SF6 effektbrytare: riktlinjer för val och anslutningsregler

Principen för drift av drivmekanismer

Det pneumatiska ställdonet fungerar genom att trycket från komprimerad luft rör sig från en kammare till en annan och driver kolvar, som i slutändan applicerar tryck på isoleringsstången. Den initiala kommandoimpulsen överförs till elektromagneterna (slå på eller av), som genom att dra in kärnorna öppnar åtkomsten av tryckluft till kolvkamrarna.

Hydrauldriften fungerar på grund av vätsketrycket som skapas av lågeffektpumpstationen. Styrningen sker med hjälp av en hydraulisk signal (tryckökning). Således aktiveras en serie ventiler, som överför rörelse till isoleringsstången, som i sin tur aktiverar den rörliga kontakten hos SF6-strömbrytaren.Mekanismens omvända rörelse utförs genom att minska vätskans tryck.

Fjäderdrivningen har det enklaste driftschemat, som är baserat på fjäderns egenskaper. Driften av en sådan anordning baseras enbart på mekaniska komponenter. Kraftfull fjäder fixerad med vissa parametrar kompression. Med hjälp av manöverhandtaget tas fixeringen bort och fjädern, frigörande, sätter staven i rörelse. Vissa mekanismer kompletteras med hydrauliska system för mer tillförlitlig fixering.

Konstruktion av SF6 effektbrytare

SF6-gasens ljusbågssläckningsförmåga är mest effektiv vid en hög hastighet av dess jet i förhållande till den brinnande ljusbågen. Följande utförande av fjärrkontroll med SF6-gas är möjliga:
1) med autopneumatisk blåsning. Tryckfallet som krävs för blåsning genereras av drivenergin;
2) med kylning av bågen av SF6 under dess rörelse, orsakad av strömmens interaktion med magnetfältet.
3) med ljusbågssläckning på grund av gasflöde från högtryckstanken till lågtryckstanken (dubbla tryckvakter).
För närvarande används den första metoden i stor utsträckning. En ljusbågssläckningsanordning med autopneumatisk forcerad sprängning visas i fig. 22. Den är placerad i en förseglad tank med ett SF6-gastryck på 0,2–0,28 MPa. I detta fall är det möjligt att erhålla den nödvändiga elektriska styrkan hos den inre isoleringen. När den är frånkopplad uppstår en ljusbåge mellan den fasta 1 och den rörliga 2 kontakten. Tillsammans med den rörliga kontakten 2, när den är frånkopplad, rör sig PTFE-munstycket 3, skiljeväggen 5 och cylindern 6. Eftersom kolven 4 är stationär komprimeras SF6-gasen och dess flöde, som passerar genom munstycket, tvättar ljusbågen i längdled och säkerställer dess effektiva släckning.

Ris. 22.Schema för ljusbågssläckningsanordningen för SF6-strömbrytaren med autopneumatisk sprängning
Ris. 23. Ljusbågskammare för SF6-strömbrytaren

För ställverk har en SF6-brytare med en märkspänning på 110 och 220 kV, en märkström på 2 kA och en märkström på 40 kA utvecklats. Avstängningstid 0,065, inkopplingstid 0,08 s, SF6 nominellt tryck 0,55 MPa, pneumatisk drivning med lufttryck 2 MPa.
220 kV SF6 effektbrytare fjärrkontrollkammare med två avbrott per stolpe visas i fig. 23. När strömbrytaren slås på, rör sig cylinder 1, tillsammans med huvudkontakterna 2 och ljusbågs 3 associerade med den, åt höger. I detta fall går röret 2 in i hylsan 5, och hylsan 3 är ansluten till kontakten 4. Fluoroplastmunstycket 6 rör sig också till höger och rör sig på den ihåliga rörformiga kontakten 4. SF6-gas sugs in i håligheten A och SF6-gasen förskjuts från håligheten B.

När de är avstängda rör sig cylinder 1 och rör 7 till vänster. Först divergerar huvudkontakterna (2, 5), sedan ljusbågskontakterna (3, 4). I ögonblicket för öppning av kontakterna 3 och 4 uppstår en ljusbåge, som utsätts för gasblåsning. Kolven 10 förblir stationär. I område A bildas en komprimerad gas och i område B en förtärnad. Som ett resultat strömmar gasen från område A genom den ihåliga kontakten 7 till område B genom hålen 8 och 9 under inverkan av tryckskillnaden pl—(—Pb). Ett stort tryckfall gör det möjligt att erhålla den nödvändiga (kritiska) bågblåsningshastigheten. Under svåra avstängningsförhållanden (icke-fjärrkortslutning) släcks ljusbågen också på grund av dess kylning i munstycke 6 efter att den lämnar kontakt 4.
Ris. 24. Enheten för SF6-brytaren för spänning 220 kV

På fig.24 visar grundarrangemanget för SF6-brytaren för KRUE-220 för en spänning på 220 kV. Strömbrytarens 1 fasta kontakt är fäst vid strömbrytarens tank på en gjuten isolator 2. Strömbrytaren har två PS 3 och 4 kopplade i serie genom huset 11. Jämn spänningsfördelning över PS säkerställs av keramik kondensatorer 6. För att eliminera korona är PS täckt med skärmar 5. Cylindrarna 3 och 4 drivs i rörelsen av isoleringsstaven 8 Genom spakmekanismen 7. Till- och frånkoppling av strömbrytaren utförs av en pneumatisk drivning. Strömbrytaren är fylld med SF6 vid ett tryck på 0,55 MPa. Omkopplarens 1 fasta kontakter förs ut ur tanken genom en förseglad isolator 9 och 10, vilket innebär övergången från omkopplarens hålighet fylld med SF6-gas till håligheten i hela ställverket, även fylld med SF6-gas (PRUE) ). Här är 9 en isolerande skiljevägg, 10 är en instickskontakt av uttagstyp. En sådan isolator gör det möjligt att lagra SF6-gas i strömbrytaren när den är frånkopplad från ställverket.
Den beskrivna SF6-brytaren har hög teknisk prestanda och tillåter ett 20-faldigt kortslutningsströmavbrott med ett gränsvärde på 40 kA utan revisioner. Läckaget av SF6-gas från tanken överstiger inte 1 % per år. Effektbrytarens livslängd före översyn är 10 år. DD med en märkspänning på 220 kV per avbrott och en utlösningsström på 40 kA vid hög spänningsåtervinningsgrad har utvecklats. Prototyper av SF6-brytare tillåter en brytström på upp till 100 kA vid en brytspänning på 245 kV och en ström på 40 kA vid en brytspänning på upp till 362 kV. SF6-brytare är mest lovande för spänningar över 35 kV och kan skapas på spänning 800 kV och över.

• Tillbaka

• Fram

Funktionsprincip

Funktionsprincipen för luftströmbrytare är baserad på släckning av en elektrisk ljusbåge som uppstår när lasten bryts. Denna process kan inträffa i två typer av luftrörelser:

1. Längsgående;
2. Tvärgående.

En luftströmbrytare kan ha flera kontaktavbrott, och detta beror på vilken spänning den är klassad för. För att underlätta släckningen av särskilt stora typer av ljusbågar är ett shuntmotstånd anslutet till ljusbågskontakterna. Automatiska luftströmbrytare som arbetar enligt principen om ljusbågssläckning i konventionella kammare har inte sådana element utan närvaro av tryckluft. Deras ljusbågssläckningskammare består av skiljeväggar som bryter bågen i små delar, och därför blossar den inte upp och slocknar snabbt. I den här artikeln kommer vi att prata mer om driften av högspänningsbrytare (över 1000 volt) som inte är utrustade med inbyggd, men har kontroll i kretsen av vilka reläskydd införs.

Funktionsprincipen för en högspänningsbrytare med tryckluft skiljer sig från varandra i designegenskaper, och i synnerhet med och utan separator.

I omkopplare utrustade med separatorer är kraftkontakterna anslutna till speciella kolvar och bildar en kontaktkolvmekanism. Separatorn är ansluten i serie till ljusbågssläckningskontakterna. Det vill säga en separator med ljusbågskontakter bildar en pol av strömbrytaren. I stängt läge är både ljusbågskontakterna och separatorn i samma stängda tillstånd. När en avstängningssignal ges aktiveras en mekanisk pneumatisk ventil, som i sin tur öppnar det pneumatiska ställdonet, medan luften från expandern verkar på ljusbågssläckningskontakterna.Expandern kallas förresten även mottagare av experter. I detta fall öppnas kraftkontakterna och den resulterande bågen släcks av en ström av tryckluft. Efter det stängs själva separatorn av, vilket bryter strömmen som finns kvar. Lufttillförseln måste justeras exakt så att den räcker för säker släckning av ljusbågen. Efter att lufttillförseln har avbrutits intar ljusbågskontakterna till-läget och kretsen avbryts endast av en öppen strömbrytare. Därför, när du arbetar på elektriska installationer som drivs av sådana strömbrytare, är det absolut nödvändigt att öppna frånskiljarna för säkert arbete. En avstängning av den pneumatiska omkopplaren räcker inte! Oftast, i kretsar upp till 35 kV, används en design med öppna separatorer, och om spänningen vid vilken omkopplaren fungerar är högre, är separatorerna redan gjorda i form av speciella luftfyllda kammare. Switchar med separator tillverkades till exempel i Sovjetunionen under varumärket VVG-20.

Om högspänningsluftbrytaren inte har en separator, spelar dess ljusbågskontakter också rollen att bryta kretsen och släcka den resulterande bågen. Drivningen i dem är separerad från mediet i vilket dämpningen sker, och kontakterna kan ha ett eller till och med två driftsteg.

Funktioner för underhåll och drift

Under driften av sådana kopplingsanordningar på utomhusställverk (öppna ställverk) måste det tas hänsyn till att kondensat kan ackumuleras i kopplingsskåpen, vilket leder till korrosion av mekanismsystemen, såväl som sekundära styr- och signalkretsar. För att göra detta tillhandahåller tillverkaren värmemotstånd inuti skåpen som arbetar konstant.

Alla åtgärder för att slå på eller stänga av enheterna är endast möjliga om gastrycket inte är mindre än det tillåtna, om detta försummas, finns det stor sannolikhet för skada och fel på en relativt dyr strömbrytare. För dessa ändamål måste ett larm för lägsta tryck sättas upp, samt blockera styrkretsarna.

Om personalen märkte att trycket har sjunkit måste enheten tas ut för reparation och sökningen efter orsakerna till minskningen av denna viktiga indikator för den bör påbörjas. Naturligtvis måste dess tillbakadragande från arbetet utföras med alla nödvändiga säkerhetskrav för denna elektriska installation och anges i lokala instruktioner.

För att kontrollera trycket måste det finnas en arbetstryckmätare, och efter att ha eliminerat gasläckan är det värt att komplettera det genom en speciell anslutning, som finns inuti drivmekanismen.

Besiktning av SF6 effektbrytare utförs dagligen, samt en gång varannan vecka nattetid

I vått fuktigt väder måste du vara uppmärksam på förekomsten av elektrisk kröning. Om värdet på den frånkopplade strömmen var det högsta tillåtna (vid kortslutning), bör kvalitetsunderhåll säkerställas

Antalet avstängningar, både planerade och nödlägen, registreras i loggar som är särskilt tilldelade för dessa behov.

Trots de befintliga bristerna har SF6-strömbrytaren sina styrkor, därför är den en värdig ersättning inte bara för olja utan också för högspänningsluftbrytare.

Fördelar och nackdelar

Det finns få fördelar med sådana föråldrade enheter, här är de viktigaste:

1. På grund av den långvariga användningen finns det stor erfarenhet av både drift och reparation;
2. Till skillnad från andra mer moderna motsvarigheter (särskilt SF6) kan dessa brytare repareras.

Bland bristerna vill jag lyfta fram följande:

1. Tillgänglighet av ytterligare pneumatisk utrustning eller kompressorer för drift;
2. Ökat brus under avstängning, särskilt under nödkortslutningslägen;
3. Stora icke-moderna dimensioner, vilket orsakar en ökning av det territorium som tilldelats för utomhusställverk;
4. De är rädda för fuktig luft och damm. Därför vidtas ytterligare åtgärder för luftsystem, utrustning installeras för att minska dessa skadliga faktorer.

2.4.5 SF6 och miljön

Ämnen som förorenar atmosfären till följd av mänskliga aktiviteter delas in i två kategorier beroende på vilken påverkan de har:
— Ozonnedbrytning i stratosfären (hål i ozonskiktet).
- global uppvärmning (växthuseffekt).
SF6 har liten effekt på stratosfärens ozonutarmning, eftersom det inte innehåller klor, som är huvudreaktanten i ozonkatalys, och inte heller på växthuseffekten, eftersom dess mängder i atmosfären är försumbara (IEC 1634 (1995)).
Användningen av SF6-gas i ställverk för alla driftsförhållanden har medfört fördelar när det gäller prestanda, storlek, vikt, total kostnad och tillförlitlighet. Kostnaden för inköp och drift, som inkluderar underhållskostnader, kan vara betydligt lägre än kostnaden för äldre växlingsutrustning.
Många års drifterfarenhet visar att SF6 inte utgör någon fara för driftpersonalen eller miljön, förutsatt att de grundläggande reglerna för hantering och drift av gasisolerad utrustning iakttas.

• Tillbaka

• Fram

Funktionsprincip

Omkopplarens funktion är baserad på principen att släcka en elektrisk ljusbåge genom ett höghastighetsflöde av en tryckluftsblandning som tillförs sprängkanalerna. Under påverkan av luftflödet sträcks utloppskolonnen och riktas till sprängkanalerna, där den slutligen släcks.

Designen av bågrännor skiljer sig både i det inbördes arrangemanget av luftkanalerna och i de brytande kontakterna. På grundval av detta, följande sprängscheman:

1. Längsgående blåsning genom en metallkanal.
2. Längsgående blåsning genom den isolerande kanalen.
3. Dubbelsidig symmetrisk rensning.
4. Bilateral asymmetrisk.

System för blåsning Av de presenterade alternativen är det sista det mest effektiva.

Klassificering och typer av luftbrytare

Strömbrytare, inklusive luftströmbrytare, klassificeras i första hand efter typ av konstruktion och ändamål, varefter tekniska egenskaper redan beaktas. Låt oss börja med ett mer prioriterat klassificeringskriterium.

Enligt överenskommelse

Beroende på syftet är luftströmbrytare indelade i följande typer:

• Nätverksgrupp, den inkluderar elektromekaniska enheter, med en märkspänning från 6,0 kV. De kan användas både för driftsomkoppling av kretsar och nödavstängning, till exempel vid kortslutning.
• generatorgrupp. Den inkluderar elektriska enheter designade för 6,0-20,0 kV. Dessa enheter kan koppla om kretsen, både under normala förhållanden och i händelse av kortslutning eller närvaro av inkopplingsströmmar.
• Kategori för arbete med energiintensiva konsumenter (båg-, malm-, stålsmältugnar etc.).
• Specialgrupp. Det inkluderar följande underarter:

1. Luftströmbrytare av ultrahögspänningskategori, används för att ansluta shuntreaktorer till kraftledningar om en överspänning uppstår i ledningen.
2. Strömbrytare med stötgeneratorer (används i bänktester), designade för omkoppling i normal drift och i nödsituationer.
3. Enheter i kretsar 110,0-500,0 kV, ger passage, både under normala driftsförhållanden och under en viss tid under kortslutning.
4. Luftströmbrytare ingår i ställverkssatsen.

Genom design

Omkopplarnas designegenskaper bestämmer deras typ av installation. Beroende på detta särskiljs följande typer av enheter:

• Ingår i satsen för ställverket (inbyggt).
• Utrullningar från ställverksceller utrustade med specialanordningar är av utrullningstyp.

  Utdragbar luftströmbrytare Metasol

• Väggutförande. Enheter installerade på väggar i ett ställverk av sluten typ.
• Upphängd och stödjande (skiljer sig i typen av isolering till "marken").

Moraliskt och fysiskt föråldrade effektbrytare som är i drift skapar många problem.

Enligt RAO UES uppfyller 15 % av alla högspänningsbrytare inte driftsvillkoren; slitage på transformatorstationsutrustning överstiger 50 %. Mer än en tredjedel av 330-750 kV luftströmbrytare, som utgör grunden för kopplingsutrustningen för kraftnät mellan system, har en livslängd på mer än 20 eller till och med 30 år. En liknande situation är med omkopplingsutrustning för en spänning på 110-220 kV.

Föråldrade brytare och deras stödsystem kräver höga underhållskostnader.

Fram till 2010 finns inga alternativ till SF6 och vakuumbrytare att se på världsmarknaden.Därför fortsätter arbetet med att förbättra dem.

En kombination av den autopneumatiska metoden för släckning och metoden för autogenerering av tryck i SF6-brytare, som har blivit utbredd på senare år, används. Detta minskar frekvensomriktarens energiförbrukning och gör det möjligt att använda en ekonomisk och pålitlig fjäderdrift för SF6-brytare med en spänning på 245 kV och högre.

Att öka effektiviteten för ljusbågssläckning gör det möjligt att öka spänningen per avbrott på brytaren upp till 360-550 kV.

Arbete pågår för att ytterligare förbättra kontaktsystemen i VDC, för att söka efter optimal fördelning av magnetfältet för effektiv dämpning av vakuumbågen och reducering av kamrarnas diameter. Arbetet fortsätter med att skapa VDC för en spänning på mer än 35 kV (110 kV och högre) för högspänningsvakuumbrytare.

Vakuumutrustning börjar användas vid låg spänning (1140 V och lägre), och inte bara i form av kontaktorer, utan även strömbrytare och styrenheter.

Arbete pågår med att ersätta SF6 med blandningar av den med andra gaser, samt att använda andra gaser.

Utvecklingsnivån för SF6 och vakuumutrustning uppfyller i princip konsumentens krav.

Dagens utbud på den ryska utländska marknaden av gasisolerad utrustning överstiger avsevärt försäljningsvolymen av hushållsapparater. Det blir allt svårare för ryska tillverkare att konkurrera med utländska på grund av teknisk efterblivenhet och brist på medel för teknisk omutrustning.

2814

Bokmärken

Senaste publikationerna

EKF-företaget erhöll patent på SMK-222 för anslutning av genomföringsterminaler

27 november kl 17:11

33

Ny serie frekvensomriktare Vector80 EKF Basic

27 november kl 17:10

35

KRUG förbättrar energieffektiviteten för pumpstation nr 4 i Saratovs värmenätverk

26 november kl 18:39

74

Atos förser Norilsk Nickel med BullSequana S-plattform för SAP-implementering

26 november kl 14:48

79

National Research University "MPEI" diskuterade problemen med att utbilda personal för el- och värmekraftindustrin med representanter för staten och näringslivet

24 november klockan 21:07

107

National Research University "MPEI" talade om skapandet av University 3.0. vid UASR Presidential Forum

23 november kl 22:35

62

KTPM 35 kV på gatan. Lev Tolstoj

23 november kl 12:25

197

Praktiska dielektriska verktygssatser för installatörer från EKF

22 november kl 23:34

197

Ny förpackningsstorlek för flexibla korrugerade HDPE-rör från EKF

22 november kl 23:33

190

Fäste från EKF med stöd för montering av brickor på väggar

22 november kl 23:31

257

Mest intressanta publikationer

Den nya gasturbinen CHPP i Kasimov kommer att ge mer än 18 MW kraft till energisystemet i Ryazan-regionen

4 juni 2012 kl. 11.00

147466

SF6 effektbrytare typ VGB-35, VGBE-35, VGBEP-35

12 juli 2011 klockan 08:56

31684

Lastbrytare för spänning 6, 10 kV

28 november 2011 klockan 10:00

19520

SF6 tankbrytare typ VEB-110II

21 juli 2011 klockan 10:00

13899

Korrekt kassering av batterier

14 november 2012 kl. 10.00

13250

Tecken på fel i driften av krafttransformatorer under drift

29 februari 2012 kl. 10.00

12581

Ställverk 6(10) kV med mikroprocessorterminaler BMRZ-100

16 augusti 2012 klockan 16:00

12015

Vi upprättar "Redogörelse för operativa dokument"

24 maj 2017 klockan 10:00

11856

Problem i begreppssystemet. Brist på logik

25 december 2012 kl. 10.00

11049

Beräkning av nät genom spänningsförluster

27 februari 2013 kl. 10.00

9150

Applikationsområde

Spänningstransformatorn SF6 används i olika elstationer. Enheten kan överföra en signal till mätinstrument, skyddskomponenter i ställverk. SF6-transformatorer är anslutna till ett trefas (industriellt) nätverk. Deras uppgift är att transformera växelström 50 Hz. Installation är tillåten i medel- och måttligt kalla klimatzoner.

Driften av transformatorer baserade på SF6-isolering är möjlig i nästan alla grenar av mänsklig industriell verksamhet. Driften av utrustningen gör att du kan överföra den bearbetade signalen till mätinstrument, säkerhet, skyddssystem. Installationen används för att säkerställa driften av olika elmätare.

Strömtransformatorn SF6 är idealisk för slutna eller underjordiska transformatorstationer som arbetar i staden. Installationer monteras i kritiska områden ur ekologisk synvinkel. I sådana områden är oljeläckage oacceptabelt. Endast SF6-utrustning får användas här.

Funktionsprincip och omfattning

Hur fungerar en högspänningsbrytare SF6? På grund av isoleringen av faserna från varandra med hjälp av SF6-gas. Funktionsprincipen för mekanismen är som följer: när en signal tas emot för att stänga av den elektriska utrustningen öppnas kontakterna i varje kammare. Inbyggda kontakter skapar en elektrisk ljusbåge, som placeras i en gasformig miljö.

Detta medium separerar gasen i enskilda partiklar och komponenter, och på grund av det höga trycket i tanken reduceras själva mediet. Möjlig användning av ytterligare kompressorer om systemet arbetar med lågt tryck. Då ökar kompressorerna trycket och bildar en gasblåsning. Shunting används också, vars användning är nödvändig för att utjämna strömmen.

Beteckningen i diagrammet nedan indikerar placeringen av varje element i strömbrytarmekanismen:

När det gäller tankmodeller utförs styrning med hjälp av drivenheter och transformatorer. Vad är drivkraften till för? Dess mekanism är en regulator och dess syfte är att slå på eller av strömmen och, om nödvändigt, att hålla ljusbågen på en inställd nivå.

Drivenheten är uppdelad i fjäder- och fjäderhydraulisk. Fjädrar har en hög grad av tillförlitlighet och har en enkel funktionsprincip: allt arbete utförs tack vare mekaniska delar. Fjädern är kapabel att komprimera och dekomprimera under verkan av en speciell spak, såväl som att fixeras på den inställda nivån.

Fjäderhydrauliska drivningar av effektbrytare har dessutom ett hydrauliskt styrsystem i sin design. En sådan drivning anses vara mer effektiv och pålitlig, eftersom fjäderanordningen själv kan ändra nivån på spärren.

Luftströmbrytarens enhet och design

Tänk på hur luftströmbrytaren är anordnad med exemplet på en VVB-strömbrytare, dess förenklade strukturdiagram presenteras nedan.

Typisk design av VVB-seriens luftbrytare

Beteckningar:

• A - Mottagare, en tank i vilken luft pumpas tills en trycknivå som motsvarar den nominella bildas.
• B - Metalltank för ljusbågsrännan.
• C - Ändfläns.
• D - Spänningsdelarkondensator (används inte i moderna switchdesigner).
• E - Monteringsstång för den rörliga kontaktgruppen.
• F - Porslinsisolator.
• G - Ytterligare ljusbågskontakt för shunting.
• H - Shuntmotstånd.
• I - Luftstråleventil.
• J - Impulskanalrör.
• K - Huvudtillförsel av luftblandning.
• L - Grupp av ventiler.

Som du kan se, i denna serie, är kontaktgruppen (E, G), på/av-mekanismen och fläktventilen (I) inneslutna i en metallbehållare (B). Själva tanken är fylld med en tryckluftsblandning. Omkopplarpolerna är åtskilda av en mellanisolator. Eftersom det finns hög spänning på kärlet är skyddet av stödpelaren av särskild vikt. Den är gjord med hjälp av isolerande porslins "skjortor".

Luftblandningen tillförs genom två luftkanaler K och J. Den första huvudkanalen används för att pumpa in luft i tanken, den andra arbetar i ett pulserat läge (tillför luftblandningen när brytarkontakterna är avstängda och återställs när den är stängd).