12.Разъединители, типы. Отделители и короткозамыкатели. Выбор и проверка.

Разъединители, отделители, короткозамыкатели - Как выполняются заводские подстанции

Страница 8 из 22

Разъединители применяются в основном только для снятия напряжения с цепи, которая уже отключена выключателем и по которой не протекает ток. Ошибочное отключение разъединителя под током может привести к аварии на подстанции и к несчастным случаям с людьми. Поэтому между силовым выключателем и разъединителем данной цепи предусматривается механическая или электромагнитная блокировка, не допускающая отключения разъединителя при включенном выключателе, когда в цепи протекает ток нагрузки.

Отделителем можно автоматически отключать и вручную (приводом) включать силовые трансформаторы или участки сети напряжением выше 1 000 в при отсутствии в них нагрузочного тока, т. е. так же, как и при оперировании разъединителем. Кроме снятия напряжения с обесточенного участка или элемента цепи правила допускают включение и отключение разъединителями и отделителями токов небольшой величины, к числу которых относятся: зарядные токи сборных шин, оборудования и кабельных линий напряжением до 10  кВ включительно и длиной до 10 км, а также зарядные токи воздушных линий электропередачи, величина которых зависит от их длины и напряжения; токи замыкания на землю, не превышающие 5 с на линиях напряжением 20—35  кВ и 30 а на линиях напряжением 10  кВ и менее; токи холостого хода силовых трансформаторов в зависимости от их мощности и напряжения, а также от способа установки разъединителей и отделителей и от расстояния между их фазами (см. ниже). При помощи разъединителей можно выполнить также следующие операции: заземление и разземление нейтралей силовых трансформаторов; отключение и включение дугогасящих катушек при отсутствии в сети замыкания на землю; отключение и включение обходных разъединителей, если шунтируемый ими выключатель включен; отключение и включение измерительных трансформаторов напряжения. Для отключения и включения холостого хода трансформаторов применяются преимущественно разъединители и отделители горизонтальной установки с управлением от любого привода: ручного, электрического, пружинного, пневматического. Разъединители вертикальной установки нельзя применять для трансформаторов на напряжение 110  кВ, а при напряжении 35  кВ можно только три мощности менее 1000 кВА. Над приводами разъединителей и отделителей, отключающих холостой ход трансформаторов мощностью 10000 кВА и выше, сооружается козырек или навес нужных размеров из негорючего материала для защиты оператора от светового воздействия дуги, возникающей при отключении. Включение трансформаторов лучше выполнять разъединителями, чем отделителями, так как для ручного включения последних приводом ШПО требуется значительное усилие, поэтому операция происходит медленно, а это может привести к возникновению значительной дуги при сближении контактов. Отключение же производится отделителями. В этом случае защитных козырьков над приводами разъединителей делать не нужно, так как последние не разрывают тока холостого хода трансформаторов. Ниже приведены токи холостого хода трансформаторов при 105% номинального напряжения, которые можно отключать горизонтально поворотными разъединителями и отделителями наружной установки в зависимости от расстояния между фазами:

 При магнитопроводах из холоднокатаной стали. Ток холостого хода трансформаторов с магнитопроводом из холоднокатаной стали меньше, чем при магнитопроводах из горячекатаной стали. Поэтому мощности трансформаторов с магнитопроводами из холоднокатанной стали, которые можно отключить отделителями и разъединителями, соответственно выше. Указанные выше расстояния между фазами увеличены по сравнению с заводским исполнением разъединителей для того, чтобы образующаяся при отключении тока холостого хода электрическая дуга :не перебросилась та соседние фазы и не возникло короткое замыкание. Чем больше расстояние между фазами, тем больший ток холостого хода можно отключить. Если же нельзя увеличить расстояние между фазами, например на действующих подстанциях или по условиям общей компоновки подстанции, то разъединителями типа PПH можно отключать токи холостого хода трансформаторов мощностью до 15 000 кВА при напряжении 110  кВ и мощностью до 3200 кВА при напряжении 35  кВ, т. е. меньшие, чем указано выше. Вертикально рубящие разъединители наружной установки типов РОНЗ и РЛНЗ на 220  кВ могут отключить такие же токи холостого хода, как и горизонтально поворотные, но при расстоянии между фазами на 1 м меньше указанных для горизонтально-поворотных отделителей и разъединителей того же напряжения. Отключение отделителями тока холостого хода трансформаторов можно облегчить, если после снятия нагрузки перевести его в режим недовозбуждения, т. е. так установить переключатель ответвлений (анцапф), чтобы подводимое напряжение было выше номинального напряжения данного ответвления. Снижение возбуждения на 10% позволяет уменьшить намагничивающий ток примерно на 45%. Это уменьшит вероятность дуговых замыканий при оперировании отделителями и в некоторых случаях позволит не увеличивать расстояние между их фазами против указанного заводом-изготовителем. Перед применением разъединителей для отключения намагничивающего тока 12—17 а нужно проверить работу приводного механизма, время включения и отключения и усилия, требующиеся до оперирования. Отключение тока холостого хода трансформаторов большей мощности, чем указано выше, можно было бы выполнить после кратковременного снятия напряжения с данной подстанции при помощи выключателя, установленного на головном участке питающей линии с последующим быстрым его восстановлением. Но такие операции нельзя рекомендовать для широкого применения на линиях с большим числом подстанций, так как для отключения одного трансформатора приходится, хотя и кратковременно, нарушать питание всех подстанций, приключенных к данной линии, что очень нежелательно, а в некоторых случаях и недопустимо. Новые элегазовые отделители типа ОЭ выпускаются на номинальные напряжения 110 и 220  кВ и номинальный ток 1 000 а. Величина тока отключения: индуктивного 20 а, емкостного — 20 а для отделителей 110  кВ и 40 а для отделителей 220  кВ. Время отключения 0,15 сек, включения 0,2 сек. Основное отличие этих отделителей от обычных отделителей с открытыми контактами заключается в том, что их контакты закрыты. Они заключены в оболочку, заполненную элегазом. Это в принципе значительно повышает их надежность. Но, к сожалению, элегазовые отделители, как и обычные, имеют внешнюю изоляцию только класса А. Трехполюсными разъединителями наружной установки на напряжение 6—10  кВ с механическим приводом можно отключать и включать ток холостого хода силовых трансформаторов мощностью до 630 (750) кВА включительно. Трехполюсными разъединителями внутренней установки рубящего типа на напряжение 6 - 35  кВ как при вертикальном, так и наклонном расположении при установке их в закрытом распределительном устройстве можно отключать и включать механическими приводами токи холостого хода трансформаторов до 4,5 а при напряжении 6  кВ и до 2,5 а при напряжении 10 и 35  кВ. Это соответствует мощностям трансформаторов 560 (630) кВА при 6  кВ, 400 кВА при 10  кВ и 1 800 (1 600) кВА при 35  кВ. Эти токи и мощности являются максимальными при 105% номинального напряжения и при условии соблюдения следующих расстояний от разъединителя: Напряжение,  кВ    6 10 35 Расстояние от крайней фазы до заземленных конструкций и частей здания, см      17 20 34 Расстояние по вертикали от открытого ножа до вышерасположенных токоведущих частей или до перекрытий здания, см    43 49 116 Остальные расстояния должны быть не менее указанных в ПУЭ. Эти расстояния нельзя уменьшать, так как при этом соответственно снижаются приведенные выше токи холостого хода, отключаемые разъединителями. Если же необходимо увеличить ток холостого хода, отключаемый разъединителями, то между их фазами нужно устанавливать изолирующие перегородки из гетинакса, винипласта и аналогичных материалов толщиной не менее 4 мм. Для безопасного оперирования между разъединителем и приводом, если они не отделены друг от друга перегородками, нужно устанавливать щиток. Отключение и включение разъединителей нужно выполнять быстро и без задержки в процессе операции. Однополюсными разъединителями рубящего типа внутренней установки можно отключать при помощи штанги максимальные, намагничивающие токи трансформаторов при 105% номинального напряжения до 4,5 а при напряжении 6  кВ и до 2,5 а при напряжении 10  кВ, что соответствует мощностям трансформаторов 630 (560) и 400 кВА соответственно. При этом расстояния между осями фаз разъединителей должны быть не менее 24 см при напряжении 10  кВ. Расстояния от разъединителей до заземленных конструкций и до частей, находящихся под напряжением, должны быть не менее 24 см при напряжении 6  кВ и 28 см при напряжении 10  кВ.

Короткозамыкатель предназначен для создания искусственного короткого замыкания однополюсного или двухполюсного при внутренних повреждениях силовых трансформаторов с целью их отключения выключателем, установленным на питающем конце линии, в результате действия ее зашиты. В сетях 110—220  кВ с заземленной нейтралью достаточно установить короткозамыхатель только на одной фазе. В сетях 35 кВ с изолированной нейтралью необходима установка короткозамыкателей в двух фазах. Не рекомендуется применять короткозамыкатели на приемных подстанциях, если на питающих эти подстанции линиях энергосистемы или на узловых подстанциях данного предприятия установлены воздушные выключатели. Дело в том, что воздушные выключатели боятся отключения «неудаленных» (порядка 0,5—5 км) коротких замыканий вследствие большой скорости восстанавливающегося напряжения на контактах выключатели (2—5  кВ/мкеек), что может привести к повторному зажиганию дуги и вызвать аварию. А так как применение короткозамыкателей увеличивает частоту коротких замыканий, отключаемых головным выключателем на питающей подстанции, то и вероятность и число повреждений этих выключателей становятся больше. Следует иметь в виду, что при воздушных линиях скорость восстановления напряжения больше, чем при кабельных. Практика эксплуатации показала, что качество выпускаемых отделителей и короткозамыкателей не отвечает необходимым требованиям и не обеспечивает достаточную надежность электроснабжения, особенно в загрязненных зонах и в районах Крайнего Севера. Основными недостатками отделителей и короткозамыкателей являются: открытые контакты и изоляция класса А, не позволяющие их применение в загрязненных зонах; неудовлетворительная армировка изоляторов и частые их повреждения и перекрытия; несовершенство кинематической схемы передачи от привода к отделителю и ненадежная работа встроенного в привод реле типа БРО; недостаточная морозостойкость смазки; отсутствие отделителей, работающих как на отключение, так и на включение, что не позволяет осуществить автоматику; наличие только ручного отключения короткозамыкателей. Указанные обстоятельства вынуждают в некоторых случаях на химических предприятиях демонтировать установленные в загрязненных зонах отделители и короткозамыкатели и осуществлять глухое присоединение трансформаторов к питающим их линиям. Вновь разработанные элегазовые отделители и короткозамыкатели еще не прошли пробную эксплуатацию. Внешняя изоляция этих аппаратов (только класса А) не позволяет их применение в загрязненных зонах. Установленная на эти аппараты цена чрезмерно велика. Эти обстоятельства ограничивают применение элегазовых аппаратов. Изготовляемые за рубежом отделители имеют значительно лучшие технические характеристики и исполнение. Выпускаются отделители с открытыми контактами (США) и элегазовые (Германия, Англия) на напряжение до 750  кВ. Элегазовые отделители коммутируют номинальные токи и, следовательно, являются выключателями нагрузки. Их стоимость не превосходит 30% стоимости выключателей.