Διακόπτες κυκλώματος SF6 110 kV και άνω

Οι διακόπτες κυκλώματος υψηλής τάσης, στους οποίους το SF6 χρησιμοποιείται ως μονωτικό και μέσο τόξου, γίνονται όλο και πιο διαδεδομένοι επειδή έχουν υψηλούς ρυθμούς μεταγωγής και μηχανικούς πόρους, ικανότητα θραύσης, συμπαγή και αξιοπιστία σε σύγκριση με τον αέρα, το λάδι και την υψηλή τάση χαμηλής λαδιού. διακόπτες κυκλώματος.

Η επιτυχία στην ανάπτυξη των αυτόματων διακοπτών κυκλώματος SF6 είχε άμεσα σημαντικό αντίκτυπο στη θέση σε λειτουργία συμπαγών εξωτερικών συστημάτων διανομής, εσωτερικού εξοπλισμού διανομής και εξοπλισμού διανομής με μόνωση αερίου SF6. Οι διακόπτες κυκλώματος SF6 χρησιμοποιούν διαφορετικές μεθόδους κατάσβεσης τόξου ανάλογα με την ονομαστική τάση, το ονομαστικό ρεύμα διακοπής και τα χαρακτηριστικά του συστήματος ισχύος (ή της μεμονωμένης ηλεκτρικής εγκατάστασης).

Σε συσκευές πυρόσβεσης τόξου με μόνωση αερίου, σε αντίθεση με τις συσκευές πυρόσβεσης τόξου αέρα, όταν το τόξο σβήνει, η εκροή αερίου μέσω του ακροφυσίου δεν λαμβάνει χώρα στην ατμόσφαιρα, αλλά στον κλειστό όγκο του θαλάμου που είναι γεμάτος με αέριο SF6 σε σχετικά μικρή υπερβολική πίεση.

Σύμφωνα με τη μέθοδο κατάσβεσης του ηλεκτρικού τόξου κατά την ενεργοποίηση, διακρίνονται οι ακόλουθοι διακόπτες κυκλώματος SF6:

1. Αυτόματος διακόπτης συμπίεσης SF6, όπου ο απαιτούμενος ρυθμός ροής αερίου SF6 μέσω των ακροφυσίων της συσκευής πυρόσβεσης τόξου συμπίεσης δημιουργείται από το κινούμενο σύστημα του διακόπτη (διακόπτης αυτόματης συμπίεσης μιας βαθμίδας πίεσης).

2. Διακόπτης κυκλώματος SF6 με ηλεκτρομαγνητική έκρηξη, στον οποίο η κατάσβεση του τόξου στη συσκευή τόξου εξασφαλίζεται με την περιστροφή του κατά μήκος των επαφών του δακτυλίου υπό τη δράση του μαγνητικού πεδίου που δημιουργείται από το προς κατάσβεση ρεύμα.

3. Διακόπτης κυκλώματος SF6 με θαλάμους υψηλής και χαμηλής πίεσης, στον οποίο η αρχή παροχής ριπής αερίου μέσω των ακροφυσίων στη συσκευή πυρόσβεσης τόξου είναι παρόμοια με τις συσκευές πυρόσβεσης τόξου αέρα (διακόπτης SF6 με δύο στάδια πίεσης).

4. Αυτόματος διακόπτης κυκλώματος SF6, στον οποίο ο απαιτούμενος ρυθμός ροής μάζας αερίου SF6 μέσω των ακροφυσίων της συσκευής πυρόσβεσης τόξου δημιουργείται με θέρμανση και αύξηση της πίεσης του αερίου SF6 μέσω του τόξου ενεργοποίησης σε ειδικό θάλαμο (SF6 αυτο- παραγωγή διακόπτη κυκλώματος με ένα στάδιο πίεσης).

Ας δούμε μερικά τυπικά σχέδια διακοπτών κυκλώματος SF6 για 110 kV και άνω.

Οι διακόπτες κυκλώματος SF6 110 kV και άνω για μία μόνο διακοπή διαφόρων εταιρειών έχουν τις ακόλουθες ονομαστικές παραμέτρους: Unom = 110-330 kV, Inom = 1-8 kA, Io.nom = 25-63 kA, πίεση αερίου SF6 = 0,45 -0,7 MPa (abs), χρόνος διακοπής 2-3 περίοδοι ρεύματος βραχυκυκλώματος.Η εντατική έρευνα και οι δοκιμές εγχώριων και ξένων εταιρειών κατέστησαν δυνατή την ανάπτυξη και τη θέση σε λειτουργία ενός διακόπτη κυκλώματος SF6 με μία μόνο διακοπή σε Unom = 330-550 kV σε Io.nom = 40-50 kA και χρόνο ενεργοποίησης ρεύματος ενός ρεύματος περίοδο σε βραχυκύκλωμα.

Ένας τυπικός σχεδιασμός διακόπτη κυκλώματος SF6 φαίνεται στο Σχ. 1.

Η συσκευή βρίσκεται στη θέση απενεργοποίησης και οι ακίδες 5 και 3 είναι ανοιχτές.

Ρύζι. 1.

Ρεύμα τροφοδοτείται στη σταθερή επαφή 3 μέσω της φλάντζας 2 και στην κινητή επαφή 5 μέσω της φλάντζας 9. Ένας θάλαμος με προσροφητικό είναι τοποθετημένος στο άνω κάλυμμα 1. Η φέρουσα μονωτική δομή του διακόπτη κυκλώματος SF6 είναι στερεωμένη στο πέλμα 11. Όταν ο διακόπτης είναι ενεργοποιημένος, ενεργοποιείται ένας πνευματικός ενεργοποιητής 13, η ράβδος 12 του οποίου συνδέεται με μια μονωτική ράβδο 10 και μια χαλύβδινη ράβδο 8 με ένα κινητό. επαφή 5. Το τελευταίο συνδέεται σταθερά με ένα φθοριοπλαστικό ακροφύσιο 4 και έναν κινητό κύλινδρο 6. Ολόκληρο το κινητό σύστημα του EV (στοιχεία 12-10-8-6-5) κινείται προς τα πάνω σε σχέση με το σταθερό έμβολο 7 και την κοιλότητα Κ του συστήματος πυρόσβεσης τόξου του διακόπτη αυξάνεται.

Όταν ο διακόπτης είναι απενεργοποιημένος, η ράβδος 12 του μηχανισμού ενεργοποίησης τραβάει το κινητό σύστημα προς τα κάτω και δημιουργείται αυξημένη πίεση στην κοιλότητα Κ σε σύγκριση με την πίεση στον θάλαμο διακόπτη. Αυτή η αυτόματη συμπίεση του αερίου SF6 εξασφαλίζει την εκροή του αερίου μέσω του ακροφυσίου, την έντονη ψύξη του ηλεκτρικού τόξου που συμβαίνει μεταξύ των επαφών 3 και 5 κατά τη διάρκεια της διακοπής λειτουργίας. Ο δείκτης θέσης 14 δίνει δυνατότητα οπτικού ελέγχου η αρχική θέση του συστήματος επαφής του διακόπτη.Σε έναν αριθμό σχεδίων διακοπτών αυτόματης συμπίεσης SF6, χρησιμοποιούνται ελατήρια, υδραυλικοί ενεργοποιητές και η ροή αερίου SF6 μέσω ακροφυσίων στον αγωγό τόξου πραγματοποιείται σύμφωνα με την αρχή της αμφίδρομης εμφύσησης.

Στο σχ. 2 δείχνει έναν διακόπτη κυκλώματος δεξαμενής 220 kV με μόνωση αερίου τύπου VGBU (Inom = 2500 A, Io.nom = 40 kA NIIVA OJSC με αυτόνομη υδραυλική κίνηση 5 και ενσωματωμένο μετασχηματιστή ρεύματος 2. Το EV διαθέτει έλεγχο τριών φάσεων (μία κίνηση για τριών φάσεων) και είναι εξοπλισμένο με πορσελάνινα (πολυμερή) καλύμματα για 1 δακτύλιο αέρα-SF6.

Στη γεμάτη με αέριο δεξαμενή 3, υπάρχει μια συσκευή πυρόσβεσης τόξου, η οποία συνδέεται με την υδραυλική κίνηση 5 μέσω ενός μηχανισμού μετάδοσης που βρίσκεται στο θάλαμο γεμάτο με αέριο 4. Η δομή διακόπτη της δεξαμενής αερίου είναι στερεωμένη σε μεταλλικό πλαίσιο 6 Για την πλήρωση του διακόπτη κυκλώματος με SF6 χρησιμοποιείται ο σύνδεσμος 7. είναι ίσος με ένα atm (abs.) και τότε είναι απαραίτητο να εξασφαλιστεί p = pnom.

Ρύζι. 2.

Τα πλεονεκτήματα των διακοπτών κυκλώματος δεξαμενής με μόνωση αερίου με ενσωματωμένους μετασχηματιστές ρεύματος σε σχέση με τα κιτ «διακοπτών κυκλώματος με μόνωση αερίου και αυτόνομου μετασχηματιστή ρεύματος» είναι: αυξημένη σεισμική αντίσταση, μικρότερο εμβαδόν διανομής υποσταθμού, λιγότερες απαιτούμενες μεγάλες εργασίες στην ώρα της κατασκευής των υποσταθμών, αυξημένη ασφάλεια του προσωπικού του υποσταθμού (οι συσκευές πυρόσβεσης τόξου βρίσκονται σε γειωμένες μεταλλικές δεξαμενές), δυνατότητα χρήσης αερίου θέρμανσης SF6 όταν χρησιμοποιείται σε περιοχές με ψυχρό κλίμα.

Όταν σχεδιάζετε διακόπτες κυκλώματος 220 kV και υψηλότερης δεξαμενής για εξωτερικούς διακόπτες, είναι απαραίτητο να αυξήσετε την ονομαστική πίεση του αερίου SF6 (pH> 4,5 atm (abs.)). Επομένως, εισάγεται θέρμανση του αερίου μέσου για να αποτραπεί η χρήση αερίου SF6 από υγροποίηση σε χαμηλές θερμοκρασίες περιβάλλοντος ή μίγματα αερίου SF6 με άζωτο ή τετραφθορομεθάνιο.

Όπως δείχνει η πρακτική, για ονομαστική τάση 330-500 kV, οι διακόπτες κυκλώματος δεξαμενής μονής διακοπής για ονομαστικά ρεύματα 40-63 kA είναι ο πιο πολλά υποσχόμενος τύπος εξοπλισμού μεταγωγής για συσκευές διανομής και εξωτερικούς χώρους.

Ο διακόπτης κυκλώματος VGB-750-50 / 4000 U1 που αναπτύχθηκε από την JSC NIIVA (Εικ. 3) με συσκευή αυτόματης συμπίεσης δύο μετατοπίσεων για την κατάσβεση τόξου, ενσωματωμένους μετασχηματιστές ρεύματος, πολυμερικούς δακτυλίους αέρα SF6, είναι εξοπλισμένος με δύο υδραυλικούς κινητήρες ανά πόλο , που επιτρέπει ένα συνολικό χρόνο ταξιδιού όχι περισσότερο από τη διάρκεια δύο περιόδων ρεύματος στη συχνότητα παροχής.

Ρύζι. 3.

Στο σχ. Το σχήμα 4 δείχνει ένα τμήμα ενός μονοπολικού καταστολέα τόξου VGB-750-50 / 4000U1 με αντιστάσεις ανάντη (για τον περιορισμό των υπερτάσεων μεταγωγής). Η κινητή επαφή αυτών των αντιστάσεων συνδέεται μηχανικά με το κινητό σύστημα διακόπτη κυκλώματος.

Ρύζι. 4

Στην κλειστή θέση του διακόπτη κυκλώματος SF6, οι αντιστάσεις γεφυρώνονται από τις κύριες επαφές. Κατά την απενεργοποίηση, ανοίγουν πρώτα οι επαφές της αντίστασης, μετά οι κύριες επαφές και μετά οι επαφές τόξου. Κατά την ενεργοποίηση, οι επαφές της αντίστασης κλείνουν πρώτα, ακολουθούμενες από το τόξο και τις κύριες επαφές. Για να εξισορροπηθεί η κατανομή τάσης, κάθε διακοπή συνδέεται με πυκνωτές.

Η κατανομή λαμβάνεται από διακόπτες μονής διακοπής στήλης τύπου SF6 για ονομαστική τάση 110-220 kV με ονομαστικό ρεύμα διακοπής 40-50 kA.

Ρύζι. 5

Ένας τυπικός σχεδιασμός ενός διακόπτη καλωδίου με μόνωση αερίου VGP 110 kV (Inom = 2500 A, Io.nom = 40 kA) με ελατήριο της Electroapparat OJSC φαίνεται στο σχήμα. 5.

Δείτε επίσης για αυτό το θέμα: Συγκριτικά χαρακτηριστικά διακοπτών λαδιού, κενού και SF6 για υψηλή τάση