МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Дальневосточный федеральный университет»

ИНЖЕНЕРНАЯ ШКОЛА

Кафедра электроэнергетики и электротехники

Электроаппараты

Руководство

К лабораторной работе №3

на тему

Выключатели переменного тока высокого напряжения»

г. Владивосток

2012

Руководство (переработанное и дополненное) содержит общие и теоретические сведения по назначению и конструкциям выключателей переменного тока высокого напряжения. Приведены электрические схемы включения и отключения выключателей. Даны принципиальные характеристики срабатывания выключателей.

Руководство предназначено для лабораторных работ по дисциплине «Электрические аппараты» для студентов, обучающихся по направлению 140200.62 «Электроэнергетика» всех форм обучения.

Составлено канд. техн. наук доцентом кафедры Электроэнергетики и Электротехники Холяновой О.М., отредактировано ст.преподавателем Бурлаковой Г.И.

Владивосток, ДВФУ, 2012

1. Оглавление

1.Цель работы……………………………………………………………..4

2.Выключатели переменного тока высокого напряжения 5

2.1.Общие требования 5

2.2.Требования, предъявляемые к выключателям 5

2.3.Основные параметры 7

2.4.Классификация выключателей 7

3.Масляные выключатели 9

3.1.Масляные выключатели с большим объемом масла 9

3.2.Масляные выключатели с малым объемом масла

4.Электромагнитные выключатели 19

5 Воздушные выключатели………………………………………………. 24

6.Элегазовые выключатели 31

7 Вакуумные выключатели 45

8.Выключатели нагрузки 60

9.Список литературы 65

1. Цель лабораторной работы:

1. Изучение конструкций выключателей высокого напряжения, их назначение и использование в схемах электроснабжения.

При защите необходимо:

1. Объяснить конструкцию и назначение выключателей высокого напряжения

2. Назвать и расшифровать тип аппаратов.

3. Показать электрическую схему включения выключателей высокого напряжения

4 Ответить на контрольные вопросы.

2. Выключатели переменного тока высокого напряжения

2.1. Общие требования

Основным аппаратом, от работы которого в большинстве случаев зави­сят бесперебойность и надежность электроснабжения потребителей из всего оборудования, применяемого на любой подстанции, является выключатель. Он служит для включения и отключения токов любых режимов: номинальных, токов КЗ, токов холостого хода (хх) силовых трансформаторов, токов холостых линий и кабелей. Характерной особенностью этого аппарата является наличие дугогасительного устройства (ДУ), которое обеспечивает гашение дуги, возникающей в цепи высокого напряжения при ее размыкании.

2.2. Требования, предъявляемые к выключателям

Требования, предъявляемые к выключателям, заключаются в следующем:

1. Высокая надежность. При аварийных режимах протекают токи до 300 кА, поэтому ликвидация аварийных режимов должна происходить за минимальное время с целью исключения разрушений оборудования.

Получение высокой надежности связано с большими трудностями, так как процессы, протекающие в выключателях, сложны, не поддаются полному математическому описанию.

Требование надежности является одним из важнейших требований, поскольку от надежности выключателей зависит надежность работы энергосистемы, следовательно, и надежность электроснабжения потребителей. Срок службы выключателя не менее 20 лет. Надежность регламентируется

ГОСТ 13377-75. Количественно надежность выключателя может выражаться вероятностью безотказной работы или интенсивностью отказа.

Анализ большого статистического материала показал, что 70% отказов выключателей наступает из-за поломок в механизме аппарата, 10% - из-за повреждения изоляции, 20% - вызвано другими причинами.

Выключатели по механической износостойкости должны выдерживать 2000 операций без тока при Uhom <35 кВ, с напряжением Uhom > 110кВ -1000 операций. При этом не должно возникать ни одной неполадки. После 1000 или 2000 циклов допускается строго ограниченное число отказов (ГОСТ 687-78).

Отказ - неисправность, которая не дает возможности выключателю выполнять свою основную функцию. К ним относятся невыполнение команд включения (В) или отключения (О), перекрытие изоляции аппарата, повреждение токоведущей цепи, отказы в гашении дуги.

2. Возможно малое время отключения. Требование быстродействия следует понимать как возможно малое время отключения цепи при КЗ. Время отключения исчисляется от момента подачи команды на отключение до погасания дуги во всех полюсах. Приблизительно до 1940 г. время отключения выключателей напряжением 11О кВ и выше составляло 8-10 периодов. В настоящее время большая часть выключателей110 кВ имеют время отключения 2 периода /1/

3. Увеличение между ревизионных сроков. Вывод выключателя из эксплуатации для ремонта и ревизии связан с большими трудностями технического порядка, часто является причиной аварий и обходится очень дорого. Не так давно междуревизионный срок для выключателя был 1 год. За счет совершенствования конструкции и технологии этот срок увеличен до 3 лет. В настоящее время созданы вакуумные и элегазовые выключатели, у которых срок между ревизиями достигает 25 лет

4. Стойкость к большим тепловым, механическим и электрическим перегрузкам.

5. Стойкость к атмосферным воздействиям. Выключатели, рассчитанные для работы в ОРУ (открытое распределительное устройство), должны противостоять всем воздействиям атмосферы: повышенной влажности, дождю, снегу, гололеду, загрязнению внешней изоляции, высокой ветровой нагрузке. Кроме того, выключатели должны быть устойчивы к землетрясению.

6. Удобство при производстве, транспортировке и эксплуатации. Масса, габаритные размеры аппаратов должны быть минимальными.