Отделители и короткозамыкатели. Назначение, принцип работы. Отделитель 110 кв

Отделители и короткозамыкатели

Отделитель, рассчитанный на напряжение 35 и 110 кВ (рис. 1), представляет собой разъединитель с автоматическим отключающим приводом (ШПОМ). Отделитель на 220 кВ выполняется в виде аппарата с тремя отдельными полюсами с самостоятельными приводами. Включается отделитель вручную. Отделители могут отключать токи намагничивания трансформаторов мощностью до 16 MB·А при напряжении 35 кВ и до 63 MB·А — принапряжении 110 кВ. Применяются отделители с ножами заземления (типа ОДЗ) и без ножей (типа ОД) (рис. 2).

Рис. 1. Отделитель типа ОДЗ-35 с ножами заземления: 1 – шкаф управления; 2 – штанга; 3 – изолятор фарфоровый; 4 – ножи отделителя.

Рис. 2. Отделитель типа ОД-110: 1 – изолятор; 2 – ножи отделителя; 3 – механизм поворота колонок.

Короткозамыкатель (КЗ) — аппарат, предназначенный для создания искусственного короткого замыкания. Короткозамыкатель на напряжение 35 кВ выполняются в виде двухполюсного аппарата, на напряжение 110 кВ и 220 кВ — в виде однополюсного (рис. 3). Управление короткозамыкателями осуществляется приводом типа ШПКМ, выполненным с двумя реле максимального тока и катушкой отключения. Включается короткозамыкатель автоматически под действием пружинного механизма при срабатывании привода от релейной защиты.

Рис. 3. Короткозамыкатель типа КЗ: 1 – изолятор колонки; 2 – шина; 3 – тяги механизма управления приводом; 4 – привод; 5 – заземлитель.

Совместное применение отделителя и короткозамыкателя на подстанциях, рассчитанных на напряжение 35...220 кВ, позволяет отказаться от установки выключателей высокого напряжения, а также упростить и удешевить подстанции без уменьшения надежности.

На рис. 4. приведена схема, поясняющая совместную работу отделителя ОД и короткозамыкателя КЗ. Защита трансформатора TP вызывает срабатывание короткозамыкателя КЗ, который создает ток короткого замыкания, на что реагирует защита питающей линии. Линия отключается. В течение бестоковой паузы отключается отделитель ОД.На этом операция вывода из работы поврежденного трансформатора окончена. Остается восстановить схему для питания потребителей П, подключенных к линии. Это выполняет автоматика повторного включения АПВ.

Рис. 4. Схема, поясняющая работу отделителя и короткозамыкателя: В – выключатель; ЛЭП – линия электропередачи; Р – разъединитель; ОД – отделитель; КЗ – короткозамыкатель; ТР – трансформатор; П – потребитель.

Назначение и принцип действия.

В настоящее время начинают широко применяться высоковольтные подстанции без выключателей на питающей линии. Это позволяет удешевить и упростить оборудование при сохранении высокой надежности. Для замены выключателей на стороне высокого напряжения используются короткозамыкатели и отделители. Крроткозамыкатель — это быстродействующий контактный аппарат, с помощью которого по сигналу релейной защиты создается искусственное КЗ сети. Отделитель представляет собой разъединитель, который быстро отключает обесточенную цепь после подачи команды на его привод. Если в обычном разъединителе скорость отключения мала, то в отделителе процесс отключения длится 0,5—1 с. В качестве примера применения короткозамыкателей и отделителей на рис. 9 приведена схема питания от одной линии двух трансформаторных групп 77 и Т2. В схему кроме быстродействующих короткозамыкателей QK1 и QK2, введены отделители Q1 и Q2, которые при нормальном режиме работы замкнуты. Допустим, вследствие ухудшения изоляции трансформатора Т1 внутри него возникают электрические разряды, которые приводят к разложению масла и выделению газа. Газовые пузырьки, поднимаясь вверх, приводят к срабатыванию газового реле. По сигналу этого реле включается короткозамыкатель и в цепи возникает искусственное КЗ. Под действием тока КЗ срабатывает выключатель защиты QF1 и обе группы Т1 и Т2 обесточиваются.

Рис. 9. Схема коммутации с отделителями и короткозамыкателями

С помощью релейной защиты трансформатора 77 отключается также выключатель QF2, после чего с некоторой выдержкой отключается отделитель Q1. Затем, так как режим искусственного КЗ оказался отключенным, снова включается выключатель QF1. Если до аварии выключатель QF4 был отключен, тс после включения выключателя QFJ он может быть включен. При этом будет восстановлено питание потребителей на шинах 10 кВ первой трансформаторной группы.

Таким образом, в этой схеме удается не ставить выключатели на стороне 220 кВ трансформаторов Т1 и Т2. Однако для надежной работы необходима четкая последовательность в работе короткозамыкателей, выключателей и отделителей. Иначе возможны такие тяжелые аварийные случаи, как отключение тока КЗ отделителями и др. Эффективность такой схемы тем выше, чем больше номинальное напряжение сети. Указанный эффект достигается за счет отсутствия выключателей на стороне 35—220 кВ, а также аккумуляторных батарей и компрессорных установок. Уменьшается площадь подстанции. Создается возможность приближения напряжения 35—220 кВ непосредственно к потребителям. Сокращаются сроки строительства. По справочным данным, применение отделителей и короткозамыкателей позволяет удешевить стоимость подстанции на 40—50 % и практически сохранить ту же надежность. б) Конструкция короткозамыкателей и отделителей. На рис. 10 представлен короткозамыкатель КЗ-110 на напряжение 110 кВ. На стальной коробке 1 установлен опорный изолятор 2. Вверху опорного изолятора расположен неподвижный контакт 3, находящийся под высоким напряжением. Подвижный заземленный контакт — нож 4 укреплен на валу 5 привода короткозамыкателя. Для создания необходимой прочности нож 4 имеет ребро жесткости 6. Основание 1 изолировано от земли и присоединяется к одному концу первичной обмотки трансформатора тока, второй конец которой заземлен (рис. 12). На вал 5 действует пружина привода, которая заводится в отключенном состоянии. Для включения подается команда на электромагнит привода, который освобождает защелку механизма. Под действием пружины нож перемещается в вертикальной плоскости вверх и заземляет контакт 3. Время включения такого короткозамыкателя 0,15—0,25 с. В основу конструкции отделителя ОД-110У на 110 кВ (рис. 11) положен двухколонковый разъединитель с вращением ножей 1 в горизонтальной плоскости. Приведение в движение колонок 2 осуществляется пружинным приводом 3 с электромагнитным управлением. Во включенном положении пружины привода заведены.

Рис. 10. Короткозамыкатель Рис. 11. Отделитель

При подаче команды пружина освобождается и контакты расходятся за время 0,4—0,5 с. Параметры отечественных короткозамыкателей и отделителей приведены в справочной литературе. Схема релейной защиты при использовании отделителей и короткозамыкателей приведена на рис. 12. Короткозамыкатель 1 имеет пружинный привод 4. Механизм расцепления 6 привода может срабатывать от реле максимального тока мгновенного действия 8 и независимого расцепителя 10. От трансформатора тока 3 питается электромагнит 9 расцепителя отделителя 2. Отделитель отключается под действием пружины 5. При нормальной работе подстанции отделитель 2 включен, а короткозамыкатель 1 выключен. При внутреннем повреждении трансформатора срабатывает либо реле дифференциальной защиты КА, либо газовое реле Вг. Промежуточное реле при этом включает электромагнит независимого расцепителя 10. В результате короткозамыкатель 1 включается и через трансформатор тока 3 течет ток КЗ. Электромагнит 9 включается, и его якорь 11 заводит пружину 12. Схема будет находиться в таком состоянии до тех пор, пока от своей защиты не отключится выключатель, установленный на стороне высокого напряжения 220 кВ (выключатель QF1 на схеме рис. 9). После отключения этого выключателя ток через короткозамыкатель 1ив обмотке трансформатора 3 прекратится. Электромагнит 9 обесточится, его якорь под действием возвратной пружины освобождает защелку 7, и отделитель 2 размыкается.

Рис. 12. Схема релейной защиты при использовании отделителей и короткозамыкателей

Рис. 13. Элегазовый короткозамыкатель 110 кВ

Теперь выключатель на питающем конце линии может включаться вновь. Такая схема применяется только тогда, когда выключатель срабатывает (отключается) от замедленно действующей защиты. При быстродействующей защите линии применяются другие схемы. Описанные выше конструкции короткозамыкателей и отделителей имеют большое время срабатывания (0,5—1 с), что удовлетворяет современные требования к энергосистемам. В перспективе это время должно быть уменьшено до 0,08—0,12 с при напряжениях до 220 кВ. Рассмотренные аппараты не обеспечивают также достаточную надежность работы при гололеде и сильных морозах. Для уменьшения времени включения замыкателя и времени отключения отделителя необходимо сокращать междуконтактное изоляционное расстояние путем применения элегазогой или вакуумной среды. Более перспективным является использование элегазовых аппаратов, так как удается получить необходимую прочность при одном разрыве. Для вакуумных аппаратов необходимо включение нескольких разрывов последовательно. На рис. 13 представлен элегазовый короткозамыкатель на напряжение 110 кВ. В фарфоровом цилиндре 1 установлены контакты 2 и 3. Давление элегаза в цилиндре составляет 0,3 МПа. Привод подвижного контакта 3 осуществляется тягой 5. Стальной сильфон 4 обеспечивает герметизацию полости цилиндра 1. Расстояние между контактами 85—110 мм. Время срабатывания в 4—5 раз меньше, чем у существующих короткозамыкателей открытого типа. Короткозамыкатель защищен от климатических воздействий окружающей среды.

Выбор разъединителей

Номинальное напряжение разъединителя должно соответствовать номинальному напряжению высоковольтной сети. Наибольший длительный ток нагрузки потребителя не должен превышать номинальное значение длительного тока разъединителя. Ударный ток КЗ в месте установки разъединителя не должен превышать допустимую амплитуду ударного тока КЗ разъединителя.

Внешние условия работы разъединителя должны соответствовать реальным условиям эксплуатации аппарата (скорость ветра, температура, гололед).

Выбор короткозамыкателей и отделителей

Номинальное напряжение короткозамыкателя должно соответствовать номинальному значению напряжения сети. Динамическая и термическая стойкости короткозамыкателя должны соответствовать току КЗ в месте его установки. Время включения короткозамыкателя должно соответствовать требованиям схемы автоматики. Номинальные данные по току и напряжению отделителя выбираются так же, как и для разъединителя. Кроме того, время отключения должно соответствовать требованиям схемы автоматики.

studfiles.net

Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работы

Современная организация высоковольтных ЛЭП не предусматривает использование выключателей в узловых точках, подключенных к питающим линиям. Вместо них на большинстве подстанций используются короткозамыкатели и отделители. Такая концепция позволила, сохраняя высокий уровень надежности, существенно снизить стоимость оборудования и, что не маловажно, упростить его. Об устройстве этих электрических аппаратов и принципе действия будет рассказано ниже.

Назначение короткозамыкателя и отделителя

Кратко расскажем, для чего предназначен каждый из коммутационных аппаратов:

Основная задача отделителей – произвести оперативное отключение обесточенного проблемного сегмента сети. По сути, этот контактный аппарат является разъединителем со скоростью срабатывания 500-1000 мс. Конструкция может иметь заземление или быть изолированной от него. Отделитель ОД-220

В сетях с классом напряжения до 110,0 кВ применяются трехполюсные аппараты, управляемые общим пусковым приводом. Для 220 кВ и выше используются однополюсные устройства (по одному на фазу). Отключаются отделители автоматически, а включаются вручную. Управление разъединителями осуществляется релейной защитой.

Короткозамыкателями называют быстродействующие приводы, используемые для создания искусственного замыкания в линии с целью вызвать ее защитное отключение. В такой операции возникает необходимость в случае возникновения нештатной ситуации или аварии, например, при повреждениях трансформаторов. Короткозамыкатель КЗ-110

В зависимости от конструкции замыкание производится между фазами (в сетях до 35,0 кВ) или одной из фаз на «землю», для линий с классом напряжения от 110,0 кВ. Включается короткозамыкатель автоматически, при срабатывании релейной защиты, но если возникнет необходимость, процесс может быть запущен вручную. Что касается отключения, то для него автоматический режим не предусмотрен.

Устройство короткозамыкателя и отделителя

Кратко расскажем о конструкции электромеханических аппаратов, изображенных выше, это будет полезно при объяснении их принципа работы. Начнем с отделителя, его упрощенный чертеж представлен ниже (рис.3 1).

Рисунок 3. 1) конструкция отделителя; 2)конструкция короткозамыкателя

Обозначения (часть 1 конструкция отделителя):

А1 – стойки изоляторы.
B1 – поворотные штанги с установленными контактами ножами.
С1 – пружинный механизм, приводящий в движение поворотные штанги.
D1 – платформа.
E1 – шкаф с электромагнитным «спусковым» механизмом, освобождающим пружинный привод, разводящий контактные части.

Как сами устройства, так и механика их работы не отличаются сложностью. Мы уже упоминали, что применение отделителя производится при снятом напряжении с сети, то есть, когда включаются выключатели на питающей магистрали. Следовательно, на разъединители можно не устанавливать специальные вакуумные дугогасительные контактные камеры.

Теперь рассмотрим основные элементы конструкции короткозамыкателя (рис.3 2):

A2 – основная (опорная) штанга-изолятор.
В2 – неподвижная штанга с контактными ножами.
С2 – пружинный привод.
D2 – платформа, на которой установлен короткозамыкатель.
E2 – шкаф для электромагнитного привода и трансформатора тока.
F2 – подвижная заземленная штанга, замыкающая полюса короткозамыкателя.

Конструктивно короткозамыкатель КЗ-35, а также другие модели, создающие искусственное межфазное КЗ, имеют несколько отличий от представленного на рисунке устройства. Поскольку имитируется линейное замыкание, то подвижная не соединена с «землей», она подключается к другой фазе. Соответственно, конструкция снабжена еще одним изолятором-стойкой.

Принцип действия

Механика действий этих устройств довольно простая, у отделителя она следующая: при поступлении сигнала срабатывает реле отключающее электромагнит, который блокирует пружинный механизм. В результате срабатывания привода отделителя, его поворотные штанги разводятся в разные стороны, размыкая контакты. Сигнал на отключения подают цепи управления релейной защиты.

Используются разъединители только с применением короткозамыкателей. Это связано с тем, что с помощью последних можно током КЗ вызвать срабатывание релейной защиты, как на текущей высоковольтной подстанции, так и той, к которой подключена питающая ЛЭП. Короткозамыкатель может быть запущен по сигналу защиты трансформатора или вручную, если в том возникла необходимость.

Как только сигнал на запуск получен, отключается электромагнит блокировки пружинного механизма и под его воздействием приводится в движение подвижный контакт. В результате короткозамыкатель вызовет КЗ линии, что моментально приведет в действие релейную защиту. По ее сигналу сработают высоковольтные выключатели питающей ЛЭП. Поскольку скорость срабатывания разъединителей существенно ниже, они будут производить отключение уже обесточенной магистрали.

Для закрепления материала рассмотрим несколько примеров.

Работа короткозамыкателя без отделителя

Ниже представлена принципиальная электрическая схема подстанции, где применяется короткозамыкатель без использования отделителя.

Схема подстанции 110/10

Значащие обозначения:

A – Линейный размыкатель в высоковольтной части ТП.
В – Короткозамыкатель.
С – Силовой трансформатор.

В данной схеме короткозамыкатель будет работать следующим образом:

Если возникают проблемы с трансформатором «С» его подает сигнал на короткозамыкатель «В».
Механизм электромеханического устройства производит короткозамкнутое соединение.
КЗ отслеживает релейная защита, и формирует сигнал на ЛР «А».
Силовой выключатель срабатывает и отключает ввод.

После того, как будет установлена и устранена причина срабатывания защиты, отключается выключатель (то есть, производится подключения вводной линии).

Описанный выше пример организации защиты на подстанции вполне работоспособен и надежен, но применение выключателя в данном случае не оправдывает себя ввиду его высокой стоимости.

Совместная работа короткозамыкателя с отделителем

Теперь рассмотрим связку ОД-КЗ на примере подстанции с двумя трансформаторными группами, запитанными от одной входящей ЛЭП.

Пример подстанции с ОД-КЗ

Обозначения:

Вк1 – силовой выключатель ВЛ (замкнут).
Вк2, Вк3 – силовые защитные выключатели на низкой стороне (замкнуты).
Вк4 – секторный выключатель (разомкнут).
Кз1, Кз2 – короткозамыкатели (разомкнуты).
Од1, Од2 – отделители (замкнуты).
Тр1, Тр2 – силовые трансформаторы 220/10

Для получения представления как работает данная схема, рассмотрим ситуацию с выходом из строя одного из трансформаторов:

Представим, что в Тр2 нарушилась изоляция, что привело к образованию электроразрядов разлагающих масло, что обнаруживает газовое реле и подает соответствующий сигнал на щит управления короткозамыкателя Кз2.
Сигнал, поступивший на блокирующее реле, приводит к его срабатыванию. Механизм разблокируется и пружинным приводом осуществляется толчок подвижной штанги, в результате замыкаются две фазы.
Это включает Вк1, что приводит к отключению питающей линии обесточиванию Tp1 и Tp2. КЗ также вызывает соответствующую реакцию релейной защиты Tp2, она отключает Вк3 (снимается нагрузка) и запускает Од2. Поскольку у последнего самая низка скорость срабатывания, он приводится в действие последним, когда ВЛ и нагрузка отключены.
Через определенную выдержку Вк1 вновь подключает ЛЭП (срабатывает система автоматического повторного включения).
Автоматика ввода резерва включает Вк4.

По итогу на подстанции работает только Тр1, от которого запитываются обе секции.

Особенности

Идеальных систем не бывает, естественно, что у короткозамыкателей и отделителей имеется ряд особенностей, часть из которых можно причислить к недостаткам. Например, у последних резко снижается надежность срабатывания при оледенении. Эта проблема решается, если используются разъединители закрытого типа с элегазовым наполнением. Такие устройства стоят дороже обычных моделей, но все равно обходятся дешевле силовых выключателей.

К короткозамыкателям также имеются претензии, в частности, по скорости их срабатывания (она порядка 400-500 мс). Самое простое решение в данном случае – использование конструкций, где в качестве приводе используется пороховой заряд.

В остальном эксплуатация аппаратов, описанных в статье, вполне оправдывает себя, о чем говорит популярность связки ОД-КЗ.

www.asutpp.ru

3.3. Разъединители, отделители и короткозамыкатели

Разъединители служат для создания видимого разрыва, отделяющего выводимое в ремонт оборудование от токоведущих частей, находящихся под напряжением, для безопасного производства работ. Разъединители не имеют дугогасящих устройств и поэтому предназначаются для включения и отключения обесточенных электрических цепей, находящихся только под напряжением или даже без напряжения. Лишь в некоторых случаях допускается включение и отключение разъединителями небольших токов, значительно меньше номинальных, о чем сказано ниже. Разъединители используются также при различного рода переключениях в схемах электрических соединений подстанций, например при переводе присоединений с одной системы шин на другую.

Для включения и отключения разъединителей применяются ручные, электродвигательные и пневматические приводы. Ручные приводы могут быть рычажными серии ПР и с червячной передачей серии ПЧ. Однополюсные разъединители внутренней установки до 35 кВ управляются еще и оперативными изолирующими штангами. Электродвигательные приводы применяются для разъединителей внутренней и наружной установки. Органом управления являются кнопочные пульты управления с установкой кнопок «Включено», «Отключено» и «Стоп».

Пневматические приводы устанавливаются непосредственно на рамах разъединителей, вследствие чего отпадает надобность в соединительных тягах. Они отличаются плавной работой. Применение их особенно целесообразно на подстанциях, где имеются установки для производства сжатого воздуха. Управление пневматическим механизмом привода дистанционное с помощью электромагнитов включения и отключения.

Для заземления нейтралей силовых трансформаторов применяются специальные однополюсные заземлители наружной установки типа ЗОИ-110. Заземлители управляются приводами типа ПРНУ-10. Тяги приводов изолируются от заземлителей фарфоровыми изоляторами.

Требования, предъявляемые к разъединителям с точки зрения оперативного обслуживания:

1. Разъединители должны создавать ясно видимый разрыв цепи, соответствующий классу напряжения установки.

2. Приводы разъединителей должны иметь устройства фиксации в одном из двух оперативных положений: включенном и отключенном. Кроме того, они должны иметь надежные упоры, ограничивающие поворот главных ножей на угол больше заданного.

3. Опорные изоляторы и изолирующие тяги должны выдерживать механические нагрузки при операциях.

4. Главные ножи разъединителей должны иметь блокировку с заземляющими ножами и не допускать возможности одновременного включения тех и других.

5. Разъединители должны беспрепятственно включаться и отключаться при любых наихудших условиях окружающей среды (например, обледенении).

6. Разъединители должны иметь надлежащую изоляцию, обеспечивающую не только их надежную работу, но и безопасное обслуживание.

Отделители по конструкции токоведущих частей не отличаются от разъединителей. Их контактная система не приспособлена для операций

под рабочим током нагрузки. Основное назначение - быстрое отсоединение поврежденного участка электрической сети в бестоковую паузу. Допускаются также операции отключения и включения намагничивающих и зарядных токов. Управление отделителями серии ОД производится с помощью приводов типа ШПО. Привод позволяет включать отделители вручную. При этом одновременно заводятся отключающие пружины. Запасаемая в них энергия используется затем для дистанционного или автоматического отключения отделителя. Благодаря энергии пружин весь процесс отключения длится не более 0,5 с. При отключении привод воздействует только на механизм свободного расцепления.

При автоматизации подстанций отделители используются не только для отключения электрических цепей, но также и для переключения подстанций на резервный источник питания. Переключение производится в бестоковую паузу, когда прохождение тока к. з. прервано отключением соответствующих выключателей. Для автоматического включения отделители заводского изготовления переделывают следующим образом. Обе колонки изоляторов вместе с ножами снимают, поворачивают у основания на 90° против нормального их вращения и в таком положении крепят к раме. Привод и встроенные пружины остаются в прежнем исполнении. В таком виде при разведении ножей встроенные пружины отделителя будут заводиться и действовать на включение при освобождении защелки привода.

Отделители применяются в основном на подстанциях без выключателей со стороны ВН.

На таких подстанциях кроме отделителей устанавливаются короткозамыкатели. Назначение короткозамыкателей состоит в том, чтобы при внутренних повреждениях силовых трансформаторов быстро создавать мощные искусственные к.з. на питающих линиях, отключаемых затем выключателями. После снятия напряжения с питающей линии поврежденный трансформатор отсоединяется отключением отделителя, а линия включается в работу действием АПВ.

Надежная работа установок обеспечивается четкой последовательностью действий устройств релейной защиты, автоматики, коммутационных аппаратов, а также устройств блокировки между отделителями и короткозамыкателями по цепям управления.

В сетях 110—220 кВ короткозамыкатели выполняются однополюсными. Конструктивно короткозамыкатель типа КЗ-110 состоит из стержневого изолятора (в сетях 220 кВ — из двух стержневых изоляторов, поставленных один на другой) с расположенным на нем неподвижным контактом. Подвижный нож изоляционной тягой соединяется с пружинным приводом типа ШПК или ПГ-10-К, встроенным в шкаф. В отключенном положении короткозамыкателя пружины привода заведены и он готов к действию. Для включения короткозамыкателя защита поврежденного трансформатора подает оперативный ток на включающий электромагнит, боек которого через систему рычагов воздействует на защелку и нож включается. Время от момента подачи команды на электромагнит включения до полного замыкания контактов короткозамыкателя не превышает 0,35 с.

Отделители и короткозамыкатели открытой конструкции могут отказывать в работе при особенно неблагоприятных атмосферных условиях. В связи с этим находят все более широкое применение элегазовые аппараты, контактные системы которых находятся в закрытых камерах, заполненных элегазом под давлением 25—30 Н/см2. Небольшие межконтактные промежутки в элегазе (менее 100 мм у отделителей типа ОЭ-110) снижают время их срабатывания в 4 - 5 раз по сравнению с временем срабатывания отделителей типа ОД-110.

Элегазовые отделители и короткозамыкатели приводятся в действие пружинными приводами типов ППО и ППК соответственно.

studfiles.net

Отделители и короткозамыкатели. Назначение, принцип работы.

Сегодня на высоковольтных подстанциях зачастую используются типовые схемы без установки выключателей на питающей линии. Благодаря такой конструктивной особенности удаётся настроить полнофункциональное оборудование, которое отличается простотой исполнения и дешевизной при неизменно высокой надёжности. Чтобы заменить выключатели на стороне высокого напряжения применяются отделители и короткозамыкатели.

Короткозамыкатели служат для того чтобы создавать искусственное КЗ сети по сигналу релейной защиты. Отличаются высоким быстродействием.

Отделитель — это разъединитель, способный быстро отключить обесточенную сеть, когда подаётся команда на его привод. Отделители срабатывают значительно медленней обычных разъединителей (в течение 0,5-1,0 секунд). Посредством отделителя отсоединяются повреждённые участки сети после того, как выполнено отключение защитного выключателя. В свою очередь выключатель срабатывает по причине короткого замыкания, которое создаётся короткозамыкателем.

Короткозамыкатели создают искусственное КЗ в случаях повреждения трансформатора. В результате этого под влиянием защиты происходит отключение выключателей, которые установлены на питающих выводах линий. Короткозамыкатели управляются посредством привода ШПК, а включение короткозамыкателя происходит в автоматическом режиме под влиянием пружинного механизма в результате срабатывания привода по сигналу релейной защиты. В случае необходимости короткозамыкатель можно также включить вручную. Отключить же его можно исключительно при ручном оперировании.

Отделитель на подстанции.

Особенности короткозамыкателей и отделителей

Разъединители бывают одно- и трёхполюсными, предназначены для внутренней и наружной установки. Для осуществления отключения и включения разъединителей используются пневматические, электродвигательные и ручные приводы.

Отделители, короткозамыкатели открытой конструкции не очень надёжно функционируют во время неблагоприятных погодных условий (гололёд, мороз). Немало зафиксировано случаев отказа в работе. Чтобы повысить стабильность работы таких изделий, была разработана конструкция с контактной системой, помещаемой в закрытую камеру, наполненную элегазом. Для того чтобы скомпенсировать утечки элегаза, имеется связанный через фильтр баллон с внутренней полостью камеры контакта.

В установках напряжением 35 кВ используются два полюса короткозамыкателя, которые когда срабатывают, создают искусственное двухфазное короткое замыкание. В более мощных установках (110 кВ и выше) с заземлённой нейтралью используется только один полюс короткозамыкателя.

Типичные короткозамыкатели имеют скорость включения порядка 0,4-0,5 секунд. Если такого времени срабатывания недостаточно, используются короткозамыкатели на основе порохового заряда, под действием взрыва которого происходит движение ножа.

В целях автоматизации подстанций отделители применяются не только для обесточивания электрических цепей, но также и для перевода подстанций на резервные источники питания.

При контроле состояние короткозамыкателей и отделителей в первую очередь необходимо обращать внимание на состояние изоляции изделий и контактных соединений.

pue8.ru

Главная - Высоковольтное оборудование - Отделители ОД(З)-35,110,150,220

ОД(З)-35

ОД-35/630
ОДЗ-1-35/630
ОДЗ-2-35/630

ОД(З)-110

ОД-110/1000
ОД-110Б/1000
ОДЗ-1-110/1000

ОД-150/1000ОД-220/1000

Структура условного обозначения:

ОД - отделитель;З - наличие заземляющего ножа;Б - усиленная изоляция;35,110,150,220 – номинальное напряжение, кВ630,1000 – номинальный ток, А.

Отделители ОД (ОДЗ) предназначены для автоматического отключения поврежденного участка линии или трансформатора после искусственного короткого замыкания короткозамыкателем или передачи телеотключающего импульса в период времени между отключением выключателя на питающем конце линии и его повторным включением, отключения и включения участков линии или элементов схемы, находящихся без напряжения, а также для отключения и включения намагничивающих (индуктивных) токов холостого хода трансформатора и зарядных (емкостных) токов линии.

Характеристика	ОД(З)-35	ОД(З)-110	ОД-150	ОД-220
Номинальный ток, А	630	1000	1000	1000
Полное время отключения, с: - без гололеда	0,45	0,38	0,38	0,50
- гололед 15 мм	0,50	0,45	0,45	-
- гололед 20 мм	-	-	0,50	0,60
Длина пути утечки, см	70	190	260/390	380
Габариты (без привода), м: - длина (вдоль полюса)	0,99	1,66 (1,93)	1,99	2,44
- ширина, не менее	1,9	1,8	2,3	3,7
- высота	0,87	1,48	2,04 (2,64)	2,64
Масса полюса без привода, кг	76	270 (290)	460 (517)	540
Ток термостойкости, кА	12,5	31,5	31,5	31,5

Отделитель типа ОДЗ-35 с ножами заземления:

1 - шкаф управления; 2 - штанга; 3 - изолятор фарфоровый; 4 - ножи отделителя.

Отделитель типа ОДЗ-110 (рис а):

1 и 3 - ножи; 2 - контактное устройство; 4 - изоляционные колонки; 5 - кожух отключающей пружины; 6 - подшипники; 7 - рама; 8 - рычаг; 9 - тяга; 10 - привод отделителя (рис б)Привод отделителя (рис б): 1,7,10 - планка; 2 и 3 - электромагниты; 4 - конец вала привода; 5 - рычаг для подъема рычага 9; 6 - тяга; 8 - рычаг; 9 - серповидный рычаг; 11 - вал привода; 12 - удерживающая стойка; 13 - рычаг; 14 - защелка

mirenergo60.ru

Короткозамыкатель | Заметки электрика

Здравствуйте, уважаемые посетители сайта «Заметки электрика».

Еще перед летним отпуском в этом году, мы выводили в ремонт силовой трансформатор 110/10 (кВ) мощностью 63 (МВА). Ремонтная бригада производила замену разрядников на стороне 110 (кВ) на ОПН. А мы в это время занимались полной проверкой релейной защиты и автоматики этого самого трансформатора.

Схема электроснабжения данной подстанции выстроена с высокой стороны на отделителях и короткозамыкателях. Вот я и решил написать об этом более подробно. Тема сегодняшней статьи будет называться короткозамыкатель. Я Вам расскажу про назначение и применение короткозамыкателя, а также про принцип его работы.

Итак, начнем.

Назначение короткозамыкателя

Короткозамыкатель – это коммутационный аппарат, который необходим для создания искусственного короткого замыкания в электрической цепи.

Смысл его работы заключается в следующем. При внутреннем повреждении силового трансформатора включается короткозамыкатель и создает искусственное короткое замыкание. В это время на питающей подстанции релейная защита реагирует на ток искусственного короткого замыкания и отключает питающую линию, а соответственно, и силовой трансформатор от сети.

Короткозамыкатель может устанавливаться либо на одном полюсе, в электроустановках напряжением 110 (кВ) и выше, либо на двух полюсах, в электроустановках напряжением 35 (кВ).

В моем примере на одной подстанции короткозамыкатель установлен в ОРУ на стороне 110 (кВ) в фазе В, а на другой — в фазе С и А.

На фотографии выше видно, что короткозамыкатель КЗ-110 установлен в фазе В.

А на этой фотографии на одном вводе короткозамыкатель КЗ-110 установлен в помещении ЗРУ в крайней фазе С, а на другом вводе — в фазе А.

В общем это зависит в том числе и от конструктивных особенностей подстанции.

При установке короткозамыкателя высоковольтный выключатель на стороне 110 (кВ) не требуется, что значительно упрощает и удешевляет монтаж такого электрооборудования примерно на 40-50%, не теряя при этом надежность.

Хотя признаюсь Вам, что при написании своего дипломного проекта на тему: «Модернизация главной распределительной подстанции» я ушел от применения короткозамыкателей и отделителей, и установил на сторону 110 (кВ) вакуумные высоковольтные выключатели ВБЭ-110. На то это и дипломный проект, чтобы показать и доказать, что данная модернизация и расчеты имели право на жизнь.

На нашем предприятии имеются две главные распределительные подстанции (ГПП) напряжением 110/10 (кВ), где установлены короткозамыкатели. И у обеих подстанций схемы немного различаются. Давайте разберем работу короткозамыкателя на каждой из этих подстанций.

Работа короткозамыкателя без отделителя

Представляю Вашему вниманию электрическую принципиальную схему подстанции ГПП-1 110/10 (кВ) ввода № 1.

Питание силового трансформатора Т-1 осуществляется по воздушной линии 110 (кВ) через линейный разъединитель ЛР-110.

Вот этот самый силовой трансформатор Т-1 110/10 (кВ) мощностью 63 (МВА) .

На стороне 110 (кВ) в сторону линии установлен заземляющий нож ЗН для обеспечения электробезопасности при проведении ремонтных работ.

Как Вы видите, короткозамыкатель КЗ-110 установлен на стороне 110 (кВ) без отделителя.

В таком случае при внутреннем повреждении силового трансформатора Т-1 включается короткозамыкатель, который создает искусственное короткое замыкание на воздушной линии.

Под действием искусственного тока короткого замыкания релейная защита на питающей подстанции отключает с помощью выключателя эту линию. Линия остается без напряжения до выяснения конкретных причин повреждения силового трансформатора Т-1.

Работа короткозамыкателя с отделителем

А вот схема питания ГПП-2 110/10 (кВ) немного отличается от предыдущей схемы.

Питание силового трансформатора Т-1 осуществляется по воздушной линии 110 (кВ) через линейный разъединитель ЛР-110 и отделитель ОДЗ-110.

В данной схеме, в отличии от предыдущей, установлен отделитель ОДЗ-110. Устанавливается он на всех трех полюсах. Более подробно про отделитель я напишу в отдельной статье. Чтобы не пропустить, подпишитесь на получение извещения о выходе новых статей на сайте.

В нормальном режиме работы силового трансформатора Т-1 все три силовых контакта отделителя замкнуты.

А при возникновении внутреннего повреждения силового трансформатора Т-1 срабатывает короткозамыкатель, который создает искусственное короткое замыкание на воздушной линии.

Под действием искусственного тока короткого замыкания релейная защита на питающей подстанции отключает с помощью высоковольтного выключателя эту линию. И только после того, как линия отключится, в эту бестоковую паузу отключается отделитель, размыкая свои силовые контакты и тем самым отделяя поврежденный силовой трансформатор от сети.

Выглядит это следующим образом. Специально для Вас я снял видео работы короткозамыкателя в паре с отделителем.

Затем на этот высоковольтный выключатель на питающей подстанции действует АПВ (автоматическое повторное включение) и он включается. Линия снова становится под напряжение.

Эта схема немного сложна тем, что в ней необходима более точная и четкая слаженность работы релейной защиты на срабатывание короткозамыкателя и отделителя, а также высоковольтного выключателя на питающей подстанции. Этому способствуют различные виды блокировки устройств релейной защиты и автоматики, а также своевременное обслуживание приводов короткозамыкателя и отделителя.

Вот поэтому к релейной защите и предъявляются такие основные требования, как селективность (избирательность), быстродействие, чувствительность и надежность.

Но Вы только представьте себе, что произойдет, если релейная защита сработает не слаженно, и отделитель будет разрывать ток искусственного короткого замыкания. Это приведет к очень большим последствиям и аварии на подстанции.

P.S. Думаю, что смысл установки короткозамыкателя и отделителя на подстанции Вам ясна. В следующих статьях я расскажу Вам про конструкцию короткозамыкателя и отделителя, и их привода.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

zametkielectrika.ru

Наибольшие токи холостого хода и зарядные токи, отключаемые и включаемые разъединителями и отделителями 110-500 кВ

Номинальное напряжение, кВ	Тип отделителя, разъединителя	Расстояние между осями полюсов , м (рис. 4.2.1)	Ток, А, не более
Номинальное напряжение, кВ	Тип отделителя, разъединителя	Расстояние между осями полюсов , м (рис. 4.2.1)	холостого хода	зарядный
110		2,0	6,0	2,5
	ВР	2,5	7,0	з,о
		3,0	9,0	3,5
		2,0	4,0	1,5
	ГП	2,5	6,0	2,0
		3,0	8,0	3,0
		3,5	10,0	3,5
150		2,5	2,3	1,0
		2,7	4,0	1,5
	ВР	3,0	6,0	2,0
		3,4	7,6	2,5
		4,0	10,0	3,0
		3,0	2,3	1,0
	ГП	3,7	5,0	1,5
		4,0	5,5	2,0
		4,4	6,0	2,5
220		3,5	3,0	1,0
	ВР	4,0	5,0	1,5
		4,5	8,0	2,0
		3,5	3,0	1,0
	ГП	4,0	5,0	1,5
		4,5	8,0	1,0
330	ГП	6,0	5,0	2,0
	ПН	6,0	3,5	1,0
	ПНЗ	6,0	4,5	1,5
500	ВР	7,5	5,0	2,0
	ГП	8,0	6,0	2,5
	ПН	8,0	5,0	2,0
	ПНЗ	7,5	5,5	2,5

Примечания: 1. ВР - вертикально-рубящий, ГП - горизонтально-поворотный, ПН - подвесной, ПНЗ - подвесной с опережающим отключением и отстающим включением полюса фазы В.

2. Приведены результирующие токи холостого хода с учетом взаимной компенсации индуктивных токов ненагруженных трансформаторов зарядными токами их присоединений и зарядных токов воздушных или кабельных присоединений индуктивными токами ненагруженных трансформаторов.

4.2.19. Выбор аппаратов, проводников и изоляторов по условиям к.з. должен производиться в соответствии с гл. 1.4.

4.2.20. Конструкции, на которых установлены электрооборудование, аппараты, токоведущие части и изоляторы, должны выдерживать нагрузки от их веса, тяжения, коммутационных операций, воздействия ветра, гололеда и КЗ, а также сейсмических воздействий.

Строительные конструкции, доступные для прикосновения персонала, не должны нагреваться от воздействия электрического тока выше 50 °С; недоступные для прикосновения - выше 70 °С.

Конструкции на нагрев могут не проверяться, если по токоведущим частям проходит переменный ток 1000 А и менее.

4.2.21. Во всех цепях РУ должна быть предусмотрена установка разъединяющих устройств с видимым разрывом, обеспечивающих возможность отсоединения всех аппаратов (выключателей, предохранителей, трансформаторов тока, трансформаторов напряжения и т. д.) каждой цепи со всех ее сторон, откуда может быть подано напряжение.

Видимый разрыв может отсутствовать в комплектных распределительных устройствах заводского изготовления (в том числе с заполнением элегазом - КРУЭ) с выкатными элементами и/или при наличии надежного механического указателя гарантированного положения контактов.

Таблица 4.2.2

studfiles.net