Карагандинский технический университет имени Абылкаса Сагинова Кафедра ЭС Лабораторная работа №2 Дисциплина: Электроэнергетика Проверил(а): ст.преподаватель Биличенко.Е.Н Выполнил: студент группы: ЭЭ-21-4 Сериков.С.М 2023

Лабораторная работа №2

Воздушные выключатели

Цель работы: изучение конструкций, принципа действия и особенностей функционирования воздушных выключателей.

Выключатели серии ВНВ имеют укрупненный двухразрывный дугогасительный модуль на напряжение 220—250 кВ. Все выключатели этой серии на 110—1150 кВ компонуются из резервуара со шкафом управления и опорной изоляционной колонки, на которой смонтирован ду­гогасительный модуль. Полюс выключателя на 220 кВ имеет одну опор­ную колонку с одним двухразрывным модулем (рис. 3), на 500 кВ — две опорные колонки и два модуля, на 750 кВ — три колонки и три модуля, на 1150 кВ — пять колонок и пять модулей. Полюс выключателя на 110 кВ имеет одноразрывный модуль.

Дугогасительный модуль — это двухразрывная дугогасительная камера, контактная система которой находится постоянно в среде сжатого воздуха (4 МПа) как во включенном, так и в отключенном положении. Контакты смонтированы в металлическом резервуаре, на котором установлены кон­тейнеры с шунтирующими резисторами и коммутирующими их механиз­мами. также заполненные сжатым воздухом. Токоведущие части присоеди­нены к контактной системе с помощью изолирующих вводов. Гашение дуги в камере осуществляется двусторонним дутьем сжатым воздухом, вы­брасываемым через внутренние полости контактов и выхлопные клапаны в атмосферу. Контакты имеют двухтактное движение: при гашении дуги разрыв между контактами имеет минимальное значение, чем обеспечивает­ся интенсивное дутье, после окончания гашения дуги подвижный контакт перемещается па максимальное расстояние, обеспечивая необходимую электрическую прочность.

На рис. 4, а схематически показано устройство одного разрыва дугогасительного модуля выключателя ВНВ на 500 кВ во включенном положе­нии.

---

Рисунок 3. Полюс воздушного выключателя ВНВ-220: 1 – резервуар; 2 – изолятор; 3 – механизм привода; 4 – блок шунтирующих реакторов



Рисунок 4. Дугогасительный модуль выключателя ВНВ: а – пневмомеханическая схема; б – электрическая функциональная схема.

Отключение происходит при срабатывании электромагнита отключения, который, воздействуя на клапан пневматической системы, свя­занной с резервуаром, создает движение изолированной тяги 2 и рычагов 3, в результате чего подвижный контакт б перемещается вправо.

Вначале размыкаются главные рабочие контакты 7, а затем дугогасительные 8. Дуга возникает между внутренней дугостойкой поверхностью подвижного контакта б и ламелями дугогасительного контакта и потоком сжатого воздуха из камеры сдувается на подвижное сопло 5. Так как вну­тренние полости контактов связаны с выхлопной полостью 11 и через нее с атмосферой, создается мощное дутье и дуга гаснет. После окончания га­шения дуги подвижный контакт перемещается на максимальное расстоя­ние и прячется за электростатический экран 4. Одновременно при движе­нии тяги 2 вниз перемещается шток 12 и, воздействуя выступом на рычаг. открывает оперативный клапан 14. Воздух над поршнем 15 выбрасывается в атмосферу, сам поршень перемещается, и подвижное сопло 5 движется вправо до упора, прекращая выхлоп воздуха в атмосферу. Истечение воз­духа из неподвижного контакта также прекращается, так как выхлопной клапан 9, приводимый тягой 10, перекрывает отверстие контакта 8.

При включении срабатывает электромагнит включения, он открывает пусковой клапан, и шток 12 под действием включающей пружины 13 пере­мещается вверх. Со штоком 12 связана тяга 2 (на рис. 4, а не видно), ко­торая через рычаги 3 передает движение подвижному контакту 6. Он пере­мещается влево и замыкает цепь.

Пневмомеханическсе устройство, примененное в выключателе ВНВ, уменьшает собственное время отключения до 0.02-0,025 с.

Распределение напряжения между дугогаситсльными разрывами осу­ществляется с помощью параллельно включенных конденсаторов (рис 4, б). При необходимости (большие скорости восстанавливающего­ся напряжения) выключатели могут оснащаться шунтирующими резисто­рами 1. В этом случае после гашения дуги в главной цепи на контактах 2 отключаются вспомогательные контакты

---

4 в среде сжатого воздуха раз­рывая небольшой ток.

Все фарфоровые покрышки разгружены от воздействия сжатого возду­ха и динамических нагрузок стеклоэпоксидными цилиндрами.

Выключатели серии ВНВ рассчитаны на ток отключения 40—63 кА. По сравнению с выклю­чателями ВВБ эти выключатели имеют меньшую массу и меньшие габариты.

Воздушные выключатели имеют следующие достоинства: взрыво- и пожаробезопасность, быстродействие и возможность осуществления быстродействующего АПВ, высокую отключаю­щую способность, надежное отключение емкост­ных токов линий, малый износ дугогасительных контактов, легкий доступ к дугогасительным камерам, возможность создания серий из круп­ных узлов, пригодность для наружной и внут­ренней установки.

Контрольные вопросы.

1.Назначение воздушного выключателя.

Автоматические выключатели воздушного типа применяются для:

• 
  нечастых выключений и включений силовых электрических сетей (в ручном режиме);
  
• 
  размыкания электроцепей при перегрузке или возникновении короткого замыкания (в автоматическом режиме);
  
• 
  автоматического обесточивания электрооборудования с целью его защиты от поломок при низком напряжении в сети;
  
• 
  защиты цепей в различных системах автоматического ввода резервного питания, например, в таких, где используются контакторы и магнитные пускатели.
  

2. Принцип работы воздушного выключателя.

Принцип действия воздушных выключателей основан на гашении электрической дуги, появляющейся при разрыве нагрузки. Этот процесс может происходить двумя типа движения воздуха:

1. 
   Продольный;
   
2. 
   Поперечный.
   

Воздушный выключатель может иметь несколько контактных разрывов, и это зависит от номинального напряжения, на которое он рассчитан. Для облегчения гашения особо больших типов дуги к дугогасящим контактам подключается шунтирующее сопротивление. Автоматические воздушные выключатели, работающие по принципу гашения дуги в обычных камерах, без наличия сжатого воздуха не имеют таких элементов. Камера гашения дуги у них состоит из перегородок, которые разбивают дугу на мелкие части, и она поэтому не разгорается и быстро тухнет. В этой статье речь пойдёт больше о работе высоковольтных (выше 1000 Вольт) выключателей, не оснащённых встроенной, а имеют управление в схему которой заведены релейные защиты.

---

Принцип работы высоковольтного выключателя со сжатым воздухом отличается друг от друга конструктивными особенностями, а в частности, с отделителем и без него.

В выключателях, которые оснащены отделителями силовые контакты соединены с специальными поршнями и составляют один контактно-поршневой механизм. Отделитель же включен последовательно к контактам дугогашения. То есть отделитель с дугогасящими контактами образует один полюс выключателя. При замкнутом положении и дугогасящие контакты и отделитель находятся в одном замкнутом состоянии. Во время подачи отключающего сигнала, сpaбатывает механический пневмоклапан, который в свою очередь открывает пневмопривод, при этом воздух с расширителя воздействует на контакты дугогашения. Расширитель, кстати, также специалисты называют ресивером. При этом силовые контакты размыкаются, а возникшая вследствие этого дуга гасится потоком сжатого воздуха. После чего отключается и сам разделитель, разрывая ток, который остался. Подача воздуха должна быть чётко отрегулирована, чтобы её хватило на уверенное гашение дуги. После прекращения подачи воздуха дугогасительные контакты принимают включенное положение, а разрыв цепи обеспечивается только разомкнутым выключателем. Поэтому при работе на электроустановках, которые питаются от таких выключателей обязательно необходимо выполнять размыкание разъединителей для безопасного проведения работ. Одного отключения пневмовыключателя мало! Чаще всего в цепях до 35 кВ применяется конструкция с открытыми отделителями, а если напряжение, при котором, работает выключатель выше то отделители уже изготавливаются в виде специальных воздухонаполненных камер. Выключатели с отделителем, например, выпускались в советском союзе под маркой ВВГ-20.

Если выключатель воздушный высоковольтный не имеет отделителя, то дугогосящие контакты его выполняют также роль и разрывания цепи и гашения возникшей дуги. Привод в них отделён от среды, в которой происходит гашение, а контакты могут иметь одну или даже две ступени работы.

3. Классификация воздушных выключателей.

Особенности применения выключателей дистанционного управления

Все воздушные высоковольтные выключатели, кроме как, по конструкции (с отделителем и без) отличаются, также и по назначению:

• 
  Сетевые. Они рассчитаны на напряжение 6000 вольт и выше и используются в цепях переменного тока для включения и выключения потребителей в нормальных неаварийных режимах работы, а также отключение при возникших коротких замыканиях;
  
• 
  Генераторные. Применяются в сетях с рабочим напряжением от 6 до 24 тысяч Вольт, для подключения в эти цепи генераторов. Выдерживают пусковые токи, а также режимы К.З.;
  
• 
  Для электротермических установок. Рабочее напряжение, при котором возможна нормальная коммутация, составляет 6–220 кВ. Может работать также и в аварийных режимах.
  
• 
  Специального назначения. Они выпускаются не серийно, а под заказ и изготавливаются с учётом местных условий эксплуатации.
  

---

И также выключатели, имеющие пневмоустановку для работы, разделяются по виду и расположению этого механизма, нагнетающего воздух аппарата:

1. 
   Опopные;
   
2. 
   Подвесные. Имеют подвешивающую к порталу, установленному на ОРУ, конструкцию;
   
3. 
   Выкатные. Оснащены механизмом для выкатывания из распредустройства;
   
4. 
   Встраиваемые в КРУ (комплектные распределительные устройства).
   

4. Конструкция воздушных выключателей.

Конструктивные схемы воздушных выключателей различны и зависят от их номинального напряжения, способа создания изоляционного проме­жутка между контактами в отключенном положении, способа подачи сжа­того воздуха в дугогасительное устройство.



Рисунок 1. Конструктивные схемы воздушных выключателей

В выключателях на большие номинальные токи (рис. 1, а, б) имеются главный и дугогасительный контуры, как и в маломасляных выключателях МГ и ВГМ. Основная часть тока во включенном положении выключателя проходит по главным контактам 4, расположенным открыто. При отклю­чении выключателя главные контакты размыкаются первыми, после чего весь ток проходит по дугогасительным контактам, заключенным в каме­ре 2. К моменту размыкания этих контактов в камеру подается сжатый воздух из резервуара 1, создается мощное дутье, гасящее лугу. Дутье мо­жет быть продольным (рис. 1, а) или поперечным (рис. 1, б). Необхо­димый изоляционный промежуток между контактами в отключенном по­ложении создается в дугогасительной камере путем разведения контактов на достаточное расстояние (рис. 1, б) или специальным отделителем 5, расположенным открыто (рис. 1, а). После отключения отделителя 5 пре­кращается подача сжатого воздуха в камеры и дугогасительные контакты замыкаются. Выключатели, выполненные по такой конструктивной схеме, изготовляются для внутренней установки на напряжение 15 и 20 кВ и ток до 20000 А (серия ВВП, а также на 35 кВ (ВВЭ-35-20/1600УЗ).

В выключателях для открытой установки дутогасительная камера рас­положена внутри фарфорового изолятора, причем на напряжение 35 кВ достаточно иметь один разрыв на фазу (рис. 1, б), на 110 кВ — два раз­рыва на фазу (рис. 1, г). Различие между этими конструкциями состоит в том, что в выключателе 35 кВ изоляционный промежуток создается в дугогасительной камере 2, а в выключателях напряжением 110 кВ и выше после гашения дуги размыкаются контакты отделителя

---

Смотрите также файлы

• Устройство и принцип работы 3D принтера.docx

• Курс лекций по дисциплине Финансы, денежное обращение и кредит по специальности 38. 02. 01 Экономика и бухгалтерский учет (по отраслям).docx

• Контрольная работа М. Ю. Лермонтов Герой нашего времени.docx

• Письменность и знания древних египтян.docx

• Корпоративная вуаль и ее снятие основные термины.docx