Выбор оборудования. 
Разработка электрической части электростанции

Выбор выключателей

Выключатель-это коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения тока. Выключатель является основным аппаратом в электрических установках, он служит для отключения и включения цепи в любых режимах: длительная нагрузка, перегрузка, короткое замыкание, холостой ход, несинхронная работа. Наиболее тяжелой и ответственной операцией является отключение токов К.З. и включение на существующее короткое замыкание.

• 1. К выключателем высокого напряжения предъявляются следующие требования:
  • *надежное отключение любых токов (от десятков ампер до номинального тока отключения);
  • *быстрота действия, т. е. наименьшее время отключения;
  • *пригодность для быстродействующего автоматического повторного включения, т. е. быстрое включение выключателя сразу же после отключения;
  • *возможность пофазного (пополюсного)управления для выключателей 110 кВ и выше;
  • *легкость ревизии и осмотра контактов;
  • *взрывои пожаробезопасность;
  • *удобство транспортировки и эксплуатации.

Выключатели высокого напряжения должны длительно выдерживать номинальный ток и номинальное напряжение.

Основными конструктивными частями выключателей являются: контактная система с дугогасительным устройством, токоведущие части, корпус, изоляционная конструкция и приводной механизм.

• 2. По конструктивным особенностям и способу гашения дуги различают следующие типы выключателей: воздушные, элегазовые, электромагнитные, автогазовые, вакуумные выключатели. К особой группе относятся выключатели нагрузки, рассчитанные на отключение токов нормального режима. По роду установки различают выключатели для внутренней, наружной установки и для комплектных распределительных устройств. По степени быстродействия на отключение выключатели могут быть: сверхбыстродействующие t<.06c; быстродействующие t=0.06−0.08с; ускоренного действия t=0.08−0.12c; небыстродействующие t=0.12−0.25c.
• 3. Рассмотрим выключатели, выпускаемые в России.
• *Воздушные выключатели

В воздушных выключателях (рисунок В.3-В.4) гашение дуги происходит сжатым воздухом, а изоляция токоведущих частей и дугогасительного устройства осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими материалами.

Конструктивные схемы воздушных выключателей различны и зависят от их номинального напряжения, способа создания изоляционного промежутка между контактами в отключенном положении, способа подачи сжатого воздуха в дугогасительное устройство.

Воздушные выключатели имеют следующие достоинства: взрывои пожаробезопасность быстродействие и возможность осуществления быстродействующего АПВ; высокая отключающая способность; надежное отключение емкостных токов линий; малый износ дугогасительных контактов; легкий доступ к дугогасительным камерам; возможность создания серий из крупных узлов; пригодность для наружной и внутренней установки.

Недостатками воздушных выключателей являются: необходимость компрессорной установки; сложная конструкция ряда деталей и узлов; относительно высокая стоимость; трудность установки встроенных трансформаторов тока.

*Электромагнитные и вакуумные выключатели.

Электромагнитные выключатели для гашения дуги не требуют ни масла, ни сжатого воздуха, что является большим преимуществом их перед другими типами выключателей. Выключатели этого типа выпускаются на напряжение 6−10кВ, номинальный ток 3200А и ток отключения до 40кА.

Достоинствами таких выключателей является: полная взрывои пожаробезопасность; малый износ дугогасительных контактов; пригодность для работы в условиях частых отключений и включений; относительно высокая отключающая способность.

Недостатки электромагнитных выключателей: сложность конструкции дугогасителя с системой магнитного дутья; ограниченный верхний предел номинального напряжения; ограниченная пригодность для наружных установок.

*Вакуумные выключатели

Применяются для отключения емкостного тока (ненагруженные линии высокого напряжения, батареи конденсаторов). Для создания выключателей на высокое напряжение несколько дугогасительных камер соединяются последовательно. Для увеличения отключаемого тока применяют так же магнитное дутье, которое приводит дугу в быстрое вращение по поверхности контактов.

Недостатками вакуумных выключателей являются небольшие токи отключения и возможность коммутационных перенапряжений при отключении малых индуктивных токов, когда погасание дуги в камере происходит до естественного перехода тока через нуль.

*Автогазовые выключатели

В автогазовых выключателях для гашения дуги используется газ, выделяющийся из твердого газогенерирующего материала дугогасительной камеры.

*Элегазовые выключатели

Элегаз обладает высокими дугогасящими свойствами, которые используются в различных аппаратах высокого напряжения. Выключатели нагрузки элегазовые во многом напоминают конструкцию отделителей. Однако для успешного отключения тока в них предусматриваются устройства для вращения дуги в элегазе. Вращение дуги в элегазе способствует быстрому гашению. Чем больше отключаемый ток, тем больше скорость перемещения дуги, что защищает контакты от обгорания. Контактная система помещается внутри фарфорового корпуса, заполненного элегазом и герметически закрытого. Давление внутри камеры 0,3 МПа. Подпитка при возможных утечках происходит из баллона со сжатым элегазом. Конструкции включателей с элегазом разработаны на напряжения 35, 110 и 220 кВ.

Достоинствами элегазовых выключателей является: пожарои взрывобезопасность, быстрота действия и высокая отключающая способность.

4. Выбор и проверка высоковольтных выключателей производиться по следующим параметрам, приведенным в таблице 1.

Таблица 1-Условие выбора и поверки выключателей.

Скорость восстанавливающегося напряжения V_{СВН может быть проверена по уточнённой формуле:}

· .

где-волновое сопротивление линии;

L_{2 -индуктивность линии (Гн/км);}

С_{2-ёмкость линии (Ф/км).}

Если скорость восстанавливающегося напряжения больше допустимой, для данного типа выключателя, то произойдет пробой межконтактного промежутка в точке а (рисунок 3).

Гашение дуги можно посмотреть на графике (рисунок 3.1).

Рисунок 3-Пробой межконтактного промежутка при высокой скорости восстанавливающегося напряжения.

Рисунок 3.1-Надежное гашение дуги при невысокой скорости восстанавливающегося напряжения.

Номинальные данные коммутационной аппаратуры-выключателей нагрузки-приведены в таблице Б.14.

5. На стороне 6−20 кВ в ЗРУ выключатели выбираются по тем же параметрам, что и на стороне высокого напряжения (см. пункт 4).