Разъединители, отделители и короткозамыкатели.

1. Цель работы

Изучение типов разъединителей, отделителей и короткозамыкателей, их конструкции и конструкции приводов.

2. Программа работы

1. Изучить конструкцию, назначение и виды разъединителей, отделителей и короткозамыкателей.

2. Изучить приводы для разъединителей, отделителей и короткозамыкателей.

3. Краткие теоретические сведения.

Разъединители служат для создания видимого разрыва, отделяю­щего выводимое в ремонт оборудова­ние от токоведущих частей, находящих­ся под напряжением, для безопасного производства работ. Разъединители не имеют дугогасящих устройств и поэто­му предназначаются для включения и отключения электрических цепей при отсутствии тока нагрузки и находящих­ся только под напряжением или даже без напряжения. Лишь в некоторых слу­чаях допускается включение и отклю­чение разъединителями небольших то­ков, значительно меньше номинальных, о чем сказано ниже. Разъединители ис­пользуются также при различного рода переключениях в схемах электрических соединений подстанций, например при переводе присоединений, с одной систе­мы шин на другую.

Требования, предъявляемые к разъ­единителям с точки зрения оператив­ного обслуживания, следующие.

1. Разъединители в отключенном положении должны создавать ясно видимый разрыв цепи, соответствующий классу напряжения установки.

2. Приводы разъединителей должны иметь устройства фиксации в каждом из двух оперативных положений: включенном и отключенном. Кроме того, они должны иметь надежные упоры, ограничивающие поворот главных ножей на угол больше заданного.

3. Опорные изоляторы и изолирующие тяги должны выдерживать механическую нагрузки при операциях.

4. Главные ножи разъединителей должны иметь блокировку с ножами стационарных заземлителей и не допускать возможности одновременного включения тех и других.

5. Разъединители должны беспрепятственно включаться и отключаться при любых наихудших условиях окружающей среды (например, при обледенении) .

6. Разъединители должны иметь надлежащую изоляцию, обеспечивающую не только надежную работу при возможных перенапряжениях и ухудшении атмосферных условий (гроза, дождь, туман), но и безопасное обслуживание.

Для управления разъединителями применяются ручные, электродвига­тельные и пневматические приводы.

Ручные приводы, приводи­мые в действие мускульной силой человека, могут быть рычажными се­рии ПР и с червячной передачей серии ПЧ Однополюсные разъединители внут­ренней установки напряжением до 35 кВ управляются еще и оператив­ными изолирующими штангами.

Рис. 3.13.Электродвигательный привод типа ПДН-1У1

Электродвигательные приводы, приводимые в действие электрической энергией, применяются для управления разъединителями наружной и внутренней установки. Их изготовляют на номинальные напря­жения 110 и 220 В постоянного тока и 127, 220, 380 В переменного тока. На рис. 3.13 показан внешний вид электродвигательного привода наруж­ной установки типа ПДН-1У1, предназ­наченного для дистанционного и мест­ного управления разъединителями 110— 750 кВ. Все элементы привода (элек­тродвигатель, червячный редуктор, ме­ханизм блокировки и др.) расположе­ны в металлическом шкафу 1. За дверцей шкафа находится лицевая па­нель 2, на которой размещены ключ местного управления 3, указатели ("включить", "отключить") 4, 5 опе­ративного положения ключа местного управления, замки электромагнитной блокировки 6, панель 7 со схемой сое­динения, выключатель 9 подогревателя и штепсельная розетка 8. С правой стороны шкафа имеется люк, закрытый крышкой 10, для установки рукоятки ручного управления 11, которая наде­вается на вал червяка редуктора. При этом установленная рукоятка размы­кает контакты в цепи управления электродвигателем, что исключает слу­чайное включение его во время прове­дения операций вручную.

Управление ножами стационарных заземлителей возможно только вруч­ную с помощью металлической штанги. В приводе предусмотрена механичес­кая блокировка, не допускающая оши­бочное проведение операций с главны­ми ножами при включенных ножах стационарных заземлителей. Имеется также блокировка, запрещающая ди­станционное управление разъединителя­ми в момент управления с места.

В зависимости от конфигурации и номинального напряжения разъедини­телей время выполнения приводом од­ной операции составляет 4-20 с, при этом не обязательно все это время дер­жать ключ повернутым в соответствую­щее положение. Начатая с разъедините­лями операция завершается независи­мо от длительности подачи команды. Электродвигатель привода питается от сети переменного тока 380 В через контакты реверсивных магнитных пус­кателей. Если в ходе выполнения опе­рации внезапно исчезнет питающее на­пряжение, то магнитный пускатель отключится, и завершение операции в этом случае станет возможным только после восстановления напряжения и по­дачи повторной команды дистанционно или от ключа управления с места уста­новки.

Для управления подвесными разъ­единителями, имеющими тросовую си­стему управления, применяется элек­тродвигательный привод ПД-2У1, осу­ществляющий наматывание троса на барабан при включении разъедините­лей. Привод состоит из исполнительно­го блока (асинхронный электродвига­тель, редукторы) и блока управления в виде шкафа с аппаратурой управле­ния электродвигателем, системами электрической блокировки и сигнализа­ции. Привод дает возможность дистан­ционного, местного и ручного управ­ления разъединителями.

Для дистанционного управления разъединителями 6-10 кВ внутренней установки, рассчитанными на большие токи, применяются электродвигатель­ные приводы, управляющие сразу тре­мя фазами разъединителей. Приводы питаются от источников постоянного тока напряжением 220 В.

Контроль за оперативным положением разъединителей осуществляется с помощью контактов вспомогательных цепей, которые обычно встраиваются в привод и переключаются одно­временно с выполнением операций включения и отключения. На щитах управления сигнализация положения разъединителей, управляемых дистан­ционно, выполняется с помощью ламп зеленого и красного цвета, распола­гаемых над рукоятками ключей управления разъединителями.

Пневматические приводы устанавливают непосредственно на рамах разъединителей, вследствие чего отпадает надобность в соединительных тягах. Они отличаются плавной рабо­той. Применение их особенно целесообразно на подстанциях, где имеются ус­тановки для производства сжатого воздуха.

Рис. 3.14.Пневматический привод типа ПВ-20У2

На рис. 3.14 показан пневматический привод типа ПВ-20У2, предназначенный для управления разъединителя­ми на 35 и 110 кВ. Привод состоит из исполнительного блока БИ (собст­венно пневматического привода) и бло­ка управления БУ. Сжатый воздух подается в исполнительный блок по трубкам 5. Управление исполнительным блоком производится нажатием кно­пок 1, 2 БУ с надписями 4 ВКЛ. и ОТКЛ. Контроль за исполнением при­водом операции осуществляется через смотровое окно 3 по механическому указателю. Сигнализация о завершении операции разъединителями передается по трубкам 6 сжатым воздухом, кото­рый поступает в привод вспомогатель­ных контактов и переключает их. Этот же привод перемещает и механи­ческий указатель положения.

Привод работает при номинальном давлении сжатого воздуха 2 МПа.

В электрическую схему блока уп­равления помимо кнопок входят электромагниты включения и отключения, воздействующие на открытие пусковых клапанов, вспомогательные контактные пары, срабатывающие в конце хода включения и отключения разъедините­лей. Имеется механическая блокировка подхвата командного импульса, кото­рая обеспечивает завершение начатой операции в случае, если кнопка ВКЛ. или ОТКЛ. по какой-либо причине будет отпущена ранее окончания опе­рации.

В шкафу блока управления установ­лен подогреватель, который включается при температуре наружного возду­ха ниже 5 °С.

В отличие от электродвигательных приводов в пневматических приводах не предусмотрены механизмы ручного управления разъединителями.

Отделители по конструк­ции токоведущих частей не отличают­ся от разъединителей. Их контактная система не приспособлена для опера­ций под рабочим током нагрузки. Основное назначение — быстрое от­соединение поврежденного участка электрической сети в бестоковую пау­зу. Допускаются также операции от­ключения и включения намагничивающих токов и зарядных токов. Для управления отделителями промыш­ленностью выпускаются полуавто­матические приводы ПРО-1У1. С помо­щью привода возможно отключение отделителей от устройства релейной защиты, дистанционно или с места ус­тановки, а также включение отделите­лей вручную. Ручное включение про­изводится съемной рукояткой, для чего необходимо сделать 35-40 оборотов за 50—60 с. При ручном включении от­делителей одновременно заводятся и встроенные пружины. Запасаемая в них энергия используется затем для отклю­чения отделителей. Процесс отключения длится не более 0,5 с.

В приводе ПРО-1У1 имеются два электромагнита отключения. Один из них, получающий питание от независи­мого источника тока, служит для оперативного отключения отделителей от ключа управления, второй, питаемый от батареи конденсаторов емкостью 40 мкФ, — для отключения релейной защитой при КЗ в момент так называе­мой "бестоковой паузы". При отключе­нии отделителей электромагниты воз­действуют на механизм свободного расцепления привода.

При автоматизации подстанций от­делители используются не только для отключения электрических цепей, но также и для переключения подстанций на резервный источник питания. Пере­ключение производится в бестоковую паузу, когда прохождение тока КЗ прервано отключением соответствую­щих выключателей. Для автоматичес­кого включения отделители заводско­го изготовления переделывают следую­щим образом. Обе колонки изоляторов вместе с ножами снимают, поворачи­вают у основания на 90° против нор­мального их вращения и в таком поло­жении крепят к раме. Привод и встро­енные пружины остаются в прежнем исполнении. В таком виде при разведе­нии ножей встроенные пружины отде­лителя будут заводиться, и действовать на включение при освобождении защел­ки привода.

Отделители применяются в основном на подстанциях без выключателей со стороны ВН.

На таких подстанциях кроме отделителей устанавливаются короткозамыкатели. Назначение короткозамыкателей состоит в том, чтобы при внутренних повреждениях силовых трансформаторов быстро создавать мощные искусственные КЗ на питающих линиях, отключаемых затем выключателями. После снятия напряжения с питающей линии поврежденный трансформатор отсоединяется отключением отделителя, а линия включается в работу действием АПВ.

Надежная работа установок обеспе­чивается четкой последовательностью действий устройств релейной защиты, автоматики, коммутационных аппаратов, а также устройств блокировки между отделителями и короткозамыкателями по цепям управления.

В сетях 110-220 кВ короткозамыкатели выполняются однополюсными. Конструктивно коротко замыкатель ти­па КЗ-110 состоит из стержневого изолятора (в сетях 220 кВ - из двух стержневых изоляторов, поставленных один на другой) с расположенным на нем неподвижным контактом. Подвиж­ный нож изоляционной тягой соеди­няется с пружинным приводом типа ПРК-1У1, встроенным в шкаф. При­вод служит для завода включающих пружин короткозамыкателя, удержа­ния ножа в отключенном положении и для ручного отключения включившегося ножа. Конструктивно привод ПРК-1У1 подобен приводу ПРО-1У1, за исключением релейной части. В при­воде ПРК-1У1 встроен электромагнит включения и три реле максимального тока типа РТМ.

В отключенном положении коротко­замыкателя пружины привода заведены, и он готов к действию. Для включе­ния короткозамыкателя защита поврежденного трансформатора подает оперативный ток на электромагнит включения, боек которого через си­стему рычагов воздействует на защел­ку, и нож включается. Время от момен­та подачи команды на электромагнит включения до полного замыкания кон­тактов короткозамыкателя не превы­шает 0,35 с.

4. Порядок выполнения работы

1. Рассмотреть каждый вид разъединителей, отделителей, короткозамыкателей и определить достоинства и недостатки.

2. Рассмотреть принцип действия приводов разъединителей, отделителей и короткозамыкателей.

Выводы

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что такое разъединители.

2. Требования, предъявляемые к разъединителям с точки зрения оперативного обслуживания.

3. Какие приводы существуют у разъединителей.

4. Отделители. Определение. Принцип работы.

5. Короткозамыкатели. Определение, принцип работы.

6. Коммутационна способность разъединителей и отделителей.

Лабораторная работа № 11