1. Цель работы
Изучение типов разъединителей, отделителей и короткозамыкателей, их конструкции и конструкции приводов.
2. Программа работы
1. Изучить конструкцию, назначение и виды разъединителей, отделителей и короткозамыкателей.
2. Изучить приводы для разъединителей, отделителей и короткозамыкателей.
3. Краткие теоретические сведения.
Разъединители служат для создания видимого разрыва, отделяющего выводимое в ремонт оборудование от токоведущих частей, находящихся под напряжением, для безопасного производства работ. Разъединители не имеют дугогасящих устройств и поэтому предназначаются для включения и отключения электрических цепей при отсутствии тока нагрузки и находящихся только под напряжением или даже без напряжения. Лишь в некоторых случаях допускается включение и отключение разъединителями небольших токов, значительно меньше номинальных, о чем сказано ниже. Разъединители используются также при различного рода переключениях в схемах электрических соединений подстанций, например при переводе присоединений, с одной системы шин на другую.
Требования, предъявляемые к разъединителям с точки зрения оперативного обслуживания, следующие.
1. Разъединители в отключенном положении должны создавать ясно видимый разрыв цепи, соответствующий классу напряжения установки.
2. Приводы разъединителей должны иметь устройства фиксации в каждом из двух оперативных положений: включенном и отключенном. Кроме того, они должны иметь надежные упоры, ограничивающие поворот главных ножей на угол больше заданного.
3. Опорные изоляторы и изолирующие тяги должны выдерживать механическую нагрузки при операциях.
4. Главные ножи разъединителей должны иметь блокировку с ножами стационарных заземлителей и не допускать возможности одновременного включения тех и других.
5. Разъединители должны беспрепятственно включаться и отключаться при любых наихудших условиях окружающей среды (например, при обледенении).
6. Разъединители должны иметь надлежащую изоляцию, обеспечивающую не только надежную работу при возможных перенапряжениях и ухудшении атмосферных условий (гроза, дождь, туман), но и безопасное обслуживание.
Для управления разъединителями применяются ручные, электродвигательные и пневматические приводы.
Ручные приводы, приводимые в действие мускульной силой человека, могут быть рычажными серии ПР и с червячной передачей серии ПЧ Однополюсные разъединители внутренней установки напряжением до 35 кВ управляются еще и оперативными изолирующими штангами.
Рис. 3.13.Электродвигательный привод типа ПДН-1У1
Электродвигательные приводы, приводимые в действие электрической энергией, применяются для управления разъединителями наружной и внутренней установки. Их изготовляют на номинальные напряжения 110 и 220 В постоянного тока и 127, 220, 380 В переменного тока. На рис. 3.13 показан внешний вид электродвигательного привода наружной установки типа ПДН-1У1, предназначенного для дистанционного и местного управления разъединителями 110— 750 кВ. Все элементы привода (электродвигатель, червячный редуктор, механизм блокировки и др.) расположены в металлическом шкафу 1. За дверцей шкафа находится лицевая панель 2, на которой размещены ключ местного управления 3, указатели ("включить", "отключить") 4, 5 оперативного положения ключа местного управления, замки электромагнитной блокировки 6, панель 7 со схемой соединения, выключатель 9 подогревателя и штепсельная розетка 8. С правой стороны шкафа имеется люк, закрытый крышкой 10, для установки рукоятки ручного управления 11, которая надевается на вал червяка редуктора. При этом установленная рукоятка размыкает контакты в цепи управления электродвигателем, что исключает случайное включение его во время проведения операций вручную.
Управление ножами стационарных заземлителей возможно только вручную с помощью металлической штанги. В приводе предусмотрена механическая блокировка, не допускающая ошибочное проведение операций с главными ножами при включенных ножах стационарных заземлителей. Имеется также блокировка, запрещающая дистанционное управление разъединителями в момент управления с места.
В зависимости от конфигурации и номинального напряжения разъединителей время выполнения приводом одной операции составляет 4-20 с, при этом не обязательно все это время держать ключ повернутым в соответствующее положение. Начатая с разъединителями операция завершается независимо от длительности подачи команды. Электродвигатель привода питается от сети переменного тока 380 В через контакты реверсивных магнитных пускателей. Если в ходе выполнения операции внезапно исчезнет питающее напряжение, то магнитный пускатель отключится, и завершение операции в этом случае станет возможным только после восстановления напряжения и подачи повторной команды дистанционно или от ключа управления с места установки.
Для управления подвесными разъединителями, имеющими тросовую систему управления, применяется электродвигательный привод ПД-2У1, осуществляющий наматывание троса на барабан при включении разъединителей. Привод состоит из исполнительного блока (асинхронный электродвигатель, редукторы) и блока управления в виде шкафа с аппаратурой управления электродвигателем, системами электрической блокировки и сигнализации. Привод дает возможность дистанционного, местного и ручного управления разъединителями.
Для дистанционного управления разъединителями 6-10 кВ внутренней установки, рассчитанными на большие токи, применяются электродвигательные приводы, управляющие сразу тремя фазами разъединителей. Приводы питаются от источников постоянного тока напряжением 220 В.
Контроль за оперативным положением разъединителей осуществляется с помощью контактов вспомогательных цепей, которые обычно встраиваются в привод и переключаются одновременно с выполнением операций включения и отключения. На щитах управления сигнализация положения разъединителей, управляемых дистанционно, выполняется с помощью ламп зеленого и красного цвета, располагаемых над рукоятками ключей управления разъединителями.
Пневматические приводы устанавливают непосредственно на рамах разъединителей, вследствие чего отпадает надобность в соединительных тягах. Они отличаются плавной работой. Применение их особенно целесообразно на подстанциях, где имеются установки для производства сжатого воздуха.
Рис. 3.14.Пневматический привод типа ПВ-20У2
На рис. 3.14 показан пневматический привод типа ПВ-20У2, предназначенный для управления разъединителями на 35 и 110 кВ. Привод состоит из исполнительного блока БИ (собственно пневматического привода) и блока управления БУ. Сжатый воздух подается в исполнительный блок по трубкам 5. Управление исполнительным блоком производится нажатием кнопок 1, 2 БУ с надписями 4 ВКЛ. и ОТКЛ. Контроль за исполнением приводом операции осуществляется через смотровое окно 3 по механическому указателю. Сигнализация о завершении операции разъединителями передается по трубкам 6 сжатым воздухом, который поступает в привод вспомогательных контактов и переключает их. Этот же привод перемещает и механический указатель положения.
Привод работает при номинальном давлении сжатого воздуха 2 МПа.
В электрическую схему блока управления помимо кнопок входят электромагниты включения и отключения, воздействующие на открытие пусковых клапанов, вспомогательные контактные пары, срабатывающие в конце хода включения и отключения разъединителей. Имеется механическая блокировка подхвата командного импульса, которая обеспечивает завершение начатой операции в случае, если кнопка ВКЛ. или ОТКЛ. по какой-либо причине будет отпущена ранее окончания операции.
В шкафу блока управления установлен подогреватель, который включается при температуре наружного воздуха ниже 5 °С.
В отличие от электродвигательных приводов в пневматических приводах не предусмотрены механизмы ручного управления разъединителями.
Отделители по конструкции токоведущих частей не отличаются от разъединителей. Их контактная система не приспособлена для операций под рабочим током нагрузки. Основное назначение — быстрое отсоединение поврежденного участка электрической сети в бестоковую паузу. Допускаются также операции отключения и включения намагничивающих токов и зарядных токов. Для управления отделителями промышленностью выпускаются полуавтоматические приводы ПРО-1У1. С помощью привода возможно отключение отделителей от устройства релейной защиты, дистанционно или с места установки, а также включение отделителей вручную. Ручное включение производится съемной рукояткой, для чего необходимо сделать 35-40 оборотов за 50—60 с. При ручном включении отделителей одновременно заводятся и встроенные пружины. Запасаемая в них энергия используется затем для отключения отделителей. Процесс отключения длится не более 0,5 с.
В приводе ПРО-1У1 имеются два электромагнита отключения. Один из них, получающий питание от независимого источника тока, служит для оперативного отключения отделителей от ключа управления, второй, питаемый от батареи конденсаторов емкостью 40 мкФ, — для отключения релейной защитой при КЗ в момент так называемой "бестоковой паузы". При отключении отделителей электромагниты воздействуют на механизм свободного расцепления привода.
При автоматизации подстанций отделители используются не только для отключения электрических цепей, но также и для переключения подстанций на резервный источник питания. Переключение производится в бестоковую паузу, когда прохождение тока КЗ прервано отключением соответствующих выключателей. Для автоматического включения отделители заводского изготовления переделывают следующим образом. Обе колонки изоляторов вместе с ножами снимают, поворачивают у основания на 90° против нормального их вращения и в таком положении крепят к раме. Привод и встроенные пружины остаются в прежнем исполнении. В таком виде при разведении ножей встроенные пружины отделителя будут заводиться, и действовать на включение при освобождении защелки привода.
Отделители применяются в основном на подстанциях без выключателей со стороны ВН.
На таких подстанциях кроме отделителей устанавливаются короткозамыкатели. Назначение короткозамыкателей состоит в том, чтобы при внутренних повреждениях силовых трансформаторов быстро создавать мощные искусственные КЗ на питающих линиях, отключаемых затем выключателями. После снятия напряжения с питающей линии поврежденный трансформатор отсоединяется отключением отделителя, а линия включается в работу действием АПВ.
Надежная работа установок обеспечивается четкой последовательностью действий устройств релейной защиты, автоматики, коммутационных аппаратов, а также устройств блокировки между отделителями и короткозамыкателями по цепям управления.
В сетях 110-220 кВ короткозамыкатели выполняются однополюсными. Конструктивно коротко замыкатель типа КЗ-110 состоит из стержневого изолятора (в сетях 220 кВ - из двух стержневых изоляторов, поставленных один на другой) с расположенным на нем неподвижным контактом. Подвижный нож изоляционной тягой соединяется с пружинным приводом типа ПРК-1У1, встроенным в шкаф. Привод служит для завода включающих пружин короткозамыкателя, удержания ножа в отключенном положении и для ручного отключения включившегося ножа. Конструктивно привод ПРК-1У1 подобен приводу ПРО-1У1, за исключением релейной части. В приводе ПРК-1У1 встроен электромагнит включения и три реле максимального тока типа РТМ.
В отключенном положении короткозамыкателя пружины привода заведены, и он готов к действию. Для включения короткозамыкателя защита поврежденного трансформатора подает оперативный ток на электромагнит включения, боек которого через систему рычагов воздействует на защелку, и нож включается. Время от момента подачи команды на электромагнит включения до полного замыкания контактов короткозамыкателя не превышает 0,35 с.
4. Порядок выполнения работы
1. Рассмотреть каждый вид разъединителей, отделителей, короткозамыкателей и определить достоинства и недостатки.
2. Рассмотреть принцип действия приводов разъединителей, отделителей и короткозамыкателей.
Выводы
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что такое разъединители.
2. Требования, предъявляемые к разъединителям с точки зрения оперативного обслуживания.
3. Какие приводы существуют у разъединителей.
4. Отделители. Определение. Принцип работы.
5. Короткозамыкатели. Определение, принцип работы.
6. Коммутационна способность разъединителей и отделителей.
Лабораторная работа № 11
