Oddělovač, určený pro napětí 35 a 110 kV (obr. 1), je odpojovač s pohonem automatického vypínání (ASD). Odlučovač 220 kV je vyroben ve formě aparatury se třemi samostatnými póly s nezávislými pohony. Oddělovač se zapíná ručně. Separátory dokážou odpojit magnetizační proudy transformátorů o výkonu až 16 MB·A při napětí 35 kV a až 63 MB·A při napětí 110 kV. Používají se separátory s uzemňovacími noži (typ ODZ) a bez nožů (typ OD) (obr. 2).
Rýže. 1. Separátor typu ODZ-35 s uzemňovacími noži: 1 – řídící kabinet; 2 – tyč; 3 – porcelánový izolátor; 4 – separační nože.
Rýže. 2. Typ separátoru OD-110: 1 – izolátor; 2 – separační nože; 3 – mechanismus otáčení sloupku.
Zkrat (zkrat) – zařízení určené k vytvoření umělého zkratu. Zkrat pro napětí 35 kV je proveden ve formě dvoupólového zařízení, pro napětí 110 kV a 220 kV – ve formě jednopólového zařízení (obr. 3). Zkraty jsou řízeny pohonem typu ShPKM se dvěma relé maximálního proudu a vypínací cívkou. Zkrat se zapíná automaticky působením pružinového mechanismu při aktivaci pohonu z reléové ochrany.
Rýže. 3. Zkrat typu KZ: 1 – sloupový izolátor; 2 – pneumatika; 3 – táhla mechanismu ovládání pohonu; 4 – pohonná jednotka; 5 – zemnící vodič.
Kombinované použití oddělovače a zkratovače v rozvodnách dimenzovaných na napětí 35 kV umožňuje vyhnout se instalaci vysokonapěťových jističů a také zjednodušit a zlevnit rozvodny bez snížení spolehlivosti.
Na Obr. 4. Je zde schéma vysvětlující společnou činnost separátoru OD a zkrat KZ. Ochrana transformátoru TP spustí zkrat zkrat, který vytváří zkratový proud, na který reaguje ochrana napájecího vedení. Linka je odpojena. Během mrtvé pauzy je oddělovač vypnutý OD.Tím je operace vyřazení poškozeného transformátoru z provozu dokončena. Zbývá obnovit obvod pro napájení spotřebitelů P, připojený k lince. To se provádí automaticky automatickým opětovným uzavřením.
Rýže. 4. Schéma vysvětlující činnost oddělovače a zkratovače: В – spínač; elektrické vedení – elektrické vedení; Р – odpojovač; OD – separátor; KZ – zkrat; TP – transformátor; П – spotřebitel.
Účel a princip činnosti.
V současné době se začínají hojně využívat vysokonapěťové rozvodny bez vypínačů na přívodním vedení. To umožňuje snížit náklady a zjednodušit zařízení při zachování vysoké spolehlivosti. Zkraty a oddělovače se používají k náhradě jističů na straně vysokého napětí. Zkratový stykač je vysokorychlostní kontaktní zařízení, s jehož pomocí se na základě signálu reléové ochrany vytváří umělý zkrat sítě. Separátor je odpojovač, který rychle vypne obvod bez napětí poté, co je vydán příkaz jeho měniči. Pokud je v konvenčním odpojovači rychlost vypínání nízká, pak v odlučovači proces vypínání trvá 0,5-1s. Jako příklad použití zkratovačů a oddělovačů na Obr. Obrázek 9 ukazuje schéma napájení z jednoho vedení dvou transformátorových skupin 77 a T2. Kromě rychloběžných zkratovačů QK1 a QK2 jsou součástí obvodu oddělovače Q1 a Q2, které jsou za normálního provozu uzavřeny. Řekněme, že vlivem zhoršení izolace transformátoru T1 v něm dochází k elektrickým výbojům, které vedou k rozkladu oleje a uvolňování plynu. Plynové bubliny stoupající nahoru spouštějí plynové relé. Na základě signálu z tohoto relé se sepne zkrat a v obvodu dojde k umělému zkratu. Vlivem zkratového proudu se sepne ochranný spínač QF1 a obě skupiny T1 a T2 jsou bez napětí.
Obr. 9. Schéma spínání s oddělovači a zkratovači
Pomocí reléové ochrany transformátoru 77 se také vypne spínač QF2, načež se po určité prodlevě vypne oddělovač Q1. Poté, protože byl vypnut režim umělého zkratu, se spínač QF1 znovu zapne. Pokud byl spínač QF4 před nehodou vypnutý, lze jej po zapnutí spínače QFJ zapnout. Současně bude obnoveno napájení spotřebitelů na 10 kV sběrnicích první transformátorové skupiny.
V tomto schématu tedy není možné instalovat spínače na straně 220 kV transformátorů T1 a T2. Spolehlivý provoz však vyžaduje jasný sled činnosti zkratovačů, spínačů a oddělovačů. V opačném případě jsou možné tak závažné nouzové případy, jako je vypnutí zkratového proudu separátory atd. Čím vyšší je jmenovité napětí sítě, tím vyšší je účinnost takového schématu. Tohoto efektu je dosaženo díky absenci spínačů na straně 35-220 kV, stejně jako baterií a kompresorových jednotek. Plocha rozvodny je zmenšena. Je možné přivést napětí 35-220 kV přímo ke spotřebitelům. Doba výstavby se zkracuje. Podle referenčních údajů použití oddělovačů a zkratovačů umožňuje snížit náklady na rozvodnu o 40–50 % a prakticky zachovat stejnou spolehlivost. b) Návrh zkratovačů a oddělovačů. Na Obr. Obrázek 10 ukazuje zkratovač KZ-110 pro napětí 110 kV. Na ocelové skříni 1 je instalován nosný izolátor 2. V horní části nosného izolátoru je pevný kontakt 3, který je pod vysokým napětím. Pohyblivý uzemněný kontakt – nůž 4 je namontován na hřídeli 5 zkratového pohonu. Pro vytvoření potřebné pevnosti má nůž 4 výztuhu 6. Základna 1 je izolována od země a je připojena k jednomu konci primárního vinutí proudového transformátoru, jehož druhý konec je uzemněn (obr. 12). Na hřídel 5 působí hnací pružina, která je navinuta v rozpojeném stavu. Pro zapnutí je odeslán povel do elektromagnetu pohonu, který uvolní západku mechanismu. Působením pružiny se nůž pohybuje nahoru ve svislé rovině a uzemňuje kontakt 3. Doba sepnutí takového zkratu je 0,15-0,25 s. Konstrukce odlučovače OD-110U pro 110 kV (obr. 11) je založena na dvousloupovém odpojovači s lopatkami 1 rotujícími ve vodorovné rovině. Sloupy 2 jsou poháněny pružinovým pohonem 3 s elektromagnetickým ovládáním. V zapnuté poloze jsou hnací pružiny navinuté.
Obr. 10. Zkrat Obr. 11. Oddělovač
Po zadání příkazu se pružina uvolní a kontakty se od sebe oddálí za 0,4-0,5 s. Parametry domácích zkratovačů a oddělovačů jsou uvedeny v referenční literatuře. Schéma ochrany relé při použití oddělovačů a zkratovačů je na Obr. 12. Zkrat 1 má pružinový pohon 4. Spouštěcí mechanismus 6 pohonu může být spuštěn mžikovým nadproudovým relé 8 a nezávislou spouští 10. Elektromagnet 3 oddělovací spouště 9 je napájen z proudového transformátoru 2. odlučovač je vypnut působením pružiny 5. Při normálním provozu rozvodny je odlučovač 2 zapnutý a zkrat 1 je vypnutý. V případě vnitřního poškození transformátoru se aktivuje buď diferenciální ochranné relé KA nebo plynové relé Br. V tomto případě mezilehlé relé zapne elektromagnet nezávislé spouště 10. V důsledku toho se zapne zkrat 1 a proudovým transformátorem 3 protéká zkratový proud. Elektromagnet 9 se zapne a jeho kotva 11 navine pružinu 12. Obvod bude v tomto stavu, dokud se spínač instalovaný na straně vysokého napětí 220 kV (spínač QF1 ve schématu na obr. 9) neodpojí od své ochrany. Po vypnutí tohoto spínače se zastaví proud procházející zkratem 1 a vinutím transformátoru 3. Elektromagnet 9 je bez napětí, jeho kotva působením vratné pružiny uvolní západku 7 a separátor 2 se otevře. Rýže. 12. Schéma ochrany relé při použití oddělovačů a zkratovačů Obr. 13. SF110 zkrat XNUMX kV
Vypínač na napájecím konci vedení lze nyní znovu zapnout. Toto schéma se používá pouze tehdy, když je jistič vypnutý (vypnut) pomalou ochranou. Pro ochranu vysokorychlostního vedení se používají jiná schémata. Výše popsané konstrukce zkratovačů a oddělovačů mají dlouhou dobu odezvy (0,5-1 s), což vyhovuje moderním požadavkům na energetické systémy. V budoucnu by se tato doba měla snížit na 0,08–0,12 s při napětí do 220 kV. Uvažovaná zařízení také neposkytují dostatečnou spolehlivost provozu v ledových podmínkách a silných mrazech. Pro zkrácení doby sepnutí stykače a doby vypnutí separátoru je nutné zmenšit mezikontaktní izolační vzdálenost použitím plynu SF13 nebo vakuového média. Slibnější je použití zařízení SF110, protože je možné získat požadovanou pevnost jedním přerušením. U vakuových zařízení je nutné zapnout několik přestávek v sérii. Na Obr. 1 znázorňuje plynem izolovaný zkrat pro napětí 2 kV. Kontakty 3 a 0,3 jsou instalovány v porcelánové láhvi 3. Tlak plynu SF5 v láhvi je 4 MPa. Pohon pohyblivého kontaktu 1 je prováděn tyčí 85. Ocelový vlnovec 110 zajišťuje utěsnění dutiny válce 4. Vzdálenost mezi kontakty je 5-XNUMX mm. Doba odezvy je XNUMX-XNUMXkrát kratší než u stávajících zkratovačů otevřeného typu. Zkratovač je chráněn před povětrnostními vlivy prostředí.
Červené nápisy na něm vysvětlují účel každého předmětu.
Stejná rozvodna je zobrazena na fotografii pořízené ze země (pro zvětšení klikněte na obrázek).
Z něj jsou po nadzemním a kabelovém vedení napájena transformátorová zařízení 10 kV, která snižují výstupní napětí na 380 voltů pro napájení obytných budov a průmyslových podniků v obydlených oblastech.
Zjednodušený obrázek umístění primárního zařízení této rozvodny je uveden v blokovém schématu.
Zde je dobře vidět umístění oddělovačů (OD-1 a OD-2) se zkratovači (KZ-1 a KZ-2), které jsou propojeny vodiči elektrického vedení do mezery mezi dálkovým vypínačem napájecí rozvodny a výkonové autotransformátory uvažovaného.
V našem příkladu pracují dva autotransformátory (AT-1 a AT-2). Jsou napájeny z jednoho venkovního vedení 110 kV procházejícího rozvodnou přes úsekový vypínač, ke kterému jsou připojeny soustavou odpojovačů.
Každý z autotransformátorů napájí přes svůj vstupní spínač vlastní 10 kV sběrnicový systém používaný pro odchozí linky. Všechny jejich spínače jsou umístěny v konstrukci KRUN-10 kV (kompletní rozváděč pro venkovní instalaci).
Modrý obrázek ukazuje budovu dispečinku – hlavního dispečinku rozvodny, uvnitř kterého jsou umístěna komplexní reléová ochranná zařízení, automatizace, měřicí přístroje a ovládací prvky energetických zařízení.
Takové rozvodny jsou připojeny přes nadzemní elektrické vedení až do délky 100 km k rozvodně, která je napájí. Elektřina ze vzdáleného zdroje je dodávána přes výkonový automatický spínač zátěže umístěný na venkovním rozvaděči 110 kV a vybavený systémem ochrany, automatizace a řízení.
Jak oddělovač funguje a funguje
Jak jeho název napovídá, jeho role spočívá v oddělení vadné části elektrického obvodu od hlavního napájecího vedení.
Na obrázku je oddělovač – elektrické zařízení pro spínání (oddělování) elektrických obvodů bez zátěže a napětí ve všech třech fázích vedení najednou. Kontakty jeho nožů v zapnuté poloze do sebe těsně zapadají a poskytují minimální přechodový odpor pro dlouhodobý průchod elektrického proudu ve jmenovitém režimu elektroinstalace.
Nemají však zařízení pro zhášení oblouku a pohon neposkytuje rychlé vypnutí a nemá ochrany jako jistič. Z těchto důvodů je zakázáno, aby separátor přerušoval proud zátěže nebo přiváděl napětí do obvodu. Logika jeho automatického provozu nutně zahrnuje blokování od procházejících proudů zátěže. Pro jeho provoz je instalován speciální proudový transformátor, který napájí samostatný reléový obvod.
Podpěrné izolátory separátoru jsou umístěny na kovovém rámu zvednutém betonovými sloupky do bezpečné výšky. Na těchto izolátorech jsou namontovány stacionární kontakty a rotační nože spojené soustavou pák s pohonem, který lze ovládat:
automaticky oddělit chráněný okruh od vznikajících nehod oddálením nožů během vytváření mrtvé pauzy;
ručně obslužným personálem zapnout nože a navinout vypínací pružiny, aby byly připraveny k práci.
K automatickému oddělení obvodu dochází využitím energie nabité pružiny, zesílené elektromotorem. Spouští se, když je západka uvolněna elektromagnetem vypínací cívky. Když je na tuto cívku přivedeno napětí z ochran transformátoru, rotační nože přeruší obvod.
Kontakty bloku KSA jsou umístěny na hřídeli separátoru a opakují jeho polohu. Používají se v sekundárních obvodech:
Jak funguje zkrat?
Jedná se rovněž o elektrické spínací zařízení pracující v obvodech 6 nebo 10 kV. Ze strany pohyblivého rotačního nože je spolehlivě uzemněn k obvodu rozvodny a na opačném konci stacionárního kontaktu je připojen proudovým vodičem k jedné fázi vedení. Řezací pracovní nůž zkratovače v normální poloze je nastaven v bezpečné vzdálenosti od fáze, s vyloučením náhodného vypnutí jeho napětí k zemi.
Stacionární kontakt je neustále na potenciálu vedení a je oddělen od zemní smyčky odporem podpůrného izolátoru. Celá tato konstrukce je namontována na odolném kovovém rámu a zvednuta v bezpečné vzdálenosti od země.
Krátký stykač je ovládán pákovým systémem. V ručním režimu přesune pohyblivý nůž obsluhující personál ze stacionárního kontaktu do polohy připravené k provozu. Současně se nabíjí tažná pružina. Současně se přepnou kontakty bloku KSA, které opakují svou polohu pro činnost sekundárních obvodů.
Když ochrana detekuje poruchy v obvodu, přivede se napětí na elektromagnet vypínací cívky. V důsledku toho se pružinová západka uvolní a točivý moment působící na pákový systém prudce vrhne pohyblivý nůž na stacionární kontakt. Ve fázi vedení vzniká uměle vytvořený zkrat k zemi.
Konstrukce zkratovače je navržena pro průchod nouzových proudů vzniklých při zkratu jeho lopatkou a kontakty s přihlédnutím k vnímání tepelného šoku. Odolává těmto proudům při jejich průchodu od okamžiku jejich vzniku až po odstranění napětí ochranou dálkového spínače.
Zkraty se používají v sítích s uzemněným nebo izolovaným neutrálem. V prvním případě jsou instalovány na jedné fázi a ve druhém na dvou, aby byl zajištěn spolehlivý obvod.
Vlastnosti logiky činnosti oddělovače a zkratovače
Elektrické schéma zapojení zkratovače a oddělovače pro jeden transformátor PS v třívodičovém provedení je na schématu.
V provozním režimu je elektřina z napájecí rozvodny vzdušným vedením přiváděna přes zapnutý odpojovač s oddělovačem na vysokonapěťovou stranu VT, kde je transformována na 10 kV. A pak je distribuován spotřebitelům prostřednictvím vstupního přepínače.
Zde vidíte, že v rozvodně 110/10 kV není odpínač zátěže. Není na něm jediné spínací zařízení, které by dokázalo vypnout napětí z transformátoru v případě jeho poškození nebo pro provedení provozního spínání.
Tato úloha je přiřazena vypínači vzdálené rozvodny. Například pro uvedení transformátoru napětí 110/10 kV do plánovaných oprav, dispečer PS-330 na povel odpojí napětí z celého napájecího vedení-110 ručním otevřením spínače. Poté se otevřou odpojovací nože.
Když dojde k poruše v obvodu 110/10 kV VT, je vypnut dálkovým spínačem podle následujícího algoritmu.
Ochrana transformátoru detekuje poruchu, analyzuje ji a napájí elektromagnet cívky nakrátko. Jeho pohyblivý nůž je impulsem vržen na fázový kontakt. (Tento okamžik je znázorněn žlutým symbolem blesku na časové stupnici grafu.) Na VL-110 se objeví jednofázový zkrat na kostru.
Proudová ochrana jističe (například diferenční fázový nebo směrový netočivý proud) tuto poruchu zaznamená, analyzuje a po čase t ochrana vydá výkonný příkaz k ovládání pohonu, který se během času t pr vypne.
Čas pro odstranění napětí z transformátoru je tedy určen:
doba provozu jeho ochran;
trvání zkratového impulsu;
rychlost vypnutí jednofázového jističe ve vzdálené rozvodně tvořící čas t off.
Tím však logika interakce mezi ochranami umístěnými na různých rozvodnách nekončí. Od okamžiku jeho vypnutí vydává řídicí obvod jističe příkaz k jeho automatickému opětovnému zapnutí po době t AR nastavené pro tento případ. Nastavuje se předem nastavením automatizace. Během své činnosti je vypínač vypnutý a venkovní vedení je bez napětí a bez napětí. Tímto způsobem se v napájecím zdroji vytvoří bezproudová pauza.
Po skončení časové prodlevy AR je nadzemní elektrické vedení opět pod napětím. V tomto okamžiku musí být jednofázový zkrat odstraněn působením separátoru. Funguje z transformátorových ochran, které současně vydávají dva povely k vypnutí a přivedení zkratu. Pouze působení povelu na oddělovač je zpožděno o nastavení času t nastaveného na obvodu ochranného relé transformátoru.
Doba provozu pohonu separátoru je zohledněna dobou trvání automatického opětovného zapnutí jističe, aby se vytvořila malá rezerva pro jeho spolehlivý provoz.
Zkratovač tedy po zapnutí vypínače zůstává v poloze superponované na fázi vedení, ale zároveň je oddělen od napětí, které je mu přiváděno, odpojeným separátorem. V tomto případě zůstává transformátor bez napětí na straně vysokého napětí a může být uveden do provozu obsluhou až po analýze procesů na něm probíhajících a odstranění vzniklé poruchy, což nějakou dobu trvá.
Perspektivy použití obvodů s oddělovačem a zkratovačem
Rozvodny, kde takový systém funguje, byly v minulosti hojně využívány, kdy instalace vzduchových nebo olejových jističů vyžadovala další pomocná a složitá zařízení (kompresorové nebo olejové stanice), což nebylo ekonomicky únosné.
Separátor pracuje venku a je vystaven jakýmkoli atmosférickým srážkám. Jeho provozní podmínky se výrazně zhoršují v zimě mokrým sněhem a následnými mrazy.
Tyto rozvodny v současné době procházejí rekonstrukcí. Na nich a na všech moderních rozestavěných jednotkách ORU-110 je místo oddělovače a zkratovače instalován spínač SFXNUMX. Jeho pohon je poháněn energií pružiny nabíjené elektromotorem a k uhašení oblouku stačí malá zásoba plynu SFXNUMX napumpovaná do malokapacitního válce, což zajišťuje dlouhou životnost jeho operací.
Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře
Pokud se vám tento článek líbil, sdílejte odkaz na něj na sociálních sítích. Velmi to pomůže rozvoji našeho webu!
