ПИСЬМЕННАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА : ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ВАКУУМНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

метки: Выключатель, Вакуумный, Работа, Напряжение, Ремонт, Электрооборудование, Короткий, Персонал

1 ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ВАКУУМНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

1. 1. Назначение и виды вакуумных выключателей

Высоковольтный выключатель — это коммутационное устройство для оперативных включений и отключений электрооборудования в энергосистеме или ее отдельных цепей при автоматическом или ручном управлении в аварийных или нормальных режимах. В состав высоковольтного выключателя входит контактная система с корпусом, дугогасительным устройством, токоведущими частями, приводным механизмом и изоляционной конструкцией.

Автоматические выключатели высоковольтного оборудования относятся к очень сложным техническим устройствам и изготавливаются строго индивидуально под каждый класс напряжения. Они используются, как правило, .

К ним предъявляются требования, высокой надежности, безопасности, быстродействия, удобства пользования, относительной бесшумности при работе, оптимальной стоимости.

Нагрузки, которые разрывают при аварийном отключении, сопровождаются очень сильной дугой. Для ее гашения используются различные способы, включая разрыв цепи в специальной среде.

В состав такого выключателя входят:

• контактная система;

• дугогасительное устройство;

• токоведущие части;

• изолированный корпус;

• приводной механизм.

Один из таких аппаратов показан на рисунке №1.

Рисунок 2. Высоковольтный выключатель

Для качественной работы схемы в подобных конструкциях, кроме рабочего напряжения, учитывают:

Проектирование и сооружение высоковольтной линии электропередач

... токе сдвинутой на 90° в обратную сторону по отношению к магнитному потоку. В настоящее время для высоковольтных линий электропередачи применяют силовые трансформаторы с масляным охлаждением напряжением 330, ...

• номинальную величину тока нагрузки для надежной ее передачи во включенном состоянии;

• максимальный ток короткого замыкания по действующему значению, который способен выдержать отключающий механизм;

• допустимую составляющую апериодического тока в момент разрыва схемы;

• возможности автоматического повторного включения и обеспечение двух циклов АПВ.

По способам гашения дуги во время отключения выключатели классифицируются на:

• масляные;

• вакуумные;

• воздушные;

• элегазовые;

• автогазовые;

• электромагнитные;

• автопневматические.

Для надежной и удобной работы они снабжаются приводным механизмом, который может использовать один или несколько видов энергий либо их сочетаний:

• взведенной пружины;

• поднятого груза;

• давления сжатого воздуха;

• электромагнитного импульса от соленоида.

В зависимости от условий применения они могут создаваться с возможностью работы под напряжением от одного и до 750 киловольт включительно. Естественно, что они имеют разную конструкцию, габариты, возможности автоматического и дистанционного управления, настройку защит для безопасной эксплуатации.

Вспомогательные системы таких автоматических выключателей могут иметь очень сложную разветвленную структуру и размещаться на дополнительных панелях в специальных технических зданиях.

1. 2. Устройство вакуумных выключателей

Вакуумные выключатели ВВ/ТЕL предназначены для работы в комплектных распределительных устройствах , камерах стационарных одностороннего и двухстороннего обслуживания внутренней и наружной установки класса напряжения до 10 кВ трехфазного переменного тока 50 Гц для систем с изолированной и заземленной нейтралью. В основе конструктивного решения выключателя лежит использование пофазных электромагнитных приводов с «магнитной защелкой», механически связанных общим, ненесущим нагрузку, валом- синхронизатором. Параллельно соединённые катушки электромагнитных приводов фаз выключателя при выполнении команд подключаются к предварительно заряженным конденсаторам в блоках управления.

Основные свойства элегазовых выключателей

... элегазовых выключателей для открытых распределительных устройств на классы напряжения 110 кВ и выше. В данном курсовом проекте будут рассмотрены основные свойства элегазовых выключателей, их технические характеристики и конструкция, ... автоматическом управлении. Во включенном состоянии выключатели должны беспрепятственно пропускать токи ... погасания дуги во всех полюсах. Уменьшение времени отключения ...

Такая конструкция позволила достичь следующих отличительных особенностей по сравнению с традиционными вакуумными выключателями:

• высокий механический и коммутационный ресурс;

• малое энергопотребление по шинам оперативного напряжения (заряд и поддержание в параметрах конденсаторных емкостей «ВКЛ», «ОТКЛ»);

• малые габариты и вес;

• лёгкость и простота адаптации в любые типы КРУ, КСО;

• возможность использования в широком диапазоне питающего оперативного напряжения вторичных цепей;

• необслуживаемость на протяжении всего срока эксплуатации.

• низкая трудоемкость производства и, как следствие, умеренная цена.

Управление выключателями осуществляется комплектно поставляемыми блоками управления серий BU/TEL– 100/220-12-01А (02А,03А) или BU/TEL–24/60-12-01А (02А,03А)

Структура условного обозначения выключателей обозначает:

Пример записи обозначения выключателя на номинальное напряжение 10 кВ, номинальный ток отключения 31 кА, номинальный ток 2000 А, климатического исполнения УХЛ, категории размещения 2: ВВ/TEL-10-31.5/2000 УХЛ 2.

Рисунок 3 Вакуумный выключатель ВВ/ТЕL

Конструктивно выключатель вакуумный VF12 представляет собой металлический корпус, на котором закреплены три полюса главной токоведущей цепи. Корпус изготовлен из конструкционной листовой стали и покрыт порошковой краской.

Внутри корпуса размещен пружинно-моторный привод, органы управления которым выведены на лицевую панель выключателя.

Рисунок 4 Вакуумная дугогасительная камера (ВДК).

Основной элемент каждого полюса – вакуумная дугогасительная камера, установленная внутри полюса. Корпус полюса – многослойная конструкция из силиконового и эпоксидного компаундов, выполняющих изолирующую и защитную функции.

Выключатель вакуумный VF12 в выкатном исполнении комплектуется тележкой аппаратной и контактной системой.

Особая геометрия контактов ВДК создает аксиальное магнитное поле во всей области нахождения ствола дуги. Благодаря этому эффекту дуга сжатого типа принимает вид диффузной дуги, равномерно распределенной по поверхности контакта при любой величине отключаемого тока. Таким образом снижается тепловая нагрузка на контакты, что уменьшает их точечный перегрев и последующую эрозию. В итоге обеспечивается равномерный износ контактов, увеличение срока службы ВДК.

Принцип действия ваккумных ламп с управлением током

... детектирования. Важнейшим параметром диода (при управлении переменным током) является крутизна S=-dI a /dUa .В режиме пространственного заряда (2) 1.2. Вакуумный триод Уравнение статической характеристики. Рис. 1 ... Система электродов триода (а) и «треуголь­ ...

Вакуумные дугогасительные камеры характеризуются высокой электрической прочностью изоляции и обеспечивают поддержание высокого вакуума . Зазор между неподвижными и подвижными контактами составляет 6-20 мм в зависимости от номинального напряжения. Конструкция обоих контактов обеспечивают простое гашение дуги . Контакты изготовлены из специального сплава , благодаря чему снижен их износ вследствие короткого замыкания и перегрузки , а так же уменьшен объём энергии образующейся при коммутации дуги. Для предотвращения снижения глубины вакуума внутренняя часть камеры полностью герметизирована.

Корпус полюса представляет собой литую конструкцию из диэлектрических материалов. Внутри полюса установлена ВДК. Контактные выводы полюса соединены с соответствующими контактами ВДК.

Конструкция камеры представлена на рисунке № 5

Рисунок 5 Конструкция вакуумной дугогасительной камеры

Многослойная конструкция корпуса полюса, выполненная из силиконового и эпоксидного компаундов, обеспечивает высокие диэлектрические характеристики и прочность полюса. Первый слой из силиконового компаунда наносится непосредственно на ВДК и обеспечивает высокую прочность изоляции поверхности ВДК. Второй слой из эпоксидного компаунда помимо диэлектрической прочности обеспечивает еще и высокую механическую прочность.

Подвижный контакт ВДК механически связан с общим валом привода выключателя.

Корпус выполняет несущую и защитную функции для элементов привода. В той части корпуса, где расположен привод, внутреннее пространство разделено на отсеки металлическими перегородками, что увеличивает надежность привода и безопасность работ при регламентном обслуживании выключателя.

Привод выключателя пружинный, независимого действия, использующий механическую энергию предварительно взведенной пружины. Пружинный механизм обеспечивает перемещение тяг подвижных контактов ВДК с требуемыми характеристиками скорости и хода.

Взвод пружины может осуществляться двумя способами:

• автоматически, с помощью мотор-редуктора (рабочий режим);

• вручную, с помощью рукоятки.

Оперирование выполняется посредством кнопок, расположенных на лицевой панели, либо электромагнитами управления.

Органы управления приводом и информационные указатели выведены на лицевую панель. Индикатор взвода пружины отображает ее текущее состояние: взведена/не взведена.

Сравнение масляного и вакуумного выключателей

... с эффективной температурой воздуха 45єС номинальный ток выключателя снижается до 500 и 900 А. 3. При управлении выключателя приводом ПЭ 11 привод должен иметь выключающую катушку с номинальным ... В нутрии цилиндра расположены изоляционные цилиндры 9 и 12, между которыми устанавливается дугогасительная камера 10. 5.3.2 Дугогасительная камера поперечного масляного дутья (см. рис.10) состоит из пакетов ...

На рисунке №6 видно, что контактные пластины расположены в вакуумной камере и приводятся в движение тягами, управляемыми силами натяжения пружин и катушек электромагнитов. Вся эта конструкция расположена внутри системы изоляторов, исключающих возникновение токов утечек.

Рисунок 6 Устройство вакуумного выключателя

Стенки вакуумной камеры выполнены из очищенных металлов, сплавов и специальных составов керамики, обеспечивающих герметичность рабочей среды в течение нескольких десятилетий. Для исключения попадания воздуха при перемещениях подвижного контакта установлено сильфонное устройство.

Якорь электромагнита постоянного тока способен двигаться на замыкание силовых контактов или их разрыв за счет смены полярности подаваемого на обмотку напряжения. Постоянный круговой магнит, встроенный в конструкцию привода, удерживает подвижную часть в любом сработанном положении.

Система пружин обеспечивает создание оптимальных скоростей передвижения якоря при коммутациях, исключения дребезга контактов и возможностей пробоев конструкции стенок.

Внутри корпуса выключателя собрана кинематическая и электрическая схемы с синхронизирующим валом и дополнительными блок-контактами, обеспечивающими возможности контроля и управления положением выключателя в любом состоянии.

В основу работы выключателей серии ВВ/TEL заложен принцип гашения дуги переменного тока в вакуумной дугогасительной камере при разведении контактов в глубоком вакууме (остаточное давление порядка 10-6 мм рт. ст.).

Носителями заряда при горении дуги являются пары металла. Из-за практического отсутствия среды в межконтактном промежутке, конденсация паров металла в моментперехода тока через естественный ноль осуществляетсяза чрезвычайно малое время (10-5 с), после чего происходит быстрое восстановление электрической прочностиВДК/TEL. Электрическая прочность вакуума составляет более 30 кВ/мм, что гарантирует отключение тока при расхождении контактов более 1 мм.

По сравнению с традиционными масляными, вакуумным иили элегазовыми выключателями, вакуумные выключатели производства «Таврида Электрик» состоят из двух функциональных модулей: коммутационного модуля и блока управления или модуля управления или электронного модуля управления (для организации быстрого АВР).

Коммутационные модули состоят из трёх полюсов, установленных на металлическом основании, в котором размещаются электромагнитные приводы каждого полюса, удерживающие по принципу «магнитной защёлки» коммутационный модуль неограниченно долго во включенном положении после прерывания тока в катушке электромагнита привода.

Распределительные устройства из ячеек типа КРУ 6-35 кВ

... у которых коммутационные аппараты, выключатели, разъединители, измерительные трансформаторы напряжения ( ТН ) и тока ( ТТ ), разрядники ... окружающего воздуха принято - 25 0С. Комплектные РУ для эксплуатации в районах с ... работа приборов и схем управления, автоматики, устройств сигнализации и измерения. Выдвижной элемент ... в технических условиях на каждый тип КРУ. Эти показатели определяются на ...

Такая конструкция построения коммутационного модуля позволяет без особых сложностей выпускать ISM15 с различным межполюсным расстоянием. На ГПП-З в ЗРУ-6 кВ в ячейках №№ 75, 65,13, 9, 5, 78, 74, 72, 70 установлены вакуумные выключатели типа ВВ/ТЕ L -10 1000А.

В акуумные выключатели типа ВВ/ТЕ L -10 предназначены для работы в КРУ класса напряжения до 10 кВ трёхфазного переменного тока 50 Гц для систем с изолированной и заземлённой нейтралью.

Основные технические данные выключателя указываются в паспорте.

Выключатель изготовлен в климатическом исполнении и категории размещения У2 по ГОСТ1550, условия эксплуатации при этом:

верхнее рабочее значение температуры окружающего воздуха в КРУ принимают равным — плюс 55

нижнее рабочее значение

верхнее значение относительной влажности воздуха 100 % при плюс 25

– окружающая среда – невзрывоопасная, не содержащая газов и паров, вредных для изоляции, не насыщенная токопроводящей пылью в концентрациях, снижающих параметры выключателя.

Технические характеристики выключателя на участке ГПП- 7:

— номинальное напряжение — 10 кВ;

— наибольшее рабочее напряжение — 12 кВ;

— номинальный ток – 1600 А;

— номинальный ток отключения — 25 кА.

— номинальное напряжение питания блока управления (постоянного и переменного тока) — 220 В.

1.3Работа вакуумного выключателя

В момент подачи команды включения на модуль управления происходит разряд включающего конденсатора накатушку электромагнитного привода коммутационного модуля, и начинается процесс включения выключателя.

По мере роста тока в обмотке электромагнитного приводасила электромагнитного притяжения между якорем и статором возрастает до величины, превышающей силу противодействия пружины отключения. В этот момент якорь привода начинает двигаться по направлению к статору, толкаятяговый изолятор и подвижный контакт вакуумной дугогасительной камеры. В процессе движения происходит перемещение тягового изолятора и сжатиепружины отключения и пружины дополнительного поджатия, зазоры уменьшаются, благодаря чему сила притяжения якоря увеличивается.

Быстро растущая электромагнитная сила, ускоряет подвижный контакт вакуумной дугогасительной камеры до скорости, оптимальной для процесса включения и позволяетизбежать дребезга контактов при их соударении, снижая,при этом, вероятность пробоя вакуумного промежутка до момента замыкания. Ускоряющийся якорь провоцирует возникновение в витках обмотки электромагнитного привода противо-ЭДС,которая препятствует дальнейшему нарастанию тока в обмотке, и даже несколько снижает его .

Лабораторная работа: Малообъёмные масляные и вакуумные выключатели

... между контактами в отключённом положении. Для смягчения удара при отключении выключателя в раме имеется масляный буфер. Выбор масляных выключателей проводят по следующим условиям: Номинальное напряжение ; Длительный номинальный ток ; Номинальный ток отключения: симметричный ...

В момент замыкания контактов подвижный контактостанавливается, а якорь продолжает двигаться еще на2 мм, поджимая контакты через пружину дополнительногоподжатия. Общий ход якоря 8 мм, ход подвижного контакта6 мм. Достигнув статора, якорь останавливается, оставаясьпритянутым к нему за счёт действия магнитного поля, образованного протекающим током включения . В момент остановки якоря он перестает индуцироватьпротиво-ЭДС, что приводит к росту тока, необходимого длянасыщения якоря и статора до достижения ими необходимых магнитных свойств.

Намагниченные до насыщения якорь и статор создаютнастолько мощный остаточный магнитный поток, что егодостаточно для удержания якоря привода (и соответственно, контактов модуля) во включенном положении даже после отключения питания конденсаторных батарей модулейуправления. Принцип, на котором основывается данный способ включения, и удержания выключателя во включенном состоянии называется «магнитная

защелка».

Их номинальный ток отключения может составлять от 20 до 40 кА, а электродинамической стойкости — порядка 50÷100. Общее время отключения таким выключателем нагрузки или аварии составляет около 45 миллисекунд.

Каждая фаза цепи надежно отделена изоляторами и в то же время все оборудование конструктивно собрано на едином общем приводе. Шины подстанции подключаются на входные вывода выключателя, а отходящего присоединения — на выводные.

Внутри вакуумной дугогасительной камеры работают силовые контакты, прижимаемые между собой так, чтобы обеспечить минимальное переходное сопротивление и надежное прохождение токов как нагрузки, так и аварии.

Верхняя часть контактной системы стационарно закреплена, а нижняя под действием усилия привода способна перемещаться строго в осевом направлении.

1.4 Неисправности вакуумных выключателей и их причины

От длительности срока работы, недостаточного обслуживания, а так же от воздействия вольтовой дуги аппараты могут давать сбой. Для поддержания в исправном состоянии выключатели необходимо чистить, регулировать, проводить профилактические работы и все виды ремонтов.

Для проведения работ создан цех по ремонту электрооборудования трансформаторных подстанций. Этот цех по ремонту электрооборудования является структурным подразделением ДРСО акционерного общества «ВМЗ». Цех подчиняется непосредственно Главному инженеру.

Рисунок 7 Структура ремонтного подразделения

ЗАДАЧИ ЦЕХА

— Организация производственно-хозяйственной деятельности цеха.

— Совершенствование и повышение экономичности ремонтного и технического обслуживания, входящего в сферу услуг.

Разработка логической схемы управления двустворчатых ворот судоходного шлюза

... и автоматического управления всеми операциями шлюзования. На внутренних водных путях нашей страны эксплуатируются более 100 судоходных шлюзов. Габариты шлюзовых ... включают ЭВМ и обеспечивают опти­мальное управление группой сложных приводов или процессов по задан­ным ... внимание уделяется шлюзованию и использованию специального флота для руслоочищения и дноуглубле­ния. Шлюзование реки позволяет резко ...

— Организационно-технического руководства и контроль над бесперебойной эксплуатацией электрооборудования.

ФУНКЦИИ

Разработка и утверждение плана производственно-хозяйственной деятельности цеха.

Проведение регулярных профилактических, внеплановых и капитальных ремонтов высоковольтного и низковольтного оборудования и электрических сетей

Соблюдений технологии проводимых ремонтных работ.

Выполнение всех работ в строгом соответствии с чертежами, техническими условиями, схемами, инструкциями.

Выполнение всех подготовительных работ и проведение ремонтов, испытаний, измерений и проверки системы защиты в установленные скоки и заданном объёме.

Организация оперативного учёта услуг.

Участие в экспертизе проектов реконструкции и нового строительства объектов предприятия в части касающейся электроустановок.

Организация и проведение пуско-наладочных работ, вновь вводимого и прошедшего капитальный ремонт высоковольтного оборудования.

Внедрение и освоение новых средств измерений и автоматического управления.

Внедрение в практику ремонтов прогрессивной технологии, высокоэффективных ремонтных приспособлений, механизация трудоёмких процессов.

Обобщение и внедрение передового опыта отечественных и зарубежных предприятий по совершенствованию эксплуатации электрооборудования.

Осуществление контроля использования средств, выделяемых на производство ремонтов.

Экономное расходование материалов, предназначенных на ремонт электрооборудования.

Контроль эксплуатации высоковольтного оборудования, приборов и устройств измерения, организация их проверки и ремонта.

Контроль соблюдения технологической дисциплины, правил и норм по охране труда, технике безопасности и пожарной безопасности.

Выполнение плана (задания) по количественным и качественным показателям в установленной номенклатуре в соответствии с утверждёнными графиками, действующими стандартами и техническими условиям.

При прохождении производственной практики мне пришлось участвовать в обслуживании оборудования на участке ГПП-7.

На данном участке присутствует открытое распределительное устройство 110 кВ (ОРУ-110 кВ.)

ОРУ-110 кВ состоит из двух секций, оборудование I и II секций аналогично:

— трёхфазный линейный разъединитель № 1 110 кВ (ЛР) – (

— трёхфазный разъединительТ-1 110 кВ трансформатора (ЛРТ) – (

— Ограничители перенапряжения ОПН-110 кВ №1

— Выключатель элегазовый ЭГВ №1 типа

Высоковольтный воздушный выключатель ВНВ

... Объединение «Уралэлектротяжмаш» выпускает сетевые воздушные выключатели напряжением свыше 110 кВ под единой серией ВНВ. ... тока (время короткого замыкания), с |2 | |8. Номинальное напряжение электромагнитов управления постоянного | | |тока и элементов вспомогательных цепей, В |220 ... имеет два контакта (разрыва) на полюс и рассчитан на напряжение 250 кВ. Общий вид выключателя дан на ...

— Заземляющий разъединитель ТЕС -123 НА и параллельно ему включен ограничитель типа ОПН-110 кВ ( PEXLIMR – 072 – XN 123;

— Силовой масляный трансформатор типа ТРДЦНМ — 80000/125000/110-У1 110 ± 9 × 1,78 %/10,5 – 10,5 В 80000 кВА (Т- трехфазный трансформатор, Р – с расщепленной обмоткой, Д- охлаждение с принудительной циркуляцией воздуха и естественной циркуляцией масла, Н- регулирование напряжения под нагрузкой, ДЦ — принудительная циркуляция воздуха и масла с ненаправленным потоком масла), с номинальными данными(см.таблицу №1)

Таблица №1 Характеристика трансформатора

Устройство РПН имеет 19 ступеней регулирования напряжения и обеспечивает поддержание номинального напряжения в сети 10 кВ при изменении напряжения в сети 110 кВ в широком диапазоне + 17 % от напряжения номинального.

Закрытое распределительное устройство 10 кВ (ЗРУ-10 кВ) состоит из четырёх секций шин 10 кВ.

В ЗРУ-10 кВ расположено:

— Комплектное распределительное устройство 10 кВ — КРУ-10, состоящее из шкафов серии КМ типа КМП-С;

— Трансформаторы собственных нужд ТСН-1, ТСН-2 250 кВА 10/0,4 кВ типа ТМ-250 (трансформатор, масляный, с алюминиевой обмоткой Uвн-10 кВ, Uнн-0,4 кВ, мощность — 250 кВА).

Рисунок 8 Распределительное устройство 10 кВ КРУ.

Распределительное устройство состоит из пятидесяти ячеек:

а) четыре вводные ячейки с вакуумными выключателями типа

б) четыре ячейки разъединители вводов (РВ) – ячейка 6, ячейка 26, ячейка 37 и ячейка 47;

в) две ячейки секционных вакуумных выключателей типа

г) две ячейки секционных разъединителей (СР) – ячейка 16 и ячейка 42;

д) четыре ячейки с трансформаторами напряжения типа ЗНОЛП.06 -10 трансформатор напряжения однофазный, измерительный, заземляемый, с литой изоляцией) – ячейка 9, ячейка 24, ячейка 35 и ячейка 49;

е) в ячейках отходящих фидеров установлены вакуумные выключатели типа:

-ячейки № 4,7 –

-ячейка № 8 –

-ячейки № 10,13,34,45,50 –

-ячейки № 11,12,17,18,19,20,21,22,23,38,40,43 –

-ячейки № 39,48 –

При обслуживании оперативный персонал проводит переключения, чтобы проверить состояние контактов на которые действуют вольтовая дуга,

механический износ и т.д.

В отличие от большинства существующих выключателей, в основу устройства BB/TEL заложен принцип раздельного управления контактами вакуумных дугогасительных камер фаз аппарата. Данный принцип позволил существенно уменьшить количество движущихся частей привода.

Вакуумные дугогасительные камеры установлены внутри полых опорных изоляторов, закреплённых на общем основании. Подвижные контакты дугогасительных камер жестко соединены со своими приводами посредством изоляционных тяг, которые также располагаются внутри опорных изоляторов. Таким образом, все элементы конструкции полюса имеют общую ось симметрии, вдоль которой совершают возвратно-поступательное движение детали механизма. Это позволяет существенно упростить кинематическую схему BB/TEL, отказаться от применения нагруженных шарнирных и рычажных звеньев, что, в свою очередь, делает возможным создание коммутационного аппарата с высоким

механическим ресурсом, не требующего обслуживания и регулировки в течение всего срока службы.

Приводы фаз располагаются внутри основания выключателя. Они механически соединены между собой посредством общего вала, который выполняет следующие функции:

• обеспечивает синхронизацию фаз, предохраняя от неполнофазных режимов работы;

• приводит в действие вспомогательные контакты выключателя;

• обеспечивает механическую блокировку работы РУ, в котором установлен BB/TEL;

• управляет визуальными индикаторами положения BB/TEL.

Конструкция выключателя с номинальным током 1600 А аналогична, но имеет отличия в части устройства элементов главной токоведущей цепи с целью обеспечения большей пропускной способности.

Электромагнитный привод может находиться в двух устойчивых положениях – ОТКЛЮЧЕНО и ВКЛЮЧЕНО. Фиксация якоря в этих положениях производится без применения механических защёлок, и обеспечивается:

• силой упругости отключающей пружины в положении ОТКЛЮЧЕНО;

• силой, создаваемой остаточным магнитным потоком кольцевого постоянного магнита, в положении ВКЛЮЧЕНО.

Операция включения и отключения производится путём подачи управляющих импульсов напряжения разной полярности на однообмоточную катушку электромагнитного привода.

В момент размыкания контактов в вакуумном промежутке коммутируемый ток инициирует возникновение электрического разряда, называемого «вакуумная дуга».

Существование «вакуумной дуги» поддерживается за счёт металла, испаряющегося с поверхности контактов в вакуумный промежуток. Плазма, образованная ионизированными парами металла, является проводником тока и поддерживает его протекание между контактами до момента перехода через ноль.

В этот момент дуга гаснет, а оставшиеся пары металла мгновенно (за 7-10 микросекунд) конденсируются на поверхности контактов и других деталей дугогасительной камеры, восстанавливая электропрочность вакуумного промежутка. В это же время на разведенных контактах восстанавливается приложенное к ним напряжение.

Если при восстановлении напряжения на поверхности контакта (как правило, анода) остаются перегретые участки, они могут служить источником эмиссии заряженных частиц, вызывающих пробой вакуумного промежутка, с последующим протеканием тока через него.

Для избежания подобных отказов необходимо управлять вакуумной дугой, равномерно распределяя тепловой поток по всей поверхности контактов. Наиболее эффективным способом управления дугой является наложение на неё продольного (сонаправленного с направлением тока) магнитного поля, которое индуцируется самим током.

Эта конструкция имеет явные преимущества:

• высокая отключающая способность;

• минимальные габариты и вес;

• малая величина тока среза (4-5 ампер), ограничивающая коммутационные перенапряжения до безопасных величин;

• продольное магнитное поле минимизирует коммутационный износ контактов (эрозию) и обеспечивает значительный коммутационный ресурс.

Для управления (включения и отключения) выключателями, а также для сопряжения с существующими цепями релейной защиты и управления предназначены блоки управления BU/TEL различных типов.

При выполнении операций ВКЛ/ОТКЛ на катушки электромагнитных приводов выключателя разряжаются предварительно заряженные конденсаторы блоков управления. Таким образом обеспечивается строгое дозирование электрической энергии, что позволяет снизить совокупное разрушительное воздействие на контактную систему ВДК электроэрозионных, тепловых и механических факторов, что в свою очередь способствует повышению коммутационного и механического ресурса всего вакуумного выключателя.

В отключенном положении выключателя контакты вакуумной камеры (ВДК) удерживаются в разомкнутом состоянии действием отключающей пружины, которое передаётся на подвижный контакт ВДК посредством тягового изолятора.

Для включения модуля на обмотку электромагнитного привода разряжается на предварительно заряженный включающий конденсатор блока управления. Импульс тока, протекающий по обмотке электромагнитного привода в результате разряда конденсатора, создаёт магнитное поле в зазоре между якорем и плоским магнитопроводом.

По мере роста тока в обмотке электромагнитного привода сила электромагнитного притяжения между якорем и плоским магнитопроводом возрастает до величины, превышающей силу удержания, создаваемую пружиной отключения. В этот момент якорь привода начинает двигаться по направлению к магнитопроводу, толкая тяговый изолятор и подвижный контакт ВДК.

В процессе движения якоря по направлению к магнитопроводу воздушный зазор уменьшается, благодаря чему сила притяжения якоря увеличивается.

Ускоряющий якорь генерирует в витках обмотки электромагнитного привода противоЭДС, которая препятствует дальнейшему нарастанию тока в обмотке и даже несколько снижает его.

В момент замыкания контактов подвижный контакт останавливается, а якорь продолжает своё движение ещё на 2 миллиметра, поджимая контакты через пружину дополнительного поджатия контактов.

Достигнув плоского магнитопровода, якорь останавливается, примагнитившись к магнитопроводу привода. В момент остановки якоря он перестаёт индуцировать противо-ЭДС, что приводит к росту тока, необходимого для насыщения кольцевого постоянного магнита до достижения им необходимых магнитных свойств.

Намагниченный до насыщения кольцевой магнит создаёт мощный остаточный магнитный поток, достаточный для удержания якоря привода (и соответственно, контактов модуля) во включенном положении даже после отключения включающего тока вспомогательным контактом.

Испытания на стойкость к механическим воздействиям показали, что усилие удержания, развиваемого постоянным магнитом, достаточно для того, чтобы удерживать модуль во включенном положении так долго, как это необходимо по условиям эксплуатации, даже при воздействии вибрационных и ударных нагрузок.

Отключающая пружина привода также сжимается в процессе движения якоря, накапливая потенциальную энергию для выполнения операции отключения модуля.

Перемещение якоря передаётся на синхронизирующий вал, поворачивая его в процессе перемещения на угол 44°, для обеспечения индикации состояния модуля, управления вспомогательными контактами и приведения в действие блокировочных механизмов распределительного устройства.

Для отключения выключателя на обмотку электромагнитного привода разряжается предварительно заряженный отключающий конденсатор блока управления, обеспечивающий протекание через обмотку в течение 15 – 20 миллисекунд тока в направлении, противоположном току включения.

Ток отключения частично размагничивает постоянный магнит, ослабляя силу магнитного притяжения якоря к плоскомумагнитопроводу.

Совместное воздействие отключающей пружины и пружины дополнительного поджатия контактов является достаточным для того, чтобы «оторвать» примагниченный якорь от магнитопровода.

Возникающий воздушный зазор в приводе резко уменьшает силу притяжения, якорь под действием пружининтенсивно разгоняет и после 2 миллиметров свободного движения рывком увлекает за собой тяговой изолятор и подвижный контакт ВДК.

Усилие стартового рывка на подвижном контакте может достигать величины 2000 Н, что позволяет эффективно разрывать точки микросварок на поверхности контактов, которые могут возникать из-за термического воздействия токов короткого замыкания.

Размыкание контактов происходит с интенсивным ускорением, способствуя достижению максимальной отключающей способности модуля .

По достижении якорем крайнего положения контакты ВДК удерживаются в разомкнутом состоянии усилием отключающей пружины, которое передаётся на подвижный контакт посредством тягового изолятора.

Перемещение якоря передаётся на синхронизирующий вал, поворачивая его в процессе перемещения на угол 44°, для обеспечения индикации состояния модуля, управления вспомогательными контактами и приведения в действие блокировочных механизмов распредустройства.

При выполнении переключений используют ручное управление.

В соответствии с требованиями ГОСТ 687-78 ручное включение выключателя не является обязательным. Для реализации этого режима при отсутствии оперативного напряжения используется так называемый «вспомогательный вход по питанию» БУ/TEL или блок автономного питания BAV/TEL.

Попытка включить выключатель вручную путём воздействия на вал или другим образом может привести к выходу его из строя.

Ручное отключение осуществляется путём механического воздействия на кнопку ручного отключения, которая в свою очередь воздействует через вал привода на якоря электромагнитов и разрывает магнитную систему.

Пользоваться кнопкой ручного отключения только в случае невозможности отключения выключателя от блока управления.

1.5.Действие оперативного персонала при проведении оперативных работ

Персонал, обслуживающий выключатели, должен быть ознакомлен с настоящей инструкцией по эксплуатации.

При проверке работоспособности выключателя соединить цепи управления с блоком управления по схеме, приведённой в паспорте блока, и проверить работоспособность при включении и отключении путём замыкания «сухих» контактов в цепях «В» и «О».

Блокировка не должна оказывать постоянного момента внешней силы на вал выключателя. Эквивалентная масса, которая может быть нагружена на толкатель блокировки выключателя, не должна превышать 0,2 кг.

Для выключателей конструктивных исполнений с выходом вала с торцов эквивалентный момент инерции, который может быть приложен с каждой стороны вала, не должен превышать 3,5*10 ^-4 кг*м ² .

Момент затяжки гаек крепления шин к верхнему токосъёму выключателя должен быть 30 Н*м. Выключатель включается только от штатного блока управления или от блока автономного включения.

Изгибающее усилие, создаваемое ошиновкой, не должно приводить к отклонению от естественного положения полюса выключателя более чем на 1 мм. При этом должно быть проведено измерение расстояния до произвольных баз в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

При ошиновке выключателей использовать медные или алюминиевые шины с сечением, определённым по ПУЭ для номинального тока присоединения. Если шины не покрыты коррозионно-стойким покрытием, производить предварительную зачистку поверхностей и смазку шин.

После установки выключателя в камеру, ячейку КСО, КРУ необходимо произвести следующий объём проверок:

• протирку сухой чистой ветошью опорной изоляции;

• измерение переходного сопротивления контактов главной цепи;

• испытание изоляции одноминутным напряжением промышленной частоты;

• проверку работоспособности.

При хранении выключателя на складе более 2-х лет данную проверку необходимо проводить перед монтажом.

Измерение переходного сопротивления проводится на всех полюсах выключателя поверенным прибором, обеспечивающим погрешность не более 5% в диапазоне 1-100 мкОм и тест током не менее 10 А. Измеренные значения не должны превышать указанных в технических характеристиках РЭ. Если измеренное Rпер. выше нормативного, необходимо выполнить контрольный замер поверенным прибором того же класса, что и на заводе-изготовителе (тест ток = 100 А, погрешность не более 1%).

Испытанию одноминутным напряжением промышленной частоты при плавном подъёме подвергается изоляция фаза-земля и изоляция между разомкнутыми контактами полюсов выключателя. Рекомендуется проводить испытания изоляции пофазно.

Испытательное напряжение изоляции фаза-земля и изоляции между разомкнутыми контактами полюсов составляет 32 кВ для сетей напряжением 6 кВ, и 42 кВ для сетей напряжением 10 кВ.

При испытании изоляции между контактами полюса выключателя допускается самоустраняющиеся пробои внутренней изоляции. При возникновении такого пробоя рекомендуется плавно снизить напряжение до уровня, на котором пробои прекращаются, выдержать 10 – 15 секунд на данном уровне напряжения, а затем продолжить подъём, однако количество циклов спуск-подъём до достижения нормированных испытательных величин не должно превышать десяти.

Описанные самоустраняющиеся пробои могут генерировать в испытательной схеме высокочастотные переходные процессы, характеризующиеся высоким уровнем генерируемых перенапряжений. О возникновении перенапряжений подобного рода свидетельствуют пробои воздушного промежутка между выводами выключателя или самоустраняющиеся перекрытия опорной изоляции выключателя по воздуху. Причиной данного явления, как правило, являются резонансные процессы в соединительных кабелях между испытательной установкой и испытываемым выключателем (например, из-за собственной индуктивности слишком длинного кабеля).

При возникновении данного явления необходимо произвести согласование параметров источника испытательного напряжения и объекта испытаний (выключателя) путём включения в испытательную цепь последовательного резистора сопротивлением 1-10 кОм, а если эта мера не даёт результата, то необходимо дополнительно подключить конденсатор ёмкостью 1000 пФ параллельно испытываемому выключателю.

При работе и проверке функционирования основание выключателя должно быть надёжно заземлено.

При коммутации вакуумным выключателем малых индуктивных токов (отключение ненагруженных трансформаторов, заторможенных или запускаемых двигателей, компенсационных катушек) могут возникать перенапряжения, опасные для изоляции электрооборудования, поэтому, при использовании вакуумных выключателей серии TEL потребителям необходимо руководствоваться инструкцией по применению BB/TEL для коммутации индуктивных нагрузок ИТЕА674152.003И1.

В процессе эксплуатации выключателей параметры, определяющие режим и условия работы, не должны превосходить допустимые значения, указанные в разделе «Технические характеристики» данного РЭ.

В процессе эксплуатации необходимо вести учет количества коммутаций выключателя.

При определении коммутационного ресурса выключателя необходимо руководствоваться графиком на рисунке № 9.

Рисунок 9 Ресурс вакуумных выключателей

Осмотр выключателей BB/TEL выполняется согласно карты-графика работы оперативного персонала группы ПС, но не реже одного раза в месяц.

Во время осмотра выключателей BB/TEL особое внимание необходимо обращать на отсутствие повреждений изоляторов, степень их загрязнения, а также на отсутствие нагрева контактных соединений выключателей.

Все сведения о неисправностях, обнаруженных во время работы выключателя необходимо записывать в журнал дефектов и сообщать начальнику, а сведения об отключении коротких замыканий – в «Журнал автоматических отключений».

После отключения короткого замыкания выключатель должен быть осмотрен. Особое внимание обращается на отсутствие трещин и других поврежденийизоляторов, надежность контактных соединений.

6 Ремонт вакуумных выключателей

Оперативному персоналу (инженерам смен, дежурным электрикам) необходимо во время наружного осмотра МВ (2 раза в смену):

1) проверить соответствие положения выключателей в натуре положению выключателей на оперативной схеме;

2) проверить вход высоковольтных разъемов в контакты КРУ через смотровые стекла шинного и кабельного отсеков;

3) проверить показание амперметра, значение тока не должно превышать номинальное.

При отключении выключателей и выкате тележки выключателей в ремонтное положение проверить:

— наличие на изоляторах сколов и трещин;

— цепи вторичной коммутации (КСА, разъёмы и т.д.).

Текущий ремонт предусматривает частичное выполнение работ, которые определены для выполнения при капитальном ремонте. Аварийный ремонт оборудования выполняется в случае возникновения аварийных ситуаций на оборудовании распределительных устройств подстанции.

Периодичность и объем измерений и испытаний вакуумных выключателей BB/TEL — 6 (10) должны соответствовать:

при первоначальном включении и во время текущего ремонта в сроки, предусмотренные местными инструкциями.

Большинство аварийных ситуаций, в результате которых требуется выполнение ремонта оборудования, происходит по причине невыполнения капитального ремонта оборудования в том объеме, который предусмотрен действующими нормативными документами в электроустановке, в частности технологических карт, проектов производства работ, инструкций по обслуживанию и эксплуатации оборудования.

То есть можно сделать вывод, что капитальный ремонт оборудования производится для того, чтобы обеспечить надежную, правильную и безаварийную работу оборудования в процессе его эксплуатации, как при нормальных, так и при аварийных режимах работы электрических сетей. В данной статье вкратце рассмотрим, какие работы предусматривает капитальный ремонт различного оборудования распределительных устройств подстанций.

Высоковольтное оборудование – это оборудование распределительных устройств класса напряжения выше 1000 В.

Перед выполнением капитального ремонта того или иного элемента оборудования в первую очередь проводится внешний осмотр выведенного в ремонт оборудования с целью выявления возможных дефектов. Ремонтная бригада помимо осмотра оборудования уточняет у персонала, обслуживающего данную электроустановку, о возможных дефектах, нарушениях нормальной работы элемента оборудования. Дефекты и нарушения нормального режима работы оборудования фиксируются обслуживающим персоналом в журнале дефектов и неполадок оборудования.

Далее, в зависимости от наименования и тапа оборудования, выполняется его ремонт. Последовательность операций по ремонту оборудования, как правило, указывается в рабочих технологических картах (РТК), проектах производства работ, инструкций по эксплуатации и обслуживании оборудования.

Рассмотрим перечень работ, которые производятся при капитальном ремонте любого элемента высоковольтного оборудования:

• электролабораторные испытания изоляции;

• ревизия, испытание опорных, проходных изоляторов;

• обработка мест сколов, трещин фарфоровой изоляции, если их площадь и глубина выше допустимых значений по паспорту, то производится замена изоляторов;

• очистка металлоконструкций от грязи, ржавчины, их покраска;

• проверка заземляющих устройств, ревизия мест установки заземлений;

• ревизия и обработка опрессованных контактных соединений;

• ревизия болтовых контактных соединений;

• измерение переходного сопротивления контактных соединений;

• смазка подвижных элементов;

• окраска сборных шин в соответствии с цветовой маркировкой фаз;

• проверка работоспособности электромагнитной блокировки;

• проверка и ревизия блок-контактов оборудования типа КСА, аварийных КСА, КСУ;

• проверка устройств релейной защиты и автоматики, цепей вторичной коммутации.

Вкратце перечни выполняемых работ, характерны для высоковольтного оборудования.

Далее производится осмотр внутренних элементов выключателя. На основании осмотра выполняется ремонт или замена поврежденных элементов, элементов, которые выработали свой ресурс.

Независимо от типа выключателя (масляный, вакуумный, элегазовый), при капитальном ремонте осуществляется ремонт привода выключателя.

При выполнении ремонтных работ проверяется работа выключателя, соответствие характеристик его работы значениям, указанных в паспортных данных выключателя (собственное время включения и отключения, скорость движения подвижных контактов при включении и отключении, характеристики привода и др.)

Капитальный ремонт вакуумных выключателей не производится, при исчерпании своего ресурса такие выключатели подлежат замене. В процессе их эксплуатации проводятся только текущие ремонты, которые включают в себя электрические лабораторные испытания выключателя, ревизию контактных соединений, протирку изоляции, покраску металлических элементов, проверку и ревизию привода.

Капитальный ремонт оборудования комплектных распределительных устройств производится для каждого элемента оборудования индивидуально. Например, в ячейке, питающей отходящую линию, производится ремонт выключателя, трансформаторов тока, стационарных заземляющих ножей, втычных контактов (проверяется степень их жесткости, соосность) и другого оборудования и конструктивных элементов ячеек. Каждый из элементов оборудования ячейки ремонтируется в соответствии с перечнем работ, определенных для каждого из элементов, расположенных в ячейке КРУ (КРУН, КРУЭ).

2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

1. 1. Выбор высоковольтного оборудования

Выбор выключателя Q2 в цепи силового трансформатора Т1 мощностью

4мВА с учётом 30 % перегрузки (схема смотри Приложение № 2).

Определяем расчётный ток утяжелённого режима:

Расчётным током КЗ является ток на шинах высшего напряжения

в точке К-1 .

Выключатели распределительных устройств напряжением 35 кВ и выше выбираются обычно однотипными для всех цепей данного распределительного устройства и проверяются по наиболее тяжёлым условиям КЗ. К установке принимаем выключатель трёхполюсный типа ВМ-35-12,5/630 с собственным временем отключения t _св = 0,05 с. Привод к выключателю пружинный типа ППК-2300. Расчётное значение периодической составляющей тока КЗ:

I _пt = I _п0 = 0,72 кА (удалённое КЗ).

Расчётное время:

τ = t _з,min + t _св = 0,01+0,05=0,06 с.

Апериодическая составляющая тока КЗ для ветви от энергосистемы:

,Где Т _а = 0,02, е = 2,7 — натуральное число.

Завод-изготовитель гарантирует выключателю апериодическую составляющую в отключаемом токе для времени τ

,Где = 0,1 для τ = 0,06 с.

Тепловой импульс, выделяемый током КЗ:

,Где t _отк = t _р.з + t _с.в = 0.1 + 0,08 = 0,18 с ;

T _а = 0,02 (табл. 2 методические указания);

t _р.з – время действия основной защиты трансформатора равное 0,1 с;

t _с.в – полное время отключения ВМ-35-12,5/630, равное 0,08 с.

Все расчётные и каталожные данные сводим в таблицу 3.

Таблица 2. Расчетные данные.

Выключатель

ВМ-35-12,5/630

Разъединитель

РНДЗ-2-35/630

U _уст = 35 кВ

U _ном = 35 кВ

U _ном = 35 кВ

I _{раб.утяж} = 85 А

I _ном = 630 А

I _ном = 630 А

I _п,τ = 0,72 кА

I _отк = 12,5 кА

i _а,τ = 0,05 кА

i _а,ном = 1,76 кА

I _п,0 = 0,72 кА

I _пр.с = 12,5 кА

Выбираем по каталогу или справочнику разъединитель типа

РНДЗ-2-35/630.

Как видно из таблицы 2 все каталожные данные больше или равны расчетным параметрам. Следовательно, выключатель ВМ-35-12,5/630 в цепи силового трансформатора выбран правильно.

Выбор трансформаторного выключателя с низкой стороны – 6 кВ ( Q3 ) по следующим условиям:

— по номинальному напряжению – U _уст ≤ U _ном принимаем U _ном = 6 кВ;

— по номинальному току – I _{раб.утяж} ≤ I _ном .

Определяем:

с учётом 30 % перегрузки силового трансформатора.

Предварительно намечаем к установке в РУ вакуумных выключателей отечественного производства типа ВВТЭ-М-6-12,5/630 У3, у этого выключателя I _ном = 630 А;

I _утяж ≤ I _ном

500 < 630 (А).

Привод электромагнитный, собственное время отключения выключателя t _с.в =0,018 с;

расчётное время τ = t _{з. min} + t _с.в = 0,01+0,018=0,028 с.

Расчётное значение периодической составляющей тока КЗ:

I _п,τ = I _п,0 = 2,5 (кА)

Апериодическая составляющая тока КЗ:

Где Т _а = 0,01, е = 2,7 — натуральное число

Завод-изготовитель гарантирует выключателю апериодическую составляющую в отключаемом токе для времени τ .,

Где = 0,48, для τ = 0,028 с.

Проверяем выключатель на электродинамическую стойкость:

Тепловой импульс, выделяемый током КЗ:

Здесь t _отк = t _р.з + t _С.В = 0.1 + 0,35 = 0,45 с

t _С.В = 0,35 с полное время отключения ВВТЭ-М-6-12,5/630 У3 (выключатель вакуумный трёхполюсный с электромагнитным приводом)

Все расчётные и каталожные данные сводим в таблицу 3.

Таблица 3 Расчетные данные

Выключатель

ВВТЭ-М-6-12,5/630 У3

U _уст = 6 кВ

U _ном = 6 кВ

I _{раб.утяж} = 500 А

I _ном = 630 А

I _п,τ = 2,5 кА

I _отк = 12,5 кА

i _а,τ = 0,2 кА

i _а,ном = 8,5 кА

I _п,0 = 2,5 кА

I _пр.с = 12,5 кА

Как видно из таблицы 3. все каталожные данные больше или равны расчетным параметрам. Следовательно, вакуумный выключатель в цепи трансформатора 4 т.кВА ВВТЭ-М-6-12,5/630 У3 выбран правильно.

Рисунок 10 Альтернативный вакуумный выключатель

Разъединитель выбирается:

— по номинальному напряжению – U _уст ≤ U _ном ;

— по номинальному длительному току – I _{раб.утяж} ≤ I _ном ;

— по конструкции. Разъединитель QS4 должен быть наружной установки.

Предварительно выбираем РЛНД-1-10/200. Это разъединитель линейный, наружной установки, двухколонковый, с одним заземляющим ножом, на U _н = 10 кВ, I _ном = 200 А (с медными ножами).

Проверяем по электродинамической стойкости или по предельному сквозному току:

2,5 кА < 20 кА

= 2,5 кА

= 20 кА

Таким образом, выбранный разъединитель РЛНД-1-10/200 удовлетворяет расчётным и каталожным данным и принимается к установке.

Рисунок 11

Высоковольтные разрядники (ограничители перенапряжения) выбираются:

— по номинальному напряжению – U _уст ≤ U _ном ;

— по конструктивному исполнению (для закрытых или открытых установок).

FV1 – выбираем ОПН-35 УХЛ1, так как ограничители перенапряжения более современны чем РВС-35 (разрядник вентильный, стационарный на U=35 кВ)

Рисунок 12 Разрядник

Высоковольтные предохранители выбираются:

— по номинальному напряжению – U _уст ≤ U _ном принимаем U _ном = 6 кВ;

— по номинальному току плавкой вставки, где

I _ном.п.в ≥ (1,5÷2) I _ном = 2*2,4 = 4,8 (А) ,

Где принимаем I _ном.п.в = 5 А, выбираем предохранитель ПКТ 101-6-5-20 У3 (предохранитель с кварцевым наполнителем, на 6 кВ, ток плавкой вставки – 5 А, предельный ток отключения – 20 кА).

Предохранитель проверяется по предельному отключающему току

,где – ток трёхфазного короткого замыкания в месте установки предохранителя

= 2,5 кА, = 20 кА,

20 кА > 2,5 кА.

Предохранитель ПКТ 101-6-5-20 У3 выбран правильно.

FU3, FU4 в цепи трансформаторов напряжения TV3, TV4 предохранители выбираются:

— по номинальному напряжению – U _уст ≤ U _ном принимаем U _ном = 6 кВ;

— по конструкции, роду установки

Выбираем высоковольтные предохранитель ПКН 001-6 У3, предназначенный для защиты трансформаторов напряжения на номинальное напряжение 3, 6, 10 кВ.

В заключении составляем спецификацию оборудования для ГПП-35/6 с двумя трансформаторами по 4 мВА и заносится в однолинейную схему ГПП.

Рисунок 13 Предохранитель

2.2 Расчёт токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания производятся для выбора или проверки параметров электрооборудования, т.е. для аппаратов, проводов, шин и кабелей. Нагрузки при расчетах токов КЗ не учитываем, т.к. они значительно электрически удалены от расчетных точек КЗ.

Расчёт токов при трёхфазном КЗ выполняем в следующем порядке:

— составляем расчётную схему;

— по расчетной схеме составляем электрическую схему замещения;

— в результате преобразований схемы замещения к простому виду получаем, что каждый источник или группа источников питания с результирующей ЭДС связаны с точкой КЗ одним сопротивлением Х _РЕЗ ;

— определяем начальное значение периодической составляющей тока КЗ (

Расчёт токов короткого замыкания производят в таких местах системы, в которых при коротком замыкании токи будут иметь наибольшее значение. Расчёт производится для случая: режим системы рабочий, на ГПП в работе два трансформатора, секционный выключатель включен.

Составляем расчетную схему и схему замещения:

Рисунок 14 Расчетная схема

Рисунок 15 Схеме замещения

Расчет производим в относительных единицах.

Принимаем:

– Базисная мощность –

Мощность К.З. на шинах подстанции –

– ЭДС источника в отн. ед. – Е

– Базисное напряжение –

– Базисное напряжение –

Рассчитываем базисные токи:

где I _{Б i} – базисный ток на i -ой ступени, кА;

S _Б – базисная мощность;

U _Б – напряжение на i -ой ступени, кВ.

;

;

Определяем индуктивное сопротивление элементов цепи:

1. Сопротивление системы:

(о.е.);

где

2. Сопротивление питающей линии ВЛ-110 кВ:

(о.е.);

где Х ₀ = 0,4 Ом/км — удельное сопротивление 1км линии;

L

3. Сопротивление трансформатора с расщепленной обмоткой:

Относительные сопротивления лучей схемы замещения трансформатора, приведенные к базисным условиям, можно определить по формулам

Сопротивление трансформатора в относительных единицах:

(о.е.);

(о.е.);

а) Рассмотрим КЗ в точке К ₁ :

Для данной точки короткого замыкания можно не учитывать подпитку места короткого замыкания от электродвигателей, т.к. они значительно удалены от точки короткого замыкания. Тогда расчетная схема для точки К ₁ будет иметь вид (Рисунок 7.3):

Рисунок 7.3 – Схема для расчета тока КЗ в точке К1

Результирующее сопротивление до точки КЗ:

Х _∑1 = Х ₁ + Х ₂ = 1 + 1,59 = 2,59;

Начальное действующее значение периодической составляющей токов КЗ в точке К ₁ :

кА.

Установившийся ток трехфазного КЗ в точке К ₁ равен периодической составляющей тока КЗ от системы.

Ударный ток КЗ:

кА,

где К _у = 1,8 ударный коэффициент.

Тепловой импульс тока:

В _К = I ² _по ^. ( t _откл + Т _а ) ,

где – время отключения тока КЗ;

постоянная времени затухания апериодической состав

t _рз = 0,1 с – время действия релейной защиты;

t _ов – полное время отключения выключателя.

В _К = 6,78 ^{2 .} (0,135 + 0,02) = 7,1 кА ^2. с.

б) Рассмотрим КЗ в точке К ₂ (рисунок 7.2)

Результирующее сопротивление до точки К2:

Х _∑2 = Х ₁ + Х ₂ + Х ₃ + Х ₄ = 1 + 1,59 + 1,43 + 20,103 = 24,123;

Начальное действующее значение периодической составляющей токов КЗ в точке К ₂ :

кА;

Ударный ток:

кА;

где — ударный коэффициент (стр.150 таблица 3.8 /3/).

Тепловой импульс тока КЗ:

Для вводного выключателя ,

где (стр.150 таблица 3.8 /3/ справочник),

В _К = I ² _по ^. (t _откл + Т _а ) = 7,98 ^{2 .} (1,55 + 0,05) = 102 кА ^{2 .} с.

Для секционного выключателя ,

В _К = I ² _по ^. (t _откл + Т _а ) = 7,98 ^{2 .} (1,05 + 0,05) = 70 кА ^{2 .} с.

Для выключателя отходящих линий ,

В _К = I ² _по ^. (t _откл + Т _а ) = 7,98 ^{2 .} (0,55 + 0,05) = 38 кА ^{2 .} с.

Для других точек КЗ рассчитываем также, результаты вычислений заносим в таблицу 4.

Результаты расчетов токов короткого замыкания — Таблица 4

I ⁽³⁾ _ПО ,

кА

i ⁽³⁾ _у ,

кА

В _к ,

кА ² с

К1

110 кВ.

6,78

17,26

7,1

К2

10 кВ

Вводной выключатель

7,98

21,67

102

Секционный выключатель

70

Отходящие линии

38

3 МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ И РЕМОНТЕ ВАКУУМНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ НА ДЕЙСТВУЮЩИХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ УСТАНОВКАХ

3.1 Общие положения

Во время работ дежурный персонал ГПП-3 по требованию работающих производит необходимые включения и отключения выведенных из работы коммутационных аппаратов для опробования и проверок взаимодействия устройств защит и автоматики с этими коммутационными аппаратами.

О выполненных работах, изменениях характеристик реле и о готовности устройств к включению в работу делается запись в журнале релейной защиты. Ознакомившись с записью, дежурный персонал осматривает рабочее место, обращая внимание на отсутствие отсоединенных и неизолированных проводов, снятых и неубранных или плохо установленных перемычек в ряду зажимов, на положение рубильников, переключателей, крышек испытательных блоков; на отсутствие посторонних предметов и чистоту на рабочем месте.

При отсутствии каких-либо дефектов и замечаний дежурный персонал сообщает об окончании работ начальнику смены и по его указанию вводит в работу отключенные присоединения и устройства защиты и автоматики.

Сопротивление изоляции относительно земли электрически связанных цепей релейной защиты, автоматики и телемеханики, всех других вторичных цепей должно поддерживаться для каждого присоединения на уровне не ниже I МОм. Сопротивление изоляции измеряется мегомметром на напряжение 500-1000 В или 2500 В, в зависимости от величины рабочего напряжения.

Дежурному персоналу ГПП-3 необходимо также производить осмотр панелей щита управления. Если есть выпавшие блинкера, их необходимо завести, сообщить начальнику смены, записать в журнал, какой вид защиты сработал и выяснить причину аварийной ситуации. В том случае, если блинкер не заведется, вызвать лаборантов из ЭТЛ ЦРЭлО.

Требования к оперативному персоналу и его производственные обязанности:

Эксплуатацию электрооборудования ГПП-3 производит оперативный персонал: дежурный персонал ГПП-3, дежурные электрики смен.

В случае необходимости, с разрешения старшего мастера УпоЭСиПЦРЭлО, допускается замена одного дежурного другим.

Лица оперативного персонала, обслуживающие электроустановки единолично, и старшие в смене или бригаде, закрепленные за данной электроустановкой, должны иметь квалификационную группу не ниже IV.

Дежурный, придя на работу, должен принять смену от предыдущего дежурного, а после окончания работы сдать смену следующему дежурному в соответствии с графиком. Уход с дежурства без сдачи смены запрещается. В исключительных случаях оставление рабочего места допускается с разрешения вышестоящего лица из оперативного персонала. Дежурный во время своего дежурства является лицом, ответственным за правильное обслуживание и безаварийную работу всего оборудования на порученном ему участке.

Дежурный обязан вести надежный и наиболее экономичный режим работы оборудования в соответствии с инструкциями и оперативными требованиями вышестоящих лиц из оперативного персонала. При нарушении режима работы, повреждении электрооборудования или аварии с ним, дежурный обязан самостоятельно и немедленно принять меры к восстановлению нормального режима его работы, используя подчиненный ему персонал, и сообщить о происшедшем инженеру смены.

Дежурный персонал, обслуживающий ГПП-3 обязан производить обходы и осмотры оборудования 1 раз в смену. При обходе должна производиться проверка правильности режима работы, состояния и исправности электрооборудования, чистоты рабочих мест и помещений, состояние защитных и противопожарных средств. Результаты осмотров фиксируются в оперативном журнале ГПП-3.

Дежурный персонал 1 раз в смену должен опробовать действие аппаратов-оповестителей и предупредительной сигнализации.

3.2 Требования ОТ и ПБ при производстве обходов и осмотров

Единоличный осмотр электроустановок, в том числе ГПП-7, может выполнять работник, имеющий группу не ниже III, из числа оперативного персонала, находящийся на дежурстве, либо работник из числа административно-технического персонала, имеющий группу V, для электроустановок напряжением выше 1000В и работник, имеющий группу I V для электроустановок напряжением до 1000В и право единоличного осмотра на основании письменного распоряжения руководителя организации.

3.3 Требования ОТ и ПБ при производстве оперативных переключений

Hа месте производства работ со снятием напряжения в электроустановках напряжением выше 1000В должны быть отключены:

— токоведущие части на которых производятся работы;

— неогражденные токоведущие части, к которым возможно приближение людей и используемых ими ремонтной оснастки и инструмента на расстояние менее 0,6 м., механизмов и грузоподъемных машин на расстояние менее 1 м. Если токоведущие части не могут быть отключены, то они должны быть ограждены. Ограждения должны быть выполнены из изолирующих материалов.

Расстояние между ограждениями и токоведущими частями должно быть не менее 0,35 м. Установка ограждений производится с особой осторожностью в присутствии ответственного руководителя.

Снятие напряжения должно производиться таким образом, чтобы выделенные для проведения работ части электроустановки или электрооборудование всех сторон были отделены от токоведущих частей, находящихся под напряжением. При этом с каждой стороны должен быть видимый разрыв.

3.4Требования ОТ и ПБ при производстве неотложных работ

Неотложные работы, выполняемые безотлагательно для предотвращения воздействия на людей опасного производственного фактора, который привел или может привести к травме или другому внезапному резкому ухудшению здоровья, а также работы по устранению неисправностей и повреждений, угрожающих нарушением нормальной работы оборудования сооружений, устройств ТАИ СПТУ электро и теплоснабжения потребителей.

По распоряжению оперативным и оперативно-ремонтным персоналом или под его наблюдением ремонтным персоналом в электроустановках напряжением выше1000В могут проводиться неотложные работы продолжительностью не более 1 часа без учёта времени на подготовку рабочего места.

Неотложные работы, для выполнения которых требуется более 1 часа или участия более трех работников, включая работника, осуществляющего наблюдение, должны проводиться по наряду. При проведении неотложных работ производитель работ (наблюдающий) из числа оперативного персонала, выполняющий работу или осуществляющий наблюдение за работающими в электроустановках напряжением выше 1000 В, должен иметь группу по электробезопасности IV, а в электроустановках напряжением до 1000 В – группу III .

Члены бригады, работающие в электроустановках напряжением до и выше 1000В должны иметь группу по электробезопасности III.

В случае отсутствия работников, имеющих право выдачи нарядов и распоряжений, при работах по предотвращению аварий или ликвидации их последствий допускается выдача нарядов и распоряжений работникам из числа оперативного персонала, имеющим группу IV. Предоставление оперативному персоналу права выдачи нарядов должно быть оформлено письменным указанием руководителя организации. Работы во всех случаях должны производиться с выполнением всех технических мероприятий, обеспечивающих безопасность их производства.

3.5 Правила производства работ для обнаружения слабых контактов в соединениях шин и другого оборудования

Работы, производимые без отключения электрооборудования для выявления наличия нагрева контактов, коронирования необходимо производить не реже одного раза в месяц. Данные работы производятся с помощью ручного измерителя температуры прибором «пирометр» типа «М-7» на расстоянии.

Работы выполняются по распоряжению оперативно-ремонтным персоналом под наблюдением оперативного персонала с кв. группой не ниже IV. Во время работ нельзя проникать за ограждения и нельзя приближаться к электроустановкам, находящимся под напряжением на расстояние менее 0,6 м. Необходимо обратить внимание на состояние контактных соединений, изоляторов и высоковольтных разъёмов в ячейках КРУ (сквозь смотровые стекла в задних стенках ячеек).

При испытании изоляции промежутка между контактами полюса выключателя (контакты камеры разомкнуты) вне КРУ напряжением промышленной частоты 32 кВ и выше для защиты персонала от возможного воздействия рентгеновского излучения, в случае пробоя изоляции по поверхности или внутри ВДК, установить защитный экран, выполненный из стального листа толщиной не менее 2 мм или из стекла марки ТФ-5 по ГОСТ 9541-75 толщиной не менее 12,5 мм. Экран должен быть установлен между обслуживающим персоналом и выключателем, на расстоянии 0,5 м от выключателя.

В нормальных эксплуатационных условиях защита обслуживающего персонала от рентгеновского излучения не требуется.

Во время выполнения работ по техническому обслуживанию запрещается работа людей на участке схемы, отключённой только вакуумным выключателем. Обязательно дополнительное отключение участка схемы разъединителем с видимым разрывом электрической цепи.

При проведении работ на выключателе руководствоваться требованиями действующих «Правил безопасной эксплуатации электроустановок», «Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей», «Правил устройства электроустановок».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В выпускной квалификационной работе я описал устройство и виды вакуумных высоковольтных выключателей, принцип работы и особенности их включения. В работе приведены в качестве пояснения 13 рисунков , 3 таблицы.

Любая трансформаторная подстанция должна быть защищена от короткого замыкания, для этого используются масляные автоматические устройства. Правильный их выбор позволит обеспечить безопасную работу оборудования.

В письменной работе описаны правила выбора, техника безопасности, приведены примеры расчетов.

Современный рабочий должен знать так же способы устранения и предотвращения аварий и других отказов в работе.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/diplomnaya/vakuumnyiy-vyiklyuchatel-2/

1. ГОСТ 7746-89. Трансформаторы тока. Общие технические условия. — М.: Изд-во стандартов, 1989.

2. ГОСТ 1983-89. Трансформаторы напряжения. — М.: Изд-во стандартов, 1989.

3. Александров Г.Н., Иванов В.Л. Электрические аппараты высокого напряжения / Под редакцией Г.Н. Александрова. – Ленинград: Энергоатомиздат, 1989. – 318 с.

4. Бажанов С.А., Батхон И.С., Баумштейн И.А. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения / под ред. И.А. Баумштейна, М.В. Хомякова // 2-е изд. — М.: Энергоиздат, 1989. – 768 с.

5. Васильев А.А. Электрическая часть станций и подстанций. – М.: Энергия 1980. – 326 с.

6. Дмитриевский В.С. Расчет и конструирование электрической изоляции: Учебное пособие дл вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1981. – 467 с.

7. Кабанов В.Н. Методология надёжности промышленной организации. Нестабильный рынок. Практика интегральной оценки уровня экономической надёжности промышленной организации в условиях нестабильного рынка: Монография / Кабанов В.Н. – Германия: LAPLAMBERTAcademicPublishhing , 2011. – 502 с.

8. Кабанов В.Н. Надежность бизнеса в условиях факторов риска рыночной среды. Бизнес. Надежность. Экономические стратегии: Монография / Кабанов В.Н. – Германия: LAPLAMBERTAcademicPublishhing , 2012. – 253 с.

9. Кабанов В.Н. Ресурсный подход – основа надежности бизнеса. Ресурсосберегающий фактор надежности бизнеса: Монография / Кабанов В.Н. – Германия: LAPLAMBERTAcademicPublishhing , 2013. – 165 с.

10. Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 387 с.

11. Ограничители

12. Правила устройства электроустановок / Минэнерго СССР // 6-е изд. перераб. и доп. — М.:Энергоатомиздат, 1985. – 248 с.

13. Проектирование электрической части станций и подстанций / под ред. Ю.Б. Гук, В.В. Кантан, С.С. Петрова. – Ленинград: Энергоатомиздат, 1985. – 312 с.

14. Правила устройства электроустановок / Минэнерго. – 6е изд., перераб. и доп. – М.: Главгосэнергонадзор, 1998. – 608 с.

15. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 648 с.

16. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования / под ред. Ю.Г. Барыбина и др. — М.: Энергоатомиздат, 1991. – 334 с.

17. Электрическая часть станций и подстанций / Под ред. А.А. Васильева. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 412 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ № 1

Выключатели нагрузки для трансформаторных подстанций

ПРИЛОЖЕНИЕ № 2

Схема распределительного устройства ГПП- 3

ПРИЛОЖЕНИЕ № 3

Закрытое распределительное устройство