Лекции по "Экономике"

Под незначительными токами в данном случае понимаются токи измерительных  цепей, токи утечки, емкостные токи выводных шин, коротких кабелей, токи ХХ трансформаторов (ГОСТ 17703—72).

Разъединитель в отключенном  положении должен создавать ясно видимый разрыв цепи, соответствующий  классу напряжения установки.

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.

В соответствии с требованиями ГОСТ Р 52726—2007, разъединитель способен размыкать и замыкать цепь при малом токе или малом изменении напряжения на выводах каждого из его полюсов. Он также способен проводить токи при нормированных условиях в цепи и проводить в течение нормированного времени токи при ненормированных условиях, таких как КЗ.

Малые токи — это такие токи, как емкостные токи вводов, шин, соединений, очень коротких кабелей, токи постоянно соединенных ступенчатых сопротивлений выключателей и токи ТН и делителей напряжения (ГОСТ Р 52726—2007).

Для номинальных напряжений до 330 кВ включительно ток, не превышающий 0,5 А, по этому определению считается малым током; для номинального напряжения 500 кВ и выше и токов, превышающих 0,5 А, необходимо проконсультироваться с изготовителем, если нет особых указаний в руководствах по эксплуатации разъединителей.

К малым изменениям напряжения относятся изменения напряжения, возникающие при шунтировании регуляторов индуктивного напряжения или выключателей (ГОСТ Р 52726—2007).

Для разъединителей номинальным  напряжением 110 кВ и выше может быть установлена коммутация уравнительных  токов.

В соответствии с ГОСТ Р 52726—2007, разъединители разделяются на следующие классы:

разъединитель класса М0 — разъединитель, имеющий механическую износостойкость 1000 рабочих циклов, применяемый в распределительных и передающих системах для выполнения общих требований настоящего стандарта;

разъединитель класса М1 — разъединитель, имеющий механическую износостойкость 2000 рабочих циклов, в основном применяемый для совместной работы с выключателем одного класса;

разъединитель класса М2 — разъединитель, имеющий повышенную механическую износостойкость 10 000 рабочих циклов, в основном применяемый для совместной работы с выключателем одного класса.

Отделитель — это коммутационный электрический аппарат, предназначенный для быстрого отсоединения поврежденного участка электросети в бестоковую паузу, а также для отключения и включения намагничивающих и зарядных токов. Его контактная система не приспособлена для операций под током нагрузки. Отделители по конструкции токоведущих частей не отличаются от разъединителей.

Отделители применяются  в основном на ПС без выключателей со стороны ВН.

В ЗРУ 6—35 кВ разъединителями  и отделителями заводского исполнения допускается включение и отключение намагничивающего тока силовых трансформаторов, зарядного тока ВЛ и КЛ, а также тока замыкания на землю, не превышающих значений, указанных в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Предельные значения токов  ХХ и зарядных токов, отключаемых  и включаемых разъединителями и  отделителями 110–500 кВ, указаны в  табл. 4.2.

Короткозамыкатель — это коммутационный электрический аппарат, предназначенный для создания искусственного КЗ в электрической цепи (ГОСТ 17703-72).

Конструктивно короткозамыкатель  аналогичен заземлителю, но за счет мощной контактной системы может включаться на КЗ.

Короткозамыкатели вместе с  отделителями применяются в упрощенных схемах ПС вместо более дорогих силовых  выключателей. Такая замена позволяет  экономить значительные денежные средства, поскольку стоимость силовых  выключателей сравнительно велика. Чем  больше присоединений на ПС и чем  выше напряжение высокой стороны, тем  более значительной становится выгода от использования упрощенных схем на короткозамыкателях и отделителях. В основном упрощенные схемы получили распространение на напряжении 35 и 110 кВ.

В настоящее время при  реконструкции и техническом  перевооружении ПС и РУ предусматривается  замена отделителей и короткозамыкателей на выключатели.

15. Выбор и проверка коммутационных  аппаратов в нормальных, утяжеленных  и аварийных режимах.

2.1 Выбор выключателей При проектировании электроустановок первоначально намечают типы выключателей, а затем производят их выбор по следующим параметрам [1,7]: 
а) по напряжению электроустановки ,                                          (2.1)

 где   - номинальное напряжение установки;  - номинальное напряжение выключателя;

б) по                            (2.2)

в) по отключающей способности При выборе выключателя по отключающей способности сначала производится проверка на симметричный ток отключения по условию:                                      (2.3)

где   - периодическая составляющая тока короткого замыкания, для момента времени 

Далее проверяют выключатель  на возможность отключения апериодической составляющей тока КЗ   по условию:

,          или   ;                           (2.4) 
где   - номинальное допускаемое значение апериодической составляющей в отключающем токе для момента времени   - нормированное значение содержания апериодической составляющей в отключаемом токе, %, которое берется по каталогу для выбранного выключателя. Если   отсутствует для данного типа выключателя, то оно может быть определенно по кривой   представленной на рисунке 2.1 или рассчитано для момента времени   по выражению: ,                                      (2.5)  - апериодическая составляющая тока КЗ в момент расхождения контактов выключателя  ;  - процентное содержание апериодической составляющей в отключаемом токе КЗ, которое определяется по выражению:                                  (2.6) Если условие (2.3) выполняется, а (2.4) не выполняется, то допускается проверку выключателя по отключающей способности производить по полному току КЗ: ;                      (2.7) или                                                              (2.8)  

 

 

  

 

Проверка выключателя  по включающей способности производится по условию:                                (2.9) где   - ударный ток КЗ в месте установки выключателя,  - начальное значение периодической составляющей тока КЗ в месте установки выключателя,  - номинальный ток включения выключателя, равный номинальному току отключения (начальное действующее значение периодической составляющей);   - наибольший пик тока включения. На электродинамическую стойкость выключатель проверяется по двум условиям:                                   (2.10) где   - начальное действующее значение периодической составляющей сквозного предельного тока КЗ, равное номинальному току отключения выключателя;  – наибольший пик сквозного предельного тока КЗ. На термическую стойкость выключатель проверяется по тепловому импульсу тока КЗ в соответствии с выражением (1.12). Согласно ПУЭ намеченные к установке выключатели должны быть проверены по параметрам переходного восстанавливающегося напряжения (ПВН) на контактах выключателя. ПВН появляется на контактах выключателя после погасания в нем электрической дуги [5,7] . Для воздушных выключателей рекомендуется выполнить сначала приближенную проверку скорости восстановления напряжения [8]: ,                     (2.11)  
где   - расчетный ток трехфазного КЗ;  - количество линий, не считая поврежденной. Если условие (2.11) не выполняется, необходимо произвести уточненный расчет. Для уточненной проверки выключателей по параметрам восстанавливающегося напряжения необходимо сопоставить расчетную кривую переходного восстанавливающегося напряжения с нормированной. Расчетная кривая ПВН не должна выходить за пределы нормированной характеристики ПВН выключателя и один лишь раз должна пересекать линию запаздывания. Линия запаздывания параллельна начальной части нормированной характеристики ПВН выключателя и определяется двумя координатами   и  . Для выключателей напряжением 110 кВ и выше  , а координата   установлена равной 2, 4 и 8 мкс в зависимости от отключаемого тока, равного соответственно 100, 60 и 30% номинального тока отключения. Нормированная характеристика переходного восстанавливающегося напряжения для сетей с эффективно заземленной нейтралью, напряжением 110 кВ и выше, задается четырьмя координатами   и  . Нормированные характеристики ПВН для выключателей напряжением 110 кВ и выше приведены в таблице 2.1. Таблица 2.1 - Нормированные характеристики ПВН для выключателей напряжением 110 кВ и выше.

2.2 Выбор разъединителей, отделителей и короткозамыкателей

Разъединитель, как коммутационный аппарат, предназначен для отключения и включения электрической цепи без тока и для создания видимого разрыва цепи между частями, оставшимися  под напряжением, и аппаратами, выведенными  в ремонт. Таблица 2.4 - Расчетные и  каталожные данные выключателя

Расчетные параметры цепи	Каталожные данные выключателя	Условие выбора выключателя

Специальными типами разъединителей являются отделители и короткозамыкатели, которые применяются в распределительных  устройствах выполненных по упрощенным схемам, обычно на подстанциях. Короткозамыкателем создается искусственное КЗ на стороне высокого напряжения трансформатора подстанции с целью повышения чувствительности релейной защиты линии. Отделители предназначены для автоматического отключения поврежденного участка цепи в бестоковую паузу [7]. Выбор разъединителей и отделителей производится по номинальному напряжению установки, номинальному длительному току, по конструкции и роду установки, а проверка производится в режиме КЗ на термическую и электродинамическую стойкость. Короткозамыкатели выбираются и проверяются по тем же условиям, что и разъединители, но без проверки по току нагрузки. Расчетные величины для выбора разъединителей, отделителей и короткозамыкателей те же, что и для выключателей. Условия выбора разъединителей, отделителей и короткозамыкателей сводят в таблицу типа таблицы 2.5.

Таблица 2.5 - Условия выбора разъединителей

Расчетные параметры цепи	Каталожные данные разъединителя	Условие выбора

 

Вопрос № 16 Высоковольтные выключатели. Их назначение, типы, характеристики.

Высоковольтный выключатель — защитно-коммутационный аппарат, предназначенный для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме в нормальных или аварийных режимах при ручном дистанционном или автоматическом управлении.

Высоковольтный выключатель  состоит из: контактной системы с дугогасительным устройством, токоведущих частей, корпуса, изоляционной конструкции и приводного механизма (например, электромагнитный привод, ручной привод).

выключатели характеризуются следующими параметрами:

номинальное напряжение Uном (напряжение сети, в которой работает выключатель);

номинальный ток Iном (ток через включённый выключатель, при котором он может работать длительное время);

номинальный ток отключения Iо.ном — наибольший ток короткого замыкания (действующее значение), который выключатель способен отключить при напряжении, равном наибольшему рабочему напряжению при заданных условиях восстанавливающегося напряжения и заданном цикле операций;

допустимое относительное  содержание апериодического тока в токе отключения;

если выключатели предназначены  для автоматического повторного включения (АПВ), то должны быть обеспечены циклы:

Цикл 1: О — tбп — ВО — 180 — ВО;

Цикл 2: О — 180 — ВО — 180 — ВО,

где О — операция отключения, ВО — операция включения и немедленного отключения, 180 — промежуток времени в секундах, tбп — гарантируемая для выключателей минимальная бестоковая пауза при АПВ (время от погасания дуги до появления тока при последующем включении). Для выключателей с АПВ должно быть в пределах 0,3…1,2 с, для выключателей с БАПВ (быстродействующей) — 0,3 с.

устойчивость при сквозных токах КЗ, которая характеризуется  токами термической стойкости Iт и предельным сквозным током

номинальный ток включения  — ток КЗ, который выключатель  с соответствующим приводом способен включить без приваривания контактов  и других повреждений при Uном и заданном цикле.

собственное время отключения — промежуток времени от момента  подачи команды на отключение до момента  начала расхождения дуго-гасительных контактов.

параметры восстанавливающегося напряжения при номинальном токе отключения — скорость восстанавливающегося напряжения, нормированная кривая, коэффициент превышения амплитуды  и восстанавливающегося напряжения.

Выключатели среднего и высокого напряжения (номинальное напряжение 6 — 1 150 киловольт) и большим током отключения (до 50 килоампер) используются на электрических станциях и подстанциях. Эти выключатели представляют собой довольно сложную конструкцию, управляемую электромагнитными, пружинными, пневматическими или гидравлическими приводами. В зависимости от среды, в которой производят гашение дуги, различают воздушные выключатели, в которых дуга гасится сжатым воздухом, масляные выключатели, в которых контакты помещаются в ёмкость с маслом, а дуга гасится парами масла, элегазовые выключатели, в которых используется электропрочный газ SF6 — «элегаз», и вакуумные выключатели, в которых дугогашение происходит в вакууме — в так называемой вакуумной дугогасительной камере (ВДК). Защитная среда одновременно с дугогашением обеспечивает и диэлектрическую прочность промежутка между контактами в отключенном положении, от чего зависит и величина хода контактов.