МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

УКРАИНЫ

ВОСТОЧНОУКРАИНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ

имени ВЛАДИМИРА ДАЛЯ

Методические указания

К лабораторным работам по курсу

,,Электрические станции и подстанции”

для студентов дневной и заочной форм

обучения по направлению

,,Электротехника и электротехнологии”

Луганск 2011

УДК 621.311.

Методические указания к лабораторным работам по курсу ,,электрические станции и подстанции” для студентов дневной и заочной форм обучения по направлению ,,электротехника и электротехнологии”/

Составители Д.И. Кузьменко, Е. И. Штангеев, ­­- Луганск: издательство Восточноукраинского национального университета имени В. Даля, 2011 - … с

Приведены инструкции для выполнения лабораторных работ по курсу,, Электрические станции и подстанции“. Содержит необходимые теоретические сведения , описания и схемы лабораторных установок, методику проведения измерений и обработки результатов. Предназначены для студентов вузов обучающихся по направлению ,,Электротехника и элетротехнологии”.

Составители: Д. И. Кузьменко, доцент.

Е. И. Штангеев, доцент

Лабораторная работа № 1

Маломасляные выключатели.

1. Цель работы:

Ознакомиться с назначением, областью применения и конструкцией маломасляных выключателей.

2. Порядок выполнения работы.

2.1.Изучить область применения и принцип выполнения конструкции маломасляных выключателей.

2.2. Изучить, конструкцию выключателя ВМПЭ-10, выполнив разборку и сборку имеющегося образца.

2.3. Изучить конструкцию выключателя ВК-10, выполнив разборку и сборку имеющегося образца.

2.4. Изучить конструкции маломасляных выключателей других серий по литературным источникам.

2.5.Подготовить отчет о выполненной работе, включающий пояснения и эскизы указанных преподавателем деталей, а также ответы на контрольные вопросы.

3. Описание конструкции маломасляных выключателей.

3.1. Область применения маломасляных выключателей.

В маломасляных выключателях масло служит только газогенерирующим веществом. Для изоляции токоведущих частей используют фарфор, пластик. Текстолит и другие изолирующие материалы. Отечественные заводы строят маломасляные выключатели для номинальных напряжений от 6 до 220 кВ для внутренней и наружной установки. Они имеют меньшие размеры и массы по сравнению с баковыми выключателями. Относительно небольшое количество масло облегчает уход и ремонт.

В выключателях для номинальных напряжений до 35 кВ контактная система и дугогасительные устройства заключены в небольшие бачки, изолированные от заземленного основания фарфоровыми изоляторами. Бачки могут быть металлическими ( в ранних конструкциях) или из стеклопластика.

В маломасляном выключателе в отличие от бакового изоляция в основном обеспечивается твердыми диэлектриками. Меньшие габаритные размеры, а также худшие механические свойства материалов, применяемых для изготовления корпусов маломасляных выключателей, приводят к тому, что механическая прочность корпуса по отношению к давлениям, создаваемым при отключении предельных токов КЗ, у маломасляного выключатели ниже, чем у бакового. Это является основной причиной ограничения отключающей способности маломасляного выключателя. Второй причиной является трудность создания малогабаритного ДУ, обеспечивающего надежное гашение дуги всего диапазона отключаемых токов ̶ от малых до предельных.

Выпускаемые в настоящее время маломасляные выключатели делятся на две группы. Первая, более многочисленная ̶ с установкой ДУ в нижней части полюса и движением подвижного контакта на включение сверху вниз. Вторая ̶ с движением подвижного контакта на включение снизу вверх и установкой ДУ в верхней части полюса. Выключатели второй группы более перспективны с точки зрения повышения отключаемого тока.

3.2. Конструкция выключателя ВМПЭ–10.

На рис. 1 показан общий вид подвесного маломасляного выключателя серии ВМПЭ-10 со встроенным электроприводом, относящийся к первой группе.

Номинальное напряжения выключателя 10 кВ, номинальный ток в зависимости от сечения токоведущего контура и контактов – от 630 до 1600 А, номинальный ток отключения 20 и 31,5 кА, время отключения выключателя с приводом – не более 0,12 с, время горения дуги при отключении номинальных токов – не более0,02 с.

Выключатель состоит из рамы 1, к которой с помощью опорных изоляторов 3 крепятся полюсы выключателя 2. Полюсы выключателя с помощью изоляционных тяг 4 связываются с валом 5, общим для трех полюсов и установленным в раме выключателя. Включение выключателя осуществляется подачей напряжения на встроенный электромагнитный привод через контактор. Электромагнитный привод, преодолевая силу отключающих пружин, а в конце хода на включение и буферной пружины, поворачивает вал выключателя и через изоляционные тяги обеспечивает замыкание подвижных и неподвижных контактов, расположенных внутри полюсов, а также блокирует механизм выключателя при включенном положении. При этом взводятся отключающие и буферная пружины. При отключении механизм выключателя расцепляется и под действием отключающих пружин и буферной пружины, работающей на не большом ходе, происходит перемещение подвижных контактов. Торможение подвижных частей в конце хода на отключение происходит за счет масляного буфера, устраняющего вибрации подвижных контактов. Полюсы разделяются междуполюсными изоляционными перегородками, позволяющими сократить междуполюсное расстояние. Рама выключателя заземляется с помощью болта заземления.

Со стороны привода рама закрыта металлической крышкой, в которой имеются окна для наблюдения за уровнем масла в полюсах и для указателя, который фиксирует включенное и отключенное положение выключателя.

Полюс выключателя (рис. 2) состоит из изоляционного цилиндра 3, на концах которого заармированы металлические фланцы 2 и 4. Нижний фланец изоляционного цилиндра закрывается крышкой 1, на которой расположен не подвижный контакт розеточного типа. На верхнем фланце 4 укреплен корпус 5, к которому крепится головка полюса 6.

Внутри корпуса расположен механизм перемещения подвижного стержня, состоящий из двух рычагов – наружного 16 и внутреннего 12, жестко закрепленных на общем валу 14. Наружный рычаг с помощью изоляционной тяги связан с валом выключателя, а внутренний двумя серьгами 25 шарнирно соединен с подвижным контактом 24. Вал 14 установлен на подшипниках скольжения 10 и имеет уплотнения 13 для предотвращения выброса газомасляной смеси при отключениях. Изоляционная тяга крепится к рычагу 16 механизма 15.

В головке полюса имеется четыре отверстия для выхода газомасляной смеси при отключениях и обратный клапан 9.

Рис. 2 Полюс выключателя серии ВМПЭ-10

Рис. 2 Полюс выключателя серии ВМПЭ-10

Головка закрыта изоляционной крышкой 7 с пробкой 8 маслоналивного отверстия и двумя отверстиями для выхода газов.

К головке полюса крепятся два направляющих стержня 17. нижние концы стержней связаны планкой 20, в которую установлена втулка 19 для направления подвижного контакта. Для смягчения ударов при отключениях на каждом стержне установлены буферы 11. Между направляющими стержнями и подвижными контактом установлены роликовые токосъемные устройства 18, выполненные из медных роликов с поджимающими их пружинами. Количество этих роликов

Рис 3

в зависимости от номинального тока и номинального тока отключения от 4 до 10. Подвижный контакт имеет диаметр 22 мм для номинальных токов 630 и 1000 А и 24 мм для тока 1600 А.

Неподвижный контакт розеточного типа ( рис. 3) установлен на крышке 1. К граням основания на гибких связях 8 крепятся ламели 5, верхние торцы которых имеют напайки из дугостойкой металлокерамики. С внешней стороны в каждой ламели имеется гнездо 6 для установки изоляционной прокладки пружины 7. упирающийся в кольцо 4. Ламели упирается в опорное кольцо 3. Фиксатор 2 фиксирует распорный цилиндр и ДУ. Розеточный контакт на номинальные токи 630 и 1000 А имеет пять ламелей, на ток 1600 А – шесть ламелей.

Внутри цилиндра 3 (см. рис. 2) над розеточным контактом на распорном цилиндре 23 установлена дугогасительная камера 21, Имеющая два исполнения: поперечного масляного дутья для выключателей с номинальным током отключения 20 кА или встречно-поперечного масляного дутья для выключателей с номинальным током отключения 31,5 кА. Камера верхней частью упирается в пружину 26. Для наблюдения за уровнем установлен маслоуказатель 22 в виде стеклянной трубки с двумя рисками предельных уровней масла.

3.3 Изучение конструкции выключателя ВК-10

Колонковые, маломасляные выключатели серии ВК-10, разработаны на те же параметры , что и выключатель ВМПЭ-10, за исключением времени отключения 31,5 кА показан на рис 4, а полюс выключателя на рис 5.

Три полюса выключателя устанавливаются на литое основание, в котором расположены рычаги механизма, связанные со встроенным пружинным приводом. Полюс выключателя образован изоляционным цилиндром 1, внутри которого проходят токоведущие элементы, соединяемые с верхним неподвижным розеточным контактом, закрытым цилиндром 2 и обоймой 3, присоединенной у направляющим стержням 4. Токосъем с подвижного контакта 5 осуществляется с помощью роликового устройства 6. Подвижный контакт присоединен к рычагу механизма с помощью изоляционной тяги.

Лабораторная работа № 2

Высоковольтные трансформаторы тока