Выключатель высокого напряжения трансформатора

Cиловые трансформаторы: ремонт — работа — ремонт

Ремонт трансформаторов обязательно требует проведения специального пакета процедур по выводу трансформатора в ремонт, а затем введению его обратно в строй.

Здесь мы рассмотрим вывод в ремонт трансформатора с тремя обмотками – среднего, высокого и низкого напряжения.

В распределяющих устройствах есть два вида коммутационных устройств.

Это выключатели и разъединители. Они отличаются тем, что выключатели работают и под нагрузкой (в них есть камеры для гашения дуговых разрядов), а разъединители работают только при небольшой нагрузке.

При выводе из работы трансформатора нужно сначала выключить выключатели со стороны нижнего, среднего и высокого напряжения, потом в той же последовательности трансформаторные разъединители, а затем и шинные разъединители.

При работе с этими устройствами необходимо в целях обеспечения электрической безопасности заземлить трансформатор со всех трёх контуров.

После того, как все работы выполнены, проведён ремонт, проводится обратная последовательность действий.

Важность соблюдения последовательности действий

Трансформатор является по своей природе активным сопротивлением индуктивного типа. ЭДС самоиндукции, возникающая в трансформаторе, стремится сохранить ток на прежнем уровне при отключении трансформатора, а также не увеличивать ток при включении трансформатора.

Если не соблюдать последовательность действий, переходный режим работы трансформатора приведёт к быстрому снижению напряжения на шинах среднего и нижнего напряжения, что в свою очередь может повредить потребительские устройства. Поэтому так важно сначала подключить трансформатор с помощью разъединителей, а затем уже выключателей.

Нейтраль должна быть либо полностью изолирована (в случае дугогасящей камеры на ней), либо глухо заземлена и защищена вентильным разрядником.

Если к параллельным линиям подключена только одна подстанция, то на ответвлении переводят ток нагрузки с одного трансформатора на другой, а затем выключателями снимают напряжение и с линии, и с подключённого трансформатора. После этого уже отключают разъединители и включают линию с запасным трансформатором в работу.

После ремонта опять на время выключают линию, трансформатор разъединителями включают обратно, а потом выключателями подают напряжение.

Что требуется для вывода в ремонт трансформатора?

Предположим, что на подстанции, одной из нескольких на линии, есть:

1. Два трансформатора
2. Короткозамыкатели на обоих трансформаторах, совмещённые с отделителями.
3. Устройства автоматического повторного включения.
4. Устройства автоматического ввода резерва.
5. Дугогасящие камеры.
6. Выключатели.

Для того, чтобы выключить трансформатор в целях ремонта, следует убедиться, что отделители включены, АВР и АПВ находятся в рабочем состоянии.

Как выводится трансформатор в ремонт?

1. Ток нагрузки переводится полностью на второй трансформатор.
2. Первый трансформатор отключают от сети, а также удаляют предохранители со стороны обмотки низкого напряжения, чтобы избежать обратной работы трансформатора в качестве повышающего.
3. Камеру дугогашения второго трансформатора настраивают на совместный ток обоих линий.
4. Отключают от сети первую камеру дугогашения.
5. Регуляторы напряжения переключают в режим ручного управления и синхронизируют их положение на обоих трансформаторах.
6. Отключают резервный ввод отделителей высокого напряжения, а затем, в зависимости от параметров оборудования, повторный включатель на первом трансформаторе и резервный ввод на секционном выключателе.
7. Включают секционный выключатель, проверяют нагрузку. После этого выключают главный выходной выключатель первого трансформатора.
8. После этого переводят регулировку коэффициента трансформации в автоматический режим на втором трансформаторе.
9. Ту же регулировку на первом трансформаторе выключают полностью, но только после установки в номинал регулировки напряжения под нагрузкой.
10. Ещё раз проверяют состояние выходного выключателя на первом трансформаторе и выкатывают его на ремонт.
11. Дают команду на отключение отделителя на первом трансформаторе в целях отключения намагничивающего тока.
12. Отключают разъединители.

После этого надлежит подготовить помещение к ремонту, при наличии положений ремонта для крупных электротехнических устройств выкатить их на ремонт, провести сухую уборку помещения.

Затем проводится ремонт трансформатора. Он может заключаться в замене масла, перемотке обмоток в случае пробоя, герметизации сосудов для масла, замене защит.

После этого следует проверить трансформатор, в частности, параметры холостого хода и короткого замыкания, на предмет расхождений с номиналом, указанным на заводской табличке. В случае сильных расхождений нужно выполнить повторный осмотр и при необходимости, новый ремонт трансформатора.

Аппараты высокого напряжения — Предохранители высокого напряжения

Содержание материала

• Аппараты высокого напряжения
• Введение
• Классификация АВН
• Расположение АВН в электроустановках
• Параметры и требования, предъявляемые к АВН
• Классы номинальных и испытательные напряжения
• Выбор изоляционных расстояний в воздухе
• Расчет изоляционных расстояний в элегазе
• Выбор изоляционных расстояний в масле
• Расчет бумажно-масляной и изоляции
• Фарфоровые элементы АВН
• Выключатели высокого напряжения
• Требования по восстанавливающемуся напряжению
• Надежность выключателей высокого напряжения
• Сведения по испытанию выключателей
• Компоновка воздушных выключателей
• Термодинамическая закупорка сопла
• Восстановление промежутка продольного дутья
• Конструкция генераторных воздушных выключателей
• Конструкция воздушных выключателей ВНВ
• Свойства элегаза
• Элементы расчета ДУ элегазового выключателя
• Конструкция элегазовых выключателей
• Перспективы развития газовых выключателей
• Компоновка масляного выключателя
• Дугогасящие устройства
• Расчет давления в ДУ автогазового дутья
• Работа ДУ в режиме АПВ
• Механизмы выключателя
• Приводы выключателей
• Электромагнитные выключатели
• Конструкция ДУ электромагнитных выключателей
• Вакуумные выключатели
• Развитие вакуумного ДУ
• Стойкость ДУ вакуумного выключателя
• Электрическая прочность вакуумных ДУ
• Конструкции вакуумных выключателей
• Вакуумные выключатели — заключение
• Разъединители, отделители и короткозамыкатели
• Конструкции разъединителей
• Конструкции отделителей и короткозамыкателей
• Выключатели нагрузки
• Предохранители высокого напряжения
• Конструкция предохранителей
• Расчет и выбор предохранителей
• Трансформаторы тока
• Трансформаторы тока — компенсация погрешности
• Конструкция трансформаторов тока
• ОЭТТ
• Выбор трансформаторов тока
• Трансформаторы напряжения
• Элементы электромагнитных TH
• Конденсаторные TH
• ТПН
• Конструкция реакторов
• Разрядники
• Вентильные разрядники
• Ограничители перенапряжений
• КРУ
• КРУЭ
• Конструкция КРУЭ

ГЛАВА ВОСЬМАЯ
ПРЕДОХРАНИТЕЛИ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ
8.1. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ПРЕДОХРАНИТЕЛЯМ
Плавкие предохранители высокого напряжения в силу ряда особенностей распространены значительно меньше, чем предохранители низкого напряжения, и предназначены для защиты силовых трансформаторов, воздушных и кабельных линий, конденсаторов, электродвигателей и трансформаторов напряжения.
Общие технические условия на предохранители высокого напряжения, а именно: классификация, основные параметры, технические требования, методы испытаний и некоторые другие вопросы изложены в ГОСТ 2213-79. По характерным для них признакам предохранители классифицируются следующим образом: по способности ограничивать ток при отключении — на токоограничивающие и нетокоограничивающие; по способу гашения дуги — на обеспечивающие гашение дуги за счет ее тесного соприкосновения с мелкозернистым наполнителем и на обеспечивающие гашение дуги за счет генерирования газов при воздействии дуги на твердый материал и последующего выхлопа этих газов; по диапазону токов отключения — на класс

1. — от одночасового тока плавления до номинального тока отключения (предохранители общего применения) и класс
2. — от нормированного минимального тока отключения, превышающего одночасовой ток плавления, до номинального тока отключения (предохранители для работы совместно с коммутационным аппаратом).

Одночасовой ток плавления — это ток, протекание которого через предохранитель в течение 1 ч приводит к расплавлению плавкого элемента. Под номинальным током отключения понимается наибольшее действующее значение периодической составляющей ожидаемого тока в момент, соответствующий моменту возникновения дуги, который предохранитель способен отключить при нормированных характеристиках защищаемой предохранителем электрической цепи.
Диапазон номинальных напряжений для токоограничивающих предохранителей составляет от 3 до 35 кВ, для обычных — от 6 до 220 кВ; диапазон номинальных токов — от 2 до 1000 А и от 2 до 200 А, номинальных токов отключения — от 2,5 до 63 кА и от 1,6 до 20 кА соответственно для предохранителей этих двух групп. Предохранители характеризуются также номинальными токами отдельных конструктивных элементов: основания, держателя, патрона.
Защитной характеристикой предохранителя является время-токовая характеристика (рис. 8.1), т. е. зависимость времени плавления вставки от действующего значения тока. Обычно эти характеристики строятся для полного диапазона номинальных токов плавких вставок предохранителей определенного типа и дают возможность выбрать предохранитель для защиты конкретного объекта. Как видно из рис. 8.1, предохранитель надежно защищает объект при больших перегрузках, при малых перегрузках его защитные функции выражены слабее.
Действительно, верхняя часть кривой время-токовой характеристики показывает, что при небольших изменениях перегрузки, например от 2Iном до 3Iном, время плавления плавкой вставки может изменяться в широком диапазоне — от 3600 до 10 с. Допускается некоторая нестабильность этой характеристики в области малых перегрузок. Так, одночасовой ток плавления должен находиться в пределах от 1,3 до 2Iном·

Рис. 8.1. Зависимости времени плавления от тока плавления (защитные характеристики) предохранителей серий ΠΚ1—ПК4, ПКЭ1

Наряду с защитной характеристикой используется характеристика наибольшего времени горения дуги (рис. 8.2) —зависимость времени горения дуги от отношения действующего значения периодической составляющей ожидаемого тока, соответствующего моменту возникновения дуги, к номинальному Iном.
При отношении, равном или превышающем 100, время должно быть не более 0,01 с для предохранителей с кварцевым мелкозернистым наполнителем (см. рис. 8.6) и 0,05—0,08 с для выхлопных (см. рис. 8.7). Сумма времени плавления вставки и времени горения дуги дает полное время отключения.

Рис. 7.15. Отделитель ОД-110У/1000

Рис. 7.14. Короткозамыкатель КЗ-110У: 1 — контакт неподвижный, 2 — изоляционная колонка; 3 — нож; 4 — основание; 5 — буфер; 6 — вал

Рис. 8.2. Характеристики наибольшего времени горения дуги предохранителей серий ПК1— ПК4, ПКЭ1—ПКЭ3

Рис. 8.3. Построение время- токовой характеристики предельно допустимых перегрузок:

——————————————————————————— время-токовая характеристика плавления;
время-токовая характеристика предельно допустимых перегрузок; Iпл10; Iпл0,01 -токи плавления при времени 10 и 0,01 с соответственно

Способность предохранителя выдерживать перегрузки при сквозных токах, а также их многократное воздействие определяются время-токовой характеристикой предельно допустимых перегрузок, которая строится на основе время-токовой характеристики плавления в диапазоне времени от 0,01 до 90 с путем умножения абсцисс ее на коэффициент, значение которого определяется в процессе предварительных испытаний (рис. 8.3).
Предохранитель должен отключать при наибольшем рабочем напряжении весь диапазон токов — от одночасового тока плавления для предохранителей класса 1 или минимального тока отключения для предохранителей класса 2 до номинального тока отключения при любом моменте возникновения КЗ относительно нуля синусоиды напряжения сети.
Таблица 8.1

Предельные значения скорости нарастания собственного переходного восстанавливающегося напряжения, при которых гарантируется нормальная работа предохранителей, кВ/мкс при номинальном напряжении, кВ

Основное оборудование электрических станций и подстанций — Выключатели высокого напряжения

Зміст статті

• Основное оборудование электрических станций и подстанций
• Выключатели высокого напряжения
• Измерительные трансформаторы тока
• Измерительные трансформаторы напряжения
• Силовые трансформаторы

2. ВЫКЛЮЧАТЕЛИ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

2.1. Общие сведения

Выключатель — это коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения тока.
Выключатель является основным аппаратом в электрических установках и служит для отключения и включения в цепи в любых режимах: длительная нагрузка, перегрузка, короткое замыкание, холостой ход, несинхронная работа. Наиболее тяжелой и ответственной операцией является отключение токов КЗ и включение на существующее короткое замыкание. К выключателям высокого напряжения предъявляют следующие требования:
1) Надежное отключение любых токов (от десятков ампер до номинального тока отключения);
2) быстрота действия, т. е. наименьшее время отключения;
3) пригодность для быстродействующего автоматического повторного включения, т.е. быстрое включение выключателя сразу же после отключения;
4) возможность пофазного (пополюсного) управления для выключателей 110 кВ и выше;
5) легкость ревизии и осмотра контактов;
6) взрыво- и пожаробезопасность;
7) удобство транспортировки и эксплуатации.
Выключатели высокого напряжения должны длительно выдерживать номинальный ток -Iном и номинальное напряжение Uном.
В соответствии с ГОСТ 687—78Е, выключатели характеризуются следующими параметрами:
1. Номинальный ток отключения Iотк.ном — наибольший ток КЗ (действующее значение), который выключатель способен отключите при напряжении, равном наибольшему рабочему напряжению при заданных условиях восстанавливающегося напряжения и заданном цикле операций. Ток КЗ состоит из периодическое и апериодической составляющих. Номинальный ток отключения определяется действующим значением периодической составляющей в момент расхождения контактов.
2. Допустимое относительное содержание апериодической составляющей тока в токе отключения βном, которое определяется по кривой рис. 5:

Нормированное значение βном определяется для момента расхождения контактов

Если τ > 0,09 с, то принимают βном =0.
3. Цикл операций — выполняемая выключателем последовательность коммутационных операций с заданными интервалами между ними.
В эксплуатации выключатель может неоднократно включаться на существующее КЗ с последующим отключением, поэтому ГОСТ 687- 78Е предусматривает для выключателей определенный цикл операций.
Если выключатели предназначены для автоматического повторного включения (АПВ), то должны быть обеспечены циклы: О – 180 с – ВО – 180 с – ВО
О – tбт – ВО – 180 с — ВО
Выключатели с Uном Попередня

Расчет и выбор высоковольтных аппаратов

Главная > Реферат >Коммуникации и связь

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОГО АГЕНСТВА ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ЮЖНОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА

КАФЕДРА «ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ И МЕХАТРОНИКИ»

РАСЧЁТ И ВЫБОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ АППАРАТОВ

Студентка группы Н-87

Работа защищена с оценкой ____________

Вариант задания к курсовой работе……………………………………………….3

Принципиальная схема распределительного устройства……………………..4

2.Назначение и характеристика электрооборудования распределительного устройства…………………………………………………………………………………5

3. Схема замещения для расчёта токов короткого замыкания……………………6

4. Расчёт токов короткого замыкания в точках К-1 и К-2 ……………………….7

5. Общие вопросы выбора электрических аппаратов и проводников…………..9

6. Выбор электрооборудования высшего напряжения:

6.4. Трансформаторов напряжения…………………………………………14

6.5. Разрядников (ограничителей перенапряжения)………………………15

7. Выбор электрооборудования низкого напряжения распределительного устройства:

7.1. Выключателей вводного, секционного и линейного наиболее загруженной линии…………………………………………………………………16

7.2. Выбор кабеля для наиболее загруженной линии…………………….22

7.3. Выбор трансформатора напряжения…………………………………..23

7.4. Выбор трансформатора тока в цепи силового трансформатора с низкой стороны……………………………………………………………………..24

7.5. Выбор трансформатора тока для наиболее загруженной линии……25

8. Спецификация выбранного оборудования для распределительного устройства высокого и низкого напряжения…………………………………….27

Список использованной литературы……………………………………………..29

Курсовая работа по предмету «Высоковольтные аппараты» является завершающей работой по курсу, основная её задача обобщить все полученные знания.

Цель курсовой работы — научиться рассчитывать и выбирать электрооборудование распределительных устройств выше 1000 В, составлять техническую документацию, закрепить навыки чтения и разработки электрических схем в РУ, подготовиться к выполнению квалификационной работы.

При выполнении курсовой работы необходимо: выполнять чертежи, условные обозначения элементов схем согласно стандартам ЕСКД и ЕСТД.

Вариант задания к курсовой работе

Исходные данные для выбора оборудования

ГПП-35/6 2х4 т.кВА

Напряжение КЗ тр-ров U кз %

Длина питающей ЛЭП РПС-ГПП (км)

Сопротивление системы приведённое к высокому

Допустимый перегруз тр-ра в %

Максимальная нагрузка кабельной линии 6 кВ (мВА)

Длина КЛ 6 кВ с Al жилами

Время использования макс нагрузки для всех вариантов Тmax=4500 ч в год

Мощность ТСН Т3 (Т4) (кВА)

Количество ЛЭП подключенных к 1 секции

Принципиальная схема распределительного устройства.

Рис.1 Однолинейная схема ГПП-35/6 кВ

2. Назначение и характеристика электрооборудования распределительного устройства.

На рис.1 изображены следующие виды электрооборудования:

Q 1- Q 8 , QB 1 – выключатели;

QS 1- QS 6 – разъединители;

FU 1- FU 4 – предохранители;

TA 1 – TA 8 – трансформаторы тока;

TV 1 – TV 4 – трансформаторы напряжения;

FV 1 – FV 6 – разрядники (ограничители напряжения);

T 1 – T 3 – силовые трансформаторы;

Опишем каждый электрический аппарат отдельно.

Выключатель нагрузки — выключатель, имеющий дугогасительное устройство небольшой мощности. Предназначен для отключения номинальных токов нагрузки.

Разрядники служат для защиты установки (КТП) от перенапряжений, возникающих в процессе коммутаций и воздействий атмосферных явлений. При повышении напряжения сверхноминального значения разрядник срабатывает и ограничивает напряжение на фазе установки.

Предохранители — электрические аппараты, предназначенные для защиты электрических цепей от токов короткого замыкания и токов перегрузки.

Автоматические выключатели предназначены для автоматической защиты электрических сетей и оборудования от аварийных режимов, а также для оперативной коммутации отдельных цепей в энергосистемах.

Переключатель предназначен для ручного выключения и отключения тока в цепях с напряжением до 220 В постоянного напряжения и 380 В переменного. При больших значениях напряжения этот аппарат коммутирует цепь при отсутствии тока. Рубильники выпускаются в одно-, двух- и трехполюсных исполнениях.

Силовой трансформатор — стационарный прибор, который посредством электромагнитной индукции преобразует систему переменного напряжения и тока в другую систему напряжения и тока, как правило, различных значений при той же частоте в целях передачи электроэнергии.

Трансформа́торы то́ка служат для измерения, преобразования и передачи информации о режиме работы сильноточной цепи высокого напряжения в цепь низкого напряжения, с целью её последующей обработки, при этом ТА служат для изоляции первичной цепи высокого напряжения от вторичной цепи низкого напряжения, имеющей потенциал земли.

Трансформаторы напряжения предназначены, как для измерения напряжения, мощности, энергии, так и для питания цепей автоматики, сигнализации и релейной защиты ЛЭП от замыканий на землю.

Разъединители служат для коммутации обесточенных цепей в целях проведения ремонта или ревизии в высоковольтных аппаратах, а также для выполнения переключений распределительного устройства на резервное питание

Схема замещения для расчёта токов короткого замыкания.

Рис. 2. Схема замещения

Расчёт токов короткого замыкания в точках К-1 и К-2 .

Секционный выключатель QB 1 на шинах 6 кВ ГПП принят нормально отключенным для ограничения токов короткого замыкания и включается автоматически при отключении одного из трансформаторов Т1 , Т2 . Трансформаторы Т1 и Т2 работают раздельно. Составляется схема замещения исходной схеме. Расчёт токов КЗ ведётся в именованных единицах и принимаются индуктивные сопротивления приведённые к ступени напряжения 37,5 кВ. Активными сопротивлениями пренебрегаем.

Определяем сопротивления элементов схемы замещения:

х с = 25 Ом (исходные данные);

где х 0 = 0,4 Ом/км, удельное сопротивление ЛЭП;

Где U н – номинальное линейное сопротивление трансформатора с высшей стороны (35 кВ);

– номинальная мощность трансформатора в мВА, = 4 мВА;

где х 0 = 0,08 Ом/км, удельное сопротивление кабельной линии.

Сопротивление кабельной линии находится на ступени напряжения 6 кВ, это сопротивление необходимо привести к ступени напряжения 37,5 кВ, поэтому приведённое сопротивление кабельной линии будет определено по формуле:

Определяем трёхфазные токи короткого замыкания в точках ( К-1 , К-2 и К-3 ) по формуле:

Где – среднее напряжение ступени равное 37,5 кВ;

— суммарное сопротивление до точки КЗ.

Определяем трёхфазный ток КЗ в точке К-1 :

Определяем ток трёхфазного КЗ в точке К-2 :

Приводим этот ток КЗ к напряжению 6,3 кВ:

Определяем ток трёхфазного КЗ в точке К-3 :

Приводим этот ток КЗ к напряжению 6,3 кВ:

Определяем ударные токи КЗ (амплитудное значение с учётом апериодической составляющей) в точках К-1 , К-2 и К-3 :

Где- ударный коэффициент, зависящий от схемы сети, мощность системы и места КЗ, = 1,8.

Значения токов КЗ и ударных токов сводим в таблицу 1.