Основные сведения о работе фидерных высоковольтных выключателей переменного тока
Высоковольтные фидерные выключатели переменного тока применяют на тяговых подстанциях, постах секционирования и постах параллельного соединения. Основное назначение выключателей – защита контактной сети в аварийных режимах работы (перегрузках и коротких замыканиях) [2]. Кроме того, с помощью выключателей осуществляется разрыв цепи тока при производстве оперативных переключений.
На учебной тяговой подстанции использован вакуумный выключатель 3АН 4784-2 в ячейке КРУ-27,5кВ.
Выключатель предназначен для фидеров контактной сети тяговых подстанций, постов секционирования и пунктов параллельного соединения контактной сети участков, электрифицируемых на однофазном переменном токе 25 кВ.
Описание конструкции и принципа действия высоковольтного выключателя типа 3ан 4784-27,5
Выключатель состоит из полюса и полюсного привода.
Устройство полюса (рис. 4.3). Основным элементом полюса 2 является вакуумная дугогасительная камера (ВДК) 10, верхняя часть которой закреплена в верхней опоре 1 полюса, а в нижней опоре 13 – держится на направляющей, позволяющей выполнять осевое перемещение ВДК. Через верхний и нижний выводы 6 и 12, расположенные на опорах полюса, осуществляется подключение к силовой цепи.
Рис. 4.3. Устройство полюса выключателя
В нижней опоре подвижный контакт 9 ВДК через гибкую связь 11 соединяется с выводом 12, а также посредством шарнирной головки, прямой направляющей, коленчатого рычага и изолирующей приводной тяги 14 подключен к валу выключателя, расположенному в приводном устройстве 5.
Опоры полюса крепятся на изоляторах 3. Распорки из изолирующего материала 7 соединяют обе опоры полюса и вместе с изоляторами и полюсной пластиной 4 образуют прочный каркас, привинченный к приводному устройству.
Устройство привода. В корпусе привода 5 расположены все необходимые для включения и отключения электрические и механические конструктивные элементы и узлы (см. рис. 4.4). Корпус привода закрывается съемной крышкой 34 (см. рис. 4.5), в которой предусмотрены отверстия 35 – 40 для элементов управления и индикации.
Включение выключателя. Включение выключателя осуществляется при нажатии кнопки 36 и возможно только при предварительно заведенной (растянутой) включающей пружине 19. Состояние включающей пружины показывает индикатор 25 через отверстие 37 в крышке привода. Завод пружины выполняется с помощью редуктора 20 двигателем 30 при наличии оперативного напряжения, либо вручную, при отсутствии оперативного напряжения, с помощью кривошипной рукоятки. Для этого в крышке имеется отверстие 35, за которым расположена соединительная муфта для сцепления с кривошипной рукояткой. Также, при наличии оперативного напряжения включить выключатель можно, подав импульс напряжения продолжительностью не менее 45 мс на включающий электромагнит 21.
Включающая пружина посредством передаточного механизма и тяги 32 соединена с валом 28. При выполнении команды В, включающий блок освобождает защелку, запасенная потенциальная энергия пружины через тягу 32 передается на вал 28, обеспечивая поворот вала на угол 60° по часовой стрелке. Вал через тягу 14 передает усилие на подвижный контакт 9 ВДК. Подвижный контакт 9 совершает ход на 19-20 мм вверх, замыкая силовую цепь. Пружина 15 сжимается, обеспечивая таким образом дополнительное усилие в месте силового контакта. Индикатор состояния выключателя 27 меняет свое положение на «I». Счетчик количества коммутаций 29 увеличивает свое показание на единицу. Выключатель включен.
При наличии вспомогательного напряжения двигатель завода включающей пружины автоматически начнет заводить пружину. Рабочая цепь двигателя прерывается с помощью концевых выключателей 23. Время работы двигателя – не более 15 с.
Отключение выключателя. Отключающая пружина 33 сжимается в момент включения выключателя и становится на защелку. Выключатель отключается с помощью потенциальной энергии предварительно сжатой пружины 33. Освободить защелку можно вручную, нажав кнопку 38 на
Рис. 4.4. Устройство привода выключателя
Рис. 4.5. Лицевая панель приводного устройства.
лицевой панели привода, или при наличии оперативного напряжения, подав импульс напряжения продолжительностью не менее 40 мс на независимый расцепитель 22.
При выполнении команды «О» вал 28 поворачивается на угол 60° против часовой стрелки. Кинетическую энергию при повороте вала гасит демпфер 31. Вал через тягу 14 передает усилие на подвижный контакт 9 ВДК. Подвижный контакт совершает ход на 19-20 мм вниз, размыкая силовую цепь. Индикатор состояния выключателя 27 меняет свое положение на «О». Выключатель отключен.
Реле 17 служит для блокировки повторений операции включения выключатея, когда команда на включение продолжает оставаться поданной.
Вспомогательные блок-контакты 18 используются для реализации цепей управления выключателем.
Через низковольтный разъем 16 осуществляется подключение вторичных цепей выключателя с внешними устройствами подстанции.
Выключатель может быть укомплектован дополнительными расцепителями 24, 26 в зависимости от требований эксплуатации.
Содержание работы
Ознакомление с расположением оборудования в ячейке.
Изучение конструкции и взаимодействия частей вакуумного выключателя 3АН 4784-2.
Порядок выполнения работы
До принятия от дежурного электромеханика рабочего места ознакомиться с расположением оборудования в ячейке, составить однолинейную схему с указанием типов и номинальных данных аппаратов и начертить эскиз расположения оборудования в модуле 27,5 кВ.
После принятия рабочего места, сняв предохранители в цепях управления, ознакомиться с конструкцией выключателя на практике.
Содержание отчета
Однолинейная схема ячейки. По заданию преподавателя зарисовать схему управления и сигнализации выключателя ячейки 27,5 кВ.
Один экземпляр наряда, по которому выполнялась работа.
Конструкция выключателя.
Лабораторная работа № 5
Изучение конструкции выключателя и ревизия оборудования ячейки 10 кВ
Цель работы – изучение принципов действия и конструкции основного оборудования ячейки фидера 10 кВ, а также ознакомление с организацией работ по текущему содержанию оборудования ячейки.
Краткие сведения о конструкции и аппаратуре ячейки 10 кВ
В РУ-10 кВ на учебной тяговой подстанции применены ячейки КРУ типа «Омега» одностороннего обслуживания. В состав РУ-10 кВ входят три ячейки: ячейка №1 – ячейка ввода напряжения 10 кВ; ячейка №2 – ячейка вакуумного выключателя преобразовательного агрегата; ячейка №3 – ячейка трансформатора напряжения 10 кВ. Подробнее с компоновкой оборудования в РУ следует ознакомиться по [6, 7].
Схемы главных электрических соединений шкафов типа «Омега» приведены на рис. 5.1.
Рис. 5.1. Типовые схемы главных соединений шкафов типа «Омега»
Шкафы РУ-10 кВ укомплектованы цифровыми устройствами защит и автоматики «ИнТер».
Контактные соединения в шкафах не требуют обслуживания за счет применения тарельчатых пружин с нормированным давлением в течение всего срока эксплуатации в местах стыковки высоковольтных шин и аппаратов.
Рис. 5.2. Общий вид шкафа фидера типа «Омега»
Конструкция шкафов позволяет произвести быстрый механический монтаж и электрический монтаж силовых, вторичных цепей камер между собой в единый функциональный блок РУ-10 кВ.
Шкаф состоит из четырех отдельных отсеков (рис. 5.2):
отсек сборных шин 1,
отсек выкатного элемента 9,
отсек подключений 11,
отсек вторичных цепей 3.
В отсеке 9 установлен шторочный механизм с проходными изоляторами 8. Автоматически закрывающиеся шторки 8, препятствуют доступу к токоведущим частям при контрольном или ремонтном (выкаченном) положении выкатного элемента. На закрытых шторках предусмотрена возможность установки навесного замка. Также в отсеке 9 располагается выкатной элемент 6, на котором расположен вакуумный выключатель 5 или трансформаторы напряжения. Для вывода выкатных элементов в ремонтное положение предусмотрена тележка 7.
Механизм оборудован концевыми выключателями, сигнализирующими о нахождении выкатного элемента в рабочем и контрольном положениях, также осуществляется сигнализация при нахождении выкатного элемента в промежуточном положении. При ремонтном положении выкатного элемента, конструкция шкафа обеспечивает безопасный доступ к элементам, предназначенным для периодического осмотра и проверки.
В отсеке вторичных цепей 3 установлено низковольтное оборудование (блок защит и автоматики 4, автоматические выключатели, клеммы).
В отсеке подключений 11 располагаются шины для высоковольтных кабельных подключений, опорные трансформаторы тока 13, заземляющий разъединитель 12 и ограничители перенапряжений 10. Высоковольтные вводы в шкаф возможных в двух вариантах: кабельное и шинное – в зависимости от требований проекта и конкретного присоединения. Трансформаторы тока 13 служат для измерения значения тока в главных цепях шкафа для работы релейной защиты и измерения электрической энергии. Заземляющий разъединитель 12 предусмотрен для защиты персонала от поражения электрическим током при выполнении регламентных работ с силовым электрооборудованием шкафа. Ограничители перенапряжений 10 предназначены для защиты силовых цепей шкафа от различных перенапряжений, которые возникают в подводящей сети 6 или 10 кВ. В отсеке сборных шин 1 расположены сборные шины шкафа 14 фаз А, В и С, шины соединяются болтовыми соединениями от шкафа к шкафу в пределах блока РУ-10 кВ.
В РУ-10 кВ используется вакуумный выкючатель типа SION модель 3AE1184-1 на номинальное напряжение 12 кВ и номинальный ток 800 А.