Aparatură de distribuție completă (KRU) cu întrerupătoare de circuit în vid
Aparatul complet de distribuție (KRU) cu întrerupătoare de circuit în vid sunt foarte compacte și sunt disponibile în versiuni retractabile (Fig. 1) și staționare (Fig. 2). În modelele de aparate de distribuție debrosabile, un întrerupător de circuit cu o acționare este plasat pe un cărucior demontabil. Corpul dulapului contine compartimente pentru bare colectoare, transformatoare de curent de masura si terminatii de cablu, echipamente de masura si protectie cu relee. Rolul întrerupătoarelor de înaltă tensiune este îndeplinit de contactele înfișabili. Ele creează un gol vizibil atunci când întrerupătorul este scos pentru reparație. Conectarea circuitelor operaționale ale căruciorului și caroseriei se realizează folosind conectori. Căruciorul rulant cu întrerupător poate ocupa trei poziții: lucru, testare și reparare. Poziția de lucru corespunde modului în care contactele de conectare sunt închise și circuitele de operare sunt conectate cu ajutorul unui conector cu fișă. Comutatorul este testat în poziția de testare. În acest caz, contactele plug-in sunt deschise, iar circuitele operaționale sunt închise. În pozițiile de lucru și de testare, căruciorul este fixat în interiorul corpului dulapului.
Pentru lucrările de reparații, căruciorul este scos din corpul dulapului, în timp ce părțile electrice purtătoare de curent ale dulapului, inclusiv contactele fixe, sunt protejate automat de obloane pentru a proteja personalul de contactul accidental, iar ieșirile CT sunt împământate prin separatoare speciale. Pentru asigurarea siguranței muncii și prevenirea accidentelor, sunt prevăzute dispozitive de blocare speciale care fac imposibilă: rularea căruciorului în carcasă când întrerupătorul este pornit; pornirea comutatorului în poziția nefixă a căruciorului; scoaterea căruciorului din poziția de lucru cu întrerupătorul pornit; includerea întrerupătoarelor de împământare în poziția de lucru a căruciorului; rularea cărucioarelor în poziţia de lucru cu lamele de împământare pornite. Dacă întrerupătorul nu este fixat în poziția de funcționare, contactele conectate se pot supraîncălzi din cauza contactului slab sau a arcului electric atunci când circuitul este întrerupt (dacă întrerupătorul este pornit și barele sunt sub tensiune). Dulapul aparatului de distribuție este împărțit în compartimente folosind pereți despărțitori și bucșe metalice pentru a localiza accidentele care au avut loc în dulap în zona deteriorată. Aparatură de distribuție completă pentru 6 - 35 kV cu întrerupătoare în vid și izolație izolată cu gaz. Unul dintre dezavantajele întrerupătoarelor de circuit în vid este suprapunerea pe suprafața exterioară a carcasei izolatoare în timpul supratensiunilor, ceea ce se explică prinînălțimea corpului izolator al jgheabului cu arc. Din acest motiv, inițial întreruptoarele cu vid au fost scufundate în ulei, ceea ce a îngreunat funcționarea acestora. Este mai convenabil să le plasați în compartimente speciale umplute cu gaz SF6. În acest caz, nu numai condițiile de funcționare sunt facilitate, ci și fiabilitatea acestora este crescută în comparație cu întreruptoarele cu vid instalate în aer, deoarece chiar și în cazul unei pierderi de vid în jgheaburi cu arc de vid, arcul este stins în gaz SF6 mai eficient decât în aer. Un tablou complet cu un întrerupător de circuit în vid și izolație SF6 este format din patru compartimente: 1, 2, 7 și 9 (Fig. 2). Compartimentul 1 găzduiește cutii de cabluri 10, transformatoare de tensiune 11 și transformatoare de curent 12. Volumul compartimentului 4 permite, dacă este necesar, plasarea descărcătoarelor sau supresoarelor de supratensiune în el. În compartimentul 2, umplut cu gaz SF6 la o presiune de P = 0,25 MPa, este amplasat un întrerupător de circuit în vid 3. Compartimentele 7 și 9 sunt proiectate pentru două sisteme de bare colectoare și întrerupătoarele de magistrală corespunzătoare 5 și 8. În compartimentul 5, neumplut cu gaz SF6, există actuatoare, protecție și echipament de comandă pentru semnal și comutator.
Transformatoare de curent si tensiune cu izolatie epoxidica turnata.
Transformatoarele de curent sunt echipate cu un divizor capacitiv de tensiune. Cablurile lor sunt conectate la terminale externe. Aceasta permite în orice moment testări de izolație și verificări ale fazării fără a fi nevoie să deschideți compartimentul 1. Orice tip de cablu de până la 625 mm 2 poate fi conectat la celulă. Există și intrări speciale pentru teste periodice de izolație. Întrerupătoare cu vid proiectate și independente,plasate în incinte închise ermetic umplute cu gaz SF6 (Fig. 1).
Deoarece întrerupătorul cu vid are o durată de viață foarte lungă, costurile de operare ale unui astfel de întrerupător combinat sunt reduse semnificativ. Noi dezvoltări de aparate de comutare cu întrerupătoare de circuit în vid. Noul concept de aparate de comutare cu întreruptoare în vid pentru instalarea interioară se deosebește de soluțiile tradiționale prin prezența unui întrerupător cu auto-eliberare, care acționează și ca secționator, și dispunerea longitudinală a fazelor tuturor elementelor funcționale. Conceput pentru rețelele de distribuție ale secolului 21, tabloul de distribuție este o nouă generație de echipamente de medie tensiune cu performanțe ridicate în ceea ce privește funcționarea continuă, fiabilitatea și siguranța, unde toate elementele funcționale sunt montate în linie dreaptă între barele colectoare și conexiunile prin cablu.
La baza acestui concept se află un întrerupător, care combină într-un mod original funcțiile unui întrerupător și a unui întrerupător într-un singur modul. Implementarea tehnică a acestui modul a fost posibilă prin utilizarea unei jgheaburi cu arc de vid. Izolarea între întrerupător și compartimentele cablurilor este asigurată de o traversă specială multifuncțională, în care sunt integrate transformatoare de curent și un divizor capacitiv pentru indicarea tensiunii. Acționarea mecanică a comutatorului, care este situat în spatele ușii cabinei, este controlată din partea din față. Cuțitul de împământare este, de asemenea, controlat din partea frontală a celulei prin rotirea directă a axei sale principale. În proiectarea tabloului de distribuție, barele colectoare, întrerupătorul și cablurile sunt aranjate unul deasupra celuilalt. Ca și în celulele tradiționale, dispozitivele de protecție, control și semnalizare sunt amplasate în eltop parte. Există un dispozitiv de evacuare în spate pentru a elimina gazele fierbinți în cazul unui scurtcircuit în interiorul celulei. În compartimentul pentru cabluri, bornele bornelor acestora și cuțitul de împământare sunt montate în partea dreaptă a cabinei pentru a elibera spațiu maxim în stânga pentru operațiunile de conectare cu cleme. Celulele de „intrare”, „joncțiune de magistrală” (cupler de magistrală) și de „măsurare” pot fi echipate cu TV comutabile. Sunt amplasate longitudinal pe partea stângă a compartimentului pentru cabluri. Originalitatea celulei constă în faptul că separarea barelor colectoare de cabluri se realizează prin intermediul unei rotații a polilor de 90 ° și a unui mecanism de antrenare a întrerupătorului. Supratensiuni în timpul funcționării întreruptoarelor cu vid. La comutarea curenților inductivi cu întrerupătoarele de circuit în vid (de exemplu, la oprirea transformatoarelor puțin încărcate și a curenților de pornire ai motoarelor electrice), apar trei tipuri de supratensiune: cauzate de o întrerupere a curentului, defecțiuni repetate multiple ale intervalului de contact și deconectarea simultană a trei faze. Trebuie remarcat faptul că supratensiunile de comutare sunt de natură aleatorie și depind de structura rețelei electrice și de proprietățile statistice ale întreruptorului în vid. În timpul procesului de deconectare, are loc un arc de vid de frecvență industrială (ardere în vapori de metal) în spațiul de intercontact al jgheaburilor arcului de vid. Datorită vitezei mari de creștere a rezistenței electrice a golului de intercontact în vid (Fig. 3), arcul poate fi stins înainte de trecerea naturală a curentului prin zero, adică. are loc întreruperea curentului. Ca urmare a întreruperii curentului, energia stocată în sarcina inductivă trece în capacitatea de sarcină și apar supratensiuni mari, care pot duce la defectarea izolației echipamentelor electrice, declanșarea protecției împotriva defecțiunilor la pământ, ceea cescurtează durata de viață a echipamentelor electrice. Tăierea curentului de către întrerupătoarele cu vid poate duce la supratensiuni extrem de mari care sunt inacceptabile pentru izolarea motoarelor și cablurilor. La oprirea prin întrerupătoare de circuit în vid, supratensiunile pot fi și mai mari, deoarece inductanța motorului este cu un ordin de mărime mai mică. În acest sens, este necesar să se protejeze izolația împotriva unor astfel de supratensiuni. Cea mai avansată protecție de izolație este asigurată de descărcătoarele neliniare de supratensiune (SPD). În plus, circuitele și dispozitivele RC care reglează momentul de comutare pot fi folosite ca protecție la supratensiune. Utilizarea unui lanț RC are un efect pozitiv asupra tranzitorilor în timpul opririi: reduce amplitudinea supratensiunilor la o întrerupere a curentului, deoarece crește capacitatea sarcinii care trebuie oprită; atenuează oscilațiile de înaltă frecvență în timpul defecțiunilor repetate ale intervalului de intercontact; reduce frecvența de oscilație după ce curentul este oprit, reducând probabilitatea defecțiunilor repetate; deplasează poziția valorii zero a curentului oscilațiilor de înaltă frecvență în raport cu tensiunea maximă, prin urmare, în momentul amortizarii la curent zero, tensiunea pe capacitate este sub maximă; aceasta reduce tensiunea de recuperare și posibilitatea defecțiunilor repetate; reduce abruptul frontului de supratensiune in timpul aprinderilor repetate datorita scaderii frecventei oscilatiilor datorita cresterii capacitatii, ceea ce faciliteaza impactul asupra izolatiei longitudinale. Ca rezultat, circuitele RC reduc supratensiunea în timpul mai multor defecțiuni repetate și previn escaladarea tensiunii. În același timp, circuitele RC de amortizare au anumite dezavantaje: Capacitatea circuitului RC crește curentul total capacitiv de defecțiune la pământ din rețea, ceea ce în unele cazuri poate duce la necesitatea instalării.dispozitive de stingere a arcului care complică modurile și funcționarea rețelei; Așezarea lanțului de protecție lângă clemele motorului este dificilă (mai ales la unitățile de operare); instalarea unui lanț RC la întrerupător reduce eficiența suprimării supratensiunii. Când se folosește un circuit de amortizare RC, amortizarea vibrațiilor cauzate de acesta are un maxim la o anumită valoare a lui R, deoarece nu există amortizare la R = 0 și R=. Schimbând rezistența R a lanțului de amortizare la un anumit C, se poate găsi valoarea lui R corespunzătoare supratensiunilor minime. Acest lucru creează modul de cea mai mare amortizare a vibrațiilor din circuit. Capacitatea circuitului de amortizare C ar trebui să fie semnificativ mai mare decât capacitatea sarcinii inductive care este oprită (de 5-7 ori, după cum arată numeroase calcule). În acest caz, o ramură a lanțului de curent continuu preia o mare parte a curentului de oscilație, drept urmare pierderile și atenuarea cresc. De obicei, în circuitele auxiliare ale centralelor electrice, lungimea cablului este de 50 - 500 m. Luând în considerare lungimea și marca cablului, capacitatea lanțului KS poate fi de 0,1 - 1,3 microfaradi. Rezistența lanțului RC pentru aceiași parametri ai cablului ar trebui să fie de 30 - 15 ohmi. Limitarea supratensiunilor cu ajutorul descărcătoarelor la comutarea motoarelor electrice și a transformatoarelor cu întrerupătoare în vid are o serie de avantaje. Descărcătoarele de supratensiune sunt limitate în timpul întreruperii curentului și al creșterii supratensiunii și, astfel, întreruperea curentului virtual este exclusă. Din punct de vedere structural, descărcătorul de supratensiune poate fi instalat cu ușurință în celula întreruptorului sau pe capacul transformatorului. Deoarece motoarele au un nivel de rezistență la supratensiune mai scăzut decât transformatoarele, protecția motorului este de o importanță capitală. În plus, reduceți supratensiunea cauzată de defecțiuni repetate ale intervalului de contact al întreruptorului atunci când acesta este opritcurenți inductivi, este posibil prin intermediul unui dispozitiv de deschidere sincronizat cu un întrerupător de circuit în vid. Este inclus în circuitul electromagnetului de deschidere a întreruptorului pentru a preveni deschiderea contactelor în momente periculoase din punctul de vedere al apariției escaladării tensiunii, care este un proces de creștere treptată a supratensiunilor cu mai multe defecțiuni repetate ale intervalului de intercontact al întreruptorului deconectat. Condiția principală pentru apariția unor astfel de defecțiuni și supratensiuni este ca contactele întreruptorului să se deschidă mecanic în apropierea valorii curentului zero, pentru un timp de aproximativ 1 ms înainte de acest moment. În acest caz, după ce arcul este stins, contactele comutatorului nu au avut încă timp să se disperseze pe o distanță lungă, rezistența dielectrică a decalajului este relativ mică și poate fi întreruptă prin recuperarea tensiunii la comutator. Pentru a preveni astfel de fenomene, este necesar să se excludă posibilitatea deschiderii contactelor întreruptorului la momentul specificat (până la 1 ms înainte de curentul zero).