Масляные выключатели 110 кВ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВО “Марийский государственный университет”

Электроэнергетический факультет

Кафедра электроснабжения и технической диагностики

Реферат на тему

“Масляные выключатели 110 кВ “

Выполнил: студент 2 курса

очного отделения, ЭЭФ группы ЭЭ-21

Волков В.Л.

Проверил: канд. техн. наук, доцент

Гарипов И.Х.

г. Йошкар-Ола 2018

Оглавление

• Введение
• 1.Масляные выключатели 110 кВ
• 1.1 Устройство и принцип действия масляных выключателей
• 1.2 Достоинства и недостатки масляных выключателей
• 2.Типы масляных выключателей 110 кВ
• 2.1 Малообъемные маломасляные выключатели

2.2 Баковые масляные выключатели

3. Эксплуатация масляных выключателей

Заключение

Список литературы

Введение

Масляные выключатели - одни из первых коммутационных аппаратов в электроустановках высокого напряжения, применяются с конца прошлого столетия, не потеряли своего значения и широко используются в настоящее время. В СССР это основной вид выключателей на 6--220 кВ.

В настоящее время благодаря значительным усовершенствованиям их конструкции они успешно соревнуются во многих областях применения (вплоть до самых высоких напряжений) с другими типами выключателей. В некоторых случаях они даже предпочитаются в эксплуатации из-за простоты конструкции и относительно низкой стоимости.

Главный недостаток масляных выключателей заключается в опасности пожаров и даже взрывов. Этот недостаток ограничивает их применение для внутренних установок.

Различают выключатели масляные баковые -- с большим объемом масла, масло служит и как дугогасящая среда, и как изоляция, и выключатели маломасляные -- с малым объемом масла, масло служит только дугогасящей средой.

На напряжения 35-220 кВ применяются в основном баковые выключатели. Маломасляные выключатели являются основными на напряжение до 10 кВ. И это положение сохранится надолго, особенно если будут повышены их номинальные токи до 4 кА, а отключаемый ток - до 40-- 50 кА. Начинают все более широко применяться маломасляные выключатели в наружных установках на 110 и 220 кВ при условии их достаточной отключающей способности (серия ВМТ).

1.Масляные выключатели 110 кВ

1.1 Устройство и принцип действия масляных выключателей

Масляный выключатель -- это коммутационное устройство, предназначенное для включения и отключения силовых высоковольтных цепей и электрооборудования как под нагрузкой, так и без неё. Этот процесс разрыва электрической цепи выполняется выключателем за счет размыкания силовых контактов, погружённых в трансформаторное масло, и за счёт этого происходит гашение электрической дуги между ними. То есть масло служит дугогасительной средой и справляется со своей задачей весьма эффективно. Устанавливаются они почти всегда в ячейках КРУ (комплектное распределительное устройство) или КСО (камера сборная односторонняя), а также в ОРУ (открытых распределительных устройствах). После размыкания контактов выключателя масло служит для гашения дуги и как изолирующий материал между высоковольтными контактами. Только выключатели маломасляные устроены таким образом, что масло в них служит исключительно для дугогашения, и лишь частично для изоляции.

Во время процесса отключения в масле, при возникновении дуги в области контакта достигается очень высокая температура, порядка 6 тыс. градусов. Однако, за счёт свойств масла и химической реакции с парами, возникающими во время этого процесса, выделение теплоты при горении дуги не наносит вреда этому электрическому коммутационному устройству.

Все масляные выключатели конструктивно состоят из:

1. Силовой контактной группы. В неё входит подвижный (свеча) и неподвижный контакт (розетка), между которым и возникает дуга, гасящаяся в масле;

2. Изоляторы, которые обеспечивают надёжную изоляцию токопроводящих частей от корпуса, и друг от друга;

3. Одного или трёх баков с трансформаторным маслом;

4. Группы блок-контактов, выполняющих контролирующую и управляющую роль;

5. Приводы к масляным выключателям, собраны на довольно мощной включающей катушке, называющейся соленоидом или катушкой соленоида. Отключающая катушка выполняет роль ударного механизма, сбивающего с защёлки включенное устройство выключателя. Также привод может быть ручной;

6. Специальные отключающие пружины, которые размыкают силовую часть при отключении. За счёт них зависит скорость расхождения контактов.

Рис. 1. Масляные выключатели

При подаче питания на катушку соленоида включения его массивный сердечник втягивается, тем самым приводя в движение рычажный механизм, который, в свою очередь, направляет подвижные контакты, то есть свечи, в направлении розеток. Также механизм включения может быть выполнен и на ручном приводе, тогда работу соленоида должен будет выполнять человек, с помощью специального рычага, разумеется, в диэлектрических перчатках.

После тока как свечи вошли в розетку на 20-25 мм, механизм масляного выключателя встаёт на защёлку. Во время работы, в ячейках где установлены высоковольтные выключатели, должны быть изготовлены блокирующие устройства, которые не позволят механически, включенный высоковольтный аппарат, выкатить из ячейки КРУ.

Масляные выключатели, установленные в ячейках должны быть оснащены системами защиты. Таким образом, он работает в автоматическом режиме. Его работа и назначение схожи с обычным низковольтным автоматическим выключателем. При подаче отключающего сигнала или нажатия на механическую кнопку происходит сбивание устройства с защёлки и за счёт пружин, электрическая цепь разрывается, и он переходит в отключенное состояние. Отключающие сигналы,которые управляют выключателем, приходят от релейной защиты и автоматики.

1.2 Достоинства и недостатки масляных выключателей

Достоинства масляных выключателей

· простота конструкции;

· не зависят от атмосферных явлений;

Недостатки масляных выключателей

· большая взрыво- и пожароопасность;

· использование больших объёмов масла и, как следствие, большие размеры, большая масса таких выключателей (особенно актуально для баковых версий);

· необходимость в содержании масляного хозяйства.

· малый ресурс работы

· постоянный контроль за уровнем масла

· небольшие допустимые отклонения по уровню при монтаже

· необходимость достаточно мощных приводов включения

2.Типы масляных выключателей

2.1 Малообъемные маломасляные выключатели

Выключатели могут быть классифицированы по методу гашения дуги, виду изоляции токоведущих частей между собой и на землю, принципам, заложенным в конструкцию дугогасительного устройства.

В масляных выключателях дуга, образующаяся между контактами, горит в трансформаторном масле. Под действием энергии дуги масло разлагается и образующиеся газы и пары используются для ее гашения. В зависимости от способа изоляции токоведущих частей различают баковые и малообъемные маломасляные выключатели.

В этих выключателях масло служит только для гашения дуги и не выполняет изоляционных функций. Изоляция полюсов между собою и по отношению к земле выполняется из фарфора, стеатита, литой смолы. Изоляцией между полюсами выключателя служит также воздух. По существу малообъемный выключатель представляет собою как бы дугогасительную камеру бакового выключателя, помещенную вне бака на изолирующих опорах.

Во всех конструкциях малообъемных выключателей с продольным, поперечным или смешанным дутьем при размыкании контактов возникает сильная струя масла, которая интенсивно охлаждает ствол дуги и деионизирует его. При этом наиболее эффективным оказалось поперечное масляное дутье.

Малообъемные масляные выключатели изготавливаются на все напряжения до 110 кВ включительно и номинальные мощности отключения до 10 ГВА. Их несомненным достоинством является малое количество масла, небольшие габариты и масса, а также относительно низкая стоимость. Значительно меньшая взрыво- и пожароопасность делает возможным их установку не только в открытых, но и в закрытых распределительных устройствах. Однако сильная зависимость отключающей способности от отключаемого тока, сложность осуществления многократных АПВ и неприспособленность для работы с частыми отключениями ограничивает их применение менее ответственными узлами системы, где требования к выключателям облегчены.

По такому типу изготовляют выключатели ВМГ-10 (выключатель масляный горшковый) и ВПМ-10, а ранее изготовлялись выключатели ВМГ-133.

ВМП (выключатель маломасляный подвесной). Прибольших номинальных токах обойтись одной парой контактов (которые выполняют роль рабочих и дугогасительных) трудно, поэтому предусматривают рабочие контакты снаружи выключателя, а дугогасительные - внутри металлического бачка.

В установках. 110 кВ находят применение выключатели серии ВМТ (рис.2, а). Три полюса выключателя ВМТ-110 установлены на общем сварном основании 4 и управляются пружинным приводом 1. Полюс выключателя представляет собой маслонаполненную колонну, состоящую из опорного изолятора 2, дугогасительного устройства 3, механизма управления 5 и электроподогревательных устройств.

Рис.2. Выключатель маломасляный ВМТ-110:

Выключатель ВМТ-220 состоит из трех отдельных полюсов, установленных на отдельных рамах. Каждый полюс управляется пружинным приводом. Полюс выключателя имеет две маслонаполненные колонны, на которых установлены дугогасительные модули такой же конструкции, как и для выключателя ВМТ-110. Все детали ВМТ-220 максимально унифицированы с выключателем ВМТ-110, что позволяет взаимозаменять сменные части и эксплуатационные принадлежности.

Достоинствами маломасляных выключателей являются небольшое количество масла, относительно малая масса, более удобный, чем у баковых выключателей, доступ к дугогасительным контактам, возможность создания серии выключателей на разное напряжение с применением унифицированных узлов.

Недостатки маломасляных выключателей: взрыво- и пожароопасность, хотя и значительно меньшая, чем у баковых выключателей; невозможность осуществления быстродействующего АПВ; необходимость периодического контроля, доливки, относительно частой замены масла в дугогасительных бачках; трудность установки встроенных трансформаторов тока; относительно малая отключающая способность.

Область применения маломасляных выключателей -- закрытые распределительные устройства электростанций и подстанций 6, 10, 20, 35 и 110 кВ, комплектные распределительные устройства 6, 10 и 35 кВ и открытые распределительные устройства 3-5, 110 и 220 кВ.

2.2 Баковые масляные выключатели

Баковые масляные выключатели состоят из вводов, контактной и дугогасительной систем, которые помещены в бак, заполненный маслом. Масло изолирует фазы друг от друга (у однобаковых) и от заземлённого бака, а также служит для гашения дуги и изоляции разрыва между контактами в отключённом состоянии. При срабатывании выключателя сначала размыкаются контакты дугогасительных камер. Электрическая дуга, возникающая при размыкании этих контактов, разлагает масло, при этом сама дуга оказывается в газовом пузыре (до 70 % водорода), имеющем высокое давление. Водород и высокое давление в пузыре способствуют деионизации дуги. На выключателях для напряжений выше 35 кВ в дугогасительных камерах создаётся дутьё. Дугогасительная система может иметь несколько разрывов, которые увеличивают скорость растягивания дуги относительно скорости расхождения контактов. Разрывы могут помещаться в дугогасительные камеры, предназначенные для создания интенсивного газового дутья (дутьё может быть продольным или поперечным, в зависимости от направления движения масла относительно дуги). Для уравнивания напряжений (размера дуг) на контактах разрывы шунтируются. После погасания дуги траверсные контакты размыкаются, прерывая ток, протекающий через шунты.

На протяжении многих десятков лет конструкция баковых выключателей улучшалась в направлении уменьшения массы, объема, увеличения отключающей способности. Основными достоинствами этих выключателей являются высокая надежность, простота констукции камер и механизма, высокая механическая прочность элементов (камер, бака, механизма, вводов), что позволяет использовать эти аппараты в самых тяжелых устовиях эксплуатации (при низких температурах необходим подогрев масла для уменьшения его вязкости). По отечественной статистике надежность баковых выключателей выше надежности воздушных и маломасляных выключателей. Большим достоинством их является возможность использования встроенных трансформаторов тока и емкостных делителей напряжения. Простота конструкции не требует высокой квалификации обслуживающего персонала и сложного оборудования.

К недостаткам выключателей следует отнести: большие габариты и масса, необходимость периодической очистки масла, что требует наличия специализированного масляного хозяйства; сложность и трудоемкость ремонта и ревизии выключателей с напряжением 110 кВ и выше. Большим недостатком является взрыво- и пожароопасность баковых выключателей.

3. Эксплуатация масляных выключателей

Как и любой электрический аппарат, масляный выключатель требует правильной, корректной настройки, регулировки, и эксплуатации.

Нужно провести регулировку вхождения свечей (подвижных контактов) в розетки. Это производится путём раскрепления подвижного контакта и фиксирования его на нужном уровне. И также перед введением в работу должна быть оформлена форма протокола испытания масляного выключателя. Испытания масляных выключателей заключается в проверке его повышенным напряжением как в отключенном, так и во включенном состоянии, а также в проверке всех его цепей защит и сигнализаций. Это должен выполнять специально обученный персонал, чаще всего электротехническая лаборатория, соблюдая все меры безопасности.

В продолжении всей эксплуатации после каждого отключения и включения этих высоковольтных механизмов, нужно убедиться:

1. В наличии и качестве трансформаторного масла. Также масло должно быть в соответствующих пределах, которые видно по специальному стеклянному стержню с метками;

2. Контролировать крепление всех элементов привода, его шплинтов и механизмов болтового соединения;

3. Следить за тем, чтобы не разрушались проходные и опорные изоляторы;

4. Производить чистку блок контактов, если есть такая необходимость

В любом случае нужно понимать что высоковольтные масляные выключатели -- это сложные электрические коммутационные аппараты, который работают с токами короткого замыкания. Поэтому надёжность его работы и продолжительность его ресурса напрямую зависит от технического состояния, а также частоты коммутаций которые он выполняет.

выключатель масляный высоковольтный баковый

Заключение

В настоящее время масляные выключатели за рубежом практически не выпускаются, но в отечественных сетях все еще встречаются.

Распределение эксплуатируемых выключателей по типам в России не соответствует тому, что имеет место в мире. Так, среди выключателей на напряжение 110 кВ и выше в РАО “ЕЭС в настоящее время преобладают баковые масляные выключатели, а количество элегазовых составляет около 3 %. Значительная часть масляных выключателей эксплуатируемых в РАО “ЕЭС”, отработала установленный нормативными документами срок службы. К настоящему времени число таких выключателей составляет 40 %.

Создание современной инновационной и, самое главное, востребованной на рынке продукции является для компаний одним из важнейших приоритетов. Результатом этой работы стало создание в конце 2010 года первого вакуумного выключателя на напряжение 110 кВ с одним разрывом на фазу серии ВРС-110. Появления такого аппарата заказчики ждали давно. Это обусловлено тем, что в настоящее время в эксплуатации в энергосистемах России и стран СНГ находится большое количество морально устаревших и исчерпавших свой ресурс масляных выключателей, требующих замены на более современные аппараты. И это обусловлено тем, что вакуумные выключатели имеют солидный ресурс коммутации, минимальные расходы по эксплуатации и длительный срок службы.

Также в настоящее время с вакуумными выключателями конкурируют элегазовые выключатели.

Список литературы

1. А. Л. Церазов “Электрическая часть тепловых электростанций” ( М.: Энергия, 1980 г., - 328 с.:ил.).

2.С.В.Усов “Электрическая часть электростанций” (Л.: Энергоатомиздат, 1987 г., -616 с.:ил.).

3. А.А. Чунихин “Электрические аппараты” (М.: Альянс, 2013 г., -720 с.:ил)

4 . Интернет http://www.amperof.ru , http://www.eti.su

Размещено на Allbest.ru