Основное оборудование электрических подстанций

метки: Выключатель, Подстанция, Электрооборудование, Оборудование, Основное, Предохранитель, Работа, Контакт

3. Высоковольтный выключатель

4. Автоматический выключатель

5. Предохранитель

6 . Контакторы

7. Разъединитель

Особенности применения разъединителей

8. Короткозамыкатели, отделители

9. Изоляторы

Конструкция подвесных изоляторов

10. Шина

Шинопровод

11. Реакторы

Виды реакторов

электрическая подстанция трансформатор предохранитель

Свойства

Выключатели среднего и высокого напряжения (номинальное напряжения 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.

Классификация высоковольтных выключателей

По способу гашения дуги

• Элегазовые выключатели (баковые и колонковые);
• Вакуумные выключатели;
• Масляные выключатели (баковые и маломасляные);
• Воздушные выключатели.

По назначению

— Сетевые выключатели на напряжения от 6 кВ и выше, применяемые в электрических цепях (кроме цепей электрических машин и электротермических установок) и предназначенные для пропускания и коммутирования тока в нормальных условиях работы цепи, а также для пропускания в течение заданного времени и коммутирования тока в заданных ненормальных условиях, таких как условия короткого замыкания

Приборы для измерения электрического напряжения и тока магнитоэлектрического, ...

... части пропорционален измеряемому току I. Поэтому магнитоэлектрические приборы имеют равномерную шкалу. чувствительностью прибора постоянной прибора Для того чтобы любой электроизмерительный прибор обеспечил требуемую точность ... быть включена в электрическую цепь последовательно или параллельно двум точкам, между которыми действует некоторое напряжение. В первом случае прибор будет работать в ...

— Генераторные выключатели на напряжения от 6 до 20 кВ, применяемые в цепях электрических машин (генераторов, синхронных компенсаторов, мощных электродвигателей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в пусковых режимах и при коротких замыканиях. Отличаются, как правило, большими значениями номинального тока (до 10000А) и тока отключения.

— Выключатели на напряжение от 6 до 220 кВ для электротермических установок, применяемые в цепях крупных электротермических установок (например, сталеплавильных, руднотермических и других печей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в различных эксплуатационных режимах и при коротких замыканиях.

• Выключатели специального назначения.

По виду установки

• Опорные, то есть имеющие основную изоляцию на землю опорного типа.
• Подвесные, то есть имеющие основную изоляцию на землю подвесного типа.
• Настенные, то есть укрепленные на стенах закрытых распредустройств.
• Выкатные, то есть имеющие приспособления для выкатки из ячеек распредустройств.
• Встраиваемые в комплектные распределительные устройства.
• шесть климатических исполнений (У, ХЛ, ТВ, ТС, Т и О) в зависимости от географического места установки.

Общее устройство и принцип действия воздушных выключателей

В воздушных выключателях (ВВ) энергия сжатого воздуха используется и как движущая сила, перемещающая контакты, и как дугогасящая среда. Принцип действия дугогасительного устройства (ВВ) заключается в том, что дуга, образующаяся между контактами, подвергается интенсивному охлаждению потоком сжатого воздуха, вытекающего в атмосферу. При прохождении тока через ноль температура дуги падает и сопротивление промежутка увеличивается. Одновременно происходит механическое разрушение дугового столба и вынос заряженных частиц из промежутка.

ВВ конструктивно подразделяются на:

• Выключатель с открытым отделителем
• Выключатель с газонаполненным отделителем
• Выключатель с камерами в баке со сжатым воздухом

Общее устройство и принцип действия элегазовых выключателей

Изолирующей и гасящей средой выключателей служит гексафторид серы SF6 (элегаз).

Выключатели представляют собой трехполюсный аппарат, полюсы которого имеют одну (общую) раму и управляются одним приводом либо каждый из трех полюсов выключателей имеет собственную раму и управляется своим приводом (выключатель с пополюсным управлением).

Принцип работы аппаратов основан на гашении электрической дуги (возникающей между расходящимися контактами при отключении тока) потоком элегаза.

Источников возникновения потока газа — два:

— повышение давления в одной из заполненных газом полостей дугогасительного устройства, обусловленное уменьшением ее замкнутого объема, возможность истечения газа из которой в зону расхождения дугогасительных контактов появляется непосредственно перед их размыканием

— повышение давления газа в этой же полости вследствие его расширения под действием тепловой энергии самой электрической дуги.

Электрические выключатели

... свободного расцепления и освобождает подвижную часть выключателя. В качестве дугогасительных устройств в автоматических выключателях переменного и постоянного тока применение получили: 1) лабиринтно-щелевые камеры ... величинами применительно к рассматриваемой цепи, вычисленными без учета сопротивления выключателя и сопротивления дуги в месте замыкания. Таким образом, должны быть соблюдены следующие ...

Первый источник превалирует при отключении малых токов, а второй — больших.

Полюс выключателя

Для колонкового исполнения, полюс представляет собой вертикальную колонну, состоящую из двух (и более) изоляторов, в верхнем из которых размещено дугогасительное устройство (ДУ), а нижний — служит опорой ДУ и обеспечивает ему требуемое изоляционное расстояние от заземленной рамы. Внутри опорного изолятора размещена изоляционная штанга, соединяющая подвижный контакт ДУ с приводной системой аппарата.

Для бакового исполнения, полюс представляет собой металлический цилиндрический бак на котором установлены два изолятора, образующие высоковольтные вводы выключателя. ДУ в таком выключателе размещено в заземленном металлическом корпусе.

Для комбинированного исполнения, полюс представляет собой металлический корпус в виде сферы, на котором установлены фарфоровые изоляторы, образующие высоковольтные вводы выключателя, в одном из которых размещено дугогасительное устройство, а в другом встроенные трансформаторы тока.

В верхней части изолятора обычно устанавливается фильтр — поглотитель влаги и продуктов разложения элегаза под действием электрической дуги. Фильтрующим элементом в нем служит активированный адсорбент — синтетический цеолит NAX.

Также на всех современных выключателях установлен предохранительный клапан — устройство с тонкостенной мембраной, разрывающейся при давлении возникающем при внутреннем коротком замыкании, но не достигающем значения, при котором испытываются собственно изоляторы.

Дугогасительное устройство

Дугогасительное устройство предназначено обеспечивать быстрое гашение электрической дуги, образующейся между контактами выключателя при их размыкании. Разработка рациональной и надежной конструкции дугогасительного устройства представляет значительные трудности, так как процессы, происходящие при гашении электрической дуги, чрезвычайно сложны, недостаточно изучены и обусловливаются многими факторами, предусмотреть которые заранее не всегда представляется возможным. Поэтому окончательная разработка дугогасительного устройства может считаться завершенной лишь после его экспериментальной проверки.

Современные выключатели оснащены дугогасительным устройством автокомпрессионного типа, которые демонстрируют свои расчетные преимущества при отключении больших токов.

ДУ содержит неподвижную и подвижную контактные системы, в каждой из которых имеются главные контакты и снабженные элементами из дугостойкого материала дугогасительные контакты. Главный контакт неподвижной системы и дугогасительный подвижной — розеточного типа, а главный контакт подвижной системы и дугогасительный неподвижной — штыревые.

Подвижная система содержит, кроме главного и дугогасительного контактов, связанную с токовым выводом ДУ неподвижную токоведущую гильзу; поршневое устройство, создающее при отключении повышенное давление в подпоршневой полости, и два фторопластовых сопла (большое и малое), которые направляют потоки газа из зоны повышенного давления в зону расхождения дугогасительных контактов. Большое сопло, кроме того, препятствует радиальному смещению контактов подвижной системы относительно контактов неподвижной, поскольку никогда не выходит из направляющей втулки главного неподвижного контакта.

Лабораторная работа: Малообъёмные масляные и вакуумные выключатели

... рабочие контакты позволяют рассчитать выключатель на большие номинальные токи (до 9500 А). При напряжении 35 кВ и выше корпус выключателя выполняется фарфоровым (рис.1 д, серия ВМК – выключатель масляный колонковый). В выключателях 35, ...

Главный контакт подвижной системы представляет собой ступенчатую медную гильзу, узкая часть которой адаптирована к входу в розеточный главный контакт неподвижной системы, а широкая часть имеет два ручья, в которых размещены токосъемные (замкнутые проволочные) спирали, постоянно находящиеся в контакте с охватывающей их неподвижной токоведущей гильзой.

Газовая система

Газовая система аппаратов включает в себя:

• клапаны автономной герметизации (КАГ) и заправки колонн;
• коллектор, обеспечивающий во время работы аппарата связь газовых полостей колонн между собой и с сигнализатором изменения плотности элегаза;
• сам сигнализатор, представляющий собой стрелочный электроконтактный манометр с устройством температурной компенсации, приводящим показания к величине давления при температуре 20єС;
• соединительные трубки с ниппелями и уплотнениями.

Сигнализатор изменения плотности элегаза (датчик плотности) имеет три пары контактов, одна из которых, замыкающаяся при значительном снижении плотности элегаза из-за его утечки, предназначена для подачи сигнала (например, светового) о необходимости дозаправки колонн; а две других, размыкающихся при недопустимом падении плотности элегаза, предназначены для блокирования управления выключателем или для автоматического отключения аппарата с одновременной блокировкой включения (что определяется проектом подстанции).

Привод

Приводы выключателей обеспечивают управление выключателем — включение, удержание во включенном положении и отключение. Вал привода соединяют с валом выключателя системой рычагов и тяг. Привод выключателя должен обеспечивать необходимую надежность и быстроту работы, а при электрическом управлении — наименьшее потребление электроэнергии.

В элегазовых выключателя применяют два типа приводов:

Пружинный привод:

• аккумулятором энергии является комплект винтовых цилиндрических пружин
• управляющим органом является кинематическая система рычагов, кулачков и валов.

Пружинно-гидравлический привод:

• аккумулятором энергии является комплект тарельчатых пружин
• управляющим органом является гидросистема.

Требования к выключателям

Выключатель является самым ответственным аппаратом в высоковольтной системе, при авариях он всегда должен обеспечивать четкую работу. При отказе выключателя авария развивается, что ведет к тяжелым разрушениям и большим материальным потерям, связанных с недоотпуском электроэнергии, прекращением работы крупных предприятий.

В связи с этим основным требованием к выключателям является особо высокая надежность их работы во всех возможных эксплуатационных режимах. Отключение выключателем любых нагрузок не должно сопровождаться перенапряжениями, опасными для изоляции элементов установки. В связи с тем, что режим короткого замыкания для системы является наиболее тяжелым, выключатель должен обеспечивать отключение цепи за минимально возможное время.

Общие требования к конструкциям и характеристикам выключателей устанавливается стандартами:

• ГОСТ Р52565-2006 «Выключатели переменного тока на напряжение от 3 до 750 кВ. Общие технические условия. »
• ГОСТ 12450-82 «Выключатели переменного тока высокого напряжения. Отключение ненагруженных линий».
• ГОСТ 8024-84 «Допустимые температуры нагрева токоведущих элементов, контактных соединений и контактов аппаратов и электротехнических устройств переменного тока на напряжение свыше 1000 В. »
• ГОСТ 1516.3-96 «Электрооборудование переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ.

Требования к электрической прочности изоляции».

Измерительные трансформаторы напряжения. Измерительные трансформаторы ...

... токи. Измерительные трансформаторы делятся на трансформаторы тока и трансформаторы напряжения. Их применение дает возможность пользоваться одними и теми же приборами со стандартными пределами измерения для измерения самых различных напряжений и токов. Измерительный трансформатор тока преобразует измеряемый большой ток ...

Вывод выключателя для ревизии и ремонта связан с большими трудностями, так как приходится либо переходить на другую схему распредустройства, либо просто отключать потребителей. В связи с этим выключатель должен допускать возможно большее число отключений коротких замыканий без ревизии и ремонта. Современные выключатели могут отключать без ревизии до 15 коротких замыканий при полной мощности отключения.

по варианту исполнения

• слаботочные вставки
• вилочные
• пробковые
• ножевые
• кварцевые
• регенерирующие

по характеристике

Скорость защитного сгорания плавкого предохранителя происходит в зависимости от его характеристики, указанной в буквенном виде перед значением номинального тока [3] :

• первая буква означает диапазон защиты

o a — частичный диапазон

o g — полный диапазон

• вторая буква означает тип защищаемого оборудования

o L — защита кабелей и распределительных устройств

o B — защита горного оборудования

o F — защита маломощных цепей

o M — защита цепей электродвигателей и отключающих устройств

o R — защита полупроводников

o S — быстрое сгорание при коротком замыкании и среднее время сгорания при перегрузке

o Tr — защита трансформаторов

Варианты исполнения

Слаботочные вставки

Используются для защиты маломощных цепей, как правило до 6 ампер. Чаще всего имеют цилиндрическую форму, по бокам металлические контакты и внутри тонкая проволока. При перегрузке или коротком замыкании проволока отгорает, размыкая цепь и предотвращая последующее разрушение чрезмерной температурой.

Вилочные предохранители

Самое широкое применение вилочные предохранители получили в электрических цепях постоянного тока транспортных средств, производятся на рабочее напряжение до 30 вольт. Конструкция таких предохранителей смещена в одну сторону: электрические контакты с одной стороны и плавкая (защитная) часть с противоположной.

Пробковые

Самый распространённый тип плавких предохранителей в старых электроустановках жилого фонда стран бывшего СССР. Конструкция представляет собой фарфоровый корпус, внутри которого располагается тонкая проволока (сгорающая в аварийном режиме); для гарантированного разъединения двух концов проволоки друг от друга при сгорании на одном конце проволоки висит груз, окрашенный в определённый цвет (каждому цвету соответствует определённая сила тока).

По положению груза, как правило, определяют состояние предохранителя: если он свисает на куске проволоки, значит предохранитель сгорел и требует замены.

Трансформатор постоянного тока

... первичную обмотку в виде стержня круглого или прямоугольного сечения, закрепленного в проходном изоляторе. Трансформатор тока 4 имеет U-образную первичную обмотку, выполненную таким образом, что на нее ... разделяются на ИП переменного и ИП постоянного тока. В работе будут рассматриваться ИПТ переменного тока для установок и сетей с номинальной частотой тока 50 Гц. По назначению ИПТ ...

Ножевые

Самый распространённый тип предохранителей на промышленных электроустановках, выпускаются на большие токи, до 1250 ампер. Являются источником повышенной опасности, поскольку использование предусматривало установку в держатель с неизолироваными губками; по этой причине ножевые предохранители стараются использовать только в тех местах, где обслуживание электроустановки предусматривается исключительно квалифицированным персоналом, обладающим как необходимым оборудованием, так и соответствующими навыками техники безопасности. В современном ассортименте можно встретить разъединители ножевых предохранителей в диэлектрическом корпусе, снижающие риск получения травм при обслуживании и/или замене.

Недостатки

• Возможность использования только один раз.
• Большим недостатком плавких предохранителей является конструкция, дающая возможность шунтирования, то есть использования «жучков», приводящих к пожарам.
• В цепях трёхфазных электродвигателей при сгорании одного предохранителя инициируется пропадание одной фазы, что может привести к выходу из строя электродвигателя (рекомендуется использовать реле контроля фаз).

• Возможность необоснованной замены на предохранитель номиналом выше.
• Возможный перекос фаз в трёхфазных электроцепях при больших токах.

Преимущества

— В асимметричных трёхфазных цепях при аварии на одной фазе, питание пропадёт только на одной фазе, а остальные две фазы продолжат дальше снабжать нагрузку (не рекомендуется такое практиковать при больших токах, так как это может привести к перекосу фаз)

• Из-за медленной скорости срабатывания, плавкие предохранители можно использовать для селективности.

— Так же селективность самих плавких предохранителей относительно друг друга (при последовательном соединении) имеют более простой расчёт селективности, нежели у автоматического предохранителя: номинальные токи последовательно соединённых предохранителей должны отличаться друг от друга в 1,6 раз или больше.

— Из-за более простой конструкции чем у автомата защиты, почти исключена возможность т. н. «поломки механизма» — в случае аварийной ситуации предохранитель полноценно обесточит цепь.

По материалу изготовления

По материалу изготовления изоляторы подразделяются на фарфоровые, стеклянные и полимерные:

• Фарфоровые изоляторы изготавливают из электротехнического фарфора, покрывают слоем глазури и обжигают в печах.

— Стеклянные изоляторы изготавливают из специального закалённого стекла. Они имеют бомльшую механическую прочность, меньшие размеры и массу, медленнее подвергаются старению по сравнению с фарфоровыми, но имеют меньшее электрическое сопротивление.

• Полимерные изоляторы изготавливают из специальных пластических масс.

o предназначен для изоляции и механического крепления токоведущих частей в электрических аппаратах и для монтажа токоведущих шин распределительных устройств электрических станций и подстанций.

По способу крепления на опоре

По способу крепления на опоре изоляторы подразделяются на штыревые и подвесные:

• Штыревые изоляторы (крепятся на крюках или штырях) применяются на воздушных линиях до 35 кВ
• Подвесные изоляторы (собираются в гирлянду и крепятся специальной арматурой) применяются на ВЛ 35 кВ и выше.
• Опорные изоляторы (крепятся к траверсам ВЛ с помощью болтов) применяются на ВЛ 35 кВ и выше.

Обозначения изоляторов

В обозначение изоляторов входят:

• буквы, которые указывают на их конструкцию: Ш — штыревой, П — подвесной

o материал: Ф — фарфор, С — стекло, П — полимер

Режим работы силовых трансформаторов и регулирование напряжения ...

... трансформатор. Регулирование напряжения достигается путем изменения числа витков обмоток силового трансформатора. Устройства РПН предназначены для регулирования под нагрузкой напряжения силового трансформатора. Регулирование ... линиях. В расчетах применяем стандартную формулу расчета токов: Трансформатор Т1: Ток ... напряжением 10 кВ а=220 мм. Изгибающий момент: где: расстояние между опорными изоляторами ...

o назначение: Т — телеграфный, Н — низковольтный, Г — грязестойкий (для подвесных), Д — двухъюбочный

o типоразмер: А, Б, В, Г (для штыревых)

— цифры, которые у штыревых изоляторов указывают на номинальное напряжение (10, 20, 35) или диаметр внутренней резьбы (для низковольтных), а у подвесных — на гарантированную механическую прочность в килоньютонах.

Подобные документы

• Обзор сути, видов и классификации трансформаторов, которые предназначены для преобразования переменного тока из одного напряжения в другое. Режим нагрузки, обмотки, магнитные потоки одно- и трехфазных трансформаторов. Выпрямители переменного напряжения.

  реферат [673,9 K], добавлен 27.10.2012

• Электрическое оборудование электрических подстанций. Сведения о выключателях высокого напряжения. Выбор трансформаторов, расчет мощностей и максимальных рабочих токов подстанции. Короткое замыкание в электроэнергетических системах переменного тока.

  курсовая работа [1,9 M], добавлен 22.03.2015

• Общее устройство и классификация трансформаторов. Осуществление преобразования энергии с помощью переменного магнитного поля. Конструктивные особенности некоторых видов трансформаторов. Практическое применение и расчет сетевого (силового) трансформатора.

  контрольная работа [545,9 K], добавлен 04.01.2010

• Расчет мощности тяговой подстанции переменного тока, ее электрические характеристики. Расчет токов короткого замыкания и тепловых импульсов тока КЗ. Выбор токоведущих частей и изоляторов. Расчет трансформаторов напряжения, выбор устройств защиты.

  дипломная работа [726,4 K], добавлен 04.09.2010

• Назначение и режимы работы трансформаторов тока и напряжения. Погрешности, конструкции, схемы соединений, испытание трансформаторов, проверка их погрешности. Контроль состояния изоляции трансформаторов, проверка полярности обмоток вторичной цепи.

  курсовая работа [2,1 M], добавлен 27.10.2014

• Трансформаторы: общие сведения, их классификация и маркировка. Конструктивные особенности трансформаторов. Вакуумные выключатели, их преимущества и недостатки. Принцип действия отделителей и короткозамыкателей. Разъединители внутренней установки.

  реферат [9,0 M], добавлен 07.01.2011

  10 стр., 4987 слов

  Расчет эксплуатационных режимов работы силовых трансформаторов

  ... Расчет отклонений токов от номинальных: Вывод: Трансформатор с большим напряжением к.з. будет недогружен на 4,7%, а второй, с меньшим напряжением к.з. перегружен на -4,7%. 7. Экономические режимы работы трансформаторов ... замыкания равны потерям холостого хода, или, как принято говорить, переменные потери равны постоянным. Результаты расчета сводим в таблицу 4.1 и за ней строим характеристику? ...

• Расчет электрических нагрузок низшего и высокого напряжения цехов предприятия. Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций. Определение центра реактивных электрических нагрузок. Загрузка трансформаторов на подстанциях.

  курсовая работа [255,7 K], добавлен 06.02.2014