Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
1 монета
doc

Студенческий документ № 086110 из ЭЭИ

ЛЕКЦИЯ 16

Выключатели.

Основные параметры выключателей Uном, Iном , Iном.т - номинальный ток электрической стойкости.

Iном - номинальный ток электродинамической стойкости.

Iном.откл - номинальный ток отключения.

Pном.откл - номинальная мощность отключения.

Iном.вкл - номинальный ток включения.

Tвкл - время включения

Tвыкл - время выключения

T - полное время включения и отключения.

Номинальный ток отключения - токи к.з в цепях высокого напряжения достигают сотни кА, при таких токах процесс гашение дуги очень сложен из-за высокого номинального напряжения и из-за высокой стойкости восстановления напряжения. Номинальный ток отключения наибольший ток, который выключатель способен надежно выключать при возвращающемся напряжении между фазами равным наибольшему рабочему напряжению сети. Таким образом, этот ток характеризует отключающую способность выключателя. Отключающая способность определяется номинальной мощностью отключения.

Sном.откл = v3 Uном Iном.откл 10-6

S - полная мощность

Эта S близка к мощности к.з сети в которой установлен выключатель ( существуют еще высоковольтные выключатели которые выключают функцию АПВ)

Автоматическое повторное включение ( АПВ )

В большинстве случаев причина вызывающая к.з носит временный характер, например, в результате перенапряжений произошло перекрытие фарфорового изолятора и возникло к.з на землю. Если причина быстро исчезла, а фарфоровая изоляция не повреждена, то при новом включении удается возобновить подачу электроэнергии потребителю. Подобным случаем может быть случаем наброс ветки на провода воздушной линии.

Если такие ситуации возможны в электрической сети, то рекомендуется устранить устройство АПВ, которое автоматически повторно через определенный промежуток времени включает высоковольтный выключатель после его отключения от к.з.

Применение АПВ позволяет повысить надежность электроснабжения, время с момента выключения, выключателя до нового включения должно быть достаточно малым чтобы обеспечить непрерывную работу потребителя. Если к моменту повторного включения к.з не исчезает в цепи тогда отключатель вновь отключает место к.з. В некоторых выключателях отключения его к.з происходит в более тяжелых условиях. Согласно ГОСТу 687-78 для выключателей. Работающих с АПВ существуют следующие циклы отключения:

а) отключение - бестоковая пауза tбт ? 0,5с - включение отключение - 180с - ВО

б) О - tбт - ВО 180с - ВО

О- 180с - ВО - 180с - ВО

О - операция отключения

Tбт - нормированная бестоковая пауза, зависит от типа выключателя 0,3 ? 1,2с

ВО - операция включения, а затем немедленного отключения

180с - безтоковая пауза

Требования к выключателям.

Выключатель наиболее ответственный используют, высоковольтной системы при отказе выключатели создает аварии ведущая к тяжелым разрушениям и большим материальным потерям, обязанное недовыпуском электроэнергии прекращение работы крупных потребителей. В связи с этим к выключателям предъявляются высокие требования работы в эксперементальных ситуациях: отключение цепи при к.з должно происходить за минимально возможное время. В связи с ростом мощности единицы оборудование генераторов трансформаторов двигателей растет скорость восстановления напряжения. Выключатель должен обеспечить надежное отключение цепи при условиях восстановления напряжения определенных ГОСТом 687- 78. Выключатель должен допускать возможно большее число отключений к.з без ревизии и ремонта.

ЛЕКЦИЯ 17

Классификация выключателей.

Выключатели классифицируются по методу гашения дуги, по виду изоляции токоведущих частей, по конструктивному исполнению.

В масляных выключателях дуга, образующая между контактами в момент коммутации горит трансформаторном масле. Под действием дуги масло разлагается, образуются газы и пары, которые гасят дугу. И зависимости от изоляции токоведущих частей делятся на баковые и маломасляные. В баковых изолируются между собой с помощью масла находящийся в стальном баке. В маломасляных выключателях в токоведущих частей от земли и между собой производятся с помощью твердых диэлектриков масла. В воздушном выключателе в качестве гасящей среды используется сжатый воздух, находящийся в баке под давлением от 1 до 5 МПа. При отключении или при коммутации сжатый воздух находится в дугогасительном устройстве. Происходит сдувание дуги интенсивным потоком воздуха. Изоляция токоведущих частей воздушных выключателей производятся с помощью твердых диэлектриков и воздуха. В элегазовых выключателях гашение дуги осуществляется за счет охлаждения элегазом SF6 , которая используется как изолирующая среда.

Электромагнитные выключатели по своему принципу аналогично контакторам постоянного тока с лабиринта- щелевой камерой. Гашение дуги происходит за счет увеличения сопротивления дуги, вследствие ее интенсивного удаления и охлаждения. В вакуумных выключателях контакторы находятся в вакуумной среде, давление 10-4 МПа, дуга гаснет благодаря интенсивной деформации зарядов в вакууме.

Выключатели нагрузки.

Если длительный той установки не велик от 400 до 600 А, при напряжении 6-10 кВ вместо выключателя с релейной защитой можно использовать выключатели нагрузки или предохранители, так как их стоимость значительно ниже высоковольтных выключателей. Выключатели нагрузки имеют дугогасительные устройства для отключения номинальных токов, в случае к.з используется высоковольтные предохранители. В выключателях нагрузки для гашения дуги применяются камеры с автогазовым, электромагнитным, элегазовым дутьем и вакуумными элементами.

В камерах с автогазовым дутьем гашение дуги осуществляется параметром который определяется под действием высокой температурой дуги, стенками из газогенерирующего материала, это орг.стекло, випипласт. Управление выключателя осуществляется ручным рычажным приводом со встроенным электромагнитным для дистанционного выключателя. При размыкании контактов дуга гаснет за счет паров и газов выделяемых из газогенерирующих материалов. Газы при этом стремятся выйти из дугогасящей камеры через зазор между подвижным и неподвижным контактом создавая при этом продольный обдув дуги последующую с выключателем нагрузки включается предохранитель типа ПК (предохранители с кварцевым наполнением) которые защищают установку. Без замены вкладышей в дугогасящей камере допускается 75 отключений тока 200 А и напряжения 10 кВ.

Разъединители.

Служат для выключения и включения цепи высокого напряжения при токах значительно меньше номинальных или в случаях, когда отклоняется номинальный ток на напряжение, на контактах не достаточно для образования дуги "бестоковая" точка.

Для гашения токов холостого хода, а также токов небольших нагрузок контакты QS разъединители снабжается дугогасительными рогами. Отличительной чертой разъединителей - QS, а также отделителей и короткозамыкателей.

От высоковольтных выключателей отсутствует дугогасящее устройство. Разъединители бывают как внутренней, так и наружной установок однополюсные и трехполюсные до 35 кВ, могут иметь ручной и электрический пневматический и гидравлический привод под током разъединитель всегда имеет блокировку. Блокировка допускает операцию разъединителя только при отключенном выключателе.

Отделители и короткозамыкатели.

В ряд случаев для удешевления схем вместо высоковольтных выключателей на питающих линий устанавливают группу следующих аппаратов. Короткозамыкатель QK и отделитель QN, разъединитель QS. QK - быстродействующий контактный аппарат для создания исскуственного к.з. QN- представляет собой быстродействующий разъединитель который отключает обесточенную цепь после подачи команды на его привод.

Эффект данной схемы тем выше чем больше напряжение сети, данная схема удовлетворяет схему электроснабжения, уменьшает площадь подстанции сокращает строительство удешевление до 40-45%. Сейчас в данное время такие схемы не используются.

Лекция 18 Выключатель нагрузки.

Вне рабочем состоянии (разомкнут)

1. Подвижный дугогасительный контакт

2. Неподвижный главный контакт

3. Неподвижный дугогасительный контакт точечного типа

4. Два вкладыша из газогенерирующего материала

5. Дугогасительная камера

Схема включения разъединителя

Действие схемы

1. Цепь обесточивается выключателем Q подлежащим ремонту.

2. Затем размыкается контакты разъединительной QS1 и QS2, при этом отключаются небольшие емкостные токи созданные между опорами и проводами

3. Выключатель Q размыкается с обеих сторон с помощью дополнительных разъединителей QS3 и QS4 с разделяющими ножами после этих действий можно проводить работу на выключатели Q.

Сейчас схема используется

Еще один вариант использования

Иногда разъединители используют для перевода нагрузки с одной ветви на другую, таким образом основная функция разъединителя обеспечение видимого разрыва при отключении какого-либо участка цепи, а так же для права необходимых переключений. Все операции с разъединителями, как правило, выполняется при обесточенных цепях.

Разъединитель.

Отделитель и короткозамыкатели.

Принцип совместной работы отделители, короткозамыкатели.

Релейная защита обнаружения межвитковое замыкание в Т1 которые возникли следствии ухудшения изоляции эти электрические разряды приводят к разложению масла и выделению газов. Газовые пузырьки поднимаются вверх и приводят к срабатыванию газового реле. Такие замыкания необходимо отключать, т.к они могут вывести из строя трансформатор. Однако этих токов недостаточно для срабатывания выключателя Q1(выключатель энергосистемы). Поэтому на срабатывание газового реле реагирует короткозамыкатель и создает в цепи исскуственное к.з.

Под действием тока к.з. срабатывает выключатель защиты Q1 с помощью релейной защиты трансформатора Т1 отключается также выключатель Q2 . После чего с некоторой задержкой времени отключается отделитель QN1 затем срабатывает разъединитель QS1 . После чего выключается выключатель Q1 , так как искусственное к.з уже отключено и трансформатор Т2 снова подключен к сети. После включается секционный выключатель Q4 через который будет поступать питание для группы 1. Таким образом питание для групп 1 и 2 полностью восстановлен (но Т2 перегружен).

Итак, короткозамыкатель - быстродействующий контактный аппарат, с помощью которого создается по сигналу релейной защиты искусственное к.з сети.

Отделитель представляет собой разъединитель, который быстро отключает обесточенную цепь после подачи команды на его привод. Отличие состоит в том, что в разъединители скорость срабатывания мало, отделитель отключает цепь за 0,5-1 секунду. Отделитель не показывает визуально разрыв.

Лекция 19

Трансформаторы тока

Для удобства измерения в установках высокого напряжения и изоляции измерительных приборов и устройств релейной защиты и автоматики от высокого напряжения служат трансформатор тока (ТТ). ТТ имеет замкнутый магнитопровод с двумя обмотками через первичную пропускается измеряемый ток. Вторичная обмотка подключается к измерительным приборам или реле. Первичная обмотка изолирована от вторичной в зависимости от класса изоляции аппарата. Вывод вторичной обмотки обязательно заземляется.

Основными параметрами ТТ являются:

1)Номинальное напряжение энергосистемы в которой ТТ должен работать - это напряжение определяет изоляцию между вторичной и первичной обмоткой

2)Номинальные первичные и вторичные токи , которые аппарат может пропустить. ТТ тока обычно имеют запас по нагреву и позволяет длительно пропускать токи на 20 % больше номинальных за счет запаса по нагреву номинальный вторичный ток ТТ принимается равным 1 или 5 А

3)Номинальный коэффициент трансформации. Отношение номинального первичного и вторичного токов:

Действительный равен номинальному вследствие наличие погрешности, вызываемые потерями в трансформаторе

4)Различают угловую и токовую погрешности. Токовая погрешность в % определяется выражением

В реальном ТТ между векторами существует угол, который называется угловой погрешностью. Измеряется в минутах. Если вторичный ток опережает первичный, то погрешность по углу положительная. Угловую погрешность необходимо учитывать при определении активной мощности

И также при измерении энергии в ряде релейных защит, работа которых зависит от угла

5) класс точности ТТ определяется его погрешностью по току в % при первичном токе равном 100-120% от , в зависимости от погрешности различают классы точности 0,2; 0,5; 1; 3;5; 10.

6) номинальная нагрузка ТТ. сопротивление нагрузки в Ом

(рис)

Поскольку значения вторичного тока стандартное, то номинальное сопротивление нагрузки однозначно определяет номинальную мощность

7) номинальная предельная кратность первичного тока. По отношению к его номинальному значению при которой полная погрешность достигает 5 или 10 % соответственно ТТ имеет класс точности 5Р или 10Р

8) максимальная кратность вторичного тока - это отключение колебаний вторичного тока к его номинальному значению при номинальной вторичной нагрузке определяется насыщением магнитопровода. Порог насыщения - когда увеличение первичного тока не приведет к увеличению магнитного потока

9) динамическая стойкость трансформатора тока (кратность) определяется отношением допустимого ударного тока к.з. и амплитуде номинального первичного тока.

10) термическая стойкость отношение допустимого в течении одной секунды токе к.з. к номинальному значению первичного тока.

Конструкция ТТ

Различают одновитковые и многовитковые ТТ. в одновитковых первичная обмотка может быть выполнена в виде шин или пакета шин. Недостатком является большая погрешность при малом номинальном первичном токе. Одновитковые применяют при токах от 400 А и более 2 кА. Также применяются одновитковые шинные ЕЕ, где в качестве первичной обмотки используется пакет шин распределительного устройства, которое проходит через окно магнитопровода. При малых первичных токах меньше 400 А. для получения высокого класса точности применяется многовитковые ТТ. при любом значении первичного тока необходимая точность получается за счет увеличения числа витков первичной обмотки. При к.з. на витке первичной обмотки действуют разрывающие электродинамические силы, что снижает стойкость трансформатора тока. Кроме того вследствие индуктивности первичной обмотки может возникать значительные падения напряжения, это является недостатком данной конструкции. С ростом номинального напряжения стоимость ТТ возрастает по квадрату напряжения в основном за счет изоляции.

Выбор ТТ Осуществляется по его основным характеристикам. Ориентируются на первичные токи и мощность нагрузки.

Трансформаторы напряжения (ТН)

ТН служат для преобразования высокого напряжения в низкое стандартное которое удобно для измерения. Обычно за номинальное вторичное напряжение применяют напряжение 100 В. Это позволяет для измерения любого высокого напряжения применять одни и те же измерительные приборы.

Конструкция ТН

Основные параметры ТН:

1) номинальное напряжение вторичной и первичной обмоток

2) номинальный коэффициент трансформации

3) погрешность по напряжении.

4) номинальная вторичная нагрузка. Ток вторичной обмотки определяется сопротивлением нагрузк

При котором погрешность ТН не выходит за пределы определенного класса точности. При напряжении до 35 кВ конструкция ТН и силовых трансформаторов аналогичны. При напряжении до 35 кВ выпускаются однофазные ТН. Перспективным является отказ от масляной изоляции. В этом случае применяется заливка ТН эпансидным компаундом. На ряду с резким сокращением массы и габаритов упрощается эксплуатация делается ненужным уход за маслом.

Разрядники

Существуют

* Трубчатые

* Вентильные

* Нелинейные ограничители напряжения

При коммутациях, а также вследствие атмосферных разрядов в электрических установках, часто возникают импульсы перенапряжения. Они могут значительно превышать номинальное напряжение в 6-8 раз. Эти перенапряжения могут пробить электрическую изоляцию, элементов оборудования, вывести установку из строя, привести к тяжелой аварии. Коммутационное перенапряжение относится к внутренним, возникает в результате коммутации электрических цепей. Для них характеризуется низкая частота и длительность воздействия до 1 секунды.

f < 1000 Гц

Атмосферное перенапряжение возникает при воздействии атмосферного электричества и имеет импульсный характер и малую длительность примерно 10-5. Для ограничения возникающих перенапряжения применяются разрядники. Их использование позволяет снизить требования к управлению электрической изоляции оборудования.

Разрядник - электрический аппарат, имеющий искровой промежуток, который пробивается при определенном значении приложенного напряжения, ограничивая тем самым перенапряжением в установке. Разрядник состоит из электродов с искровым промежутком между ними дугогасительное устройство. Один из электродов присоединяется к защищаемой цепи, а другой заземляется.

Вольт - секундная характеристика.

Показать полностью… https://vk.com/doc219671921_447293034
2 Мб, 24 июня 2017 в 10:02 - Россия, Москва, ЭЭИ, 2017 г., doc
Рекомендуемые документы в приложении