Элегазовые выключатели

Зачетные вопросы

1. Высоковольтные выключатели. Назначение, принцип действия.

2. Масляные (маломасляные) выключатели.

3. Воздушные выключатели.

4. Элегазовые выключатели.

5. Вакуумные выключатели.

6. Выключатели нагрузки.

7. Выбор высоковольтных выключателей.

8. Разъединители, отделители.

9. Приводы выключателей и разъединителей.

10. Измерительные трансформаторы напряжения и их выбор.

11. Измерительные трансформаторы тока и их выбор.

12. Токоограничивающие реакторы и их выбор.

13. Дугогасящие реакторы.

14. Ячейки КРУ, КСО.

15. Общие положения о цифровых подстанциях.

16. Интеллектуальное первичное оборудование.

17. Интеллектуальный силовой трансформатор.

18. Интеллектуальный коммутационные аппараты.

19. Модульные и комплектные распределительные устройства.

20. Электронные трансформаторы тока.

21. Электронные трансформаторы напряжения.

22. Оптические преобразователи тока и напряжения.

23. Каналы связи.

24. Цифровое кодирование.

25. Техника GOOSE.

26. Характеристика IEC 61850.

27. Сетевое вторичное оборудование.

28. Сбор и хранение информации.

29. Программного обеспечения.

- 1. Высоковольтные выключатели. Назначение, принцип действия.

 

Масляные (маломасляные) выключатели.

Главный недостаток масляных выключателей состоит в опасности пожаров и даже взрывов. Этот недостаток ограничивает их применение для внутренней установки.

С другой стороны, минеральное масло-обладает хорошими дугогасящими свойствами, что объясняется большим содержанием в продуктах его разложения водорода (до 70 %), который отличается высокой охлаждающей способностью. До 220 кВ, 50 кА.

Процесс отключения в масле протекает следующим образом. При расхождении контактов выключателя между ними возникает дуга, которая испаряет и разлагает масло, образуя вокруг себя газовый пузырь. Отдавая теплоту на испарение и разложение масла, ствол дуги интенсивно охлаждается. Охлаждение повышает градиент напряжения на дуге и способствует ее деионизации, которая усиливается еще больше благодаря циркуляции масла в зоне горения дуги. Давление, создающееся в газовом пузыре вследствие расширения газа, также повышает градиент на дуге и увеличивает восстанавливающуюся прочность остаточного ствола дуги. В результате после достижения напряжением на дуге напряжения источника дута гаснет. Отключающая способность масляного выключателя с открытой дугой не зависит от межконтактного раствора. Он определяется главным образом восстанавливающимся напряжением Зато отмечается сильная зависимость отключающей способности таких выключателей от отключаемого тока поскольку эта величина непосредственно влияет на электромагнитные воздействия тока и на интенсивность ионизации ствола дуги.

Достоинства и недостатки выключателей: конструкция выключателей относительно проста, стоимость их сравнительно невелика, их можно устанавливать на открытых подстанциях, эксплуатация выключателей несложна. недостатки- воспламеняемость и горючесть масла и продуктов его разложения (водорода и ацетилена) в присутствии кислорода воздуха.

Малообъемные масляные выключатели- масло - только для гашения дуги и не выполняет изоляционных функций, как в баковых выключателях. Изоляция полюсов между собою и по отношению к земле выполняется из фарфора, литой смолы. Изоляцией между полюсами выключателя служит также воздух. Во всех конструкциях малообъемных выключателей с продольным, поперечным или смешанным дутьем при размыкании контактов возникает сильная струя масла, которая интенсивно охлаждает ствол дуги и деионизирует его. При этом наиболее эффективным оказалось поперечное масляное дутье.

достоинство мало. Масл. - малое количество масла, небольшие габариты и масса, а также относительно низкая стоимость. Значительно меньшая взрыво- и пожароопаспость делает возможным установку их не только в открытых, но и в ЗРУ. Однако сильная зависимость отключающей способности от отключаемого тока, сложность многократных АПВ и неприспособленность к частым повторным срабатываниям ограничивает их применение менее ответственными узлами системы. В некоторых конструкциях малообъемных выключателей предусмотрены устройства принудительного дутья, усиливающие действие естественного дутья.

Воздушные выключатели.

Воздушные выключатели - для гашения дуги и деионизации дугового промежутка используется сжатый воздух, обдувающий дугу в продольном или поперечном направлении. 35 – 750 кВ, до 160 кА.

Конструктивные схемы воздушных выключателей внутренней установки, наружной установки. Принцип гашения дуги сжатым воздухом заключается в том, что межконтактный промежуток обдувается чистым сжатым воздухом, лишенным заряженных частиц. При этом дуга и ее опорные поверхности интенсивно охлаждаются, а ее сечение уменьшается. Одновременно этот же поток воздуха выносит из межконтактного промежутка продукты горения дуги, представляющие собой хорошо проводящую среду. Место этих продуктов занимает теперь свежий неионизированный воздух, способный выдержать напряжение, восстанавливающееся на контактах выключателя. Назначение дугогасительной камеры - быстрое и полное замещении ионизированной среды свежим, обладающим высокой электрической прочностью воздухом. В камерах первого типа поток сжатого воздуха параллелен стволу дуги. (камера продольного дутья). В других — поток гасящего воздуха перпендикулярен оси ствола дуги. (камерами поперечного дутья).

Важным элементом дугогасительной камеры воздушного выключателя - сопло, сжатый воздух из которого в процессе отключения выбрасывается в дуговой промежуток со скоростью звука. Форма сопла обеспечивает поддержание на всем пути перед ним (в частности и в дуговом промежутке) необходимого давления сжатого воздуха.

Достоинства:

Недостатки: наличие пневмосистемы и компрессорного оборудования, Сильный шумовой эффект при отключении токов К.З., большие габариты.

Элегазовые выключатели.

Электроотрицательные газы, такие, как элегаз, и другие, обладают свойством захватывать свободные электроны и присоединять их к своим нейтральным молекулам. Возникающие при этом отрицательные ионы имеют примерно такую же скорость, что и положительные ионы, и поэтому легко рекомбинируют с ними, снова превращаясь в нейтральные молекулы. Интенсивная рекомбинация электрически заряженных частиц быстро понижает проводимость межконтактного промежутка и очень существенно повышает скорость увеличения его электрической прочности после погасания дуги. При этом при равном эффекте гашения дуги требуются гораздо меньшие количества элегаза и меньшие давления, чем в воздушных выключателях.

Элегаз негорюч, бесцветен, не имеет запаха и совершенно не ядовит. В химическом отношении он так же неактивен по отношению к другим веществам, как и азот. недостаток - способность разлагать влагосодержащие синтетические изоляционные материалы при соприкосновении с ними, поэтому рекомендуется применять в элегазовых конструкциях стойкие изоляционные материалы, например, тефлон; продукты, возникающие при утилизации крайне токсичны; и высокая температура сжижения. При давлении 1,5 МПа она составляет всего 6 °С. Чтобы избежать сжижения элегаза, в выключателях с высоким давлением гасящей среды предусматривают автоматические нагреватели, поддерживающие необходимую постоянную температуру элегаза.

Способ гашения дуги в элегазе более прост и в исполнении, и в эксплуатации. В нем используется дугогасительное устройство с автопневматическим дутьем. При отключении между неподвижным контактом и подвижным контактом возникает дуга. Вместе с контактом движутся сопло из фторопласта (дугостойкий изоляционный ма-териал), перегородка и цилиндр. Элегаз сжимается, и его поток, проходя через сопло, продольно обдувает дугу и гасит ее. Существуют н другие системы гашения дуги в элегазе, например электромагнитное гашение, при котором дуга перемещается в элегазе под действием магнитного поля и охлаждается при этом встречным потоком газа.