Ele-prof.ru

Электро отопление
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Назначение и устройство коммутационных аппаратов

Назначение и устройство коммутационных аппаратов

Коммутационный аппарат – аппарат, предназначенный для включения или отключения тока в одной или нескольких электрических цепях.

Коммутационный аппарат – электрический аппарат, предназначенный для коммутации электрической цепи и снятия напряжения с части электроустановки.

Механический коммутационный аппарат – коммутационный аппарат, предназначенный для замыкания и размыкания одной или более электрических цепей с помощью разъединяемых контактов.

В общем случае можно разделить все коммутационные аппараты на два типа:

1) Контактный коммутационный аппарат, осуществляющий коммутационную операцию путём перемещения его контакт-деталей относительно друг друга

2) Бесконтактный коммутационный аппарат, осуществляющий коммутационную операцию без перемещения и разрушения его деталей.

Виды коммутационных аппаратов.

Основными электрическими коммутационными аппаратами являются следующие:

2) выключатель нагрузки;

6) автоматический выключатель;

7) устройство защитного отключения;

11) пакетный выключатель;

Выключатели.

Высоковольтный выключатель – коммутационный аппарат, предназначенный для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме в нормальных или аварийных режимах при ручном, дистанционном или автоматическом управлении.

Выключатели напряжением 6 -10 кВ являются наиболее ответственными аппаратами распределительных устройств. Они служат для включения и отключения под нагрузкой электрических цепей в нормальных режимах работы и для автоматического отключения при КЗ. Отключение и включение токов КЗ является наиболее тяжелым режимом.

Рисунок 1 – Малообъёмный масляный выключатель ВМГ-10

Для успешной работы выключатели должны обладать достаточной отключающей способностью и возможно меньшим временем действия. По степени быстродействия выключатели разделяют на сверхбыстродействующие с временем отключения до 0,06 с, быстродействующие – от 0,06 до 0,08 с, ускоренного действия – от 0,08 до 0,12 с и небыстродействующие – от 0,12 до 0,25 с.
В зависимости от среды, в которой расходятся контакты и гасится дуга, выключатели бывают масляные, со специальными жидкостями, воздушные пневматические, воздушные электромагнитные, автогазовые (с газом, генерируемым твердым веществом под действием температуры дуги), элегазовые, вакуумные, со специальными газами.

В зависимости от количества масла масляные выключатели делятся на две группы: с большим объемом масла (ВМ, ВМБ, МКП и др.) и с малым объемом (ВМГ, ВМП и др.). В многообъемных выключателях масло выполняет двойную функцию: гасит дугу и изолирует токоведущие части друг от друга и от заземленного бака. Масло в малообъемных выключателях служит только для гашения дуги.
Указанные группы характеризуются различными принципами гашения дуги. У многообъемных выключателей возникающая при расхождении контактов дуга действием высокой температуры разлагает масло, образуя газовый пузырь (до 70 % водорода) с областью большого давления. Дуга при этом охлаждается (водород обладает большой теплопроводностью) и при дальнейшем увеличении расстояния между контактами гаснет.

Конструктивная схема масляного бакового выключателя приведена на

Бак выключателя 1, заполненный трансформаторным маслом 2, устанав-ливается на опорах. На стенках бака имеется внутрибаковая изоляция 9. Через крышку 3 проходят фарфоровые изоляторы 4 с выводами в виде стержней не- подвижных главных контактов 7. Подвижные контакты 8 крепятся на подвиж- ной траверсе. Движение контактов всех полюсов осуществляется от приводного механизма с помощью тяги и вала 6. Во включенном положении траверса с подвижными контактами 8 поднята и они замыкают неподвижные контакты 7. Отключающая пружина 5 сжата. Выключатель во включенном положении удерживается защелкой привода.

Читайте так же:
Влагозащищенные выключатели для улицы legrand

При оперативном или автоматическом отключении выключателя защелка освобождается и под действием отключающей пружины 5 траверса с подвижными контактами опускается вниз. При этом образуется двойной разрыв главной цепи в каждом полюсе. Возникшие на контактах электрические дуги способствуют разложению масла и его испарению. Образуется газопаровой пузырь. Дуга охлаждается водородом газопаровой смеси и гаснет. Время гашения дуги составляет 0,08 – 0,1 с. Масло в бак заливается с некоторым пространством под крышкой 3, что играет роль воздушного демпфера. Это вызвано тем, чтобы уменьшить силу удара в крышку от возникших газов при гашении дуги. Однако уровень масла должен быть таким, чтобы обеспечивалось полное охлаждение газов. В против- ном случае нагретые газы могут вызвать взрыв смеси водорода с воздухом.

Недостатком масляных выключателей является то, что из-за наличия трансформаторного масла они являются взрыво- и пожароопасными. Это привело к замене этих выключателей другими. Однако в настоящее время в эксплуатации находится большое количество баковых выключателей на напряже- ние 110 и 220 кВ.

Маломасляные выключатели могут иметь дугогасительные устройства в нижней или верхней части полюса и осуществлять перемещение подвижного контакта сверху вниз или снизу вверх. Выключатели с перемещением подвижного контакта на включение снизу вверх и установкой дугогасительного уст- ройства в верхней части полюса более перспективны, т. к. повышаются отклю- чаемые токи и улучшаются динамические процессы при отключении.

1 – бак выключателя; 2 – трансформаторное масло; 3 – крышка; 4 – изолятор;

5 – отключающая пру- жина; 6 – вал; 7 – неподвижный главный контакт;

8 – подвижный контакт; 9 – внутрибаковая изоляция

Рисунок 2 – Конструктивная схема масляного бакового выключателя

В малообъемных выключателях электрическая дуга гасится потоком газомасляной смеси, образующейся в результате интенсивного разложения трансформаторного масла под действием высокой температуры дуги. Этот поток получает определенное направление в специальном дугогасящем устройстве – дугогасительной камере.

Масляный выключатель типа ВМГ-10 относится к малообъемным (горшковым) масляным выключателям и является коммутационным аппаратом, способным отключать любые токи нагрузки и короткого замыкания вплоть до предельного тока отключения, равного 20 кА. Выключатель ВМГ-10 широко применяют в РУ-6 -10 кВ трансформаторных подстанций 110-35 кВ.

Принцип работы выключателя ВМГ-10 основан па гашении электрической дуги, возникающей при размыкании контактов, потоком газомасляной смеси, которая образуется в результате интенсивного разложения трансформаторного масла под действием высокой температуры горения дуги. Этот поток получает определенное направление в специальной дугогасительной камере, размещенной в зоне горения дуги.

Масляные выключатели типа ВМГ-10 могут управляться электромагнитным приводом постоянного тока ПЭ-11 или пружинным приводом ПП-67.

17. Охрана труда при выполнении отключений в электроустановках.

17.1. При подготовке рабочего места должны быть отключены:

  • токоведущие части, на которых будут производиться работы;
  • неогражденные токоведущие части, к которым возможно случайное приближение людей, механизмов и грузоподъемных машин на расстояние, менее указанного в таблице N 1;
  • цепи управления и питания приводов, закрыт воздух в системах управления коммутационными аппаратами, снят завод с пружин и грузов у приводов выключателей и разъединителей.

17.2. В электроустановках напряжением выше 1000 В с каждой стороны, с которой включением коммутационного аппарата не исключена подача напряжения на рабочее место, должен быть видимый разрыв. Видимый разрыв разрешается создавать отключением разъединителей, снятием предохранителей, отключением отделителей и выключателей нагрузки, отсоединением или снятием шин и проводов.

В случае отсутствия видимого разрыва, в комплектных распределительных устройствах заводского изготовления с выкатными элементами, а также в комплектных распределительных устройствах с элегазовой изоляцией (далее — КРУЭ) напряжением 35 кВ и выше разрешается проверку отключенного положения коммутационного аппарата проверять по механическому указателю гарантированного положения контактов.

Силовые трансформаторы и трансформаторы напряжения, связанные с выделенным для работ участком электроустановки, должны быть отключены и схемы их разобраны также со стороны других своих обмоток для исключения возможности обратной трансформации.

При дистанционном управлении коммутационными аппаратами с рабочего места, позволяющего оперативному персоналу, осуществляющему оперативное обслуживание электроустановок, дистанционно (с монитора компьютера) осуществлять управление коммутационными аппаратами, заземляющими ножами разъединителей и определять их положение, использовать выводимые на монитор компьютера схемы электрических соединений электроустановок, электрические параметры (напряжение, ток, мощность), а также считывать поступающие аварийные и предупредительные сигналы (далее — автоматизированное рабочее место оперативного персонала (АРМ)) не допускается нахождение персонала в распределительных устройствах, в которых находятся данные коммутационные аппараты.

17.3. После отключения выключателей, разъединителей (отделителей) и выключателей нагрузки с ручным управлением необходимо визуально убедиться в их отключении и отсутствии шунтирующих перемычек. При дистанционном управлении коммутационными аппаратами с АРМ проверка положения коммутационных аппаратов (выключателей, разъединителей, заземляющих ножей) производится по сигнализации АРМ. Общий контроль за состоянием коммутационных аппаратов осуществляется средствами технологического видеонаблюдения. Визуальная проверка фактического положения коммутационных аппаратов должна быть выполнена после окончания всего комплекса операций непосредственно на месте установки коммутационных аппаратов.

17.4. В электроустановках напряжением выше 1000 В для предотвращения ошибочного или самопроизвольного включения коммутационных аппаратов, которыми подается напряжение к месту работы, должны быть приняты следующие меры:

  • у разъединителей, отделителей, выключателей нагрузки ручные приводы в отключенном положении должны быть заперты ключом или съемной ручкой (далее — механический замок). В электроустановках напряжением 6 — 10 кВ с однополюсными разъединителями вместо механического замка допускается надевать на ножи диэлектрические колпаки;
  • у разъединителей, управляемых оперативной штангой, стационарные ограждения должны быть заперты на механический замок;
  • у приводов коммутационных аппаратов, имеющих дистанционное управление, должны быть отключены силовые цепи и цепи управления, а у пневматических приводов, кроме того, на подводящем трубопроводе сжатого воздуха задвижка должна быть закрыта и заперта на механический замок и выпущен сжатый воздух, при этом спускные клапаны должны быть оставлены в открытом положении;
  • при дистанционном управлении с АРМ, у приводов разъединителей должны быть отключены силовые цепи, ключ выбора режима работы в шкафу управления переведен в положение «местное управление», шкаф управления разъединителем заперт на механический замок; у грузовых и пружинных приводов включающий груз или включающие пружины должны быть приведены в нерабочее положение;
  • должны быть вывешены запрещающие плакаты.

Меры по предотвращению ошибочного включения коммутационных аппаратов КРУ с выкатными тележками должны быть приняты в соответствии с требованиями, предусмотренными пунктами 29.1, 29.2 Правил.

17.5. В электроустановках напряжением до 1000 В со всех токоведущих частей, на которых будет проводиться работа, напряжение должно быть снято отключением коммутационных аппаратов с ручным приводом, а при наличии в схеме предохранителей — снятием последних. При отсутствии в схеме предохранителей предотвращение ошибочного включения коммутационных аппаратов должно быть обеспечено такими мерами, как запирание рукояток или дверец шкафа управления, закрытие кнопок, установка между контактами коммутационного аппарата изолирующих накладок. При снятии напряжения коммутационным аппаратом с дистанционным управлением необходимо разомкнуть вторичную цепь включающей катушки.

Перечисленные меры могут быть заменены расшиновкой или отсоединением кабеля, проводов от коммутационного аппарата либо от оборудования, на котором должны проводиться работы.

Необходимо вывесить запрещающие плакаты.

17.6. Отключенное положение коммутационных аппаратов напряжением до 1000 В с недоступными для осмотра контактами определяется проверкой отсутствия напряжения на их зажимах либо на отходящих шинах, проводах или зажимах оборудования, включаемого этими коммутационными аппаратами. Проверку отсутствия напряжения в комплектных распределительных устройствах заводского изготовления допускается производить с использованием встроенных стационарных указателей напряжения.

Коммутационные аппараты напряжением до 1 кВ

К коммутационным аппаратам напряжением до 1 кВ относятся: неавтоматические выключатели (переключатели, рубильники), предохранители, А.В., контакторы и пускатели.

Неавтоматические выключатели (переключатели, рубильники) предназначены для отсоединения отдельных обесточенных частей от напряжения или для ручного включения и отключения эл. цепи в нормальных режимах при токах, не превышающих 0,2 – 1 номинального тока выключателя.

Переключатель– это контактный коммутационный аппарат, предназначенный для переключения эл. цепей. Пакетные переключатели имеют малые габариты, удобны в монтаже; при переключении исключается выброс пламени и газов. Контактная система позволяет управлять одновременно большим количеством цепей. Такими переключателями разрешается отключать номинальные токи. Пакетные выключатели не обеспечивают видимого разрыва цепи, по – этому в некоторых цепях устанавливаются рубильники.

Рубильник предназначен для ручного включения и отключения цепей постоянного и переменного тока цепей до 1 кВ. Рубильник состоит из подвижного контакта (ножа), который вращается в шарнирной стойке создавая разрыв с неподвижным контактом; дугогасительной камеры, обеспечивающей гашение дуги; рукоятки. Операции с рубильником безопасны для персонала, т.к. контактная часть находится внутри шкафа. Гашение дуги постоянного тока( до 75А) происходит за счёт её механического растягивания.

3. по конструктивному выполнению;

4. по электродинамической стойкости: iУ ≤ iПР.С , где iПР.С – предельный сквозной ток, кА;

5. по термической стойкости: ВК ≤ I 2 ТЕР tТЕР, где ВК – тепловой импульс, кА 2 с; IТЕР – предельный ток термической стойкости, кА; tТЕР – время протекания IТЕР, с.

Предохранитель –это коммутационный эл. аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи разрушением специально предусмотренных для этого токоведущих частей под действием тока, который превышает определённое значение. Отключение цепи происходит за счёт расплавления плавкой вставки, которая нагревается протекающим через неё током защищаемой цепи. После отключения цепи необходимо заменить перегоревшую вставку на исправную. Предохранитель состоит из корпуса, плавкой вставки, контактной части, дугогасительного устройства и дугогасительной среды. Изготавливаются на U пер. тока: 36, 220, 380, 660 В и пост. тока: 24, 110, 220, 440 В. Предохранители выполняются на номинальные токи до 1000А.

3. по IНОМ плавкой вставки.

IНОМ плавкой вставки выбирается так, чтобы в нормальном режиме и при допустимых перегрузках отключения не происходило, а при длительных перегрузках и КЗ цепь отключалась возможно быстрее. При этом соблюдаются условия избирательности защиты. IНОМ предохранителя согласуется с выбранным IНОМ плавкой вставки. Предохранители выбранные по нормальному режиму, проверяются по предельно отключаемому току: IП.О. ≤ IОТК.

А.В. – ШПОРА № 41.

А.В.совмещает в себе функции защиты и управления, обеспечивает надёжную защиту проводов и кабелей сетей от токов КЗ и перегрузки.

А.В. имеют следующие встроенные в них реле прямого действия или расцепители, которые обеспечивают отключение при перегрузках, КЗ, снижении U:

1. тепловой (с зависимой от тока выдержкой времени);

2. электромагнитный (с практически независимой от тока скоростью срабатывания);

3. комбинированный (тепловой и электромагнитный); 4. расцепитель тока утечки;

5. расцепитель min U; 6. расцепитель обратного тока и обратной мощности;

7. независимый расцепитель.

Первые три типа устанавливаются во всех полюсах, остальные расцепители по одному на выключатель.

Выбор и проверка А.В.:

1. по U установки: UУСТ ≤ UНОМ; 2. по роду I и его значению: IР ≤ IНОМ.В;

3. по токовой отсечке: IС.О ≥ kН IПИК, где kН — коэф. надёжности отстройки; IПИК – пиковый ток;

4. по защите от перегрузки: IС.П ≤ (1,2 ÷ 1,4) IНОМ.ДВ, для тр – ров уставки выбирают исходя из их перегрузочной способности;

5. по времени срабатывания отсечки: tС.О ≥ tС.О,П + Δt, где tС.О,П наибольшее время срабатывания отсечки предыдущей от источника питания защиты, Δt – степень селективности;

6. проверка по условиям стойкости при КЗ: ПКС ≥ I (3) К, где ПКС – предельно коммутационная стойкость, I (3) К – ток металлического КЗ для вводных и секционного выключателей; 7. проверка на чувствительность отсечки при КЗ: kЧ = , где kЧ – коэф. чувствительности отсечки; — минимальный ток КЗ в конце защищаемой зоны; IС.О – ток срабатывания отсечки.

Контактор– это коммутационный аппарат с самовозвратом предназначенный для частых коммутаций токов, не превышающих токи перегрузки, и приводимый в действие приводом. Контакторы могут быть рассчитаны на работу в прерывисто – продолжительном, продолжительном, повторно – кратковременном или кратковременном режимах. Контакторы не имеют устройств, реагирующих на перегрузки или КЗ. Эту функцию выполняют предохранители и А.В. включаемые последовательно с контактором. Электродинамическая и термическая стойкость контакторов не нормируется. В отличие от А.В. контакторы не имеют механических устройств, запирающих его в положении «включено». Во включенном положении контактор удерживается электромагнитом. Основными элементами контакторов являются главные контакты, дугогасительное устройство, электромагнитная система и вспомогательные контакты.

Магнитный пускатель (М.П.) – это коммутационный аппарат, предназначенный для пуска, останова и защиты ЭД. М.П. состоят из электромагнитного контактора, встроенных тепловых реле и вспомогательных контактов. Для защиты ЭД от КЗ в цепь включены предохранители.

Параметры коммутационных аппаратов

Параметры коммутационных аппаратов

Коммутационный аппарат — аппарат, предназначенный для включения или отключения тока в одной или более электрических цепях.

В общем случае можно разделить все коммутационные аппараты на два типа:

  1. контактный, осуществляющий коммутационную операцию путем перемещения его контакт-деталей относительно друг друга,
  2. бесконтактный коммутационный аппарат, осуществляющий коммутационную операцию без перемещения и разрушения его деталей.

Виды коммутационных электрических аппаратов

Основными электрическими коммутационными аппаратами являются:

  • выключатель
  • выключатель нагрузки
  • отделитель
  • короткозамыкатель
  • разъединитель
  • автоматический выключатель
  • устройство защитного отключения
  • дифференциальный автомат
  • контактор
  • реле
  • рубильник
  • пакетный выключатель
  • предохранитель

Параметры коммутационных аппаратов

Воздействующая величина — физическая величина, на которую коммутационный аппарат предназначен реагировать.

Уставка по воздействующей величине — заданное значение величины срабатывания или несрабатывания, на которое отрегулирован аппарат.

Уставка по времени — значение выдержки времени, на которое отрегулирован аппарат.

Диапазон уставки — область значений уставки, на которые может быть отрегулирован аппарат.

Время включения — интервал времени с момента подачи команды на включение коммутационного аппарата до момента появления заданных условий для прохождения тока в его главной цепи.

Собственное время включения — интервалы времени с момента подачи команды на включение контактного аппарата до момента соприкосновения заданного контакта.

Собственное время отключения — интервал времени с момента подачи команды на отключение до момента прекращения соприкосновения контактов полюса, размыкающего последним.

Полное время отключения цепи — интервал времени с момента подачи команды на отключение коммутационного аппарата до момента прекращения тока во всех полюсах аппарата.

Времятоковая характеристика — зависимость времени срабатывания коммутационного аппарата от тока в его главной цепи.

Ток отключения — принятое значение ожидаемого тока в цепи, отключенной аппаратом, в заданный момент времени.

Ток включения — принятое значение ожидаемого тока в цепи, включенной аппаратом, в заданный момент времени.

Устойчивость при сквозных токах — способность аппарата в соответствующем коммутационном положении или состоянии пропускать определенный ток в течение определенного времени в предусмотренных условиях, оставаясь после этого в предусмотренном состоянии.

Механическая износостойкость — способность контактного аппарата выполнять в определенных условиях определенное число операций без тока в цепи главных и свободных контактов, оставаясь после этого в предусмотренном состоянии.

Коммутационная износостойкость — способность контактного аппарата выполнять в определенных условиях определенное число операций при коммутации его контактами цепей, имеющих заданные параметры, оставаясь после этого в предусмотренном состоянии.

Восстанавливающееся напряжение — напряжение, появляющееся на контактах одного полюса коммутационного аппарата в переходном режиме непосредственно после погасания в нём дуги.

Диаграмма коммутационных положений — диаграмма, показывающая положения контактов в различных коммутационных положениях коммутационного аппарата и последовательность перехода из одного коммутационного положения в другое.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector