Слайд 1Powerpoint Templates
МДК 03.01. ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Урок 130
Высоковольтные выключатели.
.
Слайд 2Деловая игра «Конкурент»
Задачи:
Продать высоковольтные выключатели.
победить конкурента, используя знания, умения
и навыки, полученные на занятиях теоретического и производственного обучения.
Слайд 3
1.Образовательные:
иметь практический опыт:
- выполнения работ по техническому обслуживанию электрооборудования промышленных
предприятий распределительных устройств;
- определения технического состояния оборудования подстанций и сетей;
- осмотра оборудования и определения дефектов и повреждений на оборудовании.
уметь
- определять виды повреждений на оборудовании сетей и подстанциях;
- выявлять дефекты оборудования;
знать:
- виды и причины износа электрооборудования;
организацию технической эксплуатации электроустановок;
2. Развивающие:
сформировать способность:
- развитие умения сравнивать и анализировать информацию;
- развитие умений применять теоретические знания на практике.
3. Воспитательные:
сформировать.
Умение обучающихся самостоятельно работать. Это, прежде всего самостоятельность, ответственность, планирование своего времени, грамотность, исполнительность, творческое отношение к работе, умение представить себя.
Умение работать в команде, которое включает в себя взаимозаменяемость, коммуникативность, нацеленность на конечный результат.
Слайд 4Индивидуальная оценка.
В процессе выполнения задания по ролевой ситуации:
1. За активность
игрока, работающего в команде, при выполнении задания – 1 балл.
2. За выступление– 2 балла.
3. За ответ на вопрос или защиту своей позиции – 2 балла.
После прослушивания выступления игроков других команд:
1. За вопрос оппоненту по существу – 2 балла.
2. За высказывание мнения, комментария, оценки – до 3 баллов.
Оценка работы команды.
1. За активность, сплочённость и взаимовыручку – до 5 баллов.
2. За грамотное, тактичное ведение дискуссии – до 5 баллов.
3. За все правильные ответы – до 10 баллов.
Слайд 5Высоковольтный выключатель — коммутационный аппарат, предназначенный для оперативных включений и отключений
отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме, в нормальных или аварийных режимах, при ручном или автоматическом управлении.
Слайд 7Классификация высоковольтных выключателей
По способу гашения дуги высоковольтные выключатели делятся на следующие
типы:
Воздушные выключатели
Масляные выключатели
Элегазовые (SF6) выключатели
Вакуумные выключатели
Слайд 8Требования к выключателю
Выключатель является элементом энергосистемы и электроснабжения, от работы которого
зависит надежная и безопасная работа всей электроустановки. Поэтому высокая надежность выключателя – его основное достоинство. Отказ выключателя ведет к расширению аварии и большим материальным потерям.
Время включения должно быть наименьшим. Это позволяет уменьшить последствия аварийного режима и сократить материальные потери, связанные с отключением потребителей; увеличивает запас устойчивости параллельной работы и пропускную способность ЛЭП.
Повышение коммутационного ресурса позволяет упростить эксплуатацию и сократить расходы на ремонт и ревизию.
Сокращение габаритов и массы выключателя позволяет уменьшить размеры РУ и удешевить установку. Желательно уменьшение стоимости выключателей. Следует учитывать большую эффективность, которую дают более дорогие, но изностойкие выключатели.
Слайд 9
они должны быть надежными в работе и безопасными для окружающих людей;
высокое
быстродействие при малом времени отключения;
они должны быть удобными в обслуживании;
монтаж их должен осуществляться легко и просто;
работать они должны бесшумно;
цена должна быть сравнительно небольшой.
Слайд 11Назначение
Выключатели ВПМ-10 предназначены для коммутации высоковольтных цепей на номинальное напряжение
10 кВ трехфазного переменного тока частоты 50 и 60 Гц в нормальном режиме работы установки, а также для автоматического отключения этих цепей при токах короткого замыкания и перегрузках, возникающих при ненормальных и аварийных режимах работы установок.
Слайд 12
а - внешний вид выключателя;
1 стальная рама; 2 - отключающая пружина;
3 - двуплечный рычаг; 4 - вал выключателя; 5 - пружинный демпфер; 6 - болт заземления; 7 - опорный изолятор; 8 - бачок фазы; 9 - масляный демпфер; 10 - маслоуказатель; 11 - изолирующая тяга; 12 - рычаг;
б - разрез фазы выключателя;
13 - выпрямляющий механизм; 14 - маслоотделитель; 15 - канал для выхода газа; 16 - крышка; 17 - пробка маслоналивного отверстия; 18 - отверстия маслоотделителя; 19 - корпус; 20 - рычаг; 21 - контактный стержень; 22 - стеклоэпоксидный цилиндр; 23 - центральный канал камеры; 24 - боковой выхлопной канал; 25 - дугогасительная камера; 26 - нижняя крышка фазы; 27 - маслоспускная пробка; 28 - отводящая шина; 29 - неподвижный контакт; 30 - нижний фланец; 31 - буферное пространство; 32 - масляный карман; 33 - подвижный контакт; 34 - верхний вывод; 35 - подводящая шина; 36 - токосъемные ролики;
Слайд 13 Принцип работы
Процесс гашения дуги протекает следующим образом.
При выходе токоведущего стержня из розеточного контакта разрывается электрическая цепь и в камере между контактами возникает дуга. От воздействия температуры дуги на масло образуются газы и пары масла. В начале отключения, когда дутьевые каналы еще закрыты стержнями, газы сжимают воздух, заключенный в стальном цилиндре. При малейшем движении подвижного токоведущего стержня вверх последовательно открываются дутьевые каналы камеры.
Под давлением газа масло из подкамерного пространства устремляется в дутьевые каналы и, пересекая электрическую дугу, гасит ее. Карманы служат для гашения дуги при размыкании малых токов, когда возникающее в предкамерном пространстве давление недостаточно для создания поперечного дутья в каналах. В этом случае дуга затягивается внутрь центрального отверстия камеры и находящееся там масло переходит в газообразное состояние. После выхода подвижного контакта из центрального отверстия камеры газ, находящийся в карманах, создает добавочное продольное дутье, обеспечивающее гашение дуги.
Слайд 14Технические характеристики:
Выключатели данного типа изготавливаются на номинальный ток 1000 и
630А, номинальный ток отключения 20кА и имеют соответственно обозначения ВПМ-10-20/1000 У3, ВПМ-10-20/630 У3.
Слайд 15достоинства
– относительно, невысокая цена, универсальность многих узлов. Такие выключатели отличаются простотой
конструкции, часто их проще монтировать при реконструкции, когда не планируется замена ячеек. Некоторые модели можно устанавливать как в открытых, так и закрытых РУ.
Слайд 16Элегазовые выключатели
В основе элегазовых выключателей лежит элегаз, который является инертным газом
с плотностью, которая превышает плотность воздуха более чем в 5 раз. Элегаз обладает электрической прочностью в 2 – 3 раза больше, чем у воздуха. Когда давление достигает отметки 0.2 МПа, то электрическую прочность элегаза можно сравнить с прочностью масла.
Благодаря свойствам элегаза, в нем при атмосферном давлении можно погасить дугу с током, который превышает в 100 раз ток, который можно отключить в воздухе при таких же условиях.
Слайд 18
Гексафторид серы – бесцветный, негорючий и нетоксичный газ, используемый в качестве
газобаллонного диэлектрика в высоковольтной аппаратуре и обладающий лучшими, по сравнению с воздухом, дугогасящими свойствами.
Слайд 20
Выключатели серии LF предназначены для коммутации номинальных токов и отключения токов
коротких замыканий в распределительных электрических сетях и системах электроснабжения 6, 10 кВ..
Слайд 21
Коммутационный цикл в дугогасительной камере элегазового выключателя типа LF происходит следующим
образом:
Поз.1 Выключатель включён.
Поз.2 При размыкании главных контактов (а) ток проходит по цепи дугогасительных контактов (b).
Поз.3. При расхождении дугогасительных контактов в дугогасительной камере возникает электрическая дуга (с); эта дуга вращается под воздействием магнитного поля, создаваемого катушкой (d); избыточное давление, появившееся в результате повышения температуры элегаза в дугогасительной камере (с), создаёт газовый поток, который затягивает дугу в полый дугогасительный контакт (е) и гасит её, когда значение тока проходит через ноль. Таким образом, процесс гашения дуги происходит в ограниченной зоне (дугогасительной камере), отделённой от главных контактов.
Поз.4 Выключатель отключён.
Слайд 22
Достоинства применяемой технологии
Безопасность
В качестве изолирующей и дугогасящей среды в выключателях серии
LF использован элегаз -шестифтористая сера (SF6), обладающая высокими изоляционными и дугогасящими характеристиками. Три фазы выключателя расположены в едином корпусе, нечувствительном к условиям окружающей среды и заполненном элегазом при низком избыточном давлении (0,15 МПа или 1,5 атм.). Каждый выключатель имеет мембрану безопасности, действие которой защищает оператора при повышении давления внутри полюса.
Применяемый принцип дугогашения, основанный на технике вращения дуги и эффекте температурного расширения элегаза, обеспечивает надежное гашение дуги при отключении номинальных токов, в том числе емкостных и
индуктивных, больших токов коротких замыканий, а также низкий уровень коммутационных перенапряжений. Кроме того, безопасность и надежность эксплуатации электроустановки гарантированы возможностью отключения
номинальных токов при номинальном напряжении даже при нарушениях герметичности камеры
Слайд 23
Обслуживание выключателя
Эксплуатация выключателя при номинальных технических условиях не требует обслуживания механического
привода в течение 10 лет или в течение 10 000 циклов ВО. Обслуживание дугогасящей камеры выключателя не требуется в течение всего срока эксплуатации.
Слайд 24Экологическая безопасность
Выключатели серии LF разработаны и изготавливаются с учетом требований по
охране окружающей среды: материалы, изоляционные и токопроводящие компоненты являются экологически чистыми, заменяемыми и могут быть подвержены утилизации; элегаз может быть извлечен из камеры выключателя после его демонтажа и повторно использован после соответствующей обработки.
Слайд 25
Элегазовому оборудованию также присущи: компактность; большие межревизионные сроки, вплоть до отсутствия
эксплуатационного обслуживания в течение всего срока службы; широкий диапазон номинальных напряжений (6-1150 кВ); пожаробезопасность и повышенная безопасность обслуживания
Основные достоинства элегазового оборудования определяются уникальными физико-химическими свойствами элегаза. При правильной эксплуатации элегаз не стареет и не требует такого тщательного ухода за собой, как масло
Слайд 27Вакуумные выключатели;
Как известно, под вакуумом подразумевается поддержание давления ниже атмосферного.
В связи с тем, что ток не может проходить сквозь вакуум, были произведены исследования и разработки для конструирования вакуумных выключателей
Слайд 30Устройство вакуумной камеры
Рис.. Она состоит из следующих частей: 1.стеклокерамической оболочки
2.стальных торцевых фланцев ;
медных контактных стержней - неподвижного 3
и подвижного 4;
электродов 5;
стального ребристого сильфона 6,
приваренного к подвижному контактному стержню 4; экранов 7, 8, 9
Слайд 31Принцип работы
Поскольку разрежённый газ (10−6 …10−8 Н/см²) обладает электрической прочностью, в десятки раз превышающей прочность газа
при атмосферном давлении, то это свойство широко используется в высоковольтных выключателях: в них при размыкании контактов в вакууме сразу же после первого прохождения тока в дуге через ноль изоляция восстанавливается, и дуга вновь не загорается.
В момент размыкания контактов в вакуумном промежутке коммутируемый ток инициирует возникновение электрического разряда — вакуумной дуги, существование которой поддерживается за счет металла, испаряющегося с поверхности контактов в вакуумный промежуток. Плазма, образованная ионизированными парами металла, проводит электрический ток, поэтому ток протекает между контактами до момента его перехода через ноль. В момент перехода тока через ноль дуга гаснет, а оставшиеся пары металла мгновенно (за 7—10 микросекунд) конденсируются на поверхности контактов и других деталей дугогасящей камеры, восстанавливая электрическую прочность вакуумного промежутка. В то же время на разведенных контактах восстанавливается приложенное к ним напряжение (см. иллюстрацию процесса отключения).
Слайд 32достоинства
. Этот выключатель более безопасен при коммутациях и не наносит вреда
окружающей среде. В нем только вакуум.
Слайд 33достоинства
Вакуумные выключатели 6...10 кВ абсолютно пожаро- и взрывобезопасны, сохраняют свою работоспособность
при практически любых температурах окружающей среды. К достоинствам вакуумных выключателей можно отнести большой ресурс отключений-включений номинальных токов, возможность их эксплуатации в агрессивных средах, высокая скорость коммутаций и готовность к повторным включениям. Следует добавить, что это самый «чистый» тип выключателя – никаких проблем с загрязнением распредустройства и выделением небезопасных для экологии веществ, они практически бесшумны в работе
Слайд 34
Дальновидный хозяин при выборе покупки учтет невысокую стоимость эксплуатации вакуумных выключателей:
протирка изоляции, текущие ремонты привода (малая мощность) и крайне редко требуемая замена дугогасительных камер, не вызовут особых сложностей. Малые габариты и возможность произвольного их расположения позволяют уменьшить размеры распределительного устройства и предоставляют свободу в их компоновке, например, размещение ячеек в несколько ярусов.
Слайд 35недостатки
Но при отключении такими вакуумными выключателями небольших индуктивных токов (холостой ход
трансформатора), есть вероятность коммутационных перенапряжений. В случае потери вакуума в одной из дугогасительных камер происходит приваривание контактов – необходим постоянный контроль отсутствия напряжения на всех трех фазах после отключения присоединения. Ресурс дугогасительного устройства по отключению токов короткого замыкания не очень велик.
Слайд 36Вакуумный выключатель в ячейке комплектного РУ