Меню

Аппараты распределительных устройств напряжением выше 1000 в

Оборудование распределительных устройств выше 1000 В

В состав оборудования распределительных устройств входят выключатели, разъединители, предохранители, измерительные трансформаторы тока и напряжения, разрядники, реакторы, система сборных шин, силовые кабели и т.д.

Все оборудование распределительных устройств выше 1000 В выбирается из расчета: длительной работы с номинальными токами, кратковременных перегрузок, токов коротких замыканий и значительных повышений напряжения, связанных с атмосферными или внутренними перенапряжениями (например, при замыкании на землю фазы через дугу, включение длинных холостых линий и др.).

Токоведущие части в нормальном режиме, когда устанавливается тепловое равновесие (т. е. когда тепло, выделяемое токоведущей частью при протекании номинального тока, равно количеству тепла, отдаваемого проводником в окружающую среду), не должны нагреваться выше предельно допустимых по нормам температур: 70° С — для голых (неизолированных) шин и 75° С — для подвижных и неподвижных соединений на шинах и аппаратах.

Длительное превышение температуры токоведущих частей сверх допустимого нормами запрещается . Такой режим влечет за собой увеличение переходного сопротивления в соединениях токоведущих частей оборудования, что в свою очередь ведет к дальнейшему повышению температуры контактного соединения с последующим увеличением переходного сопротивления в нем и т. д.

В результате такого процесса контактное соединение токоведущей части разрушается и возникает открытая дуга, которая приводит, как правило, к короткому замыканию и аварийному выходу из работы оборудования.

Протекание токов короткого замыкания через шины или аппараты сопровождается:

а) дополнительным выделением тепла через токоведущие части, по которым протекают токи короткого замыкания (так называемые термические действия токов короткого замыкания ),

б) значительными механическими силами притяжения или отталкивания между проводниками соседних фаз или даже одной и той же фазы, например у реактора (так называемые э лектродинамические воздействия между токоведущими частями ).

Аппараты распределительных устройств должны быть термически устойчивы . Это значит, что при возможных величинах и продолжительностях токов короткого замыкания возникающее кратковременное повышение температуры токоведущих частей не должно вызывать повреждения оборудования.

Кратковременные повышения температуры ограничены: для медных шин 300° С, для алюминиевых шин 200° С, для кабелей с медными жилами 250° С и т. д. После отключения короткого замыкания релейной защитой проводники охлаждаются до температуры, соответствующей установившемуся режиму.

Аппараты и шины распределительных устройств должны быть динамически устойчивы к токам короткого замыкания . Это значит, что они должны выдерживать динамические усилия, вызванные прохождением через них наибольшего (ударного) тока короткого замыкания, соответствующего начальному моменту возникновения тока короткого замыкания, возможного в данном распределительном устройстве.

Таким образом, аппараты для распределительных устройств должны быть так выбраны, а шины так рассчитаны, чтобы их термическая и динамическая устойчивость к воздействию токов короткого замыкания была больше или соответствовала таким максимальным величинам тока короткого замыкания, которые возможны в данном распределительном устройстве.

Для ограничения величины токов короткого замыкания применяют реакторы . Реактор представляет собой катушку без стального сердечника, обладающую значительным индуктивным сопротивлением и малым активным сопротивлением.

Из-за этого потеря мощности в реакторе составляет обычно не более 0,2-0,3% его пропускной мощности. Поэтому в нормальных условиях реактор не оказывает почти никакого влияния на протекание через него активной мощности (потеря напряжения в нем незначительна).

Читайте также:  Падение бортового напряжения ниже заданного уровня что это означает пандора

При коротких замыканиях реактор ограничивает величину тока короткого замыкания в цепи за счет своего значительного индуктивного сопротивления. Кроме того, реактор при коротких замыканиях за ним обеспечивает поддержание напряжения на шинах в связи с большим падением напряжения в нем, что обеспечивает другим потребителям возможность продолжать бесперебойную работу.

Реактор, установленный на присоединении, позволяет выбирать аппараты, установленные за реактором (трансформаторы тока, разъединители, выключатели), и, что особенно существенно, аппараты и кабели распределительной сети за линией, рассчитанные на меньшие термические и динамические действия токов короткого замыкания, что значительно упрощает конструкцию и снижает стоимость электрического оборудования распределительных устройств.

Класс изоляции электрооборудования должен быть не ниже номинального напряжения сети . Защитный уровень устройств защиты от перенапряжений должен быть согласован с уровнем изоляции электрооборудования.

При расположении распределительных устройств в местностях, где воздух содержит вещества, разрушительно действующие на оборудование или снижающие уровень изоляции, должны быть приняты меры, обеспечивающие надежную работу установки.

Изоляция электрических аппаратов должна обеспечить надежную их работу три номинальном напряжении, на которое рассчитаны данные аппараты, а также при максимальном длительном напряжении, допустимом в эксплуатации, и при возможных перенапряжениях.

Электрические аппараты распределительных устройств (высоковольтные выключатели, разъединители и т. д.) изготовляются на номинальные напряжения, которые соответствуют принятым номинальным напряжениям электрических сетей.

Устанавливать аппараты, рассчитанные на меньшие номинальные напряжения, в сетях с большим номинальным, напряжением недопустимо, так как при перенапряжениях они могут быть перекрыты, что приведет к аварийному выходу из работы оборудования. Поэтому номинальное напряжение оборудования должно соответствовать номинальному напряжению сети, к которой это оборудование присоединяется.

Оборудование, рассчитанное для работы в закрытых распределительных устройствах, без специальных мероприятий нельзя применять в открытых установках, так как это оборудование не обеспечивает для этих условий необходимую степень надежности.

В связи с тем, что при выборе уровня изоляции определяющую роль, как правило, играет атмосферное перенапряжение , уровень или класс изоляции данного номинального напряжения принято характеризовать импульсным испытательным напряжением .

На линиях ограничение импульсных напряжений в условиях эксплуатации должно обеспечиваться защитными устройствами ( трос и разрядники ). Защиту изоляции электрооборудования, установленного на подстанции, от волн импульсного напряжения, набегающих с линии на шины подстанции, должны осуществлять вентильные разрядники .

Характеристики этих разрядников должны также согласовываться с уровнем изоляции электрооборудования, чтобы при перенапряжениях разрядники срабатывали и отводили заряды в землю при импульсных напряжениях, меньших, чем те, которые могут привести к повреждениям изоляции оборудования распределительных устройств (координация изоляции).

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:

Источник

Электрические аппараты и оборудование выше 1000В

Содержание материала

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

Содержит сведения по устройству, назначению, принципу действия и выбору электрических аппаратов и оборудования напряжением выше 1000 В, а также об устройствах и системах релейной защиты и автоматики, применяемых в промышленности. Изучение элементов аппаратуры и аппаратов высокого напряжения является важнейшей часть изучения электрооборудования станций и подстанций. В настоящей работе рассматриваются устройство и принцип действия основных типов высоковольтной аппаратуры, условия их выбора и грамотной эксплуатации. Приводятся описания традиционных и новейших типов оборудования отечественного и зарубежного производства.

Читайте также:  Что такое автомобильный стабилизатор напряжения

Для передачи большой мощности на расстояние применяется напряжение выше 1000 В, которое называют высоким напряжением, куда относят величины напряжения 6, 10, 35, 110, 150, 220 кВ и выше. Аппаратура высокого напряжения имеет увеличенные габариты, массу, большую стоимость, поэтому требует применения современных материалов и качественного технического обслуживания, и предусматривает высокую квалификацию обслуживающего персонала.

В данном разделе рассматриваются элементы, аппараты и устройства для электроустановок высокого напряжения.

Элементы аппаратуры напряжением выше 1000 В

К элементам и аппаратам напряжением свыше 1000 В относят: изоляторы, шины, предохранители, разъединители, выключатели нагрузки, короткозамыкатели, отделители, силовые выключатели, разрядники, реакторы, измерительные трансформаторы.

1 ИЗОЛЯТОРЫ – предназначены для изоляции токоведущих частей от нетоковедущих( корпуса, массы, земли) и для крепления проводников (шин, токопроводов, проводов).

Изоляторы бывают: опорные, проходные и подвесные; для внутренней и наружной установки; станционные, аппаратные (в аппаратах) и линейные (на линиях). Материалы для изготовления изоляторов: — фарфор, стекло, пластмассы.

Изоляторы применяются при любом напряжении. Если внутренняя полость изолятора заполнена маслом, или элегазом, то его называют маслонаполненным или газонаполненным вводом, такие вводы применяют на оборудовании при напряжении выше 35 кВ.

Рисунок 1 – Устройство штыревого, опорного, проходного и подвесного изоляторов

1.1. Опорные, предназначены для крепления и изоляции токоведущих частей РУ

С – стержневой Ш – штыревой

У – усиленный ШФ – штыревой фарфоровый

1.2. Проходные ИП (У) – изолятор проходной (усиленный)

1.3. Подвесные ПС (Ф) – подвесной стеклянный (фарфоровый), для воздушных ЛЭП, ПСРГ – ребристый для загрязненных районов.

1.4. Штыревые — для воздушных ЛЭП: ШФ, ШС, ШФГ и др.

Пример: КИОСУ – 110 – 2000 – изолятор опорно-колонковый, стержневой, усиленный, на напряжение 110 кВ, предел прочности на изгиб Fдоп. = 2000 кг (20 кН).

ОНШ – 35 – изолятор опорный, штыревой, наружный, на напряжение 35 кВ.

На воздушных линиях применяются штыревые изоляторы (до 35 кВ)
и подвесные — от 6 кВ и выше. При напряжении выше 10 кВ подвесные
изоляторы собирают в гирлянды: 35 кВ — 3-4 шт.; 110 кВ — 7-8 шт.; 220 кВ — 12-14 шт.; 6-10 кВ – 1 шт.

Выбор изоляторов производится:

– по номинальному напряжению;

– по механической нагрузке при токе K3, при этом: FmaxКЗ ≤ 0.6 Fдоп. (Н).

Рисунок 2 — Формы сечения и способы крепления шин.

2 ШИНЫ.

Шины предназначены для проведения тока и изготавливаются
из алюминия, меди, стали. В распредустройствах шины крепятся к изоляторам с помощью болтов, скоб и держателей. Чаще всего шины изготавливаются из алюминия. В открытых распредустройствах, а иногда и в закрытых распредустройствах подстанций применяются гибкие шины, конструктивно схожие с гибкими проводами. Формы сечения шин: плоские, круглые, кольцевые(трубчатые).

Читайте также:  Таблица напряжений в аккумуляторе автомобиля

Во время короткого замыкания жесткие шины и изоляторы испытывают большие динамические нагрузки. Наиболее распространенными при токах до 1000 А являются алюминиевые плоские шины. Они крепятся, как правило, плашмя. Шины коробчатого сечения применяются при токах больше 2500 А. Допустимая температура шин при нормальной работе не более 70 0 С при температуре воздуха 25 0 С. Предельная температура шин: медных — 300 0 С; алюминиевых — 200 0 С; стальных — 300 0 С.

Для отличия фазировки шины окрашивают и располагают в определ
ленном порядке: ближняя к проходу людей шина окрашивается в красный
цвет.

Цвета окраски шин для переменного тока:

Фаза А обозначение. L1 желтый – дальняя

N О голубой или полосатый ж/з.

+ красный; – синий; рабочий 0 – голубой.

– по рабочему току нагрузки, напряжению;

– по электротермической стойкости в режиме КЗ;

– по электродинамической стойкости в режиме КЗ.

3 ПРЕДОХРАНИТЕЛИ.

Предохранители предназначены для защиты силовых и измерительных трансформаторов, другого оборудования от коротких замыканий. Следует помнить, что предохранители не могут обеспечивать защиту от перегрузок.

Предохранители бывают кварцевые ПК, газогенерирующие (выхлопные) ПВ, стреляющие ПС, ПСН.

ПК 1,2,3,4 – предохранитель с кварцевым заполнением, цифры – номера серий;

ПКТН – для защиты трансформаторов напряжения,

ПКЭН – для экскаваторных КРУ,

ПК-1-4 – предохранитель с указателем срабатывания,

ПС, ПСН – предохранитель стреляющий наружной установки.

Рисунок 3 – Устройство предохранителя ПК-2-6-20/7, 5-2-У3.

Предохранители применяются для защиты электроустановок от коротких замыканий при напряжении до 110 кВ. Предохранители бывают кварцевые, выхлопные или стреляющие. Предохранители устанавливаются в КРУ для защиты силовых трансформаторов, трансформаторов напряжения, других приемников ограниченной мощности. Часто предохранители используются совместно с разъединителями или выключателями нагрузки. Патрон изготавливается из стекла, фарфора или из другого материала. Типы маркируются буквами и цифрами: П –предохранитель, К- кварцевое заполнение, Т – для трансформаторов, ТН – для трансформаторов напряжения, Э — экскаваторный.

Пример: ПК-4-10-160/120-20 УI – предохранитель кварцевый, 4 серии на 10 кВ, номинальный ток предохранителя – 150 А, номинальный ток плавкой вставки – 120 А, максимальный ток отключения — 20 кА, для умеренного климата, категория размещения – на улице.

Предохранители типа ПК применяются при напряжении до 10 кВ;

ПКТН – до 35 кВ; ПС, ПСН – до 110 кВ при наружной установке.

Пример: ПСН-110-50/50-2,5 УI – предохранитель стреляющий, наружной установки, на 110 кВ, номинальный ток предохранителя Iном.п = 50 А; номинальный ток плавкой вставки

Iном.в= 50 А

1- трубка из газогенерирующего материала, 2 – плавкая вставка, 3 –металлический колпак, 4 –скоба, 5 –проводник, 6 –наконечник, 7 –рычаг, 8 – держатель, 9 – изоляторы.

Рисунок 4 — Предохранитель стреляющий ПСН – 35 и изолятор силиконовый на 110 кВ

максимальный ток отключения Iмакс = 25 кА; масса 800 кг, габариты: длина – 1480 мм; ширина – 2130 мм.

Источник

Adblock
detector