Оценка технических условий вакуумных выключателей
Маломасляные выключатели выпускаются отечественными предприятиями серии ВМП (выключатель масляный подвесной) с встроенным пружинным или электромагнитным приводом (разновидности ВМПП и ВМПЭ).
В сетях применяют выключатели с малым объемом масла ВПМ-10, ВПМП-10, ВМП-10, ВМП-10К, ВМП-10П, ВМПП-10.
В маломасляном выключателе отсутствует большой металлический бак. Дугогасительное устройство располагается либо в бачке из изоляционного материала (выключатели серий ВМП, ВМК), либо в металлических бачках небольшого диаметра (выключатели серии МГ).
Принцип работы маломасляного выключателя основан на гашении дуги, возникающей при размыкании контактов, потоком газомасляной смеси, образующейся в результате интенсивного разложения трансформаторного масла под действием высокой температуры дуги. Этот поток получает определенное направление в дугогасительном устройстве, размещенном в зоне горения дуги.
Камера собирается из пластин фибры, гетинакса и электроизоляционного картона и стягивается изоляционными шпильками. Камера имеет три щели для гашения дуги.
Дутьевой канал идет сначала горизонтально, а потом вертикально. Для ограничения давления при больших токах и создания необходимого давления вблизи нулевого значения тока камера имеет воздушный буфер. Давление достигает наибольшего значения вблизи максимума тока. Под действием этого давления масло сжимает воздух в буфере. Около нуля тока мощность в дуге и давление резко спадают. Энергия, накопленная в сжатом воздухе буфера, позволяет создать в камере дутье, необходимое для гашения дуги.
Следует отметить, что в дугогасительных устройствах с автодутьем подъем давления, необходимого для гашения дуги, создается за счет энергии, выделяемой электрической дугой. Поэтому большие токи (примерно от 3 кА до номинального тока отключения) отключаются при малой длине дуги и малом времени ее горения благодаря тому, что энергия, выделяемая дугой, велика. Время горения дуги уменьшается с ростом тока и при номинальном токе отключения составляет 0,01...0,02 с. При малых токах (600...2000 А) энергия, выделяемая дугой, резко уменьшается, длина дуги, при которой она гаснет, увеличивается, длительность горения дуги возрастает до 0,05...0,08 с. Иногда ток в несколько десятков килоампер выключатель отключает легко за 0,01...0,02 с, а ток 600...2000 А индуктивного характера отключить не может. Поэтому при испытаниях обязательно проверяется работа при этих критических токах.
Основные недостатки маломасляных выключателей: взрыво- и пожароопасность; необходимость периодического контроля состояния и уровня масла в баке и вводах; большой объем масла, что обусловливает большие затраты времени на его замену, необходимость больших запасов масла; непригодность для установки внутри помещений; непригодность для выполнения быстродействующего АПВ; большие затраты металла, большая масса, неудобство перевозки, монтажа и наладки.
Указанные недостатки маломасляных выключателей привели к тому, что на вновь сооружаемых объектах на РУ-10(6) кВ они не применяются, а при реконструкции они заменяются на вакуумные.
В данной работе предусматривается замена маломасляных выключателей ВМП (и ВМПЭ) на выключатели компании «Таврида Электрик Россия» BB/TEL серии Shell (рисунок 4.1).
Вакуумный выключатель ВВ/TEL серии Shell, являющийся собственной разработкой компании, воплотил в себе самые передовые технологии и создан для того, чтобы превосходить все самые смелые ожидания потребителей, благодаря своим техническим характеристиками, удобству эксплуатации, высокой эргономичности.
Рисунок 4.1 – Выключатель ВВ/TEL серии Shell
Выключатель Shell применяется как для замены физически и морально устаревших масляных выключателей, так и при новом строительстве в составе комплектных распределительных устройствах 6-10 кВ с номинальными токами до 2000А и номинальными токами отключения до 31,5 кА.
Вакуумный выключатель ВВ/TEL состоит из коммутационного модуля серии ISM15_Shell_1 или ISM15_Shell_2, а также блоков управления серий БУ/TEL-12А или БУ/TEL-21.
«Сердцем» ВВ/TEL является вакуумная дугогасительная камера четвертого поколения. Собственные передовые разработки «Таврида Электрик» позволяют гарантировать высокий коммутационный и механический ресурс, высокую надежность и беспроблемную эксплуатацию коммутационных аппаратов.
Применение ВВ/TEL позволяет избежать затрат на поддержание его работоспособности, так как на протяжении всего срока службы выключатель не требуется проведения средних и капитальных ремонтов.
Возможность применения единого исполнения выключателя BB/TEL во всех существующих диапазонах и на всех типах напряжений оперативного питания позволяет применить аппарат без ущерба его техническим и эксплуатационным характеристикам и не формировать при этом широкую номенклатуру ЗИП или полностью от них отказаться.
Дополнительные клеммные разъемы на блоках управления выключателя ВВ/TEL дают возможность полного повторения схем РЗиА, построенных на электромеханической элементной базе без изменения или переработки их топологии, что значительно сокращает время монтажа и эксплуатационные расходы.
Конструкция выключателя ВВ/TEL серии Shell позволяет с легкостью применять его с любым типом релейных защит при проектировании, модернизации либо новом строительстве. Передача сигналов от выключателя через блок управления может быть организована любым способом, в том числе и дистанционно с помощью систем телемеханики.
Блоки управления БУ/TEL позволяют существенно сократить энергопотребление по цепи оперативного питания, так как практически не потребляют мощности из сети при включении и полностью не потребляют её при отключении выключателя, обеспечивая при этом стабильно минимальное время на коммутационную операцию, а так же передачу информации в схему РЗиА. Даже в отсутствии оперативного питания блоки управления серии TEL сохраняют возможность оперативного отключения или его включения с использование блока механического включения БМВ/TEL.
Рисунок 4.2 – Блок упрвления выключателем БУ/TEL
Данный выключатель является самым компактным выключателем в своем классе. Минимальные габариты выключателя Shell дают возможность адаптации аппарата в любое существующее КРУ или КСО среднего напряжения, и сделать распределительное устройство легче и дешевле. Эксплуатирующие организации с его помощью получили возможность продлить сроки службы существующих распределительных устройств с высоким экономическим эффектом, а конструктора оценили перспективность применения Shell в КРУ и КСО нового поколения.
Выключатели серии Shell надежно работают в любых условиях. Тяговые изоляторы лабиринтного типа выключателя Shell нового поколения отличаются меньшими (на 30%) по сравнению с традиционными размерами изоляторов, а также высокой стойкостью на разрыв. Они полностью защищают внутренние элементы конструкции аппарата от загрязнений в виде пыли и капель влаги и не допускают возникновения пробоя по поверхности даже при напряжении свыше 60 кВ. Опорная изоляция выключателя Shell, выполненная из термореактивного композита, обладающего высокой трекинго - и термостойкостью. Она защищает выключатель от механических повреждений, выполняет роль несущей конструкции, а также осуществляет дополнительную направленную вентиляцию каждого полюса.
Никогда еще «ошиновка» выключателя не была такой простой и удобной. Терминалы выключателя ВВ/TEL серии Shell с закладными деталями, устанавливаемыми в заводских условиях, обеспечивает свободу выбора места установки шин без потери качества соединения. Высота терминалов выключателя Shell увеличена, и расстояния между шинами одной фазы теперь могут варьироваться от 280 до 310 мм.
Каждый терминал имеет серебряное напыление, что значительно снижает переходное сопротивление контактного соединения и увеличивает его пропускную способность.
Особая геометрия терминалов выключателя обеспечивает эффективный отвод тепла от контактных поверхностей за счет естественной конвекции. Это обеспечивает работоспособность аппарата даже в самых неблагоприятных температурных условиях.
Для удобства эксплуатации все выключатели ВВ/TEL серии Shell имеют гибкий выносной указатель положения главных цепей аппарата, который жестко связан с валом выключателя и может устанавливаться в любом удобном месте для визуального контроля состояния цепи.