![](/user_photo/_userpic.png)
книги / Электрические аппараты. Общий курс
.pdfразъединителя замыкаются. Аналогично протекает процесс отклю чения.
Для наружной установки получили распространение разъедини тели рубящ его РЛКЗ и п оворотн ого типа РЛНД. На рис. 20-6 показан разъединитель первого типа на напряжение 220 кВ.
На стальном основании 1 укреплены изоляторы 2, на которых смонтированы выводы разъединителя. На правом укреплены непо движный пальцевый контакт 8, дугогасительпый рог 9 и неподвижный
Рис. 20-6. Разъединитель наружной установки рубящего типа с за земляющим ножом, Uн = 220 кВ.
контакт 5 заземляющего устройства. Нож трубчатого сечения 3 на конце имеет лопатку, которая является подвижным контактом. Кро ме того, на конце ножа укреплен рог 10.
Рога неподвижного и подвижного контактов играют роль дугогасительпых контактов н одновременно способствуют более быстро му удлинению дуги и ее гашению.
При вращении изолятора 7 движется поводок 11, соединяющий верхнюю головку изолятора с ножом 3. Если разъединитель вклю чается, то сначала нож перемещается в вертикальной плоскости и лопатка подвижного контакта, расположенная вертикально, свобод но входит между пальцами неподвижного контакта. В конце про цесса включения нож поворачивается вокруг осп, лопатка становится в горизонтальное положение и, раздвигая пальцы неподвижного кон такта, создает надежный контакт.
При отключении сначала нож поворачивается вокруг оси, после чего поднимается в вертикальной плоскости. Такой механизм облег
тора 8 служит для управления разъединителем. Оба изолятора со единены между собой тягой 9. При вращении правого изолятора по ворачивается и левый изолятор. К верхним головкам изоляторов укреплены ножи 3 и 5. Нож 3 да своем конце несет пальцевый кон такт, нож 5 при включении входит в пальцевый контакт. Для защи ты контактов от прямого попадания влаги и снега установлен ко жух 4. Синхронное вращение изоляторов облегчает ломание льда при отключении. Зажимы 6, присоединяемые в схему, могут свобод но поворачиваться относительно вала изоляторов. Передача тока к ножам осуществляется гибкими связями 7.
В настоящее время разъединители этого типа применяются при напряжениях 35—750 кВ.
20-3. Блокировка разъединителей и выключателей
Отключение разъединителя при прохождении через него номи нального тока ведет к тяжелой аварии, иногда с поражением лю дей. Образующаяся дуга очень подвижна, быстро удлиняется, что ведет к перемыка нию полюсов и возникновению короткого замыкания.
Если при отключении замечено образо вание между контактами дуги, необходимо быстро включить разъединитель. Дуга быст ро погаснет, так как контакты смыкаются.
Во избежание ошибочных операций с разъединителями они блокируются с выклю
чателями. |
Существует |
несколько |
систем |
||
блокировки: м ехан и ч еская, |
м ехани |
||||
ч еская |
за м к о в а я |
и эл е к т р о м а г |
|||
н и тн ая |
зам к о вая . |
|
|
|
|
В первом случае фиксатор разъедини |
|||||
теля можно |
открывать |
и рычаг |
привода |
||
разъединителя |
оказывается |
свободным |
только тогда, когда механизм выключателя оказывается в отключенном положении. Эта система обладает рядом недостатков. Очень трудно связать механизм выключате ля со многими приводами разъединителей. В каждом отдельном случае приходится конструировать свой блокирующий меха низм применительно к конструкции распредустройства. В силу этого подобная система применяется редко.
При механической замковой блокировке на выключателе и связанном с ним разъе динителе установлены специальные замки. Эти замки могут быть открыты только спе циальным ключом. Ключ находится в замке, установленном на выключателе. Его можно вынуть из замка выключателя только в том случае, когда выключатель отключен, а сле довательно, через разъединитель ток не про текает. После этого ключ вставляют в замок
Дает возможность сильно удешевить и упростить уста новки, осуществить более глубокий ввод высокого напря жения и вместе с тем сохранить высокую надежность.
Типичные схемы питания изображены на рис. 20-9. В схеме рис. 20-9, а на питающей линии установлен вы ключатель 3, который отключает трансформатор при коротком замыкании в нем или при других аномальных
режимах. В схеме рис. 20-9, б этого |
выключателя нет, |
|
на питающей |
линии установлен короткозамыкатель 5. |
|
Выключатель |
4 в начале линии остается. |
|
К о р о т к о з а м ы к а т е л ь — это |
аппарат, который |
быстро создает в сети короткое замыкание после пода чи сигнала релейной защитой. Допустим, вследствие ухудшения состояния изоляции трансформатора срабо тало газовое реле. Это реле подает сигнал замыкателю, и он включается. Под действием тока короткого замы кания отключается выключатель 4. Замена выключателя с приводом простым аппаратом — короткозамыкателем позволяет упростить и удешевить установку, не ухудшая ее надежности. Согласно [Л. 20-4] применение отдели телей и короткозамыкателей позволяет в 10—20 раз уде шевить стоимость подстанции и практически сохранить ту же надежность.
На рис. 20-9, в приведена схема в случае питания от одной линии двух трансформаторных групп IT и 2Т. На этой схеме, кроме быстродействующих замыкателей 5-1 и 5-2, введены о т д е л и т е л и 6-1 и 6-2, которые при нормальной работе схемы замкнуты.
О т д е л и т е л ь — это разъединитель, который быст ро отключает обесточенную цепь после подачи команды на специальный привод разъединителя. Если в обычном разъединителе скорость отключения мала, то в отдели теле процесс отключения длится 0,5— 1 с.
Допустим, произошло повреждение в трансформато ре 1Т. Релейная защита включает короткозамыкатель 5-1. Под действием тока короткого замыкания отключа ется выключатель 4 и обе группы 1Т и 2Т обесточива ются. От релейной защиты 1Т отключается также вы ключатель 2-1. С малой выдержкой от схемы автоматики отключается отделитель 6-1 и затем снова включается выключатель 4. Таким образом, группа 2Т остается в ра боте. Если до аварии выключатель 7 был отключен, то после включения выключателя 4 может быть включен выключатель 7. При этом будет восстановлено питание
В системах с изолированной нейтралью устанавливаются два замыкателя, которые при включении создают двухфазное короткое замыкание.
В основу конструкции отделителя положен двухколонковый разъединитель (рис. 20-7). На тяге 9 размещается отключающая пру жина, которая заведена во включенном положении отделителя. От делитель удерживается во включенном состоянии защелкой, распо ложенной в пружинном приво де. Этот привод включает отде литель.
При подаче напряжения на расцепляющий электромагнит этого привода механизм отдели теля освобождается и он от ключается под действием своих пружин.
Параметры отечественных короткозамыкателей и отдели телей приведены в [Л. 20-3, 20-4].
Схема автоматики и защи ты при использовании отдели телей и короткозамыкателей приведена на рис. 20-11. Замы катель 1 имеет пружинный при вод 4. Механизм расцепления привода 6 может срабатывать от реле максимального тока мгновенного действия 8 и не зависимого расцепителя 10.
От трансформатора тока 3 питается электромагнит 9 рас цепителя отделителя 2. Отде
литель |
отключается |
под дей |
|
|
ствием пружины 5. |
работе |
Рис. 20-11. Схема релейной за |
||
При |
нормальной |
|||
подстанции отделитель 2 вклю |
щиты и автоматики при ис |
|||
чен, а замыкатель |
1 |
выклю |
пользовании отделителей и ко |
|
чен. |
|
|
|
роткозамыкателей. |
При внутреннем повреждении |
|
|||
трансформатора |
срабатывает |
|
либо реле дифференциальной защиты РГ, либо газовое реле РГ. Про межуточное реле РП при этом подает напряжение на электромагнит независимого расцепителя 10. В результате замыкатель 1 включается и через трансформатор тока 3 течет ток короткого замыкания. Элек тромагнит 9 подтягивает свой якорь И и заводит пружину 12, кото рая с ним связана. Схема будет находиться в таком состоянии до тех пор, пока от своей защиты не отключится выключатель, установ ленный в начале питающей линии (выключатель 4 на схеме рис. 20-9, в).
После отключения этого выключателя якорь реле 9 под действи ем своей пружины производит расцепление защелки 7 и отделитель 2 размыкает свои контакты. Теперь выключатель на питающем конце линии может включаться вновь. Такая схема применяется только тогда, когда головной выключатель отключается от замедленно дей-
ствующеи защиты. При быстродействующей защите линии приме няются другие схемы [Л. 20-3].
|
|
|
В заключение |
следует |
отме |
||||||
|
|
|
тить, что описанные выше |
конст |
|||||||
|
|
|
рукции |
замыкателей |
и |
отделите |
|||||
|
|
|
лей имеют большое время сраба |
||||||||
|
|
|
тывания (0,5—1 с), которое не мо |
||||||||
|
|
|
жет |
удовлетворить |
|
современные |
|||||
|
|
|
энергосистемы. |
Сейчас |
ставится |
||||||
|
|
|
задача уменьшения этого времени |
||||||||
|
|
|
до 0,08—0,12 с даже для таких вы |
||||||||
|
|
|
соких напряжений, как 220 кВ. |
||||||||
|
|
|
Необходимо указать, что рас |
||||||||
|
|
|
смотренные аппараты ненадеж - |
||||||||
|
|
|
н о |
работают |
при |
гололеде и |
|||||
|
|
|
сильных морозах. |
|
|
|
|
||||
|
|
|
Для уменьшения времени сра |
||||||||
|
|
|
батывания |
следует |
сокращать |
||||||
|
|
|
путь контактов |
путем применения |
|||||||
|
|
|
элегаза |
или |
вакуума. |
Более пер |
|||||
|
|
|
спективными |
являются элегазовые |
|||||||
|
|
|
аппараты, поскольку |
на высоких |
|||||||
|
|
|
напряжениях приходится |
несколь |
|||||||
|
|
|
ко вакуумных камер включать по |
||||||||
|
|
|
следовательно. |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
На рис. 20-12 представлен эле |
||||||||
|
|
|
газовый короткозамыкатель. |
Кон |
|||||||
|
|
|
такты 2 и 3 расположены в фар |
||||||||
|
|
|
форовом |
цилиндре |
1. |
Давление |
|||||
|
|
|
элегаза |
0,3МПа. Привод подвиж |
|||||||
|
|
|
ного |
контакта |
осуществляется |
||||||
|
|
|
стальной тягой 5. Стальной силь |
||||||||
|
|
|
фон 4 осуществляет герметизацию |
||||||||
|
|
|
подвижного |
контакта. Расстояние |
|||||||
|
|
|
между контактами 85—-110 мм при |
||||||||
|
|
|
напряжении ПО кВ, поэтому вре |
||||||||
|
|
|
мя срабатывания в 4—5 раз мень |
||||||||
|
|
|
ше, чем у существующих замыка |
||||||||
|
|
|
телей |
серии |
КЗ. Короткозамыка |
||||||
|
|
|
тель защищен от воздействия ок |
||||||||
Рис. 20-12. Элегазовый |
корот- |
ружающей среды и может рабо |
|||||||||
тать при гололеде и низких темпе |
|||||||||||
козамыкатель, |
£/н = П0 кВ. |
ратурах. |
|
|
|
|
|
|
|||
|
Г л ав а д в а д ц а ть |
п ер вая |
|
|
|
|
|
||||
|
|
РЕАКТОРЫ |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
21-1. Общие сведения |
|
|
|
|
|
|
||||
Р е а к т о р |
— это |
катушка с |
неизменной |
|
индуктив |
ностью, которая служит для ограничения токов коротко го замыкания и поддержания напряжения на шинах при
аварийном |
режиме. Для |
пояснения |
рассмотрим схему |
рис. 21-1. |
О т’генератора |
1 питаются |
сборные шины 2. |
От этих шин отходят линии 3 к потребителю. Возьмем
два случая: |
в первом |
за |
вы |
|
|
||
ключателем |
4 отсутствует |
ре |
|
|
|||
актор, во втором за |
выключа |
|
|
||||
телем 5 установлен реактор 6. |
|
|
|||||
При |
трехфазном |
коротком |
|
|
|||
замыкании за выключателем 4 |
|
|
|||||
величина тока короткого замы |
|
|
|||||
кания / К1 определяется в |
ос |
|
|
||||
новном |
индуктивным |
сопро |
|
|
|||
тивлением генератора |
|
|
|
|
|||
|
|
U,, |
|
(21-1) |
|
|
|
|
/ К1 = |
|
|
|
|||
|
|
У з х г |
|
|
|
Рис. 21-1. Схема, поясняю |
|
|
|
|
|
|
|
щая принцип действия ре |
|
Введем |
понятие |
о т н о с и |
|
актора. |
|||
т е л ь н о г о и н д у к т и в н о г о |
|
|
|||||
с о п р о т и в л е н и я |
|
г е н е р а т о р а |
в процентах |
||||
|
|
о/о — (нг ХгУ з |
10QO/ |
(21-2) |
|||
|
|
|
|
|
ия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где / н.г— номинальный ток генератора. |
|
||||||
Воспользовавшись |
(21-1) и |
(21-2), |
можно получить: |
||||
|
|
|
|
|
|
100 |
(21-3) |
|
|
|
Лц |
^н.г ХГ% |
|||
|
|
|
|
В этом случае при коротком замыкании напряжение на сборных шинах будет равно нулю и на всех отходя щих линиях пропадет напряжение.
Необходимо также отметить, что выключатель 4 должен быть выбран по току короткого замыкания / кг При коротком замыкании на реактированной линии ток короткого замыкания определяется суммарным со
противлением генератора и реактора:
/ к2= — -------- |
. |
(21-4) |
V 3(ХГ + ХР) |
|
|
Введем относительное индуктивное, сопротивление реактора в процентах
хр % = JjLpXpVJL 100%. |
(21-5) |
Un |
|
Обычно один источник обслуживает несколько десят ков потребителей. Поэтому номинальный ток линии во много раз меньше номинального тока генератора. Длительный ток реактора выбирается равным току ли нии. Таким образом, / н.р<С/в.г.
Рис, 21-2. Распределение напряжения при коротком замыкании и но минальном режиме работы.
Положим, что Хг% = Хр%. Тогда из (21-2) и (21-5) следует, что Хр^>ЙГг. При этом можно написать, что
ии |
|
100 |
V s x v |
Л).г |
Хп% « 7 ,к1« |
|
|
Таким оОразом, при сделанных допущениях ток ко роткого замыкания определяется только параметрами реактора.
Реактор является весьма надежным аппаратом, его повреждения практически исключены. Поэтому выбор аппаратуры линии производится по току /к2<С/кь что значительно облегчает и удешевляет распределительное устройство.
Поскольку ХР> Х Г, то при коротком замыкании прак тически все напряжение ложится на индуктивное сопро-