Коммутационные аппараты выше 1 кВ

Таблица аналогий коммутационных аппаратов

Коммутационные аппараты
Напряжением выше 1 кВ	Напряжением до 1 кВ
Выключатель	Автоматический выключатель (автомат)
Выключатель нагрузки	Контактор, магнитный пускатель
Разъединитель	Рубильник

 Выключатель (см выше) — аппарат, предназначенный для ручного (дистанционно или с места установки аппарата) и автоматического включения и отключения токов нагрузочных режимов и КЗ. Возможность коммутации обеспечивается мощным дугогасительным устройством.

Выключатель нагрузки — выключатель, способный коммутировать токи нагрузочных режимов. Отличается от выключателя относительно слабым дугогасительным устройством.

Разъединитель — это коммутационный аппарат, предназначенный для отключения и включения электрической цепи без тока или с незначительным током

изолировать участок цепи на время ремонта электрооборудования и при необходимости заземлить. Разъединителем создается видимый разрыв между частями, оставшимися под напряжением, и аппаратами, выведенными в ремонт.

Отделители и короткозамыкатели

Отделитель — высоковольтный аппарат, предназначенный для автоматического отключения повреждённых участков цепи в бестоковую паузу АПВ, поскольку его конструкция не рассчитана на гашении электрической дуги. Устройство отделителя такое же как и разъединителя. Отличие от последнего в том, что отделитель в комбинации с короткозамыкателем создаёт систему отделитель — короткозамыкатель которая представляет альтернативу высоковольтному выключателю.

Короткозамыкатель – это коммутационный аппарат, предназначенный для создания искусственного КЗ в электрической цепи.

в совокупности с релейной защитой и электроавтоматикой предназначены для автоматического отключения поврежденного трансформатора в бестоковую паузу на подстанциях без выключателей.

Предохранители выше 1000 В В современных конструкциях в основном применяется гашение дуги в узких каналах при высоком давлении (предохранители с мелкозернистым наполнителем) и гашение дуги при помощи автогазового или жидкостного дутья, рис. 4.24. Предохранители серий ПК и ПКТ с мелкозернистым наполнителем (в виде кварцевого песка) состоят из герметичной фарфоровой трубки, армированной латунными контактными колпачками. Внутри трубки расположены медные посеребренные или плавкие константановые проволочные вставки. Для улучшения условий гашения дуги вставки должны иметь достаточно большую длину и малое сечение. Это достигается применением нескольких параллельных вставок в виде спиралей – пружин (ПК) или спиралей намотанных на ребристый керамический сердечник (ПК, ПКТ).

При расплавлении вставки дуга горит в узком канале, образованном испарившимся металлом плавкой вставки, между песчинками кварцевого песка. Тесное соприкосновение дуги с окружающим ее кварцем в условиях высокого давления, образовавшегося за счет паров металла, ускоряет ее гашение. Предохранители ПК и ПКТ имеют указатели, которые выбрасываются специальной пружиной из трубки при перегорании вставки.

Коммутационные аппараты до 1 кВ. Назначение, номинальные параметры, условия выбора.

Узо, Автоматы

Контакторы – аппараты дистанционного действия, предназначенные для частых включений и отключений силовых электрических цепей при нормальных режимах работы. Для защиты от токов КЗ последовательно с контактором устанавливают плавкие предохранители или автоматические выключатели без дистанционного управления.

Следует отметить, что контактором называют аппарат, предназначенный для частых коммутаций токов нагрузки, а магнитным пускателем называют контактор, оснащенный встроенной в него защитой от перегрузки (тепловыми реле). Комбинация выключатель нагрузки — предохранитель выполняет две функции: защитную (при КЗ) — предохранитель и отключение токов нагрузки с обеспечением видимого разрыва в цепи — выключатель нагрузки.

Измерительные трансформаторы тока ТА и напряжения TV имеют два назначения. Во-первых, они предназначены для электрического (гальванического) разделения первичных (высоковольтных) цепей от вторичных, в которые включены различные приборы и реле. Второе предназначение заключается в уменьшении тока и напряжения до значений, которые могут быть измерены обычными амперметрами (с пределами измерения 5 А или 1 А) и вольтметрами (с пределом измерения 100 В).

Разрядники и ограничители перенапряжений (ОПН) FV предназначены для зашиты оборудования РУ от кратковременных (импульсных) перенапряжений.

Разря́дник — электрический аппарат, предназначенный для ограничения перенапряжений в электротехнических установках и электрических сетях.

Предохранители F предназначены для защиты оборудования от действия токов короткого замыкания, а в отдельных случаях — и от перегрузки.

Пускатель электромагнитный (магнитный пускатель) — это низковольтное электромагнитное (электромеханическое) комбинированное устройство распределения и управления, предназначенное для пуска и разгона электродвигателя до номинальной скорости, обеспечения его непрерывной работы, отключения питания и защиты электродвигателя и подключенных цепей от рабочих перегрузок. Пускатель представляет собой контактор, комплектованный дополнительным оборудованием: тепловым реле, дополнительной контактной группой или автоматом для пуска электродвигателя, плавкими предохранителями.

Рубильники предназначены для ручного включения и отключения электрических цепей постоянного и переменного тока напряжением до 500 В включительно и на номинальные токи до 10000 А

Методы ограничения токов короткого замыкания

токоограничивающие реакторы.

В общем случае ограничение тока короткого замыкания достигается увеличением сопротивления цепи короткого замыкания либо путем осуществления раздельной работы питающих агрегатов и линий электросети, либо путем включения последовательно в цепь специальных сопротивлений. Для искусственного увеличения сопротивления цепи короткого замыкания включают последовательно в три фазы индуктивные сопротивления, называемые реакторами

Реакторы служат для ограничения токов КЗ в мощных электроустановках, а также позволяют поддерживать на шинах определенный уровень напряжения при повреждениях за реакторами.

Основная область применения реакторов — электрические сети напряжением 6—10 кВ. Иногда токоограничивающие реакторы используются в установках 35 кВ и выше, а также при напряжении ниже 1000 В.

Реактор представляет собой индуктивную катушку, не имеющую сердечника из магнитного материала. Благодаря этому он обладает постоянным индуктивным сопротивлением, не зависящим от протекающего тока.

Сдвоенный реактор представляет собой два согласно включенных реактора с сильной магнитной связью.

Масляные реакторы могут иметь однофазное и трехфазное исполнение. В первом случае одна катушка, а во втором - три катушки помещаются в стальном баке, залитом трансформаторным маслом. Обмотки выполняют из медных проводников, изолированных кабельной бумагой и уложенных на каркас из изоляционного материала. Концы катушек выводятся наружу через проходные фарфоровые изоляторы на крышке реактора.

Назначение релейной защиты. Общие требования к расчёту (выбору уставок) релейной защиты.

Основным назначением релейной защиты является выявление места возникновения КЗ и быстрое автоматическое отключение выключателей поврежденного оборудования или участка сети от остальной неповрежденной части электроустановки или сети.

Вторым назначением релейной защиты является выявление нарушений нормальной работы оборудования и подача предупредительной световой и звуковой сигнализации обслуживающему персоналу.

Назначением релейной защиты является по возможности скорейшее отключение поврежденного элемента или участка энергосистемы от ее неповрежденных частей. Если повреждение не грозит немедленным разрушением защищаемого объекта, не нарушает непрерывности электроснабжения и не представляет угрозы по условиям техники безопасности, то устройства защиты могут действовать не на отключение, а на сигнал, предупреждающий дежурный персонал о неисправности.

Устройства релейной защиты должны действовать на сигнал или отключение и в случае ненормальных режимом работы сети, если такие режимы могут представлять опасность для оборудования.

Требования к релейной защите

К релейной защите предъявляются следующие требования по селективности, чувствительности, быстродействию и надежности:

1) Селективность действия (избирательность) – способность устройства релейной защиты срабатывать при повреждении в зоне его действия и не срабатывать при внешних повреждениях и нагрузочных режимах, т.е. селективным называется такое действие защиты, при котором она отключает только поврежденный элемент посредством его автоматических выключателей. Все другие части системы должны при этом оставаться включенными.

Все устройства релейной защиты делятся на 2 класса по селективности:

- защиты с относительной селективностью – селективность обеспечивается выбором параметров срабатывания. Сюда относятся максимальнотоковые и дистанционные защиты;

- защиты с абсолютной селективностью – селективность обеспечивается принципом действия – все виды дифференциальных защит.

2) Чувствительность – способность устройства релейной защиты реагировать на минимальные значения аварийных параметров.

Например, при возникновении повреждения на линиях высокого напряжения, работающих в режиме минимальных нагрузок и больших переходных сопротивлениях повреждения, токи короткого замыкания могут быть меньшими максимальных токов нагрузки. Это приводит к невозможности использования обычных токовых защит и заставляет переходить к более сложным и дорогим видам защит.

Чувствительность защит оценивается коэффициентом чувствительности. Для защит, реагирующих на возрастающие величины при возникновении повреждения (для токовых – ток): k = Iкзмин / Iср, где: Iкзмин - величина тока при металлическом коротком замыкании в защищаемой зоне; Iср - уставка по току срабатывания токовой защиты.

3) Быстродействие – определяется следующими соображениями:

- Ускорение отключения повреждения повышает устойчивость параллельной работы электрических машин в системе и, следовательно, устраняется одна из основных причин возникновения наиболее тяжелых системных аварий.

- Ускорение отключения повреждения уменьшает время работы потребителей при пониженном напряжении, что позволит остаться в работе электродвигателям как у потребителей, так и на собственных нуждах электростанций.

 - Ускорение отключения повреждения уменьшает размер разрушений поврежденного элемента.

Поэтому для линий электропередачи 500 кВ быстродействие не должно быть хуже 20 мс, 750 кВ – 15 мс.

4) Надежность – способность устройства релейной защиты выполнять заданные функции защиты в течение заданного времени при заданных условиях эксплуатации.

Общая характеристика кабельных линий. Конструкции кабелей, условное обозначение

Кабельная линия — линия, предназначенная для передачи электроэнергии, отдельных ее импульсов или оптических сигналов и состоящая из одного или нескольких параллельных кабелей (проводов, токопроводов) с соединительными, стопорными и конечными муфтами (уплотнениями) и крепежными деталями проложенная, согласно требованиям технической документации в коробах, гибких трубах, на лотках, роликах, тросах, изоляторах, свободным подвешиванием, а также непосредственно по поверхности стен и потолков и в пустотах строительных конструкций или другим способом.

Монтаж кабельных линий происходит с применением специальной техники - натяжных гидравлических машин (лебедок), методом протягивания кабеля за трос-лидер по роликам через траншею или по лоткам, либо же напрямую через заранее заложенную трубу.

При прокладке кабельных линий непосредственно в земле кабели должны прокладываться в траншеях и иметь снизу подсыпку, а сверху засыпку слоем мелкой земли, не содержащей камней, строительного мусора и шлака.

Кабели на всем протяжении должны быть защищены от механических повреждений путем покрытия при напряжении 35 кВ и выше железобетонными плитами толщиной не менее 50 мм; при напряжении ниже 35 кВ - плитами или глиняным обыкновенным кирпичом в один слой поперек трассы кабелей; при рытье траншеи землеройным механизмом с шириной фрезы менее 250 мм, а также для одного кабеля - вдоль трассы кабельной линии. Применение силикатного, а также глиняного пустотелого или дырчатого кирпича не допускается.

При прокладке на глубине 1-1,2 м кабели 20 кВ и ниже (кроме кабелей городских электросетей) допускается не защищать от механических повреждений.

Кабели до 1 кВ должны иметь такую защиту лишь на участках, где вероятны механические повреждения (например, в местах частых раскопок). Асфальтовые покрытия улиц и т. п. рассматриваются как места, где разрытия производятся в редких случаях. Для кабельных линий до 20 кВ, кроме линий выше 1 кВ, питающих электроприемники I категории^*, допускается в траншеях с количеством кабельных линий не более двух применять всместо кирпича сигнальные прастмассовые ленты, удовлетворяющие техническим требованиям, утвержденным Минэнерго СССР. Не допускается применение сигнальных лент в местах пересечений кабельных линий с инженерными коммуникациями и над кабельными муфтами на расстоянии по 2 м в каждую сторону от пересекаемой коммуникации или муфты, а также на подходах линий к распределительным устройствам и подстанциям в радиусе 5 м.

Сигнальная лента должна укладываться в траншее над кабелями на расстоянии 250 мм от их наружных покровов. При расположении в траншее одного кабеля лента должна укладываться по оси кабеля, при большем количестве кабелей - края ленты должны выступать за крайние кабели не менее чем на 50 мм. При укладке по ширине траншеи более одной ленты - смежные ленты должны прокладываться с нахлестом шириной не менее 50 мм.

При применении сигнальной ленты прокладка кабелей в траншее с устройством подушки для кабелей, присыпка кабелей первым слоем земли и укладка ленты, включая присыпку ленты слоем земли по всей длине, должны производиться в присутствии представителя электромонтажной организации и владельца электросетей.

Глубина заложения кабельных линий от планировочной отметки должна быть не менее: линий до 20 кВ 0,7 м; 35 кВ 1 м; при пересечении улиц и площадей независимо от напряжения 1 м.

Кабельные маслонаполненные линии 110-220 кВ должны иметь глубину заложения от планировочной отметки не менее 1,5 м.

Допускается уменьшение глубины до 0,5 м на участках длиной до 5 м при вводе линий в здания, а также в местах пересечения их с подземными сооружениями при условии защиты кабелей от механических повреждений (например, прокладка в трубах).

Прокладка кабельных линий 6-10 кВ по пахотным землям должна производиться на глубине не менее 1 м, при этом полоса земли над трассой может быть занята под посевы.

Силовые кабели различают: по роду металла токопроводящих жил - кабели с алюминиевыми и медными жилами, по роду материалов, которыми изолируются токоведущие жилы, кабели с бумажной, с пластмассовой и резиновой изоляцией, по роду защиты изоляции жил кабелей от влияния внешней среды - кабели в металлической, пластмассовой и резиновой оболочке, по способу защиты от механических повреждений - бронированные и небронированные, по количеству жил - одно-, двух-, трех-, четырех-и пятижильные.

Каждая конструкция кабелей имеет свои обозначение и марку. Марка кабеля составляется из начальных букв слов, описывающих конструкцию кабеля.

Кабельная муфта — устройство, предназначенное для соединения электрических и оптических кабелей в кабельную линию и для их подвода к электрическим установкам, станционным сооружениям, воздушным линиям электропередачи и связи. Муфты представляют собой комплект деталей и материалов, обеспечивающий восстановление электрической, конструктивной и механической целостности кабеля. Состав комплекта определяется рабочим напряжением, частотой, количеством жил, типом изоляции и конструктивными особенностями кабеля.

 

Осветительные приборы. Классификация светильников