9 Література
1. РК Таврида Электрик. Техническое описание ВВ/ ТЕL. Выключатели вакуумные. Изменение N 2, 2005.
2
.
Электроэнергетика. Эксплуатация
вакуумных выключателей ВВ/ТЕL-6(10), 2008.
Рисунок 1 – Принципова схема керування вакуумним вимикачем
Рисунок 2 – Принципова схема керування вакуумним вимикачем
Додаток А.
Конструкція та принцип дії вакуумного вимикача
Вимикачі призначені для комутації електричних кіл при нормальних і аварійних режимах в мережах трифазного змінного струму з ізольованою, компенсованою або заземленою нейтраллю частоти 50 Гц з номінальною напругою до 10 кВ.
Гасіння дуги змінного струму здійснюється у вакуумній дугогасній камері (ВДК) при розведенні контактів у глибокому вакуумі (залишковий тиск близько 10 мм рт. ст.). Носіями заряду при горінні дуги є пари металу. З-за практичної відсутності середовища в міжконтактному проміжку, конденсація парів металу в момент переходу струму через природний нуль здійснюється за надзвичайно короткий час (10 с), після чого відбувається швидке відновлення електричної міцності ВДК. Електрична міцність вакууму становить порядку 30 кВ / мм, що гарантує відключення струму при розходженні контактів більше 1 мм. У вимикачах застосовується сучасна конструкція ВДК з аксіальним магнітним полем. Дуга в такому полі знаходиться весь час в дифузійному стані, що істотно зменшує знос, який не перевищує 1 мм після вичерпання комутаційного ресурсу.
Конструкція вимикачів. Вимикачі складаються з трьох полюсів, встановлених на металевому корпусі, в якому розміщуються електромагнітні приводи кожного полюса з магнітною засувкою, утримуючою вимикач необмежено довго у включеному положенні після переривання струму в котушці електромагніта приводу. Основні вузли вимикачів на струм до 1000 А розміщуються в закритому ізоляційному корпусі круглого перерізу, виконаному з механічно міцного і дугостійкого матеріалу, що захищає елементи полюса від механічних пошкоджень і впливів електричної дуги струму КЗ. Кріплення вимикачів до металевих елементів КРУ і КСО здійснюється за допомогою болтів М10, різьбові отвори для яких є на бічних сторонах металевого корпусу. Вимикачі можуть працювати в будь-якому просторового положення. Вимикачі на номінальний струм 1600 А конструктивно відрізняються від вимикачів на 630 1000 А пристроєм ізоляційних корпусів, способом установки в них ВДК і способом кріплення вимикачів. Ізоляційні корпуси прямокутного перерізу відкриті знизу і зверху для вентиляції повітря та охолодження струмоведучих частин. З передній і задній сторін до корпусам кріпляться ізоляційні листи товщиною 10 мм для надання їм необхідної жорсткості. На протилежній стороні струмоведучих виводів круглого перерізу в полімерній частинівимикача є заставні металеві втулки (6 шт.) з отворами під болт М16, з допомогою яких вимикачі встановлюються на вертикальну металеву підставу приводом вниз або вгору.
Будова полюса ( розріз полюса вимикача ) представлений на рис. 3. До складу полюса входять наступні основні елементи: ВДК 2 з нерухомим 1 та рухливою 3 контактами і сільфоном, гнучкий струмознімник, тяговий ізолятор 5, струмоведучі виводи та електромагнітний привід. Привід складається з кільцевого електромагніта 13, якоря 12, котушки 11, пружин відключення 9 і додаткового підтиску 10, тяги 15 пристрою ручного відключення. Котушки електромагніта включені в коло управління паралельно і використовуються для включення і відключення вимикача. Полюса механічно пов'язані між собою проміжним валом 8, на якому встановлено кулачок для управління допоміжними контактами, які використовуються у зовнішніх колоах (управління, сигналізації та ін.) Вимикачі, призначені для частих комутаційних операцій, містять в своїй конструкції посилений привід і камеру ВДК, які не впливають на габаритні та приєднувальні розміри.
Робота вимикача
Включення. У відключеному положенні рухомі частини полюса утримуються силою відключає пружини 9 незалежно від просторового положення вимикача. Включення та відключення вимикача здійснюється від блоку управління (БУ),який є невід'ємною частиною ВВ. При подачі команди включення БО подає напругу на котушку 11 електромагніта. При цьому протікає струм, що створює магнітний потік у зазорі між якорем 12 і кільцевим магнітом 13, під дією якого якір втягується всередину електромагніта і через тяговий ізолятор 5, стискаючи пружину відключення 9 і впливаючи на рухомий контакт 3, замикає контакти ВДК.
Швидкість замикання контактів складає близько 1 м/с. Вона є оптимальною для процесу включення та попередження брязкоту контактів при включенні. Замикання рухомого контакту з нерухомим відбувається в момент, коли між якорем і верхнею кришкою електромагніта залишається зазор 2 мм. Проходячи цю відстань, якір стискає пружину підтиску 10 і створює необхідне контактне натискання. Після замикання магнітної системи якір встає на магнітну засувку і утримується в цьому положенні необмежено довго за рахунок залишкової індукції кільцевого електромагніта 13. Загальний хід якоря 8 мм, хід рухомого контакту 6 мм. Запас зусилля утримання (сила, необхідна для відриву якоря від верхньої кришки електромагніта, додатки вздовж осі приводу), складає 450500 Н для одного полюса вимикача.
У випадку обриву кола котушки електромагніта одного з полюсів вимикач, не зафіксований у включеному положенні вимикається, тим самим попереджається робота вимикача в неповнофазному режимі. У процесі включення ВВ якір через кінематичний зв'язок повертає вал 8 і встановлений на ньому кулачок, який керує контактами допоміжних колоів мікроперемикачів). Тривалість подачі напруги на котушку електромагніта встановлюється блоком керування і становить 60 - 80 мс в залежності від типу БО. Вона обрана з запасом, тому момент розмикання геркон або мікроперемикач в колі управління включенням не впливає на вмикаючу здатність приводу і не вимагає налагодження та перевірки експлуатаційним персоналом. Джерелом електричної енергії для включення ВВ служать попередньо заряджені малогабаритні конденсатори, що встановлюються в БО (BU) або в блоці живлення БП (BP).
Відключення. При подачі команди відключення БО подає на котушку електромагніта напругу протилежної полярності і певною тривалості. При цьому електромагніт частково розмагнічується і якір 12 знімається з магнітної засувки. Під дією пружини відключення і пружини додаткового підтиску якір розганяється і завдає удару по тяговому ізолятору, з'єднаному з рухомим контактом 3 вакуумної камери. Ударні зусилля, створювані якорем електромагніта, перевищують 2000 Н, що дозволяє відключати вимикач навіть при наявності точкового зварювання контактів, яке може мати місце при включенні ВВ. Після удару рухливий контакт набуває високу стартову швидкість, необхідну для успішного відключення струму КЗ, і під дією пружини відключення разом з іншими рухомими частинами займає кінцеве вимкнене положення.
Ручне відключення. Ручне відключення здійснюється шляхом впливу на кнопку ручного відключення, яка через штовхач 15, шарнірно пов'язаний з валом 8, впливає через вал приводу на якоря електромагнітів і розриває магнітну систему. Кнопка ручного відключення, пов'язана з валом 8, може служити вказівником положення вимикача. Зусилля на кнопці відключення при ударній дії становить 200 - 250 Н.
Автономне включення. Наявність у схемі керування вимикачами батареї малогабаритних конденсаторів дозволяє здійснювати автономне включення ВВ на знеструмленій підстанції за допомогою двох стандартних елементів живлення 9 В, підключаючи їх до низьковольтного входу БО. Наявний у БО або блоці живлення перетворювач підвищує напругу живлення до необхідної і заряджає протягом короткого часу (менше 1 хв) батарею конденсаторів, після чого вимикач готовий до виконання операції "В" чи "ВО". Автономне включення може також виконуватися за допомогою інвентарних переносних блоків автономного включення (БАР), що поставляються підприємством на замовлення.
Пристрої керування. Пристрої управління вакуумними вимикачами є їх невід'ємною частиною і виготовляються у вигляді окремих блоків, які встановлюються в релейних відсіках КРУ, на панелях камер КСО або на викатних елементах КРУ. Вони забезпечують включення та відключення ВВ від джерела постійного, випрямленного або змінного оперативного струму, блокування від повторного включення ВВ, відключення від трансформаторів струму при відсутності напруги живлення, а також ряд додаткових функцій. РИЛ
О
Струмоведучий
вивід
Струмоведучий
вивід
Нерухомий
контакт ВДК
Вакуумная
дугогасильна камера (ВДК)
Рухомий
контакт ВДК
Гнучкий струмознімач
Тяговий ізолятор
Допоміжні
контакти
Вимикаюча пружина
Пружина піджаття
Катушка
Якорь
Кільцевий магніт
Втулка якоря
Покажчик
положення ВМИК/ВИМИК
Штовхач
Кулачок
Вал
Рисунок
3 – Будова полюса вакуумного вимикача
ЖЕН
Додаток Б
Таблиця 1 – Основні технічні характеристики вимикачів BB/TEL
№ |
Показник |
Значення |
1 |
Номінальна напруга, кВ |
10 |
2 |
Найбільша робоча напруга, кВ |
12 |
3 |
Номінальний струм (Iном), А |
630, 1000, 1600 |
4 |
Номінальний струм відключення (Iо ном), кА |
12,5; 20 |
5 |
Наскрізний струм короткого замикання:
|
32; 52; 81 12,5; 20 |
6 |
Нормований процентний вміст аперіодичної складової, % |
40; 40; 40 |
7 |
Середньоквадратичне значення струму за час його протікання (струм термічної стійкості), кА |
12,5; 20 |
8 |
Час протікання струму термічної стійкості, с |
3 |
9 |
Власний час відключення вимикача, с, не більше |
0,015 |
10 |
Повний час відключення, залежно від типу БУ/TEL, с, не більше |
0,09 |
11 |
Власний час включення, с, не більше |
0,07 |
12 |
Повний час включення, залежно від типу БУ/TEL, с, не більше |
0,1 |
13 |
Неодночасність замикання й розмикання контактів, с, не більше |
0,004 |
14 |
Номінальна напруга живлення котушок електромагнітів (постійна), В |
220 |
15 |
Номінальні параметри оперативної напруги живлення - змінна, В - постійна, В
- діапазон, % |
100, 220 24, 48, 110, 220 85 - 110 |
16 |
Ресурс по комутаційній стійкості:
|
50000 100 |
17 |
Механічний ресурс, циклів «ВВ» |
50000 |
18 |
Електричний опір головного кола полюса, мкОм, не більше, при номінальному струмі:
|
60 40 30 |
19 |
Маса, кг: BB/TEL-10 конструктивні виконання 41; 42; 44; 45; 46; 48; 51;52 BB/TEL-10 конструктивні виконання 43; 47 BB/TEL-10 конструктивні виконання 59; 70 BB/TEL-10 конструктивні виконання 60; 71 |
35 38 65 68 |
20 |
Термін служби до списання, років |
25 |