20 20 41

Преимущества и недостатки вакуумных выключателей

К преимуществам данного вида коммутационных аппаратов следует отнести:

  • Сравнительно небольшие габариты, в отличии от масляных и воздушных;
  • Отличаются малыми габаритами и возможностью быстрой замены, особенно в выкатных ячейках;
  • Не производят такого большого шума при переключениях;
  • Отлично выполняют свои функции не зависимо от положения камер в пространстве;
  • Полностью экологичны и безопасны для здоровья в отличии от элегазовых выключателей;
  • Не требуют дозаправки и содержания отдельного хозяйства для этой цели;
  • Отличаются высокой надежностью.

К недостаткам вакуумных выключателей относят:

  • Неспособность выдерживать большие токи короткого замыкания;
  • Возникновение перенапряжения при отсекании малых индуктивных токов;
  • Малый коммутационный ресурс отключения аварийных токов.

Источник: https://www.asutpp.ru/vakuumnye-vyklyuchateli.html