5.2.3. Короткозамыкатели и отделители

Короткозамыкателъ — это коммутационный аппарат, предназ­наченный для создания искусственного КЗ в электрической цепи.

Короткозамыкатели применяются в упрощенных схемах под­станций для того, чтобы обеспечить отклю­чение поврежденного трансформатора после создания искусст­венного КЗ действием релейной защиты питающей линии. В уста­новках 35 кВ необходимо применять два полюса короткозамыкателя для создания двухфазного КЗ (т.к. однофазное замыкание не является коротким замыканием) , в установках 110 кВ и выше до­статочно одного полюса.

Конструкция КЗ-35 (рис.4-45) аналогична разъединителю. Ножи, соеди­ненные с заземленной шиной, приводятся в движение пружин­ным приводом при подаче импульса от релейной защиты и замы­каются на неподвижные контакты, находящиеся под напряжени­ем. Время включения составляет 0,12 — 0,25 с. Отключение произ­водится вручную.

Рис 4-45. Короткозамыкатель КЗ-35.

/ -нож; 2 - неподвижный контакт; 3 - изолятор; 4 - шинка заземления; 5 - рама.

Отделители серии ОД представляют собой обычный трехполюсный разъединитель, снабженный приводом для автоматического отключения обесточенной цепи. Время отключения достаточно ве­лико — 0,4 — 0,5 с, что является недостатком конструкции.

Отделители могут отключать обесточенную цепь или ток на­магничивания трансформатора.

Отделители и короткозамыкатели открытой конструкции не­достаточно надежно работают в неблагоприятных погодных усло­виях (мороз, гололед). В эксплуатации наблюдаются случаи их от­каза в работе, поэтому применение их в настоящее время ограни­чено. Взамен этих конструкций разработаны отделители и корот­козамыкатели с контактной системой, расположенной в закры­той камере, заполненной элегазом (КЭ-110, КЭ-220, ОЭ-110). Достоинством закрытых элегазовых короткозамыкателей и отделителей яв­ляется четкая работа и малые времена включения (КЭ) и отклю­чения (ОЭ).

5.2.4. Выключатели нагрузки

В сетях 6—105кВ электроснабжения городских промышленных и сельскохозяйственных предприятий возникает необходимость от­ключения и включения токов нормальной нагрузки. Такая опера­ция разъединителями не производится, так как они не имеют ус­тройств для гашения возникающей дуги. Простейшим коммутаци­онным аппаратом, позволяющим отключать и включать токи на­грузки в нормальном режиме, является выключатель нагрузки (например: ВНПР (рис. 4.31, а) и ВН (рис.4.32.). Выключатели нагрузки ВНП созда­ны на базе разъединителей рубящего типа. На опорном изоляторе с неподвижным главным контактом 3 укреплена простейшая дугогасительная камера 2 с газогенерирующими вкладышами 7 из органического стекла (рис. 4.31, б). К главному подвижному контак­ту-ножу 5 присоединена скоба с дугогасительным контактом 4, который во включенном положении находится внутри камеры меж­ду контактами 6. При отключении под действием пружины приво­да движение от вала 7 передается главным контакт-ножам 5, которые размыкаются в воздухе первыми, но дуги не образуется, так как весь ток проходит по дугогасительным контактам. При дальнейшем движении ножа 5 размыкаются дугогасительные кон­такты, возникшая дуга воздействует на вкладыши, из которых выделяется газ. Давление в камере повышается, а при выходе дугогасительного ножа из камеры создается выхлоп газа и дуга гас­нет. При включении сначала замыкаются дугогасительные кон­такты, затем — главные.

Выключатель ВНПР выдерживает сквозной ток КЗ i_пр.скв= 41 кА, а ток термической стойкости I_тер= 16 кА. Допустимо двукратное включение на короткое замыкание, после чего производится ре­визия с заменой дугогасительных камер.

Рис. 4.31. Выключатель нагрузки ВНПР:

а — общий вид; б — дугогасительная камера; / — вал привода; 2 — дугогаситель-

ная камера; 3 — главный неподвижный контакт; 4 — подвижный дугогаситель-

ный контакт; 5 — главный подвижный контакт-нож; 6 — неподвижный дугога-

сительный контакт; 7 — газогенерирующие вкладыши

Выключатели нагрузки ВНП могут дополняться предохраните­лями ПКЭ, заземляющими ножами и приводами разного типа: ручным (ПР), ручным с дистанционным отключением (ПРА) или электромагнитным (ПЭ).

Рис.4.32. Выключатель нагрузки типа ВН-16 на 10 кВ: 1- подвижный контакт (двухполосный нож); 2- контактная стойка; 3- дугообразные стальные полосы; 4 – дугогасительный нож; 5- дугогасительная камера; 6- отключающие пружины.

В последнее время на энергоблоках 800, 1000 МВт АЭС и КЭС приме­няется комплектный аппарат КАГ-24 (комплектный аппарат генераторный), основной частью которого является выключатель нагрузки, рассчитанный на на­пряжение 24 кВ, ток 30 кА. Выключатель нагрузки при номиналь­ном давлении воздуха 2 МПа может отключать ток 30 кА и вклю­чать ток 75 кА (амплитудное значение).

Устройство КАГ-24 встраивается в комплектный токопровод генераторного напряжения.

На рис. 4.40 показаны электрическая схема полюса КАГ-24. В со­став каждого полюса входят выключатель нагрузки QW, разъеди­нитель QS с одним встроенным заземлителем главной цепи QSG, пять трансформаторов напряжения TV типа ЗНОЛ-0,6-24УЗ.

Комплектное устройство КАГ-24 предназначено для оператив­ных коммутаций и измерений напряжения в цепи главных выводов генераторов 800 и 1000 МВт при нормальном режиме, а также, для создания необходимого изоляционного промежутка в отключен­ном положении и заземления отсоединенного участка. Комплект­ное устройство имеет блокировки, запрещающие отключение и включение разъединителя QS при включенном выключателе на­грузки QW, отключение и включение заземляющего разъедините­ля QSG при включенном выключателе QW или разъединителе QS.

При отключении тока первыми размыкаются главные контак­ты QW, ток устремляется по параллельному пути через контакты отделителя QR и дугогасительные контакты SQ1, зашунтированные активным сопротивлением R (15 Ом) для снижения возможных перенапряжений при обрыве тока. После отключения SQ1 ток, ограниченный сопротивлением R, отключается вспомогательны­ми дугогасительными контактами SQ2, а затем отключается отде­литель qr и в главной обесточенной цепи разъединитель QS. Пос­ле отключения отделителя подача воздуха прекращается, и кон­такты SQ1 и SQ2 под действием своих пружин возвращаются во включенное положение. Собственное время отключения выклю­чателя равно 0,15 с, время отключения разъединителя — 0,25 с.

Выключатель КАГ-24 без ревизии способен произвести 16 опе­раций отключения при токе до 30 кА и 500 операций ВО при токе до 5 кА. КАГ-24-30/30000УЗ имеет принудительный обдув.

Выключатели нагрузки генераторные значительно увеличива­ют гибкость и надежность схем блочных ТЭС и АЭС.

Рис. 4.40. Выключатель нагрузки генераторный КАГ-24