» »

Секционный разъединитель. Теоретические сведения

Посты секционирования обеспечивают в местах раздела секций защиту контактной сети от токов перегрузки и короткого замыкания и соединяют электрически контактную сеть двухпутного и многопутного участков в одной точке.

На постах секционирования установлены выключатели быстродействующие автоматические при постоянном токе и масляные при переменном токе. Каждую секцию контактной сети подключают через указанные выключатели к общей шине (рис. 13.11). Эти аппараты обеспечивают отключение токов, превышающих уставку выключателя, лишь при условии прохождения тока в одном определенном направлении. При коротком замыкании на одной из секций электрический ток пойдет на эту секцию через выключатель от общей шины, что вызовет отключение выключателя, по остальным же секциям направление тока будет к общей шине и выключатели останутся включенными. Включе­ние выключателей происходит автоматически или по телеуправлению при восстановлении напряжения в контактной сети со стороны тяговой подстанции.

Комбинации переключающих устройств, обслуживающие задачи двух или трех базовых устройств одновременно, широко используются в настоящее время, прежде всего, в дверных распределительных устройствах. По разумной цене комбинации устройств просты в установке и требуют меньше места для установки, чем отдельные устройства. Изготовители не должны применять отдельные правила всех основных устройств, поскольку стандарты определяют требования всех возможных комбинаций.

Типы комбинаций устройств можно разделить на две группы. Производитель собирает последовательные подключенные коммутационные устройства в одном устройстве. Это не приводит к появлению новых типов устройств; упрощается только работа по установке на месте. Основные коммутационные устройства легко распознаются в этих устройствах; поэтому нет необходимости подробно обсуждать их подробно. Защитные характеристики предохранителей, выключателей и выключателей, включенных в эти комбинированные устройства, должны быть соответствующим образом отрегулированы. Новые конструкции, выполненные из базовых коммутационных устройств и формирующие новое автономное оборудование. Такие комбинации разъединителей широко используются в распределительных устройствах среднего напряжения, но они все чаще применяются в высоковольтных системах. Мы приводим некоторые комбинации устройств среднего и низкого напряжения в следующем разделе.

Рис. 13.11. Принципиальная схема поста секционирования двухпутной линии:

1 - общая шина; 2 - отключающий аппарат; 3 - секционный разъединитель

Количество выключателей, устанавливаемых на посту секционирования, зависит от числа секций.

Дополнительное параллельное соединение контактной сети между подстанцией и постом секционирования в одной или двух точках без продольного секционирования осуществляют пунктами параллельного соединения. Этим обеспечивается снижение потерь электроэнергии и повышение напряжения в контактной сети. Пункты параллельного соединения у тяговой подстанции позволяют снизить рабочие токи на каждый выключатель подстанции благодаря выравниванию токов нагрузки и этим самым достигают улучшения условий защиты от токов короткого, замыкания.

Комбинации переключателей среднего напряжения

Комбинации устройств типа разъединителя преобладают в основном в таких местах, где вероятность возникновения сбоев низкая. Использование автоматического выключателя не всегда экономично. Оснащенный предохранителем, проблема защиты от короткого замыкания также может быть решена. Поскольку все эти комбинации устройств включают в себя коммутатор, стоит суммировать требования, указанные для коммутаторов. Для переключателей высокого и среднего напряжения общего назначения стандарты определяют текущую мощность и мощность.

Параллельное соединение контактной сети при постоянном токе выполняют быстродействующим выключателем (рис. 13.12). При коротком замыкании на одной из секций контактной сети срабатывает реле напряжения РДШ и отключается быстродействующий выключатель пункта параллельного соединения. При появлении напряжения в контактной сети обоих путей быстродействующий выключатель вклю­чается.

Мы представляем шесть из одиннадцати типов тока отключения.

  • Разрушающая способность кабелей без нагрузки.
  • Разрушающая способность воздушных линий без нагрузки.
Вращающийся дугообразный контакт расположен между главными контактными ножами, и он соединен с неподвижным контактом внутри дугогасителя с узким зазором при закрытии. Дуговый желоб изготовлен из эпоксидной смолы и открыт внизу. Во время выключения сначала открываются основные контакты, а после их разделения открываются дуговые контакты. Разделение контактов происходит очень быстро, а возникающие газы помогают погасить дугу.

Рис. 13.12 Принципиальная схема пункта параллельного соединения двухпутной линии: 1 - реле контроля напряжения; 2 - разъединители; 3 - быстродействующий выключатель; 4 - реле напряжения

Пункты параллельного соединения для линий переменного тока выполняются с масляным выключателем, а реле напряжения выключается через понижающие трансформаторы напряжения.

Быстрое перемещение обеспечивается предварительно напряженной пружиной, закрепленной на рабочем валу. Выключатель-разъединитель с узким зазором. Координация временных характеристик. Переключатель-разъединитель-предохранитель на рис. Также является внутренней конструкцией. В случае неисправности ударный штырь предохранителя управляет выключателем-разъединителем. Из-за высокой допустимости характеристик предохранителей неисправности могут вызвать серьезную проблему, если ток все еще протекает на здоровых фазах.

Например, когда происходит трехфазное короткое замыкание, один из предохранителей прерывает ток быстрее других, и в то же время он запускает открытие переключателя. Чтобы предотвратить сбой, два других предохранителя должны работать до начала процесса открытия. Это условие может быть выполнено, если время открытия разъединителя-разъединителя больше, чем временная задержка, обусловленная неравными характеристиками предохранителей. Если выключатель-разъединитель оборудован также перегрузкой, характеристики должны быть согласованы.

В системе электроснабжения 2×25 кВ применяют автотрансформаторные пункты питания (АПП). Установленный на них специальный автотрансформатор типа АОННЖ мощностью 10 или 16 мВ-А имеет две обмотки (рис. 13.13): последовательную ПО, подключенную выводом А к питающему проводу, и общую 00, подключенную выводом Б к контактной подвеске. Объединенный вывод 3 этих обмоток подключен к средней точке путевого дроссель-трансформатора (ДТ). Автотрансформаторы снабжены устройством РПН, позволяющим производить режимное изменение позиций с диспетчерского пункта при необходимости повышения напряжения в контактной сети.

Комбинации устройств низкого напряжения

Эта координация показана на рисунке. Ток, относящийся к этой точке, является самым критическим, так как это самый высокий ток, который должен отключить выключатель-разъединитель. Мы уже видели комбинации устройств низкого напряжения, когда обсуждали моторное защитное оборудование. Это была комбинация контактора и теплового реле, а также комбинация выключателя и контактора, но интегрированные смены направления и звездообразные стартовые блоки также относятся к комбинированным устройствам.

В следующем разделе мы рассмотрим другие комбинации устройств. В этих составных устройствах основные устройства легко узнаваемы, поэтому нет необходимости обсуждать их структуру и работу снова. Характерные кривые их защитных устройств - например, предохранителей, выключателей или перегрузок в переключателях - должны выбираться соответствующим образом. Это новые автономные конструкции, выполненные из двух или трех базовых коммутационных устройств или из основного устройства и других компонентов. Мы рассмотрим их структуру и принципы работы в следующем разделе.

Присоединение автотрансформаторов к тяговой сети осуществляют через двухполюсные разъединители Р1 и Р2 с электродвигательными приводами. В одном автотрансформаторном пункте устанавливают два автотрансформатора - по одному на каждый путь. Контактная подвеска у автотрансформаторных пунктов не секционируется, а в рассечки питающих проводов установлены дополнительные секционные разъединители (Р ц1 , Я па, Р п3 , и Р ц4). Разъединитель Р ш с электродвигательным приводом позволяет производить подключение одного из трансформаторов взамен другого.

Предохранитель-разъединитель является одним из самых старых и в настоящее время редко используемым устройством. Это разъединитель, в котором один или несколько полюсов имеют последовательный предохранитель в составном блоке. Крышка включает в себя плавкие вставки лезвийного типа. Когда крышка закрыта, ножи плавких вставок вводят фиксированные контакты вилки в держатель предохранителя. Следовательно, движущийся контакт является самой плавкой линией. Преимущество этого механизма состоит в том, что три фазы могут переключаться одновременно, и это обеспечивает безопасную замену плавких вставок после того, как контакты открыты.

Рис. 13.13 Схема автотрансформаторного пункта:

1 - питающий провод; 2 - контактная подвеска; 3 - рельсы

Посты секционирования при системе электроснабжения 2 х 25 кВ в отличие от системы 25 кВ имеют две шины контактной сети и питающего провода.

Секционные разъединители обеспечивают электрическое соединение и разъединение между собой различных секций. Переключают эти разъединители специальными приводами вручную или дистанционно. Они должны обеспечивать прохождение максимально возможного электрического тока, отключение при наличии напряжения на одной или обеих секциях, необходимую электрическую изоляцию между секциями в отключенном положении и от заземленных конструкций.

Его недостатком является то, что операция переключения не должна допускаться, когда ток течет через контакты. Поперечный разрез разъединителя. Переключатель предохранителей аналогичен разъединителю-разъединителю, но пружинный привод выполняет операцию переключения. Между подвижными контактами и фиксированными контактами в каждом полюсе есть две точки контакта. Двойные пластины помогают тушить дугу. Эта комбинация устройств также редко используется в последнее время.

Основание выключателя-разъединителя представляет собой разъединитель, но оснащенный дуговыми лотками, иногда даже с дугогасящими контактами. Эти блоки регулярно устанавливаются в редко управляемые конечные цепи из металлических закрытых распределительных устройств. Токовый путь расположен между соединительными клеммами. Чтобы продлить срок службы, дуговые контакты фиксируются на подвижных контактах, а именно на разъединительных ножах. Благодаря точной настройке производители гарантируют, что основные движущиеся и фиксированные контакты будут разделены первыми, а затем разделение подвижных и фиксированных дуговых контактов.

В целях исключения поджогов на ножах при возможном возникновении электрической дуги во время отключения разъединители постоянного тока оборудуют дугогасящими рогами. Такими же рогами в отдельных случаях снабжают и разъединители переменного тока.

Разъединители монтируют на специальных штыревых изоляторах. Изоляторы устанавливают на специальной раме вертикально. Один из них является неподвижным, а второй с помощью специального вала в нижней части может отклоняться от вертикального положения. При переводе рычагом подвижного изолятора в наклонное положение нож выходит из губок и разрывает цепь. Плотное зажимание ножа губками обеспечивается стальными пружинами. Провода к каждой головке разъединителя присоединяют болтовыми зажимами, рассчитанными на четыре провода сечением до 120 мм 2 каждый.

Электродинамическая сила сжимает дугу в дуговую дугу, где она умирает. Металлические пластины деления искажают распределение электрического поля, то есть уменьшают диэлектрическую прочность между открытыми контактами. Поэтому для удовлетворения требований к расстоянию изоляции в разъединителях расстояние между открытыми контактами должно быть увеличено. Пружинный механизм обеспечивает соответствующую скорость движущихся контактов, делая его независимым от обслуживающего персонала. Они способны создавать токи короткого замыкания до пика 50 кА.

Если требуется при отключении разъединителя одновременно заземлить отключаемую секцию, секционный разъединитель оборудуют дополнительно заземляющим ножом, который крепится к подвижному контакту. Этот нож при отключении входит в губки, закрепленные на раме разъединителя.

На линиях переменного тока используют секционные разъединители РЛНД-35/1000 (рис. 13.14), которые распространены на линиях электропередачи и, подстанциях напряжением 35 кВ. Эти разъединители рассчитаны на прохождение длительного тока 1000 А и напряжение до 35 кВ. Эти разъединители смонтированы на двух стержневых изоляторах. Включается и отключается разъединитель с помощью одновременно вращающихся двух изоляторов, связанных тягой, которая соединяет рычаги у основания разъединителя. Рычаги приварены к валам, которые в свою очередь соединены с изоляторами и поворачивают их. Изоляторы вращаются таким образом, что укрепленные на их головках полуножи поворачиваются в одну и ту же сторону. При включенном положении разъединителя один из полуножей входит в пальцевые контакты, находящиеся на конце другого полуножа. На головках изолятора шарнирно укреплены контактные выводы, связанные с полуножами гибкими проводниками из ленточной меди.

Предохранитель-разъединитель с опрокидывающимся механизмом. Разъединители-предохранители-разъединители широко используются в металлических закрытых распределительных устройствах. Они подходят для относительно частого переключения токов нагрузки. Предохранитель обеспечивает защиту от сбоев внутри устройства, а открытые контакты обеспечивают безопасное расстояние изоляции для замены плавких вставок. Вид поперечного сечения такого устройства можно увидеть на рис. Вставной плавкий предохранитель вставляется в держатель предохранителя.

В случае необходимости заземляющий нож располагают на специальном валу со стороны полуножа с пальцевыми контактами. Вал заземляющего ножа вращается в подшипнике, установленном на основании разъединителя. При включении заземляющего ножа его пальцевые контакты соединяются с контактом, закрепленным на полуноже. Соединение заземляющего ножа с заземленным основанием для надежности контакта выполнено гибкой ленточной медью.

Контакты держателя плавкого предохранителя образуют подвижные контакты. Один из этих контактов соединен с движущимся дуговым контактом. Во время выключения подвижный мост наклоняется вокруг стержня. Во-первых, движущиеся и фиксированные главные контакты разделены с левой стороны, за которыми следует разделение левых подвижных и фиксированных дуговых контактов. Электродинамические силы задерживают дугу в дуговом желобе. После исчезновения дуги движущийся главный контакт справа также отделяется от неподвижной части, что в конечном итоге приводит к двойной изоляции.


Рис. 13.14 Секционный разъединитель переменного тока РЛНД-35/1000

Разъединители устанавливают на опорах контактной сети, как правило, на специальных выносных кронштейнах; к проводам контактной сети их присоединяют медными проводами, причем к подвижным контактам присоединяют гибкие провода МГ. Если нужно провода закрепляют на опорных изоляторах, это увеличивает надежность крепления.

Во время включения пары контактов замыкаются один за другим. На рисунке 114 показан ручной выключатель-разъединитель. Наклонный механизм представляет собой ручную закрытую руду, открытую во время изготовления и размыкания токов. В энергосистеме распределительное устройство представляет собой комбинацию электрических разъединителей, предохранителей или автоматических выключателей, используемых для управления, защиты и изоляции электрооборудования. Распределительное устройство используется как для обесточивания оборудования, позволяющего выполнять работу, так и для устранения неисправностей ниже по течению.

Включаются и отключаются секционные разъединители приводами, установленными внизу опоры и соединенными с рычагами разъединителя системой шарнирно связанных между собой труб или тросовыми тягами. На линиях переменного тока для разъединителей без заземляющего ножа применяют ручные приводы ПРН-110 и для разъединителей с заземляющим ножом - ПРНЗ-35 и ПРН-220.

Этот тип оборудования напрямую связан с надежностью электроснабжения. Самые ранние центральные электростанции использовали простой переключатель с открытым ножом, установленный на изоляционных панелях из мрамора или асбеста. Уровни мощности и напряжения быстро возрастали, что делает открытие переключателей с ручным управлением слишком опасным для чего угодно, кроме изоляции обесточенного контура. Оборудование, наполненное маслом, позволяло содержать и безопасно контролировать энергию дуги. К началу 20-го века линейка распределительных устройств была бы металлической конструкцией с электрически управляемыми переключающими элементами, используя масляные выключатели.

На линиях постоянного тока применяют ручной привод ПР-1. Угол поворота рукоятки 180°; рабочий ход привода 150 мм, масса 10 кг.

Для дистанционного переключения секционных разъединителей как при постоянном, так и переменном токе используют универсальный электродвигательный привод УМП-П. Механизм привода установлен в литом чугунном корпусе и закрыт крышкой. Привод работает от сети переменного тока напряжением 220 В и состоит из электродвигателя УЛ-062 мощностью 270 Вт и частотой вращения 8000 об/мин, редуктора, фрикциона и блокировок. Масса привода 60 кг. Надежная работа электродвигательного привода обеспечивается при напряжении не менее 160-170 В.

Высоковольтное распределительное устройство было изобретено в конце 19-го века для работы двигателей и других электрических машин. Как правило, распределительные устройства на подстанциях расположены как на высоковольтных, так и на низковольтных сторонах больших силовых трансформаторов. Распределительное устройство на низковольтной стороне трансформаторов может быть расположено в здании, со средневольтными выключателями для распределительных цепей, а также измерительным, контрольным и защитным оборудованием.

Для промышленного применения трансформатор и состав распределительных устройств могут быть объединены в одном корпусе, называемом унифицированной подстанцией. Распределительное устройство может быть простым выключателем изолированного воздуха под открытым небом или может быть изолировано каким-либо другим веществом. Эффективной, хотя и более дорогостоящей формой распределительного устройства является распределительное устройство с газовой изоляцией, где проводники и контакты изолированы газообразным гексафтором серы под давлением.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

«Секционные разъединители контактной сети

с моторным приводом УМП- II »

Цель работы: ознакомление и изучение типов разъединителей, изучение устройства моторного привода и разъединителя.

Теоретические сведения

Секционные разъединители предназначены для электрического соединения или разъединения отдельных секций (участков) контактной сети, а также для подключения к контактной сети питающих линий (рис. 1).

Секционные разъединители монтируются на специальных кронштейнах, закрепленных на опорах. Не допускается над разъединителями наличие проводов и конструкций на расстоянии менее 3 м.

Разъединители постоянного и переменного тока устанавливаются на высоте 5-6м от поверхности земли. Переключение секционных разъединителей производится приводами вручную или дистанционно с пульта либо по системе телеуправления.

Рис.1. Общий вид секционного разъединителя постоянного тока с ручным приводом

и схема его подключения к контактной сети

Моторные приводы должны иметь защиту от самопроизвольного включения и блокировку, которая не допускает включения разъединителя на период производства на нем ремонтных работ. На участках постоянного тока моторные и ручные приводы должны быть изолированы от опор контактной сети и кронштейнов разъединителей. Сопротивление изоляции должно быть не менее 10 кОм. Металлическая оболочка и броня кабеля дистанционного управления должны быть изолированы от конструкции моторных приводов и опор.

Конструкция разъединителей с заземляющим ножом должна исключать возможность включения заземляющего ножа при включенном положении разъединителя.

На участках постоянного тока в эксплуатации находятся разъединители контактной сети типа РС, РКС, РКЖ.

Разъединитель типа РС-3000/3,3 У1 на длительный ток 3000 А показан на рис. 2. Разъединитель состоит из опорной рамы, двух изоляторов типа КО-400 (или СТ-35, ИОССФ -3,3). При отключении разъединителя подвижный изолятор отклоняется примерно на 30, при этом образуется между токоведущими частями разъединителя воздушный промежуток длиной около 200 мм. Разъединитель переключается ручным или моторным приводом.

Разъединители повышенной надежности для контактной сети постоянного тока типа РКС-3,3/4000, РКС-3,3/3000, РКСЗ-3,3/3000.

Дугогасительные рога на разъединителях, выполненные из контактного провода, должны соприкасаться между собой и плавно скользить при отключении (включении) разъединителя до выхода ножей из соприкосновения с ламелями. Расстояние между дугогасительными рогами в отключенном положении разъединителя должно быть не менее 100 мм. Если износ дугогасительных рогов составляет более 10% поперечного сечения, то они подлежат замене.

Рис.2. Установка разъединителя постоянного тока с моторным приводом

на железобетонной опоре: 1 – опора; 2 – кронштейн; 3 – шарнирное ушко; 4 – рычаг; 5,9 – подвижный и неподвижный изоляторы; 6 - главные контакты; 7 – дугогасительные рога; 8 – контактный вывод; 10 – опорная рама; 11 – крюковой болт; 12 – вал, идущий к разъединителю; 13 – моторный привод; 14 – вал привода; 15 – рычаг привода

Рис.3. Разъединитель контактной сети типа РКС – 3,3/4000:

1 – Тяга привода; 2 – рычаг; 3 – подвижная головка; 4 – питающий фидер; 5 – нож разъединителя; 6 – изолятор; 7 – ламель; 8 – пружина; 9 – основание

Разъединители не требуют смазки в течение всего периода эксплуатации, т.к. имеют герметизированные подшипниковые узлы. Разъединители рассчитаны на присоединение медных проводов сечением 95-120 мм 2 до 8 шт. с каждой стороны, а также алюминиевых проводов через переходные зажимы. Крутящий момент при затяжке болтов должен быть в пределах 90-100 Н·м (9-10 кгс·м).

Управление разъединителями типа РКС-3,3/4000 и РКС-3,3/3000 осуществляется ручными и электроприводами (по телемеханике). Разъединитель типа РКСЗ-3,3/3000 рассчитан на управление двумя ручными приводами с механической блокировкой. Для подъема разъединителя на высоту веревочный канат крепят под верхний фланец изолятора с целью исключения самопроизвольного раскрытия разъединителя.

Разъединители контактной сети постоянного тока типа РКЖ-3,3/3000 УХЛ1 предназначены для включения и отключения находящихся под напряжением ненагруженных участков контактной сети. Разъединители типа РКЖ-3,3/1250 УХЛ1 предназначены для заземления отключенных участков контактной сети (рис. 4).