Условия работы аппаратов высокого напряжения и общие требования, предъявляемые к ним

Аппараты высокого напряжения могут устанавливаться как внутри помещения, так и на открытых распределительных устройствах (ОРУ). Условия работы при этом значительно различаются, и это находит отражение в их конструктивных особенностях.

 

.

1. Высокая надежность.

При аварийных режимах протекают токи до 300 кА. Поэтому ликвидация аварийных режимов должна происхо­дить в минимальное время с целью ограничения разрушений оборудо­вания. Мощности, поглощаемые оборудованием, достигают колоссаль­ных величин. Так, в сети 750 кВ ток КЗ достигает 80 кА, а мощность КЗ равна Ö3-80-10³-750-103=103800 МВ-А. При отказе высоковольт­ного выключателя происходит расширение аварии, возникают значи­тельные разрушения, которые приводят к длительному перерыву в энер­госнабжении. Остановка крупных заводов, лишение энергоснабжения электрифицированного транспорта может вызывать аварийные режимы в этих областях народного хозяйства.

Работа каждого АВН в номинальном режиме связана с передачей большой мощности. Поэтому авария аппарата ведет к недоотпуску большого количества энергии и большим материальным потерям.

Получение высокой надежности связано с большими трудностями, так как процессы, протекающие в АВН, особенно в выключателях, сложны, не поддаются достаточно полному математическому описанию. На надежность влияют также материалы и технология изготовления АВН.

Обычно при расчетах берут вероятность безотказной работы 99%, т.е. за 1 год на 100 выключений 1 отказ.

2. Увеличение междуревизионных сроков.

Вывод из эксплуатации АВН для ремонта и ревизии связан с большими трудностями техниче­ского порядка, часто является причиной аварий и обходится очень до­рого. Не так давно междуревизионный срок для выключателя был 1 год. За счет совершенствования конструкции и технологии этот срок увеличен до 3 лет. В настоящее время созданы вакуумные выключате­ли, у которых междуревизионный срок достигает 25 лет.

3. Стойкость к

§ тепловым

§ механическим

§ электрическим перегрузкам:
При расчете, изготовлении и эксплуатации АВН перегрузкам необходимо уделять большое внимание, так как повреждения ап­паратов в этих случаях ведут к очень тяжелым последствиям.

В процессе эксплуатации при возникновении короткого замыкания все токоведущие элементы сети испытывают мощное термическое и электродинамическое воздействие токов КЗ, превосходящих номинальные токи в десятки раз. При протекании токов КЗ температура токоведущих элементов, повышаясь, не должна превышать нормированных предельных допустимых значений для неизолированных шинопроводов, например для медных 300°С, для алюминиевых 200°С.

 

Токи КЗ вызывают появление значительных электродинамических усилий, воздействующих на шинопроводы и их несущие механические конструкции (в частности, опорные изоляторы). Кроме того, контактные системы всех коммутирующих аппаратов должны выдерживать эти нагрузки без сваривания или самопроизвольного размыкания контактов. Электродинамические усилия рассчитываются по наибольшему мгновенному значению (ударного) тока трехфазного КЗ iуд с учетом фазового сдвига между токами

4. Стойкость к атмосферным воздействиям.

. Аппараты, рассчитанные для работы в ОРУ, должны быть готовы противостоять всем воздействиям атмосферы.

Во время эксплуатации аппараты ОРУ подвергаются воздействию окружающей среды. Эти воздействия особенно вредно сказываются на состоянии изоляции аппаратов. Поэтому все аппараты ОРУ рассчитываются на воздействие гололеда, ветра и загрязнений.

 

Загрязнения и периодические увлажнения изоляции АВН требуют соответствующего развития поверхности изоляторов. Поскольку условия загрязнения на разных ОРУ существенно зависят от конкретных климатических условий (близость водных бассейнов, пустынных зон), наличия вредных выбросов производств в атмосферу, то они значительно различаются. Для изоляторов наружной установки предусмотрены три исполнения в зависимости от длины пути тока утечки: категория I — 1,67 см/кВ, категория II — 2,5 см/кВ, категория III — 3,5 см/кВ. Согласно этим нормам допустимая длина утечки соответствует удельной длине утечки — длине, отнесенной к 1 кВ наибольшего рабочего линейного напряжения. Для аппаратов внутренней установки длина пути утечки не нормируется.

 

Условия работы и размещения определяются ГОСТами: в обозначении аппарата встречаются буквы:

У—умеренный климат –40+40^о С

ХЛ—холодный

ТВ—тропический влажный

ТС–тропический сухой

О—общеклиматическое исполнение

Кроме того указывается категория размещения:

1- открытый воздух

2- в помещении (отсутствие осадков)

3- в закрытых помещениях с вентиляцией (отсутствие росы)

4- в искусственных условиях (подогрев)

5- помещения с повышенной опасностью (влажность и др.)

У4— +36-(+10+1) для теплового расчета используется мах предел

У1,2,3— -40+40

Влажность принимается при 20 –90%, при 40 —50%

5. Удобство при производстве, транспортировке и эксплуатации.

Масса, габаритные размеры аппаратов должны быть минимальными.

Кроме того, к каждому из АВН предъявляются свои специфические требования. Так, например, сокращение времени отключения выключа­теля напряжением 500 кВ всего на 0,02 с позволяет по одной линии пропустить дополнительную мощность 250 МВт и получить большой экономический эффект. Трансформаторы тока, работающие в релейной защите, должны иметь малые погрешности в переходном режиме.