Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Электрические аппараты. Общий курс

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
20.11.2023
Размер:
27.13 Mб
Скачать

разъединителя 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

чает работу разъединителя в условиях гололеда, так как вращение ножа вокруг своей оси позволяет легко скалывать лед.

Как говорилось ранее, для безопасного ремонта и ревизии от­ ключенные участки цепи должны надежно заземляться. Эту опера­ цию осуществляет нож заземления 4. Вал 6 привода заземляющего ножа механически сблокирован с приводом вращающегося изоля­

тора 7. Заземляющий нож может быть включен только тогда, ког­ да поднят нож 3 разъединителя.

В настоящее время разработаны более простые и меньшие по габариту и массе двухколонковые разъединители РЛНД с вращени­ ем ножей в горизонтальной плоскости (рис. 20-7). На стальной ра­ ме 1 установлены опорные изоляторы 2, которые могут вращаться вокруг своей оси в подшипниках. Удлиненный вал правого изоля­

6)
Рис. 20-8. Электро­ магнитный замок бло­ кировки с ключом.

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

Иа приводе разъединителя и освобождают механизм. Разъединитель может включаться и выключаться только в том случае, когда ключ находится в его замке. Операция с другими разъединителями в этот момент невозможна. Таким образом, здесь отсутствует механическая связь приводов выключателя и разъединителей.

Еще более совершенной является электромагнитная замковая блокировка (рис. 20-8). Для операции с разъединителем ключ на рис. 20-8, а вставляется в замок рис. 20-8, б. Ключом является элект­ ромагнит 4. Концы катушки 6 выведены на штепсели 7. Если вы­ ключатель, связанный с данным разъединителем, отключен, то его размыкающие блок-контакты подают напряжение на гнезда 3, а сле­ довательно, на катушку 6. Сердечник 5 намагничивается. При нажа­ тии на него он соприкасается с запирающим плунжером 1. Если те­ перь сердечник 5 потянуть верх, то юн потянет за собой плунжер 1 и деталь 'механизма привода разъединителя 8 будет освобождена. Штифты 2 при этом входят в паз А ключа и не дают возможности снять ключ с замка. Для блокировки всех разъединителей достаточ­ но иметь один ключ на все распределительное устройство. Более подробно этот вопрЪс рассмотрен в [Л. 20-2].

Выбор разъединителей производится по следующим основным параметрам: номинальному току, номинальному напряжению, току термической и электродинамической стойкости.

20-4. Отделители и короткозамыкатели

а) Назначение и принцип действия. В настоящее время начинают широко применяться высоковольтные подстанции без выключателей на питающей линии. Это

220кВ 220 кВ 220кВ

Рис. 20-9. Схема коммутации с выключателем в конце линии и с от* делителями и короткозамыкателями.

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

потребителей на шинах 10 кВ первой трансформаторной группы.

Таким образом, в этой схеме удается не ставить выключатели на стороне 220 кВ трансформаторов 1Т и

~зо°/Зона расположения

27\

Однако

для

на­

дежной

работы

уста­

/подВодящего провода

новки

необходима

чет­

 

кая

 

последователь­

 

ность

в

работе замы­

 

кателя,

выключателя

 

и

отделителя.

Иначе

 

возможны такие тяже­

 

лые аварийные случаи,

 

как

отключение

тока

 

короткого

замыкания

"ИГ г

5f

Рис. 20-10. Короткозамыкатель, £/н= ==220 кВ.

отделителями и др.

 

 

б)

 

Конструкции замыка

телей и

отделителей.

 

На

рис. 20-10 представлен

ко­

роткозамыкатель 220 кВ

с

приводом. На основании

1

смонтирована колонка

изо­

ляторов

2,

вверху которой

расположен

неподвижный

контакт

замыкателя.

Под­

вижный контакт 3 полупан-

тографного типа через

изо­

ляционную тягу 5 соединен

с пружинным приводом

7

(рис. 20-10).

В отключенном состоя­ нии пружины привода заве­ дены и короткозамыкатель готов к включению. Включе­ ние производится при пода­ че напряжения на электро­ магнит привода 7, освобож­ дающий включающую пру­ жину.

Подвижный контакт 3 соединяется с землей через трансформаторы тока 6, ко­ торые используются для схемы автоматики (основа­ ние Î и связанный с ним контакт 3 изолированы от земли изоляторами 4).

В системах с глухозаземленной нейтралью доста­ точно установить замыка­ тель только на один полюс системы.

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-