книги из ГПНТБ / Шаповалов, Б. Т. Электрооборудование насосных станций учебное пособие

ключить — выключить». Выключатели ВМГ-10 приводятся электро­ магнитными приводами ПЭ-11 постоянного тока или пружинными приводами ПП-61 (ПП-67).

§27. ВОЗДУШНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ И ИХ ВЫБОР

Впоследние годы все большее распространение получают вы­ ключатели, в которых дуга гасится под действием воздуха, сжато­ го до 8—20 кгс/см2. Для этой цели используют компрессорные ус­ тановки, воздух хранят в специальных баках (ресиверах), распо­ ложенных в непосредственной близости от выключателя, которые

часто служат его основанием.

Воздушные выключатели, выпускаемые в настоящее время, "рассчитаны на весь диапазон рабочих напряжений и обладают весьма большими мощностями отключения. Например:

Схема устройства и управления простейшего воздушного вы­ ключателя показана на рис. 74. Верхняя часть полюса 5 имеет не­ подвижный 7 и подвижный стержневой 6 контакты. Эта часть по-

Рис. 74. Воздушный выключатель без отделителя:

122

люса служит гасительной камерой, а нижняя — пневматическим приводом включения и отключения выключателя. Выключатель присоединен к управляемой цепи с помощью зажимов 8 и 4. Путь протекания тока через включенный выключатель следующий: за­ жимы 8 — крышка камеры 11— неподвижный контакт 7 — подвиж­ ный стержневой контакт 6 — скользящие контакты 12 — металли­ ческое кольцо 3 — зажим 4.

Выключатель можно отключать дистанционно, нажав на кноп­ ку О или под действием импульса от реле защиты РЗ при замыка­ нии его контактов. При этом через отключающий электромагнит ОЭ замыкается цепь оперативного постоянного тока. Под действи­ ем этого электромагнита открывается отключающий клапан ОК, через который сжатый воздух из рессивера поступает в дугогаси­ тельную камеру полюса и верхнюю часть камеры 1 пневматическо­ го привода .(над поршнем). Поршень 2 при движении вниз увлека­ ет за собой подвижный стержневой контакт 6, который, опускаясь, теряет металлическое соединение с неподвижным контактом 7 и между ними возникает дуга. Сжатый воздух, которым наполнена гасительная камера, устремляется в отверстие неподвижного кон­ такта 7 и выдувает дугу (положение а). Особенно интенсивно дуговой промежуток деионизируется в момент перехода тока через нуль, так как в это время струя воздуха выдувает ионизированные частицы из промежутка между контактами и его электрическая прочность быстро возрастает. (Обычно дуга окончательно гаснет

размыкаются, так как они сблокированы с главными контактами выключателя, при этом лишается питания отключающий электро­ магнит ОЭ, клапан ОК закрывается и прекращается доступ сжа­ того воздуха к полюсу.

Таким образом, дуга гасится продольным воздушным дутьем. Оптимальные условия для гашения достигаются при определенном расстоянии между контактами, которое зависит от величины отклю­ чаемого тока, напряжения, давления воздуха и пр. Это оптималь­ ное расстояние относительно невелико. После прекращения подачи сжатого воздуха электрическая прочность воздушного промежут­ ка между контактами при нормальном атмосферном давлении ока­ зывается недостаточной, поэтому после гашения дуги, когда в ка­ мере еще сохраняется повышенное давление, возникает необходи­ мость в большей прочности промежутка. Добиться этого молено различными способами.

1. После гашения дуги при наличии Достаточного избыточного давления в гасительной камере подвижный контакт отводится от неподвижного на расстояние, обеспечивающее достаточную необхо­ димую электрическую прочность воздушного промежутка при сни­ жении давления воздуха до атмосферного. Такой способ применя­

123

телей). Выключатель такого типа (ВВН-35), рассчитанный на но­ минальный ток 1000 А и номинальную мощность отключения

1млн. кВА, показан на рис. 75.

2.Второй способ заключается в том, что выключатель допол­ няют специальным отделителем, который включается последова­ тельно с его главными контактами. Отделитель можно монтиро­

вать вне выключателя (внешний отделитель) или внутри него

тывает пневматический привод отделителя, и отделитель отключа­ ется. В цепи создается разрыв, обладающий при атмосферном дав­ лении достаточной электрической прочностью.

3. Дуга гасится так же, как в первом случае, но после разрыв цепи давление сжатого воздуха в камере не падает до атмосферно­ го, а остается избыточным до нового включения. При этом нет не­ обходимости после отключения цепи отодвигать на значительное расстояние подвижный контакт от неподвижного (он отодвигается меньше, чем в первом способе), так как при повышенном давлении в камере электрическая прочность заполняющего ее воздуха повы­ шена. Конструкция выключателя в этом случае несколько упроща­ ется, но возникает необходимость поддерживать повышенное дав­ ление воздуха в камере до нового включения.

На рис. 76 показано устройство воздушного выключателя с внешним отделителем. (Его принципальная схема такая же, как и выключателя без отделителя (см. рис. 74).)

Внешний отделитель состоит из подвижного ножа 4, вращающе­ гося на оси 5, и неподвижного контакта 3, расположенного на опор­ ном изоляторе 1. Привод отделителя 22 выполнен пневматическим

124

с двусторонним поршнем 21. Поводок поршня воздействует через' вилку на ось 5 и включает или выключает нож 4. Отделитель, как обычно, выполнен трехфазным. Контакты, подвижный 13 и непо­ движный 7, выполнены полыми, трубчатыми. Подвижный контакт опускается в направляющей трубе 17, при этом сжимается воз­ вратная, включающая контакты, пружина 16. Когда выключатель включен, ток проходит по цепи 12—6—7—13—14—20—4—3—2.

делителя, 4 —■подвижный контактный нож отделителя, б — ось подвиж­

привода отделителя, 2 2 — привод отделителя; О К — отключающий кла­ пан, К В — включающий клапан

Воздушные выключатели имеют ряд преимуществ по сравнению с масляными: отсутствие масляной среды и твердых газогенериру­ ющих материалов, меньший вес, быстрое отключение (быстродей­ ствующие), пожаробезопасность, относительно маломощные при­ воды. Недостатки: сложность конструкции и эксплуатации, необхо­ димость в наличии компрессоров, рееиверов, воздуховодов; относительно высокая стоимость.

Выключатели выбирают в зависимости от номинального напря­ жения и тока, предельного значения отключаемого тока и мощности, типа установки и ее конструкции.

125

За предельно отключаемый ток (/п.о) принимается ток /"(3). За предельно отключаемую мощность принимается мощность

Термическая и динамическая устойчивость выключателей характе­ ризуется теми же значениями токов, что и для разъединителей, со­ ответственно: пятиили десятисекундным током термической устой­

ip(iy) = 2 ,5 5 /"(3).

Гарантированные показатели выбранного выключателя долж­ ны превышать соответствующие расчетные значения цепи или быть равны им.

§28. ПРИВОДЫ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Внастоящее время применяются приводы: ручные, электромаг­ нитные, электродвигательные, пружинно-заводные, грузовые и пневматические. Они предназначены для включения, удержания во включенном положении и отключения выключателей. Наибольшую нагрузку приводы выдерживают при включении выключателей, так как при этом они преодолевают сопротивление отключающих пружин, которые при включении сжимаются, а также силу тяжести подвижной системы выключателя, силу трения и силу упругости при соединении подвижных контактов с неподвижными.

силы инерции движущихся частей, в масляных выключателях — сопротивление масла движущимся частям (здесь следует учесть, что скорость движения подвижных контактов выключателя должна быть достаточно велика во избежание повреждений и приварива­ ния подвижных контактов к неподвижным при включении выклю­ чателя на аварийную короткозамкнутую цепь). При включении вы­ ключателя на короткое замыкание привод должен также преодо­ леть электродинамические усилия, стремящиеся оттолкнуть подвижные контакты от неподвижных.

Из сказанного следует, что при включении выключателя его привод должен развивать достаточно большую мощность. При от­ ключении же работа привода сводится лишь к освобождению за­ порного механизма, удерживающего выключатель во включенном состоянии, само же отключение происходит под действием отклю­ чающих пружин и собственного веса подвижной системы выключа­ теля (при движении контактов вниз).

Все приводы оборудованы устройствами для автоматического отключения (при аварийном режиме электрической сети) и для ручного или дистанционного управления выключателями, кроме того, сигнально-блокировочными контактами, а также механизмами

126

свободного расцепления, которые, как указывалось, позволяют по­ движным частям выключателя при необходимости разобщаться с частями приводного механизма, связанными с ведущими элемен­ тами привода, например рукояткой или двигателем.

Рис. 77. Привод ПРБА с реле максимального тока без вы­ держки времени:

1— рычаг для связи с сигнально-блокировочными контактами, 2— упорный регулировочный винт, 3 — сигнально-блокировочные контакты, 4 —рукоятка, 5 — чугунный корпус, 6' — стальной кронштейн, 7 — рычаг

ля— «Отключено автоматически», 11 — кнопка для заводки реле мини­ мального напряжения, 12 — положение «Включено», 13 —крышка бло­

ка реле, 14 — переключатель числа витков катушек реле максимального тока, 15 — чугунный корпус блока реле, 16 — указатель положения ме­

ханизма привода

Для управления маломощными выключателями широко приме­ няются ручные приводы. Примером может служить привод ПРБА (рис. 77) (привод рычажный, блинкерный, автоматический), пред­ назначенный для управления масляными выключателями ВМГ-133, ВМЭ-6 и некоторыми выключателями прежних выпусков, например ВМ-16 (требующим включающего усилия на рычаге не более 30 кгс и работы включения не более 20 кгм).

127

Включение выключателя осуществляется вручную поворотом рукоятки привода вверх, а отключение — либо вручную той же ру­ кояткой, либо дистанционно, или под действием защиты. Привод имеет механизм свободного расцепления, с выключателем привод соединен промежуточными передачами.

Грузовые и пружинные приводы. Грузовые и пружинные приво­ ды успешно применяются на подстанциях и станциях с легкими вы­ ключателями. Управление ими ручное или дистанционное. При ис­ пользовании грузовых приводов автоматическое и оперативное включение выключателя происходит в результате использования энергии падающего груза, предварительно поднятого вручную или с помощью электродвигателя с редуктором на нужную высоту. Важное преимущество рассматриваемых приводов — небольшая мощность, необходимая для включения и отключения. Приводы работают как на постояннном, так и на переменном оперативном токе.

128

На рис. 78 показан грузовой привод ПГ-10. Продолжительность, включения выключателя с этим приводом составляет 0,2—0,45 с, а время отключения 0,1—0,15 с в зависимости от типа выключате­ ля. Для дистанционного отключения и включения в привод встрое­ ны соответствующие электромагниты. Для автоматического отклю­

Пружину обычно встраивают в штурвал привода. Преимущество пружинных приводов — их компактность и возможность использо­ вания при большой частоте включений. На рис. 79 показан пружин­ ный привод ППМ-10 с автоматическим заводом пружины.

Электромагнитные приводы. Электромагнитные (или соленоид­ ные) приводы широко применяются на электрических станциях и подстанциях. Они работают на оперативном постоянном токе при напряжении ПО или 220 В и служат для дистанционного и автома­ тического управления выключателями. Эти приводы могут быть, большой мощности и использоваться для управления любыми (по мощности) выключателями. К положительным их качествам сле­ дует также отнести сравнительную простоту конструкции, надеж­ ность, быстродействие (продолжительность включения 0,18—0,8 с) и невысокую стоимость. Недостаток — необходимость иметь источ­ ник постоянного тока (обычно аккумуляторную батарею), обеспе­ чивающий протекание через соленоиды включения тока, необходи­ мого для четкого срабатывания. Этот ток может быть довольно велик (порядка десятков, а иногда и сотен ампер). Например, ток

включения привода ПС-30 при напряжении 110 В составляет 310 А, тогда как ток отключения — всего 5 А.

На рис. 80 показан электромагнитный привод ПС-10. Он слу­ жит для управления выключателями относительно небольшой от­ ключающей спрсобности, например ВМБ-10, ВМ.Г и т. п., работаю­ щими при напряжении не более 35 кВ. На рис. 81 показаны различные положения механизма привода. Шарнирно связанная

Рис. 80. Привод ПС-10:

1 — сердечник, 2 — чугунный, кронштейн, 3 — сигнально-блокировочные контакты, 4 — элект­ ромагнит отключения, 5 — кнопка ручного отключения, 6 — полый стальной цилиндр, 7 —

система звеньев механизма обеспечивает свободное расцепление движущей части привода (шток включающего электромагнита).

Привод можно включать вручную с помощью отрезка газовой трубы длиной 500—800 мм и диаметром 3U"’, который надевают на рычаг 9 ручного управления. Ручное управление может быть использовано только для опробывания и регулировки привода и выключателя при монтаже, ревизии или ремонте. Включать вруч­ ную выключатель запрещается.

В выпускаемых в настоящее время электромагнитных приводах ток включения снижен в 1,7 раза, а ток отключения — в 2 раза.

Магнитофугальные приводы. В последние годы для сельских электрических установок относительно небольшой мощности были

130

изготовлены так называемые магнитофугальные приводы (рис. 82). Для поступательного движения ползуна такого привода использу­ ется взаимодействие бегущего магнитного поля трехфазной обмот­ ки статора с магнитным полем токов короткозамкнутых витков, наложенных на ползун.

Токи в короткозамкнутых витках ползуна возникают в резуль­ тате пересечения их магнитными силовыми линиями бегущего по­ ля. Обмотка статора выполнена в ви^де набора секций, разделенных стальными шайбами. Секции образуют магнитопровод статора.