4.2. Характеристики элегаза и его смесей применительно к использованию в дугогасительных устройствах 98

4.3. Динамические характеристики элегазовых дугогасительных устройств 105

5. Масляные и маломасляные выключатели высокого напряжения 108

5.1. Номинальные параметры масляных и маломасляных выключателей высокого напряжения 108

5.2. Характеристики масел применительно к использованию в дугогасительных устройствах 114

5.3. Динамичесие характеристики масляных и маломасляных дугогасительных устройств 116

6. Вакуумные выключатели высокого напряжения 122

6.1. Номинальные параметры вакуумных выключателей высокого напряжения 122

6.2. Характеристики вакуумных дугогасительных устройств 126

6.3. Контактные системы вакуумных дугогасительных устройств 132

Библиографический список 135

Приложения 137

Приложение 1. Нормированные характеристики переходного восстанавливающегося напряжения для выключателей высокого напряжения 137

Приложение 2. Восстановление напряжения на контактах дугогасительного устройства 142

Приложение 3. Координация внешней и внутренней изоляции выключателей высокого напряжения 145

Приложение 4. Апериодическая составляющая тока короткого замыкания 148

Приложение 5. Характеристики идеальных сплошных сред 151

Приложение 6. Термогазодинамические процессы в элементах газовых дугогасительных устройств выключателей высокого напряжения 157

Приложение 7. Характеристики элегазовых выключателей высокого напряжения 168

Приложение 8. Нестационарные процессы в масляных и маломасляных дугогасительных устройствах 171

Список использованных сокращений

ВВ - выключатель переменного высокого напряжения;

ДУ - дугогасительное устройство выключателя высокого напряжения;

ВМ - масляный выключатель высокого напряжения;

ВММ - маломасляный выключатель высокого напряжения;

ВОВ - воздушный выключатель высокого напряжения;

ВАВ- вакуумный выключатель высокого напряжения;

ВЭ - элегазовый выключатель высокого напряжения;

ВГ - генераторный выключатель высокого напряжения;

ОРУ - открытое комплектное распределительное устройство;

ЗРУ - закрытое комплектное распределительное устройство;

КРУЭ - герметичное элегазовое комплектное распределительное устройство;

О - операция «отключение»;

В - операция «включение»;

ОВ - цикл операций «отключение – включение»;

ВО - цикл операций «включение – отключение»;

КЗ - короткое замыкание;

НКЗ - неудаленное короткое замыкание;

АПВ - автоматическое повторное включение;

ПВН - переходное восстанавливающееся напряжение.

Введение

Современный уровень развития электроэнергетики предъявляет все более высокие требования к надежности и ресурсу электроэнергетического оборудования и, прежде всего, к выключателям переменного высокого напряжения (ВВ).

ВВ предназначены для коммутации электрических сетей в нормальных и аварийных режимах и используются для формирования схем выдачи мощности от электростанций к потребителю, ее передачи на расстояние и управления энергетическими системами. Исследования, разработки и внедрение в эксплуатацию ВВ как силового коммутационного оборудования началось с масляных и маломасляных выключателей (1920-1950-е гг.) далее в эксплуатации появились более совершенные воздушные выключатели (1940-1960-е гг.), затем - вакуумные выключатели и элегазовые выключатели.

Постоянный рост мощностей энергосистем и отдельных электроэнергетических установок вызывает необходимость постоянного развития и совершенствования ВВ.

Отдаленность сырьевых источников России от промышленно развитых районов страны, технико-экономические критерии развития электроэнергетики, передачи и распределения мощностей диктуют необходимость повышения передаваемой мощности линий электропередач, что требует увеличения номинального напряжения, номинального тока и номинального тока отключения для ВВ, повышения их надежности, ресурса (коммутационного и механического), постоянного совершенствования элементной базы ВВ.

Эксплуатационная надежность ВВ определяется не только техническим совершенством их конструкции и уровнем технологии, но и их рациональным выбором в соответствии с условиями эксплуатации, своевременным и качественным профилактическим обслуживанием в процессе работы.

Проблема эксплуатации ВВ обширна и многогранна. В энергосистемах России работают, например, ВВ 1940-х годов и современные ВВ последних поколений известных отечественных и зарубежных фирм.

Каждый ВВ имеет технические (номинальные) параметры (характеристики), инструкцию по монтажу и эксплуатации, поэтому, только их перечень занял бы не один том. Имеются и многочисленные официальные документы, например, ГОСТы России, рекомендации МЭК, а также инструкции по планированию технического обслуживания и ремонтов, приемки и допуска в эксплуатацию новых и модернизированных ВВ.

Из многочисленных видов коммутационного оборудования (выключатели, выключатели нагрузки, разъединители, заземлители и т.д.) в пособии рассмотрены ВВ как наиболее сложные и дорогостоящие коммутационные аппараты открытых и закрытых распределительных устройств (ОРУ и ЗРУ) и элегазовых комплектных распределительных устройств (КРУЭ).

Основной системой любого ВВ является дугогасительное устройство (ДУ), где происходит непосредственно механические операции размыкания и замыкания: выполнение операций «отключение» (О) и «включение» (В) токоведущих элементов электроэнергетических систем посредством отключения и включения контактов как главных, так и дугогасительных. ДУ обеспечивает ограничение распространения дуги отключения и времени ее горения, выполнение циклов автоматического повторного включения (АПВ). Непосредственно в ДУ происходит переходный процесс взаимодействия электроэнергетической системы с ВВ при коммутации, который и определяет надежность ВВ при эксплуатации в точке электроэнергосистемы, где он установлен.

Поэтому основное внимание в пособии (часть I) уделено анализу основных характеристик дугогасительных устройств, методам и средствам обеспечения повышения номинальных параметров ДУ, отключающей способности ДУ, механического и коммутационного ресурсов, базовым принципам совершенствования ДУ.

Автор будет благодарен за отзывы на учебное пособие, которые направлять по адресу: 195251, г. Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29. Санкт-Петербургский политехнический университет, кафедра «Электрических и электронных аппаратов».