Контрольные вопросы
1. Назначение реакторов в электроустановках.
2. Как определяется потеря напряжения простого л сдвоенного реактора рабочем режиме?
3. Когда в электроустановках целесообразно применять сдвоенные реакторы?
4. В каком режиме сдвоенный реактор имеет наибольшее сопротивление? Почему?
5. Почему при КЗ на одно из ветвей сдвоенного реактора, не другой повышается напряжение'
6. Целесообразно ли выбирать коэффициент связи сдвоенного" реактора Кс выше 0,5?
7. Какую реактивность будет иметь сдвоенный реактор при параллельном включении его ветвей? Выгодно ли использовать сдвоенный реактор вместо простого, с одной обмоткой?
8. Что более выгодно применять для уменьшения токов КЗ: трансформаторы с расщепленными обмотками или двухобмоточные трансформаторы вместе со сдвоенными реакторами?
Лабораторная работа №13 Изучение ячейки ксо
Цель работы: ознакомление с конструкцией и принципом действия ячейки типа КСО-10-11-Э1 «АВРОРА» производства ОАО «ПО ЭЛТЕХНИКА».
Общие сведения
«Аврора» – серия модульных ячеек в металлических корпусах с воздушной изоляцией. В ячейках КСО «Аврора» устанавливаются стационарные, но технологически выдвижные или выкатные силовые выключатели, воздушные разъединители и выключатели нагрузки, измерительные трансформаторы тока и напряжения и трансформаторы собственных нужд. При разработке данной серии учтены все современные требования надежности и безопасности, достигнута универсальность применения и простота обслуживания. Ячейки изготовляются на ток 630 А по 34 разновидностям схем и на ток 1000 А по 14 разновидностям схем.
Описание лабораторной установки
Лабораторная установка представляет собой ячейку камеры сборной одностороннего обслуживания «АВРОРА» типа КСО–10–сх11–Э1 У3, Uн = 10 кВ, Iн = 630 А, предназначенную для комплектования распределительных устройств напряжением 6 и 10 кВ трехфазного переменного тока частотой 50 Гц в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью.
Структура условного обозначения:
Основные технические характеристики камеры КСО приведены в таблице 16.
Таблица 16
Основные технические характеристики камеры КСО
Наименование параметра |
Значение |
Номинальное напряжение, кВ |
6,0; 10,0 |
Наибольшее рабочее напряжение, кВ |
7,2; 12,0 |
Номинальный ток главных цепей, А |
630; 1000 |
Номинальный ток сборных шин, А |
630; 1000 |
Номинальный ток плавкой вставки предохранителей, А |
6,3; 10; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200 |
Номинальный ток отключения предохранителей, кА: 6,3–160 А 200 А |
63 50 |
Номинальный ток трансформаторов тока, А |
50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 600; 800; 1000 |
Номинальный ток выключателей нагрузки и разъединителей, А |
630 |
Нормированный ток включения на короткое замыкание выключателей нагрузки, кА: |
20 |
Тип исполнения камер определяется схемой главных цепей и номинальными параметрами встраиваемых аппаратов.
В ячейках «Аврора» в зависимости от схемы главных цепей могут устанавливаться:
- вакуумные выключатели BB/TEL 1000 А;
- трехпозиционные разъединители РТ 630 А;
- трехпозиционные разъединители РТ-З на токи 630 А с отдельным заземляющим разъединителем;
- двухпозиционные разъединители SVR/ti на токи 1250 А;
- трехпозиционные выключатели нагрузки ВНТ-1, ВНТ-2, ВНТ-2Е на токи 630 А;
- выключатель нагрузки с предохранителями ВНТ-2П на токи630 А с отдельным заземляющим разъединителем;
- заземляющие разъединители ЗР;
- трансформаторы тока типа ТОЛ-10, ТЛК-10, тпол-10;
- трансформаторы напряжения типа НОЛ, ЗНОЛ, НАМИТ;
- предохранители типа Schneider, SIBA;
- ограничители перенапряжений серии ОПН/TEL;
- трансформаторы собственных нужд ТСКС.
Конструкция ячейки показана на рис. 100, принципиальная схема силовых цепей показана на рис. 101.
Рис. 100. Ячейка КСО-10-11-Э1 У1 «АВРОРА»
В рассматриваемой ячейке установлены 2 разъединителя типа РТ–3–10/630/20 – разъединитель трехпозиционный, на номинальное напряжение 10 кВ, номинальный ток 630 А, ток термической стойкости 20 кА.
Рис. 101. Принципиальная схема силовых цепей ячейки «АВРОРА»:
QS1, QS2 – разъединитель РТ-10/630/20; AF1 – выключатель вакуумный BB/TEL-10-12,5/1000-У2-48; TA-A, TA-C – трансформатор тока ТЛК-10-9-0,5/10Р; IC1…IC3 – изолятор опорный с емкостным делителем Veneta; ID1 – блок индикации Veneta; R1…R3 – ограничитель перенапряжения ОПН-РТ/TEL-10/11,5-УХЛ2
Разъединитель (рис. 102) состоит из трех полюсов, установленных на одном валу. Полюс состоит из несущего опорного держателя, изготовленного из высокопрочного изоляционного материала, на верхней части которого установлены неподвижные контакты и токоподводящая шина. На нижней части держателя установлены подвижные контакты и нижние подводящие шины. Подвижный контакт соединен с нижней подводящей шиной при помощи двух цилиндрических скользящих контактов и имеет возможность вращения вокруг скользящих контактов. Это позволяет выполнять операцию заземления без применения дополнительных заземляющих ножей. Заземляющие контакты крепятся к шине заземления.
Рис. 102. Общий вид разъединителя.
Разъединитель может находится в одном из трех положений – «включено», «отключено» или «заземлено», рис. 103.
Из положения «включено» он может быть переведен в положение «заземлено» только через положение «выключено». Таким образом выполняется естественная блокировка от неправильных действий. В данном разъединителе применен пружинный привод с ручным управлением типа К–1. Внешний вид привода показан на рис. 104. Этот привод позволяет выполнить контактами на трехпозиционных аппаратах 4 операции («В» и «О» для линейных и заземляющих контактов). Во всех операциях, кроме «О» для заземляющих контактов, скорость их перемещения определяется энергией, накопленной переключающей пружиной. При выполнении какой либо операции оператор вращает съемную рукоятку. На протяжении большей части перемещения рукоятки происходит накопление энергии пружины за счет ее скручивания, при этом перемещения подвижных контактов не происходит. При определенном положении рукоятки срабатывает спусковой механизм, пружина раскручивается и производит перемещение контактов.
Рис. 103. Три положения разъединителя
Рис. 104. Элементы индикации и управления приводом К-1
В ячейке установлен стационарный вакуумный выключатель BB/TEL, рис. 105. Принцип действия его основан на гашении дуги в глубоком вакууме. Фиксация контактов вакуумных дугогасительных камер в замкнутом положении осуществляется за счет остаточной индукции приводных электромагнитов («магнитная защелка»).
Рис. 105. Вакуумный выключатель BB/TEL
Оперативные цепи управления выключателем могут питаться на переменном и постоянном напряжении 110 или 220 В через блок питания BP/TEL–220–02A и блок управления BU/TEL–220–05A. После подачи питания на блоке питания загорается красный индикатор «Сеть», через 4 с. должен засветиться индикатор «Готов». Оперирование выключателем допускается не чаще 1 раз в 3 с.
Выключатели нагрузки ВНТ, устанавливаемые в ячейках, имеют систему гашения дуги токов нагрузки.
Каждый полюс ВНТ оборудуется автокомпрессионным воздушным дугогасительным устройством. Его принцип действия основан на гашении дуги продольным, по отношению к оси ствола дуги, потоком воздуха, возникающим вследствие уменьшения объема внутренней полости корпуса подвижного контакта во время выполнения операции отключения, рис. 106.
Система дугогасительных контактов состоит из подвижного стержневого дугогасительного контакта (1), установленного внутри неподвижного главного контакта, и дугогасительной розетки (2), установленной внутри подвижного контакта. Подвижный дугогасительныи контакт имеет возможность ограниченного осевого перемещения относительно неподвижного главного контакта; их электрическая связь обеспечивается за счет специальной контактной пластины, расположенной по периметру цилиндрической части дугогасительного контакта. В свободном состоянии подвижный дугогасительныи контакт втянут внутрь неподвижного главного контакта за счет усилия установленной в нем пружины. На конце рабочей части дугогасительного контакта имеется сферическое утолщение, необходимое для удержания его в ламелях дугогасительной розетки во время операции отключения.
Рис. 106. Система дугогашения выключателей нагрузки.
Во время выполнения операции отключения вначале происходит размыкание главных контактов; при этом подвижный дугогасительныи контакт движется вместе с подвижным главным контактом, удерживаемый дугогасительной розеткой. При достижении подвижным дугогасительным контактом положения упора, он останавливается, в то время как главный подвижный контакт продолжает движение. В этот момент происходит размыкание дугогасительных контактов, и между ними образуется электрическая дуга, которая гасится потоком воздуха, вытекающим из сопла (3) под действием поршня (4), расположенного внутри подвижного главного контакта. В то же время, подвижный дугогасительныи контакт под действием возвратной пружины начинает двигаться в направлении, противоположном направлению движения подвижного главного контакта. Этим обеспечивается большая скорость увеличения межконтактного промежутка на начальной стадии гашения электрической дуги.
В ячейке имеются следующие блокировки от неправильных действий.
1. Блокировка включения и выключения разъединителем тока нагрузки – при включенном вакуумном выключателе в приводе разъединителя автоматически закрывается отверстие для установки рукоятки.
2. Блокировка, не допускающая включение разъединителя при включенных заземляющих ножах и блокировка, не допускающая включение заземляющих ножей при включенном разъединителе – является следствием трехпозиционной конструкции разъединителя.
3. Блокировка, не допускающая открывания дверей высоковольтного отсека при включенных разъединителях – механическая блокировка, связывающая вал привода с дверным замком.
4. Предусмотрена возможность запирания привода заземляющего разъединителя при включенных ножах при помощи замка – осуществляется с помощью блокировочных ключей.
Для осуществления функций релейной защиты применяются микропроцессорные блоки релейной защиты (МБРЗ) совместного производства ОАО «ПО Элтехника» и фирмы ORION (Италия) типа IPR или SMPR. Возможно применение МБРЗ других производителей. Управление и мониторинг параметров может производиться по локальной сети посредством последовательного интерфейса RS 485 по протоколу MODBUS RTU. Имеется возможность подключения к АСУ ТП.
Виды защиты IPR:
Токовая отсечка от междуфазных замыканий.
Трехфазная максимальная защита от междуфазных замыканий.
Токовая отсечка от однофазных замыканий на землю.
Максимальная токовая защита от замыканий на землю.
Защита от замыканий на землю с действием на сигнал.
Виды защит SMPR:
Все виды защит IPR.
Защита минимального напряжения.
Защита от повышения напряжения.
Защита от понижения частоты.
Защита от повышения частоты.
На двери шкафа релейной защиты расположены: схема ячейки с сигнальными лампами положения аппаратов; сигнальная лампа неисправности HL3 «Авария»; кнопка-табло SB3 «Отсутствие оперативного напряжения» - после подачи оперативного напряжения на ячейку ее необходимо нажать для разблокирования; ключ SA1 «Управление» - должен стоять на «местном».
В релейном шкафу установлены следующие оперативные автоматические выключатели:
SF1 – питание блока питания и управления вакуумного выключателя;
SF2 – питание блока релейной защиты;
SF4 – питание цепей обогрева.
На блоке управления линейным разъединителем QS2 установлен автоматический выключатель SF3 – питание цепей освещения отсеков ячейки.
В шкафу релейной защиты и вторичной коммутации также установлены: приборы контроля и учета электроэнергии, клеммный ряд XT1, вспомогательные цепи, обеспечивающие обогрев и освещение.
Временное питание ячейки осуществлено следующим образом: подано напряжение ≈ 220 В на клеммы XT1–1 и XT1–3 (питание BP/TEL), на клеммы XT1–17 и XT1–19 (цепи контроля питания); подано напряжение ≈ 36 В (от клемм XT1–1 и XT1–3 через трансформатор 220/36 В на крыше) на клеммы XT1–9 и XT1–11 (освещение), на клеммы XT1–13 и XT1–15 (шинки сигнализации).