Трансформаторная подстанция

районные, главные понизительные и местные;

внутренней и наружной установки,

Распределительные устройства

Силовые трансформаторы

Устройства автоматического управления и защиты

Автотрансформаторы

Аккумуляторные

Распределительные устройства до 1000в

коммутационные аппараты (рубильники, автоматические выключатели, контакторы) щит управления, измерительные приборы и аппаратура защиты от перегрузок

Распределительные устройства свыше 1000в

выключатели, разъединители, отделители, короткозамыкатели) и аппараты защиты от перенапряжения (разрядники), сборные соединительные шины, вспомогательные устройства, устройства защиты, автоматики и измерительные приборы

Рис. 1. Состав трансформаторных подстанций.

Кроме того, к П. э. относят вспомогательные установки и сооружения (аккумуляторные батареи для питания систем управления, ремонтные мастерские, помещения для ревизии основных агрегатов, установки для сушки и регенерации трансформаторного масла). В состав П. э. могут входить также устройства для повышения коэффициента мощности (статические конденсаторы или синхронные компенсаторы). П. э., подключаемые к протяжённым высоковольтным линиям электропередачи, оборудуют установками диспетчерской высокочастотной связи, осуществляемой по проводам линии электропередачи.

Местоположение Т. п. определяется её назначением и характером нагрузок. Т. п. с вторичным напряжением 6, 10, 35 и 110 кв размещают, как правило, в центре территории, на которой находятся потребители электроэнергии, что сокращает потери электроэнергии при её передаче и расход материалов при устройстве электросетей. При размещении цеховых Т. п. учитываются конфигурация производственных помещений, расположение технологического оборудования, условия окружающей среды, требования пожарной безопасности и др. Оборудование Т. п. может размещаться на открытой площадке (рис. 2) либо в закрытом помещении (например, в отдельном здании).

Оборудование П. э. может размещаться на открытой площадке (см. Открытая установка) либо в помещении или в отдельном здании. Небольшая П. э., оборудование которой устанавливается на деревянных, железобетонных или металлических опорах, называется мачтовой или столбовой. Перспективно применение компактных П. э. закрытого типа на напряжение до 500 кв и более, у которых для изоляции, например, проводов и шин, а также в высоковольтных выключателях используется сжатый элегаз (SF₆). Подобные П. э. особенно удобны в условиях больших городов, где нет свободных территорий и недопустимы открытые высоковольтные установки обычного типа.

Распределительное устройство - электроустановка:

- служащая для приема и распределения электроэнергии;

- содержащая высоковольтные коммутационные аппараты (свыше 1000 в) (выключатели, разъединители, отделители, короткозамыкатели) и аппараты защиты от перенапряжения (разрядники), сборные соединительные шины, вспомогательные устройства, а также устройства защиты, автоматики и измерительные приборы

распределительное устройство, содержащее низковольтные (до 1000 в) коммутационные аппараты (рубильники, автоматические выключатели, контакторы) для включения и отключения электрических сетей, отходящих к потребителям электрической энергии; щит управления, на котором размещается аппаратура ручного или автоматического управления агрегатами и коммутационными аппаратами, а также измерительные приборы и аппаратура защиты от перегрузок, коротких замыканий, чрезмерного понижения напряжения.

Коммутационный аппарат – электрический аппарат, предназначенный для коммутации электрической цепи и снятия напряжения с части электроустановки (выключатель, выключатель нагрузки, отделитель, разъединитель, автомат, рубильник, пакетный выключатель, предохранитель).

Разъединитель – контактный коммутационный аппарат высокого напряжения, предназначенный для включения под напряжение и отключения участков электрических цепей без тока нагрузки [1].

Разъединители обеспечивают видимый разомкнутый промежуток между подвижным и неподвижным контактами, оставшимися под напряжением, и аппаратами, выведенными в ремонт. Помимо этого основного назначения, разъединители используют также:

• для отключения и включения ненагруженных силовых трансформаторов небольшой мощности, воздушных и кабельных линий при строго установленных условиях;

• для переключения присоединений РУ с одной системы сборных шин на другую;

• для заземления отключенных и изолированных участков системы с помощью вспомогательных ножей, предусмотренных для этих целей.

Конструктивное различие между отдельными типами разъединителей состоит, прежде всего, в характере движения подвижного контакта (ножа). Разъединители 6 и 10 кВ бывают вертикально-поворотного (врубного), а также горизонтально-поворотного типов с вращением ножа в плоскости, соответственно, параллельной или перпендикулярной осям изоляторов, поддерживающих данный полюс.

Тип разъединителя обозначается тремя-четырьмя буквами и набором цифр, иногда вперемешку с буквами. Буквенные обозначения: Р – разъединитель; В – внутренняя установка или вертикальное исполнение (только в типе РНВ-750); Н – наружная установка; О – однополюсное исполнение; Ф – фигурное исполнение; Д – двухколонковая конструкция; П – подвесное исполнение или рычажная подача для уменьшения момента на валу привода; З – заземляющий нож; Л – линейный контакт.

Для исключения ошибочных операций с разъединителями подвижные части главных и заземляющих ножей должны быть сблокированы (как правило, механически) так, чтобы при включенных главных ножах невозможно было включение заземляющих, а при включенных заземляющих ножах было бы невозможно включение главных ножей. Разъединитель может изготавливаться без механической блокировки, если такая блокировка осуществлена в предназначенном ему приводе. Если оперирование главными и заземляющими ножами осуществляется с помощью индивидуальных приводов, то вместо механической блокировки может быть применена электрическая.

Механическая стойкость разъединителя в целом и его отдельных звеньев определяется числом операций, которое он может выдержать без повреждений, препятствующих его дальнейшей исправной работе.

Контроль за положением ножей разъединителей осуществляется посредством контактов вспомогательной цепи, которые обычно встраиваются в привод. В однополюсных разъединителях, управление которыми осуществляется посредством оперативной штанги, контакты вспомогательной цепи устанавливаются на раме разъединителя и соединяются с ножом изоляционной тягой. Отставание ножей отдельных полюсов друг от друга в разъединителях до 35 кВ с полюсами, размещенными на общей раме, при включении не должно превышать 3 мм. Для других конструкций разъединителей отставание подвижных контактов при включении не нормируется. На раме (цоколе) разъединителя должен быть отдельный болт заземления диаметром не менее 8 мм для разъединителей внутренней установки, и не менее 10 мм – наружной установки. Вокруг болта предусматривается ровная площадка, размеры которой должны быть достаточны для присоединения шины шириной не менее 25 мм. Возле площадки наносится надпись «Земля» или знак заземления.

Поскольку разъединители не предназначены для разрыва цепей, по которым проходит рабочий, а тем более аварийный ток, они не имеют приспособлений для гашения дуги. Согласно ПУЭ разъединителями с механическим приводом в сетях до 10 кВ допускается отключать и включать токи замыкания на землю до 30 А, уравнительный ток до 70 А и намагничивающий ток трансформаторов мощностью до 750 кВ×А. Для внутренних установок разъединители могут быть однополюсными (РВО) и трехполюсными (РВ, РВК, РВРЗ, РВФ).

Насколько прост принцип действия разъединителей, настолько высокие требования предъявляются к их эксплуатационной надежности. Это объясняется многочисленностью этих аппаратов в каждой установке высокого напряжения и важным местом, занимаемым ими в электрической схеме станций и подстанций. По меньшей мере, две трети всех разъединителей подключены к сборным шинам и к воздушным или кабельным линиям, отходящим от подстанции. Поэтому надежность работы всей установки прямо зависит от надежности работы разъединителей.

Главными причинами ненадежной работы разъединителей являются: недостаточная динамическая и термическая стойкость, непригодность разъединителей внутренней установки для работы на открытом воздухе, а также для отключения цепей, находящихся под нагрузкой...

Устройство разъединителей

Основными узлами разъединителя являются (рисунки 1-4):

• Рама Р, на которой собраны все остальные узлы разъединителя.

• Изоляторы (опорные ОИ или проходные ПИ), неподвижно закрепленные на раме; изоляторы поворотные ПвИ, поворачивающиеся вокруг своей оси при включении и отключении разъединителя на тот или иной угол и устанавливаемые на подпятниках Пд.

• Контактная система, состоящая из:

  • одного или двух неподвижных контактов НК;

  • подвижного контакта ПК, называемого ножом Н разъединителя;

  • устройства для передачи тока с подвижного контакта ПК (или ножа Н) на неподвижный контакт НК, которое представляет собой один из видов скользящих контактов или же гибкую связь ГС;

  • рычажного механизма РМ с изоляционной тягой ИТ, посредством которого осуществляется перемещение подвижного контакта (ножа Н) при включении и отключении разъединителя;

  • ножей заземления НЗ и контактов НКЗ, в которые врубаются ножи заземления; контакты НКЗ крепятся либо на неподвижных контактах НК либо на ножах Н основной контактной системы.

Подводящие шины (провода) присоединяются либо к выводным концам ВК, которые являются самостоятельными деталями, или же объединены с неподвижными контактами. Разъединитель может не иметь ножей заземления НЗ, иметь ножи заземления с одной стороны или же с двух сторон. Ножи заземления механически сблокированы с ножами Н основной контактной системы таким образом, чтобы при включенных ножах Н нельзя было включить ножи заземления и наоборот. Повышение механической прочности опорных изоляторов достигается установкой параллельно двух изоляторов.

Высоковольтный выключатель — коммутационный аппарат, предназначенный для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме, в нормальных или аварийных режимах, при ручном или автоматическом управлении.

Классификация высоковольтных выключателей

По способу гашения дуги:

• Элегазовые выключатели (баковые и колонковые);

• Вакуумные выключатели;

• Масляные выключатели (баковые и маломасляные);

• Воздушные выключатели.

По назначению:

• Сетевые выключатели на напряжения от 6 кВ и выше, применяемые в электрических цепях (кроме цепей электрических машин и электротермических установок) и предназначенные для пропускания и коммутирования тока в нормальных условиях работы цепи, а также для пропускания в течение заданного времени и коммутирования тока в заданных ненормальных условиях, таких как условия короткого замыкания

• Генераторные выключатели на напряжения от 6 до 20 кВ, применяемые в цепях электрических машин (генераторов, синхронных компенсаторов, мощных электродвигателей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в пусковых режимах и при коротких замыканиях.

• Выключатели на напряжение от 6 до 220 кВ для электротермических установок, применяемые в цепях крупных электротермических установок (например, сталеплавильных, руднотермических и других печей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в различных эксплуатационных режимах и при коротких замыканиях.

• Выключатели специального назначения.

По виду установки

• Опорные, то есть имеющие основную изоляцию на землю опорного типа.

• Подвесные, то есть имеющие основную изоляцию на землю подвесного типа.

• Настенные, то есть укрепленные на стенах закрытых распредустройств.

• Выкатные, то есть имеющие приспособления для выкатки из ячеек распредустройств.

• Встраиваемые в комплектные распределительные устройства.

По категориям размещения и климатическому исполнению

• пять категорий размещения (вне и внутри помещений с различными условиями обогрева и вентиляции);

• шесть климатических исполнений (У, ХЛ, ТВ, ТС, Т и О) в зависи-мости от географического места установки.

Параметры:

В соответствии с ГОСТ Р 52565-2006 выключатели характеризуются следующими параметрами:

• номинальное напряжение Uном (напряжение сети, в которой работает выключатель);

• номинальный ток Iном (ток через включённый выключатель, при котором он может работать длительное время);

• номинальный ток отключения Iо.ном — наибольший ток короткого замыкания (действующее значение), который выключатель способен отключить при напряжении, равном наибольшему рабочему напряжению при заданных условиях восстанавливающегося напряжения и заданном цикле операций;

• Циклами включения – отключения;

• устойчивость при сквозных токах КЗ, которая характеризуется токами термической стойкости Iт и предельным сквозным током

• номинальный ток включения — ток КЗ, который выключатель с соответствующим приводом способен включить без приваривания контактов и других повреждений при Uном и заданном цикле.

• собственное время отключения — промежуток времени от момента подачи команды на отключение до момента начала расхождения дугогасительных контактов.

• параметры восстанавливающегося напряжения при номинальном токе отключения — скорость восстанавливающего напряжения, нормированная кривая, коэффициент превышения амплитуды и восстанавливающегося напряжения.

Требования, предъявляемые к выключателям, заключаются в следующем:

• 1) надежность в работе и безопасность для окружающих;

• 2) быстродействие – возможно малое время отключения;

• 3) удобство в обслуживании;

• 4) простота монтажа;

• 5) бесшумность работы;

• 6) сравнительно невысокая стоимость.

Применяемые в настоящее время выключатели отвечают перечисленным требованиям в большей или меньшей степени. Однако конструкторы выключателей стремятся к более полному соответствию характеристик выключателей выдвинутым выше требованиям.

Масляные выключатели

Различают масляные выключатели двух видов – баковые и маломасляные. Методы деионизации дугового промежутка в этих выключателях одинаковы. Различие заключается лишь в изоляции контактной системы от заземленного основания и в количестве масла.

Основные недостатки баковых выключателей: взрыво- и пожароопасность; необходимость периодического контроля за состоянием и уровнем масла в баке и вводах; большой объем, масла, что обусловливает большую затрату времени на его замену, необходимость больших запасов масла; непригодность для установки внутри помещений.

Маломасляные выключатели

Маломасляные выключатели (горшковые) получили широкое распространение в закрытых и открытых распределительных устройствах всех напряжений. Масло в этих выключателях в основном служит дугогасящей средой и только частично изоляцией между разомкнутыми контактами.

Изоляция токоведущих частей друг от друга и от заземленных конструкций осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими материалами. Контакты выключателей для внутренней установки находятся в стальном бачке (горшке), отсюда сохранилось название выключателей "горшковые".

Маломасляные выключатели напряжением 35 кВ и выше имеют фарфоровый корпус. Самое широкое применение получили выключатели 6-10 кВ подвесного типа (ВМГ-10, ВМП-10). В этих выключателях корпус крепится на фарфоровых изоляторах к общей раме для всех трех полюсов. В каждом полюсе предусмотрен один разрыв контактов и дугогасительная камера.

• 

Конструктивные схемы маломасляных выключателей 1 – подвижный контакт; 2 – дугогасительная камера; 3 – неподвиж-ный контакт; 4 – рабочие контакты

При больших номинальных токах обойтись одной парой контактов (которые выполняют роль рабочих и дугогасительных) трудно, поэтому предусматривают рабочие контакты снаружи выключателя, а дугогасительные – внутри металлического бачка. При больших отключаемых токах на каждый полюс имеется два дугогасительных разрыва. По такой схеме выполняются выключатели серий МГГ и МГ на напряжение до 20 кВ включительно. Массивные внешние рабочие контакты 4 позволяют рассчитать выключатель на большие номинальные токи (до 9500 А). При напряжениях 35 кВ и выше корпус выключателя выполняется фарфоровым, серия ВМК – выключатель маломасляный колонковый). В выключателях 35, 110 кВ предусмотрен один разрыв на полюс, при больших напряжениях – два разрыва и более.

Недостатки маломасляных выключателей: взрыво- и пожароопасность, хотя и значительно меньшая, чем у баковых выключателей; невозможность осуществления быстродействующего АПВ; необходимость периодического контроля, доливки, относительно частой замены масла в дугогасительных бачках; трудность установки встроенных трансформаторов тока; относительно малая отключающая способность.

Область применения маломасляных выключателей – закрытые распределительные устройства электростанций и подстанций 6, 10, 20, 35 и 110 кВ, комплектные распределительные устройства 6, 10 и 35 кВ и открытые распределительные устройства 35 и 110 кВ.

Воздушные выключатели

В воздушных выключателях гашение дуги происходит сжатым воздухом при давлении 2-4 МПа, а изоляция токоведущих частей и дугогасительного устройства осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими материалами. Конструктивные схемы воз-душных выключателей различны и зависят от их номинального напряжения, способа создания изоляционного промежутка между контактами в отключенном положении, способа подачи сжатого воздуха в дугогасительное устройство. В этих выключателях для гашения дуги используют сжатый воздух, который создаёт дутьё в продольном или поперечном направлении, охлаждает дугу, убирает продукты горения и быстро гасит её.

Для получения сжатого воздуха необходима компрессорная установка, а для его очистки и сушки необходимы специальные устройства.

К достоинствам воздушных выключателей относятся:

• Взрыво-пожаро безопасность

• Быстродействие (время выключения составляет 0,6 – 0,7 сек)

• Возможность создания унифицированных серий

• Пригодность для внутренней и наружной установки

К недостаткам относятся:

• Сложность конструкции

• Высокая стоимость

• Необходимость в комплексной установке

Основная часть тока во включенном положении выключателя проходит по главным контактам 4, расположенным открыто. При отключении выключателя главные контакты размыкаются первыми, после чего весь ток проходит по дугогасительным контактам, заключенным в камере 2. К моменту размыкания этих контактов в камеру подается сжатый воздух из резервуара 1, создается мощное дутье, гасящее дугу. Дутье может быть продольным или поперечным.

Необходимый изоляционный промежуток между контактами в отключенном положении создается в дугогасительной камере путем разведения контактов на достаточное расстояние. Выключатели, выполненные по конструктивной схеме с открытым отделителем, изготовляются для внутренней установки на напряжение 15 и 20 кВ и ток до 20000 А (серия ВВГ). В данном типе выключателей после отключения отделителя 5 прекращается подача сжатого воздуха в камеры и дугогасительные контакты замыкаются.

•  

Конструктивные схемы воздушных выключателей 1 – резервуар со сжатым воздухом; 2 – дугогасительная камера; 3 – шунтирующий резистор; 4 – главные контакты; 5 – отделитель; 6 – емкостный делитель напряжения на 110 кВ – два разрыва на фазу (г)

В выключателях напряжением 110 кВ и выше после гашения дуги размыкаются контакты отделителя 5 и камера отделителя остается заполненной сжатым воздухом на все время отключенного положения. При этом в дугогасительную камеру сжатый воздух не подается и контакты в ней замыкаются.

По данной конструктивной схеме созданы выключатели серии ВВ на напряжение до 500 кВ. Чем выше номинальное напряжение и чем больше отключаемая мощность, тем больше должно быть разрывов в дугогасительной камере и в отделителе.

По конструктивной схеме рис, г выполняются воздухонаполненные выключатели серии ВВБ. Напряжение модуля ВВБ 110 кВ при давлении сжатого воздуха в гасительной камере 2 МПа. Номинальное напряжение модуля выключателя серии ВВБК (крупномодульного) составляет 220 кВ, а давление воздуха в гасительной камере 4 МПа. Аналогичную конструктивную схему имеют выключатели серии ВНВ: модуль напряжением 220 кВ при давлении 4 МПа.

Для выключателей серии ВВБ количество дугогасительных камер (модулей) зависит от напряжения (110 кВ – одна; 220 кВ – две; 330 кВ – четыре; 500 кВ – шесть; 750 кВ – восемь), а для крупномодульных выключателей (ВВБК, ВНВ) количество модулей соответст-венно в два раза меньше.

Элегазовые выключатели

Элегаз (SF6 – шестифтористая сера) представляет собой инертный газ, плотность которого превышает плотность воздуха в 5 раз. Электрическая прочность элегаза в 2 – 3 раза выше прочности воздуха; при давлении 0,2 МПа электрическая прочность элегаза сравнима с прочностью масла.

Такие выключатели изготавливают на номиналное U – 35, 110 и выше кВ. контактная система таких выключателей состоит из подвижного и неподвижного контактов, со встроенными ферритовыми магнитами. Они помещаются внутри фарфорового герметического корпуса, заполненного элегазом (SF₆) под давлением.

Образовавшаяся дуга при разрыве контактов вращается за счёт взаимодействия тока дуги с магнитным полем ферромагнитов. При этом происходит интенсивное гашение дуги.

К положительным свойством можно отнести:

• Пожаро - и взрывобезопасность

• Быстрота действия

• Высокая отключающая способность

К недостаткам можно отнести:

• Высокая стоимость производства

Необходимость в дополнительных устройствах для получения элегаза

В элегазе при атмосферном давлении может быть погашена дуга с током, который в 100 раз превышает ток, отключаемый в воздухе при тех же условиях. Исключительная способность элегаза гасить дугу объясняется тем, что его молекулы улавливают электроны дугового столба и образуют относительно неподвижные отрицательные ионы. Потеря электронов делает дугу неустойчивой, и она легко гаснет. В струе элегаза, т. е. при газовом дутье, поглощение электронов из дугового столба происходит еще интенсивнее.

В элегазовых выключателях применяют автопневматические (автокомпрессионные) дугогасительные устройства, в которых газ в процессе отключения сжимается поршневым устройством и направляется в зону дуги. Элегазовый выключатель представляет собой замкнутую систему без выброса газа наружу.

В настоящее время элегазовые выключатели применяются на всех классах напряжений (6-750 кВ) при давлении 0,15 – 0,6 МПа. Повышенное давление применяется для выключателей более высоких классов напряжения. Хорошо зарекомендовали элегазовые выключа-тели следующих зарубежных фирм: ALSTOM; SIEMENS; Merlin Gerin и др. Освоен выпуск современных элегазовых выключателей ПО "Уралэлектротяжмаш": баковые выключатели серии ВЭБ, ВГБ и колонковые выключатели серии ВГТ, ВГУ.

Вакуумные выключатели

Электрическая прочность вакуума значительно выше прочности других сред, применяемых в выключателях. Объясняется это увеличением длины среднего свободного пробега электронов, атомов, ионов и молекул по мере уменьшения давления. В вакууме длина свободного пробега частиц превышает размеры вакуумной камеры.

Электрическая плотность вакуумного промежутка во много раз больше чем воздушного. Это свойство используется в вакуумных дугогасительных камерах, которые являются основным элементом вакуумного выключателя.

К положительным свойством можно отнести:

• Пожаро - и взрывобезопасность.

• Простота конструкции

• Высокая надёжность

• Быстрое восстановление при разрыве дуги, высокая коммутационная износостойкость

• Быстродействие

• Отсутствие шума при операциях и загрязнения окружающей среды

• Большой срок службы при большом числе отключения

• Малые эксплутационные расходы

• Возможность создания малогабаритных КРУ

К недостаткам можно отнести:

• Сравнительно небольшие номинальные токи и токи отключения

• Возможность коммутационных перенапряжений

• Дороговизна изготовления вакуумных выключателей.

Процесс восстановления электрической прочности промежутка между контактами при отключении тока протекает в вакууме значительно быстрее, чем в газах. Уровень вакуума (остаточное давление газов) в современных промышленных дугогасительных камерах обычно составляет Па. В соответствии с теорией электропрочности газов, необходимые изоляционные качества вакуумного промежутка достигаются и при меньших уровнях вакуума (порядка Па), однако для современного уровня вакуумных технологий, создание и поддержание в течение времени жизни вакуумной камеры уровня Па не составляет проблемы. Это обеспечивает вакуумным камерам запасы электропрочности на весь срок эксплуатации (20-30 лет).

Типовая конструкция вакуумной дугогасительной камеры приведена на рисунке.

Конструктивная схема вакуумной дугогасительной камеры

Конструкция вакуумной камеры состоит из пары контактов (4; 5), один из которых является подвижным (5), заключенных в ваккумноплотную оболочку, спаянную из керамических или стеклянных изоляторов (3; 7), верхней и нижней металлических крышек (2; 8) и металлического экрана (6). Перемещение подвижного контакта относительно неподвижного обеспечивается путем применения сильфона (9). Выводы камеры (1; 10) служат для подключения ее к главной токоведущей цепи выключателя.

Надо отметить, что для изготовления оболочки вакуумной камеры применяются только специальные вакуумноплотные, очищенные от растворенных газов металлы – медь и специальные сплавы, а также специальная керамика. Контакты вакуумной камеры изготавливаются из металлокерамической композиции (как правило, это медь-хром в соотношении 50 %-50 % или 70 %-30 %), обеспечивающей высокую отключающую способность, износостойкость и препятствующей возникновению точек сваривания на поверхности контактов. Цилиндрические керамические изоляторы, совместно с вакуумным промежутком при разведенных контактах обеспечивают изоляцию между выводами камеры при отключенном положении выключателя.

Таврида-электрик выпустила новую конструкцию вакуумного выключателя с магнитной защелкой. В основу его конструкции заложен принцип соосности электромагнита привода и вакуумной дугогасительной камеры в каждом полюсе выключателя. Включение выключателя осуществляется в следующей последовательности.

В исходном состоянии контакты вакуумной дугогасительной камеры разомкнуты за счет воздействия на них отключающей пружины 7 через тяговый изолятор 5. При прикладывании напряжения положительной полярности к катушке 9 электромагнита, в зазоре магнитной системы нарастает магнитный поток.

В момент, когда сила тяги якоря, создаваемая магнитным потоком, превосходит усилие пружины отключения 7, якорь 11 электромагнита вместе с тяговым изолятором 5 и подвижным контактом 3 вакуумной камеры начинает движение вверх, сжимая пружину отключения. При этом в катушке возникает двигательная противо-ЭДС, которая препятствует дальнейшему нарастанию тока, и даже несколько уменьшает его.

В процессе движения якорь набирает скорость около 1 м/с, что позволяет избежать предпробоев при включении и исключить дребезг контактов ВДК. При замыкании контактов вакуумной камеры, в магнитной системе остается зазор дополнительного поджатия равный 2 мм. Скорость движения якоря резко падает, так как ему приходится преодолевать еще и усилие пружины дополнительного контактного поджатия 6. Однако под воздействием усилия, создаваемого магнитным потоком и инерцией, якорь 11 продолжает двигаться вверх, сжимая пружину отключения 7 и пружину 6 дополнительного контактного поджатия.

В момент замыкания магнитной системы якорь соприкасается с верхней крышкой привода 8 и останавливается. После окончания процесса включения ток катушки привода отключается. Выключатель остается во включенном положении за счет остаточной индукции, создаваемой кольцевым постоянным магнитом 10, который удерживает якорь 11 в притянутом к верхней крышке 8 положении без дополнительной токовой подпитки.

Для отключения выключателя необходимо приложить к выводам катушки напряжение отрицательной полярности.

В настоящее время вакуумные выключатели стали доминирующими аппаратами для электрических сетей с напряжением 6-36 кВ. Так, доля вакуумных выключателей в общем количестве выпускаемых аппаратов в Европе и США достигает 70 %, в Японии – 100 %. В России в последние годы эта доля имеет постоянную тенденцию к росту, и в 1997 году превысила 50 %-ю отметку. Основными преимуществами ВВ (по сравнению с масляными и газовыми выключателями), определяющими рост их доли на рынке, являются:

• – более высокая надежность;

• – меньшие затраты на обслуживание.

Разрядник вентильный,

разрядник, предназначенный для защиты электрооборудования сетей переменного тока от различных перенапряжений; представляет собой ряд искровых промежутков (ИП), последовательно с которыми включены нелинейные сопротивления (т. е. сопротивления, величина которых зависит от напряжения). Для выравнивания напряжения вдоль ИП параллельно последним включают шунтирующие сопротивления. ИП, нелинейные и шунтирующие сопротивления размещают в герметизированных фарфоровых изоляторах, что исключает влияние атмосферных условий на характеристики разрядника. Р. в. обеспечивают стабильность напряжения пробоя, вольт-секундную характеристику, согласующуюся с вольт-секундными характеристиками защищаемой изоляции, и гашение дуги сопровождающего тока. Когда нарастающее перенапряжение достигает величины пробивного напряжения разрядника, ИП пробиваются и ток волны перенапряжения начинает протекать на землю через нелинейные сопротивления; при этом напряжение на разряднике (т. н. остающееся напряжение) определяется падением напряжения на этих сопротивлениях, которое ниже пробивного. Им и ограничивается амплитуда воздействующего на изоляцию напряжения. После пробоя ИП через разрядник начинает протекать также ток промышленной частоты (50 гц) - сопровождающий ток, который при первом его переходе через нуль должен быть отключен путём гашения дуги в ИП. Чем ниже величина сопротивления разрядника, тем ниже напряжение на нём и тем лучше его защитное действие, но вместе с тем растет сопровождающий ток, что затрудняет его отключение. В магнитно-вентильном разряднике гашение дуги сопровождающего тока обеспечивается магнитным полем, которое накладывается на ИП ("магнитным дутьём"). Улучшение характеристик современных Р. в. достигается применением резисторов с большим коэффициентом нелинейности.

Измерительный трансформатор,

электрический трансформатор, на первичную обмотку которого воздействует измеряемый ток или напряжение, а вторичная, понижающая, включена на измерительные приборы и реле защиты. И. т. применяют главным образом в распределительных устройствах и в цепях переменного тока высокого напряжения для безопасных измерений силы тока, напряжения, мощности, энергии. На случай повреждения изоляции со стороны высокого напряжения один из зажимов вторичной обмотки заземляют. С помощью И. т. можно измерять различные значения электрических величин электроизмерительными приборами (вольтметром, амперметром, ваттметром), имеющими пределы до 100 в и 5 а. Различают И. т. напряжения (для включения вольтметров, частотомеров, параллельных цепей ваттметров, счётчиков, фазометров и реле напряжения) и И. т. тока (для включения амперметров, последовательных цепей ваттметров, счётчиков, фазометров и реле тока). Схемы включения И. т. в электрическую цепь показаны на рис. 1 и 2.

К зажимам первичной обмотки И. т. напряжения (рис. 1) подводится измеряемое напряжение U₁; обмотка W₁включается параллельно нагрузке. Вторичное напряжение U₂ с обмотки W₂подаётся на вольтметр или цепи напряжения измерительных приборов и реле защиты. Точность измерения характеризуется погрешностью в %, которая определяет точность передачи амплитуды измеряемого напряжения, и угловой погрешностью в градусах, равной углу между вектором первичного и повёрнутым на 180° вектором вторичного напряжения и определяющей точность передачи фазы. Большинство высоковольтных И. т. напряжения изготовляют секционированными с масляным наполнителем.

Первичная обмотка И. т. тока W₁ (рис. 2) включается последовательно в контролируемую электрическую цепь переменного тока I₁, а вторичная обмотка W₂ - в последовательную цепь амперметра или других измерительных приборов. Точность И. т. тока характеризуется выраженным в % отношением разности значений приведённого вторичного тока и действительного первичного тока к действительному значению первичного тока.

Для измерения мощности в цепи высокого напряжения с помощью ваттметра необходимы как И. т. тока, так и И. т. напряжения (рис. 3).

Д ля измерений в цепях постоянного тока большой силы или высокого напряжения применяют И. т. постоянного тока особой конструкции (рис. 4). Действие такого И. т. основано на насыщении сердечников из ферромагнетика при небольших напряжённостях магнитного поля, в результате чего среднее значение переменного тока во вспомогательной обмотке становится зависимым от измеряемого постоянного тока.

Трансформатор напряжения

,измерительный трансформатор электрический, предназначенный для преобразования высокого напряжения в низкое в цепях измерения и контроля. Применение Т. н. позволяет изолировать цепи вольтметров, частотометров, электрических счётчиков, устройств автоматического управления и контроля и т.д. от цепи высокого напряжения и создаёт возможность стандартизации номинального напряжения контрольно-измерительной аппаратуры (чаще всего его принимают равным 100 в). Т. н. подразделяются на трансформаторы переменного напряжения (обычно их называют просто Т. н.) и трансформаторы постоянного напряжения.

П ервичная обмотка (ПО) трансформатора переменного напряжения (см. рис. 1, а, б) состоит из большого числа (w₁) витков и подключается к цепи с измеряемым (контролируемым) напряжением U₁ параллельно. К зажимам вторичной обмотки (ВО) с числом витков w₂ (w₂ << w₁)подсоединяют измерительные приборы (или контрольные устройства). Так как внутреннее сопротивление последних относительно велико, Т. н. работает в условиях, близких к режиму холостого хода, что позволяет (пренебрегая потерями напряжения в обмотках) считать U₁ и U₂ приблизительно равными соответствующим эдс и пропорциональными w₁ и w₂, то есть U₁w₂ " U₂w₁. Зная отношение eq \f (w₁;w₂₎ (трансформации коэффициент), можно по результатам измерения низкого напряжения в ВО определять высокое первичное напряжение. Приближённый характер соотношения между U₁ и U₂ обусловливает наличие погрешности по напряжению и угловой погрешности найденной величины U₁. В компенсированных Т. н. производится компенсация этих погрешностей. Т. н. устанавливают главным образом в распределительных устройствах высокого напряжения. Их выпускают в однофазном и трёхфазном исполнении. Большинство Т. н. на напряжения свыше 6 кв - маслонаполненные. Т. н. на напряжения свыше 100 кв делают, как правило, каскадными. Лабораторные Т. н. - обычно многопредельные.

Заземление