ФИЛИАЛ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТУ)»

в г. СМОЛЕНСКЕ

Лабораторная работа №1

«Конструкция высоковольтных выключателей».

Преподаватель: Марков В.С

Группа: Э – 08

Студент: Бычкова А.

Смоленск, 2010г.

Цель работы:

Получение знаний о высоковольтных выключателях.

1. Подготовка к работе

Общие сведения

Выключатели высокого напряжения (ВН) - аппараты, предназначенные для оперативных и аварийных коммутаций в энергосистемах. При оперативных операциях в электрической сети формируются такие схемы, которые кроме основных функций передачи и распределения электрической энергии обеспечивают возможность текущей эксплуатации всего электрооборудования высокого напряжения (проведение регламентных, ревизионных и ремонтных работ). Аварийными коммутациями обеспечивается защита от термических и электродинамических воздействий токов короткого замыкания.

Для управления выключателями служат особые механизмы – приводы. Выключатель – один из самых сложных и ответственных аппаратов, в сильной степени влияющий на конструкцию и строительную часть распределительных устройств, на надежность работы электрической системы.

Основные требования к выключателям высокого напряжения:

1. надежное отключение любых токов (от десятков ампер до номинально - отключения);

2. быстрота действия, т. е. наименьшее время отключения;

3. пригодность для быстродействующего автоматического повторного включения, т. е. быстрое включение выключателя сразу же после отключе­ния;

4. возможность пофазного (пополюсного) управления для выключателей;

5. легкость ревизии и осмотра контактов;

6. взрыво- и пожаробезопасность;

7. удобство транспортировки и эксплуатации.

Кроме общих требований, которым должны удовлетворять все электрические аппараты, выключатели должны обладать достаточной отключающей способностью и возможно меньшим временем отключения. Последнее особенно важно в районных сетях напряжением выше 110 В и выше в целях сохранения устойчивости параллельной работы станций при авариях. Полное время отключения современных быстродействующих выключателей не превышает 0,03 – 0,08 сек.

Условия выбора выключателей.

В общих сведениях о выключателях рассмотрены те параметры, которые характеризуют выключатели по ГОСТ 687-78Е. При выборе выключателей необходимо учесть 12 различных параметров, но, так как заводами-изготовителями гарантируется определенная зависимость параметров, например :

допустимо производить выбор выключателей по важнейшим параметрам:

по напряжению установки

по длительному току

по отключающей способности.

В первую очередь производится проверка на симметричный ток отключения по условию :

Затем проверяется возможность отключения апериодической составляющей тока КЗ :

где

- номинальное допускаемое значение апериодической составляющей в отключаемом токе для времени τ ;

- нормированное значение содержания апериодической составляющей в отключаемом токе, % ;

- апериодическая составляющая тока КЗ в момент расхождения контактов τ ;

τ – наименьшее время от начала КЗ до момента расхождения дугогасительных контактов :

τ = здесь

= 0,01 с – минимальное время действия релейной защиты ;

- собственное время отключения выключателя.

Если условие соблюдается, а , то допускается проверку по отключающей способности производить по полному току КЗ :

По включающей способности проверка производится по условию :

где

- ударный ток КЗ в цепи выключателя;

- начальное значение периодической составляющей тока КЗ в цепи выключателя ;

- номинальный ток включения (действующее значение периодической составляющей);

- наибольший пик тока включения (по каталогу).

На электродинамическую стойкость выключатель проверяется по предельным сквозным токам КЗ:

где

- наибольший пик (ток электродинамической стойкости) по каталогу;

- действующее значение периодической составляющей предельного сквозного тока КЗ. Проверка по двум условиям производится по тем же соображениям, которые указаны выше.

На термическую стойкость выключатель проверяется по тепловому импульсу тока КЗ :

где

- тепловой импульс тока КЗ по расчету;

- среднеквадратичное значение тока за время его протекания (ток термической стойкости) по каталогу;

- длительность протекания тока термической стойкости по каталогу, с.

Проверка выключателей по параметрам восстанавливающегося напряжения на контактах выключателя в учебном проектировании обычно не производится, так как в большинстве энергосистем реальные условия восстановления напряжения соответствуют условиям испытания выключателя.

Основными конструктивными частями выключателей являются: контактная система с дугогасительным устройством , токоведущие части, корпус, изоляционная конструкция и приводной механизм.

По конструктивным особенностям и способу гашения дуги различают следующие типы выключателей:

1. Масляные баковые (масляные многообъемные);

2. Маломасляные (масляные малообъемные);

3. Воздушные;

4. Элегазовые;

5. Электромагнитные;

6. Автогазовые;

7. Вакуумные.