Разновидности вакуумных выключателей

• вакуумные
  выключатели до 35 кВ;
• вакуумные
  выключатели выше 35 кВ;
• вакуумные
  выключатели нагрузки — современная
  замена автогазовым
  выключателям нагрузки;
• Вакуумные
  контакторы до и свыше 1000 В.

Достоинства

• простота
  конструкции;
• простота
  ремонта — при выходе из строя камеры
  она заменяется как единый блок;
• возможность
  работы выключателя в любом положении
  в пространстве;
• надежность;
• высокая
  коммутационная износостойкость;
• малые
  размеры;
• пожаро-
  и взрывобезопасность;
• отсутствие
  шума при операциях;
• отсутствие
  загрязнения окружающей среды;
• удобство
  эксплуатации;
• малые
  эксплуатационные расходы.

Недостатки

• сравнительно
  небольшие номинальные токи и токи
  отключения;
• возможность
  коммутационных перенапряжений при
  отключении малых индуктивных токов —
  современная разработка вакуумного
  выключателя с возможностью синхронной
  коммутации решает эту проблему;
• небольшой
  ресурс дугогасительного устройства
  по отключению токов короткого замыкания.

https://www.youtube.com/watch?v=upload

Включение
и отключение коммутационного аппарата
осуществляется за счет соответствующих
пружин. Срабатывание пружин осуществляется
воздействием специальных электромагнитов
(соленоидов) включения и отключения,
либо нажатием кнопок включения и
отключения непосредственно в приводе
ВВ.

Перед
включением выключателя необходимо
привести в рабочее положение пружину
включения, то есть взвести ее. Взвод
пружины происходит при подаче оперативного
тока на электпродвигатель привода ВВ.
При отсутствии возможности подачи
оперативного тока, например при
обесточении распределительного
щита постоянного тока,
взвести пружину можно вручную при помощи
специальной рукоятки.

Итак,
для включения выключателя дистанционно,
через ключ управления подается оперативный
ток (как правило постоянный) на соленоид
включения. Для управления выключателем
с места нажимается кнопка включения. В
обоих случаях происходит воздействие
на защелку включения, которая освобождает
пружину включения, которая включаетвакуумный
выключатель.

Достоинства

Недостатки

Достоинства

Недостатки

Недостатки воздушных выключателей

• Воздушные
  выключатели давно эксплуатируются в
  энергосистемах России и СНГ и имеется
  большой опыт их эксплуатации и ремонта;
• Ремонтнопригодность
  (особенно по сравнению с элегазовыми
  выключателями).

• Необходимость
  наличия развитой пневмосистемы и
  компрессорного оборудования;
• Сильный
  шумовой эффект при отключении токов
  К.З.
• Большие
  габариты (особенно по сравнению с
  элегазовыми), что вызывает большие
  размеры ОРУ.

Гашение
дуги в воздушном выключателе может
происходить как продольным так и
поперечным движением воздуха ( см. Гашение
электрической дуги ).
Количество контактных разрывов в одном
полюсе зависит от номинального напряжения
выключателя. Параллельно к дугогасящим
контактам обычно подключается шунтирующие
сопротивления для облегчения гашения
дуги. Принципы работы механизмов в
выключателях с отделителем и без
отделителя несколько отличается.

• В выключателях
  с отделителем дугогасящие
  контакты соединены с поршнями в контактно
  — поршневой механизм. Последовательно
  с с дугогасительными контактами включен
  отделитель. Дугогасящие контакты с
  отделителем образуют полюс выключателя.
  Во включённом состоянии выключателя
  дугогосящие контакты и отделитель
  замкнуты. При подаче сигнала на отключение
  срабатывает электромагнитный
  пневмоклапан, который открывает
  пневмопровод и воздух от расширителя
  (ресивера),
  воздействует на поршни дугогасящих
  контактов. Контакты размыкаются и
  возникающая дуга гасится потоком
  воздуха, затем отключается отделитель,
  разрывая остаточный ток. Время подачи
  воздуха рассчитывается так, чтобы
  возникшая дуга была гарантированно
  погашена. Как только подача воздуха
  прекращается дугогасительные контакты
  возвращаются во включённое состояние,
  а разрыв цепи обеспечивается разомкнутым
  отделителем. Конструктивно отделитель
  может быть выполнен открыто — такая
  конструкция обычно применяется в
  выключателях вплоть до 35 кВ. В выключателях
  на большее номинальное напряжение
  отделители изготовляются в виде
  воздухонаполненных камер. Примером
  выключателя с отделителем может быть
  выключатель ВВГ-20 (СССР).
• В выключателях
  без отделителя дугогасящие
  контакты выполняют роль как дугогашения
  так и разрыв цепи в отключённом состоянии
  (функции отделителя).

В
конструкции выключателей без отделителя
применяются воздухонаполненные камеры
(резервуары) с размещёнными внутри них
дугогасительными устройствами. Привод
контактов отделён от гасящей среды.
Контакты могут выполнены одно- и
двухступенчатыми.

Элегазовый
выключатель —
это разновидность высоковольтного
выключателя, коммутационный
аппарат,
использующий элегаз(шестифтористую
серу, SF6) в качестве среды гашения электрической
дуги;
предназначенный для оперативных
включений и отключений отдельных цепей
или электрооборудования в энергосистеме,
в нормальных или аварийных режимах, при
ручном, дистанционном или автоматическом
управлении.

По
конструкции различают колонковые и
баковые выключатели. Колонковые ни
внешне, ни по размерам принципиально
не отличаются от маломасляных, кроме
того, что в современных элегазовых
выключателях 220 кВ только один разрыв
на фазу. Баковые элегазовые выключатели
имеют гораздо меньшие габариты по
сравнению с масляными, имеют один общий
привод на три полюса, встроенные
трансформаторы тока.

В
элегазовых выключателях применяются
различные способы гашения дуги в
зависимости от номинального напряжения,
номинального тока отключения и
эксплуатационных особенностей в месте
установки. В элегазовых дугогасительных
устройств в отличие от воздушных
дугогасительных устройств при гашении
дуги прохождение газа через сопло
происходит не в атмосферу, а в замкнутый
объем камеры, заполненный элегазом при
относительно небольшом избыточном
давлении. По способу гашения дуги в
элегазе различаются следующие элегазовые
выключатели:

• автокомпрессионные
  с дутьем в элегазе, создаваемым
  посредством компрессионного устройства
  (элегазовые выключатели с одной ступенью
  давления);
• в
  которых гашение дуги в дугогасительных
  устройствах обеспечивается вращением
  её по кольцевым контактам под действием
  поперечного магнитного поля, создаваемого
  отключаемым током (элегазовые выключатели
  с электромагнитным дутьем);
• с
  дугогасительным устройством продольного
  дутья, в которую предварительно сжатый
  газ поступает из резервуара с относительно
  высоким давлением элегаза (элегазовые
  выключатели с двумя ступенями давления);
• с
  дугогасительным устройством продольного
  дутья, в которых повышение давления
  элегаза происходит за счет разогрева
  газовой среды дугой отключения в
  специальной камере (элегазовые
  выключатели с автогенерирующим дутьем).

По рабочим характеристикам защищаемых цепей

• Быстродействующие
  (полупроводниковые)

Низковольтные

Предназначены
для защиты цепей переменного тока с
напряжением до 1 кВ при перегрузках и
коротких замыканиях.

Используются
в цепях защиты линий электропередач,
трансформаторов, двигателей и
конденсаторных батарей от перегрузок
и коротких замыканий до напряжений
порядка 30 кВ.

Используются
в основном в промышленных целях для
работы с напряжениями от нескольких
десятков до сотен кВ.

Низковольтные

22. Приводы выключателей

Приводы
выключателей служат
для ручного и автоматического включения
и отключения выключателя и удерживания
его во включенном положении. В любом
приводе имеется механизм свободного
расцепления, отсоединяющий механизм
привода от механизма выключателя при
его отключении.

Привод
ручной автоматический ПРА-17 (смотри
рисунок ниже) с механизмом свободного
расцепления, позволяющим отключать как
вручную, так и автоматически с помощью
встроенного электромагнита, предназначен
для управления выключателями нагрузки
и состоит из чугунного литого корпуса
4, вала привода 10, на котором закреплен
секторный рычаг 8, соединенный гнутой
вилкой 9 и тягой с рычагом на валу
выключателя.

На
рукоятке ручного отключения 1 размещены
отключающая собачка 11 и защелка 6.
Выключатель нагрузки во включенном
положении удерживается приводом, а
отключается дистанционно с помощью
электромагнита и вручную рычажком
ручного отключения 2, расположенным на
рукоятке привода. Для включения
выключателя следует нажать на рычажок
ручного отключения 2, при этом рукоятка
1 опускается вниз и привод подготовлен
к включению выключателя, для чего
необходимо рукоятку быстро поднять
вверх до упора.

https://www.youtube.com/watch?v=ytdevru

Привод
рычажный блинкерный автоматический
ПРБА (смотри
рисунок ниже) состоит из чугунного
корпуса 8, крышки 4, релейной коробки 7,
рычага управления 2 и указателя положения
механизма привода 10. В задней стенке
корпуса имеется окно для прохода тяги
9 к выключателю. В крышке предусмотрено
отверстие для рычага управления. В
релейной коробке размещены реле.

Когда
привод включен, рычаг управления
находится в верхнем положении, когда
отключен — в нижнем положении 2′. Указатель
служит для сигнализации автоматического
отключения выключателя. Во включенном
положении привода указатель 10 находится
в нижнем наклонном положении и
загораживается крышкой привода.

При
автоматическом отключении выключателя
указатель занимает горизонтальное
положение 10′ и находится впереди корпуса
привода. Для приведения в соответствие
положения рычага управления и механизма
привода (рычаг в положении «включен»,
механизм привода отключен) необходимо
рычаг управления опустить вниз. При
этом указатель также опустится вниз.

Включение привода осуществляется
движением рычага управления 2 снизу
вверх: система рычагов внутри привода,
связанная с помощью тяги 9 с выключателем,
произведет его включение. Отключение
привода производится вручную или
автоматически, при этом происходит
свободное расцепление системы рычагов
с тягой выключателя и выключатель под
действием своих отключающих пружин
отключается.

Пружинно-грузовой
привод УПГП и пружинные приводы
ППМ-10 (смотри
рисунок ниже, а), ПП-61 и ПП-67 (смотри
рисунок ниже, б) предназначены для
ручного управления выключателями,
осуществления автоматического отключения
и повторного включения (АПВ), а также
автоматического включения резерва
(АВР).

Включение
выключателя пружинно-грузовым
приводом происходит
за счет энергии предварительно заведенных
(растянутых) пружин и энергии груза,
поднятого в верхнее положение. Завод
пружины и поворот груза в верхнее
положение производят вручную или с
помощью зубчатого моторного редуктора
(АМР), расположенного в верхней части
привода.

При
нажатии кнопки «Вкл» в приводе выключателя
запирающий механизм привода освобождает
включающие пружины, которые сжимаются,
и под их действием выключатель включается.
Для отключения выключателя нажимают
кнопку «Откл» в приводе, при этом
происходит расцепление защелки зацепа
привода с рычагом вала и выключатель
под действием своих пружин отключается.

Если
выключатель предназначен для
автоматического включения резерва, то
включают мотор, который заводит пружины,
и пружины остаются в заведенном положении
при отключенном выключателе. При
срабатывании реле, находящегося в
электрической схеме АВР, подается
импульс на отключающую катушку,
расположенную в приводе, ударник катушки
освобождает запирающий механизм привода,
и выключатель под действием пружин
привода включается.

Приводы
ВМП-10П и ВМПП-10 являются
также пружинными, но встроены в выключатель
ВМП-10. Пружины в приводе ВМП-10П заводятся
электромагнитом постоянного тока, т.
е. для его управления требуется
аккумуляторная батарея или выпрямительное
устройство, а в приводе ВМПП-10 —
электродвигателем.

Привод
пружинный выносной ППВ-10 предназначен
для работы с выключателем ВМГП-10.
Включение выключателя происходит за
счет энергии предварительно заведенных
двух спиральных пружин. Завод пружин
осуществляется электродвигателем или
вручную.

Электромагнитные
приводы постоянного тока ПС и ПЭ состоят
из рычажного механизма, электромагнитов
включения и отключения и различных
блок-контактов. Потребляя электроэнергию
в процессе включения, эти приводы создают
тяговые усилия в электромагнитной
катушке с сердечником. Сердечник,
взаимодействуя с системой рычагов,
производит включение выключателя.

Приводы обеспечивают автоматическое
отключение выключателя с помощью
встроенных в них отключающих
электромагнитов, а также приспособлены
и для ручного отключения. Электромагнитные
приводы работают на постоянном токе
при напряжении 110 и 220В. Наиболее
распространен привод
ПЭ-11,
преимуществами которого являются
простота и надежность в эксплуатации.

Виды трансформаторов напряжения

• Заземляемый
  трансформатор напряжения — однофазный
  трансформатор напряжения, один конец
  первичной обмотки которого должен быть
  наглухо заземлён,
  или трёхфазный трансформатор напряжения,
  нейтраль первичной обмотки которого
  должна быть наглухо заземлена
  (трансформатор с ослабленной изоляцией
  одного из выводов — однофазный ТН
  типа ЗНОМ или трёхфазные ТН типа НТМИ
  и НАМИ).
• Незаземляемый
  трансформатор напряжения —
  трансформатор напряжения, у которого
  все части первичной обмотки, включая
  зажимы, изолированы от земли до уровня,
  соответствующего классу напряжения.
• Каскадный
  трансформатор напряжения —
  трансформатор напряжения, первичная
  обмотка которого разделена на несколько
  последовательно соединённых секций,
  передача мощности от которых к вторичным
  обмоткам осуществляется при помощи
  связующих и выравнивающих обмоток.
• Ёмкостный
  трансформатор напряжения —
  трансформатор напряжения,
  содержащий ёмкостный
  делитель.
• Двухобмоточный
  трансформатор — трансформатор
  напряжения, имеющий одну вторичную
  обмотку напряжения.
• Трёхобмоточный
  трансформатор напряжения —
  трансформатор напряжения, имеющий две
  вторичные обмотки: основную и
  дополнительную.

Мощность, МВт	Напряжение, кВ
До 50	6,3; 10,5
100-150	10,5; 15,75
200-500	15,75; 18; 24

https://www.youtube.com/watch?v=ytpolicyandsafetyru

Гидрогенераторы
(ГГ) – тихоходные электрические машины.

ГГ
небольшой мощности – горизонтального
исполнения;

ГГ
средней и большой мощности – вертикального
исполнения (подвесного или зонтичного
типа).

Частота
вращения составляет 60-600 об/мин.

Для
мощных гидрогенераторов диаметр ротора
достигает значения
;
а
для статора
.

.
Cинхронные
компенсаторы

Синхронный
компенсатор (СК) представляет собой
синхронную электрическую машину,
работающую в режиме холостого хода.
Изменением тока возбуждения регулируется
выработка или потребление реактивной
мощности. Особенностью СК является
возможность работы с отрицательным
возбуждением. При этом реактивная
мощность потребляется. Номинальная
мощность синхронных компенсаторов
находится в диапазоне 10 
160 МВар.

Ток
потребляемый СК:
.

https://www.youtube.com/watch?v=ytpressru

Для
СК применяют воздушную и водородную
системы охлаждения: КС-10000-6 (воздушное
охлаждение); КСВ-160000-11 (водородное
охлаждение).

Для
СК применяют реакторный пуск для
уменьшения пусковых токов ().

Рис.
1.16.
Статический регулируемый ИРМ

Без
возбуждения генератор разгоняется до
скорости близкой к синхронной. Разворот
осуществляется за счет асинхронного
момента. После этого подается возбуждение
и генератор втягивается в синхронизм.

К
достоинствам СК является возможность
плавного регулирования выработки или
потребления реактивной мощности в
широких пределах. К основным недостаткам
СК относятся повышенные затраты на
ремонт и обслуживание присущие вращающимся
электрическим машинам.

Альтернативные
регуляторы реактивной мощности:
Статические регулируемые источники
реактивной мощности (ИРМ) и конденсаторные
батареи. Принципиальная схема статического
регулируемого ИРМ приведена на рис. 1.16.
Регулирование потребления реактивной
мощности выполняется изменением
индуктивности реактора. Для этого может
применяться реактор с подмагничиванием.

Рис.
1.15.
Включение синхронного компенсатора

24. Измерительный трансформа́тор то́ка

Измерительный
трансформа́тор то́ка — трансформатор,
предназначенный для преобразования
тока до значения, удобного для измерения.
Первичная обмотка трансформатора тока
включается последовательно в цепь с
измеряемым переменным током, а во
вторичную включаются измерительные
приборы. Ток, протекающий по вторичной
обмотке трансформатора тока, пропорционален
току, протекающему в его первичной
обмотке.

Вторичные
обмотки трансформатора тока (не менее
одной на каждый магнитопровод) обязательно
нагружаются. Сопротивление нагрузки
строго регламентировано требованиями
к точности коэффициента трансформации.
Незначительное отклонение сопротивления
вторичной цепи от номинала (указанного
на табличке) по модулю полного Z или
cos φ (обычно cos φ=0,8 индукт.

) приводит
к изменению погрешности преобразования
и возможно ухудшению измерительных
качеств трансформатора. Значительное
увеличение сопротивления нагрузки
создает высокое напряжение во
вторичной обмотке, достаточное
для пробоя изоляции
трансформатора, что приводит к выходу
трансформатора из строя, а также создаёт
угрозу жизни обслуживающего персонала.

Кроме того, из-за возрастающих потерь
в сердечнике магнитопровода, трансформатор
начинает перегреваться, что также может
привести к повреждению (или, как минимум,
к износу) изоляции и дальнейшему её
пробою. Полностью разомкнутая вторичная
обмотка ТТ не создаёт компенсирующего
магнитного потока в сердечнике, что
приводит к перегреву магнитопровода и
его выгоранию.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcreatorsru

При этом магнитный поток,
созданный первичной обмоткой имеет
очень высокое значение и потери в
магнитопроводе сильно нагревают его.
В конструктивном отношении трансформаторы
тока выполнены в виде сердечника,
шихтованного из холоднокатанной
кремнистой трансформаторной стали, на
которую наматываются одна или несколько
вторичных изолированных обмоток.

Первичная обмотка также может быть
выполнена в виде катушки, намотанной
на сердечник, либо в виде шины. В некоторых
конструкциях вообще не предусмотрена
встроенная первичная обмотка; первичная
обмотка выполняется потребителем путём
пропускания провода через специальное
окно. Обмотки и сердечник заключаются
в корпус для изоляции и предохранения
обмоток.

1.
По назначению:

• измерительные;
• защитные;
• промежуточные
  (для включения измерительных приборов
  в токовые цепи релейной защиты, для
  выравнивания токов в схемах дифференциальных
  защит и т. д.);
• лабораторные
  (высокой точности, а также со многими
  коэффициентами трансформации).

2.
По роду установки:

• для
  наружной установки (в открытых
  распределительных устройствах);
• для
  внутренней установки;
• встроенные
  в электрические аппараты и машины:
  выключатели, трансформаторы, генераторы
  и т. д.;
• накладные —
  надевающиеся сверху на проходной
  изолятор (например, на высоковольтный
  ввод силового трансформатора);
• переносные
  (для контрольных измерений и лабораторных
  испытаний).

3.
По конструкции первичной обмотки:

• многовитковые
  (катушечные, с петлевой обмоткой и с
  т. н. «восьмёрочной обмоткой»);
• одновитковые
  (стержневые);
• шинные.

5.
По выполнению изоляции:

• с
  сухой изоляцией (фарфор, бакелит, литая
  эпоксидная изоляция и т. д.);
• с
  бумажно-масляной изоляцией и с
  конденсаторной бумажно-масляной
  изоляцией;
• газонаполненные
  (элегаз);
• с
  заливкой компаундом.

6.
По числу ступеней трансформации:

• одноступенчатые;
• двухступенчатые
  (каскадные).

7.
По рабочему напряжению:

• на
  номинальное напряжение свыше 1000 В;
• на
  номинальное напряжение до 1000 В.

5 Синхронные генераторы и компенсаторы. Турбогенераторы и Гидрогенераторы

Конструкции
синхронных генераторов

(ТГ
и ГГ),

где
р
– число пар полюсов;

f
– частота;

n
– скорость
вращения (об/мин).

Основные
номинальные параметры генераторов:
Uном;
Iном;
Рном;
Iном.рот;
cosφ.

Турбогенераторы
– быстроходные электрические машины
(горизонтальные). Частота вращения n
обычно 1500, 3000 об/мин.

Статор
– неподвижный, ротор – вращающийся.
Корпус – стальной. При мощности более
100 МВт сердечник статора выполняется
из холоднокатаной электротехнической
стали толщиной 0,5 мм. Для охлаждения
в стали предусмотрены аксиальные и
радиальные каналы.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcopyrightru

Ротор
выполняется из цельнометаллической
поковки. Максимальные размеры:
;.
В роторе фрезеруются пазы для обмоток.
Для охлаждения с торцов устанавливаются
вентиляторы.

Шкала
номинальных мощностей турбогенераторов:
2,5; 4; 6; 12; 30(32); 60(63); 100; 160; 200(220); 300; 500; 800;1000
МВт.

Таблица
1.1

(ТГ
и ГГ),

f
– частота;

Таблица
1.1

Последовательность переключений устройства рпн

№ опер.	Положение контактов и избирателей
	К1	К2	И1	К3	К4	И2
0			5	—	—	6
1			5	—	—	4
2	—		5	—	—	4
3	—		5	—		4
4	—	—	5	—		4
5	—	—	5			4

Регулирование
напряжения последовательными
регулировочными
трансформаторами

Регулирование
последовательными регулировочными
трансформаторами применяется в тех
случаях, если нет устройства РПН или
при необходимости независимого
регулирования напряжения двух обмоток.
Стоимость устройства регулирования с
помощью линейных трансформаторов
значительно выше чем РПН, поэтому они
применяются значительно реже.

а)
б)

а
– схема подключения последовательного
трансформатора; б
– схема включения регулировочного
автотрансформатора;

1
– основной автотрансформатор; 2 –
последовательная обмотка вольтодобавочного
трансформатора; 3 – обмотка возбуждения
вольтодобавочного трансформатора;
регулирующий автотрансформатор

Принцип работы и сфера применения

https://www.youtube.com/watch?v=https:accounts.google.comServiceLogin

.
Условия
параллельной работы
трансформаторов

В
электрических сетях, как правило,
параллельная работа трансформаторов
не применяется. Это обусловлено
потребностью снижения токов короткого
замыкания в сетях 6 и 10 кВ. В настоящее
время для РУ 35-6 кВ применяется
одинарная система шин. При этом в
нормальном состоянии секционный
выключатель отключен.

Для
включения на параллельную работу
требуется выполнение следующих условий:

1. – соотношение
   мощностей включаемых трансформаторов
   не должно превышать 1/3;
2. – одинаковые
   напряжения обмоток;
3. – одинаковые
   коэффициенты трансформации;
4. – одинаковые
   Uкз.

Работа устройства основана на изоляции фаз методом использования элегаза.

Детально принцип работы колонкового выключателя выглядит следующим образом:

1. Поступление сигнала выключения заставляет сигналы камер разомкнуться.
2. После этого встроенные контакты прибора создают дугу.
3. Среда с активированной дугой заставляет газ активно делится на частицы.
4. Вызванное этим процессом высокое давление, снижает саму качественную проводимость среды и дуга тухнет.

https://www.youtube.com/watch?v=ytaboutru

Принципы работы колонковых устройств несколько отличаются:

• контроль прибора осуществляется трансформаторами и дополнительными приводами. Такой подход обеспечивает возможность удерживания дуги в рамках определенной мощности, а также контролируемое выключение и включение всей сети;
• сами приводы бывают гидравлическими и пружинными. Сугубо пружинные механизмы полностью построены на механических сочленениях, потому они конструктивно простые и надежные. Гидравлические приводы — являются дополненной гидравликой версией пружинного механизма.

Читать далее: Стяжка по пеноплексу, стяжка пола с пеноплексом, пеноплекс под стяжку пола