Электропривод и электрооборудование технологических объектов нефтег

Разъединитель внутренней установки на напряжение 10 кВ в трёхполюсном исполнении с перемещением подвижных контактов в вертикальной плоскости показан на рис. 13.

Рис. 13. Разъединитель внутренней установки на напряжение 10 кВ

Подвижные контакты (ножи) 4 укрепляются на арматуре опорных изоляторов 2 и управляются тягами, которые выполняются в виде качающихся изоляторов 3, соединённых рычагами 5 с валом 1. Вал с помощью системы рычагов соединяется с рукояткой ручного привода, которая выводится на лицевую панель ячейки (на рис. 13 рычаги и рукоятка не показаны). Неподвижные контакты 6 закреплены на арматуре опорных изоляторов 7.

Различают шинные и линейные разъединители. Шинные разъединители устанавливаются в верхнем шинном отсеке ячеек, их неподвижные контакты соединяются с шинами, а подвижные контакты – с аппаратом, размещённом в отсеке, следующим за шинным отсеком. Линейные разъединители включаются в цепь подходящей или отходящей кабельной линии и размещаются внижнем отсеке ячеек.

Выключатель нагрузки (рис. 14) предназначен для включения и отключения электрических цепей, по которым проходит рабочий ток, т.е. ток, величина которого не превышает номинальное значение тока

21

выключателя. При коммутации электрических цепей с помощью выключателей нагрузки между неподвижными и подвижными контактами возникает электрическая дуга, действие которой может привести к оплавлению контактов выключателя. Для уменьшения времени горения дуги и количества тепла, выделяющегося в зоне расхождения контактов, в конструкции выключателей нагрузки предусматриваются дугогасительные контакты, дугогасительные камеры с вкладышами изорганического стекла и отключающие пружины.

Рис. 14. Выключатель нагрузки на напряжение 10 кВ с плавкими предохранителями: 1 − стальная рама; 2 − щелевая камера для гашения дуги; 3 − зажимы для присоединения шин; 4 − плавкий предохранитель; 5 − металлический кронштейн; 6 – амортизатор; 7 − отключающая пружина; 8 – подвижный рабочий контакт; 9 − дугогасительный подвижный контакт (нож); 10 − неподвижный рабочий контакт; 11 – неподвижный

дугогасительный контакт

Защита от токов перегрузки и токов короткого замыкания электрических цепей, в которых в качестве коммутационных аппаратов используются выключатели нагрузки, осуществляется с по-

22

мощью высоковольтных плавких предохранителей, устанавливаемых в отсеке с выключателем нагрузки.

В последних модификациях выключателей нагрузки предусматривается механизм подачи команды на отключение выключателя, если произошло перегорание одного из предохранителей. Этим исключается работа трёхфазных приёмников, питаемых по данной линии, в двухфазном режиме, который для большинства трёхфазных приёмников является недопустимым из-за их перегрузки и возможного выхода из строя.

Высоковольтные предо-

хранители используются для защиты линий и измерительных трансформаторов напряжения от токов перегрузки и токов короткого замыкания.

В распределительных устройствах генераторного напряжения нашли применение предохранители с кварцевым заполнением (рис. 15).

Патрон предохранителя представляет собой тонкую фарфоровую трубку, ограниченную сверху и снизу колпаками, выполненными из латуни. Колпаки имеют крышки. Полость трубки за-

полняется мелким кварцевым Рис. 15. Высоковольтный предохра- песком высокой чистоты. нитель с кварцевым наполнителем:

Плавкая вставка из медной 1 – песок; 2 – колпак; 3 – плавкая проволоки, покрытой сереб- вставка; 4 – патрон; 5 – крышка;

ром, наматывается на ке- 6 – стержнеобразный указатель

рамическое основание. Воз- срабатывания; 7 – пружина можна конструкция предо-

23

хранителя, в которой плавкая вставка в форме пружины свободно размещается в патроне. Снизу предохранителя размещается стержнеобразный указатель срабатывания. При перегорании плавкой вставки освобождается пружина, и указатель выходит из крышки колпака.

Высоковольтные выключатели мощности предназначены для включения и отключения электрических цепей в рабочих режимах, а также для отключения электрических цепей в режимах перегрузки и при коротких замыканиях, т.е. эти выключатели являются основнымикоммутационнымиаппаратамираспределительных устройств.

В распределительных устройствах электрических станций широкое применение получили малообъёмные масляные выключатели. В РУ вновь строящихся электростанций устанавливаются вакуумные выключатели.

Малообъёмный масляный выключатель ВМПП-10 с пружинным приводом на напряжение 10 кВ (рис. 16) предназначен для установки в вертикальной плоскости на стене или рамной конструкции исодержит триполюса.

Рис. 16. Вид высоковольтного масляного выключателя типа ВМПП-10 спереди (а) и сбоку (б): 1 − корпус выключателя; 2 − изолятор; 3 − рама; 4 − изоляционная штанга привода подвижных контактов; 5 − вал привода подвижных контактов; 6 − масляный буфер; 7 − болт для заземления

24

25

1)ограничивает давлениегазов при коммутациибольших токов;

2)создаёт необходимое давление газов при коммутации токов, близких к нулю.

Реализация второй функции становится возможной за счёт использования газов, накопленных при предшествующих коммутациях больших токов.

Работа выключателя при его отключении осуществляется следующим образом. Средствами автоматики или электротехническим персоналом РУ на обмотку отключающего электромагнита пружинного привода выключателя подаётся напряжение. Электромагнит срабатывает и своим сердечником воздействует на защёлку, с помощью которой пружины удерживаются в заведённом состоянии. Потенциальная энергия заведённой пружины после её освобождения преобразуется с помощью выключающего механизма в механическую энергию движения подвижного контакта. Во время выхода подвижного контакта из неподвижного розеточного контакта возникает электрическая дуга, под действием высокой температуры которой масло разлагается и испаряется. Газы, образующиеся при разложении и испарении, создают в камере давление. В момент открытия первой щели камеры, а всего их три, образуется газовое дутьё поперёк ствола дуги, которое в момент прохождения тока через нуль может сделать возможным погасание дуги.

Однако практика показывает, что процесс гашения дуги при коммутации больших токов заканчивается, как правило, после открытия двух первых щелей. При коммутации малых токов давление газов в камере небольшое и их дутьё в поперечном направлении в области щелей не может привести к погасанию дуги. Для окончательного гашения дуги в этом случае применяется продольное дутьё в масляных карманах, которые располагаются в верхней части камеры.

Вакуумные высоковольтные выключатели мощности отличаются от масляных выключателей тем, что в них процесс гашения дуги происходит в вакууме и не сопровождается ионизацией среды

26

герметичной оболочки, в которой располагаются контакты выключателя. Процесс гашения дуги заканчивается, когда мгновенное значение тока в электрической цепи, в которой установлен выключатель, становится равным нулю, т.е. за время не более 0,01 с. Вакуумные выключатели, по сравнению с масляными выключателями, характеризуются более высокой надёжностью работы в течение длительного срока их эксплуатации. Однако стоимость их выше стоимости масляных выключателей.

Измерительные трансформаторы напряжения и тока.

Приборы, посредством которых осуществляются измерения электрических параметров, а также аппараты релейной защиты, автоматики и сигнализации в электроустановках напряжением выше 1000 В включаются через измерительные трансформаторы напряжения и тока.

Основная цель применения измерительных трансформаторов – обеспечение безопасности и хороших условий обслуживания измерительных приборов и цепей их питания, снижение габаритов и массы контрольно-измерительной аппаратуры, уменьшение сечения и стоимости контрольных кабелей и проводов.

Измеряемая величина тока с помощью измерительного трансформатора тока и измеряемая величина напряжения с помощью измерительного трансформатора напряжения понижаются до значений, установленных ГОСТом. Так, номинальное значение тока вторичных обмоток трансформаторов тока составляет 5 или 1 А. Номинальное значение линейного напряжения на зажимах вторичных обмоток измерительных трансформаторов напряжения составляет 100 В.

Измерительные трансформаторы напряжения (рис. 18) со-

стоят из замкнутого сердечника, набранного из листов электротехнической стали, и обмоток, размещённых на сердечнике, изолированных относительно сердечника и изолированных друг от друга. Сердечник с обмотками устанавливаются в стальном баке, который заливается трансформаторным маслом. Зажимы обмоток посредством проходных изоляторов выводятся на крышку бака.

27

Рис. 18. Однофазный масляный измерительный трансформатор НОМ-10 на напряжение 10 кВ: 1, 3 – обмотка; 2 – замкнутый сердечник; 4 – стальной бак; 5, 6 – проходные изоляторы

Обмотка 1 называется первичной обмоткой трансформатора. Она выполняется тонким медным изолированным проводом, имеет w1 количество витков и подключается своими зажимами A, X

к электрической сети с измеряемым напряжением U1 .

Обмотка 3 является вторичной обмоткой измерительного трансформатора напряжения. Она, как и первичная обмотка, также выполняется медным изолированным проводом, но количество её витков w2 меньше числа витков w1 . К зажимам a, x вторичной об-

мотки, номинальное напряжение между которыми U2ном составля-

ет, как отмечалось ранее, 100 В, подключаются вольтметры, обмотки напряжения ваттметров, счётчиков электрической энергии, обмотки реле напряжения и т.д.

Трансформаторы напряжения характеризуются коэффициентом трансформации, значение которого определяется по выражению

28

Обмотка 1 называется первичной обмоткой трансформатора тока. Она имеет небольшое число витков w1 (у некоторых типов

трансформаторов всего один виток) и включается последовательно с сопротивлением Zн элемента электрической цепи, ток в котором предстоит измерять. Выполняется первичная обмотка, как правило, медным изолированным проводом, сечение которого определяется максимальным током в сопротивлении Zн. Зажимы первичной обмотки принято обозначать начальной буквой слова «линия»: Л1, Л2 .

Обмотка 3 является вторичной обмоткой измерительного трансформатора тока. Она, как и первичная обмотка, выполняется медным изолированным проводом. Количество её витков w2

больше числа витков первичной обмотки w1 . Зажимы вторичной обмотки маркируются начальной буквой слова «измерять»: И1, И2 .

Нагрузкой трансформаторов тока являются токовые обмотки амперметров, ваттметров, счётчиков электрической энергии, обмотки токовых реле, которые включаются последовательно с вторичной обмоткой трансформатора тока.

Трансформаторы тока характеризуются коэффициентом трансформации, значение которого определяется по выражению

где I1ном, I2ном номинальные значения токов первичной и вторич-

ной обмоток. Так, например, у трансформатора тока типа ТПЛ-10 (трансформатор тока проходной с литой изоляцией для электроустановок напряжением 10 кВ) I1ном 1000 A, I2ном 5 A , коэффици-

ент трансформации KI ном 200 и, следовательно, количество вит-

ков вторичной обмотки в 200 раз превышает число витков первичной обмотки.

Трансформаторы тока вносят определённую погрешность в измерения тока, которая определяет их класс точности. Промышленность производит трансформаторы тока следующих клас-

30