ОБОРУДОВАНИЕ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
В состав оборудования трансформаторных подстанций входят: силовые трансформаторы, аппаратура защиты и коммутации, шинные устройства, измерительные трансформаторы и устройства автоматического контроля и управления.
Прием электрической энергии и дальнейшее распределение ее на подстанциях и в распределительных устройствах осуществляется посредством главных шин. Шины укрепляются с помощью крепежных деталей на фарфоровых изоляторах. Шины для закрытых распределительных устройств (ЗРУ) 6—10 кв представляют собой голые, обычно алюминиевые (реже медные) полосы прямоугольного поперечного сечения. Для распознавания отдельных фаз (и защиты шин от коррозии) их окрашивают в различные цвета: фаза А — в желтый, фаза В — в зеленый, фаза С — в красный цвет.
Электрические линии присоединяют к главным шинам с помощью специальной аппаратуры (выключатели, разъединители и т. д.). Все электрические соединения подстанций и распределительных устройств обычно изображают в виде однолинейных схем, на которых условными обозначениями показывают основные элементы установки (выключатели, предохранители и т. д.).
Измерительные трансформаторы применяют для включения измерительных приборов и обмоток реле защиты и управления.
К аппаратам защиты и коммутации, устанавливаемым на подстанциях, относятся выключатели мощности, выключатели нагрузки, разъединители, предохранители, разрядники и реакторы.
На рис. 168 изображена однолинейная схема трансформаторной подстанции небольшой мощности (не более 320 ква), а на! рис. 169 — однолинейная схема трансформаторной подстанции большой мощности.
Масляные выключатели мощности предназначены для включения и выключения различных электроустройств высокого напряжения переменного тока (генераторов, двигателей, трансформаторов) при нормальной эксплуатации, а также и для отключения их при перегрузке или коротких замыканиях.
Масляные выключатели по своей конструкции делятся на две основные группы: баковые выключатели с большим объемом масла, которое является дугогасящей и изолирующей средой, и горшковые выключатели с малым объемом масла, которое используется для гашения дуги.
На рис. 170 показан схематический разрез бакового масляного выключателя с большим объемом масла и без специального устройства для гашения дуги. Выключатель состоит из металлического бака 2, заполненного маслом, и устройства для разрыва цепи тока. На стенке бака имеется указатель уровня масла. Сверху бак закрыт металлической крышкой 2, в которой имеется газоотводная трубка и закреплены проходные изоляторы 3 (втулки). Внутри втулок помещены токоведущие стержни 4, соединенные с неподвижными контактами 5. Подвижные контакты 6 укреплены на изоляционной планке 7, жестко связанной с вертикальной штангой 8. Штанга с подвижной контактной системой
под действием пружины 9, помещенной в верхней части выключателя, стремится разомкнуть контакты, но в нормальных условиях удерживается электромеханической защелкой 10.
При размыкании подвижных и неподвижных контактов между ними возникает электрическая дуга, так как накопленная в цепи электрическая энергия не может мгновенно исчезнуть и стремится поддержать ток, проходящий через дугу, состоящую из раскаленных газов. Под действием высокой температуры ближайшие слои масла испаряются и разлагаются на составные части, вследствие чего дуга оказывается окруженной газовой средой (газовым пузырем) — водородом, который обладает высокой теплоемкостью и диэлектрической прочностью. Это облегчает гашение дуги.
После гашения дуги в масле остаются раскаленные газы, которые поднимаются вверх через весь слой масла, охлаждаясь на своем пути и собираясь под крышкой выключателя в специально оставленном незаполненном маслом буферном пространстве, сообщающемся с воздухом через газоотводную трубку. Большая часть газов состоит из водорода, который с кислородом воздуха образует гремучую смесь.
Если водород, проходя через слой масла, недостаточно охлаждается, то гремучая смесь может взорваться, что поведет к разрушению выключателя, загоранию масла и может быть причиной пожаpa. Поэтому слой масла над контактами должен быть достаточно большим. Однако наполнение маслом выключателя сверх установленной нормы также недопустимо, так как при этом уменьшается буферное пространство, что может, в свою очередь, вызвать взрыв выключателя расширяющимися газами.
Учитывая возможность взрывов при эксплуатации, масляные выключатели с большим объемом масла устанавливают в специальных взрывных камерах, представляющих собой железобетонное или кирпичное изолированное помещение.
Горшковые выключатели (рис. 171) с малым объемом масла безопасны в отношении взрывов и пожаров вследствие большой прочности цилиндров и малого объема масла. Поэтому они не требуют специальных изолированных помещений для своей установки.
Контактами является подвижный стержень и неподвижный контакт розеточного типа, находящийся в нижней части горшка.
При включении подвижный стержень, проходя через центральное отверстие, отжимает две латунные заслонки, находящиеся под давлением пружины. При выключении латунные заслонки закрывают отверстие, через которое проходит подвижный контакт.
При отключении между подвижным и неподвижным контактами образуется дуга. Под влиянием высокой температуры дуга окружена газовой средой, вследствие чего резко повышается давление в нижней части горшка. Поэтому поток масла устремляется через поперечный канал гасительной камеры в верхнюю часть горшка и гасит дугу.
Основными величинами, характеризующими масляный выключатель, являются номинальное напряжение и ток, предельный отключаемый ток и предельная отключаемая мощность.
Выключатели нагрузки предназначены для выключения и отключения электрических цепей только в условиях нормального режима работы.
Дугогасительным устройством выключателя нагрузки является пластмассовая разъемная камера с вкладышем из органического стекла, внутри которого перемещается подвижной нож дугогасительной системы выключателя. В нижней части камеры находится неподвижный нож дугогасительной системы.
При отключении расходятся сначала рабочие контакты, а затем контакты дугогасительной системы, между которыми возникает дуга. Под действием высокой температуры из стенок вкладыша выделяются газы (в основном водород), создающие дутье, гасящее дугу.
Выключатели нагрузки снабжаются плавкими предохранителями, защищающими цепь от перегрузок и коротких замыканий.
Для защиты силовых цепей до 35 кв устанавливают плавкие предохранители ПК (с кварцевым заполнением). Такой предохранитель представляет собой фарфоровую трубку, внутри которой помещены плавкие вставки. Трубка засыпается кварцевым песком, способствующим гашению дуги, возникающей при перегорании предохранителя.
Разъединители применяют в установках высокого напряжения для тех. или иных отключений и переключений в находящейся под напряжением цепи. Например, после выключения масляного выключателя его отключают от линии с помощью разъединителей для производства нужного ремонта.
По своему устройству разъединитель подобен рубильнику. Следует иметь в виду, что выключение разъединителя под нагрузкой ни в коем случае недопустимо, так как на ножках разъединителя при отключении его под током появляется устойчивая дуга, которая может послужить причиной тяжелых аварий.
В выключенном положении контакты разъединителя имеют расстояние, достаточное для того, чтобы не получилось пробоя.
Реакторы служат для ограничения токов коротких замыканий. Реактор представляет собой индуктивную катушку, не имеющую стального сердечника и состоящую из нескольких витков изолированной медной проволоки большого поперечного сечения. Реакторы имеют большое индуктивное и малое активное сопротивление.
В результате уменьшения величины токов короткого замыкания при помощи реакторов оказывается возможным устанавливать на станциях и подстанциях более дешевую и простую аппаратуру, рассчитанную на меньшие токи короткого замыкания, применять Кабели и шины меньшего сечения. Это значительно снижает стоимость распределительного устройства и повышает надежность его работы.
Разрядник представляет собой аппарат, предназначенный для защиты электротехнических устройств от перенапряжений. Перенапряжениями называются повышения напряжения сверх номинального, достигающие величин, опасных для целости изоляции.
Такое повышение напряжения создается электромагнитными процессами, связанными с грозовыми разрядами, или процессами, сопутствующими включениям, выключениям, коротким замыканиям между фазами и т. п.
Разрядник включают между проводом и землей; он служит для! соединения с землей провода, в котором возникло перенапряжение. Основной частью разрядника является искровой промежуток, в котором при перенапряжении возникает электрическая дуга. По окончании перенапряжения дуга гаснет, и разрядник вновь не проводит тока.
Последовательно с разрядниками включают сопротивления для уменьшения тока через разрядник и для гашения дуги при снижении напряжения до номинального.
Простейшим разрядников служат два электрода, выполненные в виде рогов, разделенные промежутком. Более совершенным является разрядник применением нелинейных сопротивлении (например, тиритовый).
В электроустановках промышленных предприятий широко используют резервирование электроснабжения путем переключения питания потребителей с поврежденного на исправно действующий ввод. Для этого предприятие должно быть обеспечено двумя вводами от двух независимых источников электроэнергии, т. е. применяют автоматическое включение резерва АВР на стороне низкого напряжения.
АВР может устанавливаться при наличии как двух, высоковольтных или низковольтных вводов, так и при одном высоковольтном и одном низковольтном вводе.
Принципиальная схема АВР изображена на рис. 172. При наличии напряжения на первом вводе сработает реле напряжения Рн, включив своими нормально открытыми контактами катушку электромагнита привода контактора нормальной работы Кн. Одновременно разомкнутся нормально закрытые контакты реле Рн в цепи катушки контактора аварийного питания Ка. Таким образом, контактор Кн будет включен, а Ка — выключен, и электроснабжение предприятия будет осуществляться от 1-го ввода.
При прекращении подачи энергии по первому вводу (или при значительном снижении напряжения) реле Рн отпускает свои контакты в исходное положение, в результате чего контактор Кн отключается, а Ка включается, так что нагрузка получает электроэнергию от второго ввода. При восстановлении напряжения на первом вводе АВР переключает нагрузку вновь на первый ввод.
Дата добавления: 2021-04-21; просмотров: 310;