Блокировка включения вакуумного выключателя

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Многократное включение — выключатель

Схема управления привода должна иметь так называемую блокировку от прыгания, предотвращающую многократное включение выключателя на к. [31]

Схема управления привода должна иметь так называемую блокировку от прыгания, предотвращающую многократное включение выключателя на КЗ в цепи. [32]

Для осуществления АПВ сердечник катушки отключения связан с подвижным контактом блокировки от многократного включения выключателя на короткое замыкание. [33]

Промежуточное реле РБМ, которое устанавливается в схемах управления, предназначено для предотвращения многократного включения выключателя на устойчивое короткое замыкание, если будет подаваться длительный импульс на включение, например при застревании в замкнутом состоянии контакта реле Я. В этом случае реле РБМ срабатывает при действии защиты и нижним контактом размыкает цепь включения выключателя, а верхним подает плюс постоянного тока на свою обмотку, самоудерживаясь до снятия команды на включение выключателя. [34]

Разрыв электропередачи ( отключение двух параллельных линий) также фиксируется реле положения и реле блокировки от многократных включений соответствующих выключателей или минимальными реле активной мощности, срабатывающими при исчезновении мощности в электропередаче. [35]

АПВ входят указательное реле РУ, реле РПО, срабатывающее при отключении выключателя, реле блокировки от многократного включения выключателя РБМ и промежуточное реле 1РП, контакт которого замыкает цепь разряда конденсаторной батареи 1C на катушку отключения выключателя КО при отключении выключателя от ключа управления КУ. [36]

В от ПОН; 2 — отключение выключателя 1В от ПОН и ключа управления; 3 — завод пружин и груза привода выключателя 2В: 4 — включение выключателя 2В от ключа управления и автоматически при отключении выключателя IB или исчезновении напряжения от подстанции / / блокировка выключателя 2В от многократных включений: ИВ — реле времени ЭВ-235К ( ПОН); / 30, 4ЭО — электромагниты отключения выключателей 1В и 4В; 2ЭВ — электромагнит включения 2В; РБ — реле блокировки от многократных включений выключателя 2В; КГП — контакт готовности привода 2В, замкнут при заведенных пружинах; КГПг — то же, замкнут при незаведенных до конца пружинах; ВК — концевой выключатель автоматического моторного редуктора 1АМР выключателя 2В; НК — накладка; ПП — пробивные предохранители ( защитное заземление); У3 — 400 — зарядное устройство. [38]

Блокировка от многократного включения ( так называемая блокировка от прыгания) осуществляется реле РБМ. Эта блокировка предотвращает многократное включение выключателя на короткое замыкание в том случае, если ключ КУ будет длительно задержан или из-за неисправности остается в положении включить. Выключатель же будет многократно включаться на короткое замыкание и отключаться релейной защитой ( прыгать), что может привести к его повреждению. [39]

Для обеспечения первого требования устройство АВР должно иметь пусковой орган, срабатывающий при исчезновении питания на резервируемых шинах подстанции. Второе требование предотвращает многократное включение выключателя резервного источника на устойчивое к. Условие включения резервного источника только после отключения рабочего предотвращает угрозу развития повреждения в рабочем источнике питания. При отсутствии напряжения на резервном источнике включение его выключателя бесполезно. [40]

Если из-за неисправности устройства автоматического управления контакт УАВ замыкается на длительное время, то после оперативного или автоматического отключения выключателя обмотка ЭО оказывается долгое время под напряжением и перегорает. Для устранения этого недостатка блокировку от многократного включения выключателя осуществляют при помощи специального реле, рассчитанного на длительное включение под напряжение. У некоторых приводов для этой же цели применяют не электрическую, а механическую блокировку. [41]

Следовательно, двухпозиционное промежуточное реле 2РП предназначается для осуществления АПВ, а такое же реле 4РП — для фиксации ( запоминания) включенного положения выключателя. Промежуточное реле ЗРП подготавливает цепь включения ( участок цепи 10 — 11) и исключает многократное включение выключателя . Промежуточное реле 4РП выбрано на 127 в, но подключено на 220 в для того, чтобы оно срабатывало быстрее, чем отключится выключатель. В противном случае выключатель при управлении ключом может отключиться раньше, чем сработает двухпозиционное реле, и поэтому могут возникнуть проскоки сигналов аварийного отключения. Подача на реле повышенного напряжения по отношению к номинальному не вызовет для него опасности, поскольку катушки реле работают в кратковременном режиме. [42]

При коротком замыкании на линии / / — / / / ( КЗ) АВР будет действовать аналогично. В случае включения на неустранившееся короткое замыкание КЗ будет отключен выключатель В3 Чтобы не допустить многократного включения выключателя ВЗ , в схеме АВР предусмотрено промежуточное реле П, которое срабатывает при действии защиты выключателя ВЗ, самоудерживается и размыкает цепь включения ВЗ от АВР. [44]

Поэтому регулировку привода приходится вести опытным путем и лишь потом проверять результаты. После установки стойки винт надежно закрепляется своей гайкой, а правильность выбранного положения стойки проверяется многократным включением выключателя . [45]

Принцип работы и конструкция вакуумного выключателя BB-TEL

Выпускаемые в настоящее время на Украине вакуумные выключатели отличаются высоким механическим и коммутационным ресурсом. Срок эксплуатации этих выключателей до списания составляет 25 лет, причем у выключателей в течение всего срока их эксплуатации отсутствует необходимость обслуживания вакуумных камер.

Элегазовые выключатели напряжением 6-10 кВ на Украине не выпускаются. Наибольшее применение в электрических сетях Украины приобрели трехфазные элегазовые выключатели внутренней установки серии LF производства Merlin Gerin, технические параметры которых приведены, например, в каталоге производителя. Эти выключатели отличаются высоким качеством изготовления, удобны и просты при монтаже, экологически безопасны, имеют механический и электромагнитный ресурс, соответствующий требованиям норм МЭК 56 и ГОСТ 687.

Особенности конструктивного исполнения вакуумных высоковольтных выключателей

Рассмотрим подробнее особенности конструктивного исполнения вакуумного выключателя серии BB/TEL предприятия «Таврида Электрик».

На рис. 1 обозначено:
1 — вакуумная дугогасящая камера;
2 — основание модуля;
3 — крышка;
4 — синхронизирующий вал;
5 — вспомогательные контакты;
6 — блокировочная тяга;
7 — привод, особенности работы которого будут рассмотрены в дальнейшем;
8 — торцевой блокировочный узел.
Как видно из рис. 1, этот выключатель состоит из трех полюсов с пофазно встроенными электромагнитными приводами, размещенными на общем основании. Приводы каждой из фаз, расположенные внутри основания выключателя, механически соединены между собой посредством общего вала, выполняющего три функции: обеспечивает синхронизацию фаз, предохраняя от неполнофазных режимов; приводит в действие вспомогательные контакты выключателя; обеспечивает механическую блокировку работы распредустройства, в котором установлен данный выключатель; управляет визуальными индикаторами положения выключателя.

Основные конструктивные элементы одного полюса этого выключателя с номинальным током 2000 А показаны на рис.2, где
1 — верхний вывод;
2 — вакуумная дугогасящая камера, установленная внутри полых опорных изоляторов, причем подвижные контакты каждой из дугогасящих камер жестко соединены со своими приводами посредством изоляционных тяг, также расположенных внутри опорных изоляторов;
3 — вспомогательные контакты;
4 — кулачок;
5 — блокировочная тяга;
6 — синхронизирующий вал;
7 — электромагнитный привод с магнитной защелкой, в состав которого входят конструктивные детали 8-13;
8 — пружина дополнительного поджатия контактов;
9 — отключающая пружина;
10 — якорь привода;
11 — кольцевой постоянный магнит;
12 — катушка электромагнитного привода;
13 — плоский магнитопровод;
14 — тяговый изолятор;
15 — опорный изолятор;
16 — нижний вывод.
Электромагнитный привод может находиться в двух устойчивых положениях: «Отключено» и «Включено», причем фиксация якоря в этих положениях производится без применения механических защелок. Это обеспечивается: силой упругости отключающей пружины — в положении «Отключено»; силой, создаваемой остаточным магнитным потоком кольцевого постоянного магнита, — в положении «Включено». Операция включения и отключения производится путем подачи управляющих импульсов напряжения разной полярности на однообмоточную катушку электромагнитного привода.

Принцип работы вакуумной дугогасящей камеры выключателя серии ВВ/TEL

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, является проводящей, поэтому она поддерживает протекание тока 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. В том случае, когда при восстановлении напряжения на поверхности контакта (обычно анода) остаются перегретые участки, они могут служить источником эмиссии заряженных частиц, вызывающих пробой вакуумного промежутка, с последующим протеканием через него тока. Для предотвращения подобных отказов необходимо управлять вакуумной дугой, равномерно распределяя тепловой поток по всей поверхности контактов путем наложения на нее продольного, т.е. совпадающего с направлением тока, магнитного поля, которое индуцируется самим током. Именно этот весьма эффективный способ управления вакуумной дугой был осуществлен в вакуумных дугогасящих камерах выключателей серии BB/TEL.

Конструкция, принцип действия и основные технические характеристики вакуумного выключателя ВБММ

Устройство и работа выключателя

Выключатель состоит из трех полюсов и привода, закрепленных на общем основании. Каждый полюс содержит вакуумную дугогасительную камеру (КДВ), механизм дополнительного поджатия контактов КДВ и токовыводы, конструктивно расположенные в корпусе.

Выключатель оснащен тремя пневматическими демпферами.

Электромагнитный привод через рычаг замыкает и размыкает контакты КДВ.

Общее основание, корпус полюса, рычаг привода изготовлены из изоляционного прессматериала.

Электрическая схема блока питания и управления собрана на панели, закрепленной на корпусах дугогасительных блоков.

Выключатель имеет в своем составе аварийные расцепители максимального тока, минимального напряжения и расцепитель от независимого источника.

Включение выключателя

При подаче напряжения срабатывает контактор и замыкает цепь питания электромагнита включения, при этом:

— счетчик циклов учитывает рабочий ход, увеличив показание на 1 цикл;

— электромагнит притягивает плиту, рычаг поворачивается и сжимает пружины отключения.

Второй конец рычага перемещает вверх подвижные штоки камер до замыкания их контактов. Сжатые пружины обеспечивают поджатие подвижных контактов камер к неподвижным верхним контактам с определенным усилием.

Когда электромагнит притягивает плиту, она перемещается вниз — выключатель фиксируется во включенном положении (становится на механическую защелку).

Для настройки выключателя имеется возможность неоперативного ручного включения. Оно осуществляется рычагом при снятом защитном кожухе.

Ручное включение выключателя под нагрузку запрещается!

Отключение выключателя

Отключение выключателя производится электромагнитом оперативного отключения или одним из расцепителей.

Для оперативного или неоперативного ручного отключения выключателя предусмотрена специальная красная кнопка на панели выключателя.

Для дистанционного механического оперативного и неоперативного отключения выключателя в отключающем устройстве имеется тросик длиной 1800 мм при приложении вытягивающего усилия к которому происходит отключение.

* Параметры выключателя ВБММ-10-12,5/630-800 У2 указаны в круглых скобках.

Требования к надежности

1) ресурс по механической стойкости –50 000 циклов В–tт–О;
2) Ресурс по коммутационной стойкости выключателей:
а) при номинальном токе должен быть не менее 50 000 циклов ВО;
б) при токах короткого замыкания 20(12,5) кА должен быть не менее 100 циклов ВО;
3) срок службы выключателей до среднего ремонта не менее 12 лет;
4) срок службы до списания – 25 лет.

Примечание: Срок службы указан для выключателей, у которых не исчерпан ресурс по коммутационной или механической стойкости.

Гарантии изготовителя

Гарантийный срок эксплуатации – пять лет со дня ввода в эксплуатацию.

Техническая документация
Руководство по эксплуатации выключателей вакуумных типа ВБММ–10
КУЮЖ.674152.014 РЭ
Скачать

Высоковольтные вакуумные выключатели — устройство и принцип работы

Среди современного высоковольтного оборудования, предназначенного для коммутации электрических цепей в энергетике, особое место отводится вакуумным выключателям. Они широко применяются в сетях от 6 до 35 кВ и реже в схемах 110 или 220 кВ включительно.

Их номинальный ток отключения может составлять от 20 до 40 кА, а электродинамической стойкости — порядка 50÷100. Общее время отключения таким выключателем нагрузки или аварии составляет около 45 миллисекунд.

Каждая фаза цепи надежно отделена изоляторами и в то же время все оборудование конструктивно собрано на едином общем приводе. Шины подстанции подключаются на входные вывода выключателя, а отходящего присоединения — на выводные.

Внутри вакуумной дугогасительной камеры работают силовые контакты, прижимаемые между собой так, чтобы обеспечить минимальное переходное сопротивление и надежное прохождение токов как нагрузки, так и аварии.

Верхняя часть контактной системы стационарно закреплена, а нижняя под действием усилия привода способна перемещаться строго в осевом направлении.

На картинке видно, что контактные пластины расположены в вакуумной камере и приводятся в движение тягами, управляемыми силами натяжения пружин и катушек электромагнитов. Вся эта конструкция расположена внутри системы изоляторов, исключающих возникновение токов утечек.

Стенки вакуумной камеры выполнены из очищенных металлов, сплавов и специальных составов керамики, обеспечивающих герметичность рабочей среды в течение нескольких десятилетий. Для исключения попадания воздуха при перемещениях подвижного контакта установлено сильфонное устройство.

Якорь электромагнита постоянного тока способен двигаться на замыкание силовых контактов или их разрыв за счет смены полярности подаваемого на обмотку напряжения. Постоянный круговой магнит, встроенный в конструкцию привода, удерживает подвижную часть в любом сработанном положении.

Система пружин обеспечивает создание оптимальных скоростей передвижения якоря при коммутациях, исключения дребезга контактов и возможностей пробоев конструкции стенок.

Внутри корпуса выключателя собрана кинематическая и электрическая схемы с синхронизирующим валом и дополнительными блок-контактами, обеспечивающими возможности контроля и управления положением выключателя в любом состоянии.

По своим функциональным задачам вакуумный выключатель ничем не отличается от других аналогов высоковольтного оборудования. Он обеспечивает:

1. надежное прохождение номинальных электрических мощностей при длительной работе;

2. возможности гарантированных коммутаций оборудования электротехническим персоналом в ручном или автоматическом режиме при оперативных переключениях для изменений конфигурации действующей схемы;

3. автоматическую ликвидацию возникающих аварий за минимально возможное время.

Принципиальное отличие вакуумного выключателя состоит в способе гашения электрической дуги, возникающей при разъединении контактов во время отключения. Если у его аналогов для этого создается среда сжатого воздуха, масла или элегаза, то здесь работает вакуум.

Принцип гашения дуги в силовой схеме

Обе контактных пластины работают в среде вакуума, образованного за счет откачки газов из сосуда дугогасительной камеры до 10 -6 ÷10 -8 Н/см2. При этом создается высокая электрическая прочность, характеризующаяся усиленными диэлектрическими свойствами.

С началом движения приводом контактов на разъединение между ними появляется промежуток, сразу содержащий вакуум. Внутри него начинается процесс испарения нагретого металла контактных площадок. Через эти пары продолжает протекать ток нагрузки. Он инициирует образование дополнительных электрических разрядов, создающих дугу в среде вакуума, продолжающую развиваться за счет испарения и отрыва паров металла.

Под действием приложенной разности потенциалов образованные ионы движутся в определенном направлении, создавая плазму.

В ее среде продолжается протекание электрического тока, идет дальнейшая ионизация.

Поскольку выключатель работает с переменным электрическим током, то его направление в течение каждого полупериода меняется на противоположное. При переходе синусоиды через ноль ток отсутствует. За счет этого дуга резко гаснет и обрывается, а отторгнутые ионы металла прекращают выделяться и за 7÷10 микросекунд полностью оседают на ближайших поверхностях контактов или остальных частях дугогасящей камеры.

В этот момент электрическая прочность промежутка между силовыми контактами, заполненная вакуумом, практически мгновенно восстанавливается, чем обеспечивается окончательное отключение тока нагрузки. В следующем полупериоде синусоиды электрическая дуга возникнуть уже не может.

Таким образом, для прекращения действия электрической дуги в среде вакуума при размыкании силовых контактов достаточно переменному току сменить свое направление.

Технологические особенности различных моделей

Конструкции вакуумных выключателей создаются для длительной работы на открытом воздухе или в закрытых сооружениях. Устройства наружной установки изготавливаются с цельнолитыми полюсами, выполненными с изоляцией из кремнийорганических материалов, а для внутренней работы применяют литые компаунды эпоксидных составов.

Вакуумные камеры в заводских условиях изготавливают съемными, оптимально настроенными для установки в литом корпусе. Внутри них уже размещены силовые контакты из специальных сортов легированных сплавов. Они, благодаря примененному принципу работы и конструкции, обеспечивают мягкое гашение электрической дуги, исключают возможности образования перенапряжений в схеме.

Универсальный электромагнитный привод используется во всех конструкциях вакуумных выключателей. Он удерживает силовые контакты в замкнутом или отключенном состоянии за счет энергии мощных магнитов.

Коммутация и фиксация контактной системы осуществляется положением «магнитной защелки», переключающей цепь магнитов на воссоединение или отключение подвижного якоря. Встроенные пружинные элементы позволяют осуществлять ручные переключения электротехническому персоналу.

Для управления работой вакуумным выключателем используются типовые релейные схемы или электронные, микропроцессорные блоки, которые могут быть расположены непосредственно в корпусе привода или выполнены выносными устройствами в отдельных шкафах, блоках или на панелях.

Преимущества и недостатки вакуумных выключателей

К достоинствам относят:

относительную простоту конструкции;

пониженное потребление электроэнергии для производства переключений;

удобство ремонта, заключающееся в возможности блочной замены, вышедшей из строя, дугогасительной камеры;

способность выключателя работать при любой ориентации в пространстве;

повышенную стойкость к коммутационным нагрузкам;

стойкость к возникновению пожара и взрывов;

тихую работу при переключениях;

высокую экологичность, исключающую загрязнение атмосферы.

Недостатками конструкций являются:

относительно низкие допустимые токи номинальных и аварийных режимов;

появление коммутационных перенапряжений во время отключений низких индуктивных токов;

пониженный ресурс дугогасящего устройства по отношению к ликвидации токов коротких замыканий.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети: