Коммутационное и защитное электрооборудование подстанций

К коммутационным и защитным аппаратам относятся разъединители, выключатели нагрузки, короткозамыкатели, отделители, автоматические выключатели для цепей переменного и постоянного тока, разрядники, предохранители. Кроме того, РУ и присоединения к ним оборудуют трансформаторами тока и напряжения, а цепи постоянного тока содержат измерительные шунты, в измерительные цепи напряжения включают резисторы. Коммутационные аппараты включаются непосредственно в электрические цепи присоединений и выполняют функцию коммутаций этих присоединений. Разрядники предназначены для защиты электроустановки от внешних (атмосферных — грозовых) и внутренних (коммутационных) перенапряжений. Предохранители, автоматические выключатели служат для защиты электрических цепей от сверхтоков. Измерительные аппараты являются первичными датчиками для цепей устройств защиты, учета электроэнергии, автоматики.

Высоковольтные выключатели переменного тока

Выключатели выполняют функцию включения, отключения (ВО) электрической цепи в нормальных режимах и отключения сверхтоков в аварийных режимах. По принципу гашения дуги при расхождении контактов различают выключатели масляные, воздушные, элегазовые и вакуумные. Масляные выключатели делят на два класса: малообъемные (горшковые) и многообъемные (баковые). Для выключателей характерен ряд параметров: номинальное напряжение ((/"), номинальный ток (/"), номинальный (максимальный) ток отключения (/_нотк), полное время отключения (/_отк), токи термической (/_тст) и динамической (/_дин) стойкости, ресурс ВО. Естественными характеристиками являются массогабаритные показатели.

Масляные выключатели относятся к классу газогенерирующих, так как средой гашения являются газообразные продукты распада трансформаторного масла. В многообъемных (баковых) выключателях масло также служит для изоляции токоведущих частей. Баковые масляные выключатели применяют в электроустановках напряжением 35…220 кВ. Выключатели взрывои пожароопасны, неудобны при перевозке и монтаже. В малообъемных выключателях масло служит для дугогашения, а в токоведущих частях в качестве изоляции применяют твердые изоляционные материалы.

Для выключателей используют следующие условные обозначения: В — выключатель; М — масляный; II — подвесной или подсганционный; К — колонковый; У — усиленный; Э — встроенный электромагнитный привод; П — пружинный привод. В цифровой части могут быть указаны следующие обозначения ?/_ном, /_ном,^ном oik • Некоторые параметры выключателей приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1.

Параметры масляных выключателей.

Общий вид масляного выключателя типа ВМП-10 показан на рис. 5.6.

Рис. 5.6. Масляный выключатель ВМП-10 К:

1 — фаза; 2 — изолятор; 3 — рама; 4 — изоляционная труба; 5 — масляный буфер: 6 — болт для заземления; 7 — вал; 8 — междуфазные изоляционные перегородки Элегазовые выключатели — в них средой гашения является элегаз. Элегаз — инертный, бесцветный, имеющий высокую электрическую прочность (в 2−3 раза выше чем у воздуха). Выключатель имеет высокую отключающую способность, он ножарои взрывобезопасен.

В условных обозначениях электрогазовых выключателей буквы имеют следующее значение: В — выключатель; Э — элегазовый; I — газовый; О — однофазный; Ь — баковый.

Выключатели на ПО и 220 кВ типов ВГТ-110П, ВГТ-220П, ВЭБ-110, ВГБУ-110 и ВГБУ-220 выпускаются на номинальные токи 2000 и 2500 А, токи отключения 40 кА, при времени отключения 15…35 мс.

Вакуумные выключатели — гашение дуги происходит при вакуумном давлении 1… 10 МПа. Достоинства выключателя: длительный срок службы без ремонта при частых переключениях; он взрывои пожаробезопасен.

Рис. 5.7. Вакуумный выключатель ВЬСК-10 на напряжение 10 кВ.

Условные обозначения для вакуумных выключателей: В (первая) — выключатель; В (вторая) — вакуумный; ВБ — выключатель вакуумный; С — стационарный; К — выкагной; Э — с электромагнитным приводом; П — с пружинным приводом; 3 — наружной установки; О — однофазный; Т (последняя) — со встроенными трансформаторами тока; TEL — серия. Выключатели выиуекаются на напряжения 10, 35 и 27,5 кВ, что указывается в обозначении непосредственно за буквами. Примеры обозначений выключателей: ВБЭМ-10, ВБЭ-10, ВБ ЭТ-35 I1I, BB/TEL 10−20/1000, ВБН-27,5. Токи номинальные для выключателей приняты по шкале: 630, 1000, 1600 А. Токи отключения — от 12,5 до 25 кА, при времени 40…80 мс. Число циклов ВО 10. .50 тыс. Часто применяемым в РУ-10 кВ является выключатель BB/TEL-10, изготавливаемый ПГ «Таврида электрик». Этот выключатель имеет ток отключения 20 кА при времени 15 мс, допускает 50 000 циклов ВО. Общий вид вакуумного выключателя показан на рис. 5.7.

Выключатели быстродействующие ностоиннш о тока Выключатели быстродействующие автоматические (ВАБ) предназначены для коммутаций электрической цени линий (фидеров) постоянною тока, одновременно они выполняют функции защиты от сверхтоков и токов обратного (нерабочего) направления. ВАБ устанавливают в выходную цепь выпрямителя (катодный выключатель), цепи положительных питающих линий (фидерные выключатели), а также на постах секционирования (ПС), пунктах параллельного соединения (ППС). В силовых цепях постоянного тока применяются одинаковые по конструкции ВАБ на ЭЖД, метрополитене, трамвае и троллейбусе.

Выключатели по принципу работы отключающего механизма делятся на поляризованные и неполяризованные. Отключение поляризованного выключателя обусловливается не только величиной тока, но и его направлением. Отключение поляризованною выключателя происходит при появлении достаточного магнитного потока в размагничивающем витке, установленном на магнитопроводе выключателя. Неполяризованный выключатель получает команду на отключение от специального реле РДШ (реле — дифференциальный шунг). Структура условного обозначения выключателя: В — выключатель; А — автоматический; Б — быстродействующий; хх — порядковый номер конструкции; х — порядковый номер модификации; хххх — номинальный ток; хх — номинальное напряжение; Л (К) — линейный, катодный (обратного тока). Другими параметрами выключателя являются максимальный отключаемый ток, собственное и полное время размыкания цепи при сверхтоках. Характерные параметры используемых выключателей приведены в табл. 5.2, общий вид показан на рис. 5.8.

Рис. 5.8. Выключатель ВАЬ-206 на выкатной тетежке.

Параметры быстродействующих выключателей Таблица 5.2.

Примечание. В скобках указаны токи отключения при последовательном соединении двух выключателей.

В эксплуатацию поступают также выключатели типов ВАБ-1000 и ВАБ- 206, выпускаемые ОАО «НИИЭФА-ЭНЕРГО» с одиночным включением в линейные цени.