Ikea73.ru

IKEA Стиль
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Виды высоковольтных выключателей и их различия

Виды высоковольтных выключателей и их различия

Короткое замыкание (к.з.) – самый тяжелый режим работы высоковольтного выключателя, к которому уделяют пристальное внимание при проектировании ВВ. Объяснением особого подхода служит процесс возникновения электрической дуги между расходящимися контактами в момент размыкания. Интенсивность дуги зависит от силы тока в электрической сети при срабатывании ВВ, которая в режиме к.з. превышает все допустимые величины. Поэтому коммутационный аппарат снабжают дугогасительными системами, которые способны подавить («разорвать») дугу за доли секунды. В зависимости от ситуации применяют различные по быстродействию высоковольтные выключателинебыстродействующие (время выключения 0.12-0.25 с), умеренного действия (0.08-0.12 с), быстродействующие (0.06-0.08 с) и сверхбыстродействующие (до 0.06 с). Кроме дугогасительного устройства каждый ВВ в своей конструкции имеет взрывобезопасный корпус, токоведущие и изоляционные элементы, контактную систему и приводное устройство, которое может быть с электромагнитным, пружинным, пневматическим или гидравлическим механизмом.

Производят высоковольтные выключатели рассчитанными на номинальные токи до 50 кА, номинальное напряжение от 6 до 750 кВ при отключаемой мощности до 40*10 3 МВА. Основным отличием конструкции ВВ, по которому принято классифицировать выключатели, является способ гашения электрической дуги. По этому признаку ВВ бывают масляные, воздушные автопневматические, воздушные выключатели, автогазовые, элегазовые, электромагнитные и вакуумные. У масляного выключателя дуга гасится в масляной среде. Эта группа высоковольтных выключателей состоит из маломасляных выключателей, в которых масло служит только средой гашения дуги, и баковых выключателей с большим объемом масла, которое помимо основной функции играет роль изолятора токоведущих частей.

В элегазовых выключателях статус дугогасящей среды получил электропрочный газ SF6 (элегаз), который циркулирует внутри системы выключателя и не выбрасывается наружу. В момент гашения дуги автопневматический аппарат направляет элегаз, сжатый поршневым устройством, в зону коммутации. По количеству газа элегазовые ВВ различают колонкового и бакового типа.

Для гашения дуги вакуумных высоковольтных выключателей используют такую характеристику вакуума как электрическая прочность, которая в десятки раз превышает показатели газа при атмосферном давлении. В момент размыкания контактов образуется вакуумная дуга, которая получается путем испарения частиц металла, по которому проходит ток. Дуга существует малый промежуток времени (7-10 микросекунд), пока синусоида тока не достигнет нулевой отметки.

В воздушных высоковольтных выключателях гашение плазменной дуги, возникающей при коммутационных процессах, происходит с помощью потока сжатого воздуха, получаемого от компрессора и хранящегося в ресивере. Зачастую в параллель к дугогасящим контактам присоединяют шунтирующее сопротивление, которое помогает погасить плазменную дугу.

Воздушный автопневматический высоковольтный выключатель не нуждается в установке дополнительного оборудования для образования потока воздуха, гасящего дугу. Сжатие воздуха осуществляется отключающей пружиной привода ВВ, которая приводит в движение поршень, нагнетающий атмосферный газ в дугогасящую камеру. В отличие от воздушных типов высоковольтных выключателей автогазовые выключатели используют для гашения дуги газ, выделяемый из стенок дугогасящей камеры (в ее состав входит вулканизированная фибра, мочевиноформальдегидная смола и т.п.) под воздействием высокой температуры коммутационного процесса размыкания контактов. В основном автогазовые выключатели выступают в роли выключателей нагрузок и используются только для коммутации нагрузок под номинальным значением тока. От сверхтоков и токов короткого замыкания потребителей защищают плавкие предохранители с кварцевым наполнителем.

В электроустановках с частыми коммутационными операциями чаще всего устанавливаются электромагнитные выключатели. Гашение дуги в данном типе высоковольтного выключателя осуществляется путем значительного приумножения сопротивления плазмы из-за увеличения её длины под действием электромагнитного поля и низких температур в дугогасящей камере.

Различают высоковольтные выключатели не только по конструктивному признаку, но и по назначению. Самым распространённым является сетевой ВВ, рассчитанный на напряжение от 6 до 750 кВ. Его задачей является пропускание, коммутация тока при нормальных условиях работы электрической цепи, а также отключение питания при возникновении аварийных ситуаций (например, режим короткого замыкания).

Следующий вид высоковольтных выключателей – генераторный. Он рассчитан на коммутацию напряжения от 6 до 20 кВ и применяется исключительно в цепях электрических машин, таких как мощные электродвигатели, генераторы, синхронные компенсаторы и т.п. Выполняет функции, схожие с функциями сетевого ВВ. Отличительная особенность генераторного выключателя – это большие значения тока отключения и номинального тока, которые могу достигать 10 000 А. В качестве генераторного выключателя чаще всего используется электромагнитный ВВ из-за устойчивости к частым коммутациям. В свою очередь, в электрических цепях электротермического оборудования (например, сталеплавильные печи) используются специально разработанные выключатели напряжения, рассчитанные на напряжение от 6 до 220 кВ. При разработке ВВ учитывались особенности термического процесса.

В сетях до 10 кВ повсеместно для коммутации малых нагрузок (порядка 3-10 МВА) применяются высоковольтные выключатели, которые получили название «выключатели нагрузки» (ВН). ВН рассчитаны для коммутации в нормальном режиме и не предназначены для разрыва сверхтоков, возникающих при коротком замыкании.

Воздушные высоковольтные выключатели считаются наименее эффективным типом из-за своих внушительных габаритов и дороговизны обслуживания, поэтому на электростанциях (или других объектах) происходит постепенная модернизация с заменой их на ВВ с иным принципом действия. Важным параметром, которым нельзя пренебрегать при выборе модели аппарата, является механическая прочность ВВ, которая зависит от конструкции – чем она проще, тем выше механическая прочность. Среди рассмотренных типов высоковольтных выключателей самый высокий показатель прочности имеет вакуумный выключатель, а наименьший – масляный выключатель.

Электрическая прочность дугогасящей среды – следующий критерий сравнительной характеристики, которым часто руководствуются при подборе необходимого ВВ. Элегазовая среда гашения дуги обладает самыми высокими диэлектрическими параметрами, особенно при напряжении выше 110 кВ. При напряжении до 110кВ вакуумная дугогасящая среда не уступает по электрической прочности элегазовой. Наименьший показатель прочности у масляного выключателя, что объясняется низкой устойчивостью масла к высоким температурам и его испарением при возникновении дуги горения.

Важным параметром любого типа высоковольтного выключателя принято считать коммутационный ресурс выключателя (общее количество рабочих циклов). Количество циклов выключения/включения, которое может осуществить выключатель, связано с силой тока коммутации – с ростом величины тока снижается срок службы составных частей оборудования. Каждый высоковольтный выключатель рассчитан на конкретное (гарантированное) количество «разрываний» электрической сети. К недостаткам вакуумных причисляют тот факт, что по исчерпанию коммутационного ресурса его необходимо поменять, из-за невозможности проведения работ по замене компонентов выключателя. В свою очередь, у элегазовых и электромагнитных высоковольтных выключателей по окончании коммутационного ресурса есть возможность проведения капитального ремонта, в процессе которого происходит общий осмотр выключателя, проверяется степень износа элементов конструкции аппарата и выносится заключение о дальнейшем сроке эксплуатации ВВ. Масляный выключатель по истечении коммутационного ресурса также подлежит восстановлению, но со значительно меньшим межремонтным периодом.

Читайте так же:
Как подключить двойной выключатель без заземления

В большинстве случаев после семи раз срабатывания выключателя при возникновении токов короткого замыкания предписано проводить капитальные работы по ремонту коммутационного аппарата. Главным образом это связано с тем, что трансформаторное масло (дугогасящая среда) теряет свои изоляционные свойства и способность гасить дугу и подлежит обязательной замене.

Если сравнивать вес разных типов высоковольтных выключателей для работы с напряжением 110 кВ, то масляные выключатели обладают в несколько раз большими габаритными размерами и массой, чем элегазовые или вакуумные при схожих эксплуатационных характеристиках.

Невозможно со стопроцентной вероятностью определить, какой выключатель надежней всех остальных, так как коммутационный ресурс, механическая прочность, быстрота реагирования на аварийные ситуации и прочие параметры зависят от качества сборки и материалов, из которых изготовлены составные части конструкции выключателя. Важным критерием, указывающим на надежность высоковольтного выключателя, считается гарантийный срок обслуживания того или иного типа выключателя.

В последнее время все яснее видна тенденция производителей высоковольтных выключателей – это создание аппаратов интеллектуального типа. Такие современные модели в своей основе имеют вакуумный выключатель с интегрированными в него приборами, которые выполняют три основных функции – защита, коммутация и измерения. Все входящие в состав выключателя функциональные модули (модуль связи, модуль бинарного входа/выхода, вычислительный модуль) соединены в одну общую систему. Они непрерывно в реальном времени обмениваются информацией, несомненно увеличивая коммутационные характеристики выключателя. Многие инновационные энергокомпании переводят свои объекты на использование ВВ интеллектуального типа. Произвести монтаж, наладку или капитальный ремонт высоковольтного выключателя могут сотрудники компании ЭДС-ИНЖИНИРИНГ, которые имеют многолетний опыт работы с электротехническим оборудованием.

Различие выключателей освещения по типу управления и функциям

Все высоковольтные выключатели классифицируются по различным параметрам. В зависимости от способа гашения дуги, они могут быть автогазовыми и автопневматическими, вакуумными, воздушными, а также масляными и электромагнитными.

Высоковольтные выключатели

По своему назначению эти устройства классифицируются следующим образом:

  • Сетевые. Используются в электрических цепях с напряжением 6 кВ и выше. Основной функцией является пропуск и коммутирование тока в обычных условиях или в ненормальной ситуации в течение установленного времени, например, при коротких замыканиях.
  • Генераторные. Предназначены для работы с напряжением 6-20 кВ. Применяются в цепях электродвигателей с высокой мощностью, генераторов и других электрических машин. Пропускают и коммутируют ток не только в обычном рабочем режиме, но и в условиях пуска и коротких замыканий. Отличаются большим значением тока отключения, а номинальный ток может составлять до 10 тыс. ампер.
  • Устройства для электротермических установок. Рассчитаны на значение напряжений от 6 до 220 кВ и применяются в цепях с крупными электротермическими установками. Как правило, это рудотермические, сталеплавильные и другие печи. Могут пропускать и коммутировать ток в различных эксплуатационных режимах.
  • Выключатели нагрузки. Их основное назначение состоит в работе с обычными номинальными токами, они используются в сетях с напряжением от 3 до 10 кВ и осуществляют коммутацию незначительных нагрузок. Данные устройства не рассчитаны на разрыв сверхтоков.
  • Реклоузеры. Подвесные секционные выключатели, управляемые дистанционно. Они снабжены защитой и предназначены для установки на опорах воздушных линий электропередачи.

Высоковольтный выключатель может устанавливаться разными способами. С соответствии с этим они бывают опорными, подвесными, настенными, выкатными. Кроме того, эти приборы могут встраиваться в КРУ – комплектные распределительные устройства.

Выбор высоковольтных выключателей: по типам, мощности, расчет, формулы, примеры

Выбор силового выключателя 6 кВ

Элегазовый силовой выключатель 6(10) кВ типа LF1

Рассмотрим пример выбора выключателя в сети 6(10) кВ. В нашем случае, нужно выбрать элегазовый выключатель 6 кВ, типа LF (фирмы Schneider Electric), который будет установлен в ячейку КРУ-6 кВ типа Mcset (фирмы Schneider Electric) для питания силового трансформатора типа Minera (фирмы Schneider Electric) мощностью 2500 кВА.

Выбирать выключатель, мы должны из условий: — номинальное напряжение Uуст ≤ Uном;

1. Рассматривая каталожные данные на элегазовые выключатели серии LF и предварительно выбираем выключатель типа LF1 на напряжение 6 кВ, Uуст=6 кВ ≤ Uном=6кВ (условие выполняется);

Электрические характеристики выключателя типа LF

  • номинальный ток Iрасч < Iном;

2. Рассчитываем расчетный ток:

Выбранный выключатель соответсвуют: Iном.=630 А > Iрасч =240,8 А;

3. Проверяем выключатель по отключающей способности.

Согласно ГОСТа 687-78E отключающая способность выключателя представлена тремя показателями:

  • номинальным током отключения Iоткл.;
  • допустимым относительным содержанием апериодической составляющей тока βном;
  • нормированные параметры восстанавливающего напряжения.

3.1 Определяем номинальный ток отключения Iоткл. и βном отнесенные к времени τ — времени отключения выключателя, равно:

τ = tзmin + tc.в = 0,01 + 0,048 = 0,058 (сек)

  • tзmin=0,01 сек. – минимальное время действия релейной защиты (в данном случае, быстродействующей защитой является токовая отсечка (ТО));
  • tc.в – собственное время отключения выключателя (согласно каталожных данных на выключатель LF1 равно 48 мс или 0,048 сек)

3.2 Номинальный ток отключения Iоткл., находим по каталогу: Iоткл.=25 кА.

3.3 Рассчитываем апериодическую состовляющую тока короткого замыкания:

где: Iп.о=7,625 кА – расчетный ток короткого замыкания на шинах 6 кВ. Постоянную времени Та выбираем из таблицы 1, согласно таблицы для распределительных сетей напряжением 6-10 кВ Та=0,01.

Таблица 1 — Значение постоянной времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания и ударного коэффициента

Значение постоянной времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания и ударного коэффициента

3.4 Определяем апериодическую составляющую в отключении тока при времени τ=0,058 сек.

где: βном- допустимое относительное содержание апериодической состовляющей, опеределяем по кривой βном=f(τ) приведенном в ГОСТе 687-78E либо можно найти по каталогам.

Допустимое относительное содержание апериодической составляющей

Рис.1 — Допустимое относительное содержание апериодической составляющей

Если βном ≤ 0,2, то следует принимать равный нулю.

3.5 Определяем тепловой импульс, который выделяется при токе короткого замыкания:

  • tоткл.= tр.з.+ tо.в=0,01+0,07=0,08 сек.
  • tр.з. – время действия основной защиты (токовая отсечка) трансформатора, равное 0,01 сек.
  • tо.в – полное время отключения выключателя LF1 выбирается из каталога, равное 0,07 сек.
Читайте так же:
Выключатель двухклавишный проходной схема включения

3.6 Проверяем на электродинамическую стойкость по условию:

iу=20,553 кА ≤ iпр.с=64 кА (условие выполняется) где: iу=20,553 кА – расчетный ударный ток КЗ; iпр.с= 64 кА – ток динамической стойкости, выбирается из каталога.

3.7 Определим предельный термический ток термической стойкости, исходя из каталога: При этом должно выполнятся условие:

  • Iтер. = 25 кА — предельный ток термической стойкости, выбранный по каталогу;
  • tтер= 3 сек. — длительность протекания тока термической стойкости, согласно каталога.

Все расчетные и каталожные данные, сводим в таблицу 2

№ п/пРасчетные данныеКаталожные данныеУсловие выбораПримечание
Выключатель LF1
1Uуст=6 кВUном=6 кВUуст ≤ Uномусловие выполняется
2Iрасч=240,8 АIном=630 АIрасч< Iномусловие выполняется
3Iп.о=7,625 кАIоткл=25 кАIп.о ≤ Iотклусловие выполняется
4условие выполняется
5iу=20,553 кАiпр.с= 64 кАiу ≤ iпр.сусловие выполняется
6условие выполняется

1. ГОСТ 687-78E — Выключатели переменного тока на напряжение свыше 1000 кВ 2. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Седьмое издание. 2008г. 3. Рожкова Л.Д. и Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. − 3-е изд., перераб. и доп. − М., Энергоатомиздат, 1987.

Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.

Баковые и маломасляные выключатели

Оба устройства представляют собой масляные типы высоковольтных выключателей. Деионизация дуговых промежутков в каждом из них осуществляется одними и теми же методами. Они отличаются друг от друга лишь количеством используемого масла, а также способами, с помощью которых контактная система изолируется от заземленного основания.

Баковые устройства в настоящее время сняты с производства, поскольку у них имелись серьезные недостатки. Уровень масла в баке требовалось постоянно контролировать. Оно использовалось в большом объеме, из-за чего замена масла отнимала много времени. Эти приборы относились к категории взрыво- и пожароопасных и не могли устанавливаться внутри помещений.

На смену им пришли маломасляные или горшковые выключатели, рассчитанные на все виды напряжений. Они могут устанавливаться в любые распределительные устройства, как закрытого, так и открытого типа. Масло в данном случае выступает прежде всего в качестве дугогасящей среды и лишь частично выполняет функции изоляции между разомкнутыми контактами.

Токоведущие части изолируются между собой с помощью фарфора и других твердых изолирующих материалов. Выключатели для внутренней установки оборудованы контактами, помещенными в стальной бачок или горшок. Эта конструктивная особенность дала название всему устройству. В зависимости от модели, приводы высоковольтных выключателей могут различаться между собой.

Приборы, рассчитанные на работу при напряжении 35 кВ, помещаются в фарфоровом корпусе. Наибольшее распространение получили подвесные устройства ВМГ-10 и ВМП-10 на 6-10 кВ. У них крепление корпуса осуществляется с помощью фарфоровых изоляторов к основанию, общему для всех полюсов. В свою очередь, каждый полюс оборудуется одним разрывом контактов и камерой для гашения дуги.

При работе с большими номинальными токами недостаточно одной пары контактов, которые одновременно являются рабочими и дугогасительными. Поэтому снаружи выключателя отдельно устанавливаются рабочие контакты, а внутри металлического бачка – дугогасительные.

Классификация выключателей

Проводя электромонтажные работы с заменой проводки, демонтажом и установкой выключателей, мы имеем дело с десятками разных их видов – от простых одинарных клавишных до многофункциональных выключателей с таймерами и индикационными или сигнальными светодиодами. Классифицировать выключатели можно на основании нескольких признаков:

  • количество кнопок (клавиш, тумблеров) и количество осветительных приборов, которыми можно управлять с помощью выключателя;
  • наличие дополнительных подсвечивающих элементов;
  • функциональные особенности (комплектация таймером, возможность включать осветительный прибор из разных мест в помещении)
  • место расположения (уличные, обладающие высокими показателями защищенности по стандарту IP и домашние, для помещений);
  • наличие/отсутствие сложной электроники (выключатели с электронной «начинкой» называются диммерами – вместе с моделями, в которые встроены датчики движения, они могут быть составной частью системы «умный дом», работая в практически автоматическом режиме);
  • тип работы (кнопочные, поворотные, перекидные).

Выключатели воздушные

Для гашения дуги в выключателях воздушного типа используется сжатый воздух под давлением 2-4 Мпа. Дугогасительное устройство и токоведущие части изолируются с помощью фарфора и других аналогичных материалов. Воздушные выключатели конструктивно различаются между собой в зависимости от таких факторов, как номинальное напряжение, способ подачи сжатого воздуха и других.

Устройства высокого номинального тока, аналогично маломасляным выключателям, оборудованы главным и дугогасительным контурами. При включении основной ток попадает на главные контакты, расположенные открыто. После отключения они размыкаются первыми и далее ток попадает уже на дугогасительные контакты, расположенные в другой камере. Непосредственно перед их размыканием из резервуара в камеру осуществляется подача сжатого воздуха, гасящего дугу, в продольном или поперечном направлении.

В отключенном положении между контактами создается изоляционный зазор необходимых размеров. С этой целью контакты разводятся на достаточное расстояние. Выключатели для внутренней установки рассчитаны на ток до 20 тыс. ампер и напряжение 10-15 кВ. Они имеют отделитель открытого типа, после отключения которого сжатый воздух перестает поступать в камеры и происходит замыкание дугогасительных контактов.

Типовая конструктивная схема воздушного выключателя состоит из дугогасительной камеры, резервуара со сжатым воздухом, главных контактов, шунтирующего резистора, отделителя и емкостного делителя напряжения на 110 кВ, обеспечивающего два разрыва на фазу. В выключателях открытой установки, рассчитанных на напряжение 35 кВ, вполне достаточно одного разрыва на фазу.

Элегазовые высоковольтные выключатели

Элегазом называется смесь серы и фтора в определенной пропорции. В результате образуется инертный газ с плотностью выше чем у воздуха примерно в 5 раз и электрической прочностью в 2-3 раза больше воздушной.

Данный вид выключателей, используя элегаз, способен погасить дугу, ток которой примерно в 100 раз выше тока, отключаемого в обычном воздухе, в тех же самых условиях. Такая способность объясняется возможностями молекул улавливать электроны, находящиеся в дуговом столбе, с одновременным созданием относительно неподвижных отрицательных ионов. При потере электронов дуга становится неустойчивой и очень легко гаснет. Если элегаз подается под давлением, то электроны из дуги поглощаются еще быстрее.

Читайте так же:
Выключатели легранд валена 774306

Масляные высоковольтные выключатели назначение

Чертежи и проекты

Разделы АС, АР, КЖ, КМ, КМД и т.д.
Разделы ЭМ, ЭС, ЭО, ЭОМ и т.д.
Разделы ОВ, ОВиК, ТМ, ТС и т.д.
Разделы ПС, ПТ, АПС, ОС, АУПТ и т.д.
Разделы ТХ и т.д.
Разделы ВК, НВК и т.д.
Разделы СС, ВОЛС, СКС и т.д.
Разделы АВТ, АВК, АОВ, КИПиА, АТХ, т.д.
Разделы АД, ГП, ОДД т.д.
Чертежи станков, механизмов, узлов
Базы чертежей, блоки

Подразделы

для студентов всех специальностей
Котлы и котельное оборудование

Наружное противопожарное водоснабжениеФормат dwg pdf

Для нужд пожарного водопровода проектом предусматривается устройство двух резервуаров по 200 м3 каждый, а также насосная станция.

В архмиве 3d модель насоса HYDRO MX-A

СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ

Системы электрооборудования жилых и общественных зданий

Программа расчета балок Мост_Х1. Программа «Мост_Х» предназначена для определения грузоподъёмности балочных разрезных пролётных строений автодорожных мостов и путепроводов, находящихся на прямом в плане участке автодороги.

Формат Exel

Программа в свободном доступе, скачать можно после регистрации

Блочно-модульная котельная для здания пришахтинского овдФормат dwg

г. Караганда. Казахстан

Блочно-модульная котельная для здания пришахтинского овд

Планировка детского лагеряФормат dwg

Исходный текст на китайском

Чертежи и узлы сложной деревянной крыши частного домаЧертежи и узлы сложной деревянной крыши для частного дома в dwg

Чертежи гирлянд в dwg, удлиненная и стандартнаяЧертежи гирлянд в dwg, удлиненная и стандартная

ППР разработан на производство работ по расширению просек ВЛ-220кВ и утилизации порубочных остатковППР разработан на производство работ по расширению просек ВЛ-220кВ и утилизации порубочных остатков

Проект видеонаблюдения магазинаIP-видеорегистратор CMD-NVR5109 V2 поддерживает подключение до 9 IP-камер с разрешением 1920×1080 и скоростью записи 25 к/с на каждый канал.

Глубина архива видеорегистратора составляет один месяц при постоянной круглосуточной записи с 8 IP-видеокамер за счет установки жесткого диска объемом 6 ТБ.

Формат dwg

Рабочий проект системы видеонаблюдения СВН дома в dwgРабочий проект системы видеонаблюдения СВН дома в dwg

Трансформаторное масло – особенности применения и состава

Казалось бы, где масло, а где электроприборы? Тем более трансформаторы, внутри которых блуждают огромные токи, и формируется высокое напряжение. Тем не менее подобные электрические установки работают с применением технических жидкостей, и это отнюдь не антифриз и не дистиллированная вода.

Наверное, все видели огромные трансформаторы на подстанциях, и энергоблоках промышленных предприятий. Все они снабжены расширительными емкостями в верхней части.
Трансформатор и емкость с трансформаторным маслом
Именно в эти бочонки заливается трансформаторное масло. Выглядит это вполне привычно для обывателя: корпус электрической установки (по аналогии картера двигателя автомобиля), внутри расположены рабочие узлы. И все это богатство залито маслом до самого верха. Как мы понимаем, о смазке деталей речь не идет: в трансформаторе нет движущихся частей.
рабочая обмотка трансформатора погружена в масло

Область применения трансформаторного масла

Для начала, развеем некоторые стереотипы. Существует устойчивое заблуждение, что все жидкости являются проводниками. На самом деле далеко не все, и не так явно, как металлы.

Важное свойство трансформаторного масла – высокое сопротивление электрическому току. Настолько высокое, что жидкость фактически является диэлектриком (в разумных пределах, разумеется).

Такая характеристика, как смазывающая способность, в электрике интересна в последнюю очередь. А вот теплопроводность напротив, очень важна.

О свойствах поговорим отдельно, они вытекают из двух областей применения:

  1. В электрических трансформаторах, масло выполняет роль диэлектрика и средства для эффективного отвода тепла. Всем известно, что электроустановки сильно греются. Воздушное охлаждение не настолько эффективно, поскольку не может обеспечить плотный контакт объекта охлаждения со средой отвода тепла. Трансформаторы приходится делать массивными, с большой площадью рассеивания. Назначение трансформаторного масла – эффективный отвод тепла при относительно компактной конструкции.
    Радиаторы присутствуют, и даже снабжены вентиляторами обдува.
    Высоковольтный трансформатор
    Но подобная система отвода тепла несоизмерима по габаритам с трансформаторами воздушного охлаждения (в пользу жидкостных).
  2. Кроме того, трансформаторное масло используется в контактных группах выключателей. Разумеется, речь идет не о тех клавишах на стене, которыми вы включаете свет в ванной комнате. Масляные выключатели достигают размеров небольшого дома, и применяются на высоковольтных подстанциях, снабжающих электроэнергией как минимум промышленное предприятие, или целый город.
    Масляные выключатели

Эксплуатационные показатели подобных устройств поражают воображение: напряжение несколько сотен тысяч вольт, и сила тока до 50 тысяч ампер.

Масло в этих устройствах имеет две функции. Разумеется, изоляционные свойства, как и в трансформаторах. Но главное назначение – эффективное гашение электрической дуги.

При размыкании (замыкании) контактов на электрических коммутационных устройствах с такими параметрами, возникает электрическая дуга, способная разрушить контактную группу за несколько циклов.

Электрическая дуга при размыкании контактов (происшествие на подстанции) — видео

Однако проблемы возникают лишь в воздушной среде. Если внутренняя полость заполнена трансформаторным маслом – искрения и дуги не возникнет.

Технические характеристики трансформаторного масла

Так же, как и минеральное моторное, трансформаторное масло производится путем перегонки подготовленной сырой нефти (очищенной), методом кипячения сырья. После возгонки при температуре 300°C — 400°C, остается так называемый соляровый дистиллят.

Собственно, эта субстанция является основой для получения трансформаторного масла. Во время очистки, снижается насыщенность ароматическими углеродами и не углеродными соединениями. В результате повышается стабильность продукта.

таблица компонентов

При возгонке и выделении дистиллята, можно управлять физическими и химическими процессами. Манипулируя базовым сырьем и технологией, можно менять свойства трансформаторного масла. Они определяются полученным соотношением компонентов:

Интересно, что этот продукт экологически чист. При его производстве, использовании и утилизации, воздействие на природу не выше, чем у исходного сырья (сырой нефти). В состав не включаются добавки, синтезированные искусственным путем.

Как и нефть, масло для трансформаторов и выключателей не токсично (насколько это можно сказать о нефтепродуктах), не разрушает озоновый слой, и бесследно разлагается в природной среде.

Одна из важных характеристик – плотность трансформаторного масла. Типичная величина лежит в диапазоне 0,82 – 0,89 * 10³ кг/м³. Цифры зависят от температуры: рабочий диапазон в пределах 0°C – 120°C.

При нагреве она уменьшается, этот фактор принимается во внимание при проектировании радиаторной системы охлаждения трансформаторов.

Поскольку масла относительно универсальны, эта характеристика может варьироваться в зависимости от потребностей заказчика. Трансформаторные подстанции располагаются в различных климатических зонах, зачастую в условиях крайнего Севера и Сибири.

Читайте так же:
Выключатель концевой взрывозащищенный вкм

Не только плотность меняется в зависимости от температуры

Вязкость трансформаторного масла может радикально изменить общие показатели электроустановки.

ПоказателиТКпМасло селективной очисткиТ-1500УгквгАГКМВТ
Кинематическая вязкость, им2/с* при температуре
50°С99995
40°С113,5
20°С28
-30°С15001300130012001200
-40°С800150
Кислотное число, мг КОН/г, не более0,020,020,010,010,010,010,02
Температура, °С
Вспышки в закрытом тигле, не ниже13515013513513512595
Застывания, не выше-45-45-45-45-45-60-65

Этот параметр – порождение компромисса. Для обеспечения электрической прочности масла, вязкость должна быть высокой. Практически, как твердый диэлектрик. Но изоляция проводников, это не единственное предназначение рассматриваемой жидкости.

Принцип работы масляного трансформатора — видео

  • Теплоотвод – возможен при достаточно жидком теплоносителе. То есть, для нормального охлаждения электроустановки вязкость должна быть как можно более низкой.
  • Гашение электрической дуги. Как это работает? В обычной воздушной среде, при размыкании (замыкании) контактов под высокой нагрузкой, возникает дуга, подобная сварочной.

Вспышка и воспламенение

Интересный с точки зрения физики процесса, такой параметр, как температура вспышки трансформаторного масла. Для любых нефтепродуктов, это температура воспламенения жидкой среды, при контакте с открытым источником пламени.

Однако внутри трансформатора не создаются условия для горения, по причине отсутствия достаточного количества кислорода. А вот открытое пламя теоретически возможно: если при размыкании контактов образуется кратковременная дуга.

Поэтому в свойства масел закладывается увеличение температуры вспышки. Это значение постепенно уменьшается, по причине дефектов трансформаторного оборудования. При нормальной работе, температура вспышки напротив, увеличивается. Допустимое значение – более 155°C.

Электрическая дуга или как горят трансформаторы — видео

Для понимания механизма – температура вспышки связана с испаряемостью масла. То есть, оно должно быть достаточно жидким, но при этом не переходить в газообразное состояние при нормальных условиях эксплуатации.

Кроме традиционного параметра, есть такое понятие, как температура самовоспламенения, характерное именно для трансформаторов. В нашем случае эта величина составляет 350°C – 400°C.

Если обмотки нагреются до такой температуры – возникает неконтролируемое горение и взрыв трансформатора. К счастью, подобные случаи происходят крайне редко. Разумеется, при условии соблюдения условий эксплуатации.

тестовый отбор масла из трансформатора

Поэтому, вместе с подбором качественного масла, необходимо постоянно следить за состоянием электроустановок. При проведении тестовых отборов жидкости, можно понять, какие проблемы есть в самом трансформаторе или высоковольтном выключателе.

После проведенных исследований, оцениваются такие показатели, как преломление вязкости, плотность, диэлектрические свойства, и пр. Результаты сравниваются с табличными значениями, установленными стандартом применения масел.

В таблице показаны основные показатели трансформаторного масла:

  • cp — удельная массовая теплоемкость, без изменения рабочего давления;
  • λ – теплопроводность: общий коэффициент;
  • a – температурная проводимость: общий коэффициент;
  • μ — динамический коэффициент вязкости;
  • ν — кинематический коэффициент вязкости;
  • β — объемное расширение: общий коэффициент;
  • Pr — критерий Прандтля.

Технические жидкости для обеспечения работы трансформаторных подстанций закупаются в огромных объемах, это достаточно затратно. Каждая партия тестируется перед использованием, и в процессе работы.

Испытание трансформаторного масла на пробой — видео

Ежегодно, техническая жидкость требует масштабной очистки. Этим занимаются специальные службы. А каждые 5-6 лет, требуется регенерация (практически полная замена масла в электроустановке). Процедура недешевая, но без ее выполнения эксплуатация трансформатора станет небезопасной.

В качестве компромисса, широко применяется восстановление свойств. Отработка сдается на нефтехимическое предприятие, где масло приобретает первоначальные свойства. Стоимость добавленных присадок многократно ниже, в сравнение с полной заменой материала.

Второстепенные характеристики трансформаторного масла

Устойчивость масла к окислению – это не что иное, как противодействие старению. Есть две негативные стороны этого явления:

  1. Связывание молекулами кислорода активных добавок, которые обеспечивают базовые параметры жидкости.
  2. Отложение продуктов окисления на поверхностях деталей трансформатора: обмотках, проводниках, контактных группах. Это приводит к снижению теплоотвода, с последующим закипанием масла в точках соприкосновения.
  3. Зольность – наличие посторонних примесей и причина их появления. После промывки нового масла, в его составе остаются химические моющие средства (это касается и регенерации старой жидкости).

Если их не удалить – образуются зольные фракции, которые оседают на рабочих частях трансформаторов и выключателей. Для борьбы с этим явлением, в масло добавляются присадки, нейтрализующие солевые и мыльные отложения.

Температура текучести (застывания) характеризует превращение жидкости в консистентную смазку. Этот показатель (от — 35°C до — 50°C) применим лишь при холодном пуске электроустановки. Работающий трансформатор сам является источником тепла, и поддерживает жидкость в рабочем состоянии.

Техническое описание высоковольтных выключателей ВМП-10

Следует отметить, что выключатель подобного типа является высоковольтным устройством. Благодаря специфической структуре внутренних компонентов, данные переключатели можно монтировать с некоторым отклонением по вертикали. Данная особенность позволяет избежать потерю времени при установке выключателя. Еще одним преимуществом выключателя типа ВМП-10 над другими устройствами подобного предназначения является тот факт, что ВМП-10 можно использовать при величине тока, как в 20 кА , так и в 31.5 кА. Следует сказать, что практически все выключатели такого типа достаточно универсальны и отличаются исключительно длиной контактов и структурой проводов, выводящих ток.

ВМП — 10 это малообъёмные масляные выключатели, применяются нa нaпряжение 10 kB двух размерoв:

  • для ячеек сбoрных кaмер oдностoроннегo обслуживaния и наборных ячеек 3РУ – ВМП – 10, ВМП – 10У;
  • для комплектных распределительных высоковольтных устройств – BМП – 10 K, ВМП – 10 КУ с номинальными токами 600, 1000 и 1500 A и током отключения 20 kA

Эксплуатация и техническое обслуживание, надзор за выключателем во время работы.

Персонал, обслуживающий выключатели, должен знать устройство и принцип действия аппарата, знать и выполнять требования настоящей инструкции. Механические характеристики в процессе эксплуатации должны соответствовать нормам приведенным в таблице №2. Все сведения о неисправностях, обнаруженных во время работы выключателя, необходимо записывать в журнал дефектов и сообщать начальнику, а сведения об отключении коротких замыканий – в «Журнал автоматических отключений». После отключения короткого замыкания выключатель должен быть осмотрен. При этом проверяется отсутствие выброса масла из резервуаров полюса. Значительный выброс масла свидетельствует о ненормальном отключении короткого замыкания – выключатель должен быть выведен из работы и осмотрен. Если после отключения короткого замыкания отмечено потемнение масла в масломерном стекле, масло в выключателе следует заменить. Внимательно осматриваются тяги, изолирующие цилиндры и опорные изоляторы, обращается внимание на отсутствие трещин и степень загрязнения изоляции, в необходимых случаях после вывода выключателя из работы проводится протирка изоляции. Периодический осмотр должен проводиться не реже одного раза в месяц. При осмотрах особое внимание должно быть обращено на: — уровень масла в полюсах; — отсутствие выброса масла в зоне выхлопа и масляного буфера; — отсутствие течи масла из цилиндров полюсов; — состояния изоляции (запыленность, загрязненность, наличие трещин, сколов и др.), — состояние наружных контактных соединений; — надежность подсоединение заземляющей шины; — состояние привода.

Читайте так же:
Выключатель legrand valena установка монтаж инструкция

Текущий ремонт выключателя ВПМ-10 должен проводиться ежегодно. При текущем ремонте необходимо провести следующие работы: 1) Слить масло, снять с каждого полюса нижнюю крышку с розеточным контактом. Вынуть изоляционные цилиндры и дугогасительную камеру, проверить их состояние, а также состояние розеточных контактов и подвижных контактных стержней. Если размыкающиеся контакты и камеры имеют несущественный износ, то достаточно произвести зачистку этих поверхностей напильником или мелкой наждачной бумагой, затем промыть трансформаторным маслом. Более поврежденные ламели розеточного контакта рекомендуется поменять местами с менее поврежденными. Это позволит увеличить срок службы розеточного контакта. 2) Залить выключатель чистым трансформаторным маслом и убедиться в отсутствии течи масла через уплотнения. 3) Проверить работу масляного буфера путем нажатия на шток. 4) Произвести обтяжку болтовых соединений, проверить надежность крепления опорных изоляторов, рамы выключателя, полосы заземления. 5) Произвести протирку фарфоровых изоляторов и изоляционных рычагов. Смазать контактные соединения смазкой. При необходимости восстановить смазку трущихся частей. 6) Замерить переходное сопротивление полюсов. Скорость движения подвижных контактов в момент включения и отключения выключателя. 7) Очистка, смазка трущихся частей, мелкий ремонт привода. alt=»8)» height=»» />Проверить работу выключателя включением и отключением его вхолостую со щита управления (дистанционно) и по ТУ. 9) Оформление документации. При необходимости выполняется регулировка выключателя и привода. Средний ремонт выключателя ВПМ-10 производится через 3 – 4 года после капитального. При этом производится комплекс работ в объеме текущего и дополнительно замеряются характеристики приведенные в таблице №2. Если измеренные характеристики имеют отклонения, производится разборка, регулировка выключателя и высоковольтные испытания в полном объеме. Капитальный ремонт выключателя должен проводиться один раз в 6 – 8 лет, а также при наработке выключателем 2500 циклов «В» – «О», отключении коротких замыканий количество которых указано в таблице №1. При капитальном ремонте необходимо произвести следующие работы: 1) Отсоединить от выключателя подводящие шины и слить масло. 2) Произвести разборку цилиндров (полюсов). 3) Произвести работы, указанные в п.1 данного раздела. 4) Проверить все шарнирные соединения как в выключателе, так и дистанционной передаче, восстановить их до нормы (заменить), смазать. 5) Проверить и при необходимости заменить крепежные детали. 6) Промыть все внутренние полости цилиндров трансформаторным маслом. 7) Проверить состояние уплотнения контактного стержня и бакелитовой трубки. alt=»8)» height=»» />Произвести ремонт подвижных контактных стержней. 9) Проверить состояние гибких связей (отсутствие обрывов, подгаров), промыть и смазать тонким слоем смазки контактные площадки. 10) Залить выключатель трансформаторным маслом, убедиться в отсутствии течей масла из полюсов и при необходимости подтянуть болтовые соединения. 11) Произвести необходимые замеры переходного сопротивления, скоростных и механических характеристик. При необходимости произвести регулировку выключателя и дистанционной передачи. Усилие, необходимое для вытягивания контактного стержня из положения, соответствующего включенному выключателю, определяется пружинным динамометром класса точности не ниже 2, при этом стержень должен быть отсоединен от серьги вала выключателя. Максимальный момент на валу выключателя определяется с помощью приспособления, имеющего постоянную величину плеча, пружинным динамометром класса точности 2. Отсчет момента ведется от начала соприкосновения контактов до входа контактных стержней в розетки на 40 – 45 мм. Выключатель должен быть отсоединен от дистанционной передачи. 12) Восстановить при необходимости поврежденную окраску. 13) Произвести высоковольтные испытания выключателя. 14) Проверить работу выключателя включением и отключением его вхолостую со щита управления (дистанционно) и по ТУ. 15) Оформление документации. При проведении текущего ремонта выключателя замеренные характеристики указываются в тексте ремонтной карты, например: «Произведен текущий ремонт выключателя согласно технологической карты №….Переходное сопротивление – ф.А =…, ф.В = …, ф. С = …, скорость включения — … м/с, скорость отключения — … м/с, напряжение на зажимах обмотки включения — …, отключения — …». При проведении среднего ремонта выключателя выполняется запись в ремонтной карточке о проведении ремонта и замеренные характеристики записываются в карточку проведения ремонта (Приложение №1) – заполняются строки – 1,2,3,5,6,7,9. При проведении капитального ремонта выключателя выполняется запись в ремонтной карточке о проведении ремонта и замеренные характеристики записываются в карточку проведения ремонта (Приложение №1) – заполняются все строки карточки.

Классификация выключателей класса ВМП-10

Масляные выключатели ВМП-10 отличаются между собой по величине номинального тока. Одним из самых распространенных масляных выключателей серии ВМП-10 является выключатель, который имеет номинальный ток величиной в 630А, напряжение величиной в 10 кВ и номинальный ток отключения 20 кА. Популярность данного выключателя заключается в том, что в своем составе данный выключатель имеет специальную защитную схема с двумя реле РТМ, которые срабатывают максимально быстро, практически мгновенно.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector