Министерство образования и науки Республики Казахстан

Алматинский университет энергетики и связи

Кафедра « Электроснабжение промышленных предприятий»

ТЕМА № 6

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ РАЗЪЕДИНИТЕЛИ

Специальность:

050718-«Электроэнергетика»

Алматы

2013

Общие сведения

Разъединители служат для включения и отключения цепи высокого напряжения либо при токах, значительно меньших номинальных, либо в случаях, когда отключается номинальный ток, но напряжение на контактах аппарата недостаточно для образования дуги.

В первом случае разъединители применяются, как правило, для отсоединения от сети высоковольтного оборудования перед ревизией или ремонтом (рисунок 1а)

Рисунок 1- Схемы включения разъединителей

Согласно правилам техники безопасности оборудование, выводимое в ремонт, должно быть отключено. Между выводами отключенного аппарата и цепью, оставшейся под напряжением, должен быть создан видимый воздушный промежуток, гарантирующий безопасные условия работ для обслуживающего персонала.

Для безаварийной работы ток в цепи сначала отключается выключателем QF, и только потом размыкаются контакты шинного разъединителя QS1 и линейного QS2. В этом случае разъединителями отключаются небольшие емкостные токи, создаваемые опорной изоляцией отключаемого аппарата и присоединенными к нему проводниками.

После размыкания QS1 и QS2 выключатель QF, подлежащий ремонту, должен быть заземлен с обеих сторон с помощью дополнительных разъединителей QS3 и QS4. Если ножи QS3 и QS4 не заземлены, то на выводах выключателя QF может возникать высокий потенциал за счет емкостной связи с линиями высокого напряжения.

В виду того, что разъединители не имеют специальных дугогасительных устройств (за исключением увеличения длины дуги) с их помощью можно отключать только те электрические цепи, электромагнитная энергия которых будет недостаточна для создания электрической дуги.

Поэтому при проектировании схем электроснабжения для удешевления и упрощения этих схем разъединители могут быть использованы для отключения только токов холостого хода трансформаторов небольшой мощности и небольших емкостных токов воздушных и кабельных ЛЭП.

Конкретные значения этих данных приводятся производителями в соответствующих каталогах.

В ряде случаев разъединителями можно пользоваться для перевода нагрузки с одной ветви А на другую Б (рисунок 16). Для этого при замкнутом разъединителе QS2 включают разъединитель QS1. После этого разъединитель QS2 отключают. Дуга на его контактах не возникает, так как напряжение на них равно падению напряжения на вет­ви QS1, которое ничтожно мало.

К разъединителям предъявляются следующие требова­ния:

Контактная система должна надежно пропускать но­минальный ток сколь угодно длительное время.

Контактная система должна иметь необходимую динамиче­скую и термическую стойкость.

Разъединитель и механизм его привода должны надежно удерживаться во включенном положении при протекании тока КЗ. В отключенном положении подвижный кон­такт должен быть надежно фиксирован, так как самопро­извольное включение может привести к очень тяжелым ава­риям и человеческим жертвам.

В связи с особой ролью разъединителя как аппарата безопасности промежуток между разомкнутыми контактами должен иметь повышенную электрическую прочность. Привод разъединителя целесообразно блокировать с выключателем. Операции с разъединителем должны быть возможны только когда выключатель отключен.

Конструкция разъединителей

Для внутренних установок, не подверженных воздействию атмо­сферы и с напряжением, как правило, не выше 20 кВ, наиболее широко распространены рубящие разъединители с движением подвижного кон­такта (ножа) в вертикальной плоскости.

Для получения электродинамической стойкости контактов необхо­димо соответствующее контактное нажатие. С ростом тока контактное нажатие и усилие, необходимое для включения, возрастают. При ручных приводах контактные нажатия стремятся выбрать меньше. С этой целью применяют сдвоенные ножи и электромагнитные замки.

Для повышения электродинамической стойкости контактов разъединителей широко используются электродинамические силы, возникающие в токоведущих элементах.

На рисунке 2 показан трехполюсный разъединитель типа РВ на напряжение 10 кВ и ток 400А, а на рисунке 3 в увеличенном масштабе его контактная система.

Подвижный контакт 1 выполнен в виде двух параллельных шин.

При КЗ электродинамическая сила прижимает шины 1 к стойкам неподвижного контакта 2. При номинальном токе контактное нажатие создается пружинами 3, которые воздействуют на подвижный контакт через стальные пластины 4.

Магнитный поток, создаваемый проходящим по шинам током, замыкается вокруг них и через стальные пластины 4. В системе возникают электродинамические силы такого направления, чтобы возросла энергия магнитного поля.

Пластины приближаются к шинам 1 и попадают в зону более сильного магнитного поля. Электромагнитная энергия при этом возрастает. Таким образом создается сила Р, притягивающая стальные пластины к шинам и увеличивающая контактное нажатие.

Рисунок 2- Разъединитель типа РВ

Рисунок 3- Контактная система разъединителя типа РВ

Для управления разъединителями типа РВ применяются рычаж­ные системы с ручным или моторным приводом.

Для наружной установки широко используются разъединители поворотного типа РНД. На рисунке 6 представлен разъединитель типа РНДЗ-1 на напряжение 220 кВ и номинальный ток 2 кА. На раме смонтированы неподвижные изоляторы 2 и подвижные изоляторы 3, которые могут вращаться вокруг своей вертикальной оси. С подвижным изолятором связаны контакты разъединителя в виде ножей вращающихся в горизонтальной плоскости. Места сочленения подвижных деталей защищены кожухом 4.

Рисунок 6. - Разъединитель типа РНДЗ-1

Для размыкания ножей 5 пово­рачивается правый изолятор 3, который с помощью тяги 8 повора­чивает левый изолятор 3. При необходимости правый нож в положе­нии «отключено» может быть заземлен с помощью дополнительного ножа 7, который вращается в вертикальной плоскости и замыкается с контактом 6. Благодаря механической блокировке заземление воз­можно только при отключенном положении ножей 5. Разъединители такого типа применяются при напряжении до 750 кВ.

Следует отметить, что площадь ОРУ в значительной степени определяется площадью, занимаемой разъединителями.

Вопросы для самопроверки

1.Какова роль и назначение разъединителей в электроснабжении?

2.Можно ли использовать разъединители для коммутации электрических цепей?

3.Какие требования предъявляются к конструкциям разъединителя?

4.Зачем нужно выполнять заземление выводимого в ремонт высоковольтного выключателя с двух сторон, если уже с помощью разъединителя созданы видимые разрывы?

5.Какие меры применяют для предотвращения операций с разъединителями при включенном выключателе?

6.Что произойдет при отключении цепи разъединителем при включенном выключателе?

7. За счет чего (какого технического решения) предотвращается отброс подвижного контакта при КЗ?

6