Элегазовые выключатели: ориентиры выбора и правила подключения

Элегазовые выключатели: ориентиры выбора и правила подключения

Функционирование высоковольтных электрических сетей по токовым характеристикам не сопоставимо с работой бытовых аналогов. Соответственно, при возникновении аварийной ситуации для отключения оборудования и гашения электродуги необходимы более мощные устройства, чем стандартные автоматические приборы.

В качестве защитных конструкций применяют элегазовые выключатели (ЭВ), которыми можно управлять как в ручном режиме, так и с помощью автоматики. Мы детально описали конструктивные особенности и принцип действия устройств. Привели рекомендации по установке, подключению и обслуживанию.

Камеры КСО

Камеры сборные одностороннего обслуживания применяют в электроустановках с трехфазным переменным током частотой 50 (60) Гц, напряжением 6 (10) кВ.

Оборудование имеет вид металлической конструкции с ячейками. Внутри размещена аппаратура главных цепей, снаружи — вспомогательных. Кроме этого, на фасаде закреплены приводы выключателей и разъединителей. Обслуживание одностороннее.

КСО используют для электроснабжения в:

• городах;
• сельских населенных пунктах;
• промышленных предприятиях;
• на стройплощадках.

Прибор ставят на подстанциях с простыми схемами электрических соединений, небольшим током коротких замыканий (не более 20 кА). Камеры могут быть частью распредпункта, нейтраль системы которого должна быть изолирована или заземлена через дугогасящий реактор.

Ячейки ЯКНО

Ячейки карьерные наружной установки принимают и распределяют электроэнергию 3-фазного тока напряжением 6 (10) кВ частотой 50 Гц. ЯКНО подключают и защищают электроприборы крупных карьерных потребителей:

• силовой трансформатор;
• буровую установку;
• электрические экскаваторы и др.

Оборудование состоит из сварного корпуса из стального листа, внутри которого находится коммутационный аппарат, измерительные, защитные, сигнальные и другие приборы. Вводы могут быть кабельные или воздушные. Дополнительная комплектация включает механические, электрические блокировки. Количество схем исполнения — девять.

Пункты коммерческого учета

Оборудование измеряют, вычисляют и передают параметры электросети на диспетчерские пункты, либо требуют снятия показаний вручную. ПКУ применяют вместе с автоматическими системами контроля и учета электрической энергии. Прибор работает с цепями переменного тока напряжение 6 (10) / 35 кВ частотой 50 Гц.

Пункты монтируют на опоры воздушных линий электропередач на границе балансовой принадлежности электросетей. ПКУ состоит из:

• модулей низковольтного и высоковольтного оборудования;
• трансформаторов тока и напряжения;
• шкафа учета.

Последний представляет собой сборно-сварной корпус с покатой крышей, на которой закреплены изоляторы.

Реклоузеры

Автоматический пункт секционирования производит мониторинг работы отдельных участков электролиний, предохраняет их от аварий. При появлении угрозы устройство переключает участок с основного источника питания на альтернативный. Реклоузер работает с электросетями на 6 (35) кВ, позволяет им функционировать в автономном режиме без вмешательства человека.

Прибор монтируют к опорам ЛЭП или размещают на земле в виде киоска. Реклоузер состоит из:

• шкафов высоковольтной аппаратуры и управления;
• измерительных трансформаторов напряжения;
• кабелей;
• пульта дистанционного управления.

Трансформаторные подстанции

Электроустановка принимает, преобразовывает напряжение в сетях переменного тока, распределяет энергию между потребителями. В роли последних могут выступать сельские населенные пункты, города, предприятия промышленности.

Главной деталью ТП являются силовые трансформаторы. Кроме этого, в состав прибора входят:

• устройства распределительное и автоуправления, защиты;
• модули управления;
• другие дополнительные детали.

Размер и комплектация прибора зависит от номинальных значений мощности. ТП работает на понижение и повышение напряжения 6 (10) кВ.

Замеры времени действия подвижных деталей выключателя

Проверка времени срабатывания размыкателя цепи – важный этап тестирования работоспособности выключателя. В данном случае, лаборант определяет временной промежуток, который требуется электроустановочному изделию для размыкания цепи с момента подачи сигнала от оборудования. Данный показатель зависит от трёх базовых параметров:

• Скорость движения размыкающего устройства на высоковольтном выключателе.
• Задержка, связанная со срабатыванием электромганитов.
• Собственное время реакции оборудования, при необходимости подачи сигнала.

Контроль задержки отключения оборудования проводится с помощью высокоточных лабораторных секундомеров, позволяющих получить показания в миллисекундах.

Как правило, лаборанты применяют секундомеры типа ПВ-53Л или П14-2М, каждый из которых включается в цепь, а срабатывание с регистрацией временного промежутка происходит посредством вибрационного или электромагнитного воздействия.

Полученные показатели времени срабатывания выключателя не должны превышать данные, указанные в техническом паспорте изделия, а также нормативные значения, согласно требованиям ПУЭ. Регламентная документация допускает образование погрешности до 10% в любую сторону от теоретических показателей.

Достоинства и недостатки элегазового выключателя

Учитывая вышесказанное, среди достоинств выключателей элегазового типа можно отметить следующее:

• возможность установки в электроустановках как закрытого, так и открытого исполнения практически всех классов напряжения;
• простота и надежность конструкции;
• большой коммутационный ресурс контактной системы;
• неплохая отключающая способность;
• высокая скорость срабатывания;
• взрыво- и пожаробезопасность;
• небольшие габаритные размеры и масса (в несколько раз меньше масляного выключателя).

Как и любое устройство, выключатель имеет и недостатки:

• высокие требования к качеству элегаза;
• применение специальной аппаратуры для периодического обслуживания коммутационного аппарата;
• образование в процессе эксплуатации вредных для организма человека веществ – фторидов.

Несмотря на некоторые недостатки, элегазовый выключатель является достойной заменой масляных и воздушных коммутационных аппаратов.

Из чего состоит элегазовый выключатель и как это всё приводит к отключению дуги

Так как выключатели могут иметь исполнение баковое, колонковое или же быть вообще для установки в КРУ. А кроме этого существуют различные виды ДУ, то и для каждого выключателя будет отдельный принцип работы и состав частей.

Рассмотрим, например, в этой статье для примера популярный выключатель шнайдер электрик с автокомпрессией на напряжение 12 кВ типа LFP.

Выключатель трехполюсный. Каждый полюс находится в изолированном корпусе, который заполнен элегазом под невысоким давлением. Внутри корпуса находится ДУ, на контакты которого посылаются команды включения, отключения или допустимых циклов. Эти команды подаются с пружинного привода, расположенного на лицевой панели или дистанционно.

Также в устройство входят датчики контроля давления элегаза в корпусе и датчики прироста величины давления. Для подключения к силовой цепи есть специальные зажимы сзади корпуса, также имеются клеммники для подключения вторичных цепей.

Принцип работы выключателя построен на автокомпрессионном способе гашения дуги.

Посмотрим на заводскую картинку, приведенную выше. У нас имеются основные контакты (под буквой а, рыжие) и дугогасительные контакты (буква б, темно-синие). Значит поступает команда на отключение выключателя. Основные контакты размыкаются, дугогасительные также размыкаются. В момент когда дугогасительные размыкаются между ними в расширительном объеме (буква с — область ограниченная розовой линией) образуется дуга. На верхнем из дугогасительном контактов расположены катушки. Так вот электрическая дуга под действием магнитного поля этой катушки начинает закручиваться. Объем газа под тепловым воздействием дуги начинает расширяться. Давление газа увеличивается и он ищет выход в область с меньшим давлением. Этот поток элегаза затягивает дугу в нижний дугогасительный контакт (область е на рисунке) и дуга растягивается. А затем в момент, когда ток проходит через ноль — дуга гаснет. В этот момент считается, что выключатель отключен. Это время составляет 70 мс.

В состав пружинного привода входят: двигатель взвода пружин, катушки отключения (YO1, YO2), катушка включения (YF), катушка отключения минимального напряжения (YM), реле прямого действия mitop, счетчик циклов В-О и прочие устройства необходимые для удобства при обслуживании выключателя. У катушек имеется различное число нормально закрытых, нормально открытых контактов и перекидывающий контакт.

Варианты разъединителей внутренней установки

Разъединители внутренней установки имеют несколько вариантов исполнения.

Классифицирующим признаком разъединителей серии РВз является взаимное расположение заземляющих ножей и шарнирного (подвижного) контакта. Так, например, разъединитель РВз-10/630-I-УХЛ2 конструктивно имеет расположение заземляющих ножей со стороны неподвижного контакта, а у разъединителя РВз-10/630-II-УХЛ2 заземляющие ножи со стороны шарнирного контакта.

У разъединителей серии РВФз с проходным изолятором, в качестве классифицирующих признаков выступают расположение заземляющего контакта относительно шарнирного (подвижного) контактного ножа, отмеченное первой римской цифрой, а также расположение проходного изолятора относительно шарнирного контакта, отмеченное второй римской цифрой.

Разъединители серии РВР классифицируются по количеству полюсов и по количеству, расположению заземляющих ножей относительно подвижных и шарнирных контактов. Первая римская цифра классифицирует по количеству полюсов — I, II и III полюсные. Вторая римская цифра характеризует расположение заземляющих ножей аналогично разъединителям серии РВ

Классификация разъединителей серий Рвз, РВФз

Варианты исполнения разъединителей определяются схемой электроснабжения, необходимостью заземления участков электрической схемы для безопасного обслуживания в процессе эксплуатации электрических сетей, а также конструктивными особенностями щитовой продукции.

Требования к трансформаторным подстанциям

Требованиями для установок любой мощности считаются:

• использование блочных схем;
• применение шин одной системы;
• оснащение ТП телемеханикой и автоматическими системами.

В комплектных трансформаторных подстанциях с двумя трансформаторами их работа рассчитывается по отдельности, что дает возможность снизить токи КЗ. Помимо этого, у них простая коммутация и надежная релейная защита на вводах.