Слайд 1МДК.01.01 Электрические машины и аппараты
Преподаватель Ветлугин Вадим Владимирович
Лекция №4
Слайд 2Тема урока: «Высоковольтные выключатели»
Высоковольтный выключатель - защитно-коммутационный аппарат, предназначенный для оперативных
включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме в нормальных или аварийных режимах при ручном, дистанционном или автоматическом управлении.
Высоковольтный выключатель состоит из: контактной системы с дугогасительным устройством, токоведущих частей, корпуса, изоляционной конструкции и приводного механизма (например, электромагнитный привод, ручной привод).
Слайд 3Выключатели среднего и высокого напряжения (номинальное напряжение 6 - 1150 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.
Слайд 4Требования, предъявляемые к выключателям
, заключаются в следующем:
надежность в работе и безопасность
для окружающих;
возможно малое время отключения;
по возможности малые габариты и масса;
простота монтажа;
бесшумность работы;
сравнительно невысокая стоимость.
Применяемые в настоящее время выключатели отвечают перечисленным требованиям в большей или меньшей степени. Однако конструкторы выключателей стремятся к более полному соответствию характеристик выключателей выдвинутым выше требованиям.
Требование надежности является одним из важнейших требований, поскольку от надежности выключателей зависит надежность работы энергосистемы, следовательно, и надежность электроснабжения потребителей. Срок службы выключателя составляет не менее 20 лет.
Слайд 5Классификация высоковольтных выключателей по способу гашения дуги
Элегазовые выключатели (баковые и колонковые);
Вакуумные
выключатели;
Масляные выключатели (баковые и маломасляные);
Воздушные выключатели;
Автогазовые выключатели;
Электромагнитные выключатели;
Автопневматические выключатели.
Слайд 6Классификация высоковольтных выключателей 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.
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.
Слайд 7Классификация высоковольтных выключателей по назначению
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 нагрузки - выключатели, предназначенные для коммутаций под номинальным током, но не рассчитанные на разрыв сверхтоков. Применяются в сетях 3-10 кВ с изолированной нейтралью для коммутации небольших нагрузок - до нескольких мегавольт-ампер.
Реклоузеры подвесные секционирующие дистанционно управляемые выключатели, снабжённые защитой и устанавливаемые на опорах воздушных ЛЭП.
Выключатели специального назначения.
Слайд 8Классификация высоковольтных выключателей 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 распределительных устройств.
Выкатные, то есть имеющие приспособления для выкатывания из ячеек распредустройств (для обслуживания, ремонта и для создания т.н. "видимого разрыва" при работах на линиях).
Встраиваемые в комплектные распределительные устройства (КРУ).
Слайд 9Воздушные выключатели
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.
Воздушные выключатели конструктивно подразделяются на:
Выключатель с открытым отделителем
Выключатель с газонаполненным отделителем
Выключатель с камерами в баке со сжатым воздухом
Слайд 10Элегазовый силовой выключатель
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.
Первый источник превалирует при отключении малых токов, а второй — больших.