Высоковольтные выключатели

Эти устройства в последнее время находят все большее применение, так как они заменяют высоковольтные трансформаторы. При такой замене получается заметный выигрыш в габаритах и массе, поскольку с использованием трансформатора значения этих параметров получаются довольно большими, что диктуется необходимостью обеспечения требуемой электрической прочности.

Учитывая необходимость подключения трансформаторов тока для питания измерительных приборов и реле с различными классами точности, высоковольтные трансформаторы тока выполняют с двумя вторичными обмотками. Например, 0,5/Р — для счетчиков и реле; 0',5/Д — для счетчиков и реле дифференциальной защиты (см. § 8.3) с различными номинальными нагрузками [25].

Минимальное расстояние между обмотками ограничивается электрической прочностью изоляционного промежутка. Вследствие этого высоковольтные трансформаторы, в которых изоляционный промежуток больше, имеют относительно большие потоки рассеяния и напряжения короткого замыкания, чем низковольтные трансформаторы. При чередующейся обмотке ( 2.13, в) потоки рассеяния несколько больше, чем при концентрической.

Трансформаторы тока применяются в высоковольтных сетях вплоть до предельных напряжений 1150 кВ. Высоковольтные трансформаторы тока выполняются в двухступенчатом каскадном исполнении ( 2.80).

В крупных силовых установках из многообмоточных трансформаторов применяются главным образом трехобмоточные, в установках радиоэлектроники — трех- и четырехобмоточные и встречаются даже пя-тиобмоточные силовые трансформаторы. К ним относятся различные накальные трансформаторы, высоковольтные трансформаторы малой мощности и другие типы, широко используемые в радиоэлектронной, бытовой и специальной аппаратуре.

46. Высоковольтные трансформаторы тока проходного типа:

На 46 показаны наиболее часто применяемые на подстанциях высоковольтные трансформаторы тока проходного типа с фарфоровой изоляцией (ТПФМ) и литой изоляцией из эпоксидной смолы (ТПЛ и ТПОЛ).

55. Буряк В. С. Обзор принципов выполнения устройств, заменяющих высоковольтные трансформаторы тока. М., Информэнерго, 1971. 61 с. с ил.

Назначение и основные понятия. Измерительные трансформаторы переменного тока основаны на явлении электромагнитной индукции и, подобно силовым трансформаторам, представляют собой сердечник из листового магнитномягкого материала с двумя обмотками. Их основное назначение состоит в преобразовании (обычно уменьшении) значений измеряемых напряжений и токов в стандартные: 100 В или 100/1/3 В и 5 А (иногда 1А). Помимо этого при измерениях на высоком напряжении трансформаторы обеспечивают безопасность обслуживания приборов на вторичной стороне. Высоковольтные трансформаторы кроме обмоток, предназначенных для включения измерительных приборов, обычно имеют дополнительные обмотки для питания цепей релейной защиты. Трансформаторы высоких классов точности имеют сердечники не из листовой трансформаторной стали, а из материалов с высокой магнитной проницаемостью типа пермаллоя.

Учитывая необходимость подключения трансформаторов тока для питания измерительных приборов и реле с различными классами точности, высоковольтные трансформаторы тока выполняют с двумя вторичными обмотками ( 5.42). Например, 0,5/Р — для счетчиков и реле 0,5/Д—для счетчиков и реле дифференциальной защиты.

Масляные трансформаторы и маслонаполненныв электрические аппараты отправляются заводом-изготовителем полностью собранными и залитыми маслом. Крупные высоковольтные трансформаторы отправляются частично демонтированными (без расширителя и высоковольтных вводов), залитыми маслом ниже крышки. Надмаслянное пространство внутри бака заполняется инертным газом или сухим воздухом.

В качестве источника питания для нейтрализаторов переменного напряжения служат серийные высоковольтные трансформаторы мощностью 5—10 Вт (например, газосветный трансформатор ТГ-10-20). Для питания нейтрализаторов постоянным напряжением используют схемы выпрямления напряжения на высоковольтной обмотке трансформаторов или схемы умножения напряжения ( 86).

Для управления электротехническими устройствами необходимо болыше число различных аппаратов. В зависимости от назначения их можно разделить на две основные группы: коммутационные аппараты (высоковольтные выключатели, разъединители, контакторы и др.) и защитные аппараты (автоматические воздушные выключатели, плавкие предохранители, различные реле и разрядники для защиты от перенапряжений).

Ограничение токов КЗ вызывается технической необходимостью (например, высоковольтные выключатели или кабели без специальных токоограничивающих мер не проходят по действию токов КЗ) или экономической целесообразностью (с установкой токоограничивающих устройств приведенные затраты проектируемой электроустановки минимальные). Рациональный вариант ограничения токов КЗ выбирается по результатам технико-экономических расчетов.

Токи однофазного КЗ в сетях с эффективно заземленной нейтралью на 10—25% превышают токи трехфазного КЗ. Согласно ПУЭ высоковольтные выключатели по коммутационной способности проверяются по наибольшему трехфазному или однофазному току КЗ. Поэтому при больших однофазных токах КЗ в сетях с эффективно заземленной нейтралью осложняется выбор выключателей и затрудняются условия их работы.

Высоковольтные выключатели выбираются по коммутационной способности с учетом параметров восстанавливающегося напряжения. Нормированное содержание апериодической составляющей номинального тока отключения для выключателей, отн. ед., определяется по выражению

ГОСТ 687—78* на высоковольтные выключатели нормирует характеристики собственного переходного восстанавливающегося напряжения (ПВН), определяемые параметрами электрической сети. Нормированные характеристики ПВН представляются в виде условной граничной линии и линии запаздывания, которые строятся по двум параметрам мс и t3, а также величинам и' и td, определяющим линию запаздывания ( 5.1), и по четырем параметрам гг,, мс, гь t2, а также величинам и' и td ( 5.2).

Для управления электротехническими устройствами необходимо большое число различных аппаратов. В зависимости от назначения их можно разделить на две основные группы: коммутационные аппараты (высоковольтные выключатели, разъединители, контакторы и др.) и защитные аппараты (автоматические воздушные выключатели, плавкие предохранители, различные реле и разрядники для защиты от перенапряжений).

Для управления электротехническими устройствами необходимо большое число различных аппаратов. В зависимости от назначения их можно разделить на две основные группы: коммутационные аппараты (высоковольтные выключатели, разъединители, контакторы и др.) и защитные аппараты (автоматические воздушные выключатели, плавкие предохранители, различные реле и разрядники для защиты от перенапряжений).

шеяия разрушающего действия электрической дуги многие выключающие аппараты, такие, например, как контакторы, снабжаются устройством для быстрого гашения дуги. Наиболее часто электрическая дуга выталкивается из пространства между контактами, в результате чего она гасится магнитным полем (магнитное дутье). В других случаях (высоковольтные выключатели) дуга выталкивается мощным воздушным потоком.

Отключение больших токов короткого замыкания — сложнейшая задача. По способу гашения дуги высоковольтные выключатели могут быть масляные^ воздушные, элегазовые, вакуумные, электромагнитные и др. Отдельные типы выключателей с ограниченной отключающей способностью называют выключателями нагрузки. Они рассматриваются в следующей главе.

При отключении линий электропередач между контактами возникает мощная электрическая дуга, для гашения которой используются специальные устройства. Процесс отключения линий должен проходить как можно быстрее, чтобы обеспечить высокую надежность электрических систем, например при ликвидации аварий. Современные высоковольтные выключатели способны отключать линии за 0,12—0,15 с. В будущем предполагается повысить

Высоковольтные выключатели предназначены для оперативных замыканий и размыканий цепей высокого напряжения при номинальных режимах работы и автоматического размыкания этих цепей при аварийных режимах (перегрузки, короткие замыкания и т. п.). Автоматическое и достаточно быстрое отключение цепи при коротком замыкании является основной и наиболее ответственной операцией выключателя, предотвращающей повреждение и разрушение дорогостоящего электрооборудования от действия больших токов короткого замыкания, а также возможные нарушения нормальной работы энергосистемы.