Електричні апарати (стр. 26 из 31)
В роз’єднувачах застосовують високі контактні натискання. Коли роз’єднувачі важкі, то для керування застосовують великі електродвигуни і пневматичні приводи. Найбільш розповсюджений, при струмах
А ручний червячний привід. При малих струмах до 35 кВ можна керувати вручну ізоляційною штангою. При напругах до 20 кВ (для внутрішніх установок, на які не впливає атмосфера), розповсюджені роз’єднувачі рублячого типу (рис. 19.5).Один із засобів забезпечення надійного прижиму контакту – це використання електро-динамічних сил, що виникають при проходженні вимикаючих струмів через рухомі і нерухомі контакти. При КЗ електро-динамічна сила прижимає шини (1) до контакту (2).
Застосовують, крім того, комбіновані контакти.
Для зовнішнього використання служать роз’єднувачі, що мають систему контактів таку саму, як і відокремлювачі (рис 19.4).
1 – ніж контактний
В останні роки на високовольтних підстанціях застосовують відокремлювачі і короткозамикачі замість вхідних вимикачів. Така заміна спрощує устаткування, одночасно не погрішуючи надійності роботи підстанції.
19.5. Відокремлювачі і короткозамикачі.
Відокремлювач – апарат, призначений здійснювати під дією захисту швидке автоматичне вимикання пошкоджених ділянок електричного кола в момент відсутності в ньому струму, тобто в період паузи. За час безструмової паузи автоматичного повторного вмикання відокремлювач вмикає і вимикається пошкоджений трансформатор.
Короткозамикач – це апарат для створення швидкого під дією захисту короткого замикання при пошкодженнях в колі. Час працювання короткозамикачів і відокремлювачів 0,15 – 0,51с. В переспективі повинен бути зменшений до 0,08 – 0,12 с. при напругах до 220 кВ. По конструкції відокремлювачі і короткозамикачі представляють собою роз’єднувачі із швидкодіючими приводами, які керуються від системи захисту.
20. Вимикачі змінного струму високої напруги
Вони призначені для вимикання і вмикання струмів з напругою вище 3 кВ у всіх режимах, можливих при експлуатації: вмиканні і вимиканні (номінальний режим, режим короткого замикання, холостий хід силових трансформаторів, режим ємнісних струмів конденсаторів батарей та довгих ліній). Найбільш важкий режим для вимикача – режим КЗ.
20.1. Параметри високовольтних вимикачів
Розрізняють сім основних параметрів вимикачів. Є ще два дуже важливих параметри: номінальний струм вмикання і вимикання.
Вимикачі мають такі основні параметри:
1) номінальна напруга;
2) номінальний або тривалий струм;
3) номінальний струм термічної стійкості;
4) номінальна потужність вимикання;
5) номінальний струм електродинамічної стійкості;
6) власний час вмикання і вимикання вимикача;
7) повний час вмикання і вимикання.
8) номінальний струм вимикання;
9) номінальний струм вмикання;
Із найвідоміших параметрів треба виділити:
1) номінальний струм вмикання;
2) номінальний струм вимикання.
Ці параметри відрізняються у високовольтних вимикачів від інших апаратів як за величиною, так і складністю з точки зору їх аналізу.
Використовуються вимикачі на струм від 50А до 20 кА і напругу від 3 кВ до 750 кВ.
Потужність вмикання від 50 до 40 тис. МВ·А.
Основним фактором, що визначає конструкцію вимикача є спосіб гасіння дуги (7 типів).
Автоматичне (!!!) i досить швидке (!!!) вимикання кола при КЗ – основна і найбільш відповідальна операція вимикача.
20.2. Номінальний струм вимикання. Номінальна потужність
Струм вимикання досягає сотень кА в сучасних колах високої напруги. При таких умовах процес гасіння дуги є дуже складним.
Номінальний струм вимикання – це найбільший струм, який може надійно вимикати вимикач при напрузі, що рівна найбільшій робочій напрузі сітки при заданих умовах відновлення напруги на контактах вимикача.
Вимикаюча здатність вимикача часто визначається номінальною потужністю вимикання.
[МВ·А] – для трифазної сітки.Поняття цієї потужності є умовним, оскільки номінальна напруга і номінальний струм вимикання діють в різні моменти часу.
Номінальний струм вимикача протікає в той момент, коли на затискачах апарату
і приблизно складає декілька процентів від напруги сітки. Відновлення цієї напруги відбувається після припинення проходження струму. Незважаючи на те, що номінальний струм вимикання і номінальна напруга діють у різні моменти часу, потужність 
враховує навантаження вимикача цими двома факторами і по суті являє собою потужність, близьку до потужності короткого замикання сітки, в якій встановлено вимикач.20.3. Автоматичне повторне вмикання вимикача (АПВ)
В більшості випадків коротке замикання носить тимчасовий характер.
Якщо ізоляція лишилася не пошкодженою, то при новому вмиканні вдається відновити подачу енергії. Відновлення подачі енергії вмиканням вимикача після певного короткого замикання називається автоматичне повторне вмикання вимикача (АПВ). Його застосування дозволяє підвищити надійність енергоспоживання. Час від моменту вимикання до моменту нового вмикання повинен бути достатньо малим, для того, щоб забезпечити неперервну роботу споживача. Одночасно цей час повинен бути достатнім для деіонізації пробитого проміжку після вимикання. Час деіонізіції 0.1 – 0.5 с., залежить від напруги сітки. Якщо до моменту АПВ коротке замикання не зникає і вимикач вмикається на існуюче коротке замикання, то після цього знову відбувається вимикання короткого замикання.
Номінальне значення струму вимикання залежить від циклу роботи вимикача. Є вимикачі без АПВ; є з одноразовим АПВ; є з двохразовим АПВ. Згідно ДСТа номінальний струм вимикача вимикається по наступних циклах:
Група А – цикл представляє собою наступне: вимикання – безструмова пауза (БП) – вмикання-вимикання – 180 с. (БП) – вмикання-вимикання.
Група Б – цикл: вимикання – 180 с. (БП) – вмикання-вимикання – 180 с. (БП) – вмикання-вимикання.
Операція безструмова пауза (БП) нормується, залежить від типу вимикача, складає 0.3 – 1.2 с.
Операція вмикання-вимикання – це операція вмикання і негайного вимикання.
180 с. – (БП) – безструмова пауза, що дорівню 180 с.
Якщо вимикач працює на напругу
220 кВ, то крім циклу А він повинен забезпечувати інший цикл: вимикання – безструмовий час – вмикання-вимикання – 20 с. – вмикання-вимикання.Перша безструмова пауза залежить від часу дії релейного захисту і власного часу вимикання вимикача.
Власний час вимикання вимикача – це час, протягом якого сигнал з моменту подачі команди на вимикання не примусить контакт почати розходитись.
Номінальний струм вимикання – це діюче значення періодичної складової струму в момент розходження контактів. Цей струм вказується на щитку вимикача.
Номінальний струм вмикання – це найбільший ударний струм, на який вимикач вмикається без зварювання контактів і інших пошкоджень, що заважають нормальній роботі. Цей струм визначається як
де
– номінальний струм, на який розрахований вимикач.20.4 Вимоги до вимикачів та їх класифікація
Вимикач – це найбільш відповідальний апарат високовольтної системи.
При відмові роботи вимикача розвивається аварія і руйнування, матеріальні затрати зв’язані із недодачею енергії, зупинки подачі енергії. Тому основна вимога до вимикачів – їх надійність у всіх експлуатаційних режимах.
Крім того:
1 – вимикачі повинні спрацьовувати за мінімально короткий час, щоб забезпечити надійність ізоляції при перенапругах;
2 – виведення вимикача з робочого стану для ремонту і ревізії зв’язані з великими труднощами. У зв’язку з цим вимикач повинен допускати найбільш можливу кількість вимикання короткого замикання без ревізії і ремонту. Сучасні вимикачі витримують до 10 коротких замикань без ревізії.
3 – вимикання не повинно супроводжуватись викидом полум’я і розжарених газів, що може призвести до перекриття ізоляції розподільних пристроїв.
Вимикачі класифікуються кількома способами:
1) по їх методу гасіння дуги;
2) по виду ізоляції струмоведучих частин між собою і на землю;
3) по принципах, закладених в конструкцію дугогасильного пристрою.
Основна найважливіша із класифікацій – по способу гасіння дуги – вона дозволяє виділити наступні групи вимикачів:
1) повітряні вимикачі із відкритим відокремлювачем. В них гасіння дуги здійснюється потоком стиснутого повітря, що отримується від спец джерела (є декілька модифікацій);
2) масляні вимикачі. Гасіння відбувається в маслі. Вони поділяються на бакові з великим об’ємом масла і маломасляні, в яких масло використовується тільки для гасіння дуги. В той час як в бакових вимикачах масло застосовують ще й для ізоляції від землі;
3) електромагнітні. Гасіння дуги здійснюється за рахунок магнітного дуття в різного роду камерах;
4) автогазові. Гасіння дуги здійснюється за допомогою газів, що виділяються із стінок камери;
5) вимикачі із стиснутим елегазом. Газ, що застосовується для гасіння дуги – чиста фториста сірка SF6;