Sposób rozmieszczenia i działania rozłączników wysokiego napięcia

Urządzenia wysokiego napięcia: rozmieszczenie i działanie rozłączników Wśród urządzeń elektrycznych wysokiego napięcia stosowane są różne urządzenia przełączające. Jedna z ich grup nosi nazwę „Odłączniki”.

Spotkanie

Konstrukcje te służą do tworzenia przerwy w obwodzie elektrycznym, która nie tylko wyłącza zasilanie, ale musi być również widoczna wizualnie.

Faktem jest, że w całej długiej historii eksploatacji energii elektrycznej rozwinęły się tradycje jej bezpiecznego użytkowania. Przerwy w zasilaniu przez wyłączniki obciążenia z wyrafinowanymi urządzeniami technicznymi są ukryte przed obserwacją. W razie awarii napięcie pozostaje w obszarze przeznaczonym do likwidacji. Jest to bardzo niebezpieczne i stanowi bezpośredni warunek porażenia prądem elektrycznym lub uszkodzenia urządzeń elektrycznych.

Z tych powodów rozłączniki instaluje się w obwodzie wysokiego napięcia szeregowo z wyłącznikami iz reguły za nimi, aby zapewnić bezpieczeństwo użytkowania.

Aby zrozumieć ten proces, przedstawimy fragment obwodu elektrycznego, w którym energia elektryczna ze źródła podstacji transformatorowej nr 1 jest przesyłana linią elektroenergetyczną podzieloną na 5 odcinków roboczych do podstacji nr 2 i 3.

Załóżmy, że na odcinku nr 3 (zaznaczonym na czerwono) konieczne jest wykonanie prac technicznych wymagających, zgodnie z warunkami bezpieczeństwa, odprężenia.

Aby to zrobić, musisz wyłączyć przełączniki zasilania:

• stacja elektroenergetyczna nr 1;

• odbiorcze podstacje nr 2 i nr 3, które pracują po stronie niższego napięcia i będą wytwarzać energię elektryczną dla linii, w tym odcinka nr 3, w wyniku efektu odwróconej transformacji.

W przypadku awarii któregokolwiek z przełączników lub błędu lub samoistnego nieautoryzowanego ich włączenia, na odcinku roboczym nr 3 pojawi się napięcie, co jest niedopuszczalne.

Dlatego po każdym wyłączniku w obwodzie elektrycznym montowany jest odłącznik, który dodatkowo tworzy bezpieczną i widoczną przerwę w obwodzie.

Powyższe zdjęcie to prosty projekt jednoliniowy. W praktyce jednak linie elektroenergetyczne wysokiego napięcia wykorzystują co najmniej trzy fazy. Dokładniejszy schemat dla naszego przypadku przygotowania miejsca pracy nr 3 do konserwacji będzie wyglądał następująco.

Na nim każda faza „A”, „B”, „C” linii energetycznej jest pokazana we własnym kolorze: żółtym, zielonym i czerwonym. We wszystkich podstacjach jest odłączany najpierw własnym łącznikiem, a następnie odłącznikiem. Dopiero wtedy uziemiana jest każda faza linii elektroenergetycznej dla obiektu nr 3.

Na tym rysunku kwestia uziemienia nie jest pokazana w całości, a jedynie w celu wykazania potrzeby jego realizacji.

Umiejscowienie odłącznika w obwodzie determinuje jego uproszczoną konstrukcję w porównaniu z wyłącznikiem. Wynika to z faktu, że przełącznik musi niezawodnie przerywać przepływający przez niego prąd podczas normalnej pracy oraz awaryjnych prądów zwarciowych o ogromnych wartościach, które mogą wystąpić w nieprzewidzianym momencie w dowolnym miejscu w odcinku obwodu chronionego przez przełącznik.

Są to procesy bardzo złożone, związane z jonizacją środowiska i występowaniem silnego łuku elektrycznego, który może spalić styki. Aby temu zjawisku zapobiec stosuje się różne rozwiązania techniczne, polegające na wykorzystaniu nośników o właściwościach izolujących. Wypełniają obszar roboczy wyłącznika w miejscu przerwania obwodu.

Drugim kierunkiem radzenia sobie z łukiem jest zapewnienie maksymalnej prędkości mechanizmu spustowego. Jego czas działania jest porównywalny z wybuchem i występuje w przybliżeniu w dwóch okresach oscylacji harmonicznej prądu sinusoidalnego.

Tyle samo czasu potrzebują nowoczesne zabezpieczenia z automatycznym wykrywaniem uszkodzenia w obwodzie i wysyłaniem polecenia do napędu wyłącznika.

Dlatego czas awaryjnego wyłączenia przez zabezpieczenia i automatykę wynosi około 0,04 sek.

W przypadku odłączników tak skomplikowane urządzenia nie są potrzebne. Są zaprojektowane tak, aby można je było bez pośpiechu wyłączać ręką operatora lub silnikami elektrycznymi. Ponieważ rozłączniki są instalowane za wyłącznikami, działają one dopiero po odłączeniu napięcia, kiedy nie może dojść do powstania łuku elektrycznego.

Położenie odłącznika i wyłącznika widać na fragmencie schematu działania dyspozytora.

Tak wygląda obraz lokalizacji tej podstacji, przesłany przez satelitę.

Widok tego samego obszaru z ziemi od strony czołowej podpory.

Dlatego odłączniki tworzą widoczną przerwę w obwodzie elektrycznym dla jego bezpiecznego utrzymania po wyłączeniu napięcia przez wyłącznik... To jest ich główny cel.

Projekt odłącznika

Urządzenie odłącznika wysokiego napięcia jest dość złożone, ale jednocześnie jest znacznie prostsze niż wyłącznik zasilania o tym samym napięciu. Przyjrzyjmy się przykładom ich realizacji dla urządzeń 330 kV.

Jedynymi prądami wyzwalanymi przez takie odłączniki są możliwe wyładowania pojemnościowe z indukowanych napięć. Styki mocy rozłączników są przeznaczone do przerywania ich zasilania. W stanie roboczym przepływa przez nie maksymalny prąd obciążenia.

Szafy sterownicze napędu przeznaczone są do sterowania każdą fazą odłącznika pojedynczo lub łącznie.

Jeśli przyjrzysz się uważnie powyższym rysunkom, zobaczysz, że styki przełączające przełącznika i odłącznika znajdują się na znacznej wysokości. Wynika to ze względów bezpieczeństwa pozostałego sprzętu i personelu serwisowego.

W rozdzielnicach napowietrznych 110 kV bezpieczna wysokość odłącznika jest mniejsza.

Lepiej więc je konserwować, łatwiej i taniej zainstalować. Wymaga to jednak szczególnej uwagi personelu obsługującego pod oddanym do eksploatacji odłącznikiem. W praktyce zdarzały się przypadki, gdy pracownicy podczas deszczowej pogody unosili włosy, zmniejszając bezpieczną odległość od urządzeń elektrycznych i wpadając pod napięcie 110 kV.

To po raz kolejny potwierdza, że ​​środki bezpieczeństwa muszą być nie tylko dobrze znane, ale także nienagannie wykonane.

Na zdjęciu rozmieszczenie odłączników napowietrznych linii przesyłowych 10 kV na słupach w pobliżu rozdzielni wnętrzowej z wyłącznikami mocy stacji.

Poniższy rysunek przedstawia sposób obsługi odłącznika liniowego 10 kV za pomocą napędu ręcznego. Transformator mocy jest w pobliżu.

Odłączniki dla linii napowietrznych 6 kV mają takie samo urządzenie jak dla linii 10 kV.

Na wszystkich zdjęciach widać, że każdy odłącznik składa się z następujących elementów konstrukcyjnych:

• rama zasilająca umieszczona na bezpiecznej wysokości;

• izolatory wsporcze mocno zamontowane na ramie na końcach szczeliny utworzonej dla każdej fazy;

• układ styków zapewniający niezawodne przejście prądu znamionowego linii i odłączający napięcie zasilania w stanie rozwartym na odcinku przeznaczonym do obsługi;

• systemy sterowania ruchem noża.

W rozłącznikach stosowanych do obwodów o napięciu 110 kV i wyższym układ stykowy tworzą dwa ruchome półnoże wygięte w przeciwnych kierunkach. W innych konstrukcjach częściej używany jest ruchomy nóż, który jest wkładany w nieruchomy styk.

Odłączniki są klasyfikowane według:

• liczba biegunów;

• charakter instalacji (wewnątrz lub na zewnątrz);

• rodzaj ruchu noża w celu zerwania łańcucha (obrotowy, tnący lub kołyszący);

• metody sterowania: ręczne za pomocą działającego drążka izolacyjnego lub układu dźwigniowego lub automatyczne za pomocą silników elektrycznych (można zastosować hydraulikę, a nawet pneumatykę) za pomocą układu sterowania.

Wszystkie operacje z odłącznikami w schemacie pracy są klasyfikowane jako prace niebezpieczne, są wykonywane wyłącznie przez przeszkolony i przeszkolony personel przy użyciu specjalnie zaprojektowanych formularzy pod bezpośrednią kontrolą dyspozytora.

Odłączniki blokujące

Cechą charakterystyczną rozłączników wysokiego napięcia jest to, że razem z nimi na tej samej platformie noże uziemiające często znajdują się po obu stronach utworzonej szczeliny. Wygodne jest manipulowanie nimi dla personelu obsługującego, który wykonuje przełączanie w obwodach mocy.

Podczas załączania należy zwrócić uwagę na prawidłową kolejność załączania/zdejmowania uziemienia oraz załączania/wyłączania odłącznika. Nie wolno włączać wyłącznika, gdy uziemienie jest zainstalowane po obu stronach rozłącznika. Spowoduje to zwarcie.

Nie można również wymusić uziemienia, gdy odłącznik jest włączony, a do obwodu jest przyłożone napięcie, co również spowoduje zwarcie.

W celu zapobieżenia błędnym sytuacjom podczas przełączania stosuje się techniczne blokowanie działań personelu obsługi stacjonarnymi uziemiaczami, odłącznikami i wyłącznikami. Ona moze byc:

• czysto mechaniczny;

• elektryczny (oparty na zastosowaniu zamka elektromagnetycznego);

• łączny.

Konstrukcje zamków są różne. Ich złożoność i niezawodność wzrasta wraz ze wzrostem napięcia stosowanego w pętli pierwotnej.

Do sterowania blokadami elektrycznymi typów na wałkach obrotowych łopatek stykowych montowane są dodatkowe styki stosowane w obwodach wtórnych. Są to tak zwane styki blokowe KSA. Całkowicie powtarzają pozycję odłącznika, jednocześnie zamykając lub otwierając.Aby rozszerzyć możliwości obwodów sterowania, zabezpieczeń i automatyzacji przełączników i linii, te styki blokowe są zaprojektowane zarówno w pozycji normalnie otwartej, jak i zamkniętej.

Podobny blok styków montowany jest również na napędach uziemników stacjonarnych i rozłączników.

Obwody sterujące blokadą elektromagnetyczną opierają się na zasadzie tworzenia szeregowych i równoległych obwodów elektrycznych ze styków przekaźników położenia urządzeń głównych: przełączników, odłączników, noży uziemiających.

Gdy położenie jednego z tych łączników zostanie zmienione przez personel serwisowy, ich styki wtórne, zmontowane w określony schemat logiczny, zostaną odpowiednio przełączone. W przypadku naruszenia wymagań bezpieczeństwa blokada elektromagnetyczna uniemożliwia dalsze działania z urządzeniami zasilającymi.

W takim przypadku konieczne jest zrozumienie poprawności wykonanych działań i poszukiwanie popełnionego błędu.

Obwody blokad rozłączników stacyjnych zasilane są z dedykowanych źródeł napięcia stałego.

Obowiązkowe wymagania dla odłączników:

• zapewnienie widocznej szczeliny;

• odporność konstrukcji na efekty dynamiczne i termiczne;

• niezawodność izolacji w każdych warunkach pogodowych;

• przejrzystość pracy w przypadku pogorszenia warunków pracy podczas deszczu, opadów śniegu, formacji lodowych;

• prostota konstrukcji, zapewniająca łatwość użytkowania i konserwacji.

Aby uzyskać więcej informacji na temat charakterystyk roboczych odłączników, zob Ten artykuł.