книги из ГПНТБ / Шубинский, А. И. Электромонтер портовой механизации учеб. пособие

Общий вид трехполюсного разъединителя показан на рис. 72. Трехполюсный разъединитель типа РЛВ-1П состоит из метал­ лической рамы, на которой закреплены шесть изоляторов. На верх­ них изоляторах закреплены губки, на нижних изоляторах на шар­ нирах крепятся ножи 5. Ножи через фарфоровые тяги 4 соединя­

ются шарнирно с рычагами 3, приваренными к валу 1.

На конце вала, выходящем из рамы, крепится рычаг 2, кото­ рый может изменять^ свое положение относительно рамы. Рычаг с помощью трубчатой тяги соединяется с приводом, посредством которого можно включать и выключать разъединитель. Наиболее широкое распространение получил рычажный привод типа ПР-2.

Для включения и от­ ключения электрических це­ пей высокого напряжения под нагрузкой, а также для автоматического отключения

При разрыве электрической цепи возникает электрическая ду­ га. Эта дуга тем сильнее, чем выше напряжение и сила тока. В высоковольтных цепях при большой силе тока электрическая дуга может быть настолько значительной, что вызовет перекрытие фаз, а это может повести к серьезной аварии.

Электрическую дугу можно сильно уменьшить, если скорость разрыва контактов сделать достаточно высокой или если дугу ин­ тенсивно охлаждать. На этих двух принципах и основано действие высоковольтных выключателей.

В масляных выключателях разрывные контакты помещаются в резервуарах с трансформаторным маслом.

Быстрота отключения достигается разрывом контактов под действием достаточно сильных пружин, охлаждение осуществля­ ется дутьем газов, образующихся при горении дуги в масле.

При выключении масляного выключателя повышается давле­ ние в баке. Поэтому стенки бака должны быть достаточно проч­ ными. Для уменьшения давления в баке масло заливают не полно­ стью, оставляя воздушную прослойку, которая играет роль амор­ тизатора. Но все же взрывы таких выключателей возможны (в случае плохого качества масла). Поэтому их, как правило, уста­

141

навливают во взрывных камерах, изолированных от других поме­ щений. Опасность взрыва, потребность в значительном количест­ ве масла, усложнение строительной части подстанции — все это привело к тому, что в последнее время во вновь строящихся подстанциях баковые масляные выключатели не устанавливают.

вые. Масло в них служит лишь для гашения дуги и не является изолятором фаз друг от друга и от корпуса. Количество масла поэтому здесь значительно мень­ ше, чем в баковых.

Малообъемные выключатели имеют прочные горшки, сообща­ ющиеся с атмосферой, в связи с чем они не боятся взрыва и, следовательно, безопасны в по­ жарном отношении. Это обстоя­ тельство увеличивает безопас­ ность их обслуживания, значи­ тельно упрощает и удешевляет строительную часть подстанции. В настоящее время в ВРУ нахо­ дят применение следующие ма­ лообъемные масляные выключа­ тели: ВМГ-133 в трех исполне­ ниях: ВМГ-133—1; ВМГ-133— II; ВМГ-133—III (отличаются друг от друга номинальным

током и отключаемой мощностью); ВМГ-10; Б-200.

Ниже рассматриваются выключатели ВМГ-133, нашедшие наи­ более широкое применение (рис. 73).

Выключатель состоит из рамы 1, в нижней части которой з а ­ креплены три двойных опорных изолятора 2. На этих изоляторах с помощью специальных зажимов крепятся три бака 6 с проходны­ ми изоляторами 7. В верхней части рамы установлен в подшипни­ ках вал 11, к которому приварены три двуплечих рычага. Концы вала выходят по обе стороны рамы, и к одному из них крепится рычаг, соединяемый с тягой привода выключателя. К коротким плечам крайних рычагов присоединены пружины 12, под действи­ ем которых размыкаются контакты выключателя, и выключатель удерживается в выключенном состоянии. Для создания нужной скорости в момент размыкания и амортизации в момент включе­ ния выключателя на верхней части рамы против среднего рычага

142

установлен пружинный буфер. Против короткого плеча среднего рычага (ниже его) установлен масляный амортизатор, смягчаю­ щий удары при отключении выключателя. К длинным плечам ры­

ры. Гашение дуги осуществляется в гасительной камере 17, установленной над местом разрыва кон­

тактов. Гасительная камера набирается из ряда дисков, изготов­ ленных из изоляционного материала (гетинакса, текстолита). Эти

143

диски стягиваются специальными шпильками. В дисках имеется центральный канал, в который входит подвижной контакт. Этот канал имеет три уширения — карманы. В нижней части дисков проходят три поперечных канала, расположенных друг над дру­ гом.

Стальной цилиндр для проверки его прочности подвергается гидравлическому испытанию под давлением 70 кгс-см2. У выклю­ чателей ВМГ-133—II и ВМГ-133—III к основному цилиндру при­

Необходимо отметить, что в отличие от баковых выключателей горшки выключателей ВМГ находятся под полным рабочим напряжением.

Для включения выключателя, удержания его в этом состоя­ нии и выключения служат специальные устройства, называемые приводами.

Существует несколько видов приводов. Наиболее распростра­

крытого крышкой 5. В корпусе монтируется механизм привода, состоящий из систем тяг и защелок. В крышке корпуса имеется прорезь, в которой перемещается рычаг 4 включения и отключения привода. К нижней части корпуса крепится релейная коробка 7,

имеющая три гнезда для реле и отключающего электромаг­ нита.

144

Чаще всего в коробке устанавливаются два реле максималь­ ного тока и отключающий электромагнит. Сбоку корпуса уста­ новлен блинкер (указатель) 6. Если рычаг включения 4 опустить вниз до упора и затем поднять вверх, то защелка включающего механизма потянет за собой механизм, через тягу включит выклю­ чатель и задержит его во включенном состоянии. Если рукоятку выключателя опустить вниз, то защелка освободится и под действи­ ем пружин выключатель выключится. Когда в цепи выключателя протекает ток свыше установленного на максимальных реле, ка­ тушки реле втягивают сердечник и он ударяет по защелке выклю­ чающего механизма. Эта защелка отходит, и под действием пру­ жины выключатель выключается. В этом случае блинкер 6 становится в наклонное положение, хотя рукоятка привода оста­ ется в верхнем положении. Недостатком привода ПРБА является то, что скорость включения выключателя зависит от навыков об­ служивающего персонала. Этот недостаток устранен в пружинно­ моторном приводе ППМ.

Этот привод имеет, кроме блока реле, электромагниты вклю­ чения и отключения привода, работающие как дистанционно, так и вручную. Электромотор, установленный на приводе и питающий­ ся от специального трансформатора напряжения, заводит пружи­ ну. Если теперь вручную или дистанционно включить электромаг­ нит включения, то под действием освобожденной пружины приво­ да выключатель включится. Скорость его включения зависит только от силы пружины. Сразу же после включения выключателя мотор снова заведет пружину, и если выключатель почему-либо выключится, то привод будет подготовлен к его включению.

Если выключить электромагнит отключения, то он освободит защелку и выключатель под действием своих пружин выключится.

Такие приводы могут осуществлять автоматическое включение резерва (АВР) и автоматическое повторное включение (АПВ). Применяются они с выключателями ВМГ-133.

Для отключения высоковольтных участков цепи под нагрузкой, кроме масляных выключателей, применяются так называемые вы­ ключатели нагрузки.

Выключатель нагрузки представляет собой разъединитель, приспособленный для отключения тока нагрузки до 400 А при на­ пряжении 6 кВ и до 200 А при 10 кВ.

От перегрузки и токов короткого замыкания сам выключатель цепь высокого напряжения не предохраняет; для этой цели на вы­ ключателе монтируют высоковольтные предохранители. В закры­ тых ВРУ применяются выключатели нагрузки типа ВН-16 (ВНП16) или ВН-17 (ВНП-17).

На раме выключателя ВНП-16 (рис. 76) закреплено шесть вы­ соковольтных изоляторов; на трех верхних изоляторах располо­ жены главные контакты 7 и дугогасительные камеры 2, на трех нижних закреплены шарнирно ножи, каждый из которых состоит из трех частей. Две крайние медные полосы каждого ножа пред­ ставляют собой подвижной рабочий контакт, средняя полоса 4—

подвижной дугогасительный контакт. Дугогасительное устройство состоит из пластмассового корпуса, в который заложены два вкла­ дыша из органического стекла 3. Эти вкладыши образуют узкую щель, в которой находятся и неподвижные дугогасительные кон­ такты. В средней части рамы закрепляется вращающийся валик, соединенный через неподвижные рычаги и фарфоровые тяги с ножами.

Работа выключателя происходит следующим образом: тягой, связанной с приводом, поворачивается валик выключателя, ножи через фарфоровые тяги приближаются к неподвижным контактам,

дутье и гасящие дугу в течение со­ тых долей секунды. Для предохранения линии от токов коротко­ го замыкания и от перегрузки на выключателе ВН-16 монтируют высоковольтные предохранители ПК-6 (ПК-10).

Выключатель ВН-16 с предохранителями имеет марку ВНП-16. Высоковольтные предохранители представляют собой фарфо­ ровый корпус, заполненный кварцевым песком. С обоих концов корпус закрывается латунными колпаками. В один из них встав­ лена втулка с распорной пружиной, крепящаяся к специальной проволоке. Между латунными колпаками натянуты калиброванные медные посеребренные проволоки, навитые в спирали. При дости­ жении предельного тока проволоки вставки перегорают, освобож­ дая указатель срабатывания. Дуга быстро гасится газами, выде­

ляющимися при этом из кварцевого песка.

Предохранители выпускаются двух типов: ПК — Для силовых цепей и ПКТ — для трансформаторов напряжения.

К некоторым выключателям нагрузки монтируется приспособ­ ление, выключающее выключатель при перегорании хотя бы одной плавкой вставки. Такие выключатели выпускаются под маркой ВНП-17. В настоящее время выключатели нагрузки получают ши­

146

рокое распространение в подстанциях малой и средней мощности. Применение этих выключателей значительно удешевляет строи­ тельство подстанций, а также упрощает их обслуживание.

Для обеспечения возможности включения в цепи высокого на­

По условиям безопасности обслуживания измерительные при­ боры не изготовляются для непосредственного включения в цепи

Рис. 77. Измерительные трансформаторы:

с напряжением свыше 380 В. Включение приборов в цепь более высокого напряжения производится через измерительные транс­ форматоры напряжения, представляющие собой обыкновенные понизительные трансформаторы. Первичное (высокое) напряже­ ние может быть 0,5; 3; 6; 10 кВ, вторичное (низкое) — всегда 100 В. В цепь трансформаторов напряжения включаются обмотки напряжения счетчиков, вольтметров, ваттметров и т. д.

Трансформаторы напряжения выпускаются в двух исполнениях: сухие (марки НОС и НТС) на напряжение до 3 кВ и масляные (марки НОМ, НТМК и НТМИ) на более высокое напряжение.

Трансформаторы напряжения подключаются в сеть через пре­ дохранители типа Г1КТ.

Для включения в цепь высокого напряжения токовых обмоток измерительных приборов и реле служат трансформаторы тока

(рис. 77).

Первичная обмотка трансформатора тока состоит из одного или нескольких витков, выполненных из полосовой меди и про­ ходящих через два фарфоровых изолятора 1.

дений закрыта кожухом. Концы катушки выведены на щиток.

В зависимости от назначения трансформаторы тока бывают

Расчетные трансформаторы тока выполняются с более точными характеристиками. В зависимости от точности трансформаторы то­ ка выпускаются трех классов: 0,5 (наиболее точный класс), 1 и 3. Иногда трансформаторы тока изготовляют с двумя вторичными обмотками. Одна из них расчетная (класса 0,5), другая защитная (класса 3).

Первичная обмотка трансформатора тока включается в раз­ рез фазы (последовательно). При включенной первичной обмотке во вторичную обмотку должны быть включены приборы. Если же приборы снимаются, то вторичные обмотки должны быть закоро­ чены, так как на их зажимах возникает при этом высокое нап­ ряжение, опасное для жизни.

Трансформаторы тока выпускаются на первичную силу тока от 20 до 1000 А. Сила тока во вторичной катушке при этом долж­ на быть равной 5 А.

В ВРУ применяются трансформаторы тока марок ТПФ-10 и

ТПФМ-10 (20/5; 30/5; 50/5; 100/5; 200/5; ...; 600/5). Эти названия расшифровываются так: Т — трансформатор тока, П — проходной, Ф — фарфоровая изоляция, М — модернизированный.

При работе электрической установки в ней могут возникнуть различные ненормальные режимы. Наиболее характерными из них являются перегрузки, короткие замыкания, обрывы цепей одной, двух или трех фаз.

Следствием таких ненормальных режимов могут быть тяже­ лые повреждения — аварии, надолго выводящие установку из экс­ плуатации. Чтобы избежать аварии, необходимо быстро отключить поврежденный участок. В высоковольтных установках малой мощ­ ности защита от токов короткого замыкания и перегрузки осуще­ ствляется плавкими предохранителями.

В установках высокого напряжения большой мощности, где ставятся высоковольтные выключатели и требуется защита не только от короткого замыкания и перегрузки, но и от многих дру­ гих нарушений режима работы, устанавливают приборы релейной защиты.

Релейная защита должна быть избирательной (селективной), т. е. отключать только поврежденные участки. Во многих случаях повреждения носят кратковременный характер, поэтому часто ус­ танавливают систему автоматического повторного включения (АПВ). От релейной защиты требуется надежность и быстрота срабатывания. Скорость отключения с помощью реле может быть достигнута 0,05—0,2 с. Релейная защита может быть: максималь­ ная токовая, срабатывающая при повышении тока больше нор­ мального; дистанционная, действующая с выдержкой времени, за­

148

висящей от расстояния до поврежденного участка, от замыкания на землю и т. д.

Существуют два типа реле: первичные и вторичные. Первичные реле включаются непосредственно в первичную

цепь. В практике портовых подстанций такие реле применения не нашли.

Вторичные реле включаются через измерительные трансформа­ торы и могут быть прямого действия, когда они действуют непо­ средственно на защелки приводов выключателей, и косвенного действия, когда они за­ мыкают цепь катушки отключения привода.

В настоящее время релейная защита осуще­ ствляется в основном электромагнитами реле прямого действия, встро­ енными в приводы. Эти реле могут быть мгновен­ ного действия типа РТМ или с выдержкой време­ ни типа РВТ. Реле таких типов установлены в приводах ПРБА, ППМ, УПГП и т. д.

ное токовое), максималь­ ными реле тока с выдержкой времени типа ИТ (индукционное то­

ковое), реле времени ЭВ (электромагнитное реле времени). На рис. 78 показано устройство одного из таких реле.

При прохождении через катушки реле тока свыше номиналь­ ного якорь поворачивается и замыкает контакты 6, которые в свою очередь через клеммы 7 и 8 замыкают цепь отключающей катуш­ ки привода.

Чтобы возвратить в исходное положение якорь после исчез­ новения повышенного тока, ось якоря соединяется с пружи­ ной 5.

Этой пружиной создается также усилие, противодействующее вращению якоря. Чем больше (вправо) отвести стрелку-указатель, тем сильнее затянется пружина и тем больше потребуется сила тока для срабатывания реле.

Установка тока показывается на шкале.

До недавнего времени все вышеперечисленные аппараты и при­ боры монтировались в специальных железобетонных ячейках или

14»

на их передних стенках. В последнее время для ускорения и уде­ шевления монтажа подстанций широкое применение нашли комп­ лектные камеры типа КСО-2УМ; КСО-3. Эти камеры изготовля­ ются на заводах, и монтаж ВРУ сводится к их установке и сое­ динению внешних цепей.

§ 30. СИЛОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ

Силовые трансформаторы предназначены для преобразования энергии высокого напряжения в энергию более низкого (рабочего) напряжения или наоборот. В портовых подстанциях устанавли­ ваются понизительные трансформаторы 10/0,4 (6/0,4) кВ, т. е. трансформаторы, принимающие энергию с напряжением 10(6) кВ

ипревращающие ее в энергию с напряжением 400 В. Трансформатор ТМ-320-6/0,4 (рис. 79) рассчитан на мощность

320 кВА, высокое напряжение 6 кВ и напряжение с низкой сторо­ ны 0,4 кВ.

Сердечник 1 трансформатора набирается из отдельных листов стали, на каждый из трех стержней сердечника надевается катуш­ ка обмотки высокого напряжения 3 и катушка обмотки низкого напряжения 2. Концы катушек обмотки низкого напряжения выве­ дены к низковольтным изоляторам 10, установленным на крышке трансформатора. Кроме трех фазовых низковольтных выводов, рядом с ними устанавливается четвертый, к которому выводится нулевая точка обмотки при соединении «в звезду». Концы ка­ тушек обмотки высокого напряжения выводятся к высоковольт­ ным выводным изоляторам 9, установленным на крышке бака. Начала катушек обмоток обоих напряжений соединяются внутри трансформаторов. Сердечник с обмотками крепится специальными шпильками к крышке бака и опускается в бак 5. Бак трансформа­ тора заливается трансформаторным маслом, охлаждающим обмот­ ки и сердечник трансформатора при его работе.

Для улучшения охлаждения масла в бак трансформатора вва­ ривают трубки радиатора.

Трансформаторное масло, нагреваясь при работе трансформа­ тора, расширяется. Чтобы не создавать повышенной нагрузки на

•бак трансформатора, на крышке бака устанавливается дополни­ тельный бачок-расширитель 11, на торце которого имеется стек­ ло для указания уровня масла. Для определения температуры масла в верхних слоях на крышке бачка устанавливается термо­ метр 8. В нижней части бачка расположена пробка 4 для спуска масла и взятия проб.

Подводимое к трансформатору высокое напряжение, в зависи­ мости от удаления подстанции от источника электроэнергии, может быть различным. Чтобы потребители электроэнергии работали нормально, они должны получать нормальное напряжение. В пони­ зительных трансформаторах катушки обмоток высокого напряже­ ния имеют три отвода, которые подключены к контактам тяги 6

150