Високоволтови разединители и задвижвания
Министерство на железниците България Отдел Човешки ресурси и образователни институции
Самарски институт на железопътните инженери
РАЗКЛЮЧВАТЕЛИ И ЗАДВИЖВАНИЯ ЗА ВИСОКО НАПРЕЖЕНИЕ
Учебник за студенти от специалност 101800 - Електроснабдяване на железниците
UDC 621.331:621.311.4 621.316.543
Учебно-методически наръчник по дисциплината "Тягови и трансформаторни подстанции" за студенти от специализация: 101800 - "Електроснабдяване на железниците" и 101802 - "Компютърни технологии в електроснабдяването" .- Самара: SamIIT, 2001.- 34 с.
Ръководството за обучение предоставя класификация на разединителите и задвижванията към тях и за високоволтовите прекъсвачи, изискванията и обозначенията на типа, техническите характеристики на разединителите и задвижванията и разглежда принципа на работа на различни видове разединители и задвижвания.
Съставител: Вениамин Николаевич Яковлев
Рецензенти: Ръководител на службата за електроснабдяване на Самарското метро В. В. Ларкин
Кандидат на техническите науки, доцент от катедра „Електроснабдяване на железопътния транспорт“ Н. А. Шергунова
Подписано за печат 29.04.02г
Издание 100 Поръчка № 55
Главна информация . Разединителят е контактно превключващо устройство с високо напрежение, предназначено да включва и изключва участъци от електрически вериги без натоварване.
Разединителите осигуряват видима отворена междина между подвижните и неподвижните контакти, които остават под напрежение, и устройствата, които се ремонтират. В допълнение към тази основна цел, разединителите се използват и за други цели, тъй катотехният дизайн позволява това, а именно:
• за изключване и включване на ненатоварени силови трансформатори на малки мощности, въздушни и кабелни линии при строго установени условия;
• за превключване на връзките на разпределителната уредба от една шинна система към друга;
• за заземяване на разединени и изолирани участъци от системата с
като използвате допълнителните ножове, предвидени за тази цел. Разединителят е най-широко използваното устройство в
разпределителна уредба, която е органично свързана със схемата и конструкцията на разпределителната уредба. Разнообразието от схеми и конструкции на КРУ диктува необходимостта от разнообразни конструкции на разединителите.
Класификация. Конструктивната разлика между отделните типове разединители е преди всичко в характера на движението на подвижния контакт (нож). На тази основа се разграничават разединителите:
• вертикално-въртящи се (врезни) (фиг.1) и хоризонтално-въртящи се типове с въртене на ножа съответно в равнина, успоредна или перпендикулярна на осите на дадения стълб, носещ изолатора;
• осцилиращ тип с въртене на перката заедно с поддържащия я изолатор в равнина, успоредна на осите на опорните изолатори на дадения стълб;
• търкалящ тип с въртене на ножа заедно с носещия го изолатор в равнина, успоредна на осите на носещите изолатори на дадения стълб;
• с директно движение на ножа в равнина, успоредна на осите на носещите изолатори на даден стълб, по протежение на отвора или напречно;
• със сгъваем нож, със сложно движение (завъртане и сгъване) на ножа в равнина, успоредна на осите на носещите изолатори;
• окачен тип с движение на острието заедно сопорни изолатори в равнина, успоредна на осите на неподвижните изолатори.
Фиг. 1. Структурни схеми на вертикално ротационни разединители: 1 - рамка; 2 - опорен изолатор; 3 - изход за свързване на проводници (гуми); 4 - нож (подвижен контакт); 5 - фиксиран контакт; 6 - отвор за оперативен прът; 7 - стоп, ограничаващ въртенето на ножа; 8 - изолационен прът
Освен това разединителите се класифицират и според следните критерии:
• според броя на полюсите: еднополюсни и триполюсни. Полюсите на триполюсните разединители могат да бъдат поставени на една обща рамка или всеки полюс на отделна рамка;
• според начина на управление: с ръчно задвижване - оперативна щанга, лост или волан; с моторно задвижване - електрическо, пневматично или хидравлично;
• от наличието или отсъствието на заземителни ножове;
• според начина на монтаж (монтирани върху хоризонтална равнина или върху вертикална равнина; както на хоризонтална и вертикална, така и на наклонена равнина);
Изисквания към разединители от всички конструкции и типове.
Разединителите играят важна роля в електрическите инсталации. Надеждността на цялата електрическа инсталация зависи от надеждността на тяхната работа, поради което към тях се налагат следните изисквания:
• създаване на видимо прекъсване на електрическата верига във въздуха, чиято диелектрична якост съответства на максималното импулсно напрежение;
• електродинамично и термично съпротивление при протичане на токове на късо съединение;
• изключване на спонтанни изключвания;
• ясно включване и изключване при най-лошите работни условия, които могат да възникнат по време на работа.
• разположението на изолаторите в конструкцията на разединителя трябва да бъде такова, четоковете на утечка са текли в земята, а не между клемите на един и същ полюс или между полюсите.
Типово обозначение на разединителите. Типът на разединителя се обозначава с три или четири букви и чрез тире с набор от цифри, понякога смесени с букви. Буквата P означава разединител, а следните букви: B - вътрешен монтаж или вертикално изпълнение (само при тип RNV-750), H
- външна инсталация, O - еднополюсна версия, F - фигурна версия, D - двуколонна конструкция, P - окачена версия или лостово подаване за намаляване на въртящия момент на задвижващия вал, G - заземителен нож и L - линеен контакт.
Разединителят може да бъде изпълнен без заземителни ножове или със
• без заземителни ножове – серии RV, RVR, RND;
• с един заземителен нож - серия РВЗ-1а, РВЗ-1б, РНД-1. Символи 1a и 1b се отнасят само за разединители с вертикално въртене от серията RVZ и RVRT и показват, че заземителният нож е монтиран от страната на аксиалния контакт (1b) или от страната на разглобяемия контакт (1a);
• с два заземителни ножа (РВРЗ-2, РНДЗ-2).
Условията на труд . При подготовката на прекъсвача за ремонт той трябва да бъде изключен и изолиран от съседните тоководещи части с два разединителя QS 1 и QS 2 (фиг. 2). В този случай разединителите изключват капацитивния ток, чиято стойност се определя от мрежовото напрежение и капацитета на входовете на превключвателя. Този ток е малък и на контактите на разединителите не възникват дъгови разряди. След изключване на разединителите прекъсвачът Q, който трябва да бъде ремонтиран, трябва да бъде заземен от двете страни с допълнителни ножове QSG 1 и QSG 2 .
Превключването на връзките на разпределителната уредба под ток с помощта на разединители се извършва при задължително условие за наличие на паралелклони с ниско съпротивление. Така например, ако има два паралелни клона с разединители QS 1 и QS 2 (фиг. 2, b), един от разединителите може безопасно да се отвори под ток, ако разединителят на втория клон е включен. Когато разединителят е изключен, токът се измества от един клон към друг. В този случай на контактите не се образуват дъги.
Фиг.2. Схеми, връзки на разединители: а - при изолиране на превключвателя за ремонт; b - при превключване на връзки
Разстоянието между отворените контакти на един и същ полюс на разединителя трябва да бъде малко по-голямо от разстоянието между тях
Захранващите шини, неподвижните контакти и ножът на разединителя образуват верига, в която при преминаване на ток на късо съединение възникват сили, които се стремят да изправят тази верига. Тези сили ще бъдат толкова по-големи, колкото по-рязка е промяната в посоката на течението. И така, в разединителя на фиг. 1, а, силите, стремящи се да изхвърлят ножа от контактите, ще бъдат по-големи, отколкото в разединителя на фиг. 1, б, тъй като в първия случай токът (пътят му е показан със стрелки) рязко променя посоката си при преминаване през веригата, а във втория - изобщо не се променя. Следователно, ножовете на еднополюсни разединители с верига на фиг. 1, а, управлявани от работен прът, трябва да имат механични ключалки, които елиминират спонтанното изхвърляне на ножовете по време на късо съединение. Няма нужда от ключалки за разединители със задвижване, тъй като ножът се предпазва от изхвърляне от задвижващия механизъм.
За да се изключат погрешни операции с разединители, движещите се части на главните и заземяващите ножове трябва да бъдат блокирани (като правило, механично), така че когато основните ножове са включени, е невъзможно да се включат заземяващите ножове, а когато заземяващите ножове са включени, би било невъзможно да се включат основните ножове. разединител можебъде направено
без механична блокировка, ако такава блокировка е извършена в предназначеното за това задвижване. Ако работата на главните и заземяващите ножове се извършва с помощта на отделни задвижвания, тогава може да се използва електрическа блокировка вместо механична.
Механичната устойчивост на разединителя като цяло и на отделните му звена се определя от броя на операциите, които той може да издържи без повреди, които да възпрепятстват по-нататъшната му правилна работа.
Битовите разединители издържат без повреда най-малко 2000 операции на включване и изключване на веригата за номинално напрежение до 35 kV включително и за номинални токове до 6300 A включително. За разединители с номинално напрежение 110 kV и повече броят на операциите е по-малък от 1000. В допълнение към посочения брой операции, разединителят трябва да издържи най-малко 25 затваряния и 25 отваряния от съответното задвижване при най-високото напрежение на клемите на електродвигателното задвижване и при най-високото въздушно налягане, които са гарантирани от фабриката, с пневматично задвижване.
Контролът на положението на ножовете на разединителя се осъществява с помощта на контакти на спомагателната верига, които обикновено са вградени в задвижването. При еднополюсните разединители, които се управляват с помощта на щанга за управление, контактите на спомагателната верига са монтирани върху рамката на разединителя и свързани с ножа с изолираща щанга. Разстоянието между ножовете на отделните полюси един от друг в разединители до 35 kV с полюси, разположени на обща рамка, когато е включено, не трябва да надвишава 3 mm. За други конструкции на разединители забавянето на движещите се контакти при включване не е стандартизирано. Върху рамката (основата) на разединителя трябва да има отделен заземяващ болт с диаметър най-малко 8 mm заразединители за вътрешен монтаж и най-малко 10 mm - външен. Около болта е предвидена равна площ, чиито размери са достатъчни за закрепване на шина с ширина минимум 25 mm. В близост до обекта се прилага надпис „Земя“ или знак за заземяване.
Разединители от вертикален ротационен (врезен) тип. Тези разединители, както вътрешни, така и външни, са най-широко използвани в електрозахранващите системи на метрото и се произвеждат за напрежение от 3 до 750 kV. Разединителите за вътрешен монтаж до 35 kV се изпълняват в следните изпълнения:
• на две опори и изолатори на стълб (фиг. 1, а и б);
• на една опора и един втулков изолатор на полюс с въртене на ножа на втулката;
• на един стълб и един втулков изолатор на полюс с въртене на ножа върху стълбовия изолатор;
• по две втулки на стълб;
• за триполюсни разединители - на един проходен и два опорни изолатора на полюс с въртене на ножа върху проходния изолатор; за еднополюсни превключващи разединители - на една втулка и два опорни изолатора с две ножове, с въртене на ножовете - едната на втулката, а другата на опорния изолатор.
Тъй като разединителите не са предназначени да прекъсват веригите, през които преминава работният и още повече аварийният ток, те нямат устройства за гасене на дъгата. Съгласно PUE, разединителите с механично задвижване в мрежи до 10 kV имат право да изключват и включват токове на заземяване до 30 A, изравнителен ток до 70 A и ток на намагнитване на трансформатори с мощност до 750 kV A. Въпреки това, в метрото, поради повишените изисквания за непрекъснато захранване, тази възможност се използва само в изключителни случаи. Приложено къмв подлезите разединителите, с изключение на отделни случаи, са устройства, предназначени за вътрешен монтаж.