Электрическая часть электростанций

elektricheskaya chast elektrostanczij На заметку

Содержание материала

Конструктивные особенности автоматических выключателей, а также их свойства и рабочие характеристики зависят в основном от метода гашения дуги и среды, в которой дуга горит во время работы. Как правило, выключатели переменного тока делятся на две большие группы: жидкостные и газовые выключатели. Вакуумные выключатели, которые пока не получили широкого распространения, вероятно, в будущем образуют третью группу. В свою очередь жидкостные переключатели делятся на масляные и водяные. На протяжении многих десятилетий масляные выключатели были основным типом выключателей, обеспечивающих надежную работу электростанций и сетей. Даже сегодня, благодаря значительному усовершенствованию своей конструкции, они успешно конкурируют во многих приложениях (для самого высокого напряжения) с другими типами автоматических выключателей. В некоторых случаях они даже предпочтительнее в эксплуатации из-за простоты конструкции и относительно невысокой стоимости.

Рисунок 5-1. Дуговое горение пузырьков газа: а — открытая дуга; б — дуга в камере гасителя. Основным недостатком масляных выключателей является опасность возгорания или даже взрыва. Этот недостаток ограничивает их использование во внутренних помещениях. С другой стороны, минеральное масло, которое делает масляные выключатели опасными для здоровья, обладает хорошими дугогасящими свойствами из-за высокого содержания водорода (до 70%) в продуктах разложения, что имеет высокую охлаждающую способность.

Рисунок 5-2. Заполнение камеры маслом после гашения дуги Процесс отключения в масле происходит следующим образом. Когда контакты переключателя расходятся, между ними образуется дуга, которая испаряет и разрушает масло, образуя газовый пузырь (рисунки 5-1 и 5-2). Высвобождая тепло для испарения и разложения масла, цилиндр дуги интенсивно охлаждается. Охлаждение увеличивает градиент напряжения в дуге и способствует ее деионизации, которая дополнительно усиливается за счет циркуляции масла в зоне горения дуги. Давление, создаваемое в пузырьке газа за счет расширения газа, также увеличивает градиент дуги и увеличивает восстанавливаемую прочность оставшегося отверстия дуги. В результате, когда напряжение дуги достигает уровня напряжения источника, дуга гаснет. Давление, создаваемое в переключателе во время работы, также играет отрицательную роль, вызывая чрезмерное механическое напряжение в стенках бака и приводя, в случае очень серьезного повреждения, к утечке масла через выхлопную трубу, расположенную на крышке переключателя.

Это давление зависит от количества энергии, выделяемой на длину дуги, и количества выделяемого газа. Нефтяной цикл, электромагнитные и другие процессы, которые трудно количественно и качественно оценить, также играют важную роль. Давления в масляных выключателях, когда отключающая способность при коротком замыкании находится в пределах их отключающей способности, обычно не превышает 0,5-0,7 МПа. Если отключающая способность автоматического выключателя не находится в пределах отключающей способности, давление намного выше и иногда приводит к разрыву резервуара, возгоранию и разрушению помещений распределительного устройства. Такие взрывы, иногда называемые первичными взрывами, также могут произойти из-за отказа механизма отключения байпаса. Отключенные от сети резисторы, находящиеся в масле, остаются под напряжением, перегреваются и в конечном итоге воспламеняются. Возникающая дуга испаряет большое количество масла, что приводит к плачевным результатам. В некоторых случаях так называемые вторичные взрывы, вызванные газами, образующимися в выключателе во время работы. Если эти газы (водород и ацетилен) достигают взрывоопасной концентрации, достаточно небольшой искры, чтобы смесь взорвалась. В других случаях такие вторичные взрывы вызваны взрывоопасным и чрезвычайно нестабильным карбидом меди (C2C2 — карбид меди), полученным из ацетиленовых дымовых газов и компонентов медного переключателя. Карбид меди может воспламениться из-за небольшой вибрации переключателя (например, когда переключатель неактивен или был перемещен с панели) или просто из-за изменения температуры переключателя. Образующаяся искра может воспламенить опасные концентрации газов, скопившихся под крышкой резервуара, и привести квзрыв. Отключающая способность масляного автоматического выключателя с открытой дугой не зависит от контактного решения. В основном это определяется восстанавливаемым напряжением (рис. 5-3). Однако существует сильная зависимость отключающей способности таких автоматических выключателей от тока, подлежащего отключению, поскольку эта величина напрямую влияет на электромагнитное влияние тока и интенсивность ионизации стержня дуги (рис. 5-4). Необходимый для надежного гашения контактной дуги раствор можно определить по следующей эмпирической формуле [29];

Здесь Pk, h — мощность короткого замыкания, В-А; G0 — удельная мощность отрыва от дуги, Вт / см; oo = 2l1 — угловая частота рабочего напряжения, с-1; сов = 2я / в —

Рисунок 5-4. Зависимость отключающей способности масляного выключателя от тока отключения

Рисунок 5-3. Зависимость контактного раствора масляных выключателей от восстанавливающего напряжения (возврата) Угловая частота восстанавливающего напряжения, с-1; O — постоянная времени, дуга, с. Достоинства и недостатки автоматических выключателей, частично связанных с другими типами масляных выключателей, следующие: конструкция выключателя относительно проста, их стоимость относительно невысока, они могут быть установлены на открытых подстанциях, обслуживание выключателя это не сложно. Этим преимуществам противодействуют серьезные недостатки, главный из которых — воспламеняемость и воспламеняемость масла и продуктов его разложения (водорода и ацетилена) в присутствии кислорода воздуха. Если пары горячего масла и продукты его разложения выходят из выхлопной трубы, выхлопные газы могут взорваться только при контакте с кислородом воздуха. Использование негорючих, негорючих изолирующих жидкостей, таких как хлорированные дифенилы (совол, совтол, пиранол и др.), Которые уже давно успешно применяются в мощных трансформаторах и конденсаторах, в выключателях не допускается, поскольку продукты их разложения очень токсичны. Кроме того, эти жидкости разрушают органическую изоляцию и при смачивании образуют проводящий слой на поверхности фарфоровой изоляции. Еще один существенный недостаток масла — оно обугливалось при горении в нем дуги. Наличие углерода в масле не ухудшает его гашение дуги, но снижает его электрическую прочность. Кроме того, в баке переключателя есть отложения, которые осаждают частицы углерода, что требует частых и регулярных проверок переключателя и замены масла в переключателях. Конструктивная схема однокамерного масляного выключателя открытого типа представлена ​​на рис. 5-5, а. Расстояния между ними и по отношению к стенкам емкости подбираются так, чтобы надежно исключить перекрытие колонн и кожуха.

Рисунок 5-5. Конструктивные схемы масляных выключателей: а — однокамерный дуговой; б — выключатель однополюсный трехконтурный с двумя дугогасительными камерами; в — однополюсный трехконтактный выключатель с линзовыми резервуарами. Для большей надежности между полюсами комплект изолирует барьеры от гетинакса. При очень высоких напряжениях каждый полюс переключателя размещается в отдельном резервуаре (переключатель с тремя резервуарами). Эта конструкция имеет дополнительное преимущество, заключающееся в значительном уменьшении веса масла на бак. Однако в случае выключателей очень высокого напряжения количество масла в резервуаре все еще слишком велико. Например, в опоре выключателя 220 кВ находится 15-16 тонн масла. Масляные выключатели с открытой дугой в настоящее время имеют ограниченное применение только с относительно низким напряжением (6-10 кВ) и отключающей способностью (50-100 МБ-А).

admin
Оцените автора
Советы мужчинам
Добавить комментарий