Text
                    Е. Ф. Макаров
10 ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ СЕТЯМ 0,4 - 35 кВ 110-1150 кВ
ТОМ V
[ОСКВА
2005

чГчп
Е.Ф. МАКАРОВ СПРАВОЧНИК ПО ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ СЕТЯМ 0,4—35 кВ и 110-1150 кВ ТОМ V Учебно-производственное издание Под редакцией главных специалистов ОАО «Мосэнерго» И.Т. Горюнова, А.А. Любимова, Москва ПАПИРУС ПРО МП
ББК 31.232.3 УДК 621.311.1+621.316.1.3.6.62.65.66 (031) Макаров Е.Ф. Справочник по электрическим сетям 0,4-35 кВ и 110-1150 кВ — М.: Папирус Про, 2005. — 624 с. ISBN 5-901054-27-Х Уважаемые читатели перед Вами «Справочник по электрическим сетям 0,4—35 кВ и 110-1150 кВ» том V. В этом томе основные разделы посвящены оборудованию подстанций и сетей, куда входят разъединители, различные типы выключателей и приводы силовых выключателей. ББК 31.232.3 ISBN 5-901054-27-Х © Издательство «Папирус Про» © Автор, 2005
Предисловие Высокую надежность работы всех отраслей народного хозяйства страны обеспечивает современное электротехническое оборудование. Особую роль в этом играют изделия и оборудование установленные в системах питания и электроснабжения, причем как в сетях низкого, так и высокого напряжения В настоящее время перед энергетиками остро стоит задача технического перевооружения парка электротехнического оборудования. Для решения этой задачи необходимо владеть информацией о современном его состоянии, новых типах, технических характеристиках, зарубежных аналогах, продлении срока службы или возможной их замене. Данный том справочника содержит подробную информацию о технических характеристиках, принципах действия, области применения оборудования, а также теоретические обоснования их работы, что позаолит специалистам-энергетикам в их работе реально определить состояние оборудования и существенно повысить электробезопасность , надежность, безаварийность и экономичность работы электроснабжения.Подробно представлены следующие виды оборудования: • разъединители; • выключатели нагрузки 6-10 кВ; • короткозамыкатели и отделители; • выключатель высокого напряжения; • масленые выключатели; • воздушные выключатели; • электромагнитные выключатели; • вакуумные выключатели; • элегазовые выключатели; • приводы силовых выключателей; • приводы выключателей BB/TEL, а в заключительной главе — электродвигатели собственных нужд. Однако, из-за превышения объема пятого тома в него не вошла информация о синхронных двигателях, которая будет приведена в следующем шестом томе.
4.9. Электрическая дуга и методы ее гашения 4.9.1. Процесс отключения выключателя Описание процесса отключения электрической цепи переменного тока при коротком замыкании. При размыкании контактов выключателя ток не прерывается. Согласно закону Ленца в цепи возникает ЭДС eL = -Ldi/dt, препятствующая изменению тока. Последний находит для себя путь через газовый промежуток между расходящимися контактами выключателя, который перекрывается электрической дугой. Чтобы прервать ток, дуга должна быть погашена. В цепях переменного тока благоприятные условия для гашения дуги возникают каждый раз, когда ток приходит к нулю, т.е. 2 раза в течение каждого периода. Диаметр дугового столба, температура и ионизация газа резко уменьшаются. В некоторый момент времени ток приходит к нулю и дуговой разряд прекращается. Однако цепь ещё не прервана. После нуля тока в газовом промежутке, ещё в некоторой мере ионизированном, продолжается процесс деионизации, т.е. процесс превращения его из проводника в диэлектрик, а в электрической цепи начинается процесс восстановления напряжения на контактах выключателя от относительно небольшого напряжения на дуге до напряжения сети. Эти процессы взаимосвязаны. Исход взаимодействия дугового промежутка с электрической цепью зависит от соотношения между энергией, подводимой к промежутку, и потерями энергии в нём, зависящими от дугогасительного устройства выключателя. Если в течение всего переходного процесса потери энергии преобладают, дуга не возникнет вновь и цепь будет прервана. В противном случае дуга возникнет вновь и ток будет проходить ещё в течение половины периода, после чего процесс взаимодействия повторится. Функция выключателя заключается не только в том, чтобы «погасить» дугу, а скорее в том, чтобы исключить возможность её нового зажигания путём эффективной деионизации промежутка различными искусственными средствами При этом используется исключительное свойство газа — быстро, в течение нескольких микросекунд, превращаться из проводника в диэлектрик, способный противостоять восстанавливающемуся напряжению сети. Для понимания устройства и работы выключателей необходимо ознакомиться с физическими процессами в дуговом промежутке в процессе отключения. Физические процессы в дуговом промежутке выключателя при высоком давлении. Электрической дугой, точнее дуговым разрядом, называют самостоятельный разряд в газе, т.е. разряд, протекающий без внешнего ионизатора, характеризующийся большой плотностью тока и относительно небольшим падением напряжения у катода. Ниже рассмотрена дуга высокого давления, т.е. дуговой разряд при атмосферном и более высоком давлении.
Различают следующие области дугового разряда: • область катодного падения напряжения: • область у анода: • столб дуги. Область катодного падения напряжения представляет собой тончайший слой газа у поверхности катода. Падение напряжения в этом слое составляет 20...50 В, а напряжённость электрического поля достигает 105...106 В/см. Энергия, подводимая из сети к этой области, используется на выделение электронов с поверхности катода. Механизм освобождения электронов может быть двояким: а) термоэлектронная эмиссия при тугоплавких и огнеупорных электродах (вольфрам, уголь), температура которых может достигнуть 6000 К и выше, и б) автоэлектронная эмиссия, т.е. вырывание электронов из катода действием сильного электрического поля при «холодном» катоде. Плотность тока на катоде достигает 3000... 10000 А/см2. Ток сосредоточен на небольшой ярко освещённой площадке, получившей название катодного пятна. Освобождающиеся электроны движутся через дуговой столб к аноду. У анода положительные ионы приобретают ускорение в направлении к катоду. Электроны уходят в анод и образуют в тонком слое отрицательный заряд. Падение напряжения у анода составляет 10...20 В. Процессы в дуговом столбе представляют наибольший интерес при изучении выключателей, поскольку для гашения дуги используют различные виды воздействия именно на дуговой столб. Последний представляет собой плазму, т.е. ионизированный газ с очень высокой температурой и одинаковым содержанием электронов и положительных ионов в единице объёма. Высокую температуру в дуговом столбе создают и поддерживают электроны и ионы, участвующие в тепловом хаотическом движении нейтральных молекул и атомов, но имеющие также направленное движение в электрическом поле вдоль оси дуги, определяемое знаком заряда частиц. Этому движению препятствует нейтральный газ. Происходят частые соударения электронов и ионов с нейтральными частицами. Поскольку длина свободного пробега электронов при высоком давлении мала, потеря энергии при упругих столкновениях с молекулами и атомами, приходящаяся на каждое столкновение, мала и недостаточна для ионизации частиц. Однако, число столкновений, претерпеваемых электронами, весьма велико. В результате, энергия атомов передаётся нейтральному газу в виде тепла. Средняя энергия «электронного газа» не может сколько-нибудь заметно превысить энергию нейтрального газа. В зависимости от отношения R/X напряжение на первом разрыве возрастает быстрее и максимум его увеличивается. Вместе с тем уменьшается ток, отключаемый вторым разрывом. При /?/Х=10 напряжение на первом разрыве увеличивается относительно быстро, максимум его достигает приблизительно 90% напряжения сети.
Сопротивление цепи увеличивается приблизительно в 10 раз. Следовательно, отключаемый ток во втором разрыве уменьшается до 10% полного тока КЗ. При дальнейшем увеличении отношения R/X на процесс восстановления напряжения оказывает влияние ёмкость, которая в этом анализе принята равной нулю Когда R превысит критическое значение, процесс примет колебательный характер и максимум ПВН превысит амплитуду напряжения сети. Сопротивление такого порядка не окажет желаемого действия. Обратимся теперь ко второму разрыву. По мере увеличения отношения R/X уменьшаются угловой сдвиг тока и, следовательно, возвращающееся напряжение. Частота свободных колебаний не изменяется, но скорость ПВН уменьшается вследствие уменьшения максимума напряжения. Следовательно, процесс отключения облегчается. Сопротивление шунтирующих резисторов выбирают так, чтобы сопровождающий ток на второй стадии отключения был невелик и отключение его не представляло трудностей. В масляных выключателях второй разрыв осуществляют в масле без особых гасительных устройств. В воздушных выключателях предусматривают гасительные устройства простейшего вида. 4.9.2. Кратчайшая теория горения электрической дуги Процессы в электрической дуге. Размыкание электрической цепи при сколько-нибудь значительных токах и напряжениях, как правило, сопровождается электрическим разрядом между расходящимися контактами. Воздушный промежуток между контактами ионизируется и становится на некоторое время проводящим, в нём возникает дуга. Тем или иным способом дуга гасится, т.е. ток в цепи падает от начального значения до нуля. Физический процесс отключения состоит в деионизации воздушного промежутка между контактами, т. е. в превращении его в диэлектрик и прекращении вследствие этого электрического разряда. Зависимость падения напряжения на разрядном промежутке от тока электрического разряда в газах приведена на рис. 4.9.1. Первый участок (область I) кривой, представляющий собой область тлеющего разряда, характеризуется высоким падением напряжения у катода (200...250 В) и малыми токами (до 0,1 А). При тлеющем разряде плотность тока в разрядном промежутке измеряется несколькими микроамперами на 1 см2. С ростом тока растёт падение напряжения на разрядном промежутке (до 300...400 В). Второй участок кривой (область II) представляет собой переход из тлеющего разряда в дуговой. Третий участок кривой — дуговой разряд (область III) — характеризуется малым падением напряжения у электродов (10...20 В) и большой плотностью тока (до 100 кА/ см2). С ростом тока напряжение на дуговом промежутке сперва падает, а затем практически мало меняется.
Рис. 4.9.1. Вольт-амперная характеристика электрического разряда в газах. Ill — вольт-амперная характеристика дуги; / и II — зависимость напряжения на контакте от начального тока, а следовательно, от температуры нагрева контактов Электрическая дуга сопровождается высокой температурой. Поэтому дуга — явление не только электрическое, но и тепловое. В обычных условиях воздух является хорошим изолятором. Так, для пробоя воздушного промежутка в 1 см требуется приложить напряжение не менее 30 кВ. Для того чтобы воздушный промежуток стал проводником, необходимо создать в нём определённую концентрацию заряженных частиц — отрицательных, в основном свободных электронов и положительных ионов. Процесс отделения от нейтральной частицы одного или нескольких электронов и образования свободных электронов и положительно заряженных частиц — ионов — называется ионизацией. Ионизация газа может происходить под действием света, рентгеновских лучей, высокой температуры, под влиянием электрического поля и ряда других факторов. Для дуговых процессов в электрических аппаратах наибольшее значение имеют процессы, происходящие у электродов — термоэлектронная и автоэлектронная эмиссии, а из процессов, происходящих в дуговом промежутке, — термическая ионизация и ионизация толчком. Термоэлектронная эмиссия. Термоэлектронной эмиссией называется явление испускания электронов из накалённой поверхности. При расхождении контактов резко возрастают переходное сопротивление контакта и плотность тока в последней площадке контактирования. Эта площадка разогревается до расплавления и образования контактного перешейка из расплавленного металла, который при дальнейшем расхождении контактов рвётся. Здесь происходит испарение металла контактов. На отрицательном электроде образуется так называемое катодное пятно (раскалённая площадка), которое служит основанием дуги и очагом излучения электронов в первый момент расхождения контактов. Плотность токов термоэлектронной эмиссии зависит от температуры и материалов электрода. Она невелика и может быть достаточной для возникновения электрической дуги, но она недостаточна для её горения. Автоэлектронная эмиссия. Это — явление испускания электронов из катода под воздействием сильного электрического поля.
Место разрыва электрической цепи может быть представлено как конденсатор переменной ёмкости. Ёмкость в начальный момент равна бесконечности, затем убывает по мере расхождения контактов. Через сопротивление цепи этот конденсатор разряжается, и напряжение на нём растёт постепенно от нуля до напряжения сети. Одновременно увеличивается расстояние между контактами. Напряжённость поля между контактами во время нарастания напряжения проходит через значения, превышающие 100 МВ/см. Такие значения напряжённости электрического поля достаточны для вырывания электронов из холодного катода. Ток автоэлектронной эмиссии также весьма мал и может служить только началом развития дугового разряда. Таким образом, возникновение дугового разряда на расходящихся контактах объясняется наличием термоэлектронной и автоэлектронной эмиссий. Преобладание того или иного фактора зависит от значения отключаемого тока, материала и чистоты поверхности контактов, скорости их расхождения и от ряда других факторов. Ионизация толчком. Если свободный электрон будет обладать достаточной скоростью, то при столкновении с нейтральной частицей (атом, а иногда и молекула) он может выбить из неё электрон. В результате получатся новый свободный электрон и положительный ион. Вновь полученный электрон может, в свою очередь, ионизировать следующую частицу. Такая ионизация носит название ионизации толчком. Для того чтобы электрон мог ионизировать частицу газа, он должен двигаться с некоторой определённой скоростью. Скорость электрона зависит от разности потенциалов на длине его свободного пробега. Поэтому обычно указывается не скорость движения электрона, а то минимальное значение потенциалов, которое носит название потенциала ионизации. Потенциал ионизации для газов составляет 13... 16 В (азот, кислород, водород) и до 24,5 В (гелий), для паров металла он примерно в 2 раза ниже (7,7 В для паров меди). Потенциал ионизации газовой смеси определяется самым низким из потенциалов ионизации входящих в газовую смесь компонентов и в очень малой степени зависит от концентрации этих компонентов. В короткой дуге всегда имеются пары металла электродов, и потенциал ионизации дугового промежутка определяется потенциалом ионизации этих паров. Следует отметить, что не всякий электрон, имеющий скорость выше скорости, соответствующей U„ ионизирует нейтральную частицу, так как только часть таких электронов приходит в должное соприкосновение с такими частицами. При скоростях, меньших скорости, соответствующей 7/и вероятность ионизации толчком равна нулю, при больших скоростях эта вероятность возрастает. Термическая ионизация. Это — процесс ионизации под воздействием высокой температуры. Поддержание дуги после её возникновения, т.е.
обеспечение возникшего дугового разряда достаточным числом свободных зарядов, объясняется основным и практически единственным видом ионизации — термической ионизацией. Температура ствола дуги достигает 4000...7000 К, а по отдельным данным — 15000 К. При такой температуре сильно возрастает как число быстро движущихся частиц газа, так и скорость их движения. При столкновении быстро движущихся атомов или молекул большая часть их разрушается, образуя как нейтральные, так и заряженные частицы, т.е. происходит ионизация газа. Основной характеристикой термической ионизации является степень ионизации, представляющая собой отношение числа ионизированных атомов в дуговом промежутке к общему числу атомов в этом промежутке. Одновременно с процессами ионизации в дуге происходят обратные процессы, т.е. воссоединение заряженных частиц и образование нейтральных частиц. Эти процессы носят название деионизации. При возникновении дуги преобладают процессы ионизации, в устойчиво горящей дуге процессы ионизации и деионизации одинаково интенсивны, при преобладании процессов деионизации дуга гаснет. Деионизация происходит главным образом за счёт рекомбинации и диффузии. Рекомбинация. Процесс, при котором различно заряженные частицы, приходя во взаимное соприкосновение, образуют нейтральные частицы, называется рекомбинацией. В электрической дуге отрицательными частицами являются в основном электроны. Непосредственное соединение электронов с положительным ионом, ввиду большой разности скоростей, маловероятно. Обычно рекомбинация происходит при помощи нейтральной частицы, которую электрон заряжает. При соударении этой отрицательно заряженной частицы с положительным ионом образуется одна или две нейтральные частицы. Различают рекомбинацию в объёме, когда третьим телом служит нейтральная частица газа, и рекомбинацию на поверхности, когда третьим телом служит поверхность вблизи дуги (стенка камеры). В последнем случае электроны заряжают поверхность стенки до потенциала, при котором положительные ионы притягиваются к этой поверхности и, присоединив электрон, образуют нейтральные частицы. Диффузия. Диффузия заряженных частиц представляет собой процесс выноса заряженных частиц из дугового промежутка в окружающее пространство, что уменьшает проводимость дуги. Диффузия обусловлена как электрическими, так и тепловыми факторами. Плотность зарядов в стволе дуги возрастает от периферии к центру. Ввиду этого создаётся электрическое поле, заставляющее ионы двигаться от центра к периферии и покидать область дуги. В этом же направлении действует и разность температур ствола дуги и окружающего пространства. Заряженные
частицы, вышедшие из области дуги, в конечном итоге рекомбинируются вне этой области. В стабилизированной и свободно горящей дуге диффузия играет ничтожно малую роль. В дуге, обдуваемой сжатым воздухом, а также в быстро движущейся открытой дуге деионизация за счёт диффузии может по значению быть близкой к деионизации вследствие рекомбинации. В дуге, горящей в узкой щели или закрытой камере, деионизация происходит главным образом за счёт рекомбинации. Из рассмотрения процессов ионизации и деионизации вытекает, что в зависимости от своих физических постоянных различные газы будут обладать различными дугогасящими свойствами. Газы с большой теплопроводностью и теплоёмкостью обладают лучшей охлаждающей способностью, а, следовательно, и лучшими дугогасящими свойствами. Так, кислород, углекислота, водяной пар и водород имеют по отношению к воздуху теплопроводность (среднюю в пределах 0...6000 К) соответственно 1,8; 2,5; 5 и 17 и дугогасящие свойства соответственно 1,8; 2,6; 3,8 и 7. Вольт-амперные характеристики электрической дуги. Зависимость падения напряжения на стволе дуги от тока — вольт-амперная характеристика дуги — приведена на рис. 4.9.2. Она представляет собой часть кривой (область III) см. на рис. 4.9.1. Напряжение U3, соответствующее началу дугового разряда, носит название напряжения зажигания дуги. С ростом тока напряжение на дуге уменьшается. Это означает, что сопротивление дугового промежутка падает быстрее, чем увеличивается ток. Для каждого значения тока в какой-то момент времени установится равновесное состояние, когда ионизация будет равна деионизации. Электрическое сопротивление дугового промежутка и падение напряжения на нём станут величинами постоянными, не зависящими от времени. Такой режим носит название статического, а кривая 1, характеризующая этот режим, — статической характеристики дуги. Если с той или иной скоростью уменьшить ток в дуге от /о до нуля и при этом фиксировать падение напряжения на дуге в зависимости от тока, то получим ряд кривых 2, лежащих ниже кривой 1, чем быстрей будет происходить уменьшение тока, тем ниже будет лежать вольт-амперная характеристика дуги В пределе, при мгновенном изменении тока до нуля, получим прямую 3. Только при медленном изменении тока процесс будет происходить по статической характеристике. Такое сочетание характеристик объясняется тем, что при быстром изменении тока ионизационное состояние дугового промежутка не успевает за изменением тока. Для деионизации промежутка требуется некоторое время, и поэтому, несмотря на то, что ток в дуге упал, проводимость промежутка осталась прежней, соответствующей большему току.
Рис. 4.9.2. Вольт-амперные характеристики дуги: U3 — напряжение зажигания дуги; Uг — напряжение гашения дуги 1 — кривая, характеризующая статическую характеристику дуги, 2 — кривая переходного режима дуги (от её зажигания до гашения), 3 — статический режим горения дуги перед её гашением Вольт-амперные характеристики дуги, полученные при быстром изменении тока до нуля, носят название динамических. Соответствующее этим характеристикам напряжение, при котором дуга гаснет, называется напряжением гашения Ur. Для данного дугового промежутка, материала электродов и среды имеются одна вполне определенная статическая характеристика дуги и множество динамических, заключенных между кривыми 1 и 3 Если падение напряжения на дуге Ua характеризует дуговой промежуток как проводник, то напряжения U3 и Ur характеризуют изоляционные свойства промежутка — они означают напряжения, которые необходимо приложить при данном состоянии промежутка, чтобы возбудить в нём электрическую дугу. Особенности горения электрической дуги переменного тока. Если для гашения дуги переменного тока необходимо создать такие условия, при которых ток упал бы до нуля, то при переменном токе ток в дуге независимо от степени ионизации дугового промежутка переходит через нуль каждый полупериод, т.е. каждый полупериод дуга гаснет и зажигается вновь. Задача гашения дуги несколько облегчается. Здесь необходимо создать условия, при которых ток не восстановился бы после прохождения через нуль. На рис. 4.9.3., а приведены кривые изменения тока и напряжения на дуговом промежутке при переменном токе. В момент появления тока имеет место резкое нарастание напряжения U3 (напряжение зажигания) С ростом тока падение напряжения на дуге падает и достигает минимума при максимальном токе (при амплитудном значении). Затем напряжение на дуге снова возрастает и достигает значения напряжения погасания U, при исчезновении тока. Вольт-амперная характеристика дуги переменного тока за период приведена на рис. 4.9.3, б. Напряжение зажигания дуги зависит от амплитуды тока, при больших токах оно меньше.
При переменном токе температура дуги является величиной переменной. Однако тепловая инерция газа оказывается довольно значительной, и в момент перехода тока через нуль температура дуги не падает до нуля и остаётся достаточно высокой. Всё же имеющее место снижение температуры дуги при переходе тока через нуль способствует деионизации промежутка и облегчает гашение (рис. 4.9.4) Интенсивная деионизация дугового промежутка при переходе тока через нуль приводит к уменьшению его проводимости. Чем больше промежуток будет деионизирован, тем большее напряжение потребуется для его пробоя и повторного зажигания дуги. Условия гашения дуги переменного тока может быть сформулировано следующим образом: если нарастание сопротивления промежутка, выраженное его пробивным напряжением Uap Рис. 4.9.3. Характеристика дуги переменного тока U, — напряжение зажигания дуги; UT — напряжение гашения дуги; [/д — минимальное напряжение на дуге Рис. 4.9.4 Переход тока через нуль (кривая 1 на рис. 4.9.5) будет опережать нарастание напряжения U на промежутке (кривая 2), то дуга погаснет при переходе тока через нуль. Если же нарастание сопротивления промежутка пойдёт медленнее (кривая 3), то в момент времени, соответствующий точке 0, произойдёт повторное зажигание дуги, в цепи появятся ток и соответствующее ему падение напряжения на дуге (кривая 4).
Весьма важное значение для гашения дуги переменного тока при напряжениях до 1000 В имеют явления, происходящие у катода при переходе тока через нуль. Существовало представление, что в момент перехода тока через нуль в прикатодной области практически мгновенно (за время t< 1 мкс) изоляционная прочность промежутка восстанавливается до значения пробивного напряжения {/пр0 = 150...250 В (начальный участок кривой 1 на рис. 4.9.5.). Большую цифру относили к меньшим токам и холодному катоду, меньшую — к большим токам и горячему катоду. Рис. 4.9.5. Условия гашения дуги переменного тока: t/np — пробивное напряжение на дуге; 1 — кривая начала горения дуги; 2 — кривая, характеризующая нарастание напряжения на дуге; 3 — условная кривая, характеризующая медленное нарастание напряжения на дуге (если), то может возникнуть повторное зажигание дуги; 4 — падение напряжения на дуге На принципе использования указанного явления у катода выполнена большая часть дугогасительных устройств низковольтных коммутационных аппаратов. Практика, однако, не всегда подтверждала значение мгновенно восстанавливающейся прочности дугового промежутка 150...250 В, особенно при больших токах и частых отключениях. Таким образом, в зависимости от теплового режима в межконтактном промежутке отключающих аппаратов могут наблюдаться практически любые значения восстанавливающейся прочности, в том числе и околокатод-ная прочность 150...250 В. Последнее значение соответствует условиям, когда в межконтактном промежутке создается режим, близкий к стадии нормального тлеющего разряда. Эти условия могут встречаться в рационально сконструированных дугогасительных устройствах. При погасании дуги напряжение на дуговом промежутке нарастает от напряжения погасания дуги до соответствующего мгновенного напряжения сети или ЭДС t/Bmax источника тока. Этот процесс носит название процесса восстановления напряжения на дуговом промежутке, который схематически представлен на рис. 4.9.6. и 4.9.7. На рис. 4.9.6, а и б ток взят отстающим от ЭДС на 90°, что обычно имеет место при коротких замыканиях в промышленных сетях переменного тока. Процесс восстановления напряжения совершается за короткий промежуток времени — порядка десятков или сотен микросекунд. ЭДС источника
тока, меняющуюся с частотой 50 Гц, можно считать за это время постоянной. Мгновенная ЭДС источника f/B max, соответствующая переходному процессу напряжения на дуговом промежутке, носит название восстанавливающегося напряжения промышленной частоты. Рис. 4.9.6. Процесс происходящий при восстановлении напряжения на дуговом промежутке Рис. 4.9.7. Условия гашения электрической дуги переменного тока (второй вариант демонстрации процесса) ° k =1Щ 4.9.3. Процесс гашения электрической дуги Основные сведения. Для гашения электрической дуги необходимо создать условия, при которых падение напряжения на дуге превосходило бы напряжение сети. Гасить дугу можно: а) увеличивая ее длину (растягивая), б) воздействуя на ее ствол и добиваясь повышения продольного градиента напряжения и в) используя околоэлектродные падения напряжения. 68П
Отключающие аппараты имеют обычно два электрода, и для использования околоэлектродных падений напряжения необходимо создать дугогасительные устройства со многими электродами. Такие устройства получили название дугогасителъных решеток и будут рассмотрены ниже. Главным ионизирующим фактором, поддерживающим горение электрической дуги, является термическая ионизация. Отсюда вытекает, что гашение дуги должно в основном осуществляться за счет ее охлаждения. Дугу можно обдувать газом, жидкостью. Такие способы применяются в высоковольтных выключателях, но они требуют относительно сложных и дорогих устройств. Следует отметить еще одно обстоятельство. В открытой неподвижной и искусственно не охлаждаемой дуге плотность тока мала. Диаметр такой дуги велик Как только дуга приходит в движение или начинает искусственно охлаждаться, ее диаметр уменьшается, плотность тока и температура в ней возрастают, увеличивается и давление внутри дуги. В итоге усиливается деионизация и возрастает продольный градиент напряжения. Таким образом, возрастание продольного градиента напряжения в движущейся дуге происходит не только за счет лучшего ее охлаждения и диффузии, но и за счёт повышения давления в её стволе. Если в неподвижной дуге плотность тока составляет 18...20 А/см2, то в движущейся дуге плотность тока достигает десятков тысяч ампер на квадратный сантиметр. Например, при токе 40 кА и скорости движения дуги, равной 250 м/с, максимальное давление в стволе дуги достигает 2,5 МПа. Гашение дуги в продольных щелях. Широкие и узкие щели. Задача конструирования дугогасящих устройств заключается не в простом гашении дуги. Дугу нужно гасить в малом объёме, при малом звуковом и световом эффекте, за малое время, при малом износе частей аппаратов и заданных перенапряжениях. В современных выключающих аппаратах широкое распространение получили дугогасительные камеры с продольными щелями. Продольной называют щель, ось которой совпадает по направлению с осью ствола дуги. Такая щель образуется между двумя изоляционными пластинами. На рис. 4.9.8 схематично изображены характерные формы продольных щелей камер дугогасительных устройств В верхней части камеры (рис. 4.9.8, а) между точками 1 и 2 имеется одна прямая продольная щель 3 с плоскопараллельными стенками. В камере (рис. 4.9.8, б) применено несколько прямых параллельных щелей, аналогичных щели в камере на рис. 4.9.8, а. Несколько параллельных щелей применяют при отключении больших токов. Однако параллельные дуги существуют недолго. Они весьма неустойчивы, и все, кроме одной, последней, быстро погасают. Условия гашения оставшейся дуги такие же, как в камере с одной щелью.
На рис. 4.9.8, в показана камера с одной продольной щелью 3, которой придана извилистая форма. При такой форме представляется возможным в камере небольших размеров уместить длинную дугу. Кроме того, наличие рёбер способствует повышению напряжения на дуге. Именно эти особенности обусловливают те преимущества рассматриваемой камеры, которые обеспечивают ей широкое применение. Продольная щель с рядом рёбер и уширений 5, за счёт которых происходит возрастание продольного градиента напряжения, изображена на рис. 4.9.8. г. Камера (рис. 4.9.8, д) имеет комбинированную зигзагообразную щель 3 с местными уширениями 5. В такой щели, по-видимому, должны сочетаться все достоинства зигзагообразной щели с преимуществами, которые дают местные уширения. С точки зрения особенностей движения электрической дуги в продольных щелях различают щели широкие и узкие. Широкой называют щель 4, ширина которой значительно больше диаметра дуги. Узкой называют щель 1, ширина которой меньше диаметра дуги или близка ему Рис. 4.9.8. Характерные формы продольных щелей дугогасительных камер: а — камера с одной продольной щелью; б — с тремя продольными щелями; в — комбинированная щель с прямыми стенками камеры; г — продольная щель с рядом ребер и уширений; д — с комбинированной зигзагообразной щелью; е — дугогасительная решётка из металлических пластин; ж — с магнитным дутьём и щелевой камерой: 1 и 2 — стенки камеры; 3 — щель (щели); 4 — широкая щель перед входом в решетку; 5 — электромагнит
Так как диаметр дуги зависит от тока, скорости движения дуги и условий охлаждения, то для одних условий щель будет широкой, для других условий эта же щель будет узкой. В широких щелях движение дуги мало стеснено стенками, сечение её ствола не деформировано. Качественно все явления здесь происходят так, как и в открыто горящей дуге. Наличие стенок вносит только некоторые количественные изменения в закономерности, которые имеют место в открытой дуге (рис. 4.9.9). В узких щелях движение дуги сильно стеснено, сечение ствола дуги деформировано, условия охлаждения резко изменены. Всё это приводит к появлению ряда новых явлений, качественно и количественно отличающихся от тех, что происходят в открытой дуге. Скорость движения дуги. Кривые, характеризующие зависимость скорости движения дуги в широкой щели (6=16 мм) от тока при разных напряжённостях магнитного поля, приведены на рис. 4.9.9. Характер кривых качественно аналогичен характеру кривых для открытой дуги (штриховые кривые). Количественного совпадения между кривыми не наблюдается. В узкой щели эти количественные расхождения приводят к качественно новым явлениям На рис. 4.9.10. приведены кривые, характеризующие зависимость скорости движения дуги от тока в узкой щели И здесь вначале с ростом тока скорость движения дуги растет (участки кривых слева от кривой 6). Далее явление приобретает неустойчивый характер: дуга либо движется с соответствующей скоростью (штриховые линии), либо ее скорость падает до нуля. В более узких щелях и при меньших напряжённостях магнитного 500 1000 1500 2000 Рис. 4.9.9. Зависимость скорости движения открытой дуги и дуги в широкой щели от тока
поля неустойчивое движение дуги (вплоть до остановки) наблюдается при меньших токах. Ток, при котором наступает такое неустойчивое движение дуги, назовём критическим — /кр. Кривая 6 отделяет те области, в которых дуга не останавливается, от тех областей, где имеется её остановка. Причиной остановки дуги в узкой щели следует считать тепловые явления у стенок камеры. В узкой щели дуга деформирована и плотно прижата к стенкам. Вся энергия дуги воспринимается стенками. С ростом тока энергия, выделяемая в дуге, примерно пропорциональна квадрату тока, а скорость движения дуги (будет показано ниже) пропорциональна IH. Следовательно, при неизменном И с ростом тока происходит всё возрастающее разогревание стенок. При некотором токе и соответствующей ему скорости движения дуги стенки настолько разогреваются, что на них появляются проводящие контактные перешейки. Дуга останавливается. Кривая 6 характеризует ту минимальную скорость (назовём эту скорость критической Т)кр), которую необходимо сообщить дуге при данных условиях (ток, ширина щели, материал камеры), чтобы исключить её остановку. Отметим, что остановке дуги способствует газогенерация из стенок камеры. Выделение газа, испарение влаги из стенок камеры происходят под дей- 500 1000 1500 2000 2500А Рис. 4.9.10. Зависимость скорости движения дуги в узкой щели (5=1 мм) о г тока
ствием высокой температуры дуги. При бурной газогенерации создаётся местное повышение давления в щели, возрастает сопротивление движению дуги, а следовательно, и снижается её скорость. Последнее приводит к ещё большему разогреву стенок и лавинообразному торможению дуги вплоть до её остановки. Гигроскопичность материала, наличие в нём легко испаряющихся компонентов, при равных условиях приводят к остановке дуги при меньших токах, что наглядно иллюстрирует рис. 4.9.11. Сильно газогенерирующие под действием высокой температуры, а также очень гигроскопические материалы не могут применяться для камер с узкими щелями. Зависимость скорости движения дуги в продольных щелях от напряжённости магнитного поля может быть охарактеризована кривыми на рис. 4.9.12. В широких щелях (8 = 16 мм) скорость дуги растёт с ростом напряжённости магнитного поля подобно тому, как это имеет место в открытой дуге (штриховая кривая). В узких щелях (8 < 4 мм) дуга при малых напряжённостях магнитного поля горит неподвижно. При повышении напряжённости магнитного поля скорость дуги резко, почти скачком возрастает и значительно превосходит скорость открытой дуги и дуги в широких щелях. Минимальное значение напряжённости магнитного поля, необходимое для обеспечения движения дуги при данном токе и ширине щели, назовём критической напряженностью — Якр. Критическая напряженность магнитного поля растет с ростом тока и уменьшением ширины щели. м/с Рис. 4.9.12. Зависимость скорости движения дуги от напряжённости магнитного поля: 5 — ширина щели Рис 4.9.11. Зависимость скорости движения дуги от тока в камерах из различных материалов при 5 = 1 мм-Н = 40 А/см: 1 — асбоцемент; 2 — керамика; Н = 160 А/см- 3 — асбоцемент; 4 — керамика; 5 — стекло
Зависимость скорости движения дуги от ширины щели характеризуется кривыми на рис. 4.9.13. В очень широких щелях (область /) скорость дуги практически не зависит от ширины щели. По мере сужения щели скорость дуги (при неизменных I и Н) несколько возрастает. Оставаясь широкой, щель всё же ограничивает возможности сворачивания дуги в спираль и расщепления её на параллельные волокна. Это и приводит к некоторому возрастанию скорости дуги. В узких щелях (область //) дуга, подобно поршню, выталкивает столб воздуха, находящийся впереди, и засасывает столб воздуха, находящийся позади неё. В более узкой щели объём (соответственно и масса) этого воздуха меньше, соответственно меньше и сопротивление движению дуги. Скорость дуги при этом возрастает. (4.9.1) где k = 0,63...0,90 для 8 = 1...4 мм соответственно (здесь он в метрах в секунду; I — в амперах; Н — в амперах на метр: 8 — в метрах, данные эмпирические). Одновременно при уменьшении ширины щели возрастают силы трения дуги о стенки камеры и тепловые явления у стенок. До определенных условий (т> > ъкр) действие этих сил сказывается мало. Они несколько замедляют степень возрастания скорости с уменьшением ширины щели. Однако при некоторой ширине щели, назовем ее критической (8кр), тепловые явления у стенок и их тормозящее действие начинают сильно сказываться. Скорость дуги падает вплоть до ее остановки (область III). При большем токе и меньших напряженностях магнитного поля критическая ширина щели возрастает. Начальная часть кривых на рис. 4.9.13. характеризует уже движение не дуги, а проводящего перешейка, образовавшегося на поверхности стенок Скорость движения такого перешейка чрезвычайно мала. Продольный градиент напряжения. Наименьший градиент напряжения получается в открытой неподвижной дуге (кривая 1 на рис. 4.9.14.). Рис. 4.9.13. Зависимость скорости движения дуги от ширины продольной щели
Градиент напряжения возрастает с уменьшением ширины щели (кривые 2 -6). В широкой щели вольт-амперные характеристики неподвижной дуги имеют такой же падающий характер, как и в открытой дуге. Аналогичный характер имеют вольт-амперные характеристики дуги, движущейся в продольных щелях. Представление о ходе этих характеристик даёт рис. 4.9.15, где приведены вольт-амперные характеристики, полученные при постоянной для каждой кривой скорости движения дуги. Штриховыми линиями нанесены вольт-амперные характеристики открытой дуги Рис. 4.9.14 Продольный градиент напряжения неподвижной дуги — открытой (§=оо) и в продольных щелях (5= 1...16 мм) Градиент напряжения дуги в продольных щелях мало зависит от скорости. В открытой дуге эта зависимость (штриховые линии) выражена более резко, и при некоторых условиях градиент напряжения открытой дуги может превосходить значения градиента в узких щелях. В большинстве современных дугогасительных устройств с продольными щелями скорость движения дуги в узких щелях существенно выше, чем у открытой дуги. Зависимость градиента напряжения от ширины щели может быть охарактеризована кривыми на рис. 4.9.16. Пока щель остается широкой (8 > 6 мм), заметного влияния ширины щели на значение продольного градиента напряжения не наблюдается. Заметное повышение градиента начинается в узких щелях (8 < 4 мм), и особенно значительно при переходе к совсем
Рис 4.9.15. Градиент напряжения дуги в продольных щелях и открытой. Отрезками АБ обозначены критические токи узким щелям (8< 1 мм).Таким образом, для получения интенсивного гашения дуги в малом объёме следует применять возможно более узкие щели. Ограничение при выборе ширины щели определяется той напряженностью магнитного поля, которая необходима для движения дуги в узких щелях Эта напряжённость должна быть выше критической. Она быстро растёт с уменьшением ширины щели и для весьма узких щелей становится практически трудно осуществимой. Учитывая, что градиент напряжения в узких щелях не зависит от скорости движения дуги, напряжённость магнитного поля надо выбирать такой, чтобы при всех условиях дуга не останавливалась. В отличие от открытой
ривать не как метод повышения градиента напряжения, а как способ уменьшения износа стенок камеры. Дуга в ребристой щели. В дугогасительных устройствах, помимо щелей с плоскопараллельными стенками, применяют щели с рёбрами, выступами, уширениями (см. рис. 4.9.8. в, г, д). Наличие ребер и уширений мало влияет на скорость движения дуги. Значение же продольного градиента напряжения зависит от числа ребер и формы уширений. Наличие прорезей (ребер) повышает напряжение на дуге по сравнению с тем, что имеет место в щели с плоскопараллельными стенками. Зажатая и деформированная в узкой щели дуга будет давить на стенки и, при наличии прорези в стенке (уширения в щели), вдавливаться в промежуток, образованный прорезью. Деформация ствола дуги, вызванная наличием прорези, приводит, во-первых, к увеличению площади соприкосновения дуги с холодными стенками камеры; во-вторых (и это, видимо, главное), ребра, образующие прорезь, проникают внутрь дуги и способствуют её интенсивному охлаждению. Указанные обстоятельства приводят к местному повышению градиента напряжения. Повышение напряжения на дуге в ребристой щели пропорционально числу прорезей (ребер) на единицу длины щели, не зависит от ширины прорезей (в пределах у = 1...2 мм) и возрастает с уменьшением ширины щели. Гашение электрической дуги в масле. Этот способ гашения нашёл широкое применение в выключателях переменного тока на высокое напряжение. Контакты выключателя погружаются в масло. Возникающая при разрыве дуга (5000...6000 °C) приводит к очень интенсивному испарению окружающего её масла с диссоциацией его паров. Вокруг дуги образуется газовая оболочка (рис. 4.9.17) — газовый пузырь, состоящий в основном из водорода (70...80% газов пузыря) и паров масла. При этом водород, обладающий наивысшими среди всех газов дугогасящими свойствами, наиболее тесно соприкасается со стволом дуги Выделяемые с громадной скоростью газы проникают непосредственно в зону ствола дуги, вызывают перемеши
вание холодного и горячего газа в пузыре, создают интенсивное охлаждение и деионизацию дугового промежутка, особенно в момент прохождения тока через свой естественный путь. Быстрое (взрывное) разложение масла приводит к повышению давления внутри пузыря, что также способствует гашению дуги. В обычных конструкциях масляных выключателей давление в газовом пузыре повышается до 0,5...1 МПа. а в выключателях с дугогасительными камерами — ешё больше. Следует отметить, что сам процесс разложения масла с образованием газопаровой смеси связан с отбором от дуги большого количества энергии (30...35%), что также благоприятно влияет на гашение дуги. Процесс гашения в масле происходит тем интенсивнее, чем ближе соприкасается дуга с маслом и чем быстрее движется масло по отношению к дуге При простом разрыве дуги в масле дуга окружена пузырём, заполненным парами масла и газа, находящимися в относительно спокойном состоянии. Воздействие самого масла на дугу относительно мало. Воздействие масла на дугу существенно увеличивается, если дуговой разрыв ограничить каким-либо замкнутым изоляционным устройством, так называемым дугогасительным устройством (камерой). В дугогасительных камерах создаётся более тесное соприкосновение масла с дугой, а также интенсивное обдувание дуги потоками газов, паров масла и самим маслом, в результате чего значительно возрастает продольный градиент напряжения, ускоряется процесс деионизации, сокращается время горения дуги, уменьшается ход контактов по сравнению с простым разрывом в масле. В случае когда дуга горит в газовом пузыре, объём которого не ограничивается стенками, средняя температура газопаровой смеси находится в пре- Рис. 4.9.17. Электрическая дуга в сфере газового пузыря в масле при простом однократном разрыве: 1 — неподвижный контакт; 2 — подвижный контакт; 3 — стенка бака; 4 — масло; А — ствол дуги; Б — водородная оболочка; В — зона распада, Г — зона газа; Д — зона пара; Е — зона испарения
делах 800... 1000 К, а в случае горения дуги в узком, ограниченном объёме при больших токах средняя температура газопаровой смеси достигает 2000 ...2500 К, т.е. отвод энергии от дуги здесь значительно больший Некоторые средние значения продольного градиента напряжения в охлаждаемой в масле дуге, полученные опытным путём, приведены в табл. 4.9.1 Таблица 4.9.1. Значения продольного градиента напряжения в охлаждаемой в масле дуге Условия охлаждения ствола дуги в масле Продольный градиент напряжения, В/см Дуга в газопаровом пузыре при больших значениях тока Дуга в интенсивном продольном потоке газопаровой смеси Дуга в атмосфере водорода при малых токах (2 А) Дуга в каналах камеры с поперечным дутьём при больших токах, при давлении р, Па 70. .100 200 400 5,5-10 ~4 р Дугогасительные устройства современных масляных выключателей по принципу действия могут быть разделены на три основные группы: 1. Дугогасителъные устройства с автодутьем, в которых дутье газопаровой смеси и масла в зону гашения дуги создаётся за счет энергии, выделяющейся в самой дуге. 2. Дугогасителъные устройства с принудительным (импульсным) масляным дутьем, у которых масло в зону гашения дуги (к месту разрыва) подаётся с помощью специальных нагнетающих гидравлических механизмов за счет постороннего источника энергии. 3. Дугогасителъные устройства с магнитным гашением дуги в масле, у которых столб дуги под влиянием поперечного магнитного поля перемещается в узкие, заполненные маслом каналы и щели, образованные стенками из изоляционного материала. Наибольшее распространение находят дугогасительные устройства первой группы, так как обеспечивают большую эффективность гашения при сравнительно несложных конструкциях. Принципиальные схемы работы простейших дугогасительных камер с автодутьём приведены на рис. 4.9.18. Газовый пузырь, образующийся вокруг дуги при размыкании контактов, приводит к существенному повышению давления в ограниченном объёме камеры (положение /) Масло и продук
ты его разложения, стремясь выйти через отверстия в камере, создают интенсивное обдувание дуги потоками газопаровой смеси и масла вдоль дуги (продольное дутьё — рис. 4.9.18, а) при выходе подвижного контакта из камеры (положение 11) или поперёк дуги (поперечное дутье — рис. 4.9.18, б) при наличии выхлопного отверстия, расположенного против места разрыва (положение II). После гашения дуги камера пополняется маслом (положение III). Современные масляные выключатели снабжены более сложными камерами, в которых используются указанные принципы в различных комбинациях с одним, двумя и большим числом разрывов. С увеличением выходного отверстия растёт скорость истечения потока воздуха, условия гашения улучшаются. По отношению к стволу дуги поток воздуха может быть поперечным — поперечно-воздушное дутье (рис.4.9.19, «), продольным — продольное воздушное дутье (рис. 4.9.19, б...е) и продольно-поперечным — продольно-по- Рис. 4.9.18. Схемы процесса гашения электрической дуги в камерах с автодутьём: а — камера продольного дутья; б — камера поперечного дутья: 1 — масло; 2 — неподвижный контакт; 3 — клапан; 4 — дуга, 5 — газовый пузырь; 6 — камера; 7 — подвижный контакт
перечное дутье. Продольное и продольно-поперечное дутье может быть односторонним и двусторонним. По эффективности воздействия на дугу лучшие характеристики дают камеры поперечного дутья, но их работа связана с большим расходом воздуха. Поэтому они находят преимущественное применение в выключателях на большие номинальные и отключаемые токи при напряжении до 20 кВ. Достоинствами камер продольного и продольно-поперечного дутья являются возможность создания простых устройств с многократным разрывом дуги, простое регулирование дутья формой контактов и выхлопных отверстий и сравнительно небольшой расход воздуха. В последние годы для гашения дуги начинает применяться элегаз (шестифтористая сера SF6), полученный впервые у нас, в России. Элегаз — очень устойчивый инертный газ. Рис. 4.9 19. Схемы камер с воздушным дутьём: а — поперечное дутьё; б — продольное одностороннее в горловине камеры; в — продольное одностороннее через металлическое сопло; г — продольное одностороннее через изоляционное сопло; д, е — продольное двустороннее через соплообразные контакты 1 — неподвижный элемент; 2 — изоляционные перегородки; 3 — дуга, 4 — подвижный контакт; 5 — корпус камеры; 6 — металлическое сопло; 7 — изоляционное сопло
Гашение дуги переменного тока. При гашении дуги переменного тока в дугогасительной решётке основную роль играют процессы у катода, заключающиеся в том, что в рационально спроектированной дугогасительной решётке в момент прохождения тока через нуль околокатодное пространство мгновенно приобретает электрическую прочность 150...250 В. Если Апр0 является тем минимальным напряжением, которое необходимо для пробоя околокатодного слоя после прохождения тока через нуль, а дугогасительная решётка имеет т катодов (т - 1 пластин), то при Unpom > [7вп,ах (4.9.2) дуга на промежутке не восстановится. В решетке (рис. 4.9.20, а) дуга погаснет в тот полупериод, за который она войдет в решетку. При этой схеме дуга за один полупериод может не успеть войти в необходимое число щелей решетки. Необходимое для погасания дуги переменного тока число пластин существенно меньше, чем для постоянного тока, где U3 составляет всего 20... 25 В. Дугогасительная решетка на переменном токе действует в 7...8 раз эффективнее, чем на постоянном. Этим и объясняется широкое ее применение на переменном токе и ограниченное — на постоянном Дугогасительная решетка позволяет сильно сократить размеры дуги и гасить ее в ограниченном объеме при малом световом и звуковом эффектах. Это обеспечило ей широкое применение в дугогасительных устройствах контакторов и автоматических выключателей. Основные процессы, происходящие в дугогасительной решетке осложняются дополнительными явлениями. В частности, существенное значение имеют процессы, происходящие при вхождении дуги в решетку, форма и материал пластин. Вхождение дуги в решётку. Быстро движущаяся дуга встречает существенное аэродинамическое сопротивление при вхождении в решётку. Дойдя до нижнего края пластин, дуга замедляет свою скорость или вовсе останавливается. Аэродинамическое сопротивление (в первом приближении пропорциональное квадрату скорости) падает, и дуга начинает проникать в решётку. Степень снижения скорости дуги или время ее остановки у нижнего края пластин зависят от формы пластин, расстояния между ними, сил, движущих дугу, и общей конструкции решетки. Так, решетка схемы 3 (рис. 4.9.20) имеет преимущества перед другими схемами: условия вхождения дуги в решётку здесь более благоприятны. В решётку, выполненную по схемам J, 2, 3, дуга всегда входит. Внешние силы могут только сократить время остановки дуги у нижнего края пластин. В решетке по схеме 4 опорные точки дуги не могут проникать в область, занятую решёткой, дуга здесь не всегда входит в решетку. Длительная остановка дуги у нижнего края пластин приводит к их выгоранию.
а б в Рис. 4.9.20. Статические вольт-амперные характеристики электрической дуги в решетке и схемы дугогасительных решеток. t/„p — напряжение пробоя промежутка; Сдр — напряжение дуги, находящейся в дугогасительной решетке; 1 и 2 — вход в дугогасительную решетку; 3 — электродуга Расстояния между пластинами решетки желательно делать весьма малыми. Чем большее число пластин удается поместить на единицу длины, тем компактнее получается дугогасительное устройство Расстояние между пластинами ограничивается возможностью появления между ними металлического перешейка и их сплавлением. Стальные пластины ближе чем на 2 мм располагать нельзя. Второе ограничение сближению пластин ставят условия вхождения дуги в решетку. Чем гуще решетка, тем труднее дуге проникать в неё. Электрическая дуга в решетке из немагнитного материала. Движение электрической дуги в решетке из немагнитного материала и силы, действующие на дугу, схематично изображены на рис. 4.9.21, а. На возникшую между контактами электрическую дугу действуют электродинамические силы До контура тока. Эти силы, а при наличии внешнего магнитного поля и сила взаимодействия тока в дуге с этим полем загоняют дугу в решетку. Силы Fo продолжают существовать в течение всего времени нахождения дуги в решетке. Проникая в решётку, дуга разбивается на ряд коротких дуг. Она перестаёт двигаться как нечто целое. Каждая из коротких дуг приобретает возмож
ность двигаться самостоятельно. Некоторые из них могу продвинуться вперёд, некоторые могут отстать. Как только это произойдет (а произойдёт это обязательно), в контурах тока по решётке возникнут местные силы F,, стремящиеся задержать движение отставших дуг и ускорить движение дуг, выдвинувшихся вперёд. На одних участках дуги будет действовать сила Fo - Fit на других Fo + Fj. В результате одни дуги в решётке сильно продвинутся вперёд, другие отстанут или даже получат обратное движение. При малых токах силы Fo малы, и при решетке из немагнитного материала дуга не всегда проникает в решетку и будет гореть под решеткой. При больших токах дуга быстро пройдет через решетку и будет гореть над решеткой. Рис. 4.9.21. Силы, действующие на дугу в решетке из немагнитного (а) и магнитного (б) материала: 1 — контакт медный; 2 — стенка камеры; 3 — пластина решетки; 4 — отверстие в пластине; 5 — траектории опорных точек дуги при ее возникновении в точках А и В
Электрическая дуга в решетке из магнитного материала. Движение дуги в решётке из магнитного материала и силы, действующие при этом на дугу, схематично изображены на рис. 4.9.21, б. Силы Fo и Fi действуют так же, как в решётке из немагнитного материала. Гашение дуги в дугогасительной решётке. Рассмотренные выше способы гашения дуги сводились к воздействию на её ствол. Дугу можно также гасить, используя электродные падения напряжения. Впервые этот принципиально новый способ гашения предложил М.О. Доливо-Доброволь-ский. Над контактами 1 и 2 аппарата (см. рис. 4.9.20, б) устанавливаются неподвижные изолированные друг от друга металлические пластины 5, образующие дугогасительную решетку. Возникающая при отключении дуга 3 загоняется в эту решетку, где разбивается на ряд последовательно включенных коротких дуг 4. У каждой пластины решетки возникает околоэлек-тродное падение напряжения. Гашение дуги происходит за счет суммы око-лоэлектродных падений напряжения. На рис. 4.9.22 изображены силы, действующие на дугу в решетке. Гашение дуги постоянного тока. При числе пластин т коротких дуг будет т + 1, столько же будет анодных Ua и катодных UK падений напряжения. Напряжение на всей дуге в решетке Пд.р = U3 (т + 1) + Ед/д, (4.9.3) где из=иг + UK— сумма околоэлектродных падений напряжения, В; Ед — градиент напряжения в дуге, В/см; 1=1О (т + 1) — длина дуги, см. Для открытой дуги той же длины Ua,o = U3 + Ед/Д. Таким образом, напряжение на дуге в решетке Ед.р = Едо + U4m, (4.9.4) т.е. при неизменной длине статическая характеристика дуги в дугогасительной решетке (кривая 2 см. на рис. 4.9.20) выражается по той же форму-
ле кривой, что и характеристика открытой дуги (кривая /), но перенесенной на сумму околоэлектродных падений напряжения в область более высоких напряжений. Если число пластин велико, то величиной {7Д0. по сравнению с U3m можно пренебречь, и уравнение 4.9.4. примет вид: ил-1кт. (4.9.5) Для того чтобы дуга в решётке погасла, число пластин, между которыми она должна находиться, должно быть т > U/ U3,rpe U — напряжение сети, В. Возможны две типичные схемы решетки. В схеме на рис. 4.9.20, а дуга, возникшая на контактах, переходит на рога и, двигаясь кверху, под действием подвижного контакта — гаснет. В схеме на рис. 4.9.20, б дуга, возникшая на контактах, последовательно входит в промежутки между пластинами решетки по мере удаления подвижного контакта от неподвижного. Напряжение на дуге возрастает постепенно по закону, близкому к линейному. Длительность горения дуги будет уменьшаться с возрастанием скорости расхождения контактов и числа пластин на единицу длины. Важное значение в выключателях свыше 1000 В имеет гашение дуги, возникающей при размыкании контактов. Его можно выполнять в трансформаторном масле, газах, газовым дутьём, в вакууме, а также специальными дугогасительными устройствами. При гашении дуги в масле контакты выключателя помещают в камеру, наполненную трансформаторным маслом. Под действием температуры оно разлагается и дуга горит в среде газов (водорода и метана). Водород, соприкасаясь с дугой, способствует её деионизации. Однако такой способ малоэффективен, требует больших объёмов масла и используется только в выключателях 6—10 кВ при токе отключения не выше 15 кА Гашение дуги в газах высокого давления происходит в компактных дугогасительных камерах с помощью сжатого воздуха или элегаза (шестифтористая сера SFJ, обладающего высокой электрической прочностью и дугогасящей способностью. При газовом автодутье направляют движение газов вдоль или поперек дуги и таким образом ее охлаждают. Иногда применяют дутье холодным воздухом из специальных баллонов (воздушные выключатели). При гашении дуги в вакууме контакты выключателя размещают в вакуумной камере. Дуга гаснет сразу же после первого прохождения тока через нуль. Такие выключатели называют вакуумными. Кроме того, в аппаратах свыше 1000 В применяют такие же способы гашения дуги, что и в аппаратах до 1000 В (гашение в щелях и магнитное дутье).
4.10. Разъединители 4.10.1. Общие сведения о разъединителях Разъединителем называется электрический аппарат, предназначенный для отделения оборудования распределительного устройства (РУ) от напряжения на время ремонта, а также для изменения схемы РУ. По технике безопасности требуется, чтобы выключатель во время ремонта был заземлён с обеих сторон. Для этого предусмотрены заземляющие ножи разъединителей. Разъединители не имеют дугогасительного устройства. Поэтому ими можно включать только очень маленькие токи: ток холостого хода трансформаторов (10 кВ — мощностью до 750 кВ*А; 20 кВ — мощностью до 6300 кВ "А; 35 кВ — мощностью до 20000 кВ* А и 110 кВ — мощностью до 40 000 кВ "А), ток заземления нейтралей трансформаторов и дугогасящих катушек, уравнительный ток линий (при разности напряжений не больше 2%), ток замыкания на землю (не превышающий 5 А чри напряжении 35 кВ и 10 А при напряжении 10 кВ), а также небольшие зарядные токи воздушных и кабельных линий. Отключение нагрузочных токов может вызвать короткое замыкание между полюсами разъединителя. Поэтому во избежание ошибочного отключения под током нагрузки в разъединителях предусматриваются специальные блокировки. Требования, предъявляемые к разъединителям, например, с точки зрения оперативного обслуживания, следующие: 1. Разъединители в отключенном положении должны создавать ясно видимый разрыв цепи, соответствующий классу напряжения установки. 2. Приводы разъединителей должны иметь устройства фиксации в каждом из двух оперативных положений: включенном и отключенном. Кроме того, они должны иметь надёжные упоры, ограничивающие поворот главных ножей на угол больше заданного. 3. Опорные изоляторы и изолирующие тяги должны выдерживать механические нагрузки при операциях 4. Главные ножи разъединителей должны иметь блокировку с ножами стационарных заземлителей и не допускать возможности одновременного включения тех и других. 5. Разъединители должны беспрепятственно включаться и отключаться при любых наихудших условиях окружающей среды (например, при обледенении). 6. Разъединители должны иметь надлежащую изоляцию, обеспечивающую не только надёжную работу при возможных перенапряжениях и ухудшении атмосферных условий (гроза, дождь, туман), но и безопасное обслуживание.
Для управления разъединителями применяются ручные, электродвига-тельные и пневматические приводы. Отдельные типы разъединителей 6-10 кВ отличаются друг от друга по роду установки (разъединители внутренней и наружной установки); по числу полюсов (разъединители однополюсные и трёхполюсные): по характеру движения ножа. Различают разъединители рубящего (с движением ножей в плоскости осей изоляторов), поворотного (с движением ножей в горизонтальной плоскости, перпендикулярной осям изоляторов), вертикально-рубящего (с ножами, перемещающимися в плоскости осей изоляторов и вращающимися при движении вокруг своей оси) и других типов. Управление разъединителями может осуществляться штангой ручного управления (для однополюсных разъединителей) или приводом (ручным, элек-тродвигательным, пневматическим и др.) для трёхполюсных разъединителей — см. раздел 4.10.2. Разъединители изготавливаются для внутренней (буква В в наименовании) и наружной (буква Н в наименовании) установки. Буква Л указывает на наличие линейного контакта, буква О — на однополюсное исполнение, буква 3 — на наличие на одной фазе (полюсе) ножей заземления (одного — 1 или двух — 2 в маркировке после буквенного обозначения), буква Д — на двухкололнковую конструкцию. Числа в наименовании означают напряжение (кВ) и номинальный ток (А). На рис. 4.10.1 показаны разъединители для наружной установки. Различие в конструкциях разъединителей внутренней и наружной установок объясняются условиями их работы. Разъединители наружной установки должны иметь приспособления, разрушающие ледяную корку, образующуюся при гололёде. Кроме того, их используют для отключения небольших токов нагрузки и их контакты снабжаются рогами гашения дуги, возникающей между расходящимися контактами. Трёхполюсные разъединители качающегося типа наружной установки. Их устанавливают на опорах линий электропередачи. Управляются разъединители рычажным приводом, рукоятка которого размещается на высоте не менее 3 м. Далее будут рассмотрены более подробно разъединители внутренней и наружной установки. Способность разъединителй включать и отключать зарядные токи намагничивания силовых трансформаторов, уравнительные токи* и небольшие токи нагрузки подтверждена многочисленными испытаниями, проведёнными в энергосистемах. Это нашло отражение в ряде директивных материалов, регламентирующих их использование. *Уравнительный ток — это ток, проходящим между двумя точками электрически связанной замкнутой сети и обусловленный разностью напряжений и перераспределением нагрузки в момент отключения или включения электрической связи.
Рис. 4.10.1. Разъединители: а, б, в — разъединители для наружной установки, соответственно, на 10 кВ типа РЛН, на 35 кВ типа РЛНЗ и на 110 кВ типа РЛНД-2 1 — рама; 2 — опорный изолятор; 3 — контакты для присоединения внешних проводов; 4 — рога; 5 — нож; 6 — неподвижный контакт; 7 — подвижный изолятор; 8 — ось привода; 9 — нож заземления; 10 — вал ножа заземления; 11 — рама; 12 — поворотный изолятор; 13 — главные ножи; 14 — контакт заземлителя; 15 — гибкие связи; 16 — контактный вывод; 17 — заземляющие ножи; 18 — вал привода; 19 — соединительная тяга привода Так, в закрытых распределительных устройствах 6—10 кВ разъединителями допускается включение и отключение намагничивающих токов. Разъединителем разрешается отключать и включать токи силовых трансформаторов, зарядных токов линий, а также токов замыкания на землю, не превышающих следующих значений (табл. 4.10.1): Напряжение, кВ 6 10 35 Намагничивающий ток, А 3,5 3,0 2
Зарядный ток, A 2.5 2,0 1,5 Ток замыкания на землю, А 4,0 3,0 2,0 Установка между полюсами изоляционных перегородок позволяет увеличивать включаемый и отключаемый ток в 1,5 раза. Разъединителями 6-10 кВ допускается включение и отключение уравнительных токов до 70 А, а также нагрузочных токов линий до 15 А при условии проведения операций трехполюсными разъединителями наружной установки с механическим приводом и до 25 А — с двумя разрывами на фазу. Разъединители часто снабжаются заземляющими ножами, что представляет возможность не прибегать к установке переносных заземлений на оборудовании, выводимом в ремонт, и тем самым исключает нарушения правил безопасности, связанных с процессом установки переносных заземлений. Поэтому разъединители могут быть без заземляющих ножей, с одним (устанавливаемым с любой стороны полюса) и двумя заземляющими ножами на каждом полюсе. На заземляющих ножах линейных разъединителей допускается установка только механической блокировки с приводом разъединителя и приспособлением для запирания ножей замками в отключенном положении. Для РУ с простыми схемами электрических соединений рекомендуется при- Таблица 4.10.1. Токи, отключаемые и включаемые отделителями и разъединителями Номинальное напряжение, кВ Расстояние между осями полюсов, м Наибольший отключаемый и включаемый токи, А намагничивающий зарядный 1 замыкание | на землю Наружная установка 6 0,40 2,5 I 3,0 7,5 10 0,50 2,5 1 4,0 6,0 20 0,75 3,0 3,0 4,5 35 1,0 3,0 2,0 3,0 35 2,0 3,0 1 3,0 5,0 НО 2,0 6,0/4,0 2,5/1,5 — НО 2,5 7,0/6,0 3,0/2,0 — НО 3,0 9,0/8,0 3,5/3,0 — НО 3,5 —/ю,о —/3,5 — 150 2,5 2,3/— 1,0/- — 150 2,7 4,0/— 1,5/- — 150 3,0 6,0/2,3 2,0/1,0 — 150 3,4/3,7 7,6/5,0 2,5/1,5 — 150 4,0 10/5,5 3,0/2,0 — 150 4,4 —/6,0 - /2,5 —
Окончание табл. 4.10.1 Номинальное напряжение, кВ Расстояние между осями полюсов, м Наибольший отключаемый и включаемый токи, А намагничивающий зарядный замыкание на землю 220 3,5 3,0/3,0 1,0/1,0 — 220 4,0 5,0/5,0 1,5/1,5 — 220 4,5 8.0/8,0 2.0/2,0 — 330 6,0 —/5,0 — /2,0 — 330 ПН/ПНЗ 6,0 3,5/4,5 1,0/1,5 — 500 7,5/8,0 5,0/6,0 2,0/2,5 — 500 ПН/ПНЗ 8,0/7,5 5,0/5,5 2,0/2,5 — Внутренняя установка 6 0,20 3,5 2,5 4,0 10 0,25 3,0 2,0 3,0 20 0,30 3,0 1,5 2,5 35 0,45 2,5 1,0 1,5 ПО 2,0 4,0 ,1,5 — 150 2,5 2,0 1,0 — 220 3,5 2,0 1,0 — Примечания 1. Для 110 кВ и выше в числителе — данные для аппаратов вертикально-рубящего типа, в знаменателе — горизонтально-поворотного Для аппаратов 330 и 500 кВ (с обозначением ПН/ПНЗ) приведены данные, соответствующие разъединителям подвесному (числитель) и подвесному с опережающим отключением и отстающим включением полюса фазы В (знаменатель). 2. Для аппаратов внутренней установки, имеющих изолирующие перегородки между полюсами, токи могут быть увеличены в 1,5 раза против указанных в таблице 3. Установка аппаратов и порядок их оперативного использования должны соответствовать требованиям Сборника директивных материалов Главтехуправления Минэнерго СССР (электрическая часть), Энергоатомиздат, 1985. 4. Данные таблицы не распространяются на присоединения 110-500 кВ, к которым подключены ограничители перенапряжения типа ОПН. 5. Отделители 35-220 кВ, оснащённые дутьевой приставкой ВНИИЭ, могут отключать намагничивающий ток трансформаторов любой мощности, а также (соответственно при напряжениях 35, 110 и 220 кВ) токи нагрузки до 80, 50 и 110 А, зарядные токи ВЛ любой длины, длиной до 150 и 250 км, уравнительные токи до 180, 80 и 180 А. менять механическую оперативную блокировку, а во всех остальных случаях — электромагнитную. Как и другие аппараты, разъединители должны обладать необходимой электродинамической и термической стойкостью при коротких замыканиях, а также достаточной механической прочностью, чтобы выдержать значительное количество включений и отключений.
4.10.2. Разъединители для внутренней установки Разъединители серии РВ-10. Разъединители для внутренней установки бывают однополюсными (РВО) или трехполюсными (РВ, РВК, РВРЗ и др.). В разъединителях рубящего типа нож вращается вокруг одного из неподвижных контактов, движение ножу передаётся от вала через фарфоровые тяги. Давление в контактах создаётся пружинами. На токи до 1000 А ножи разъединителей изготовляют из двух медных полос, на большие токи — из трех-четырех полос. Трёхполюсные разъединители серии РВ выполняют на напряжения от 6 до 35 кВ и номинальные токи до 1000 А. На номинальные токи от 2000 до 8000 А рассчитаны рубящие разъединители РВР со специальным электро-двигательным или ручным приводом. Однополюсные разъединители РВО состоят из цоколя, опорных изоляторов и токопровода. Цоколь в виде швеллера служит основанием для установки малогабаритных изоляторов и крепления разъединителя Токопровод образует два одинаковых неподвижных контакта и соединяющий их подвижный нож. Во включенном положении нож запирается специальным зацепом, что исключает самопроизвольное открытие ножа под действием сил тяжести и электродинамических сил. Зацеп имеет ушко, в которое при включении и отключении разъединителя заводится палец изолирующей штанги. Открытие ножа на угол свыше 75° ограничивается упором на скобе осевого контакта. Трехполюсные разъединители серии РВ (рис. 4.10.2.) изготавливаются на напряжения от 6 до 35 кВ и номинальные токи до 1000 А. Каждый полюс имеет два неподвижных опорных изолятора и изолирующую тягу, присоединённую к общему валу. Включение и отключение разъединителя осуществляется поворотом вала с помощью привода, перемещающего тягу. Разъединитель типа РВЗ. Разъединители с заземляющими ножами РВЗ (рис. 4.10.3.) в зависимости от варианта использования разъединителя имеют один или два вала с заземляющими ножами, которые с помощью пластин крепятся к раме. Заземляющие ножи снабжены дополнительными заземляющими контактами, которые укреплены под основными неподвижными контактами. В разъединителях РВЗ предусмотрена блокировка между валом основных и валом заземляющих ножей, что исключает возможность ошибочных действий при оперировании с разъединителем. Разъединитель типа РВФ. Трехполюсные разъединители могут быть изготовлены с тремя проходными изоляторами, на которых крепят подвижные ножи. Разъединители такого типа на напряжение 10 кВ и номинальный ток 400 А обозначают РВФ-10/400 (рис. 4.10.4), а с заземляющими ножами— РВФЗ-10/400 (рис. 4.10.5). Разъемную часть разъединителя выполняют с линейным или плоскостным контактом. В разъединителях с линейным контактом переход тока
Рис. 4.10.2. Трёхполюсный разъединитель вертикально-рубящего типа на 10 кВ (а) и его привод (б): 1 — рычаг; 2 — ось; 3 и 7 — опорный изолятор; 4 — подвижный изолятор; 5 — нож; 6 — неподвижный контакт; 8 — рама; 9 — блок контактов; 10 — запор рычага привода в отключенном положении; 11 — планка; 12 — рычаг осуществляется через ряд расположенных по одной линии точек, в разъединителях с плоскостным контактом — через несколько точек, расположенных на соприкасающихся плоскостях. В разъёмах втычного типа, применяемых в камерах КРУ, переход тока осуществляется также через несколько точек, расположенных на соприкасающихся плоскостях. Управление разъединителями в городских сетях производят вручную: однополюсными — с помощью изолирующей штанги, трёхполюсными — с помощью рычажного привода ПР. Разъединитель РВЗ имеет два привода: один — для основных, второй — для заземляющих ножей, причём предусмотрена механическая блокировка между валами основных и заземляющих ножей, что исключает возможность включения заземляющих ножей при включенных основных разъединителях и, наоборот, включения основных разъединителей при вклю-
Рис. 4.10.3. Трёхполюсные разъединители внутренней установки типа РВЗ 6-10. 7 — приводной рычаг на валу разъединителя; 2 — контакты для присоединения шин; 3 — неподвижный контакт; 4, 10 — подвижный и заземляющий ножи; 5, 14 — фарфоровая и блокировочная тяги; 6, 15 — опорный и проходной изоляторы; 7, 13 — валы разъединителя и заземляющих ножей; 8 — металлическая рама; 9 — поводок фарфоровой тяги; 77 — рычаг вала заземляющих ножей; 72 — гибкая связь; 73 — вал заземляющих ножей; 14 — тяга блокировки Исполнение III Исполнение IV Рис. 4.10.4. Разъединитель РВФ
Рис. 4.10.5. Трёхполюсный разъединитель внутренней установки типа РВФЗ-6-10: 1 — вал разъединителя; 2 — фарфоровая тяга; 3 — рама разъединителя; 4 —рычаг вала заземляющих ножей; 5 — гибкая связь; 6 — вал заземляющих ножей; 7 — тяга блокировки; 8 — опорный изолятор (проходной) ченных заземляющих ножах, т.е. исключает возможность ошибочных действий персонала при оперировании этими ножами. Разъединители с заземляющими ножами имеют три варизнта исполнения: / — заземляющие ножи со стороны разъёмных контактов; II — со стороны шарнирных контактов и III — с двух сторон. Например, разъединитель на напряжение 10 кВ и ток 400 А обозначают: однополюсный — РВО-Ю/400, трёхполюсный — РВ-10/400 и трёхполюсный с заземляющими ножами с двух сторон — PB3-10/400-III (см. рис. 4.10.4 л 4.10.5). Технические данные трёхполюсных фигурных (наличие проходных изоляторов) разъединителей серии РВФ аналогичны техническим данным разъединителей серии РВ на те же номинальные токи. Разъединитель типа РВК-10. Однополюсный разъединитель РВК (рис. 4.10.6) состоит из рамы 1, на которой размещены изоляторы 10, неподвижного 8 и подвижного 6 контактов с чугунными контактодержателями 9 и стальными полюсами 5, повышающими механическую стойкость разъединителей при возникновении короткого замыкания. Подвижный контакт 6, закреплённый на оси 3, перемещается фарфоровой тягой 7 (с её помощью подвижный контакт соединяют с валом 2). Необходимые усилия контактного нажатия обеспечиваются пружинами 4. При соединении муфтами валов трёх однополюсных разъединителей между собой получают трёхполюсный разъединитель. В табл. 4.10.2 приведены технические характеристики разъединителей внутренней установки, а в табл. 4.10.3 — технические характеристики разъединителей, изготавливаемых фирмой АО «ЭЛВО» — Великие .Луки
Рис 4.10.6. Однополюсный разъединитель РВК на 10 кВ: 1 — рама, 2 — ось воздействия привода; 3 — ось подвижного ножа; 4 — пружина регулирования контактов; 5 и 6 — нож подвижный; 7 — подвижный изолятор тяги ножа; 8 — неподвижный контакт, 9 — демпферная щель неподвижного контакта; 10 — опорный изолятор 4.10.3. Разъединители наружной установки Разъединители серии РЛНД-10. Разъединители для наружных установок имеют изоляцию, рассчитанную для работы в неблагоприятных атмосферных условиях (дождь, снег, пыль) а также повышенную механическую прочность, поскольку операции с ними производят и при гололёде на контактах. На воздушных линиях и мачтовых трансформаторных подстанциях напряжением 6-10 кВ применяют разъединители РЛН (разъединители с линейным контактом для наружной установки) рубящего типа с вращением ножей в плоскости осей изоляторов и РЛНД — двухколонковые с вращением ножей в плоскости, перпендикулярной осям изоляторов. В обозначении разъединителей для наружных установок указывают тип разъедините ля, число заземляющих ножей, номинальное напряжение и ток. Например, разъединитель с одним заземляющим ножом для наружной установки на напряжение 10 кВ и номинальный ток 400 А обозначают РЛНД-1-10/400-У1. Заземляющие ножи у этих разъединителей устанавливают со стороны нагрузки присоединения. Разъединители для наружной установки в открытых РУ должны быть надежными в неблагоприятных условиях окружающей среды, в том числе и при гололедообразовании, поэтому их изготавливают с льдоломающими приспособлениями. Разъединитель для наружной установки может выполняться с льдоломающим устройством или без него. Это устройство представляет собой плоскую лопатку, расположенную в неподвижном контакте. Сама же лопатка может поворачиваться на 90° вокруг вертикальной оси.
Таблица 4.10.2. Разъединители внутренней установки Тип разъединителя Стойкость, кА Размеры, мм Масса, кг Тип привода электродинамическая (амплитуда) термическая длина L ширина высота Н Н1 Однополюсные РВО-10/400 41 16 468 72 156/429 — 5,9 ПР-10, ПР-11 РВО-10/630 52 20 468 72 160/433 — 6,3 ПР-10, ПР-11 РВО-Ю/1000 100 40 480 92 163/440 — 11 ПР-10, ПР-11 РЛВОМ-Ю/ЮОО 100 40 486 380 199/460 — 14-17 ПР-10, ПР-11 РВК-10/2000 85 31,5 560 350 280/ 500 — 26 ПР-3, ПЧ-50, ПД-5 РВР(3)-10/2500 125 45 1050 470 318/545 — 65 ПР-3, ПЧ-50, ПД-5 РВР(З)-10/4000 200 71 610/1050 470 318/545 — 65 ПР-3, ПЧ-50, ПД-5 РВР(3)-20/б300 260 100 910/1400 700 680/1050 — 222 ПД-5, ПЧ-50 РВР(3)20/8000 320 125 1400 700 680/1050 — 238 ПД-5, ПЧ-50 РВП(3)-20/12500 490 180 1600 820 857 — 625 ПД-12 РВК-35/2000 115 45 980 700 550/1010 — 74 ПР-3 Трёхполюсные РВ-6/400 41 16 468 697 175/436 — 23 ПР-10,ПР-11 РВФ-6/400-11(111) 41 16 437 722 195 381/647 35 ПР-10,ПР-11 РВФ-6/400-1V 41 16 406 722 195 381/647 43 ПР-10,ПР-11 РВ-10/1000 100 40 484 837 199/470 — 42 ПР-10,ПР-И РВЗ-10/1000-1(11) 81 31,5 629 930 198/470 — 49 ПР-10,ПР-11 PB3-10/1000-III 81 31,5 733 930 198/470 — 56 ПР-10,ПР-11 РВФ-10/1000-11(111) 100 40 454 817 199 410/690 64 ПР-10, ПР-11 РВФ-Ю/1000-IV 100 40 424 817 199 410/690 83 ПР-10,ПР-11 РВФ-10/ 1000-П(Ш)М 100 40 454 722 199 410/690 65 ПР-10,ПР-11 РВФ-10/1000-IVM 100 40 424 722 199 410/690 84 ПР-10, ПР-11 Оборудование подстанций и электрических сетей
Окончание табл. 4.10.2 Тип разъединителя Стойкость, кА Размеры, мм Масса, кг Тип привода электродинамическая (амплитуда) термическая длина L ширина В высота И Н1 РВФЗ-10/1000-П-П 81 31,5 649 846 199 410/690 72 ПР-10, ПР-11 РВР(3)-Ш-10/2000 85 31,5 600 1000 700 — 112 ПР-3, ПДВ-1, ПЧ-50 РВР(3)-20/630 50 20 680 1200 390/685 — 115 ПР-3 РВР(3)-20/1000 55 20 700 1240 390/690 — 115 ПР-3 РВР(3)-35/630 51 20 944 1750 525 /945 — 170 ПР-3 РВР(3)-35/1000 80 31,5 964 1790 525/960 — 195 ПР-3 РВФ-6/630-11(111) 52 20 437 722 199 397/664 38 ПР-10, ПР-11 РВФ-б/630-IV 52 20 406 722 199 397/664 46 ПР-10,ПР-11 РВФЗ-6/630-П-П 52 20 630 722 199 397/664 44 ПР-10,ПР-11 РВФ-6/1000-11(111) 100 40 454 722 199 410/690 65 ПР-10,ПР-11 РВФ-6/1000-1V 100 40 424 722 195 410/690 83 ПР-10, ПР-и РВФЗ-6/1000-11-П 81 31,5 649 722 199 410/690 70 ПР-10,ПР-11 РВ-10/400 41 16 484 831 195/465 — 26 ПР-10,ПР-11 РВЗ-10/400-КП) 41 16 598 837 193/463 — 31 ПР-10,ПР-11 PB3-10/400-III 41 16 733 837 191/463 — 37 ПР-10,ПР-11 РВФ-10/400-1КШ) 41 16 406 837 195 381/647 37 ПР-10,ПР-11 РВФ-10/400-П(Ш)М 41 16 437 722 195 381/647 37 ПР-10,ПР-11 РВФ-10/400-IV 41 16 406 837 195 397/664 45 ПР-10,ПР-11 РВФ-10/400-IVM 41 16 406 722 199 381/647 45 ПР-10,ПР-11 РВ-10/630 52 20 484 837 199/470 — 28 ПР-10,ПР-11 PB3-10/630-KII) 52 20 598 837 191/470 — 33 ПР-10, ПР-и PB3-10/630-III 52 20 733 837 191/463 — 38 ПР-10,ПР-11 РВФ-10/630-1ШП) 52 20 406 837 199 381/647 39 ПР-10,ПР-11 РВФ-10/630-IV 52 20 406 837 199 397/664 47 ПР-10,ПР-11 РВФ-10/630-П(Ш)М 52 20 । 437 722 199 397/664 40 ПР-10,ПР-11 4.10. Разъединители
Примечания (к табл. 4.10.2): 1.Обозначение типа разъединителя: буквенная часть — Р — разъединитель; В — внутренней установки или вертикальный (типа РНВ); Н — наружной установки; Л — линейный; О — однополюсный; Д — с двумя опорными колонками или с двухлучевой изоляционной гирляндой (для подвесных); 3 — с заземляющим ножом; К — коробчатого профиля; Ф — фигурное исполнение (с проходным изолятором); С — со стекляной изоляцией; М — модернизированный или (для РЛНДМ) с медным ножом; А — с алюминиевым ножом; П — с рычажной передачей для уменьшения момента на валу привода или подвесного исполнения; У — усиленная изоляция (категория Б по ГОСТ 9920—75); Б — наличие механической блокировки (для разъединителей подвесного исполнения — усиленная изоляция); буква в скобках означает возможность вариантов исполнения; цифровая часть — номинальное напряжение, кВ, и (после косой) номинальный ток, А; 1 н 2 — количество заземляющих ножей или (для подвесных разъединителей) вид тросовой системы управления: 1 — прямая, 2 — Г-образная. 2. В скобках приведены размеры L для исполнения с заземляющими ножами и Н для отключенного положения вертикально-рубящего разъединителя. 3. Масса соответствует исполнению с двумя заземляющими ножами (если они имеются) и без привода, для однополюсных разъединителей указана масса полюса, для трёхполюсного указана масса всего комплекта 4. Параметры стойкости заземляющих и главных ножей численно равны; длительность предельного тока термической стойкости составляет 4, 3 и 2 с, соответственно, для главных ножей разъединителей до 35, 110—220 и 360-750 кВ включительно и 1с для заземляющих ножей. 5. Допустимое наибольшее тяжение проводов, присоединяемых к разъединителям наружной установки, с учётом влияния ветра и гололёда (ГОСТ 689-83): Номинальное напряжение, кВ Допустимое тяжение, Н, при токе до 1,6 кА 2,0 кА и выше 6-10 200 — свыше 10 до 35 500 780 6. Допустимое наибольшее сопротивление мкОм, постоянному току контактной системы разъединителей: РЛН 35 0,63 кА 220 Остальные типы: 1,6- 2,0 кА 50 1,0 кА 120 0,63 кА 175 7. В условном обозначении типа: П — с поступательным движением главных ножей, второе Р — рубящего типа, I... IV — варианты исполнения (для РВФ II, III, IV — соответственно проходные изоляторы со стороны шарнирных контактов, со стороны разъёмных контактов и с обеих сторон; для РВЗ и РВФЗ I, II, III — соответственно заземляющие ножи со стороны разъёмных контактов со стороны шарнирных, с обеих сторон) В таблице приведены данные, относящиеся только к разъединителям исполнения УЗ; выпускаются также разъединители исполнения У2, ХЛ2, ХЛЗ. 8. Размер Н1 для разъединителей РВФ и РВФЗ учитывает всю длину проходного изолятора (в числителе — для включенного положения разъединителя, в знаменателе — для Разъединители РВР(3)-Ш-10/2000, PB3-20/630, РВЗ-20/1000, РВЗ 35/630 и PB3-35/1000 по конструкции являются однополюсными, но три полюса монтируются по обшей раме. В ЗРУ 6 кВ используются разъединители 10 кВ. 9. Числитель — включенное положение, знаменатель — отключенное положение.
Таблица 4.10.3. Технические характеристики разъединителей, изготавливаемых фирмой «ЭЛВО» Наименование продукции Краткая техническая характеристика Обозначеие ГОСТ, ОСТ, ТУ Ток термостойкости, кА Предельный сквозной ток, кА Масса, кг комплектующий привод, тип Разъединители внутренней установки трёхполюсные (рамные) PP3-35/1000 УЗ PP3-35/2000 УЗ РВРЗ-Ш-10/2000 МУЗ 31,5 40 31,5 80 100 80 104 140 112 ПР-ЗУЗ или ПД-5У1 — гл.н. ПР-ЗУЗ — заз. — » — — » — ТУ 16-89 ИВЕЖ. 674213.019 ТУ ТУ 16-91 Разъединители внутренней установки в однополюсном исполнении РВРЗ-10/4000 МУЗ 50/63 125/160 65 ПР-ЗУЗ или ПД-5У1-ГЛ.Н. ПР-ЗУЗ-заз. ТУ 16-91 ИВЕЖ. 674212.012 ТУ РРЧЗ-20/6300 МУЗ 80/100 200/250 222 ПД-5У1 или ПЧ-50 МУЗ-гл.н. ПЧ-50 МУЗ-заз. - « - РВРЗ-20/8000 МУЗ 100/125 250 /315 238 РВПЗ-20/12500 НУЗ 100 заз. 250 заз. 625 ПЧ-50 МУЗ-заз. ТУ 16-91 160 гл. н. 410 гл. н. ПД-12УЗ-гл.н. ИВЕЖ. 674213.010 ТУ РВО-10/400 МУХЛ2 16 40 6,3 — ТУ 16-95 ИВЕЖ. 674212.028 РВО-10/630 МУХЛ2 20 50 7,5 — — » — РВО-10/1000 МУХЛ2 40 100 11,7 — — » — РВЗ-10/400 МУХЛ2 16 40 ПР-ЗУЗ — » — РВЗ-10/630 МУХЛ2 20 50 ПР-ЗУЗ — » — РВЗ-10/1000 МУХЛ2 40 100 ПР-ЗУЗ 4.10. Разъединители
Разъединители серии РЛНД-1 на 200 А управляются ручным приводом ПРНЗ-10УХЛ1, а на 400 А — ручным приводом типа ПРНЗ-10УХЛ1 или блочным ручным приводом ПР-2БУХЛ1. Приводы имеют механическую блокировку между главными ножами и заземлителями. Разъединители типа РЛНД-1-10 изготавливают без заземляющих ножей со стороны нагрузки присоединения (рис. 4.10.7) и с заземляющими ножами (рис. 4.10.8) В табл. 4.10.4 приведены технические характеристики разъединителей 110-500 кВ наружной установки. Рис. 4.10.7. Разъединитель типа РЛНД-1 без заземляющих ножей: 7 — контактная система; 2 — изолятор; 3 — корпус (основание); 4 — поводок для присоединения трубы привода разъединителя; 5 — тяга подвижных колонок разъединителя о
Таблица 4.10.4. Технические характеристики разъединителей 110—500 кВ наружной установки Номинальное напряжение, кВ Тип отделителя, разъединителя Расстояние между осями полюсов, м Ток, А, не более намагничивающий зарядный 110 ВР 2,0 2,5 3,0 6,0 7,0 9,0 2,5 3,0 3.5 ГП 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 6,0 8,0 10,0 1,5 2,0 3,0 3,5 150 ВР 2,5 2,7 3,0 3,4 4,0 2,3 4,0 6,0 7,6 10,0 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 ГП 3,0 3,7 4,0 4,4 2,3 5,0 5,5 6,0 1,0 1,5 2,0 2,5 220 ВР 3,5 4,0 4,5 3,0 5,0 8,0 1,0 1,5 2,0 ГП 3,5 4,0 4,5 3,0 5,0 8,0 1,0 1,5 2,0 330 ГП 6,0 5,0 2,0 ПН 6,0 3,5 1,0 ПНЗ 6,0 4,5 1,5 500 ВР 7,5 5,0 2,0 ГП 8,0 6,0 2,5 ПН 8,0 5,0 2,0 ПНЗ 7,5 5,5 2,5 Примечания: 1. ВР — вертикально-рубящий, ГП — горизонтально-поворотный, ПН — подвесной, ПНЗ — подвесной с опережающим отключением и отстающим включением полюса фазы В. 2. Приведены результирующие намагничивающие токи с учётом взаимной компенсации индуктивных токов ненагруженных трансформаторов зарядными токами их присоединений и зарядных токов воздушных или кабельных присоединений индуктивными токами ненагруженных трансформаторов. 3. Приведённые значения отключаемых и включаемых токов при указанных расстояниях между осями полюсов разъединителей и отделителей напряжением 110-500 кВ неприменимы для присоединений, к которым подключены отделители ОПН-Ю...ОПН-500.
Разъединители наружной установки серии РЛНД-1-10П и РЛНД-1-10IV на 10 кВ, 200 и 400 А на полимерных изоляторах (фирма «ЭЛВО»), Они предназначены для включения и отключения под напряжением обесточенных участков цепи высокого напряжения, а также заземления отключенных участков при помощи стационарных заземлителей. Разъединители выполнены на базе РЛНД-10Б/400УХЛ1, имеют высокий коэффициент унификации, одинаковые установочные размеры и меньшую массу. Эти разъединители в сравнении с традиционными (на фарфоровых изоляторах) отличаются особой надёжностью при тяжёлых условиях эксплуатации в районах с большими загрязнениями: выбросами промышленных предприятий, химпроизводств, применением минеральных удобрений, эрозии засоленных почв, пыльными бурями, солевыми туманами и т.п., в приморских районах, в районах землетрясений (до 9 баллов), при повышенных вибрациях. Изоляция не подвержена хрупкому разрушению, противостоит ударам и актам вандализма (ударам камнями, расстрелам из ружей) без потери эксплуатационных свойств. У разъединителей РЛНД-1-10/400 изоляция на землю имеет в 1,5 раза более высокую импульсную прочность по сравнению с нормируемой по ГОСТ-1516 для напряжения 10 кВ и они работоспособны в районах с загрязнением атмосферы до VI степени. Изоляторы тонкостержневые, стеклопластиковые с трекингоэрозиос-тойким покрытием, с высокими механическими и влагоразрядными характеристиками в загрязнённом и увлажнённом состоянии. Рама цоколя покрыта горячим цинком, контактные выводы — оловом, что обеспечивает высокую коррозийную стойкость и надёжность и не требует восстановления покрытия до 30 лет эксплуатации. Контактная система изготовлена из медного проката. В трущихся узлах применены втулки из антифрикционных материалов, не требующие смазки в течение всего периода эксплуатации. Разъединители имеют 1 или 2 заземлителя и комплектуются приводами ПРНЗ-10УХЛ1. В табл.4.10.5, приведены технические характеристики разъединителей наружной установки, выпускаемых фирмой «ЭЛВО». Разъединитель РЛНД.1-10Б/400 У1 (рис. 4.10.8) предназначен для включения и отключения обесточенных участков электрической цепи, находящихся под напряжением, а также заземления отключенных участков при помощи стационарных заземляющих ножей, составляющих единое целое с разъединителем. Комплектно с разъединителем поставляется ручной привод с одним или двумя блок-замками. Нормальная работа разъединителя обеспечивается при следующих условиях: • температура окружающего воздуха от -45 °C до +40 °C;
Таблица 4.10.5. Технические данные разъединителей фирмы «ЭЛ ВО» Параметры РЛНД-1-10.Б/200УХЛ1 РЛНД-1-10.П/200УХЛ1 РЛНД-1-10.1У/200УХЛ1 РЛНД-1-10Б/400НУХЛ1 РЛНД-1-10.11/400НУХЛ1 1 IfХЛНООГ / АГОI -1-ТГН1Г d Номинальное напряжение, кВ 10 10 10 10 10 10 Наибольшее рабочее напряжение, кВ 12 12 12 12 12 12 Номинальный ток, А 200 200 200 400 400 400 Ток термической стойкости, кА 6,3 6,3 6,3 10 10 10 Ток электродинамической стойкости, кА 15,75 15,75 15,75 25 25 25 Время протекания тока термической стойкости, с для главных ножей 3 3 3 3 3 3 для заземлителей 1 1 1 1 1 1 Длина пути утечки внешней изоляции, см 30 30 42 30 30 42 Допустимое тяжение провода, Н 200 200 200 200 200 200 Масса, кг 43 38 39 43 38 39 Габаритные размеры, мм длина 1045 1045 1045 1045 1045 1045 ширина 510 510 670 510 510 670 высота 450 450 565 450 450 565 • скорость ветра при гололёде не более 15 м/с; • толщина корки льда до 10 мм.
Рис. 4.10.8. Разъединитель типа РЛНД.1-10Б/400У1 (с заземляющими ножами) Основные технические характеристики РЛНД.1-10Б/400 У1: Номинальное напряжение, кВ.........................10 Наибольшее рабочее напряжение, кВ.................12 Номинальный ток, А.............................. 400 Ток электродинамической стойкости, кА..............25 Ток термической стойкости для ножей заземления в течение 1с , кА..................... 10 для главных ножей в течение Зс....... ..........10 Масса, не более, кг.............................. 40 Разъединитель высоковольтный типа РЛНД.1-10Б/400НУХЛ1. Разъединитель наружной установки горизонтально-поворотного типа на напряжение 10 кВ с изоляцией категории «Б» РЛНД.1-10Б/400НУХЛ1 предназначен для включения и отключения обесточенных участков цепи, находящихся под напряжением, а также заземления отключенных участков с помощью стационарных заземлителей. Разъединитель РЛНД.1-10Б/400НУХЛ1 является типопредставителем разъединителей серии РЛНД на напряжение 10 кВ, токи 315, 400, 630 А. Конструктивно разъединитель выполнен в виде трёхполюсного (на одной общей раме) аппарата горизонтально-поворотного типа с общим механизмом управления. Каждый полюс состоит из поворотной изоляционной колонки, неподвижной изоляционной колонки, главных контактных ножей, заземлителей. Особенностью разъединителя является выполнение изоляционных колонок из полимерных изоляторов с трекингоэрозиостойким покрытием, обеспечивающим работоспособность в районах с загрязнённой атмосферой, обладающих высокой ударной прочностью, что в свою очередь обеспечивает надёжную работу при сейсмических воздействиях до 9 баллов по шкале MSK-64. Этот разъединитель имеет также исполнение с фарфоровой изоляцией.
Разъединители в тропическом исполнении Т1 на номинальные токи 315, 630 А имеют только фарфоровую изоляцию. Главные контактные ножи выполнены из меди. Заземляющее устройство каждого полюса состоит из заземлителя и неподвижного контакта, установленного на главных ножах. Основные части разъединителя, выполненные из чёрного металла, имеют стойкое антикоррозийное покрытие — горячий или гальванический цинк. В тропическом исполнении медные части разъединителя имеют покрытие никелем, в контактах — серебром. Разъединители типа РЛД.1-10 крепятся на концевой опоре ВЛ 6-10 кВ (рис. 4.10.9) Основные технические характеристики РЛНД.1-10Б /400 НУХЛ1, РЛНДП.1-10Б /400 НУХЛ1. Номинальное напряжение, кВ............................... 10 Наибольшее рабочее напряжение, кВ..................... 12 Номинальный ток, А..................................... 400 Ток электродинамической стойкости, кА.................. 25 Ток термической стойкости, кА......................... 10 Время короткого замыкания, с: для главных ножей............. 3 для заземлителей................................... .. 1 Длина пути утечки внешней изоляции, не менее, см....... 30 Допустимая механическая нагрузка на выводы, прикладываемая к изолятору, не более, Н................ 200 Масса, кг.............................................. 38 Габаритные размеры, мм: длина......................... ....................... 1045 ширина ... ......... 470 высота................................ ................ 550 Максимальная скорость ветра, м/с....................... 40 Толщина корки льда, мм.................. .............. 10 Механический ресурс, циклы «В-О»....................... 10000 Условные обозначения: Р — разъединитель; Л — линейный; Н — наружной установки; Д — двухколонковый; П — с полимерной изоляцией; 1 — количество заземлителей; 10 — номинальное напряжение; Б — категория изоляции; 400 — номинальный ток; Н — повышенной надежности; УХЛ — климатическое исполнение; 1 — категория размещения.
Рис. 4.10.9. Крепление разъединителя типа РЛНД-10 на концевой опоре ВЛ 6-10 кВ: 1 — А-образная опора ВЛ 6-10 кВ; 2 — разъединитель; 3 — конструкция для крепления разъединителя на опоре, выпускаемая заводом РЭТО «Мосэнерго»; 4 — приёмная траверса проводов ввода с ВЛ 6-10 кВ и ввода с КТП 10/0,4 кВ (МТП 10/0,4 кВ); 5 — труба, соединяющая разъединитель с его приводом; 6 — привод Разъединитель РЛНД.1-10/400(630) УХЛ1 предназначен для создания видимого разрыва электрической цепи с целью обеспечения безопасного обслуживания электротехнического оборудования. С его помощью можно включить и отключить под напряжением обесточенные участки цепи высокого напряжения, а также заземлить отключенные участки при помощи заземлителей. Разъединитель представляет собой трёхполюсный аппарат, каждый полюс которого имеет одну неподвижную и одну подвижную колонки Подвижная колонка имеет свободный поворот на 90° в горизонтальной плоскости. Привод разъединителя выполнен так, что исключает возможность работы с заземлителем, пока не отключена электрическая цепь. Это обеспечивает надёжную защиту от неправильных действий персонала
Основные технические характеристики разъединителя РЛНД-1 -10/400(630)ТУ-3414-002-00110473-94 ИЛ-№ 3-92: Номинальное напряжение (соответствует наибольшему рабочему напряжению), кВ............... .. 10(12) Номинальный ток, А.................. .................. 400(630) Номинальный кратковременный выдерживаемый ток (ток термической стойкости), кА...... 10 Наибольший пик номинального кратковременного тока (ток электродинамической стойкости), кА.....................25 Разъединитель типа РДЗ-35/1000 УХЛ1 с приводом типа ПР-УХЛ1. Разъединители наружной установки горизонтально-поворотного типа РДЗ-35 предназначены для включения и отключения обесточенных участков электрической цепи высокого напряжения, а также заземления отключенных участков при помоши стационарных заземлителей как с одной стороны, так и с двух сторон. Разъединители изготавливаются в однополюсном исполнении. При монтаже разъединители могут соединяться в один трёхполюсный, двухполюсный и однополюсный аппарат, управляемый одним приводом. Основные технические характеристики РДЗ-35/1000 УХЛ1 ТУ 3414-013-00110473-96: Номинальное напряжение, кВ............................35 Номинальный ток, А................................... 1000 Ток термической стойкости, кА.........................20 Ток .электродинамической стойкости, кА................50 (Изготовитель — Самарский завод «Электрощит»), Разъединители типа РД3.2-35Б/125ОНТ1 фирмы «ЭЛВО». Разъединитель РД3.2-35Б/ 1250НТ1 является типопредставителем разъединителей серии РДЗ-35 на токи 1000, 2000, 3150 А (табл. 4.10.6). Разъединитель РДЗ-35 состоит из отдельных полюсов, которые могут использоваться в одно- и трёхполюсных вариантах установки на горизонтальной и вертикальной плоскостях Полюс разъединителей выполнен в виде двухколонкового аппарата с разворотом главных ножей в горизонтальной плоскости и состоит из цоколя, изоляционных колонн, токоведущей системы и заземляющего устройства.
Таблица 4.10.9. Технические данные разъединителей серии РДЗ-35 Параметры РДЗ-35/ 1000Н УХЛ1 РДЗ-35Б/ 1000Н УХЛ1 РДЗ-35Б/ 2000Н УХЛ1 РДЗ-35/ 3150Н УХЛ1 РДЗ-35Б/ 1250Н Т1 Номинальное напряжение, кВ 35 35 35 35 35 Наибольшее рабочее напряжение. кВ 40,5 40.5 40.5 40.5 40.5 Номинальный ток, А 1000 1000 2000 3150 1 1250 Ток электродинамической стойкости, кА 63 63 80 125 80 Ток термической стойкости, кА 25 25 31,5 50 31,5 Время короткого замыкания, с: для главных ножей 3 3 3 3 3 для заземлителей 1 1 1 1 1 Длина пути утечки внешней изоляции, не менее, см 70 105 105 70 105 Допустимая механическая нагрузка на выводы с учётом влияния ветра и образования льда, не менее, Н 500 500 780 780 | 500 Масса, кг 56,5 62 70,5 64 56,5 Габаритные размеры, мм: длина 1030 1030 1030 1080 1030 ширина 540 540 540 540 540 высота 765 765 865 900 1 ’ 775 Максимальная скорость ветра, м/с 40 40 40 40 40 Толщина корки льда, мм 10 10 10 10 - Механический ресурс, циклы «В—О» 10000 10000 10000 10000 10000 Контактные ножи разъединителей на 1000 А выполнены из двух медных параллельных шин, установленных на «ребро», один конец которых гибкими связями соединён с контактным выводом, а на другом образован разъёмный контакт. Контактные ножи разъединителей на 2000 и 3150 А состоят из двух контактных ножей на 1000 А. В разъёмных контактах ножей на 3150 А имеется серебро. В заземляющее устройство разъединителей входят заземлители, стационарно установленные на цоколе разъединителя, и неподвижные контакты, установленные на главных контактных ножах.
Основные части разъединителей, выполненные из чёрного металла, имеют стойкое антикоррозийное покрытие — горячий или гальванический цинк. В тропическом исполнении медные части разъединителей имеют покрытие никелем Имеются исполнения с нормальной и усиленной (для районов с загрязнённой атмосферой) изоляцией. Условия эксплуатации: Температура окружающей среды: от +40 до -60 °C — исполнение УХЛ1; от -10 до +45 °C — исполнение Т1. Относительная влажность воздуха: до 100% при температуре +25 °C (исполнение УХЛ1). до 98% при температуре +35 °C (исполнение Т1). Условные обозначения: Р — разъединитель; Д — с двумя поворотными колонками; 3 — наличие заземлителей; 2 — количество заземлителей; ПО (35) — номинальное напряжение; Б — категория изоляции; 1000 — номинальный ток; Н — повышенной надёжности; УХЛ — климатическое исполнение; 1 — категория размещения. Разъединители типа РЛНТ-10. Разъединители серии РЛНТ.2-10/ 200 У1; РЛНТ.2-10/400 У1 (рис. 4.10.10.) рассчитаны для работы в умеренном климате при температуре окружающей среды от -40 до +40 °C. скорость ветра не более 30 м/с; высота установки не более 1000 м над уровнем моря. Разъединитель 10 кВ выполнен в виде трёхполюсного аппарата, каждый полюс которого имеет две неподвижные и одну подвижную колонки с разворотом главных ножей в горизонтальной плоскости и двумя разрывами на каждую фазу. Главные ножи могут иметь дугогасительные контакты. Полюс разъединителя блочной конструкции состоит из несущей конструкции гнутого стального профиля, изоляторов типа ОНС-Ю/500, токоведущей системы из алюминиевого сплава АД-31Т1 и заземляющих ножей. Скорость отключения не зависит от оператора. Отключающая способность: по току нагрузки при cos <рн = 0,7 и напряжении в сети 11 кВ — 25 А; он может отключать и включать ненагруженные трансформаторы до 630 кВ • А; допускает отключение и включение уравнительных токов кольцующихся ВЛ 10 кВ до 200 А при разности напряжений в 3,5 кВ. Элементы новизны: • в пять раз повышена отключающая способность по току нагрузки: • токоведущая система из доступного алюминиевого сплава;
Рис. 4.10.10. Разъединитель РЛНТ-10/400 У1: 7 — полюс; 2 — несущий угольник; 3 — валы ножей заземления; 4 — основание полюса; 5 — изолятор ОНС-Ю/500; б — неподвижный контакт; 7 — контакт ножей заземления; 8 — поворотный изолятор; 9 — пластины контактные поворотного изолятора; 70 — кожух от гололёда; 77 — тяга управления полюсами разъединителя; 72 — механизм управления ножами заземления; 73 — ножи заземления
• несущие конструкции из гнутого стального профиля; • новые подшипники обеспечивают надёжность эксплуатации и технологичны в изготовлении; • улучшена изоляция с применением изоляторов ОНС-Ю/500; • новый привод облегчает работу оператора и обеспечивает полуавтоматическое отключение; • усовершенствована блокировка управлением привода разъединителя; • привод даёт возможность организовать дистанционное управление; • при комплектации датчиками, блоком автоматики и электромагнитом отключения оперативный разъединитель становится отделителем; • при разработке упрощённых дугогасительных камер может быть модификацией выключателя нагрузки наружной установки. Основные технические характеристики разъединителя типа РЛНТ-10. Номинальное напряжение, кВ.......................... 10 Наибольшее рабочее напряжение, кВ................... 12 Номинальный ток, А.................................. 200; 400 Амплитуда предельного сквозного тока, кА........... 12,5; 25 Предельный ток термической стойкости, кА...........8; 10 Время протекания предельного тока термической стойкости, с: для главных ножей.................................4; 4 для ножей заземления............................... 1;1 Разъединители серии РНД-35. Разъединители серии РНД изготавливаются на напряжение 35 кВ (рис. 4.10.11). Включение или отключение полюса производится либо вращением одного изолятора, на котором установлен нож разъединителя, либо одновременно вращением обоих изоляторов, связанных между собой тягами. Разъединители серии РНД (3) горизонтально-поворотного типа изготавливаются из отдельных полюсов (одного ведущего и двух ведомых), соединяемых на месте монтажа стальными трубами в один трёхполюсный аппарат. Основанием каждого полюса служат швеллеры, на концах которых закреплены чугунные основания с подшипниками. В подшипниках вращаются валы с рычагами. На рычагах, связанных между собой общей тягой, установлены опорно-изоляционные колонны. На их верхних фланцах закреплены ножи контактной системы и контактные выводы. Ножи поворачиваются на 90° в одну сторону.
Рис. 4.10.11. Разъединитель горизонтально-поворотного типа на напряжение 35 кВ для наружной установки: 1 — рама; 2 — контакты заземляющие; 3 — заземляющие ножи; 4 и 11 — опорные изоляторы; 5 — зажим; 6 — гибкая связь; 7 — контакт заземления; 8 и 10 — подвижные контакты разъединителя; 9 — ламели; 12 — рычаг; 13 — ось крайнего изолятора; 14 — вертикальная ось привода; 75 и 76 — рукоятки привода; 17 — гибкая связь заземляющего ножа; 78 — тяга Разъёмный контакт закрыт кожухом для обеспечения работы в условиях гололёда. При включении конец одного ножа входит в разъёмный контакт, закреплённый на конце второго ножа. Заземляющий нож представляет собой вторую трубу, один конец которой снабжён сегментным контактом, а другой приварен к валу. Валы заземляющих ножей вращаются в подшипниках, установленных на основании разъединителей. Нож заземления изолирован от основания разъединителя и имеет свой специальный контактный вывод. Ножи заземления управляются ручными приводами. Главные ножи при напряжении НО кВ и выше — ручным и электродвигательным приводами. Разъединители горизонтально-поворотного типа на напряжение 35 кВ предназначены для наружной установки. Они могут быть выполнены с за
земляющими ножами (один или два) и без них. Разъединитель серии РНД с двумя заземляющими ножами (РНДЗ-2) состоит из рамы 1 (см. рис. 4.10.11.), изготовленной из швеллера, с установленными в ней опорными изоляторами 4 и 11 (поворот изоляторов обеспечивают подшипники). Междуполюс-ная связь осуществляется с помощью тяг 18, соединённых рычагами 12 с приваренными к фланцам изоляторами. Контактная система разъединителя состоит из ножевых подвижных контактов 8 и 10 с медными контактными ламелями 9 (на ножевом контакте 8), снабжёнными плоскими пружинами, а также зажимов 5 (для присоединения ошиновки распределительного устройства) и пакетов 6 медных гибких лент. Полюсы разъединителя соединяют тягами, состоящими из наконечников и регулируемых элементов, так, что ось 13 крайнего изолятора обеспечивает управление разъединителем с помощью привода ПРН-220М, вертикальная ось 14 которого и ось 13 крайнего изолятора соединены трубой. Привод приводится в действие рукоятками 15 и 16. Сигнализация положения разъединителя выполняется с помощью вспомогательных контактов, закрытых кожухом. При включении и отключении главных ножей разъединителя пользуются рукояткой 15 (для снижения физических усилий на рукоятку надевают рычаг). Так как у разъединителя имеются заземляющие ножи 3 с контактами 2, в приводе предусмотрена механическая блокировка между рукоятками 15 (главных) и 16 (заземляющих) ножей: при отключенном положении главных ножей разъединителя (поворот рукоятки 15 влево в положение «Откл.») можно включить рукоятками 16 заземляющие ножи. При этом образуется цепь заземления: контакты 2 и 7, заземляющий нож 3, гибкая связь 17, рама 1, заземляющий проводник, заземлитель. Разъединители серии РВР-1О. Разъединители для номинальных токов более 1000 А обычно изготавливаются в полюсном исполнении и при монтаже могут соединяться в двух- или трёхполюсный аппарат. На номинальные токи от 2000 до 8000 А предназначены разъединители серии РВР (рубящего типа) Неподвижные контакты такого разъединителя состоят из двух швеллерообразных частей, контактные ножи выполнены из меди коробчатого сечения и располагаются попарно в два этажа полками наружу (рис. 4.10.12). Разъединители типа РВРЗ-10 вертикально-рубящего типа представлены на рис. 4.10.13 и в табл. 4.10.7. Разъединители состоят из подвижных контактных ножей, неподвижных контактов, тяговых и опорных изоляторов, цоколя и заземляющих ножей. Цоколь является основанием разъединителя. В цоколе расположен вал с рычагами, предназначенный для оперирования подвижными контактными ножами. При наличии заземляющих ножей в цоколе располагаются валы заземляющих ножей и механическая блокировка, препятствующая включе-
490 J4QQ Рис. 4.10.12. Разъединитель РВР нию заземляющих ножей при включенных главных ножах и наоборот. В цоколе имеются отверстия для крепления разъединителя и болт заземления, рядом с которым нанесён знак заземления. Управление главными ножами разъединителей осуществляется приводами ПДВ-1УЗ или ПЧ-50УЗ. Главные ножи двухполюсных и однополюсных разъединителей могут управляться приводами ПР-ЗУЗ. Управление заземляющими ножами разъединителей осуществляется приводами ПР-ЗУЗ. Заземляющие ножи разъединителя РВРЗ-10/4000 могут управляться приводом ПЧ-50УЗ. Каждый заземляющий нож 6 состоит из двух контактов с ламелями. Эти контакты при двух- и трёхполюсной установке устанавливаются на общей медной шине (в поставку завода не входит), закреплённой на стальных стойках, приваренных к валу. При включении ламели входят в медные пластины, установленные на боковых поверхностях неподвижных контактов Разъединители серии РВП-10. На номинальный ток 12 500 А выпускаются разъединители серии РВП (с поступательным движением контактных ножей) (рис. 4.10.14). Достоинством конструкции таких разъединителей является малый момент на валу, что обеспечивается за счёт системы
Рис. 4.10.13. Разъединитель типа РВРЗ-10/2500 У2, РВРЗ-10/2500 УЗ и РВРЗ-10/4000: 1 — нож; 2 — пружины; 3 — тяга; 4 — опорный изолятор; 5 — вал разъединителя; 6 — заземляющие ножи; 7 — тяги приводов заземляющих ножей; 8 — тяга привода разъединителя кулачков, связанной с подвижным ножом полюса, снимающей контактное давление перед началом движения ножа на отключение и создающей его после окончательного движения на включение. Полимерный компактный разъединитель типа ППКР-10. ВЭИ совместно с АО «Мосэнерго» разработали конструкцию плоского полимерного компактного разъединителя ППКР-10 Важной особенностью этой конструкции является возможность монтажа разъединителя как в вертикальном, так и в горизонтальном положениях, тогда как, к примеру, РЛНД монтируется только в горизонтальном положении, для чего требуется использование горизонтальной металлической площадки, что повышает расход металла.
Таблица 4.10.7. Технические данные разъединителей РВРЗ-10 Параметры РВРЗ-10/2500У2 РВР-10/2500У2 РВРЗ-10/2500УЗ РВР-10/2500УЗ РВРЗ-10/4000УЗ РВР-10/4000УЗ Номинальное напряжение, кВ 10 Наибольшее рабочее напряжение, кВ 12 Номинальный ток, А 2500 4000 Расстояние между полюсами, мм 350 450 | 550 Амплитуда предельного сквозного тока, кА 125 180 ! 200 Предельный ток термической стойкости, кА 45 71 Время протекания предельного тока термической стойкости, с: для главных ножей 4 для заземляющих ножей 1 Частота, Гц 50; 60 Рис. 4.10.14. Разъединитель РВП-20/12500
Плоский полимерный разъединитель ППКР-10 может быть выполнен как из стеклопластиковых стержней, защищённых ребристым покрытием из силиконового эластомера, так и из прессованных материалов путём горячего формования цельных изолирующих стержней. Такая технология значительно упрощает и ускоряет сборку и монтаж разъединителя. Наиболее технологичной и простой является конструкция разъединителя, изготовленного из пресс-материалов. Такой разъединитель содержит смонтированные на раме изолирующие элементы, выполненные цельными в виде цилиндров с выступами и промежутками. Изолирующие элементы, изготовленные методом горячего формования, расположены в плоскости рамы, установленной вертикально на опоре ВЛ, и жёстко закреплены. Нижний изолирующий элемент разъединителя предназначен для установки ножей включения-отключения, присоединенных к фиксирующим стойкам, укрепленным на гладких промежутках изолирующего элемента разъединителя. Эти промежутки имеют отверстия для крепления токопроводящих элементов. Оконцеватели изолирующих элементов выполнены плоскими, овальной формы с отверстиями для крепления к раме и пропуска через них проводов при использовании изолирующих элементов на ВЛ в качестве распорки. Плоский полимерный компактный ра зъединитель изготавливается в двух исполнениях: с металлическим опорным каркасом и без него. Конструкция разъединителя ППКР-10 с каркасом включает: изолирующие стержни с ребрами и проводящими элементами (ножи, губки, шины) каркас, который сваривается из отдельных металлических уголков. Каркас изготовлен таким образом, чтобы можно было укрепить на стойке с помощью двух хомутов, что обеспечивает достаточную прочность крепления. Место установки каркаса выбирается исходя из удобства управления разъединителем — включить и отключить вручную с помощью изолирующей штанги. Заземляющие ножи разъединителя расположены на одной оси с изолирующей блокирующей тягой. В целях упрощения и удешевления производства разъединителей каждый изолирующий стержень может собираться из отдельных элементов с помощью соединительных муфт. Такая конструкция стержня позволяет упростить и удешевить пресс-форму, которая является основным элементом при производстве разъединителей, снизить её мощность, уменьшить габариты и массу. Следует иметь в виду, что указанные элементы могут использоваться в качестве изоляторов и изолирующих распорок, собираемых в блоки. Распорки, например, можно применять на ВЛ 0,4; 10; 35 кВ и выше. Отдельные элементы можно использовать и в распределительных сетях сельскохозяйственного назначения (например, на ВЛ 0,4-10 кВ) как натяжные изоляторы.
Плоский полимерный компактный разъединитель может выполняться с консольным расположением крайних изоляторов. Разъединитель такой конструкции имеет некоторые особенности, в частности, внутреннюю раму. Он наиболее удобен для применения в районах, характеризующихся сильным загрязнением атмосферы. Рама может быть плоской или объёмной, в последнем случае конструкция разъединителя становится более жёсткой и его прочность увеличивается. В случае необходимости (по требованию заказчика) такой разъединитель может выполняться ассиметричным, что отвечает специфическим особенностям некоторых электроустановок. Предлагаемые конструкции разъединителей имеют повышенную надёжность благодаря тому, что коммутация происходит путём поворотов оси с ножами, укреплёнными в двух точках (подшипниках), исключающих перекосы и непопадание ножей в губки. Для повышения отключающей мощности и сокращения времени отключения разъединителя он может быть снабжён парными ножами, закреплёнными на центральной оси. Следует отметить, что компактные разъединители имеют ряд технических преимуществ перед традиционным. Ниже приведены некоторые из них: • меньшая масса (в 4...5 раз по сравнению с разъединителями РЛНД-10). При испытаниях компактный разъединитель может поднять 1 чел. (в то время как РЛНД-10 — 4 чел.); • возможность установки в любом положении, в том числе в вертикальном; • безопасность для птиц; • гидрофобность поверхности изоляционных элементов, что позволяет увеличить поверхностное сопротивление, уменьшить токи утечки, а, следовательно, снизить падение напряжения возле опоры и тем самым уменьшить опасность поражения людей и животных; • горизонтальное расположение изолирующих элементов, что даёт возможность повысить их электрическую прочность при загрязнении и увлажнении; • отсутствие изгибающих воздействий на элементы разъединителя в режиме токов КЗ; • использование прессованных материалов, упрощающих технологию изготовления разъединителей; • более низкие трудозатраты при изготовлении разъединителей; • низкая стоимость; • лучшие условия для монтажа и эксплуатации; • высокая надёжность;
• возможность использования новой конструкции разъединителя в комбинированном аппарате «предохранитель-разъединитель». Основные технические характеристики разъединителя типа ППКР-10: Номинальное напряжение, кВ........................ 10 Номинальный ток, А.............................. 400 Максимальный ток отключения, А... ........... 15* Ток термической устойчивости, кА.................. 2 Число операций в течение эксплуатации........... 1000 Разработчик — АО «Мосэнерго» совместно с ВЭИ Предохранитель-разъединитель типа ПРТВ-10 (рис. 4.10.15...4.10.17). Предо-хранитель-разъединитель выполнен в виде однополюсного аппарата, состоящего из одного изолятора, на концах которого закреплены два держателя, а в средней части изолятора устанавливается кронштейн, посредством которого аппарат крепится на опоре. В держателях устанавливается предохранитель. Предохранитель-разъединитель имеет автоматически откидывающийся патрон, снятие и установка которого осуществляется при помощи оперативной изолирующей штанги. Штанга состоит из двух звеньев, соединяемых непосредственно перед оперированием без использования специальных инструментов и приспособлений. При этом длина одного звена 2150 мм. Для хранения и транспортировки штанга помещается в чехол, изготовленный из прочного материала. В патроне предохранителя устанавливается заменяемый токоведущий элемент с плавкой вставкой. Предохранитель-разъединитель также имеет исполнение, когда патрон устанавливается на двух изоляторах, закреплённых на цоколе. При перегрузочных токах и токах короткого замыкания, превышающих нормированное значение, плавкая вставка перегорает, патрон предохранителя откидывается, тем самым создаётся видимый разрыв, т.е. аппарат выполняет одновременно функции защитного аппарата и разъединителя. Преимущества выхлопного предохранителя-разъединителя: • Применение данного аппарата обеспечивает надёжность защиты объектов, т.к. стабильная время-токовая характеристика предохранителя-разъединителя исключает возможность ложного срабатывания. * Разъединитель с двумя разрывами на фазу имеет ток отключения 25 А
Рис. 4.10.15. Предохранитель-разъединитель. Общий вид. Предохранитель-разъединитель имеет автоматически откидывающийся патрон, что позволяет обслуживающему персоналу быстро (без «про-званивания» всех предохранителей повреждённой линии) определить сработавший предохранитель. Конструкция предохранителя обеспечивает возможность быстрой и удобной замены плавкой вставки. Отличительной особенностью предохранителей-разъединителей является простая конструкция, многократное использование патронов и однократное использование заменяемого элемента. Оперативная замена элемента осуществляется непосредственно на месте установки предохранителя-разъединителя. Запасные заменяемые элементы поставляются совместно с аппаратом в количестве, определяемом Заказчиком. Применение предохранителя-разъединителя в электросетях позволит отказаться в ряде случаев от применения разъединителя, что позволит существенно снизить капитальные затраты и эксплуатационные расходы в энергосистемах.
Рис. 4.10.15. Предохранитель-разъединитель. Общий вид Предохранитель-разъединитель имеет автоматически откидывающийся патрон, что позволяет обслуживающему персоналу быстро (без «про-званивания» всех предохранителей повреждённой линии) определить сработавший предохранитель. Конструкция предохранителя обеспечивает возможность быстрой и удобной замены плавкой вставки. Отличительной особенностью предохранителеи-разъединителей является простая конструкция, многократное использование патронов и однократное использование заменяемого элемента. Оперативная замена элемента осуществляется непосредственно на месте установки предохранителя-разъединителя. Запасные заменяемые элементы поставляются совместно с аппаратом в количестве, определяемом Заказчиком. Применение предохранителя-разъединителя в электросетях позволит отказаться в ряде случаев от применения разъединителя, что позволит существенно снизить капитальные затраты и эксплуатационные расходы в энергосистемах.
Независимость отключающей способности в режиме разъединителя от профессиональной квалификации оператора за счёт S-образной конструкции кронштейна для отключения. Практически неподверженный износу верхний размыкаемый контакт благодаря отсутствию сил трения при операциях и исключение возможности следов электрической дуги. Исключение возможности повреждения поверхности нижнего размыкаемого контакта благодаря специальной геометрии нижнего шарнира. Исключение возможности отскока патрона на недопустимое уменьшение видимого разрыва при отключении в режиме разъединителя благодаря установке демпфера-ловителя. Исключение повреждения плавкого элемента при зарядке патрона заменяемым элементом благодаря применению специальной шайбы под гибкий проводник. Технические характеристики предохранителя-разъединителя ПРТВ-10: Климатическое исполнение......... ...,....У1 Т1 Номинальное напряжение, кВ..................... 10 12; 15 Наибольшее рабочее напряжение, кВ.............. 12 12; 15 Ряд номинального тока заменяемого элемента... 5; 6,3; 8 10;16;20; 25;31,5; 40;50 Длина пути утечки внешней изоляции, см............ 32 Номинальный ток, А................................. 200 Номинальный ток отключения, кА.....................6,3 А — периодическая составляющая номинального тока отключения, кА................................ 11 Импульсное нормированное испытательное напряжение относительно земли между полюсами, кВ...95 Габаритные размеры, мм: высота.............................................600 ширина.............................................200 глубина............................................530 Масса, кг.......................................... 13 Срок службы предохранителя-разъединителя, лет...... 20
Рис. 4.10.16. Предохранитель-разъединитель: 1 — изолятор; 2 — крепёжная арматура; 3 — верхняя контактная система; 4 — нижняя контактная система; 5 — патрон; 6 — кожух; 7 — буфер-ловитель; 8 — кронштейн; 9 — кольцо; 10 — скоба; 11 — боковой палец штанги; 12 — поперечина; 13 — ось Времятоковые характеристики заменяемых элементов соответствуют ГОСТ 2213 и стандартам МЭК. Условные обозначения: П — предохранитель; В — выхлопной’ Т — для защиты силовых трансформаторов; Р — разъединитель; 10 — номинальное напряжение; 5 — номинальный ток; 6,3 — номинальный ток отключения; У, Т — климатическое исполнение; 1 — категория размещения. Предохранитель-разъединитель, изготовителем которого является фирма «ЭЛВО», представлен на рис. 4.10.18. Отделитель секционирующий типа ОСА-Ю/200. Отделители предназначаются для секционирования ответвлений от магистральных воздушных линий 6-10 кВ. Их устанавливают на опоре в начале ответвления от линии. Снабжённые автоматическим приводом, они отключают ответвление при КЗ на нём. Операция совершается во время бестоковой паузы, когда с питающей линии вместе с ответвлениями снимается напряжение отключе-
Модификация Напряжение, Размеры, мм кВ А 6 С D Е 95 ПО 9/10 540 622 413 88 343 125 18 623 648 426 146 343 150 _ 18 623 648 426 146 343 95 НО 9/10 543 628 413 89 349 125 18 594 654 425 146 349 150 18 594 654 425 146 349 Рис. 4.10.17. Предохранитель-разъединитель. Геометрические размеры нием выключателя со стороны питающей подстанции. После отключения отделителей на повреждённом ответвлении от АПВ второго цикла включается выключатель на питающей подстанции — линия получает напряжение. Наличие отделителей на ответвлении не требует установки разъединителей для создания видимого разрыва при проведении ремонтных работ на ответвлении (видимый разрыв цепи обеспечивается отделителями). Отделитель секционирующий автоматический наружной установки типа ОСА-10/200 предназначен для автоматического отключения повреждённого участка линии 10 кВ в бестоковую паузу второго цикла АПВ головного выключателя.
Рис. 4.10.18. Предохранитель-разъединитель фирмы «ЭЛВО». С помощью контактной системы специальной конструкции достигается надёжная работа отделителя в условиях гололёда при толщине стенки льда до 20 мм. Отделитель включает в себя три функциональных узла, монтируемых на опоре линии электропередачи: • отделитель — трёхполюсный коммутационный аппарат качающегося типа; • привод с механизмом свободного расцепления и устройством автоматического и ручного отключения; • блок датчиков тока и напряжения. Во включенном положении отделитель (рис. 4.10.19) удерживается приводом. Отключение производится отключающими пружинами при срабатывании механизма свободного расцепления после получения команды от устройства автоматического отключения или вручную. Датчики тока выполнены в виде трансформаторов с разомкнутым сердечником на штыревых изоляторах. Первичная обмотка расположена на шейке изолятора, вторичная — на штыре. Для срабатывания схемы отключения необходимо 500 ампервитков магнитодвижущей силы, создаваемой первичной обмоткой. Для обеспечения селективности отключения при двойных замыканиях на землю используются три датчика тока.
700 Рис. 4.10.19. Отделители типа ОСА-10/200: 1 — делитель напряжения; 2 — датчик тока (на штыревом изоляторе); 3 — отделители; 4 — вспомогательные пружины контактной системы; 5 — тяга от привода; б — опора Датчики напряжения выполнены в виде омических делителей напряжения, размещенных в корпусе предохранителя ПК-10. Сопротивление делителя равно 10 мОм. С целью повышения надёжности работы отделителя и осуществления его отключения только в момент отсутствия напряжения на линии применено оригинальное устройство подсчёта бросков и спадов аварийного тока с одновременным контролем напряжения на линии. Отделитель оснащён устройством опробования работоспособности схемы автоматического отключения. Широкое использование отделителей в распределительных сетях сельских районов позволит; • существенно повысить надёжность электроснабжения потребителей; • уменьшить дефицит распределительно-коммутационной аппаратуры, используемой в настоящее время, причём, не только секционирующих выключателей, но и разъединителей, так как отделитель имеет видимый контактный разрыв; • повысить культуру распределительных сетей. Технические характеристики отделителя типа ОСА-Ю/200: Номинальное напряжение, кВ 10 Номинальный ток, А 200 Номинальный отключаемый ток, А 15 Кратность циклов АПВ головного выключателя линии 2
Масса с приводом и блоком датчиков тока и напряжения, кг 90 Качающийся разъединитель (рис. 4.10.20). Рис. 4.10.20. Трёхполюсные разъединители качающегося типа наружной установки на 10 кВ с заземляющими ножами: 1 — опорный изолятор; 2 — неподвижный контакт; 3 — подвижный контакт; 4 — рога для гашения дуги; 5 — гибкая токопроводящая связь; б — качающийся изолятор; 7 — нож стационарного заземлителя: 8 — тяга привода: 9 — линейные контакты. Разъединитель типа NPS фирмы АВВ для ВЛ 10—35 кВ и МТП 6-35/0,4 кВ (рис. 4.10.21...4.10.23). В табл. 4.10.8 приведены технические характеристики разъединителей 110-500 кВ наружной установки, а в табл. 4.10.9 — технические данные разъединителей 10-35 кВ, выпускаемых фирмой «ЭЛВО».
NPS500 NPS510 Рис. 4.10.21. Разъединитель типа NPS для секционирования ВЛ Рис. 4.10.22. Разъединитель типа NPS для МТП 1900
Рис. 4.10.23. Разъединитель типа NPS-35 кВ для ВЛ и МТП
Таблица 4.10.8. Технические характеристики разъединителей 110-500 кВ наружной установки Тип Стойкость, кА Размеры, см Lyr, СМ Тип привода Масса, кг электродинамическая (амплитуда) термическая L В Н РЛНДМ (0-1-10/200 20 8 47 123 28 22,5 ПРНЗ-10 57 РЛНД-10/400 25 10 44 117 41 22,5 ПРН-10М 58 РЛНД-10/400 25 10 57 125 41 22,5 ПРНЗ-10 65 РЛНД-10У/400 25 10 57 125 53 30 ПРНЗ-10 82 РЛНД-2-10/400 25 10 68 125 41 22,5 ПРНЗ-2-10 72 РЛНД-2-10У/400 25 10 68 125 53 30 ПРНЗ-2-10 89 РЛНД-10/630 35,5 12,5 44 117 41 22,5 ПРН-10М 59 РЛНД-1-10/630 35,5 12,5 47 125 41 22,5 ПРНЗ-10 66 РЛНД-2-10/630 35,5 12,5 68 125 41 22,5 ПРНЗ-2-10 73 РЛНДА-1 -10/630 35,5 12,5 47 125 41 22,5 ПРНЗ-10 60 РОН-ЮК/5000 180 71 67 40 54(85) 22,5 ПЧН 105 РДЗ-35/1000 63 25 76 237 77 70 ПР-2, ПР-90, ПВ-20 62 РНД (3)-35/1000 63 25 70/104 240 72 75 ПР-2, ПР-90, ПВ-20 85 РНД (3)-35Б/1000 63 25 70/104 240 72 75 ПР-2, ПР-90, ПВ-20 88 РНД (3)-35У/1000 63 25 92/128 240 82 110 ПР-2, ПР-90, ПВ20 164 РДЗ-35/2000 80 31,5 77 237 87 75 ПР-2 69 РНД (3)-35/2000 80 31,5 92/117 240 87 75 ПВ20, ПРН-110В 211 РНД (3)-35Б/2000 80 31,5 92/117 240 87 75 ПВ20, ПРН-110В 218 РНД (3)-35У/2000 80 31,5 92/117 240 114 110 ПВ20, ПРН-110В 185 РДЗ-35/3200 125 50 84 237 91 75 ПР-2, ПР-90 71 РНД (3)-35/3200 125 50 116 240 81 75 ПР-2, ПР-90, ПВ20 262 РНД(3)-110/1000 80 31,5 152/308 400 140 190 ПДН-1, ПР-90, ПРН-110В 254 РНД (З)-ИОБ/1000 80 31,5 152/308 400 140 190 ПДН-1,ПР-90, ПРН-110В 254 РНД (3)-110У/1000 80 31,5 165/246 400 204 190 ПДН-1, ПР-90, ПРН-110В 501 РНД (3)-110/2000 100 40 158/197 400 157 223 ПДН-1, ПР-90, ПРН-110В 374 РНД (3)-11 ОУ/2000 100 40 165/246 420 207 313 ПДН-1, ПР-90, ПРН-110В 530 РНД (3)-110/3200 125 50 172/200 420 163 223 ПДН-1,ПР-90, ПРН-110В 460
Окончание табл. 4.10.8 Тип Стойкость, кА Размеры,см Lyr, СМ Тип привода Масса, кг электродинамическая (амплитуда) термическая L В Н РИД (3)-150/1000 100 40 205/255 520 205 285 ПДН-1, ПР 180 510 РИД (3)450/2000 100 40 205/255 520 208 285 ПДН-1, ПР 180 525 РИД (3)450/3200 112 45 205/261 520 208 285 ПДН-1, ПР 180 505 РИД (3)220/1000 100 40 300/337 660 265 413 ПДН-1, ПР 180 700 РДЗ-220/1000 100 40 300/353 660 259 380 ПУ-5, ПД-5 524 РДЗ-220/2000 100 40 300/353 660 270 380 ПУ5,ПД5 542 РИД (3)-220/2000 100 40 300/353 660 267 413 ПДН-1 744 РИД (3)-220У/2000 100 40 373/398 660 410 641 ПДН-1 1525 РДЗ-220/3200 125 50 300/353 660 270 380 ПУ5,ПД5 564 РИД (3)-220/3200 125 50 274 660 275 395 ПДН-1 900 РИД (3)-330/3200 160 63 476 500 430 618 ПДН-1 3154 РИД (3)-330У/3200 160 63 476 500 540 808 ПДН-1 4048 РП-330/3200 160 63 1000 1800 286 609 ПД-2 3330 РП-330Б/3200 160 63 1000 1800 3380 800 ПД-2 3480 РИД (3)-500/3200 160 63 596 710 540 808 ПДН-1 4160 РПД-500-1/3200 160 63 1050 2040 1125 800 ПДН-1 6060 РПД-500-2/3200 160 63 1050 2040 1125 800 ПДН-1 6100 РПД-500Б-1/3200 160 63 1150 2475 1350 1180 ПДН-1 4760 РПД-500Б-2/3200 160 63 1150 2475 1350 1180 ПДН-1 4800 РПД-750-1/3200 160 63 1350 3615 1460 1180 ПДН-1 9330 РПД-750-2/3200 160 63 1350 3615 1460 1180 ПДН-1 9370 РНВ (3)-750П/4000 160 63 1080 800 1269 1338 ПДН-1 8769 РТЗ-1150/4000 100 40 2500 11400 1310 1800 ПДН-1 13370 Примечания: 1. Обозначение типа разъединителя: буквенная часть — Р — разъединитель, В — внутренней установки или вертикальный (типа РНВ), Н — наружной установки, Л — линейный, О — однополюсный, Д — с двумя опорными колонками или с двухлучевой изоляционной гирляндой (для подвесных), 3 — с заземляющим ножом, К — коробчатого профиля, Ф — фигурное исполнение (с проходным изолятором), С — со стеклянной изоляцией, М — модернизированный или (для РЛНДМ) с медным ножом, А — с алюминиевым ножом, П — с рычажной передачей для уменьшения момента на валу привода или подвесного исполнения, У — усиленная изоляция (категория Б по ГОСТ 9920-75), Б — наличие механической блокировки (для разъединителей подвесного исполнения — усиленная изоляция); буква в скобках означает возможность вариантов исполнения; цифровая часть — номинальное напряжение, кВ, и (после косой) номинальный ток, А; 1 и 2 — количество заземляющих ножей или (для подвесных разъединителей) вид тросовой системы управления: 1 — прямая, 2 — Г-образная 2. В скобках приведены размеры L для исполнения с заземляющими ножами и Н для отключенного положения вертикально-рубящего разъединителя.
Таблица 4.10.9. Технические характеристики разъединителей, изготавливаемых фирмой «ЭЛВО* Наименование продукции Краткая техническая характеристика Обозначеие ТУ ток термостойкости, кА предельный 1 сквозной ток, кА масса, кг комплектующий привод, тип Разъединители наружной установки трёхполюсные (рамные) РЛНД-10Б/400 НУХЛ1 10 25 43 ПР-2БУХЛ1 ТУ 16-91 ИВЕЖ. 674212.003 ТУ РЛНД-1 ОБ/400 НУХЛ1 РЛНД-10Б/630 УХЛ1 10 13 25 32 43 50 ПРНЗ-10УХЛ1 ПР-2БУХЛ1 или ПРНЗ-10УХЛ1 - » - РЛНД.1-10Б/315НТ1 10 25 39 ПР-2БТ1 — >> — РЛНД.1-10Б/630НТ1 13 32 40 — » — — >> — РЛНД-1.1-10Б/200 УХЛ1 6 16 39 ПРНЗ-10УХЛ1 - » - РЛНД-1.1-10Б/200 УХЛ1 6 16 43 — » — РЛНД-1.1-10.11/200 УХЛ1 6 16 34 — » — — » — РЛНД-1.2-10.11/200 УХЛ1 6 16 38 — >> — — » - РЛНД-1.1-10.1У/200УХЛ1 6 16 33 — » — ТУ3414-004-00468683-93 РЛНД-1.2-10.IV/200 УХЛ1 6 16 39 — » — то же РЛНД-1 ОБ/400 НУХЛ1 10 25 39 ПРНЗ-10УХЛ1 или ПР-2БУХЛ1. ТУ 16-91 ИВЕЖ. 674212.003 ТУ РЛНД-1.2-10Б/400 НУХЛ1 10 25 43 — » — — « — РЛНД-1.l-10.il/400 НУХЛ1 10 25 34 — » — — « — РЛНД-1.2-10. II/400 НУХЛ1 10 25 38 — >> — — « — РЛНД-1.1-10.IV/400 УХЛ1 10 25 33 ПРНЗ-10УХЛ1 или ПР-2БУХЛ1 ТУ3414-004-00468683-93 РЛНД-1.2-ЮТУ/400 УХЛ1 10 25 39 — « — 4.10. Разъ-
Окончание табл. 4.10.9 Наименование продукции Краткая техническая характеристика Обозначено ТУ ток термостойкости, кА предельный сквозной ток, кА масса, кг комплектующий привод, тип Разъединители наружной установки в однополюсном исполнении РДЗ-35/1000 НУХЛ1 16 40 57 ПР-2БУХЛ1 ТУ 16-91 РДЗ-35Б/1000 НУХЛ1 16 40 62 —• << — — << — РДЗ-35Б/2000 НУХЛ1 31,5 80 71 — « — — « — РДЗ-35/1000 НУХЛ1 вертикальная установка 16 40 57 ПР-2БУХЛ1 - « - РДЗ-35/3150 УХЛ1 50 125 74 ПР-2УХЛ1 ТУ 16-92 ИВЕЖ.674213.003 ТУ РДЗ-35/1250 HTI 31,5 80 57 ПР-2БТ1 ТУ 16-91 ИВЕЖ.674213.018 ТУ РД-35/400 УХЛ1 12,5 31,25 44 ПР-2БУХЛ1 — « — РДЗ.1-35/400 УХЛ1 12,5 31,25 47 — « — « РД3.2-35/400 УХЛ1 12,5 31,5 50 « РД-35Б/400 УХЛ1 12,5 31,25 48 — « — « РД3.1-35Б/400 УХЛ1 12,5 31,25 51 — << — « РД3.2-35Б/400 УХЛ1 12,5 31,25 54 — « — « РД-35.IV/400 УХЛ1 12,5 31,25 35 ПР-2БУХЛ1 ТУ 16-91 ИВЕЖ.674213.018 ТУ РД3.1-35.1У/400 УХЛ1 12,5 31,25 37 — << — — « — РД3.2-35.1У/400 УХЛ1 12,5 31,25 39 - « - - « - РД-35.1У/1000 УХЛ1 16 40 28 — « — РДЗ. 1-35.IV/1000 УХЛ1 16 40 36 — « — РД3.2-35.1У/1000 УХЛ1 16 40 43 — « — Примечание: РЛНД-1 — с неподвижным контактным выводом на поворотной колонке; РЛНД-1-10П — с полимерной изоляцией по степени загрязнения II* (категория «Б») по ГОСТ 9920; РЛНД-1-lO.IV — с полимерной изоляцией по степени загрязнения IV (категория «В») по ГОСТ 9920; РДЗ-35-IV — с полимерной изоляцией по степени загрязнения IV (категория «Б») по ГОСТ 9920. -од станций ч электрических сетей
4.10.4. Приводы к разъединителям Управление разъединителями вручную обычно осуществляется с помощью рычажных (ПР) или червячных приводов (ПЧ), дистанционное управление — с помощью электродвигательных (ПД) и пневматических приводов Последние монтируют непосредственно на рамах разъединителей подстанций, где имеются установки для производства сжатого воздуха. Для управления однополюсными разъединителями часто используют изолирующую штангу, на одном конце которой укреплен стальной крючок, вдеваемый при включении или отключении в отверстие на его ноже или в отверстие рычага на его валу. Широко применяют ручные приводы ПР-10, которые снабжены рукояткой, перемещающейся на угол 120... 150° в вертикальной плоскости. Движение рукоятки передается на ножи разъединителей с помощью тяг и угловых рычагов. Привод типа ПР-10 имеет два исполнения, с нормальной и укороченной ручкой. При установке привода и разъединителя на разных стенах или разных сторонах одной стены применяют ПР-10, а ПР-11 — при установке привода и разъединителя на одной стороне стены. Привод ПР-10 состоит из чугунного литого подшипника, на передней оси которого надета рукоятка, на задней оси — сектор и рычаг, скрепленные болтом, пропущенным в одно из отверстий сектора. Рычаг шарнирно соединяется с тягой, связанной с разъединителем. Сектор с рукояткой соединены между собой шарнирно тягой таким образом, что при повороте рукоятки на угол 150° сектор и рычаг поворачиваются на 90°. Для регулировки сектор имеет несколько отверстий. Для запирания привода в крайних положениях применяют фиксаторы на пружинах. Для управления разъединителя на большие токи применяется червячный привод типа ПЧ-50. Ручной привод с червячной передачей ПЧ-50 (рис. 4.10.24 и 4.10.25) состоит из двух основных частей подшипника и механизма с рукояткой. Подшипник представляет собой чугунную отливку, в которой размещены червячное колесо и червяк. Вращение от рукоятки к червячному колесу передаётся червяком, который закреплён на общем валу с рукояткой приво- 10 9 8 6 7 Рис. 4.10.24 Ручной привод ПЧ-50 с червячной передачей: 1 — рукоятка управления; 2 — задний подшипник; 3 — шестерня; 4 и 9 — валы; 5 — рычаг; 6 — планка; 7 — хомут; 8 — червяк; 10 — мкорпус
Рис. 4.10.25. Привод червячный ПЧ-50 (габариты). да. На одном конце вала червячного колеса закреплён стопорным болтом упор, ограничивающий угол поворота выходного вала. При операции включения или отключения крайние положения упора соответствуют крайним положениям разъединителя. К упору приварены рычаги для присоединения коммутирующих сигнальных устройств КСА. В приводе предусмотрен замок ЗБ-1, выполняющий роль электромагнитной блокировки, или контрольный замок, обеспечивающий запирание привода при включенном и отключенном положениях разъединителя. Для включения или отключения разъединителя выполняют 12 оборотов рукоятки. Для управления разъединителем наружной установки применяются ручные приводы ПРИЗ (рис. 4.10.26) на напряжение 10 кВ и ПР, конструкция которых усложняется при наличии в разъединителе ножей заземления В ручном рычажном приводе серии ПР-3 предусмотрена фиксация крайних положений рукоятки механическими устройствами или дополнительными узлами, например замками электромагнитной блокировки. Электродвигательные приводы, приводимые в действие электрической энергией, применяются для управления разъединителями наружной и внутренней установки. Их изготавливают на номинальные напряжения НО, 220, 380 В переменного тока. На рис. 4.10.27. показан внешний вид электродвигательного привода типа ПДН-1У1, предназначенного для дистанционного и местного управления разъединителями 110-750 кВ. Все элементы привода (электродвигатель, червячный редуктор, механизм блокировки и др.) расположены в металлическом шкафу 1. За дверцей шкафа находится лицевая панель 2, на которой размещены ключ местного управления 3, указатели («включить»,
Примечание. Приводы к разъединителям соответствуют ГОСТ 689-83. Масса приводов: ПРНЗ-10 — 10,5 кг, ПРН-10М — 6 кг, ПРН-110В — 40 кг, ПРНЗ-2-10 —14кг, ПР-10 2,4 — 4,6 кг, ПР-3 — 6,3 кг; червячных ПЧ-50, ПЧН — 25 кг Рис. 4.10.26. Привод ручной ПРИЗ наружной установки. Рис. 4.10.27. Электродвигательный привод типаПДН-1У1 «Ьтключить») 4, 5 оперативного положения ключа местного управления, замки электромагнитной блокировки 6, панель 7 со схемой соединения, выключатель 9 подогревателя и штепсельная розетка 8. С правой стороны шкафа имеется люк, закрытый крышкой 10, для установки рукоятки ручного управления 11, которая надевается на вал червяка редуктора. При этом установ
ленная рукоятка размыкает контакты в цепи управления электродвигателем, что исключает случайное включения его во время проведения операций вручную. Управление ножами стационарных заземлителей возможно только вручную с помощью металлической штанги. Над крышкой шкафа привода расположены валы управления ножами разъединителя с муфтами указателей положения. Максимальный момент на валу главных ножей этого типа привода 180 Нм, угол поворота вала ножей 90, 180 и 270°, угол поворота вала ножей заземления 90°. Приводы к разъединителям соответствуют ГОСТ 690-69. Главные ножи разъединителей серии РВР управляются электродвига-тельным приводом ПДВ-1 или ручным приводом ПЧ-50, заземляющие ножи — ручным приводом ПЧ-50. В разъединителях серии РВП главные ножи управляются электродвигательным приводом ПД-12, заземляющие — ручным приводом ПЧ-50. В приводе предусмотрена механическая блокировка, не допускающая ошибочное проведение операций с главными ножами при включенных ножах стационарных заземлителей Имеется также блокировка, запрещающая дистанционное управление разъединителями в момент управления с места. Схема управления электродвигательным приводом представлена на рис. 4.10.28. В зависимости от конфигурации и номинального напряжения разъединителей время выполнения приводом одной операции составляет 4...20 с, при этом не обязательно все это время держать ключ повернутым в соответствующее положение. Начатая с разъединителями операция завершается независимо от длительности подачи команды. В табл. 4.10.10 приведены отдельные сведения об электродвигательных приводах разъединителей 6-35 кВ. Электродвигатель привода питается от сети переменного тока 380 В через контакты реверсивных магнитных пускателей. Если в ходе выполнения операции внезапно исчезнет питающее напряжение, то магнитный пускатель отключится и завершение операции в этом случае станет возможным только после восстановления напряжения и подачи повторной команды дистанционно или от ключа управления с места установки. Для управления подвесными разъединителями, имеющими тросовую систему управления, применяется электродвигательный привод ПД-2У1, осуществляющий наматывание троса на барабан при включении разъединителей. Привод состоит из исполнительного блока (асинхронный электродвигатель, редукторы) и блока управления в виде шкафа с аппаратурой управления электродвигателем, системами электрической блокировки и сигнализации. Привод даёт возможность дистанционного, местного и ручного управления разъединителями.
Рис. 4.10.28. Схема управления электродвигательным приводом разъединителя. Для дистанционного управления разъединителями 6-10 кВ внутренней установки, рассчитанными на большие токи, применяются электродвигатель-ные приводы, управляющие сразу тремя фазами разъединителей. Приводы питаются от источников постоянного тока напряжением 220 В. Контроль за оперативным положением разъединителей осуществляется с помощью контактов вспомогательных цепей, которые обычно встраивают в привод и переключаются одновременно с выполнением операций включения и отключения. На щитах управления сигнализация положения разъединителей, управляемых дистанционно, выполняется с помощью ламп зелёного и красного цвета, располагаемых над рукоятками ключей управления разъединителями. Пневматические приводы устанавливают непосредственно на рамах разъединителей, вследствие чего отпадает надобность в соединительных тягах. Они отличаются плавной работой. Применение их особенно целесообразно на подстанциях, где имеются установки для производства сжатого воздуха. В электрическую схему блока управления помимо кнопок входят электромагниты включения и отключения, воздействующие на открытие пусковых клапанов, вспомогательные контактные пары, срабатывающие в конце хода включения разъединителей. Имеется механическая блокировка подхва-
Таблица 4.10.10. Электродвигательные приводы к разъединителям Тип привода Максимальный момент на выходном валу, Нм Электродвигатель Размеры, см Масса, кг мощность, кВт в В L Н ПД-12 98 2,2 220/380 72 40 39 65 ПД-5 1280 0,75 380 80 58 66 185 пд-з 1080...2450 2,8 220/380 100 54 64 400 ПД-2 5200 5,0 220/380 188 105 735 880 ПД-1 ПДН-1 1765 1,1 330/380 106 60 129 315 Примечания: 1. Обозначение типа привода: буквенная часть — П — привод, Д — электродвигательный, Н — наружной установки; цифровая часть — модификация. В приведённых обозначениях опущено указание варианта исполнения (привод ПД-3 имеет 48 типо-исполнений, отличающихся максимальным моментом на валу, привод ПД-5 — 9 типоисполне-ний, отличающихся углом поворота вала и массой). 2. Размеры и масса указаны для наибольшего варианта исполнения и без учёта блока управления Таблица 4.10.11. Приводы разъединителей Тип Исполнение Диаметр вала или тяги Размеры крепления, мм Число и диаметр отверстий, мм Масса, кг Применяется для разъединителей по оси по ширине ПР-3 Рычажный ручного включения Труба 120 70 4хМ8 3,6...5,2 РВ-10; РВР-10 ПР-10 То же переднего присоединения Труба 3/4" 4x12 2,9...5,6 РВ-20; РВ-35 ПР-11 То же заднего присоединения Труба 3/4" ПЧ-50 Червячный ручного включения Труба 1" 150 4x18 27 РВР-10; РВР-20 ПДВ-1 Электродвигательный Труба 11/4" 250 280 4x23 100 ПДВ-5 То же Труба 11/4" 286 220 4x18 62 РВС-15 ПДВ-12 - « - Труба 11/4" 320 220 4x23 120 РВК-20/12000 Примечание. П — привод; Р — рычажный; Ч — червячный, Д — двигательный, В — внутренней установки
та командного импульса, которая обеспечивает завершение начатой операции в случае, если кнопка ВКЛ. или ОТКЛ. по какой-либо причине будет отпущена ранее окончания операции. В шкафу блока управления установлен подогреватель, который включается при температуре наружного воздуха ниже 5 °C. В отличие от электродвигательных приводов в пневматических приводах не предусмотрены механизмы ручного управления разъединителями. В табл. 4.10.11. приведены сведения о приводах разъединителей.
4.11. Выключатели нагрузки 6—10 кВ 4.11.1. Основные сведения о выключателях нагрузки Назначение и конструкции выключателей нагрузки. Выключатели нагрузки (ВН) монтируют в камерах стационарных одностороннего (КСО-366) и двустороннего (КСО-386) обслуживания, в проходных и тупиковых комплектных трансформаторных подстанциях 6-10/0,4 кВ мощностью 400-2500 кВ А киоскового типа. Автогазовый выключатель (выключатель нагрузки) типа ВН-16 (общий вид) на 6 и 10 кВ, номинальный ток отключения соответственно 400 и 200 А (в отдельных случаях — до 800 А) и мощность отключения 4 и 3 MBA и дугогасительное устройство показаны на рис. 4.11.1. На общей раме 4 на опорных изоляторах 5 смонтированы дугогасительные камеры 3 с неподвижными контактами — основными 2 и дугогасительными 12 и подвижные контакты — основные 9 и дугогасительные 7. Все три полюса имеют общий приводной вал 6, связанный с полюсами изоляционными тягами 8. Привод применяется ручной или электромагнитный. Отключение осущест вляется двумя отключающими пружинами 1. Дугогасительная камера выполнена из двух пластмассовых щек 13, внутри которых заложены вкладыши 10 из органического стекла. Вкладыши образуют узкую щель 11, в которой движется дугогасительный контакт. При отключении образующаяся между дугогасительны б Рис.4.11 1. Автогазовый выключатель нагрузки ВН-16: а — общий вид; б — дугогасительное устройство продольного дутья 1 — отключающие пружины(включающие — после перестановки рычага для использования при АВР), 2 — основные неподвижные контакты; 3 — дугогасительные камеры; 4 — рама; 5 — опорные изоляторы; 6 — общий приводной вал, 7 — дугогасительные контакты, 8 — изоляционные тяги, 9 — основные подвижные контакты, 10 — вкладыши в дугогасительном устройстве, 11 — щель, образуемая вкладышами; 12 — дугогасительные неподвижные контакты. 13 — пластмассовые щеки, 14 — дуга
ми контактами дуга 14 вызывает интенсивное газовыделение из стенок вкладышей. Давление в камере возрастает. Выход газов возможен только через щель между подвижным контактом и стенками камеры. Таким образом образуется интенсивное продольное обдувание дуги и происходит ее гашение. Такие дугогасительные камеры недолговечны, поэтому используют камеры со сменными вкладышами. В дугогасительных камерах из органического стекла позволяют отключать без замены вкладышей 300 раз ток 50 А, 200 раз ток 100 А, 75 раз ток 200 А и 3 раза ток 400 А. Выключатели нагрузки предназначены для включения отдельных участков электрической цепи высокого напряжения при токах нагрузки до нескольких сотен ампер и при отсутствии тока, для защиты электрических сетей от токов короткого замыкания. В этом последнем случае к раме выключателей последовательно присоединяются предохранители типа ПК или ПКТ напряжением 6-10 кВ. Выключатели нагрузки без предохранителей применяются в маломощных сетях, например сельских, в виде самостоятельного коммутационного аппарата. Выключатели нагрузки допускают коммутацию батарей конденсаторов мощностью до 400 кВ-А. Основные технические характеристики выключателя нагрузки на 6-10 кВ: Номинальное напряжение, кВ.............6-10 Номинальный ток, А.....................400; 200 Предельный сквозной ток, кА. амплитудное значение...............30 действующее значение............... 17,3 Десятисекундный ток термической стойкости, кА..........................6 Габаритные размеры, мм: длина.............................930 высота.............................400 ширина.............................608 Масса, кг..............................36 Тип привода............................ПР-17; ПРА-17 При включении выключателя сначала замыкаются дугогасительные контакты, затем главные, при отключении — наоборот. В отключенном положении подвижный дугогасительный контакт образует видимый воздушный зазор с дугогасительной камерой. Выключатели нагрузки могут снабжаться стационарными заземляющими ножами с блокировкой от неправильного включения.
Выключатели нагрузки получили широкое распространение в распределительных сетях 6-10 кВ для включения и отключения линий, трансформаторов в нормальном режиме работы, а также в схемах автоматического включения резерва. При операциях, проводимых оперативным персоналом вручную, значение тока, проходящего через аппарат, не должно превышать номинального тока аппарата. В соответствии с этим перед плановым отключением выключателя нагрузки необходимо проверять значение тока в отключаемой цепи. При отсутствии в цепи измерительного прибора максимально возможное значение тока в коммутируемой цепи должно определяться заранее и указываться в местной инструкции. При устранении аварийных ситуаций выключатели нагрузки используются для выделения (отключения) поврежденного участка сети. Операции выполняются действием автоматических устройств в периоды времени, когда с электроустановки снято напряжение, т.е. в так называемые «бесто-ковые» паузы (качество отделителя). В эксплуатации находятся выключатели нагрузки серий ВНР — с ручным приводом и ВНП — с пружинным приводом, а также выключатели нагрузки прежних серий ВН и их модификации: с заземляющими ножами (стационарными заземлителями), с предохранителями, соединяемыми последовательно с выключателем нагрузки, для отключения тока КЗ и т.д. Выключатели нагрузки не предназначены для отключения токов КЗ. Но в схемах с АВР допускается автоматическое включение выключателей нагрузки серий ВНП с подачей напряжения на электроустановку от резервного источника питания. Не рекомендуется применение выключателей нагрузки с ручным и полуавтоматическим приводами для подачи напряжения на линии, трансформаторы и шины, отключившиеся действием релейной защиты без осмотра оборудования и устранения повреждения. На рис. 4.11.2 представлен выключатель нагрузки ВН-10. Рис. 4.11.2. Выключатель нагрузки ВН-10: 1 — система главных контактов; 2 — дугогасительное устройство; 3 — система дугогасительных подвижных контактов
Техническая характеристика выключателя нагрузки ВН-10: Номинальное напряжение, кВ...............10 Номинальный ток, А......................400 Среднеквадратичное значение тока за время его протекания (ток термической стойкости), кА.............. 10 Выключатель нагрузки ВН-11УЗ (ТЗ) — трехполюсный автогазовый выключатель в тропическом (ВН-11ТЗ) и в обычном (ВН-11УЗ) исполнениях Выключатель обеспечивает включение и отключение тока холостого хода и тока нагрузки трехфазных трансформаторов мощностью от 160 до 2500 кВ А. Устройство и работа. Выключатель нагрузки ВН-НУЗ(ТЗ) состоит из сварной рамы 1 (рис. 4.11.3), на которой установлены шесть изоляторов 3 типа 0МБ-11 (Т). В раме на латунных подшипниках установлен вал 2 выключателя. На трех изоляторах закреплены контактные ножи 4, а на Рис. 4.11.3. Выключатель нагрузки типа ВН-11 УЗ (ТЗ): 1 — рама; 2 — вал; 3 — изолятор; 4 — контактный нож; 5 — изоляционная тяга; 6 — дугогасительная камера; 7 — гибкая связь; 8 — заземляющие ножи; 9,12 — рычаг; 10,13 — штифт; 11,16 — отключающая пружина; 14 — пружинный буфер; 15 — гайка; 17 — рычаг блокировки
остальных трех — неподвижный главный и дугогасительный контакты и дугогасительная камера 6. Движение от рычагов вала к контактным ножам передается при помощи изоляционных тяг 5. Для отключения выключателя между рычагами вала и рамой установлены две отключающие пружины 11 и 16, а для смягчения ударов при отключении установлен пружинный буфер 14. Размыкаются дугогасительные контакты в дугогасительных камерах, выполненных из пластмассы и имеющих вкладыши из органического стекла. Камерам и вкладышам придана дугообразная форма, что дает возможность входить в них подвижному дугогасительному контакту, который связан с контактными ножами с помощью металлических стоек. При включении выключателя сначала замыкаются дугогасительные контакты, а затем главные, а при отключении сначала размыкаются главные контакты, а затем — дугогасительные. В отключенном положении подвижный дугогасительный контакт образует видимый воздушный зазор с дугогасительной камерой. При отключении между дугогасительными контактами образуется дуга. Под действием высокой температуры дуги органическое стекло выделяет большое количество газов, поток которых гасит дугу. Выключатель выполняется в двух вариантах в зависимости от присоединения привода (справа или слева), что оговаривается в заказе. При отсутствии такой оговорки поставляются выключатели с правым расположением привода. Кинематическая схема выключателя ВН-ПУЗ(ТЗ) приведена на рис. 4.11.4. Выключатель нагрузки снабжен стационарными заземляющими ножами 8, представляющими собой сварной узел, состоящий из вала и приваренных к нему контактных пластин с приклепанными медными контактами. Ножи заземляют верхние или нижние главные контакты выключателя, в зависимости от расположения ножей. Конструкция выключателя позволяет устанавливать заземляющие ножи сверху или снизу его, что должно оговариваться в заказе. При отсутствии такой оговорки поставляются выключатели с верхним расположением ножей заземления. Вал заземляющих ножей и вал выключателя связаны блокировкой, не позволяющей включать ножи заземления при включенном выключателе и не позволяющей включать выключатель при включенных ножах заземления. При отключенном выключателе ножи можно включать и отключать. Вал заземляющих ножей и рама выключателя соединены гибкой связью 7.
155 275 Рис. 4.11.4. Кинематическая схема выключателя ВН-ПУЗ(ТЗ) Технические характеристики выключателя ВН-11УЗ (ТЗ): Номинальное напряжение. кВ: тропическое исполнение................... ...6—11 обычное исполнение....... ... 6-10 Номинальный ток. А..................................400; 200 Отключаемый и включаемый ток (при cos <р > 0,7), А..400; 200 Наибольший отключаемый ток (при cos ср >0.7). А.....630: 400 Предельный сквозной ток. кА.........................80 Предельный ток термической стойкости для промежутка времени 1с, кА......................31,5 Частота, Гц.........................................50 Масса выключателя, кг...............................70
Выключатели нагрузки типа ВНПрА-10-630/20УЗ (рис. 4.11.5). Конструкция выключателя нагрузки имеет по сравнению с выключателями, выпускаемыми промышленностью в настоящее время, следующие преимущества: • вертикальное расположение контактов, позволяющее уменьшить глубину камер; • более высокую эксплуатационную надежность за счет примененной новой конструкции дугогасительной камеры; • возможность установки в ТП, КТП и в камерах серии КСО-366, КСО-386 и других типов взамен устаревших образцов выключателей нагрузки. Основные характеристики выключателя нагрузки ВНПрА-10-630/ 20 УЗ: Номинальное напряжение, кВ...........................10 Наибольшее рабочее напряжение, кВ....................12 Номинальный ток, А...................................630 Наибольший отключаемый ток нагрузки, А...............800 Рис. 4.11.5. Выключатель нагрузки типа ВНПрА-10-630/20УЗ: 1 — подвижный контакт; 2 — неподвижный контакт (из твердого сплава); 3 — поводок подвижного контакта; 4 — пружина отключения выключателя; 5 — демпфер пружинный; б — опорные изоляторы; 7 — рама выключателя
Предельный сквозной ток КЗ, кА. амплитудное значение............... ...............51 действующее значение ..............................20 Двухсекундный ток термической устойчивости, кА..........20 Скорость движения контактов, м/с: на включение.................................... 5,0 на отключение...... 3,0 Выключатель нагрузки типа ВНП-10 (рис. 4.11.6). Условия эксплуатации выключателя нагрузки: • температура окружающего воздуха от -45°С до +40°С; • окружающая среда не взрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и паров, а также производственной пыли в количествах, нарушающих работу выключателя; • рабочее положение в пространстве — установка на вертикальной плоскости; • высота над уровнем моря не более 1000 м; • климатическое исполнение — У; • категория размещения — 2. Рис. 4.11.6. Выключатель нагрузки типа ВНП-10' 1 — дугогасительная камера; 2 — главный контакт; 3 и 7 — линейные контакты; 4 — тяга контактной системы; 5 — рама; 6 — дугогасительный контакт, 8 — отключающая пружина
Технические характеристики выключателя нагрузки ВНП-10: Номинальное напряжение, кВ........................10 Номинальный ток. А................................630 Номинальное начальное значение периодической составляющей сквозного тока короткого замыкания, кА.....................................20 Масса, не более, кг...............................40 Габаритные размеры, мм............................630x442x480 ТУ 3414-001-00110473-95; ТИ-043-95 Выключатель нагрузки типа ВНПР-10/630-16УЗ (рис. 4.11.7) (Изготовитель — «Укрэлектроаппарат»), Предназначен для работы в комплектных распределительных устройствах (КРУ), камер стационарных одностороннего обслуживания (КСО) и шкафах комплектных трансформаторных подстанций (КТП) внутренней установки на класс напряжения до 10 кВ трехфазного переменного тока частоты 50 и 60 Гц для систем с заземленной и изолированной нейтралью. Технические характеристики выключателя нагрузки ВНПР-10/630-16УЗ: Номинальное напряжение, кВ.. ........................10 Номинальный ток, А...................................630 Номинальный ток электродинамической стойкости, кА...41 Ток термической стойкости в течение 1 с, кА..........16 Масса, кг............................................40 Выключатели нагрузки производства ГДР (Германия) (рис. 4.11.8). При использовании в схемах АВР рычаг 11 (рис. 4.11.8, а — положение включено) повернут на угол 158...160°. 4.11.2. Специальные выключатели нагрузки Выключатели нагрузки с предохранителями 6—10 кВ и с заземляющими ножами. Повышение сложности конструкции выключателей нагрузки позволяет увеличить возможности их применения. Выключатели нагрузки типов ВНз-16, ВНПз-16, ВНПзп-16, ВНПз-17 и ВНПзп-17 отличаются от выключателей типов ВН-16, ВНП-16 и ВНП-17 наличием стационарных заземляющих ножей. Ножи заземления у выключа-
Рис. 4.11.7. Выключатель нагрузки типа ВНПР-10 /630-16УЗ
Рис. 4.11.8. Выключатель нагрузки производства ГДР. а — выключатель включен: 1 — демпфер резиновый; 2 — камера гасительная; 3 — контакт неподвижный основной. 4 — контакт подвижный гасительный; 5 — контакт подвижный основной, 6 — тяга изоляционная. 7 — изолятор; 8 — рама, 9 — демпфер масляный; 10 — вал, 11 — рычаг с\ шествующий: 12 — рычаг новый; 13 — вал дополнительный б — выключатель отключен: 1 — демпфер резиновый, 2 — камера гасительная, 3 — контакт неподвижный основной, 4 — контакт подвижный гасительный; 5 — контакт подвижный основной; 6 — тяга изоляционная, 7 — изолятор; 8 — рама, 9 — демпфер масляный, 10 — вал: 11 — рычаг существующий; 12 —- рычаг новый; 13 — вал дополнительный. 6 — размеры рычага 11 телей типа ВНз-16 могут заземлять верхние и нижние выводные контакты. Их устанавливает над или под выводными контактами (рис. 4.11.9...4.11.11). Полураму с предохранителями у выключателей типа ВНПз-16 и ВНПз-17 устанавливают с противоположной стороны от ножей заземления. У выключателей нагрузки типа ВНПзп-16 и ВНПзп-17 заземляющие ножи размещают на полураме с предохранителями. Раму устанавливают сверху или снизу основных контактов. Управление ножами заземления осуществляется отдельным приводом, расположенным с противоположной стороны от привода выключателя. Вал заземляющих ножей и вал выключателя связаны блокировкой, не позволяющей включение ножей заземления при вклю-
Рис. 4.11.8. Окончание ченном выключателе, а также включение выключателя при включенных заземляющих ножах. В обозначении выключателя буквы означают: В — выключатель; Н — нагрузки; П — наличие встроенного предохранителя; 3 (ВНз-16) — наличие заземляющих ножей на вводе; зп(ВНзп-16) — наличие заземляющих ножей за предохранителем. /ном= 400 А при 6 и 200 А при 10 кВ; наибольший /отк ВН-3 — 400 А; ВН-16 (ВНП-16) и ВН-17 (ВНП-17) — 800 А при 6 и 400 А при 10 кВ. /ном плавких вставок предохранителей: 2; 3,2; 5; 8; 10; 16; 20; 32; 50; 80; 100; 160; 200 А Типы выключателей нагрузки и их технические характеристики приведены в табл. 4.11.1 и 4.11.2.
Рис. 4.11.9. Выключатель нагрузки типа ВНП-10/630-20зУЗ (с передним расположением предохранителей) Для управления ВН применяются: ручной привод ПР-17 (масса 5,7кг), ручной привод с дистанционным отключением ПРА-17 (7,2 кг) или электромагнитный привод ПЭ-ПС (55 кг); управление ножами заземления приводом ПР-10. Выключатели нагрузки типа ВНР-10 (с предохранителями 6—10 кВ и заземляющими ножами). В зависимости от конструктивного исполнения выпускают следующие выключатели. ВНР-10/400-10зУЗ, ВНРп-10/400-10зУЗ, ВНРп-10/400-ЮзпУЗ, ВНРн-10/400-10зЗУЗ, ВНРп-10/400- ЮзпЗУЗ. В обозначениях выключателей буквы и цифры означают: В — выключатель; Н — нагрузки; Р — с ручным приводом; п — с предохранителем ПКТ; 10 — номинальное напряжение, кВ; 400 — номинальный ток, А; 10 — номинальная периодическая составляющая сквозного тока КЗ, кА; з — с зазем-
Рис. 4.11.10. Выключатель нагрузки типа ВНП-10/630-20 (с задним расположением предохранителей) Примечание. Размеры А и Б приведены ниже Рис. 4.11.11. Выключатель нагрузки типа ВНП-16 (предохранители расположены выше выключателя, находятся под напряжением, когда ВНП отключен)
Тип предох-ранителя Размеры, мм А Б ПК-6/30 707 876 ПК-6/75 752 921 ПК-6-150 752 921 ПК-10/30 807 976 ПК-10/50 852 1021 ПК-10/100 852 1021 Рис. 4.11.11. Окончание ляющими ножами; второе п — с заземляющими ножами, расположенными за предохранителями; 3 — устройство для подачи команды на отключение при перегорании предохранителя; У — климатическое исполнение; 3 — категория размещения. Все выключатели нагрузки имеют заземляющие ножи, расположенные сверху или снизу выключателя либо за предохранителями ПКТ. Выключатели могут быть снабжены дополнительным устройством для подачи команды на отключение при перегорании предохранителя. Предохранители ПКТ установлены на полураме, крепящейся к раме выключателя с противоположной стороны ножей заземления, т.е. если ножи заземления сверху выключателя, то полурама с предохранителями снизу, и наоборот. Ножи заземления приварены к валу, который с помощью дополнительных конструкций прикреплен к раме выключателя. Управление заземляющими ножами производят ручным приводом ПР-10, причем изоляционные тяги вначале размыкают главные, а затем дугогасительные контакты (размыкаются они в камерах). Выключатель нагрузки ВНР-10/400-Юз (рис. 4.11.12) состоит из сварной рамы 1, на которой установлены шесть опорных изоляторов 2. На нижних изоляторах закреплены контакты 3 с держателями основных ножей 4, а на верхних — главные 6 и дугогасительные контакты, закрытые дугогасительными камерами 5. Движение от вала выключателя к ножам передается с помощью рычага 8 и изоляционной тяги 7. Специальные пружины 13, снабженные амортизирующими резиновыми шайбами 14, обеспечивают необходимую скорость при отключении выключателя. Для заземления выключателя предусмотрены заземляющие ножи 10, соединенные с рамой выключателя гибкими соединителями 9 и приводимые в действие валом // заземляющего устройства. Для включения выключателя его вал 15 поворачивается (при перемещении рукоятки включающего рычага привода снизу вверх) и с помощью изоляционных тяг включает контактные ножи. При отключении вал поворачивается под действием отключающих пружин (перемещением отключающего рычага сверху или дистанционно от кнопки с замыкающимися контактами).
Таблица 4.11.1. Выключатели нагрузки (ГОСТ 17717-79) Тип выключателя £4>м,кВ Тип предохранителя предохранителя, А Наибольший /к, отключаемый предохранителем, кА Аварийный ток выключения, кА* Масса без привода), кг ВНП-3 3 ПК-3 80 31,5 20/20 50 200 31,5 12/20 55 ВН-16 6 — — — 3/5 36 10 — — — 2,5/5 36 ВНП-16 6 ПК-6 50 20 20/20 62 80 20 10/20 64 160 20 6/10 78 ВНП-16 10 ПК-10 32 12,5 9/10 52 50 12,5 6/10 65 100 12,5 6/6,5 79 ВНП-17 6 ПК-6 50 20 20/20 62 80 20 10/20 64 160 20 6/10 78 ВНП-17 10 ПК-10 32 12,5 9/10 52 1 50 12,5 6/10 65 80 12,5 6/6,5 79 * В числителе — при ручном приводе, в знаменателе — при электромагнитном. Таблица 4.11.2. Краткая техническая характеристика выключателей нагрузки типов ВНз-16, ВНПз-16, ВНПзп-16, ВНПз-17 и ВНПзп-17 Показатели Тип выключателя ВНз-16 ВНПз-16 ВНПзп-16 ВНПз-17 ВНПзп-17 Номинальное напряжение, кВ 6,10 10 Номинальный ток, А 400, 200 150 В зависимости от типа предохранителя Номинальный ток отключения, А — 200...300 Масса, кг 36 57...70 61...79 | 56...72 | 63...80 Тип привода ПР-17, ПРА-17
a Рис. 4.11.12. Выключатель нагрузки ВНР-10/400-Юз: а — внешний вид выключателя; б, в — устройство для его отключения при установке полурамы над и под выключателем: 1 — рама; 2 — опорный изолятор; 3 — контакт; 4 — держатель ножей; 5 — дугогасительная камера, 6 — дугогасительные контакты; 7 — изоляционная тяга; 8 — рычаг; 9 — соединитель; 10 — заземляющий нож; 11 — вал; 12 — тяга; 13 — пружина, 14 — амортизирующая шайба; 15 — вал; 16 — флажок: 17 — предохранитель; 18 — тяга; 19 — релейный валик; 20 — корпус; 21 — ролик: 22 — защелка Выключатель может быть снабжен устройством для его отключения при сгорании предохранителя 17 (рис. 4.11.12, б), которое связывает вал 15 выключателя с вспомогательными контактами (типа КСА) 20 с помощью тяги 12, прикрепляемой к валу хомутами 23. Флажок 16 при перегорании предохранителя 17 через тягу 18, релейный валик 19 и защелку 22 действует на ролик 21 контактов КСА, которые подают команду на отключение выключателя. Наибольшая длительность протекания тока термической стойкости 1 с. Длина и масса выключателей зависят от типа встроенного предохранителя. В выключателях применяются следующие типы предохранителей (в скобках — соответствующие номинальные токи плавкой вставки, А): ПК1-6 (2; 3,2; 5; 8; 10; 16; 20; 32), ПК2-6 (32, 40, 50, 80), ПКЗ-6 (80, 100, 160), ПК1-10 (2; 3,2; 5; 8; 10; 16; 20; 32), ПК2-10 (32, 40, 50), ПКЗ-10 (50, 80, 100); выключатели ВНРп-10/400-10зЗ и ВНРп-10/400-10зпЗ не комплектуются предохранителями типа ПКЗ-10 на 100 А. Климатическое исполнение и категория размещения всех выключателей — УЗ по ГОСТ 15150-69 и 15543-70. На рис. 4.11.13 приведены выключатели нагрузки типов ВНР-10/400-10з, а в табл. 4.11.3 — технические характеристики этих выключателей.
б в Рис. 4.11.12. Окончание Выключатель нагрузки типа ВНП-М1-10/630-20. Нальчикский завод высоковольтной аппаратуры выпускает выключатель нагрузки авто-газовый типа ВНП-М1-10/630-20 со встроенным пружинным приводом, с ручным заводом для местного и дистанционного управления и безопасные в эксплуатации. В данной модели выключателя учтены все пожелания Госэнергонадзора России и предприятий электрических сетей СНГ. Имеющиеся в эксплуатации аналогичные выключатели нагрузки ВНз-16, ВНр-10 морально и физически устарели и не подлежат ремонту, так как прекращен выпуск к ним запасных частей, а также согласно изменению №3 от 01.03.91г. к ГОСТ 17717-79 эксплуатация выключателей с ручным приводом запрещена, особенно в части техники безопасности. Имея новейший выключатель, можно модернизировать любую ячейку КСО, КРУ или КТП с минимальными затратами, с кратковременным отключением потребителя.
Рис. 4.11.13. Выключатели нагрузки: а - ВНР-10/400-Юз; б — разрез дугогасительной камеры ; в, г — ВНРп-10/400-10з: 1 — дугогасительная камера; 2, 9 — неподвижный и подвижный рабочие контакты; 3, 5 — рычаги на валах выключателя нагрузки и заземляющих ножей; 4 — пружина; 6 — вал заземляющих ножей; 7 — заземляющие ножи; 8 — гибкая связь; 10, 12 — неподвижный и подвижный дугогасительные контакты; 11 — вкладыш из органического стекла; 13,17 — тяги приводов выключателя нагрузки и заземляющих ножей; 14, 16 — приводы выключателя нагрузки и заземляющих ножей; 15 — предохранители ПКТ; 18 — полурама, 19 — рама
Таблица 4.11.3. Технические характеристики выключателей нагрузки типов ВНР-10/400-10з Тип выключателя Стойкость, кА Аварийный ток включения. кА Наибольший отключаемый ток нагрузки, А Размеры, кА Масса без привода), кг электродинамическая термическая L В н* ВНР-10/400-1Оз 25 10 2,5 400 0,55 0,93 0,49/0,61 45 ВНРп-10/400-10з « « « -«- 1,02... 1,20 « 55,1...72,2 ВНРп-10/400-10зЗ —«— —«— —«— 1,02... 1,20 « 55,6...72,7 ВНРп-10/400-Юзп —«— —«— -«- « 1,06... 1,20 « 59,0...72,2 ВНРп-10/400-10зпЗ « « « —«— 1,06... 1,20 « 60,6...78,8 * Числитель — включенное положение, знаменатель — отключенное положение Коммутационный ресурс операций «Включено» и «Отключено» при соответствующих токах нагрузки без ревизии следующий: Ток нагрузки, А 630 400 300 200 100 50 Количество коммутаций 200 320 420 630 1260 2000 Механический ресурс — 2000 операций. Выключатели имеют следующие модификации: ВНП-М1-10/630-20з — с заземляющими ножами; ВНП-М1-10/630-20зп — с заземляющими ножами, с устройством для установки предохранителей и устройством для подачи команды на отключение при перегорании предохранителей. Технические данные выключателя нагрузки типа ВНП-М1-10 / 630-20 У2 (выключатель нагрузки автогазовый) Номинальное напряжение, кВ......................10 Наибольшее рабочее напряжение, кВ...............12 Номинальный ток, А..............................630 Наибольший ток отключения, А....................300 Сквозной ток короткого замыкания, кА: наибольший пик..............................51 номинальное значение.......................20
Износостойкость выключателя, циклов: механическая...............................2000 коммутационная............................ 100 Собственное время включения, с...................0,1 Номинальное напряжение вспомогательных цепей, В...... ... 100; НО; 220 (по заказу) Масса выключателя, кг............................28 Назначение: для работы в шкафах КРУ, КСО и КТП на класс напряжения 10 кВ трехфазного переменного тока частотой 50 и 60 Гц для систем с заземленной или изолированной нейтралью. Выключатели нагрузки типа ВНВП-1О/32О-2. В качестве выключателей нагрузки служат также вакуумные ВНВП-10/320-2, выполненные на основе дугогасительной камеры КДВ-21 (рис. 4.11.14). . Электрическая дуга, возникшая между дугогасительными контактами, гасится газами, образующимися из органического стекла вкладыша при воздействии высокой температуры дуги. 666 Рис. 4.11.14. Выключатель ВНВП-10/320-2
В качестве выключателей нагрузки также применяются вакуумные выключатели типа ВНВП-10/320-2, выполненные на основе вакуумной дугогасительной камеры КДВ-21. Выключатель нагрузки французской фирмы «Merin Gerin». Французская фирма «Merin Gerin» выпускает автопневматические аппараты с приводным механизмом различных типов (табл. 4.11.4, рис. 4.11.15), которые будучи встроенные в сеть могут отключать или включать токи короткого замыкания в соответствии с табл. 4.11.5 Таблица 4.11.4. Типы автопневматических аппаратов Тип аппарата Номинальный ток. А Максимальное рабочее напряжение, кВ Выдерживаемое испытательное напряжение, кВ промышленной частоты 50 Гц в 1 мин ударный для волны формы 1,2/50 мкс PH 3 PH За РДН 3 РФНЗ 200 320 200 200 7,2 35 70 PH 4 PH 4 а РДН 4 РФН4 200 320 200 200 12 42 95 PH 5 PH 5 а РДН 5 РФН 5 200 320 200 200 17,5 71 95 Р 7 РД7 РФ 7 200 200 200 38 100 180
Рис. 4.11.15. Схематический разрез одного полюса автопневматического аппарата с приводным механизмом французской фирмы «Merin Gerin»: 1 — нижний контактный стакан; ; 2 — смещающаяся контактная трубка; 3 — компрессионный цилиндр; 4 — рычажок; 5 — сопло; 6 — подвижной изолятор; 7 — спорный изолятор; 8 — отключающая пружина привода; 9 — направляющая: 10 — упор включения; 11 — упор выключения; 12 — неподвижный контакт для прерывания дуги; 13 — верхние контактные пружины, 14 — верхний зажим, 15 — пружина контакта 13; 16 — верхний контактный стакан; 17 — шасси
Таблица 4.11.5. Токи и мощности короткого замыкания Тип аппарата Номинальный ток, А Номинальная мощность отключения, МВ-А Ток отключения, А Ток включения, А Допустимый термический ток, А, для 1 сек 5 сек PH 3 200 5,2 500 7000 5000 2200 PH За 320 6,0 500 7000 5000 2200 РДНЗ 200 12,0 1150 7000 5000 2200 РФНЗ 200 Согласно предохранителю PH 4 200 6,9 400 7000 5000 2200 PH 4а 320 6,9 400 7000 5000 2200 РДН4 200 20,0 1150 7000 5000 2200 РФН 4 200 Согласно предохранителю PH 5 200 10,0 400 7000 5000 2200 PH 5а 320 10,0 400 7000 5000 2200 РДН5 200 30,0 1150 7000 5000 2200 РФН 5 200 Согласно предохранителю Р 7 200 24,0 400 2500 2200 2200 РД7 200 30,0 500 2500 2200 2200 РФ 7 200 Согласно предохранителю Примечание: 1.Допустимый ток отключения, приведенный в табл.4.11.5, равен динамическому току. Если в аппарат типа РФ и РФН встраиваются предохранители до 10 А, мощность отключения равна 500 MBA, а для предохранителей большего номинального тока — 320 MB A. 2. Токи и мощности отключения, приведенные в табл.4.11.5, одинаковы для всех напряжений, меньших 20% от максимальных рабочих напряжений, приведенных в табл.4.11.4
4.12. Короткозамыкатели и отделители 4.12.1. Короткозамыкатели и отделители Короткозамыкатели наружной установки с приводом и трансформатором тока ТШЛ-0,5 предназначены для создания искусственного, короткого замыкания (двухфазного у КРН-35) при повреждениях в трансформаторе и применяются в упрощенных подстанциях на напряжении 35-220 кВ. Короткозамыкатели на 35 кВ (рис. 4.12.1, табл. 4.12.1) выполняют в виде двух полюсов, соединяемых при монтаже в один двухполюсный аппарат (для систем с изолированной нейтралью). Короткозамыкатели представляют собой аппараты вертикально-рубя-щего типа, состоящие из основания, изоляционной колонки, неподвижного контакта с выводом для присоединения к линии электропередачи и заземляющего ножа, на конце которого укреплена съемная контактная пластинка. В основании короткозамыкатели размещен вал, установленный в подшипниках, две включающие пружины с регулировкой натяжения, соединенные с основанием и рычагами вала короткозамыкатели, а также гидравлический буфер. Нормальное положение короткозамыкатели отключенное. При этом нож отведен от неподвижного контакта на разрядное расстояние, а его включающие пружины растянуты. Это положение ножа фиксируется приводом. При подаче сигнала на привод короткозамыкатели привод освобождает нож короткозамыкатели, который под действием пружины входит в неподвижный контакт, создавая короткое замыкание на землю. Короткозамыкатели на 35, 154 и 220 кВ выпускаются в исполнении У категории 1 по ГОСТ 15150-69 и 15543-70, КЗ-110У — в исполнениях У1 и Т1, КЗ-110 — в исполнении УХЛ1 Расчетный гололед для КРН-35 — 10мм. Длительность протекания тока термической стойкости для КРН-35 — 4 с, для остальных — 3 с. Короткозамыкатель КРН-35 имеет двухполюсное исполнение и его включение приводит к двухфазному КЗ на землю, остальные короткозамыкатели однополюсные. Для короткозамыкателей КЗ-110У-Т1 время включения при гололеде не нормируется. Допустимое количество включений на КЗ без смены контактов — не менее пяти, из них не менее трех на предельно допустимую амплитуду тока КЗ. Отделители предназначены для автоматического отключения поврежденного участка линии или трансформатора после искусственного короткого замыкания, а также для отключения и включения участков схемы, нахо-
Рис. 4.12.1. Короткозамыкатель КЗ-110 (а) и его привод (б). 1 — экранирующее кольцо; 2 — неподвижный контакт; 3 — колонка; 4 — сварная рама; 5 — изолятор; 6 — шина, соединяющая нож короткозамыкателя с землей; 7 — трансформатор тока; 8 — привод; 9 и 24 — тяги; 10 — изолирующая вставка; 11,13, 17, 23 и 25 — рычаги; 12 — нож; 14, 19 и 26 — планки; 15 — вал; 16 — удерживающая стойка; 18 — защелка; 20 — отключающий электромагнит; 21 — блокирующее реле; 22 — втулка дящихся без напряжения, отключения и включения индуктивных токов холостого хода трансформаторов и емкостных токов ненагруженных линий. Отделители применяют на ответвительных подстанциях 35/6-10кВ с упрощенной схемой 35 кВ. Отделители (рис. 4.12.2, 4.12.3) выполнены в виде однополюсных аппаратов с двумя опорно-поворотными изоляционными колонками. Поворот ножей при оперировании происходит в горизонтальной плоскости на угол 90°.
Таблица 4.12.1. Основные данные короткозамыкателей Характеристика КРН-35 КЗ-110 (КЗ-110У) КЗ-150 (КЗ-150У) КЗ-220У Амплитуда предельного сквозного тока, кА 42 51 (32) 51 (32) 51 Ток термической стойкости, кА 12,5 20 (12,5) 20 (12,5) 20 Время включения (до касания контакта), с: без гололеда 0,10 0,14 (0,18) 0,20 (0,23) 0,25 с гололедом до 20 мм 0,15 0,20 (0,28) 0,28 (0,35) 0,35 Угол отклонения ножа, град 56 73 (48) 71 (47) 63 Допустимое тяжение провода, Н 490 784 784 784 Длина пути утечки, см Габариты без привода, м : 70 190 (280) 260 (390) 570 высота 0,66 1,43 (1,34) 1,84 2,44 глубина (вдоль плоскости ножа) 0,83 1,25 (1,33) 1,63 (1,75) 1,99 ширина 1,2 0,3 0,6 0,6 Масса без привода, кг 48 150 (210) 210 (250) 210 Примечания: 1. В буквенной части обозначения : КЗ — короткозамыкатель; КРН — короткозамыкатель рубящего типа наружной установки; в цифровой части — номинальное напряжение, кВ, У — усиленная изоляция. 2. Данные в скобках относятся, соответственно, к КЗ-НОУ и КЗ-150У. Рамой отделителей служит сварная конструкция из швеллеров, на концах которой закреплены чугунные основания. В основаниях на роликоподшипниках вращаются рычаги на которых установлены изоляционные колонки. На верхних фланцах колонок закреплены контактные ножи и контактные выводы. Отключение отделителей осуществляется при помощи энергии пружин, запасаемой одновременно с включением отделителей. Отделители управляются при помощи ручных приводов ПРО-1, обеспечивающих автоматическое, дистанционное и местное отключение и ручное включение отделителей. Технические данные короткозамыкателей и отделителей приведены в табл. 4.12.1 и 4.12.2. Отделители и короткозамыкатели довольно широко применяют в схемах подстанций 110/35/10 кВ. Однако в эксплуатации из-за низкого качества самих аппаратов, особенно отделителей, их работа вызывает серьезные замечания, поэтому очень часто приходится отказываться от этих схем Отделитель ОД-110/800 выпускается в исполнении Т категории 1 по ГОСТ 15150-69 и 15543-70, ОД-ПО/ЮОО и ОДЗ-ПО/ЮОО в исполнении УХЛ категории 1, остальные отделители — в исполнении У категории 1.
Рис. 4.12.2. Отделитель типа ОДЗ-35 с ножами заземления: 1 — шкаф управления; 2 —штанга; 3 — изолятор фарфоровый; 4 — ножи отделителя. Таблица 4.12.2. Основные данные отделителей Характеристика Тип отделителя ОД-35, ОДЗ-35 ОД-ПО ОД-110, ОДЗ-ПО ОД-150, ОД-150У ОД-220 Номинальный ток, А Полное время отключения с: 630 800 1000 1000 1000 без гололеда 0,45 0,32 0,38 0,38 0,50 гололед 15 мм 0,50 — 0,45 0,45 — гололед 20 мм — — — 0,50 0,60 Допустимое тяжение провода, Н 490 490 490 780 980 Длина пути утечки, см 70 280 190 260/390 380 Сопротивление цепи, мкОм Габариты (без привода), м : 175 150 120 120 120 длина (вдоль полюса) 0,99 1,65 1,66(1,93) 1,99 2,44 ширина не менее 1,9 1,8 1,8 2,3 3,7 высота 0,87 2,04 1,48 2,04(2,64) 2,64 Масса полюса без привода, кг 76 106 270 (290) 460 (517) 540 Примечания: 1.В буквенной части обозначения : ОД — отделитель, 3 — наличие заземляющего ножа, У — усиленная изоляция (категория Б по ГОСТ 9920-75); в цифровой — числитель — номинальное напряжение, кВ; знаменатель (в таблице опущен) — номинальный ток А. 2. Данные в скобках относятся к ОДЗ-НО и ОДЗ-150У, соответственно (в случаях, когда таковые отличаются от данных для ОД-НО и ОД-150).
Расчетный гололед для отделителей 35 кВ — 10 мм. Предельный сквозной ток (амплитуда) — 80 кА. Длительность протекания тока термической стойкости для главных ножей отделителя 35 кВ — 4с, для остальных напряжений — 3 с, для заземляющих ножей всех отделителей — 1с. Токи, отключаемые отделителями, приведены в табл. 4.12.3. Для аппаратов внутренней установки, имеющих изолирующие перегородки между полюсами, токи могут быть увеличены в 1.5 раза против указанных см. в табл. 4.12.3. Установка аппаратов и порядок их оперативного использования должны соответствовать требованиям сборника директивных материалов Главте-хуправления Минэнерго СССР (электротехническая часть), Энергоатомиз-дат, 1985. Рис. 4.12.3. Отделитель ОД-110/600: 1 — привод; 2 — система рычагов; 3 — изоляционные колонки; 4 — контактные выводы; 5 — гибкие связи; 6 — контактные ножи; 7 — контактные ламели; 8 — защитный кожух; 9 — цоколь
Данные табл. 4.12.3 не распространяются на присоединения 110-500 кВ, к которым подключены ограничители перенапряжения типа ОПН. Отделители 35-220 кВ, оснащенные дутьевой приставкой ВНИИЭ, могут отключать намагничивающий ток трансформаторов любой мощности, а Таблица 4.12.3. Токи, отключаемые и включаемые отделителями и разъединителями Номинальное напряжение, кВ Расстояние между осями полюсов, м Наибольший отключаемый и включаемый токи, А намагничивающий зарядный замыкание на землю Наружная установка 6 0,40 2,5 3,0 7,5 10 0,50 2,5 4,0 6,0 20 0,75 3,0 3,0 4,5 35 1,0 3,0 2,0 3,0 35 2,0 3,0 3,0 5,0 НО 2,0 6,0/4,0 2,5/1,5 НО 2,5 7,0/6,0 3,0/2,0 110 3,0 9,0/8,0 3,5/3,0 —. НО 3,5 — /ю,о —/3,5 — 150 2,5 2,3/— 1,0/- 150 2,7 4,0/— 1,5/- — 150 3,0 6,0/2,3 2,0/1,0 150 3,4/3,7 7,6/5,0 2,5/1,5 — 150 4,0 10/5,5 3,0/2,0 150 4,4 — /6,0 - /2,5 220 3,5 3,0/3,0 1.0/1,0 — 220 4,0 5,0/5,0 1,5/1,5 220 4,5 8,0/8,0 2,0/2,0 330 6,0 — /5,0 — /2,0 — 330 ПН/ПНЗ 6,0 3,5/4,5 1,0/1,5 500 7,5/8,0 5,0/6,0 2,0/2,5 500 ПН/ПНЗ 8,0/7,5 5,0/5,5 2,0/2,5 — Внутренняя установка 6 0,20 3,5 2,5 4,0 10 0,25 3,0 2,0 3,0 20 0,30 3,0 1,5 2,5 35 0,45 2,5 1,0 1,5 НО 2,0 4,0 1,5 — 150 2,5 2,0 1,0 220 3,5 2,0 1,0 — Примечание: 1. Для ПО кВ и выше в числителе — данные для аппаратов вертикальио-рубящего типа, в знаменателе — горизонтально-поворотного. Для аппаратов 330 и 500 кВ (с обозначением ПН/ПНЗ) приведены данные, соответствующие разъединителям подвесному (числитель) и подвесному с опережающим отключением и отстающим включением полюса фазы В (знаменатель).
также (соответственно при напряжениях 35, ПО и 220 кВ) токи нагрузки до 80, 50 и ПО А, зарядные токи ВЛ любой длины, длиной до 150 и 250 км, уравнительные токи до 180, 80 и 180 А. Отделители по конструкции токоведущих частей не отличаются от разъединителей. Их контактная система не приспособлена для операций под рабочим током нагрузки. Основное назначение — быстрое отсоединение поврежденного участка электрической сети в бестоковую паузу. Допускаются также операции отключения и включения намагничивающих токов и зарядных токов. Для управления отделителями промышленностью выпускаются полуавтоматические приводы ПРО-1У1. С помощью привода возможно отключение отделителей от устройства релейной защиты, дистанционно или с места установки, а также включение отделителей вручную. Ручное включение производится съемной рукояткой, для чего необходимо сделать 35...40 оборотов за 50...60 с. При ручном включении отделителей одновременно заводятся и встроенные пружины. Запасаемая в них энергия используется затем для отключения отделителей. Процесс отключения длится не более 0,5 с. В приводе ПРО-1У1 имеются два электромагнита отключения. Один из них, получающий питание от независимого источника тока, служит для оперативного отключения отделителей от ключа управления, второй, питаемый от батареи конденсаторов емкостью 40 мкФ, — для отключения релейной защитой при КЗ в момент так называемой «бестоковой паузы». При отключении отделителей электромагниты воздействуют на механизм свободного расцепления привода. При автоматизации подстанций отделители используются не только для отключения электрических цепей, но также и для переключения подстанций на резервный источник питания. Переключение производится в бестоковую паузу, когда прохождение тока КЗ прервано отключением соответствующих выключателей. Для автоматического включения отделители заводского изготовления переделывают следующим образом. Обе колонки изоляторов вместе с ножами снимают, поворачивают у основания на 90° против нормального их вращения и в таком положении крепят к раме. Привод и встроенные пружины остаются в прежнем исполнении. В таком виде при разведении ножей встроенные пружины отделителя будут заводиться и действовать на включение при освобождении защелки привода. Отделители применяются в основном на подстанциях без выключателей со стороны ВН. На таких подстанциях кроме отделителей устанавливаются короткозамы-катели. Назначение короткозамыкателей состоит в том, чтобы при внутренних повреждениях силовых трансформаторов быстро создавать мощные искусственные КЗ на питающих линиях, отключаемых затем выключателями. После снятия напряжения с питающей линии поврежденный трансформатор отсоединяется отключением отделителя, а линия включается в работу действием АПВ.
Надежная работа установок обеспечивается четкой последовательностью действий устройств релейной защиты, автоматики, коммутационных аппаратов, а также устройств блокировки между отделителями и коротко-замыкателями по цепям управления. В сетях 110-220 кВ короткозамыкатели выполняются однополюсными.* Конструктивно короткозамыкатель типа КЗ-ПО состоит из стержневого изолятора (в сетях 220 кВ — из двух стержневых изоляторов, поставленных один на другой) с расположенным на нем неподвижным контактом. Подвижный нож изоляционной тягой соединяется с пружинным приводом типа ПРК-1У1, встроенным в шкаф. Привод служит для завода включающих пружин короткозамы-кателя, удержания ножа в отключенном положении и для ручного отключения включившегося ножа. Конструктивно привод ПРК-1У1 подобен приводу ПРО-1У1, за исключением релейной части. В приводе ПРК-1У1 встроен электромагнит включения и три реле максимального тока типа РТМ. В отключенном положении короткозамыкатели пружины привода заведены, и он готов к действию. Для включения короткозамыкатели защита повреждённого трансформатора подает оперативный ток на электромагнит включения, боек которого через систему рычагов воздействует на защелку, и нож включается. Время от момента подачи команды на электромагнит включения до полного замыкания контактов короткозамыкателя не превышает 0,35 с. Устройства управления и сигнализации отделителей и короткозамыкателей. На некоторых подстанциях, присоединенных к транзитным линиям электропередачи 35-220 кВ, вместо выключателя на стороне высшего напряжения устанавливают отделитель ОД и короткозамыкатель КЗ (рис. 4.12.4). Они имеют дистанционное управление. У отделителя ОД отключения применяется привод ШПО, на отключающую пружину ПрО которого воздействует электромагнит отключения ЭОО через защелку 3.2 и специальное блокирующее реле отключения БРО. Последнее присоединяется к трансформатору тока ТТ короткозамыкателя КЗ. Включение отделителя производится вручную, при этом заводится отключающая пружина ПрО. У короткозамыкателя для включения применяется привод ШПК, на включающую пружину ПрВ, которого через защелку 3.1 действует электромагнит включения ЭВК. Отключается КЗ вручную. На рис 4.12.4, бив показаны упрощенные схемы управления и сигнализации ОД и КЗ. Из рис. 14.12.4, б видно, что при включении с низшей стороны выключателя Внн вспомогательный контакт Внн1 замкнется. Ключом КУ при повороте его влево может быть дистанционно отключен приводом ЭОО отделитель ОД. Короткозамыкатель не является оперативным аппаратом и поэтому ключом КУ не управ- * Короткозамыкатель на 35 кВ выпускается двухполюсным. При включении он создает двухфазное КЗ на землю.
Рис. 4.12.4. Схема управления отделителей и короткозамыкателей : а — схема однотрансформаторной подстанции; б — схема управления; в — схема сигнализации ~1ШУ ~ 2111У б ляется. В нормальных условиях обмотка электромагнита ЭВК обтекается незначительным током, недостаточным для его срабатывания. При этом контакт РП1 замкнут, горит зеленая лампа ЛЗ. При срабатывании на трансформаторе Т какой-либо защиты, например газовой при внутреннем повреждении трансформатора, ее контактом ГЗ закорачиваются резистор R1 и обмотка реле РП, ток в обмотке ЭВК значительно возрастает, в результате чего электромагнит ЭВК срабатывает и короткозамыкатель включается, создавая искусственное КЗ. Загорается красная лампа ЛК. На транзитной линии защита отключает КЗ с помощью выключателя В. При нарушении целости цепи ЭВК загорается сигнальная лампа ЛС. В приводе короткозамы-кателя могут быть также встроены токовые реле непосредственного прямого действия РПД. После срабатывания короткозамыкателя автоматически отключаются линейный выключатель В, отделитель ОД, после чего с помощью устройства АПВ линии вновь включается выключатель В и таким образом восстанавливается электроснабжение по линии Л. В табл. 4.12.4 приведены характеристики отключающих пружин отделителей различных напряжений, а в табл. 4.12.5 — некоторые параметры отделителей, короткозамыкателей и заземлителей. Приводы короткозамыкателей (ПРК-1) и отделителей (ПРО-1) предназначены для включения короткозамыкателя и отключения отделителя автоматически или дистанционно от средств защиты либо с места установ-
Таблица 4.12.4. Характеристики отключающих пружин отделителей различных напряжений Характеристика Напряжение, кВ 35 НО 150 220 Наружный диаметр, мм 30/97 54 54/48 54/42 Диаметр проволоки, мм 4/6 6 6/8 6/6 Число витков: рабочих 12/5 47 47/46 52/30 полное 13,5/5 50 50/47,5 54/32 Длина пружины, мм в свободном состоянии 105/36 306 306/559 330/198 при включенном отделителе 52/36 744 744/376 675/345 Ход пружины, мм 53/180 438 438/183 345/147 Расчетное усиление пружины, Н 618/29,4 1070 1070/2390 1058/1333 Примечания:!. В числителе — данные основных пружин, в знаменателе — вспомогательных (отделитель ПО кВ имеет только одну пружину). 2. Основные пружины всех типов отделителей работают на растяжение; вспомогательная пружина отделителя 35 кВ работает на кручение, остальных типов отделителей — на сжатие. 3. Ход пружины указывает изменение в длине (угол закручивания), соответствующее развитию расчетного усилия (момента). 4. В качестве расчетного указано максимальное усилие (момент) по регулировочной диаграмме отделителя. 5. Для вспомогательной пружины отделителя 35 кВ вместо усилия пружины приведен вращающий момент, Н-м, а вместо хода — соответствующий угол закручивания в градусах 6. Длина пружин отделителя 220 кВ указана без учета концевых полукольцевых изгибов (крепление пружин к отделителю) Таблица 4.12.5. Некоторые параметры отделителей, короткозамыкателей и заземлителей Тип прибора ия, кВ А Сила тока термической устойчивости, I, кА Амплитуда Полное время, с сквозного тока, кА включение отключение ОД-35/630 35 630 12(10 с) 80 — 0,5 ОД-ПОм/630 НО 630 12(10 с) 80 — 0,5 ОДЗ-НОм/бЗО НО 630 12(10 с) 80 — 0,5 КЗ-35 35 — 12,5(4 с) 42 0,4 — КЗ-ПОм НО — 13,3(3 с) 34 0,35 — ЗОН-Юм НО 400 6,3(3 с) — — —
ки, а также для отключения короткозамыкателя и включения отделителя вручную. Конструктивно они выполнены одинаково, однако в приводе ПРО-1 встраиваются оперативный электромагнит отключения, работающий от вспомогательного источника напряжения, электромагнит отключения, работающий от зарядного устройства, а в привод ПРК-1 — три реле РТМ и один оперативный электромагнит включения, работающий от вспомогательного источника напряжения. Основными частями привода являются: механизм расцепления, узел выходного вала, толкатель, механизм переключения коммутирующих устройств. Привод ПРК-1 представляет собой шкаф, внутри которого размещен приводной механизм (см. рис. 4.12.1) При отключенном короткозамыкателе вал 15 привода под действием пружинного механизма короткозамыкателя стремится повернуться по часовой стрелке, но этому препятствует защелка 18. Для включения короткозамыкателя замыкают цепь отключающего электромагнита 20 или цепь блокирующего реле 21 соответственно через устройства релейной защиты или контакты ключа управления. В обоих случаях планка 19 поворачивается и нажимает на удерживающую стойку 16 (на стойку опирается планка 14 серповидного рычага 13). Серповидный рычаг падает и ударяет по нижнему концу запирающей защелки 18, освобождающей рычаг 17, жёстко соединённый с валом привода 8. Последний не препятствует включению короткозамыкателя. Для отключения короткозамыкателя рукоятку его привода надевают на втулку 22 и поворачивают до отказа против часовой стрелки. При вращении рукоятки по часовой стрелке рычагом 25 захватывают рычаг 17, который в конце хода запирается защелкой 18. Вместе с рычагом 17 поворачивается жестко соединенный с ним вал 15, передающий через систему рычагов и тяг усилие на отключение короткозамыкателя. Одновременно привод подготавливается к включению за счет поворота рычага 23 (он поворачивается одновременно с рычагом 25 при вращении рукоятки привода по часовой стрелке), его упора в планку 26, подъема вверх и защелкивания серповидного рычага 13 роликом удерживающей стойки 16. Тяга 24 воздействует на контакты вспомогательной цепи. Характеристики приводов отделителей и короткозамыкателей приведены в табл. 4.12.6. Короткозамыкатели, разъединители и отделители фирмы «ЭЛВО». Общие сведения. Номинальное напряжение (в киловольтах) и ток (в амперах) приведены в типовых обозначениях (два числа, разделенные наклонной чертой). Например, в обозначении РРЧЗ-20/6300 МУЗ-20 — означает напряжение, 6300 — ток. В обобщенных записях — РВРЗ, РДЗ, ОДЗ и т.д. — буква «3» означает наличие заземлителей
Таблица 4.12.6. Приводы отделителей и короткозамыкателей Характеристика Тип привода ПРО-1-У1.ПРК-1-У1, ПРО-1-Т1.ПРК-1-Т1 ПРО-1-ХЛ1 ПРК-1-ХЛ1 Момент на выходном валу, Н-м: номинальный наибольший Максимальное усилие на рукоятке при оперировании вручную, Н Собственное время срабатывания не более, с Угол поворота выходного вала, град Габариты шкафа привода, м: ширина глубина (вдоль вала) высота Масса, кг 490 735 245 0,05 120...150 0,64 0,30 0,63 80 500+50 750+50 250 0,05 150+5 0,65 0,30 0,67 87 Примечания: 1. Структура условного обозначения: П — привод, Р — ручное включение отделителя (отключение короткозамыкателя), О — для отделителя, К — для короткозамыкателя, 1 — модификация, У1, УХЛ1 или Т1 — климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69 и 15543-70. 2. Масса приводов указана только для исполнений У1 и УХЛ1 в исполнений Т1 масса приводов составляет 85 кг. 3. Приводы ПРК имеют встроенные реле РТМ (при исполнении У1 и Т1 — три реле, УХЛ1 — два). Реле РТМ для ПРК исполнений У1 и Т1 выпускаются на следующие уставки, А: при постоянном токе 110 В — 5, при 220 В — 3,5 или 5, при переменном токе 110 В — 3,5, при 220 В — 5; для приводов ПРК исполнения УХЛ1 — только на 220 В переменного или постоянного тока с уставками 3,5 или 5. Параметры стойкости заземлителей числено равны параметрам стойкости главных ножей. Длительность предельного тока термической стойкости: 4 с — для отделителей 35 кВ; 3 с — для разъединителей на 10, 20, 35, 220 кВ; отделителей на 110, 150, 220 кВ: 2 с — для разъединителей на 330, 500, 750 кВ общесхематического исполнения: 1 с — для заземлителей (разъединителей и отделителей). Обозначение условий эксплуатации. Климатические условия: У — для температур от +40 °C до -45 °C; ХЛ — для температур от +40 °C до -60 °C; УХЛ — для температур от +40 °C до -60 °C; Т — для температур от +45 °C до -10 °C.
Рис. 4.12.5. Схема, поясняющая работу отделителя и короткозамы кател я Условия размещения: 1 — на открытом воздухе; 2 — под навесом; 3 — в закрытых помещениях. Отделители и короткозамыкатели, выпускаемые фирмой «ЭЛВО», представлены в табл. 4.12.7. Совместное применение отделителя и короткозамыкателя на подстанциях, рассчитанных на напряжение 35—220 кВ, позволяет отказаться от установки выключателей высокого напряжения, а также упростить и удешевить подстанции без уменьшения надежности. На рис. 4.12.5 приведена схема, поясняющая совместную работу отделителя ОД и короткозамыкателя КЗ. Защита трансформатора ТР вызывает срабатывание короткозамыкателя КЗ, который создает ток короткого замыкания, на что реагирует защита питающей линии. Линия отключается. В течение бестоковой паузы отключается отделитель ОД. На этом операция вывода из работы поврежденного трансформатора окончена. Остается восстановить схему для питания потребителей П, подключенных к линии. Это выполняет автоматика повторного включения АПВ. Заземлители — однополюсные аппараты, включаемые в нейтраль трансформаторов (в зависимости от режима работы нейтраль трансформаторов может быть заземлена и разземлена). Принцип работы заземлителей аналогичен работе короткозамы Таблица 4.12.7. Отделители и короткозамыкатели. выпускаемые фирмой «ЭЛВО» Тип продукции Краткая техническая характеристика Обозначение ТУ полное время отключения (включения) без го- лоледа, с ток термостойкости, кА амплитуда предельного сквозного тока, кА масса, кг тип комплектующего привода Отделитель ОДЗ-35/630У1 0,45 12,5 80 76 ПР-У1 ТУ16-521.091-75 Короткозамыкатель КРН-35У1 0,1 12,5 42 55 ПРК-1ХЛ1 ТУ16-674 073-86
кателя, но они включаются и выключаются вручную рычажным приводом типа ПРНУ-10. Заземлители различных типов приведены на рис. 4.12.6 и 4.12.7, а их технические характеритстики — в табл. 4.12.8. Технические характеристики заземлителя типа ЗР-10 Номинальное напряжение, кВ..................... 10 Номинальный ток электродинамической стойкости, кА.................................. 51 Время протекания тока термической стойкости (20 кА), с.................. 1 Механическая износостойкость (циклов)..............2000 Габаритные размеры, мм............................ 717x365x282 Рис. 4.12.6. Заземлитель ЗОВ-20: 1 — привод; 2 — вилка; 3 — рычаг; 4 — заземлитель.
Таблица 4.12.8. Заземлители Тип Стойкость, кА Высота, м Масса, кг ZyT, СМ Тип привода электродинамическая (амплитуда) термическая Внутренней установки ЗР-10УЗ 235 90 1 37 1 1 ПЧ-50 ЗР-24УЗ 235 90 42 ПЧ-50 ЗР-35УЗ 235 90 44 | ПЧ-50 Наружной установки ЗОН-1ЮМ-1У1 16 6,3 1,49 101 190 ПРН-11 ЗОН-110М-ПУ1 16 6,3 1,21 72 190 ПРН-11 ЗОН-1ЮМ-1У1 16 6,3 2,0 144 280 ПРН-11 ЗОН-1ЮУ-ПУ1 16 6,3 1,72 115 280 ПРН-11 ЗР-ЗЗО-1 160 63 3,81 210 — ПРН-1 ЗР-ЗЗО-2 160 63 3,81 225 — ПРН-1 ЗР-500-1 160 63 4,88 275 — ПРН-1 ЗР-500-2 160 63 4,88 265 — ПРН-1 ЗР-750-1 160 63 6,96 430 — ПРН-1 ЗР-750-2 160 63 6,96 430 — ПРН-1 Примечания: 1. Обозначение типа заземлителя: буквенная часть: 3 — заземлитель, Р — рубящего типа, О — однополюсный, Н — наружной установки, М — модернизированный, У — с усиленной изоляцией (Б по ГОСТ 9920-75); цифровая часть: — номинальное напряжение, кВ; 1, 2, а также I и II — варианты исполнения (1 — размещение на неподвижном контакте подвесного разъединителя, 2 — на трансформаторе тока) У1 и УЗ — исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69 и 15543-70. 2. Заземлители 330-750 кВ не имеют собственной опорной изоляции и предназначаются для заземления неподвижных контактов подвесных разъединителей. Заземлители ПО кВ предназначены для заземления нейтралей силовых трансформаторов и имеют собственную опорную изоляцию. 3. Допустимая продолжительность протекания тока термической стойкости для заземлителей ЗР — 1с, для ЗОН — 3 с 4. Допустимое тяжение провода для заземлителей ЗОН — 784 Н. В комплекты поставки заземлителя входят: • заземлитель; • паспорт; • техническое описание и инструкция по эксплуатации. Для поддержания и крепления токоведущих частей разъединителей, отделителей и короткозамыкателей наружной установки используются опорно-штыревые и опорно-стержневые изоляторы. Последние изготавливаются цельными для напряжений до ПО кВ включительно Для аппаратов напряжением выше ПО кВ колонки набирают из штыревых или стержневых изоляторов, устанавливаемых друг на друга
Рис. 4.12.7. Заземлитель типа ЗР-10 Надежность работы изоляторов определяется их электрической и механической прочностью. Они не должны терять изоляционных свойств при изменяющихся атмосферных условиях (тумане, дожде, снеге, гололеде) и должны выдерживать воздействие рабочих ударных нагрузок, электродинамических сил, тяжений проводов. В электрическом отношении опорно-стержневые изоляторы весьма надежны и электрическим испытаниям в эксплуатации не подвергаются. Механическую прочность опорно-стержневых изоляторов разъединителей и отделителей напряжением 35-220 кВ проверяют испытаниями на изгиб. Испытания изоляторов 35—110 кВ производят путем стягивания двух изоляторов одного полюса аппарата при развернутом на 180° положении полуножей, так как изгибающее усилие при включении действует в сторону ошиновки. Заземлители рубящего типа ЗР-ЗЗО-УХЛ1/ЗР-5ОО-УХЛ1/ЗР-75О-УХЛ1 Технические характеристики заземлителей рубящего типа: Предельный сквозной ток (амплитуда), кА..........160 /тер, кА/время протекания /тер, с................65/1 Масса, кг, не более..............................210/275/4
4.13. Выключатели высокого напряжения 4.13.1. Включатели 6—1150 кВ Выключатели высокого напряжения служат для коммутации электрических цепей во всех эксплуатационных режимах: включения и отключения токов нагрузки, токов намагничивания трансформаторов и зарядных токов линий и шин, отключения КЗ, а также при изменениях схем электрических установок. Каждый режим работы имеет свои особенности, определяемые параметрами электрической цепи, в которой установлен выключатель. Тяжелым режимом работы является отключение тока КЗ, когда выключатель подвергается воздействию значительных электродинамических сил и высоких температур. Отключение сравнительно малых токов намагничивания и зарядных токов линий имеет свои особенности, связанные с возникновением опасных коммутационных перенапряжений, утяжеляющих работу выключателей. Требования, предъявляемые к выключателям во всех режимах работы, следующие: • надежное отключение любых токов в пределах номинальных значений, • быстродействие при отключении, т.е. гашение дуги в возможно меньший промежуток времени, что вызвано необходимостью сохранения устойчивости параллельной работы станций при КЗ; • пригодность для автоматического повторного включения после отключения электрической цепи защитой; • взрыве- и пожаробезопасность; • удобство обслуживания. Для оперативного обслуживания необходимо, чтобы каждый выключатель или его привод имел хорошо видимый и безотказно работающий указатель положения («Включено», «Отключено»). Если выключатель не имеет открытых контактов и его привод отделен стенкой от выключателя, то указатель должен быть и на выключателе, и на приводе. На подстанциях применяют выключатели разных типов и конструкций. В них заложены различные принципы гашения дуги и используются различные дугогасящие среды (трансформаторное масло, сжатый воздух, элегаз, твердые газогенерирующие материалы и т.д.). Однако преимущественное распространение получили масляные баковые выключатели с большим объемом масла, маломасляные выключатели с малым объемом масла и воздушные выключатели. Перспективны элегазовые и вакуумные выключатели. Основными конструкционными частями выключателей всех типов являются токопроводящие и контактные системы с дугогасительными устройствами.
Для отключения электрических цепей с большими силами токов созданы отключающие аппараты, имеющие следующие дугогасящие устройства: • газового дутья, у которых в дуговой канал поступает воздух извне или же образуется газ (за счет энергии самой дуги под действием ее температуры) из минерального масла, из органического стекла, из фибры гасительной камеры и проходит через дугу, что и приводит к ее погашению; • с узкой щелью, в которых дуга с помощью магнитного дутья втягивается в узкую щель, стенки которой создаются из изолированного материала: на стенках щели происходят нейтрализация зарядов, охлаждение дуги и ее гашение; • с разделением дуги на короткие дуги, в которых возникает падение напряжения около электродов на каждом коротком участке дуги, из-за чего энергия, выделяющаяся в дуге, оказывается недостаточной для ее горения. В наиболее мощных аппаратах включения-отключения цепей высокого напряжения (в масляных и воздушных выключателях) применяются дугогасящие устройства, действующие по принципу газового дутья. В их дугогасительных камерах газовое дутье создает перемешивание неионизирован-ного газа с ионизированными частицами Это охлаждает дугу, снижает термоионизацию, что приводит к гашению дуги в момент прохождения тока через нулевое значение. 4.13.2. Основные параметры силовых выключателей Номинальный ток 1КОМ — наибольший ток (действующее значение), который аппарат способен длительно проводить при заданном номинальном напряжении, номинальной частоте и номинальной температуре воздуха, при этом температура частей аппарата не должна превышать допускаемую, установленную для длительной работы. Номинальное напряжение UKOM — линейное напряжение трехфазной системы, в которой аппарат предназначен работать. Если выключатель может использоваться для различных классов напряжения, то за номинальное принимается наивысшее номинальное напряжение. Для компенсации падения напряжения на источниках энергии (генераторах, трансформаторах) напряжение поднимается на 5... 15% относительно номинального значения. Каждый класс напряжения имеет свое наибольшее рабочее напряжение (7„.р: t/ном, кВ ^н.р> кВ 6 10 15 20 7,2 12 17,5 24 40,5
Номинальный ток отключения Io нои — наибольший ток короткого замыкания (действующее значение периодической составляющей), который выключатель способен отключить при напряжении, равном наибольшему рабочему напряжению при заданных условиях восстановления напряжения и заданном цикле операций. Ток отключения состоит из периодической и апериодической слагающих и меняется по действующему значению. Номинальный ток отключения определяется действующим значением периодической составляющей в момент расхождения контактов (м.р.к.). Апериодическая составляющая тока короткого замыкания определяется в момент времени м.р.к. и оценивается параметром Р, равным отношению апериодической составляющей тока к амплитуде периодической в момент расхождения контактов. Под циклом операций понимают перечень коммутационных операций, который обязан совершить аппарат. Так, для выключателей, допускающих автоматическое повторное включение (АПВ), должны быть обеспечены циклы: 1) О — tm — ОВ — 180с — ВО и 2) О — 180 с — ВО —180 <• — ВО. Номинальная мощность отключения — произведение номинального тока отключения на номинальное напряжение и на последний множитель для трехфазных выключателей — л'З. Стойкость при сквозных токах короткого замыкания характеризуется токами термической стойкости Ц при заданном времени С и термодинамической стойкости /д. Для аппаратов, имеющих разъемные контакты, вводится понятие тока сквозной стойкости (термической и динамической). Ток сквозной стойкости — это ток, который может пропускать через себя токоведущий контур аппарата при полностью выключенном положении, когда нажатие контактов номинальное. Ток термической стойкости связан с номинальным током отключения неравенством Лесном (4.13.1) При протекании тока /т в течение времени температура токоведущих частей не должна превышать допустимую для кратковременного режима работы Ток электродинамической стойкости определяется амплитудным значением ударного тока. Этот ток связан с током отключения неравенством: /у > 1,8л/2 Д ном = 2,55/о ном. (4.13.2) Номинальный ток включения — ток короткого замыкания, который выключатель с соответствующим ему приводом способен отключить без приваривания контактов и других повреждений при напряжении сети (7нр. и
при полном цикле операций. Ток включения определяется как его амплитудой (4кл=72 1о ном), так и начальным действующим значением периодической слагающей /о.ном). Собственное время отключения выключателя с приводом — промежуток времени с момента подачи команды на отключение до момента начала расхождения дугогасительных контактов. Время отключения выключателя с приводом — промежуток времени от момента подачи команды на отключение до момента погасания дуги во всех полюсах. Время включения (до возникновения тока в цепи) выключателя с приводом — промежуток времени от момента подачи команды на включение до момента пробоя промежутка между сближающимися контактами при номинальном напряжении в сети Бестоковая пауза выключателя при автоматическом повторном включении — промежуток времени от момента погасания дуги во всех полюсах выключателя до момента возобновления тока в каком-либо полюсе выключателя. В табл. 4.13.1 приведены основные технические данные выключателей, в табл. 4.13.2. номинальные напряжения, токи и мощности отключения выключателей различных типов, в табл. 4.13.3. — общие требования, а в табл. 4Д3.4. — их сравнительные характеристики. технические данные выключателей Таблица 4.13.1. Основные высокого напряжения. Тип выключателя Конструкция Номинальное напряжение UK, кВ Номинальный ток Iw А Тип привода ВМП-10 Маломасляный подвесного исполнения 10 630... 1500 ПЭ ВМПП-10 То же 10 63... 1600 пп ВМПЗ-10 10 630...3200 пэв ВМГ-10 Маломасляный 10 630... 1000 пп,пэ МКП-35 Масляный баковый 35 1000 шпэ С-35 То же 35 630...3200 ШПЭ,ПП,ШПВ ВМК-35 Маломасляный колонковый 35 630... 1000 пэ,пв ВВУ-35 Воздушный 35 2000, 3200 пв ВВУ-11О Воздушный с усиленной изоляцией 110 2000 пв МКП-110 Масляный баковый 110 630... 1000 шпэ
Таблица 4.13.2. Номинальные напряжения, токи и мощности отключения-выключения выключателей различных типов Род дугогасяшей среды Способ гашения дуги Тип дугогасящего устройства Тип выключателя Пном, кВ, не более ^Ном» А, не более | /оном, кА, не более ^о.ном> мВ.А, не более Масло В простом разрыве Отсутствует Масляные баковые выключатели 10 1500 8,7 150 В продольных или поперечных потоках продуктов разложения масла Камеры с поперечным или продольным автодутьем Масляные горшковые 10 6000 100 3500 Твердое газогенерирующее вещество Продольное или поперечное дутье продуктов разложения твердых газогенерирующих веществ Камеры с поперечным или продольным автодутьем Автогазовые выключатели 10 600 17 300 Сжатый воздух В продольном или поперечном потоке сжатого воздуха Камеры продольного и поперечного дутья Воздушные (газонапорные) 35 1600 10 25000 Воздух и охлаждающие поверхности Перемещение ствола дуги магнитным полем и охлаждение в узких щелях камеры Лабиринтнощелевые камеры Электромагнитные 15 2000 29 750 Камеры с керамическими перегородками 15 2000 38 1000 Шестифтористая сера — элегаз Охлаждение дуги в потоке элегаза Камеры продольного или поперечного дутья Элегазовые 10 35 3500 1000 20 10 1000 630 Вакуум (остаточное давление 10’7 1(Г10 Па) В простом разрыве Вакуумные дугогасительные устройства Вакуумные выключатели 10 35 3200 1250 31,5 20,0 1000 1000 Оборудование подстанций и электрических сетей
Таблица 4.13.3. Общие требования к выключателям по ГОСТ 687—78 Длина пути утечки изоляции (ГОСТ 9920-75) Пном, кВ 3 6 10 15 20 35 /ут, см, для изоляции категории А Б 6 9 12 18 20 30 30 45 40 62 70 105 Расчетная скорость ветра, м /с При гололеде с толщиной стенки до 20 мм Без гололеда 15 20 Тяжение проводов в горизонталь- t/H0M кВ <35 Тяжение, Н 500 Механическая износостойкость (количество циклов «включение — произвольная пауза — отключение») Выключатели на напряжение 6, 10, 15, 20 и 35 кВ с /‘соответственно не более 80; 50; 31,5; 25; 12,5 кА Остальные выключатели до 35 кВ 2000 1000 Стойкость при сквозных токах Ток электродинамической стойкости (наибольший ток) /ди„ Ток термической стойкости /т 2,55/0 >/о КЗ Время протекания тока Ц, с для 17НОМ<35 кВ 1 или 3 Начальное действующее значение периодической составляющей тока включения >4) Нормированная бестоковая пауза, с при АПВ при БАПВ 0,3...1,2 0,3 Коммутационная износостойкость, число операций от-ключения (числитель — воздушные выключатели, знаменатель — масляные), п Для выключателей без АПВ 5 Для выключателей с АПВ /0, кА <20 21 и 31,5 40 50 63 Диапазон отключаемых токов от 60 до 100% /0 от 30 до 60%/0 20/10 40/25 18/7 36/18 15/6 34/15 6/6 12/15 6/6 12/15 4.13. Выключателе высокого напряжения
Продолжение табл. 4.13.3 Разновременность разных полюсов При отключении 0,01 с При включении выключателя с полюсами функционально независимыми По стандартам на конкретные выключатели функционально зависимыми 0,01 с Диапазон нормированных рабочих напряжений приводов, % U,„M Зависимого (прямого) дей-ствия постоянного тока включение 85...110 отключение 70...100 Включающие электромагниты независимого (косвенного) дей ствия 80...110 Отключающие электромагниты переменного тока или питающиеся от выпрямителей 65...12O Электродвигатели индивидуального компрессора или натяжения пружин при постоянном токе 85...110 при переменном токе 80... 100 Нормированный диапазон рабочих давлений пневматических приводов Рраб Питание привода от общего с выключателем резервуара сжатого воздуха с Рном Для циклов О-В и О—В—О Рт МПа 0,6 1,0 1,5 2,0 2,6 3,2 4,0 5,0 пределы Рра6, МПа нижний 0,55 0,95 1,4 1,9 2,5 3,1 3,9 4,9 верхний 0,65 1,05 1,6 2,1 2,7 3,3 4,1 5,1 Для операций В и О и цикла В — О (выключатель без АПВ) Не более нижнего нормированного предела Рра6 (см. выше) Для операций О (выключатель с АПВ) При значении давления, остающегося в резервуаре после одного цикла О — /6т — В, выполненного при нижнем нормированном пределе Pvm Остальные схемы питаний привода 85... 105% Рт * /о — паспортное значение тока КЗ выключателя, кА. Оборудование подстанций и электрических сетей
Примечанияк табл. 4.13.3: 1. В таблице приведены только основные из требований ГОСТ 687-78* Е. 2. Требования к электрической прочности изоляции определяются ГОСТ 1516.1-76 (для выключателей на номинальные напряжения до 500 кВ включительно). 3. Воздействие климатических факторов внешней среды регламентируется ГОСТ 15150-69 и 15543-70. Категории размещения выключателей по ГОСТ 15150-69* принимаются 3 и 4 при установке в помещении, 1 при отсутствии дополнительной защиты выключателя и 2 при установке выключателя в металлической оболочке комплектного РУ. 4. Длина пути утечки изоляции, расчетная скорость ветра и тяжение проводов нормируются только для выключателей категории размещения 1. 5. Переходное восстанавливающееся напряжение — см. п.3.6.3 ГОСТ 687-78. Таблица 4.13.4. Сравнительные характеристики выключателей 6-35 кВ в зависимости от их типов и способов гашения дуги Тип выключателя Основные преимущества Основные недостатки Малообъемные масляные выключатели 10 и 35 кВ • Небольшое количество масла. • Относительно малая общая масса. • Простота конструкции. • Относительно самая низкая стоимость. • Пригодность для КРУ внутренней и наружной установки. • Большая часть узлов унифицирована в серии. • Взрыво- и пожароопасность. • Сложность при необходимости осуществления многократных мгновенных АПВ. • Трудность осуществления подогрева масла. • Необходимость в периодическом контроле, доливке и относительно частой замене масла в дугогасительных полюсах. • Непригодность для работы с частыми операциями. • Относительно большой износ дугогасительных контактов. Электромагнитные выключатели 6 и 10 кВ • Полная взрыво- и пожаробезопасность • Весьма малый износ дугогасительных контактов и рабочих элементов дугогасителя. • Пригодность для работы в условиях весьма частых отключений. • Относительно высокая отключающая способность • Относительно сложная конструкция дугогасительного устройства с системой магнитного дутья. • Ограниченный верхний предел номинального напряжения. • Ограниченная пригодность для наружных установок Вакуумные выключатели • Полная взрыво- и пожаробезопасность. • Возможность осуществления сверхбыстродействия и приме-ненищдля работы в любых цик- • Надежное отключение емкостных токов холостых линий. • Относительно малая масса. • Относительно малые габариты. • Относительно малая мощность привода • Легкая замена дугогасителя. • Простота эксплуатации • Относительно ограниченный верхний предел величины отключаемого тока. • Возможные коммутационные перенапряжения при отключении малых индуктивных емкостных токов
4.13.3. Механический и коммутационный ресурс выключателей При решении вопросов выбора схем распределительных устройств, выключателей, планирования их ремонтов, построения систем диагностики необходимо знать механический и коммутационный ресурс выключателей. Механический ресурс характеризуется числом циклов «включение — произвольная пауза — отключение», выполняемых без тока в главной цепи выключателя. Коммутационный ресурс определяется допустимым для выключателя без осмотра и ремонта дугогасительного устройства суммарным числом операций включения и отключения при нагрузочных токах и токах к. з. Предельным значением ресурса является нормируемая износостойкость. Источником информации о механической и коммутационной износостойкости выключателей могут быть стандарты, каталоги и инструкции по эксплуатации на конкретные типы выключателей. В настоящее время данные об износостойкости выключателей недостаточно систематизированы, не выявлены функциональные связи износостойкости с отключаемым током выключателя. Практический интерес представляет соотношение механической и коммутационной износостойкости выключателей разных видов, напряжений и параметров. Анализ источников информации позволил систематизировать данные о механической износостойкости и представить их в виде единой таблицы (табл. 4.13.5.) Следует отметить, что данные ГОСТ обычно являются нижней границей нормированных циклов. Из табл. 4.13.5. видно, что наиболее износостойкие — вакуумные выключатели, далее следуют элегазовые и маломасляные. Для воздушных, масляных баковых и электромагнитных выключателей показатели износостойкости, определяемые стандартом фактически соответствуют их верхней границе. Значение ресурса по механической стойкости выключателей следует выбирать из следующего ряда циклов: 1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 10000. Для элегазовых выключателей принимается ресурс по механической стойкости не менее 3000 циклов. Для характеристики коммутационной износостойкости в зарубежной практике используют аналитические зависимости. Так, расчет гарантированного для выключателей числа коммутаций п различных токов к.з. производится по выражению (4.13.3) 7ОТКЛ.НОМ где Аугкл= т °ткл — гарантированный ток отключения (в долях номиналь-^откл.ном
Таблица 4.13.5. Механическая износостойкость силовых выключателей Выключатели 17ном, кВ 7Ном, А 4ткп НРМ, кА Механическая износостойкость (число циклов «включения—отключения») Вакуумные Маломасляные Воздушные Элегазовые Электромагнитные 10; 35 ю, ПО; 220 35-750 10 6-10 630...2500 630... 1600; 1250; 2000 2000; 4000 1000... 1600 1600; 2500; 3150 10; 12,5; 20; 31,5 20; 31,5; 25, 40 31,5...63 20 40 2 • 104...6 • 104** 2000*...2500**; 5300* 1000* 2000...2900 2000** *, ** — источники информации: соответственно ГОСТ 687-78 и каталоги ного тока отключения выключателя /откл нон); параметр К обычно принимается равным 10. Применяется также более сложное эмпирическое выражение (4.13.4) где N — допустимое (без ремонта) число отключений номинального тока отключения выключателя; /откл — значение многократно отключаемого тока, к.з.; а — показатель степени, зависящий от типа выключателя: для электромагнитного — 3, элегазового — 2,5, вакуумного — 2, маломасляного — 1,5 В отечественной практике указанные выше или аналогичные зависимости в настоящее время не используются. Как правило, заводы-изготовители приводят гарантированное число циклов отключения и включений с незначительным запасом, с градацией по отключаемому току (30...60)% и (60... 100)% /откл ним-Данные ОРГРЭС с более широкой градацией по отключаемому току (25, 50, 75, 100% номинального тока отключения) представлены в табл, 4.13.6. Допустимое для каждого полюса выключателя без осмотра и ремонта дугогасительного устройства число операций при токах к.з. и нагрузочных токах должно нормироваться в стандартах на выключатели конкретных типов и составлять: а) при токах к.з. в диапазоне (60... 100)% /откл ном — не менее числа операций отключения, выбранных для уровня А или Б по табл. 4.13.7. б) при токах к.з. в диапазоне (30...60)% /откл ном — не менее числа операций отключения, большего в 1,7 раза числа операций отключения, нормированного по п. а).
Таблица 4.13.6. Число отключений выключателя в зависимости от силы отключаемого тока Тип выключателей кВ Допускаемое количество отключений в зависимости от отключаемого тока к. з. (в процентах от /откл но ) 25 50 75 100 ВМГ-133, МГГ-10, МГГ-20, МГ-10, МГ-5, ВМП-14, ВМ-16, ВМ-22, ВМ-23, ВМП-10, ВМБ-10, ВМ-35, ВМД-35, МКП-35 6-35 8 6 4 2 Воздушные выключатели всех типов отечественного изготовления 35 20 15 12...13 10 Для построения необходимых для расчета аналитических зависимостей этих данных, однако, недостаточно. Для некоторых серий выключателей (например, ВМТ, ВВБ, ВВБК) заводы-изготовители в инструкциях по эксплуатации дают графические зависимости числа гарантированных отключений от отключаемого тока ^к.з., которые позволяют получить аналитическую зависимость пк = / (у ). Анализ пяти отображающих функций: линейной п = А + В/*ткп, гиперболической п = А + В / /*ткл, степенной п = ел/*®кл экспоненциальной п=е^еЪ1та, логарифмической п = А + В/n/*ткл, методом наименьших квадратов показал, что имеющиеся данные хорошо описываются гиперболической зависимостью где А, В — коэффициенты. При /откл = \п=А+В. В случае отсутствия данных, необходимых для определения искомых коэффициентов гиперболической зависимости, целесообразно использовать выражение (4.13.5.) которое также достаточно хорошо описывает эксплуатационные данные.
Таблица 4.13.7. Зависимость числа отключений выключателя от отключаемого тока Выключатели Наименьшее допустимое число операций отключения при токах в диапазоне (60... 100)% /откл ном при значениях /откл ном, кА Уровень до 20 20-31,5 40 50 63 Воздушные 10 8 7 4 4 А Масляные 7 5 4 4 4 Элегазовые 30 25 20 18 10 Б Воздушные 20 18 15 10 6 Масляные 10 7 6 6 6 Вакуумные 30 25 20 18 10 4.13.4. Выбор электротехнического оборудования Выбор электротехнического оборудования по режиму к.з. выполняют в соответствии с требованиями, изложенными в табл. 4.13.8. Выбор аппаратов по коммутационной способности. Выключатели выше 1000 В: • по отключающей способности с учетом параметров восстанавливающегося напряжения; • по включающей способности. При этом выключатели генераторов, установленные на стороне генераторного напряжения, проверяются только на несинхронное включение в условиях противофазы. Предохранители: по отключающей способности. При этом в качестве расчетного тока следует принимать действующее значение периодической составляющей начального тока к.з. без учета токоограничивающей способности предохранителей. Выключатели нагрузки и короткозамыкатели: по предельно допустимому току, возникающему при включении на к.з. Отделители и разъединители: проверка по коммутационной способности при к.з. не требуется. При использовании отделителей и разъединителей для отключения — включения ненагруженных линий, ненагруженных трансформаторов или уравнительных токов параллельных цепей отделители и разъединители следует проверять по режиму такого отключения — включения.
Таблица 4.13.8. Выбор и проверка оборудования по режиму КЗ Наименование оборудования Условия выбора и проверки по номинальному напряжению по номинальному току по электродинамической стойкости по термической стойкости предельно отключаемый ток допускаемая мощность отключения Выключатели UK0K > Дом—Длит раб Л1 AI /,2/>Пф 4к>/ s.„K>sK Отделители и разъединители — Ц>аб Дом—Длит раб г г IV IV - - Короткозамыкатели Пном & Uраб — F” Г' IV - - Реакторы Оном — Ираб Дом — Длит, раб «max 1'уд — — Трансформаторы тока Ином — Цмб Дом—Длит раб IKOJc‘2es,>L^ — — Предохранители напряжением выше 1 кВ Ином — Прав /ном^Аиит раб — — /отк>/1|3) — *' Кратность тока электродинамической стойкости кшя= — * ^Дом1 *2 Кратность односекундного тока термической стойкости А:тер=уПЕ- Примечание: 1 Трансформаторы напряжения выбираются по номинальному первичному напряжению, типу и схеме соединения, номинальной мощности вторичной обмотки, классу точности (по режиму к.з. не проверяются) 2. В качестве расчетного вида к.з. и расчетной точки к.з. следует принимать вид и точку к.з., для которых аппараты и токоведущие части оказываются в наиболее тяжелых условиях (режимы, не предусмотренные для длительной эксплуатации, не учитываются). 3. По режиму к.з. не проверяются: а) по термической стойкости аппараты и проводники, защищенные плавкими предохранителями, независимо от номинального тока и типа, б) по электродинамической стойкости аппараты и проводники, защищенные плавкими предохранителями на номинальный ток до 60 А, бетонные реакторы с хр > 3% 4 На реактированных линиях проводники и аппараты, расположенные до реактора и отделенные от питающих сборочных шин разделяющими перегородками, выбираются по току к з. за реактором. Шинные ответвления от сборных шин до разделяющих перегородок и проходные изоляторы на них выбираются по режиму к.з. на сборочных шинах Выбор реакторов. Индуктивное сопротивление реакторов выбирается по условию ограничения токов к.з. Для выбора индуктивного сопротивления реактора задаются типом выключателя, который должен быть установлен на присоединении. Принимается /отк = /к, откуда (4.13.6)
По току к.з. на шинах подсчитывается сопротивление системы хс, тогда Хр = Хк - хс . По каталогу выбирается реактор с индуктивным сопротивлением, ближайшим к полученному по расчету. Выбор индуктивного сопротивления ветви сдвоенного реактора производится аналогично. Выбранный реактор проверяется по остаточному напряжению на шинах в режиме к.з. за реактором, которое должно быть не меньше 60% номинального: t/OCT=^^-,% (4.13.7) Не проверяют по остаточному напряжению реакторы, включенные в цепи с быстродействующей защитой, секционные реакторы. Фиктивное время полного тока к.з. определяют в соответствии с табл. 4.13.9. Таблица 4.13.9. Определение фиктивного времени Параметры Расчетные формулы Обозначение Действительное время t = t3 + U (4.13.8) ta — время срабатывания защиты; 1тк — время отключения выключателя Коэффициент р' Р (4.13.9) 4" — начальный сверхпереходный ток к.з.; установившейся ток к.з. Фиктивное время полного тока к.з. (ф = ^п+^а (4.13.10) /ф п — для периодической слагающей тока к.з.; (ф а — для апериодической слагающей тока к.з. Примечания 1. При к.з. в удаленной точке и расчете тока к.з. при условии питания от системы неограниченной мощности /’=/„ , тогда р" = 1. 2. Значение £фп определяется по кривым рис. 4.13.1. 3. Приближенно /фа = 0,05 р 2. 4. При t> \ с и расчете тока к.з. при условии питания от системы неограниченной МОЩНОСТИ £ф = /фп 5. При t>5 с /* = Гф5 + (t - 5), где £ф5 — значение фиктивного времени при t ~ 5 с (по кривым рис. 4.13.1)

4.14. Масляные выключатели 6 кВ и выше 4.14.1. Основные сведения Масляные выключатели. В баковых выключателях с большим объемом масла (серий МКП, У, С и др.) масло используется как для гашения дуги, так и для изоляции токопроводящих частей от заземленных конструкций, в маломасляных выключателях серий ВМГ, ВМП, ВМПП, ВМПЭ, ВК, МГГ, ВМК и др. — для гашения дуги и не обязательно для изоляции от земли частей, находящимся под напряжением. Их баки специально изолируются от земли. Выключатели изготавливают с раздельными полюсами. Промышленность выпускает маломасляные выключатели и на напряжение 110-220 кВ серии ВМТ. Отличительной особенностью конструкций этой серии выключателей являются маслонаполненные фарфоровые колонны, каждая из которых состоит из опорного и камерного изоляторов. В камерных изоляторах размещены дугогасительные устройства и механизмы управления. Маслонаполненные колонны герметичны. Надмасляное пространство в них заполнено газом (азотом), находящимся под постоянным давлением (0,5... 1 МПа) Давление создается перед вводом выключателя в работу и сохраняется без пополнения до очередного ремонта. Гашение дуги в масляных выключателях обеспечивается воздействием на нее дугогасящей среды — масла. Процесс сопровождается сильным нагревом, разложением масла и образованием газа в виде газового пузыря (температура газовой смеси в камере выключателя Т (f 800...2500 К) В газовой смеси содержится до 70% водорода, что и определяет высокую дугогасящую способность масла, так как в водороде дугой отдается в десятки раз больше энергии, чем в воздухе. Быстрое нарастание давления в газовом пузыре до значений,, превышающих атмосферное (при отключении тока к.з. давление может достичь 3...8 МПа), способствует эффективной деионизации межконтактного пространства в выключателе. Дуга между расходящимися контактами гаснет в момент прохождения тока через нулевое значение, так как в это время к ней практически не подводится мощность, температура дуги падает, и дуговой промежуток почти теряет проводимость. Однако первое погасание дуги не исключает ее повторного зажигания. Все зависит от двух принципиально отличных друг от друга обстоятельств: скорости нарастания, так называемого восстанавливающегося напряжения, стремящегося пробить промежуток между контактами, и скорости нарастания изолирующих свойств промежутка, препятствующих пробою. Если скорость восстановления напряжения на контактах полюса выключателя окажется выше скорости восстановления изолирующих свойств среды, дуга загорится, и процесс ее гашения повторится. Прекращение процесса зажигания дуги наступит лишь тогда, когда восста
навливающееся напряжение станет недостаточным для пробоя все увеличивающегося промежутка вследствие движения подвижных контактов. В современных масляных выключателях применяются эффективные дугогасящие устройства, ускоряющие восстановление электрической прочности промежутка. Помогают снизить скорость восстановления напряжения в выключателях некоторых типов шунтирующие резисторы, присоединяемые параллельно главным контактам дугогасительных камер. Кроме скорости восстановления напряжения на длительность горения дуги в масляных выключателях влияют следующие факторы: сила тока, отключаемого выключателем; высота слоя масла над контактами, скорость расхождения контактов. Чем больше значение отключаемого тока, тем интенсивнее газообразование и тем успешнее гашение дуги. При отключении небольших токов гашение дуги может затянуться, так как энергии, выделяемой при этом дугой, бывает недостаточно для ее гашения. При отключении токов намагничивания процесс гашения сопровождается возникновением перенапряжений, связанных с обрывом (срезом) тока до момента его естественного прохождения через нуль. Перенапряжения приводят к повторным пробоям. Упомянутые выше шунтирующие резисторы позволяют снизить кратность перенапряжений. Положительную роль они играют и при отключении зарядных токов линий электропередачи Через шунтирующие резисторы разряжается емкость отключаемой линии, благодаря чему напряжение на проводах, созданное остаточным зарядом, понижается. При сниженной амплитуде напряжения, воздействующего на каждый полюс выключателя, уменьшается вероятность повторных пробоев. Высота слоя масла над контактами имеет существенное значение при гашении дуги. Чем больше слой масла, тем больше давление в газовом пузыре, тем интенсивнее процесс деионизации. Вместе с тем высокий уровень масла в баке снижает объем воздушной подушки, что может привести к опасному повышению давления внутри бака и сильному удару масла в крышку. При небольшом слое масла над контактами горючие газы, проходя через него, не успевают охладиться и в результате смешения с кислородом воздуха могут образовать гремучую смесь. Скорость расхождения контактов в выключателе играет важную роль. При высокой скорости движения контактов дуга быстро достигает своей критической длины, при которой восстанавливающееся напряжение оказывается недостаточным для пробоя большого промежутка. Одним из способов увеличения скорости удлинения дуги является увеличение числа последовательных разрывов в каждом полюсе выключателя. Вязкость масла в выключателе отрицательно сказывается на скорости движения контактов. Вязкость увеличивается с понижением температуры масла.
Загустение и загрязнение смазки трущихся частей передаточных механизмов и приводов в значительной степени отражаются на скоростных характеристиках выключателей. В ряде случаев движение контактов может оказаться замедленным или вообще прекратиться, контакты зависнут. При ремонтах необходимо удалять старую смазку в узлах трения и заменять ее новой консистентной незамерзающей смазкой марок ЦИАТИМ-221, ЦИАТИМ-201, ГОИ-54. Принципы гашения дуги в баковых выключателях (в дополнение к сведениям, изложенным в разделе 4.9). Гашение дуги простым разрывом в масле. При размыкании контактов между ними загорается дуга. Под действием высокой температуры масло разлагается и дуга горит в атмосфере газов (водорода и метана). При прохождении тока через нуль она гаснет. После погасания дуги промежуток деионизируется за счет перемешивания горячих и холодных газов. Ввиду малой эффективности этот принцип используется только в выключателях 6-10 кВ и при токе отключения не выше 15 кА. Дугогасительные камеры газового автодутья Каждая дугогасительная камера имеет два разрыва, использующих газовое автодутье. После расхождения контактов в каждом разрыве образуется дуга. Под действием высокой температуры дуги масло разлагается, выделяя газ. В камере в течение сотой доли секунды давление возрастает до нескольких мегапаскалей. При открытии телом подвижного контакта дутьевой щели камеры начинается интенсивный обдув дуги выходящими газами. Дуга гаснет при первом проходе тока через нуль после открытия щели. Наличие второй щели обеспечивает надежную работу камеры во всем диапазоне отключаемых токов. Для выравнивания напряжения между камерами и облегчения гашения дуги в емкостных цепях камеры шунтированы резистором с сопротивлением 750 Ом. Отключение тока шунта происходит в свободном разрыве, образующемся между контактом траверсы и внешним контактом камеры. Камеры, использующие газовое автодутье, в настоящее время широко используются в выключателях на все классы напряжений (6...500 кВ) и токи отключения вплоть до 40 кА. Выключатели серий МКП, «Урал» (У) и С (баковые масляные выключатели) на напряжение 35 кВ выпускаются в виде трехполюсного аппарата, каждый полюс которого собран на отдельной крышке и помещен в отдельный бак овальной формы. Все полюсы выключателя механически соединены и управляются общим приводом. Выключатель и привод смонтированы на общем сварном каркасе, к котором} крепится барабан с тросом для подъема и опускания баков с маслом. Выключатель имеет два разрыва на полюс. Подвижные контакты в виде стержней устанавливаются на траверсе, связанной через изоляционную штангу с приводным механизмом на крышке выключателя.
В масляных многообъемных баковых выключателях масло служит для гашения дуги и изоляции токоведущих частей. При напряжении до 10 кВ они имеют один бак, в котором находятся контакты всех трех фаз. Такие выключатели (ВМБ-10, ВМЭ-6, ВМЭ-10, ВС-10) не снабжаются специальными дуто гасительными камерами, поэтому их применяют редко. В более современных баковых масляных выключателях используют дугогасительные камеры с принудительным масляным дутьем, у которых к месту разрыва масло нагнетается с помощью специальных гидравлических механизмов, и магнитным гашением в масле, в которых дуга под действием магнитного поля перемещается в узкие каналы и щели. В настоящее время в эксплуатации находятся баковые выключатели С-35-3200-50 и серии «Урал» (У-35) Масляные выключатели предназначены для работы в различных климатических условиях. В табл. 4.14.1 даны характеристики районов, в которых возможна работа выключателей. Основные достоинства баковых выключателей: простота конструкции, высокая отключающая способность, пригодность для наружной установки, а их недостатки — взрыво- и пожароопасность, необходимость периодического контроля за состоянием и уровнем масла, большой объем масла, что требует Таблица 4.14.1. Характеристики районов РФ и СНГ Макроклиматические районы Характеристика района С умеренным климатом (У) Средняя из ежегодных абсолютных максимумов температура воздуха равна или ниже 40 °C, а средняя из ежегодных абсолютных минимумов температура воздуха равна или выше -45 °C С холодным климатом (ХЛ) Средняя из ежегодных абсолютных минимумов температура воздуха ниже -45 °C С умеренным и холодным климатом (УХЛ) Средняя из ежегодных абсолютных максимумов температура воздуха равна или ниже 40 °C, а средняя из ежегодных абсолютных минимумов температура воздуха ниже -45 °C С влажным тропическим климатом (ТВ) Сочетание температуры, равной или выше 20 °C, и относительной влажности, равной или выше 80%, наблюдается примерно 12 ч в сутки или более за непрерывный период от 2 до 12 мес. С сухим тропическим климатом (ТС) Средняя из ежегодных абсолютных максимумов температура воздуха 40 °C и районы, которые не относятся к районам с влажным тропическим климатом Примечания: 1. Устройства, которые могут использоваться одновременно для всех районов (общеклиматическое исполнение), обозначаются символом О, а для районов с сухим и влажным тропическим климатом Т. 2. Исполнения ТВ, ТС и Т могут быть обозначены термином «тропическое исполнение».
значительных затрат времени на его замену, непригодность для установки внутри помещений и для АПВ, большой расход металла, большие габариты и масса, неудобство перевозки, монтажа и наладки. 4.14.2. Выключатели типа ВМ Под крышкой бака раз- Рис. 4.14.1. Устройство многообъемного выключателя {пояснения в тексте) Выключатели с большим объемом масла имеют литую массивную крышку, на которой смонтированы фарфоровые вводы (проходные изоляторы). Приводной механизм у выключателей ВМ-14 расположен над крышкой, у выключателей ВМ-16, ВМ-22 и ВМБ-10 — под крышкой. У выключателей ВМ-14 и ВМ-16 бак прямоугольный, у выключателей ВМБ-10 и ВМ-22 — круглый. Многообъемный (баковый) масляный выключатель без специального устройства для гашения дуги (рис. 4.14.1) выполняют в виде стального бака 17, залитого трансформаторным маслом 15. В нижней части бака, изолированного внутри специальной фанерой 14, имеется маслоспускной кран 16. Уровень масла контролируется указательной трубкой 13. Бак крепится к чугунной крышке 10 с помощью фланца 12 и болтов 11. Проходные изоляторы 9 с токоведущими стержнями, на концах которых укреплены неподвижные контакты 3, пропущены внутрь бака. ~ мещается буферное воздушное пространство 6, из которого воздух отводится в газоотводную трубу 5. Включается и отключается масляный выключатель приводом, воздействующим на вал выключателя 8. При включении вал выключателя поворачивается по часовой стрелке и через систему, состоящую из кривошипно-шатунного механизма с тягами 7, 20, 19 и направляющей 21, поднимает контактную траверсу 23, на которой укреплены подвижные контакты 1 трех фаз выключателя. Подвижные контакты замыкают ся с неподвижными, укрепленными на концах токоведущих частей проходных изоляторов. При этом отключающая
пружина 18 сжимается, и во включенном положении выключатель удерживается механической защелкой привода. При отключении привод смещает защелку. Под действием отключающих пружин и подвижных контактов металлической траверсы 23 и штанги 22 последняя перемещается вниз, и контакты выключателя 3 и 1 расходятся Между ними возникает дуга, а вокруг нее газовый пузырь 2, состоящий из продуктов разложения масла (70% водорода, 20% этилена). Давление в газовом пузыре составляет 0,2...0,4 МПа. Водород обладает большой теп-ловодностью и высокой электрической прочностью, что используется для гашения дуги. Образующиеся газы проходят через слой масла и выходят в буферное пространство — верхнюю часть бака, не заполненную маслом. Газы, проходя слой масла, должны охладиться, иначе возможны их быстрый прорыв (если объем масла будет малый) и образование в буферном пространстве гремучей смеси при соединении водорода и кислорода. При слишком большом объеме масла может произойти его выброс из бака через трубку 4. Поэтому необходимо постоянно контролировать уровень и качество масла, а также чистоту поверхности проходных изоляторов, на которых могут скапливаться раскаленные частицы угля и металла, образующиеся при выключении. Дуга восстанавливается и гаснет несколько раз, поэтому время выключения многообъемных выключателей продолжительно (0,15...0,2 с). Это — один из основных недостатков выключателей, ограничивающих их применение в установках небольшой мощности при напряжении до 6 кВ К недостаткам относится также пожароопасность из-за большого объема масла. Многообъемные масляные выключатели со специальными устройствами для гашения дуги применяют для ускорения процесса гашения дуги, повышения предельно отключаемой мощности. Отечественная промышленность выпускала для напряжения би 10 кВ баковые масляные выключатели ВМБ-10 и ВМЭ—6-50, в которых применен простейший способ гашения дуги — двухкратный разрыв контактов в баке с маслом без применения специальных устройств (дугогасительных камер). Выключатели ВМБ-10 (рис. 4.14.2) имеют номинальные токи 200, 400 и 600 А и предназначены для установок небольшой мощности: при напряжении 6... 10 кВ отключают короткие замыкания до 100 МВ-А. Бак 1 выключателя выполнен из листовой стали, и имеет цилиндрическую форму. Снаружи к корпусу бака приварены лапы для крепления его к крышке 10 выключателя, являющиеся одновременно подставками бака. В верхней части бака имеется обод, ниже которого приварен ниппель с закрепленным в нем указателем уровня масла 19. Изоляция 2 стенок бака и междуфазовые перегородки изготовлены из электрокартона. Бак снабжен
Рис. 4.14.2. Баковый масляный выключатель ВМБ-10: 1 — бак, 2 — изоляция бака, 3 — фарфоровые изоляторы; 4 — токоведущий стержень; 5 — прилив; 6 — неподвижный контакт; 7 — винт; 8 — пробка, закрывающая отверстия для заполнения бака маслом; 9 — вал выключателя; 10 — крышка; 11 — вилка для соединения выключателя с приводом, 12 — уплотняющая прокладка; 13 — обод; 14 — пружина; 15 — дно бака; 16 — пробка отверстия для спуска масла; 17 — шпилька; 18 — подвижные контакты; 19 — указатель уровня масла 4.14. Масляные выключатели 6 кВ и выше
устройством для предохранения от взрыва выключателя, оно состоит из отрезков тонкостенных трубок, надетых на шпильки 17, крепящие бак к крышке выключателя. Крышка 10, литая круглая, имеет четыре прилива 5 для крепления выключателя на поддерживающей конструкции. На крышке установлены шесть проходных фарфоровых изоляторов 3, внутри которых пропущены токоведущие стержни 4 и газоотвод. Под крышкой расположен приводной механизм выключателя. В приливы крышки ввернуты стальные шпильки 17. Контакты выключателя торцовые. Подвижные контакты 18 состоят из медных шин с привернутыми съемными наконечниками. Под шиной проложен стальной цоколь П-образной формы, и они закреплены на штанге из изолирующего материала. В средней части шины и цоколя имеются два отверстия, в которые входят шпильки, ввернутые на резьбе в наконечник штанги. На каждую шпильку надето по две пружины 14 (одна внутри другой). Подвижные контакты не имеют жесткого соединения со шпильками и могут перемещаться вдоль них, сжимая пружины. Эти пружины обеспечивают необходимое контактное давление между подвижными и неподвижными контактами. Приводной механизм выключателя преобразует вращательное движение вала в прямолинейное движение подвижных контактов. Выключатель включают поворотом вала в направлении часовой стрелки на 95...98°. На одном конце вала закреплена вилка II для соединения выключателя с приводом, а на другом — стрелка-указатель, показывающая включенное и отключенное положения выключателя. Во включенном положении контакты выключателя удерживаются приводом. Процесс гашения дуги в этих выключателях происходит следующим образом. Электрическая дуга, обладая высокой температурой (до 1200 °К), разлагает и превращает окружающий ее слой масла в газ. Возникают две последовательно включенные дуги, и вокруг каждой из них образуется газовый пузырь. Давление в газовом пузыре достигает 10... 12 атм, вытесняя масло в воздушную подушку между поверхностью масла и крышкой бака. Воздушная подушка занимает 20...30% объема бака и предохраняет выключатель от взрыва при резком повышении уровня масла, вызванного отключением больших токов. При гашении дуги в разрыве большое значение имеет скорость расхождения контактов. Увеличение скорости расхождения контактов приводит к уменьшению длительности горения дуги. Однако повышение скорости работы выключателя требует значительного увеличения мощности механизма выключателя и привода. Нормальная скорость движения подвижного контакта, принятая в современных баковых выключателях, составляет 1...1,5 м/сек при напряжениях 6-10 кВ и мощности отключения до 200 МВ*А.
Рис. 4.14.3. Масляный выключатель типа С-35-630-10: 1 — изолятор; 2 — привод; 3 — корпус выключателя. 4.14.3. Баковые выключатели типов МКП, У, С и другие Выключатель С-35-630-10 (рис. 4.14.3) предназначен для наружных установок напряжением 35 кВ. Выполняется в трех исполнениях: для работы в районах с умеренным климатом, в тропическом с температурой воздуха до 55 °C (ВГ1) и для районов с холодным климатом и температурой воздуха -60 °C (ХЛ1). Каждый полюс выключателя собран на отдельной крышке и помещен в отдельный бак. Все полюсы механически связаны между собой, смонтированы на общем сварном каркасе и управляются одним приводом 2. Крышки трех полюсов соединены между собой, смонтированы в один комплект муфтами, в которых устанавливаются предохранительные клапаны для защиты от повышения давления в баках при длительном горении дуги. К крыш кам полюсов подвешиваются баки, внутренние стенки которых обшиты высокопрочным электрокартоном. Под дном бака установлено устройство подогрева масла при температуре воздуха ниже -15 °C. Рис. 4.14.4. Масляный выключатель серии С-35М. а — общий вид выключателя; б — дугогасительная камера в разрезе 1 — ввод; 2 — крышка; 3 — предохранительный клапан; 4 — газоотвод; 5 — бак
На рис. 4.14.4...4.14.8 и в табл. 4.14.2... 4.14.4 приведены данные о баковых выключателях, широко используемых в РФ. Рис. 4.14.5. Выключатель С-35-3200-50 Рис. 4.14.6. Выключатель МКП-35 в разрезе по полюсу: 1 — приводной механизм; 2, 5 — вводы; 3 — крышка; 4 — трансформатор тока; 6 — труба; 7 — штанга; 8 — дугогасительное устройство; 9 — подвижные контакты
Рис. 4.14.7. Баковый масляный выключатель типа У-110 в разрезе: 1 — ввод; 2 — механизм; 3 — бак; 4 — трансформатор тока; 5 — дугогасительная камера; 6 — шунтирующий резистор; 7 — траверса; 8 — баковая изоляция; 9 — штанга; 10 — направляющее устройство
Рис. 4.14.8. Полюс выключателя У-220: 1 — маслонаполненный ввод; 2 — льдоулавливающее устройство; 3 — устройство для электроподогрева масла; 4 — бак; 5 — траверса с подвижными контактами; 6 — дугогасительное устройство; 7 — направляющее устройство; 8 — изоляция бака; 9 — трансформатор тока; 10 — коробка приводного механизма
Таблица 4.14.2. Масляные баковые выключатели переменного тока напряжением 35 кВ Тип выключателя' Предельный сквозной ток, кА 4-секундная термическая стойкость, кА Собственное время включения с приводом, с Время отключения, с Собственное время отключения с приво- дом, с Минимальная бесто-ковая пауза при АПВ, с Масса, кг Тип привода К О) h m S 3 CM s 2 § S ч к S С-35М-630-10 10 26 10 0,35...0,4 0,08-0,15 0,05...0,12 0,5 1040 230 ШПЭ-12 ПП-67 ВТ-35-800-12,5 12,5 31 12,5 0,34 0,09 ...0,15 0.06...0.12 0,5 1050 300 ШПЭ-11 ВТД-35-800-12,5 1291 ПП-67 МКП-35-1000-25 25 64 25 0,4 0,08 0,05 0,8 3120 800 ШПЭ-31 С-35-3200/2000-50Б 50 127 50 0,7 0,08 0,055 0,7 5180 1040 ШПЭ-38 1В обозначении типа даны номинальное напряжение (кВ), номинальный ток (А), номинальный ток отключения (А). 4.14. Масляные выключатели 6 кВ и выше
Тип выключателя Тип привода Номинальные Габариты, мм Масса, т напряжение, кВ ток, кА ток отключения, кА высота ширина глубина полная 1 । масла । Многообъемные выключатели МКП-35-1000-25 ШПЭ-31 35 1,0 25 3000 2845 1300 3,6 0,8 С-35М-630-10 ШПЭ-12 35 0,6 10 1940 1800 1200 1,16 0,23 С-35-3200/20200-50Б ШПЭ-38 или ШПВ-35 35 3,2 или 2,0 50 2800 3850 1300 5,18 1,04 МКП-11 ОБ-1000/630-20 ШПЭ-33 НО 0,6 или 1,0 20 5040 6200 2360 16,9 8,0 У-110-2000-40 ШПЭ-44 110 2,0 40 4575 6150 2105 20,1 8,0 У-110-2000-50 ШПЭ-46 или ШПВ-46 ПО 2,0 40 4820 6150 2030 16,0 5,7 У-220-1000/2000-25 ШПЭ-44И или ШПВ-45П 220 1,0 или 2,0 25 8100 (7400) 10800 3500 (3150) 51,5 27,0 У-220-2000-40 ШПЭ-46 или ШПВ-46 220 2,0 40 8100 (7400) 10800 3500 । 51,5 27,0 Малообъемные выключатели ВМТ-110Б-20/1000 ППК-2300 ПО 1 '-° 20 3900 4600 4600 | 2,26 0,26 ВМТ-220Б-20/1000 ППК-1800 220 LL 20 5400 7000 4600 ' 7,14 0,84 Оборудование подстанций и электрических
Тип выключателя Допустимая нагрузка выключателей, А, при температуре окружающего воздуха, DC -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 МГГ-10-5000-45УЗ 6500 6400 6350 6300 6100 5800 5700 5650 5600 5500 5400 5300 МГГ-10-4000-45УЗ 4900 4850 4750 4700 4625 4500 4450 4400 4300 4200 4100 4000 МГГ-10-3200-45УЗ 4300 4250 4180 4100 4040 3900 3850 3800 3700 3650 3600 3450 МГГ-10-2000-29 3100 3080 3000 2970 2920 2850 2800 2720 2700 2650 2550 2500 ВМ-35 1000 970 925 905 860 830 805 765 730 705 665 630 МКП-35 1400 1360 1320 1280 1250 1210 1175 1140 1100 1075 1040 1000 МКП-110-3,5 1100 1050 1000 950 925 875 835 800 760 725 675 630 МКП-110-3,5 1000 1050 1100 1150 1185 1235 1275 1310 1360 1400 1450 1500 МКП-220 1575 1535 1490 1435 1380 1335 1280 1225 1175 1125 1065 1020 У-220-10 2500 2450 2400 2370 2320 2280 2240 2190 2135 2075 2050 2000 Примечание. Допустимые токи перегрузки для выключателей серии МГГ с погрешностью 5% могут быть определены по формуле: I = Kt + IKtM, где t — температура окружающего воздуха, °C; К — коэффициент пропорциональности, А/°C. Для выключателей серии МГГ К при О °C принимается равным: -20 при /ном = 6100 А (МГГ-10-5000-45УЗ); -15 при /„„„ = 4625 А (МГГ-10-4000-45УЗ); -14 при /ном = 4040 А (МГГ-10-3200-45УЗ); -12 при = 2920 А (МГГ-10-2000-29). 4.14. Масляные выключатели 6 кВ и выше
4.14.4. Выключатели типа ВМГ с малым объемом масла (горшковые) В отличие от баковых в малообъемных (маломасляных) выключателях трансформаторное масло используется в основном как дугогасительная среда, а изоляция гоковедущих частей обеспечивается с помощью изоляторов и воздуха. Благодаря незначительному объему масла (в десятки и даже сотни раз меньше, чем в многообъемных баковых с такими же характеристиками), а также высокой прочности баков (горшков), их считают менее взрыво- и пожаробезопасными. Баки таких выключателей изготавливают из металла и фарфора. Выключатели с металлическими баками используют в закрытых и комплектных РУ, а с фарфоровыми — на открытых подстанциях. Каждый разрыв цепи в малообъемном выключателе происходит в отдельном баке, в который встроена специальная дугогасительная камера обычно с поперечным дутьем. Ранее применялись выключатели ВМГ-10 (ВМГ-133) (рис. 4.14.9) — трехполюсные аппараты на номинальные токи 630 и 1000 А для работы в закрытых установках 10 кВ. В настоящее время наиболее распространены выключатели ВМП (масляный подвесной) и ВММ (масляный малогабаритный), а также типов ВК, ВГ и ВГГ. Достоинствами маломасляных выключателей являются небольшое количество масла, малая масса, удобный доступ к контактам, унификация многих узлов, а их недостатками — невысокое быстродействие, частая замена масла, малая отключающая способность, взрыво- и пожароопасность. Технические характеристики выключателя ВМГ-133: Номинальное напряжение, кВ......................... 10 Наибольшее рабочее напряжение, кВ... ...........12 Номинальный ток, А........................... ..630 и 1000 Номинальный ток отключения, кА: при 10 кВ................................ . 20 при 6 кВ......... . 20 при 3 кВ............................. . 20 Предельный сквозной ток, кА: амплитудное значение..................... ,.......,.52 начальное эффективное значение периодической составляющей................. 20 Предельный ток термической устойчивости для промежутка времени 4 с, кА.......................20
Ток включения, кА. эффективное значение периодической составляющей.................................20 амплитудное значение....... 52 Собственное время отключения выключателя с приводом ПЭ-111ПП-67, с, не более.............0,1010,12 Собственное время включения выключателя с приводом, с, не более............... . 0,3 Время отключения до погасания дуги с приводом ПЭ-111ПП-67, с, не более... .......0,1210,14 Минимальная бестоковая пауза при АПВ, с.............0,5 Масса выключателя без масла, кг:.......... ......... на 630 А....................................140 на 1000 А.................................. 145 Масса масла, кг................................... 4.5 Рис. 4.14.9. Выключатель типа ВМГ-133: 1 — гибкая связь; 2 — изолятор; 3 — горшок (полюс); 4 — подвижный контакт; 5 — тяга от вала выключателей; 6 — рычаг вала; 7 — вал; 8 — рычаг для тяги привода
Ток включения, кА: эффективное значение периодической составляющей..................... ..20 амплитудное значение...... ..52 Собственное время отключения выключателя с приводом ПЭ-111ПП-67, с, не более..............0,1010,12 Собственное время включения выключателя с приводом, с, не более.............. . 0,3 Время отключения до погасания дуги с приводом ПЭ-111ПП-67, с, не более..... ...0,1210,14 Минимальная бестоковая пауза при АПВ, с.... 0,5 Масса выключателя без масла, кг:.......... .......... на 630 А................................... .140 на 1000 А.... .145 Масса масла, кг... ... 4.5 Рис. 4.14.9. Выключатель типа ВМГ-133: 1 — гибкая связь; 2 — изолятор; 3 — горшок (полюс); 4 — подвижный контакт; 5 — тяга от вала выключателей; 6 — рычаг вала; 7 — вал; 8 — рычаг для тяги привода
Выключатели серии ВМГ-10 (рис. 4.14.10) маломасляные имеют металлический бак, который для выключателей на номинальный ток 1000 А выполнен из латуни, а для выключателей на номинальный ток 630 А — из стали и имеет продольный немагнитный шов. Выключатель имеет съемное дно с неподвижным розеточным контактом. Выключатели на 630 и 1000 А имеют одинаковые токоведущие стержни и розеточные контакты и отличаются размерами колодки и количеством гибких связей (одна на полюс 630 А и две на 1000 А) Применены рычаги из стеклопластика вместо фарфоровых тяг. Выключатели ВМГП-10 предназначены для работы с пружинным приводом типа ППВ-10. Выключатель имеет дугогасительную камеру продольно-поперечного дутья. Изоляция между нижним токоведущим фланцем, на котором установлен неподвижный розеточный контакт, и верхним токоведущим фланцем осуществляется стеклоэпоксидным цилиндром. Подвижный контакт — стержневой. Наконечники стержня и сегментов розеточного контакта облицо- Рис. 4.14.10. Общий вид (а) и схема (б) масляного выключателя горшкового типа ВМГ-10: 1 — рама; 2 — изоляторы; 3 — цилиндры; 4 — контактные стержни; 5 — фарфоровые тяги; б — контактная колодка; 7 — выходной зажим; 8 — пружина; 9 — валик, связанный с приводом; 10 — неподвижный контакт; 11 — металлическая шина; 12 — поперечный канал; 13 — пространство цилиндра, заполненное маслом
ваны дугостойкой металлокерамикой Токосъем со стержня подвижного контакта на верхний токоведущий фланец — роликовый. Места контактирования подвижного и неподвижного контактов покрываются серебром*. 4.14.5. Выключатели типа ВМП-10 Выключатели ВМП-10, ВМП-10П. В закрытых распределительных устройствах применяют маломасляные выключатели ВМП-10, ВМПП-10, ВМПЭ-10 и другие (отличающиеся друг от друга типом привода) для сборных камер КСО, а также ВМП-10К для КРУ. Маломасляные выключатели выпускаются отечественными предприятиями серии ВМП (выключатель масляный подвесной) с встроенным пружинным или электромагнитным приводом (разновидности ВМПП и ВМПЭ), масляные выключатели колонкового типа ВК-10 с пружинным приводом, выключатели масляные горшкового типа ВМГ-10 и др. Сохранившиеся в эксплуатации баковые масляные выключатели в настоящее время вытесняются маломасляными, а теперь уже вакуумными, элегазовыми и др. В сетях применяют выключатели с малым объемом масла ВПМ-10, ВПМП-10, ВМП-10, ВМП-10К, ВМП-10П, ВМПП-10. В маломасляном выключателе отсутствует большой металлический бак. Дугогасительное устройство располагается либо в бачке из изоляционного материала (выключатели серий ВМП, ВМК), либо в металлических бачках небольшого диаметра (выключатели серии МГ). Принцип работы маломасляного выключателя основан на гашении дуги, возникающей при размыкании контактов, потоком газомасляной смеси, образующейся в результате интенсивного разложения трансформаторного масла под действием высокой температуры дуги. Этот поток получает определенное направление в дугогасительном устройстве, размещенном в зоне горения дуги. На рис. 4.14.11 и 4.14.12 представлен широко распространенный выключатель ВМП-10 (£7Н0М = 10 кВ; /о.ном = 20 кА; Р 0>Н0М = 350 МВ-А). Камера собирается из пластин фибры, гетинакса и электроизоляционного картона и стягивается изоляционными шпильками. Камера имеет три щели для гашения дуги. Дутьевой канал идет сначала горизонтально, а потом вертикально. Для ограничения давления при больших токах и создания необходимого давления вблизи нулевого значения тока камера имеет воздушный буфер. Давле- * Если подвижный контакт выключателя ВМГ-133 и ВМГ-10 не имеет металлокеми-ческого покрытия, а ток отключения превышает 5 кА, то операции с ним вручную, находясь вблизи от него, выполнять нельзя — необходимо это выполнять дистанционно.
Рис. 4.14.11. Выключатель типа ВМП-10: 1 — полюс; 2 — опорный изолятор; 3 — рама; 4 — изоляционная тяга; 5 — вал; б — масляный буфер 650 Рис. 4.14.12. Выключатель ВМП-10 с приводом (геометрические размеры)
ние достигает наибольшего значения вблизи максимума тока. Под действием этого давления масло сжимает воздух в буфере. Около нуля тока мощность в дуге и давление резко спадают. Энергия, накопленная в сжатом воздухе буфера, позволяет создать в камере дутье, необходимое для гашения дуги Следует отметить, что в дугогасительных устройствах с автодутьем подъем давления, необходимого для гашения дуги, создается за счет энергии, выделяемой электрической дугой. Поэтому большие токи (примерно от 3 кА до номинального тока отключения) отключаются при малой длине дуги и малом времени ее горения благодаря тому, что энергия, выделяемая дугой, велика. Время горения дуги уменьшается с ростом тока и при номинальном токе отключения составляет 0,01...0,02 с. При малых токах (600...2000 А) энергия, выделяемая дугой, резко уменьшается, длина дуги, при которой она гаснет, увеличивается, длительность горения дуги возрастает до 0,05...0,08 с. Иногда ток в несколько десятков килоампер выключатель отключает легко за 0,01...0,02 с, а ток 600...2000 А индуктивного характера отключить не может. Поэтому при испытаниях обязательно проверяется работа при этих критических токах. Выключатели серии ВМП на номинальные токи до 3200 А и токи отключения 31,5 кА широко применяют в распределительных устройствах 6...10 кВ. При отключении больших токов в них используется интенсивное поперечное дутье. После гашения дуги пары масла и газы попадают в верхнюю часть корпуса, где пары масла конденсируются, а газы выходят наружу через отверстие в крышке. Процесс гашения дуги в камере выключателя ВМП-10 показан на рис. 4.14.13. Для контроля уровня масла в этих выключателях имеется маслоуказа-тель, а для смягчения удара при их выключении и отключении — соответственно масляный и пружинный буферы, расположенные на раме. В табл. 4.14.5 и 4.14.6 приведены дополнительные сведения о выключателях типа ВМП-10. Выключатели типа ВМП-10К. Выключатель ВМП-10К (рис. 4.14.14) изготавливают подвесным колонковым трехполюсным на номинальное напряжение 10 кВ и токи 630, 1000 и 1600 А. Он состоит из трех бачков 1, изготовленных из стеклоэпоксидной смолы и закрепляемых на раме 3 с помощью шести изоляторов 2 с эластичным креплением арматуры. Внутри рамы размещен приводной механизм, связанный с подвижными контактами выключателя изоляционной тягой 4 и главным валом 5. Для снижения динамических нагрузок при отключении выключателя в его конструкции предусмотрен масляный буфер 6, для усиления изоляции между фазами — изоляционные перегородки 9, для заземления рамы — болт 7. Выключатели ВМПП-10 снабжены встроенным пружинным приводом и блоком релейной защиты, а выключатели ВМПЭ-10 — встроенным электромагнитным приводом
Рис. 4.14.13. Процесс гашения дуги в камере выключателя ВМП-10: а — выключатель включен, б — гашение дуги, в — выключатель отключен 1 — крышка выключателя с нижним вводом; 2 — подвижный контакт; 3 — неподвижный контакт, 4 — трансформаторное масло; 5 — воздушная подушка; 6 — дугогасительная камера; 7 — изоляционный цилиндр В дугогасительных приводах электромагнитных выключателей ВЭМ использован принцип гашения дуги в магнитном поле в результате постепенного увеличения ее сопротивления и растягивания в узкой щели между изоляционными стенками из термодугостойкого материала. В вакуумных выключателях использованы герметизированные камеры, из которых откачан воздух, поэтому при размыкании контактов не образуются мощные дуги (глубокий вакуум способствует быстрой диффузии заряженных частиц в окружающее пространство, не ионизируя его). В элегазовых выключателях гашение происходит в среде элегаза, обладающего высокой диэлектрической прочностью и достаточной дугогасительной способностью, а также теплопроводностью (под действием электрической дуги элегаз практически не разлагается). Устройство выключателя ВМПЭ-10. Выключатель смонтирован на сварной раме 3 (рис. 4.14.15), имеющей отверстия для крепления на вертикальной стене. Внутри рамы расположен приводной механизм, состоящий из главного вала 5, отключающих пружин, масляного демпфера 6 и фиксатора включенного положения выключателя На лицевой стороне рамы установлено шесть фарфоровых изоляторов 2 (по два на полюс), на которых крепятся полюса / выключателя. Передача движения главного вала выклю-
Таблица 4.14.5 Технические характеристики выключателей ВМП-10 Тип выключателя Напряжение, кВ Номинальный ток, А | Номинальный ток отключения, кА Предельный сквозной ток, кА Ток термической устойчивости для 4 с, А Ток включения, кА Собственное время отключения выключателя с приводом,с Собственное время включения выключателя с приводом,с Время отключения до I погасания дуги, с Минимальная бестоко-вая пауза при АПВ, с Вес выключателя без масла, кг Вес масла, кг О к 43 к S 2 о я наибольшее рабочее амплитуда эффективное значение периодической составляющей амплитуда эффективное значение пери одической составляющей Г ВМП-10-630-20 630 140 ВМП-10-1000-20 10 11,5 1000 20 52 20 20 52 20 0,1 0,3 0,12 0,5 145 4,5 ВМП-10-1500-20 1500 160 ВМП-10-630-20К 630 140 ВМП-10-1000-20К 10 11,5 1000 20 52 20 20 52 20 0,1 0,3 0,12 0,5 145 4,5 ВМП-1О-15ОО-2ОК 1500 160 ВМП-11-63О-2ОТ 11 12 630 20 52 20 20 52 20 0,1 0,3 0,12 0,5 145 4,5 ВМП-11-1000-20Т 1000 160 ВМП-11-630-20КТ 11 12 630 20 52 20 20 52 20 0,1 0,3 0,12 0,5 145 4,5 ВМП-11-1000-20КТ 1000 160 ВМП-10-1000-20У 10 11.5 1000 20 52 20 20 52 20 0.1 0.3 0.12 0.5 145 4.5 ВМП-1О-63О-2ОКУ 10 11,5 630 20 52 20 20 52 20 0,1 0,3 0,12 0,5 145 4,5 ВМП-10-1000-20КУ 1000 160 ВМП-11-630-20КТУ и 12 630 20 52 20 20 52 20 0,1 0,3 0,12 0,5 145 4,5 4.14. Масляные выключатели 6 кВ и выше
Таблица 4.14.6. Варианты исполнения выключателя типа ВМП-10П Вариант исполнения Число встроенных реле и электромагнитов, шт Реле максимального тока мгновенного действия РТМ Реле максимального тока с выдержкой времени РТВ Токовый электромагнит отключения с питанием от быст-ронасыщающе-гося трансформатора тока ЭОТТ Реле минимального напряжения с выдержкой времени РНВ Электромагнит отключения с питанием от независимого источника оперативного тока ЭОНП ВМП-10П-00000 — — — — — ВМП-10П-11000 2 — — — — ВМП-10П-11100 3 — — — — ВМП-10П-11110 4 — — — — ВМП-10П-11114 4 — — — 1 ВМП-10П-11140 3 — — — 1 ВМП-10П-11160 3 — — 1 — ВМП-10П-11146 3 — — 1 1 ВМП-10П-11220 2 2 — — — ВМП-10П-11222 2 3 — — — ВМП-10П-11224 2 2 — — 1 ВМП-10П-11400 2 — — — 1 ВМП-10П-11600 2 — — 1 — ВМП-10П-11460 2 — — 1 1 ВМП-1ОП-22ООО — 2 — — — ВМП-10П-22200 — 3 — — — ВМП-10П-22240 — 3 — — 1 ВМП-10П-22400 — 2 — — 1 ВМП-10П-40000 — — — — 1 ВМП-10П-45500 — — 2 — 1 ВМП-10П-45550 — — 3 — 1 ВМП-10П-45560 — — 2 1 1 ВМП-10П-46000 — — — 1 1 ВМП-10П-55000 — — 2 — — ВМП-10П-55500 — — 3 — — ВМП-10П-55600 — — 2 1 — ВМП-10П-60000 — — — 1 — ВМП-10П-22600 — 2 — 1 —
Рис. 4.14.14. Выключатели ВМП-10К, ВМП-10КУ, ВМП-ЮКТ, ВМП-ЮКТУ: 1 — полюс; 2 — изолятор; 3 — рама; 4 — изоляционная тяга; 5 — главный вал; б — масляный демпфер; 7 — болт заземления М10; 8 — отверстие М10 с глубиной 25 мм; 9 — междуполюсные изоляционные перегородки
чателя к механизмам полюсов с подвижными контактами осуществляется посредством тяг 4, выполненных из влагостойкого изоляционного материала. На боковых стенках рамы имеются специальные болты 7 для присоединения заземляющих шин. Выключатели, предназначенные для КРУ, имеют уменьшенные габариты по ширине за счет установки междуполюсных изоляционных перегородок 6 и расположения рычага, связывающего выключатель с приводом, в средней части главного вала, который у выключателей для стационарных установок устанавливается сбоку. Каждый полюс выключателя (рис. 4.14.16) состоит из прочного влагостойкого изоляционного цилиндра 3, на концах которого армируются металлические фланцы 2 и 4. На верхнем фланце укреплен корпус 5 из алюминиевого сплава с расположенным внутри него выпрямляющим механизмом, подвижным контактным стержнем 17, роликовым токосъемником и маслоотделителем, корпус закрывается крышкой. В крышку ввинчена пробка маслоналивного отверстия 8, нижний фланец полюса закрывается крышкой /, на которой расположен неподвижный контакт розеточного типа. В крышку ввинчена пробка маслоналивного отверстия, внутри цилиндра над неподвижным контактом установлена дугогасительная камера 21. Цилиндр снабжен указателем уровня масла 22, наконечники контактов (контактных стержней) и верхние торцы ламелей неподвижных контактов имеют облицовку из дугостойкой металлокерамики. Дугогасительная камера поперечного дутья состоит из пакета изоляционных пластин, стянутых изоляционными шпильками. В нижней части камеры расположены один над другим поперечные дутьевые каналы, а в верхней — масляные «карманы». Поперечные дутьевые каналы имеют раздельные выходы, направленные кверху. Большие и средние токи гасятся дутьем в поперечных каналах, а малые токи, если они не будут погашены в каналах, гасятся с помощью дутья в масляных «карманах». Выключатели всех типов максимально унифицированы. По номинальному току они отличаются сечением токопровода и размерами выводов. Процесс гашения дуги в выключателях типа ВМПЭ (рис. 4.14.17.) происходит следующим образом: на концах изоляционного цилиндра укреплены металлические фланцы, внутри которых смонтированы шарнирный (выпрямляющий) механизм, подвижный контакт (его точный вертикальный ход обеспечивается направляющей колодкой), токосъемные ролики (в верхнем фланце), перемещающиеся по направляющим стержням, неподвижный розеточный контакт (в нижнем фланце). При движении подвижного контакта вверх между ним и неподвижным контактом образуется электрическая дуга, в результате чего повышается давление в нижней части цилиндра и перемещается часть масла в дугогасительную камеру состоящую из набора
670 А В Тип выключателя Размеры, мм Поз. 8 11 /2 ВМПЭ-10-630-20УЗ 30 66 М12х40 ВМПЭ-10-1000-20УЗ ВМПЭ-10-1600-20УЗ 40 96 М16х40 ВМПЭ-10-1600-31,5УЗ 30 66 М12х40 ВМПЭ-10-1000-31.5УЗ ВМПЭ-10-1600-31,5УЗ ВМПЭ-11-630-20ТЗ ВМПЭ-11-1250-20ТЗ ВМПЭ-11 -630-31.5ТЗ ВМПЭ 11-1250-31,5ТЗ 40 96 М16х40 Рис. 4.14.15. Общий вид и габаритно-установочные размеры выключателя ВМПЭ: 1 — полюс; 2 — изолятор; 3 — рама; 4 — изоляционная тяга; 5 — вал; 6 — межполюсная перегородка; 7 — опорный болт; 8 — болт
Рис. 4.14.16. Полюс выключателя ВМПП-10: 1 — крышка нижняя; 2 — фланец нижний; 3 — цилиндр; 4 — фланец верхний; 5 — корпус; 6 — головка; 7 — крышка верхняя; 8 — пробка маслоналивного отверстия; 9 — клапан; 10 — подшипник; 11 — буфер; 12 — рычаг механизма внутренний; 13 — уплотнение; 14 — вал механизма; 15 — механизм; 16 — рычаг механизма наружный; 17— стержень направляющий; 18 — токоотводы; 19 — втулка; 20 — планка; 21 — камера дугогасительная; 22 — маслоуказатель; 23 — цилиндр распорный; 24 — стержень подвижный; 25 — серьга; 26 — пружина
Рис. 4.14.17 Выключатель ВМПЭ-35-1000-16-У2: 1 — рама со встроенным электромагнитным приводом и контактором; 2 — полюс; 3 — изолятор; 4 —тяга изоляционная; 5 — междуполюсная перегородка; 6 — болт заземления;/— привод электромагнитный; 8 — контактор постоянного тока; 9 —крышка пластин различной конфигурации (пластины выполнены из фибры, электротехнического картона, гетинакса и собраны в камеру стяжными шпильками из текстолита). При дальнейшем движении контакта газы через щели и боковые каналы дугогасительной камеры выбрасываются наружу, обеспечивая поперечное дутье, и в верхнюю часть бачка, откуда через окна проникают в маслоотделитель Ниже приведены основные технические характеристики выключателей ЮкВ типа ВМПП. Основные технические характеристики выключателей ВМПП-10 и ВМПП-10Т: ВМПП-10 ВМПП-ют Номинальное напряжение, кВ................ 10 11 Наибольшее напряжение, кВ..................... 12 12 Номинальный ток, А......................630, 1000, 630,1250
Номинальный ток отключения, кА...................20 или 31,5 Номинальный ток включения, кА:...................... действующее значение периодической составляющей..............................20 или 31,5 амплитудное значение........... ..........52 или 80 Предельный сквозной ток, кА: действующее значение периодической составляющей..............................20 или 31,5 амплитудное значение......................52 или80 Ток термической устойчивости для промежутка времени 4с, кА........................20 или 31,5 Собственное время отключения выключателя с приводом не более, с.............................0,1 Время отключения выключателя не более, с............0,12 Собственное время включения выключателя с приводом не более, с.............................0,2 Минимальная бестоковая пауза выключателя при АПВ, с ............................0,5 Номинальное напряжение электромагнитов включения и отключения, В: постоянного тока.......................... 24,48, 110,220 переменного тока.......................... 100, 127,220,380 Пределы оперативной работы электромагнита дистанционного отключения, %UH0K.................65... 120 Пределы оперативной работы электромагнита дистанционного включения, % UH0M.................80...110 Номинальное напряжение электродвигателя для заводки рабочих пружин привода, В: переменного тока................................. 127 или 220 постоянного тока.......................... 110 или 220 Пределы оперативной работы электродвигателя для заводки рабочих пружин привода, %UH0K........80...НО Время заводки рабочих пружин привода на три операции при минимальном напряжении не более, с..............................30 Наибольшее количество операций (отключения и включения), которое способен совершить привод при полностью заведенных рабочих пружинах без их подзавода...................3
Масса выключателя без масла, кг Масса масла, кг 225 ± 10 5,5 ± 0,5 Примечание: в зависимости от номинального тока и номинального тока отключения выключатели серии ВМПП-10 имеют следующие типоисполнения: ВМПП-10-630-20; ВМПП-10-1000-20; ВМПП-10-1600-20; ВМПП-10-630-31,5; ВМПП-10-630-20Т; ВМПП-10-1250-20Т; ВМПП-10-630-31,5Т; ВМПП-10-1250-31,5Т. Выключатель ВПМ-10. Выключатель ВПМ-10 на напряжение 10 кВ рассчитан на мощность отключения 400 MBA (что соответствует току отключения 20 кА) и изготавливается на номинальные токи 630 А (ВПМ-10-20/630) и 1000 А (ВПМ-10-20/1000). Он имеет стальную раму, на которой на опорных изоляторах смонтированы полюсы. Полюс для выключателей на номинальный ток 630 А представляет собой сварной цилиндр, имеющий продольный немагнитный шов, для выключателей на ток 1000 А цилиндр выполнен из латуни. Каждый полюс (рис. 4.14.18) имеет по две скобы 15 для крепления к опорным изоляторам, резервуар 3 с маслоотделителем, маслоналивную пробку 6 и маслоуказатель 4. Внутри цилиндра расположены изоляционные цилиндры 1 и 14, между которыми установлена дугогасительная камера 16. В верхней части цилиндра укреплен проходной изолятор 8 с целью изолирования стержня (подвижного контакта) от цилиндра, электрически связанного с неподвижным розеточным контактом 17. На головке проходного изолятора закреплена скоба 9 для присоединения к ней шин и гибкой связи 11 с колодкой. В табл. 4.14.7 приведены технические данные ВПМ-10 и других выключателей. Выключатели типов ВБЦ-35, ВБН-35, ППВ-10, МКП и др. (рис. 4.14.19...4.14.22 и табл. 4.14.8...4.14.10). Техническая характеристика выключателя ВВЦ-35-20. .31,5/ 1600УЗ: Номинальное напряжение, кВ...........................35 Наибольшее рабочее напряжение, кВ....................40,5 Номинальный ток. А ..................................1600 Номинальный ток отключения, кА.......................20...31,5 Стойкость при сквозных токах: ток термической стойкости, кА (время протекания 3 с)..........................20 амплитуда предельного сквозного тока.............51 Собственное время отключения с приводом, с, не более.0,06 Время отключения выключателя, с, не более............0,08
Рис. 4.14.18. Разрез полюса выключателя ВПМ-10: 1, 14— изоляционные цилиндры; 2 — стальной цилиндр; 3 — резервуар с маслоотделителем; 4 — маслоуказатель; 5 — жалюзи; 6 — маслоналивная пробка; 7 — резиновая прокладка; 8 — проходной изолятор; 9,10,15 — скобы; 11 — гибкая связь; 12 — колодка гибкой связи; 13 — контактный стержень; 16 — дугогасительная камера; 17 — розеточный контакт; 18 — уплотняющее кольцо; 19 — нижняя крлшка; 20 — маслоспускной болт Номинальное напряжение постоянного тока электромагнитов управления, В: включающего........... .220/ 110 отключающего ...................................220/110 Максимальное (установившееся) значение тока, потребляемого электромагнитами, А, не более: включающими при 220 В / ПО В....................100/200 отключающими при 220 В / 110 В..................2,5/5 Механический ресурс, число циклов ВО................20000 Коммутационная износостойкость, число циклов ВО: при номинальном токе............................20000 при номинальном токе отключения ................50 Диапазон рабочих температур, °C.....................- 60...+40
Таблица 4.14.7. Мало масляные выключатели переменного тока Тип выключателя* Предельный сквозной ток, кА 4-секундная термическая стойкость, кА Собственное время включения с приводом, с Время включения, с Собственное время отключения с приводом, с Минимальная бестоко-вая пауза при АПВ, с Масса, кг Тип привода дейуствующий х § S К ч О). га g | 3 | S са сЗ ВММ-10-400/630-10 10 25 10 0,2 0,105 0,085 10,5 93,5 3,5 Встроенный ВМПЭ-10-630/1000/1600-20 20 52 (3 с) 20 0,3 0,095 0,7 0,5 225,5 5,5 пружинный Встроенный элек- ВМПЭ-10-630/1000-1600-31,5 ВМПЭ-10-3150-31,5 31.5 31,5 80 80 (8 с) 31,5 31.5 0.3 0.12 0.09 0.5 408 8 тромагнитный ВК-10-630/1000/1600-20 70 52 20 0,075 0.07 0.05 0.5 174 204 12 Встроенный пру- ВК-10-630/1000/1600-31,5 ВК-10-20/630/1000/1600 31,5 20 80 52 31,5 20 0,3 0,095 0,07 0,3 192...220 12 жинный Встроенный элек- ВКЭ-10-31,5 / 630 /1000 /1600 ВПМ-10-20/630/1000 31.5 20 80 52 (3 с) 31,5 (3 с) 20 0,3 0,11-0,14 0,09-0,12 0,5 134,5 4,5 тромагнитный ПЭ11.ПП67, МГГ-10-3200/4000 /5000-45 45 120 45 0,4 0,15 0,12 - 144,5 1095... 1200 - ппв-ю ПЭ-21 * В обозначении типа содержатся номинальное напряжение (кВ), номинальный ток отключения (кА), номинальный ток (А). 4.14. Масляные выключатели 6 кВ и выше
Габариты, мм: глубина............................ ..1740 ширина........................................................625 высота........................................................2174 Масса, кг..........................................................950 Номинальное напряжение, кВ — 35 Номинальный ток, А — 1600 Номинальный ток откл., кА — 20...31,5 Механический ресурс, В-О — 50000 Рис. 4.14.19. Выключатель 35 кВ типа ВБЦ-35-20...31,5/1600УЗ 111 Номинальное напряжение, кВ — 35 Номинальный ток, А — 1600 Номинальный ток откл., кА — 20 Механический ресурс, В—О — 20000 Рис. 4.14.20. Выключатель типа ВБН-35-20/1600УХЛ1
Рис. 4.14.21. Полюс масляного выключателя типа ВМК-110 В. 1 — рама; 2 — изоляционная штанга; 3 — механизм; 4 — подвижной контакт; 5 — дугогасительное устройство; 6 — изолятор
Рис. 4.14.22. Кинематическая схема соединения выключателя типа ВМГП-10 с приводом типа ППВ-10: 1,2 — вилки; 3 — подшипник; 4,7 — тяги; 5 — выключатель; 6 — привод; 8 — рычаг 4.14.6. Выключатели для КРУ Наибольшее применение в КРУ получили малообъемные масляные выключатели. Эти выключатели имеют простую и надежную конструкцию, их масса и размеры невелики. В последнее время разработаны выключатели с электромагнитными и вакуумными дугогасительными камерами. Выключатель масляный подвесной типа ВМП-10 применяется для установки в камерах стационарных РУ серии КСО. Для установки в шкафах КРУ применяются выключатели этой серии с индексом К (ВМП-10К). Все три полюса выключателя смонтированы на общей раме на опорных изоляторах. Внутри рамы расположены приводной вал с рычагами, отключающие пружины, масляный и пружинный демпферы Каждый полюс состоит из изоляционного цилиндра, армированного металлическими фланцами. Внутри верхнего фланца расположены выпрямляющий механизм, подвиж-
Таблица 4.14.8. Основные характеристики масляных выключателей Тип выключателя Номинальные данные Размеры, полюса мм Масса, т Тип привода Количество и тип трансформаторов тока напряжение, кВ ток, А ток отключения, А высота длина ширина общая масла С-35М-630-10 35 630 10 1940 1795 860 0.93 0.23 ШПЭ-12 6 X ТВ-35/10 МКП-35-1000-25 35 1000 25 3000 1114 2885 2,8 0.8 ШПЭ-31 12 х ТВ-35/25 У-35-2000-40 35 2000 40 2425 1114 3300 2,6 0,9 ШПЭ-36 12 х ТВ-35/40 МКП-110М-630-20 110 630 20 4275 1975 6200 10,8 8,0 ШПЭ-33 12 х ТВ-110/40 МКП-1 ЮМ-1000-20 110 1000 20 4275 1975 6200 10,8 8,0 ШПЭ-33 12 х ТВ-110/40 У-110-2000-40 ПО 2000 40 4600 2150 6250 11,4 8,0 ШПЭ-44 12 х ТВ-110/50 У-110-2000-50 НО 2000 50 4820 2080 6250 10,55 5,7 ШПЭ-46; ШПЭ-46П 12 хТВУ-110/50 У-220-1000-25 220 1000 25 7400 3150 11500 28,0 27 ШПЭ-44; ШПВ-45П 12 х ТВ-220/40 У-220-2000-25; У-220-2000-25хл* 220 2000 25 7400 3150 11500 28,0 27 ШПВ-45П 12 х ТВ-220/40 У-220-3200-40 220 3200 40 8100 3500 11800 28,0 27 ШПВ-46П; ППГ-1 12 х ТВС-220/40 ВМК-35В 35 1000 25 1900 720 1820 0.56 0.U — ВМК-110 ВМК-220 ПО 220 2000 2000 25 25 4160 5400 1250 2510 1800 3360 4,5 13,0 0.6 1 1,3 [ Встроенный пневматический ВМК-330 330 2000 25 5820 2510 5960 25,0 4,oJ — Выключатель в исполнении для холодных районов (хл) 4.14. Масляные выключатели 6 кВ и выше
Выключатель Номинальное напржение, кВ Номинальный ток, А Ход подвижных частей, мм Вжим (ход) контактов, мм Равномерность замыкания и размыкания контактов, мм ВМП-10 6-10 600, 1000, 1500, 5000 245 - 5 59 ± 4 5 вмп-юк 6-10 600, 1000, 1500, 5000 245 - 5 56 ± 4 5 ВМГ-133 6-10 600, 1000 250 ± 5 40 ± 5 3 МГ-10 10 5000 420^ 90 ± 2 5 МГГ-229 6-10 4000,5000 420^° 55 ± 2 5 МГГ-223 6-10 2000, 3000 420 ± 25 55 ± 2 5 МГ-20 20 6000 500 - 25 90 ± 2 5 МГ-35 35 600 200_+‘° 10 ± 1 — МКП-35 35 600, 1000 280 ± 10 16 ± 1 4 МГ-110 ПО 600 185 15 ± 1 3 МКП-1 ЮМ ПО 600 5Ю^0 81? 1 ВМК-ПОВ НО 2000 бо(г;° 90 — У-110-8 ПО 2000 500 ± 10 10 ± 1 1 МКП-220 220 600 800£ 81, 1 У-220-10 220 1000, 2000 800^ 812 1 МКП-274 220 600 1160 ± 25 16 ± 2 2 МКП-500 500 1500 10501“ С, 1 Оборудование подстанций и электрических сетей
Тип Электродинами-ческая стойкость (амплитуда), кА Время, с Размеры, м Масса, кг Тип привода отключения включения паузы АПВ L в масла общая Маломасляные (внутренняя установка) ВК-10 0,63; 1,0; 1,6 20; 31; 5 52; 80 0,05 0,07 0,075 0,50 0,63 0,64 1,16 12 162...190 Встроенный пружинный ВКЭ-10 0,63; 1,0; 1,6 20; 31; 5 52; 80 0,07 0,095 0,30 0,30 0,63 0,64 1,16 12 176...208 Встроенный электромагнитный ВМПЭ-10 0,63; 1,0; 1,6 20; 31; 5 52; 80 0,07 0,095 0,30 0,50 0,64 0,67 1,03 5,5 220 ПЭВ-11А ВМПЭ-10 3,15 31,5 80 OQ9 0,12 0,30 0,50 0,85 1,0 1,21 8 400 ПЭВ-11А ВМПП-10 0,63; 1,0; 1,6 20; 31,5 52; 80 0,12 0,14 0,30 0,50 0,63 0,64 0,90 10 340 Встроенный пружинный ВМП-10 0,63; 1,0 20 52 0,09 0.11 0,30 0,50 0,53 0,70 1,05 4,5 130...140 ПЭ-11, ПП-67 ВПМП-10 0,63; 1,0 20 52 0.12 0,14 0,30 0,50 0,53 0,70 0,93 4,5 125... 130 ППВ-10 МГГ-10 2,0; 3,15; 4,0; 5,0 45 120 0.12 0.40 0.50 0.91 0.98 1,85 40 1200 ПЭ-21 МГУ-10 6,3; 9,5 90 300 0.15 0,20 0,80 — 3,1 2,03 1,41 54 3500 ПС-31 ВГМ-20 11,2 90 320 0.15 0.20 0,70 — 3,1 1,28 2,18 64 3650 ПС-31 Баковые (наружная установка) С-35М 0.63 10 26 0,05 0,08 0,34 0,4 0.5 1.75 1.8 L9 2,0 23 900... 1000 ШПЭ-12. ПП-67 МКП-35 1,0 25 64 0,05 0,08 0,4 0,8 1,18 3,2 3,0 3,1 800 2300 ШПЭ-31 4.14. Масляные выключатели 6 кВ и выше
co ____________________________________________ Окончание табл. 4.14.10 Тип Электродинамическая стойкость (амплитуда), кА Время, с Размеры, м Масса, кг Тип привода отключения включения паузы АПВ ГТ. в к масла обшая Баковые (наружная установка) С-35-50 2,0; 3,2 50 127 0,055 0,08 0,7 0,7 1,35 3,85 2,8 1040 4140 ШПЭ-38, ШПВ-35 МКП-110Б 0,63; 1,0 20 52 0,05 0,08 0,6 0,8 2,36 5,56 5,0 8000 8400 ШПЭ-33 У-110-40 2,0 40 102 0,06 0,08 0,8 0,9 2,1 2,36 7,4 4,8 5,0 5700 9500 ШПЭ-44 У-110-50 2,0 50 102 135 0,05 0,08 0,7 0,3 0,9 0,7 2,03 2,13 6,15 4.8 5,0 5700 9200 9500 ШПЭ46, ШПВ-46 У-220-25 1,0; 2,0 25 64 0,05 0,08 ол 0,45 0,9 3,1 3,5 10,7 7,4 8,1 27000 24500 ШПЭ-44П, ШПВ-45П У-220-40 2,0 40 102 0,045 0,08 0,90 0,45 0,09 3d 3,5 10,8 7,4 8,1 27000 25500 ШПЭ-46, ШПВ-46 Примечания:! В таблице приведено сокращенное обозначение типа выключателя, без указания и в большинстве случаев Буквенная часть обозначения: В — выключатель, К — колонковый (для малообъемных) или камерный (для баковых), Э — с встроенным электромагнитным приводом, М — масляный, Г — генераторный или горшковый, П — подвесного исполнения (для малообъемных) или подстанционный (для баковых), У — усиленный; одной буквой обозначены серии: С — «Свердловск», У — «Урал». Цифровая часть — номинальное напряжение, кВ, и отключаемый ток, кА. Буква Б после цифрового обозначения номинального напряжения указывает на исполнение с усиленной изоляцией 2. Ток термической стойкости численно равен /откл (кроме ВГМ-20 с Ц = 105 кА); наибольшее допустимое время протекания тока к.з. для ВКЭ-10, МГУ-20 и для всех выключателей 110—220 кВ — 3 с, для ВМПЭ-10-20 — 8 с, для остальных — 4 с. 3. Размер L определен вдоль оси полюса (фазы), размер В — поперек. В числителе приведены значения L и Н при нормальной изоляции, в знаменателе — при усиленной (группа Б). 4. В числителе — собственное время отключения выключателя, в знаменателе — полное 5. Общая масса определена с приводом без масла. 6. Для /дин и времени включения у выключателей с разными вариантами приводов в числителе — значения при электромагнитном приводе, в знаменателе — при пневматическом (для С-35М — при пружинном). 7. Для выключателя ВПМ-10 указано время отключения с приводом ПЭ-11, для С-35М — с приводом ШПЭ-12; при приводе ПП-67 время отключения соответственно 0,12/0,14 и 0,05/0,12. 8. МГУ-20 на ток 9,5 кА может быть использован только с искусственным дутьевым охлаждением. Оборудование подстанций и. ^ектрическ^л ссте^
ной втычной контакт, роликовое токосъемное устройство и маслоотделитель. На кромке нижнего фланца размещен розеточный контакт и пробка маслоспускного отверстия. Для наблюдения за уровнем масла на нижнем фланце имеется маслоуказатель. Внутри полюса над розеточным контактом расположена дугогасительная камера. С выключателями ВМП-ЮК выпускаются КРУ серий К-У1У, K-IX, К-ХП, КРУ2-10. Выключатель ВМП-ЮП выпускается со встроенным пружинным приводом. Варианты исполнения выключателя отличаются типом и количеством встроенных в них отключающих реле и электромагнитов. Пружинный привод состоит из вала, заводного устройства механизмов включения и отключения, электромеханических блокировок. С этими выключателями выпускаются КРУ серий К-У1У, K-IX, K-XIII. Выключатель ВМПП-10 изготавливается со встроенным пружинным приводом и блоком релейной защиты. Он выполняется на больший ток отключения, чем выключатель типа ВМП-10П. Рама является основанием выключателя С помощью четырех болтов она прикрепляется к выкатной тележке. Дугогасительная камера может иметь одно из двух исполнений: поперечное масляное дутье (на токи отключения до 20 кА) или встречно-поперечное дутье (на токи до 31,5 кА). Оперативное и автоматическое включение и отключение производятся спиральной пружиной, которая срабатывает при воздействии электромагнитов включения и отключения. Выключатель ВМПП-10 устанавливается в КРУ серий К-ХП, К-У1У, K-IX, КРУ2-10 и К-37. Выключатель ВМПЭ-10 изготавливается со встроенным электромагнитным приводом. Выключатели этой серии выпускаются на номинальные токи 1600 и 3200 А. У выключателя на номинальный ток 3200 А в токовом контуре имеются две параллельные цепи — главная и дугогасительная. Клиновые контакты в главной цепи расположены вне камер на поворотной траверсе, они замыкают дугогасительную цепь полюса снаружи. Дугогасительные контакты по принципу работы и конструктивно не отличаются от контактов других типов выключателей серии ВМП-10. Передача движения от вала выключателя к контактам полюсов осуществляется с помощью тяг. В отличие от других выключателей полюс ВМПЭ-10 на 3200 А имеет на металлических фланцах дугогасительных камер неподвижные контакты главной цепи Выключатели этого типа устанавливаются в КРУ серии K-XXVII. Выключатель ВМП-10Э-2500/350 со встроенным электромагнитным приводом применяется в КРУ для ввода и секционирования так же, как и выключатель ВМП-10Э-3200-20, но на токи до 2500 А. Конструктивно выключатель отличается от ВМП-10Э-3200-20 тем, что его контакты главной цепи открываются внутрь рамы. Этими выключателями комплектуются шкафы КРУ серий K-XV, КРУ2-10/2750 и К-33.
Выключатель ВММ-10-400-10, малообъемный масляный, устанавливается в КРУН серий К-ЗО, К-34, К-36 и К-38. У выключателя ВММ-10 принцип гашения дуги тот же, что и у выключателя ВМПП-10. Выключатель ВММ-10 состоит из рамы со встроенным пружинным приводом, грех камер, прикрепленных при помощи хомутов к раме, изолированных тяг, передающих движение от привода через вал выключателя к механизмам полюсов; отключающих устройств защиты. В приводе выключателя имеются заводное устройство рабочих пружин, вал привода, включающее и отключающее запорные устройства и блок-кон-такты. Включающее запорное устройство удерживает вал привода в отключенном положении и освобождает его при включении. Выключатели типов МГГ-10-63К и МГГ-10-45 устанавливаются в КРУ серии Д9. Они имеют отдельно стоящие электромагнитные приводы типов ПЭ-21 и ПЭ-21 А. Цепь тока имеет два параллельных контура: главный и дугогасительный. Неподвижные контакты укреплены на верхней крышке баков, подвижные — на траверсах. Дугогасительные контакты размещаются в масле в металлических баках. Привод соединяется с выключателем тягой, имеющей резьбу М27х1,5. Фиксация привода по отношению к раме выключателя осуществляется с помощью двух распорных штанг. Для отвода выхлопных газов за пределы помещения КРУ служат коллектор и трубопровод. Ошиновка выключателя на 3200 и 4000 А может, выполнятся алюминиевыми шинами, а у выключателя на 5000 А только медным сечением 1000x10 мм по четыре на каждый вывод. Выключатели, перечисленные выше, установлены на заводах-производителях в КРУ.
4.15. Воздушные выключатели 1.15.1. Основные сведения В воздушном выключателе сжатый воздух выполняет две функции — гашения дуги и управления механизмом самого выключателя. Изоляция токоведущих частей от земли осуществляется фарфором. Конструкционные схемы воздушных выключателей, применяемых на подстанциях, в основном определяются способом создания изоляционного промежутка между контактами выключателя, находящегося в отключенном положении, способом подачи сжатого воздуха в дугогасительные устройства, системой управления выключателем, наличием шунтирующих резисторов и делителей напряжения и некоторым другими особенностями. На рис. 4.15.1. представлены две принципиально отличные конструкционные схемы воздушных выключателей напряжением 110 кВ и выше. По схеме рис. 4.15.1, а выполнялись выключатели с воздухонаполненными отделителями серии ВВН и их модификации ВВШ (обе серии сняты с производства, но находятся еще в эксплуатации), а по схеме рис. 4.15.1, б выполняются выключатели бакового типа серии ВВБ. Этой серии выключателей присущи особенности, существенно отличающие их от воздушных выключателей серий ВВН и ВВШ: • унификация узлов на все классы напряжения; • возможность опорного и подвесного исполнения (для сверхвысоких напряжений); • отсутствие фарфоровых изоляторов, находящихся под давлением сжатого воздуха, что обеспечивает их взрывобезопасность; • независимое дутье в каждом разрыве, т.е. устранение взаимного влияния соседних разрывов в момент гашения дуги; • большая разрывная мощность. Выключатели серии ВВШ (рис. 4.15.1, а). Основанием каждого полюса служит резервуар со сжатым воздухом 17. Выключатели имеют две контактные системы, соединенные последовательно. Первая — контактная система дугогасительных камер 1, контакты которой лишь кратковременно расходятся на время гашения дуги. Вторая — контактная система отделителей 19, отключающая ток, ограниченный шунтирующими резисторами, и образующая надежный изоляционный промежуток при отключенном положении выключателя, когда контакты дугогасительных камер замкнуты. Камеры и отделители связаны между собой трубчатыми шинами 21, к которым подключены резисторы 8, шунтирующие камеры и емкостные делители напряжение 9, предназначенные для выравнивания распределения напряжения в отключенном положении отделителей.
Рис. 4.15.1, Принципиальные конструктивные схемы воздушных выключателей на 110 кВ: а — серия ВВШ (ВВН); б — серия ВВБ 1 и 13 — дутьевые клапаны дугогасительной камеры; 2 — фарфоровый опорный изолятор, 3 — фланец; 4 — выхлопной клапан; 5 — неподвижный контакт; 6 — подвижный контакт; 7 — дугогасительная камера; 8 — резистор; 9 — емкостной делитель напряжения (в новых конструкциях выключателей на 110 кВ не применяется); 10 — траверса с подвижными контактами; 11 — фарфоровая рубашка; 12 — дополнительный контакт; 14 — импульсный воздухопровод; 15 — основной воздухопровод; 16 — клапаны отключения и включения; 17 — резервуар сжатого воздуха; 18 — металлическая камера; 19 — отделитель; 20 — дутьевой клапан отделителя; 21 — трубчатая шина Сжатый воздух поступает из резервуара полюса в гасительные камеры и отделители через дутьевые клапаны 20, находящиеся у основания каждого полюса, по полым опорным изоляторам 15. В корпусах дутьевых клапанов установлены обратные клапаны, через которые при включенном положении выключателя поступает воздух для вентиляции внутренних полостей опорной изоляции, камер и отделителей, откуда через неплотности контактов и механизмов выходит в атмосферу. Прекращение подачи сжатого воздуха на вентиляцию может привести к аварии с выключателем. Когда отделители находятся под давлением сжатого воздуха, их обратные клапаны закрыты и система вентиляции не работает. Основными элементами управления воздушных выключателей являются: электромагниты включения и отключения; пусковые, промежуточные и дутьевые клапаны; пневматические приводы, приводящие в движение контакты цепей управления и механизмы их переключения; изолирующие и металлические воздухопроводы, соединяющие отдельные элементы выключателя; изолирующие тяги для соединения подвижных элементов выключателя, находящихся под разными потенциалами. Часть этих элементов находится в шкафах управления полюсами в распределительном шкафу, общем для 3 полюсов выключателя.
Для приведения в действие контактов первичной цепи выключателя, вспмогательных контактов цепей управления и дутьевых клапанов системы управления используют следующие способы: механическая передача (выключатели серии ВНВ), когда все движения подвижным элементам сообщаются общим пневматическим приводом с помощью изолирующих и металлических тяг; пневматическая передача (ВВБ), когда отсутствуют изолирующие и металлические тяги и каждый элемент выключателя перемещаются под действием отдельного пневматического привода, и пневматическая передача (ВВБК) Выключатель имеет распределительный шкаф, в котором расположены пневматические приборы. Он устанавливается вне зоны действия выброса газов из гасительных камер. На рис. 4.15.2 дана схема распределительного шкафа. Сжатый воздух подводится к распределительному шкафу по воздухопроводу 10. От распределительного шкафа к каждой фазе выключателя отходит главный воздухопровод 14 и воздухопровод системы вентиляции 2. Редукторный клапан 1 служит для снижения давления сжатого воздуха, поступающего на вентиляцию. Электроконтактные манометры 6 предназначены для сигнализации о недопустимом понижении давления сжатого воздуха в резервуарах и запрещения в этом случае автоматического повторного включения. Управление выключателями однополюсное и трехполюсное осуществляется электромагнитами включения и отключения, воздействующими на системы пусковых клапанов. На рис. 4.15.3 и 4.15.4 приведены воздушные выключатели типа ВВН и ВВШ. Рис. 4.15.2. Распределительный шкаф воздушного выключателя: 1 — редукторный клапан; 2 — подача воздуха на вентиляцию; 3 — регулировочный винт; 4 — трубка местного пневматического отключения; 5 — кнопочное устройство (на отключение); 6 — электроконтактные манометры; 7 — вентиль манометра; 8 — клапан обратный; 9 — вентиль на входе воздуха; 10 — подача возхдуха из магистрали; 11 — фильтр войлочноволосяной; 12 — клапан спускной; 13 — бачок; 14 — подача воздуха к полюсам выключателя
Рис. 4.15.3. Воздушный выключатель ВВН-ЗЗО-15 с воздухонаполненным отделителем: 1 — отделитель, 2 — емкостные делители напряжения; 3 — опорные изоляторы отделителя; 4 — натяжные изоляторы; 5 — дутьевой клапан отделителя; 6 — основание выключателя — два резервуара сжатого воздуха; 7 — шкаф управления; 8 — дутьевой клапан дугогасительных камер; 9 — опорные изоляторы дугогасительных камер; 10 — дугогасительные камеры; 11 — шунтирующие сопротивления
Рис. 4.15.4. Воздушный выключатель ВВШ-110: 1 — воздухосборник; 2 — дутьевой клапан; 3 — опорный изолятор, 4 — дугогасительная камера; 5 — шунтирующий резистор; 6 — шина; 7 — шкаф управления; 8 — отделитель Для включения выключателя подается команда на электромагнит включения, при этом система клапанов отделителя срабатывает на закрытие дутьевого клапана и сброс воздуха из полости отделителя. Контакты отделителя смыкаются, создавая электрическую цепь через выключатель. Для отключения выключателя подается команда на электромагнит отключения, при этом через дутьевой клапан в гасительную камеру устремляется сжатый воздух. Под действием сжатого воздуха подвижные контакты дугогасительного устройства отходят от неподвижных: между контактами возникает электрическая дуга. Дуга гасится струей сжатого воздуха, и продукты ее горения вытесняются в атмосферу через выхлопные клапаны. Контакты отделителя размыкаются с некоторым запозданием, когда дуга в камере окончательно погаснет и между контактами восстановится электрическая прочность. Контакты отделителя расходятся, и удерживаются в разомкнутом состоянии сжатым воздухом. В конце операции отключения подача сжатого воздуха в камеру прекращается и ее контакты смыкаются. Выключатели серии ВВБ (рис. 4.15.5...4.15.7) выпускаются на напряжение ПО...750 кВ. Контактная система полюса вместе со своим механизмом и дутьевым клапаном находится внутри металлической камеры, наполненной сжатым воздухом и изолированной от земли фарфоровой опорной колонкой. Камера находится под высоким потенциалом. Полюс выключателя 220 кВ состоит из двух металлических камер, разделенных промежуточным изолятором. Внутри опорных колонок проложено по два стеклопластиковых воздухопровода, один из которых служит для постоянной подачи сжатого воздуха в камеры, второй — для импульсной подачи сжатого воздуха при отключении и сброса воздуха при включении выключателя.
Рис. 4.15.5. Воздушный выключатель серии ВВБ-11О: а — полюс выключателя: 1 — рама с цоколем (шкаф управления); 2 — опорный изолятор; 3 — дугогасительная камера, 4 — шунтирующий конденсатор; б — дугогасительная камера: 1 — неподвижный контакт; 2 — подвижный контакт; 3 — траверса; 4 — шток, 5 — выступ на штоке; б — механизм Дугогасительная камера имеет два главных и два дополнительных разрыва. Главные контакты отключают полный ток электрической цепи. Они шунтированы резисторами, которые служат для выравнивания распределения напряжения между разрывами в процессе отключения и для снижения скорости восстанавливающего напряжения. Дополнительные контакты отключают остаточный ток, проходящий через резисторы после гашения дуги на главных контактах. По обе стороны камеры имеются эпоксидные вводы, защищенные снаружи фарфоровыми покрышками от атмосферных воздействий. Внутренние полости опорных изоляторов и фарфоровых покрышек вводов постоянно вентилируются. Для вентиляции воздух пониженного давления подается по трубам через редукторный клапан, установленный в распределительном шкафу Когда выключатель отключен, воздух через указатель продувки на цоколе поступает в полость опорного изолятора, а из него, разветвляясь, в покрышки вводов и полость промежуточного изолятора. Из покрышек вводов воздух выходит в атмосферу через указатели продувки, установление на вводах. Если выключатель находится во включенном положении, вентиляционный воздух, кроме того, поступает в полости импульсных воздухопроводов. Питание воздушных выключателей сжатым воздухом производится через шкафы управления, где размещены элементы пневматического и элект-
Рис 4.15.6. Полюс выключателя ВВБ-ЗЗОБ: 1 и 2 — шины; 3 — шкаф управления полюса; 4 — центральная колонна изоляторов; 5 — опорные изоляторы; 6 — экран; 7 — патрубок; 8 и 12 — главные контакты; 10 — изолятор промежуточный; 9 и 11 — дугогасительные камеры рического управления — системы клапанов, электромагниты управления, вспомогательные контакты с пневмоприводом, сборки зажимов устройства световой сигнализации положения выключателя. В шкафу управления каждого полюса установлен электроконтактный манометр, показывающий давление в гасительной камере полюса выключателя в отключенном его положении. Подача сжатого воздуха из воздухораспределительной сети к выключателю производится через распределительный шкаф*, схема соединения которого с выключателем показана на рис. 4.15.9. С помощью устройств распределительного шкафа производится очистка сжатого воздуха, поступающего из магистрального воздухопровода, и его распределение по камерам полюсов выключателя, редуцирование воздуха для вентиляции, отсоедине- * Выключатели на напряжения 330, 500 и 750 кВ снабжаются полюсными распределительными шкафами, имеющими между собой электрическую связь.
Рис. 4.15.7. Воздушный выключатель ВВБ—750: 1 — цоколь; 2 — рама; 3 — опорная тренога; 4 — колонка управления; 5 — экраны; 6, 7 — дугогасительные камеры; 8 — трубчатые шины; 9 — промежуточный изолятор; 10 — конденсатор ние обратным клапаном резервуаров выключателей от магистральных воздухопроводов при снижении в них давления, блокировка работы выключателей при недостаточном давлении воздуха Включение выключателя производится воздействием на электромагнит включения, который открывает пусковой клапан включения. В результате дальнейшего взаимодействия клапанных систем выключателя происходит перевод его механизма в положение, соответствующее включенному выключателю. Отключение выключателя производится воздействием на электромагнит отключения, который перемещает пусковой клапан отключения. Действие клапанных систем приводит к открытию дутьевых клапанов дугогасительных камер (через дутьевые клапаны камеры выключателя сообщаются с атмосферой, благодаря чему создается дутье). Далее размыкаются главные контакты, и на обоих разрывах полюса возникает электрическая дуга, которая под действием электродинамических сил и сжатого воздуха, вытекающего из камер, перебрасывается на неподвижные контакты и противо-электроды и гасится при переходе тока через нуль
Если выключатель имеет шунтирующие резисторы, то после погасания дуги на главных контактах происходит размыкание дополнительных контактов и отключение ими сравнительно небольшого остаточного тока. После отключения выключателя его траверса с подвижными контактами удерживается в отключенном положении специальным фиксирующим механизмом, ролики которого препятствуют перемещению штока, связанного с траверсой. В крупномодульной серии выключателей ВВБК на напряжение 110-1150 кВ использованы конструктивные принципы выключателей серии ВВБ. В этих выключателях применена система управления с пневмомеханической передачей, в которой одна часть элементов приводится в действие общим пневматическим приводом с помощью изоляционных тяг, а другая имеет индивидуальные поршневые пневматические устройства. Система управления с пневмомеханической передачей в большей мере обеспечивает одновременность перемещения подвижных элементов модулей и быстродействие выключателя, чем система управления только с пневматической передачей. Выключатели не имеют заземленных резервуаров со сжатым воздухом. Весь запас сжатого воздуха (номинальное давление 4 МПа) заключен в гасительных камерах, находящихся под напряжением. Выключатели серии ВВБК на напряжении 1150 кВ по техническим и экономическим соображениям выполняются в подвесном исполнении. В выключателях применена пневмосветовая система управления. Оперативные команды от передающего устройства, находящегося на потенциале земли, передаются к приемному устройству, расположенному на высоком потенциале, с помощью светового потока инфракрасного диапазона, создаваемого светодиодами. Световые сигналы принимаются фотодиодами, преобразуются в электрические импульсы и вызывают срабатывание соответствующих исполнительных механизмов. По одному оптическому каналу передаются команда и на включение, и на отключение выключателя. Выключатели серии ВИВ. Серия ВНВ составляется из унифицированных дугогасительных модулей и выпускается на напряжение от 110 до 1150 кВ. Дугогасительные устройства с двухсторонним дутьем располагаются в металлической камере, постоянно (как при включенном, так и при отключенном положении выключателя) заполненной сжатым воздухом с номинальным давлением 4 МПа. Во всех классах напряжения выключатели имеют опорное исполнение. Основанием опорных колонок служит резервуар сжатого воздуха со шкафом управления, в котором расположен пневматический привод, управляющий изоляционными тягами. На каждой опорной колонке устанавливается по одному двухразрывному модулю*. Число последовательно включаемых модулей определяется классом напряжения выключателя. * Полюс выключателя ПО кВ имеет одноразрывный модуль.
Рис. 4.15.8. Схема воздушного выключателя серии ВНВ; 1 — делительные конденсаторы; 2 — главные контакты; 3 — дополнительные контакты; 4 — резисторы; 5 — металлический контейнер Внутри опорных колонок проложены изоляционные трубы для подачи сжатого воздуха и размещения изоляционных тяг. С помощью изоляционных тяг разводятся главные контакты через систему рычагов, находящихся в камере. Гашение дуги в камере осуществляется дутьем сжатого воздуха, выбрасываемого в атмосферу через трубчатые контакты и выхлопные клапаны. Контактная система модуля присоединяется к шинам с помощью изолирующих вводов. Выключатель не имеет отделителя. Контакты его дугогасительного устройства при отключении вначале расходятся на расстояние, оптимальное для гашения дуги, а после погасания дуги — на необходимое изоляционное расстояние в отключенном положении. На рис. 4.15.8 показана принципиальная электрическая схем; выключателя серии ВНВ. Главные контакты 2 шунтированы делительными конденсаторами /, расположенными снаружи камеры, и резисторами 4, размещенными вместе с коммутирующими их дополнительными контактами 3 в металлических контейнерах 5, внутренний объем которых заполнен сжатым воздухом. Дополнительные контакты отключают ограниченный резисторами ток з a б Рис. 4.15.9. Схема соединения воздушной цепи выключателя а — вход сжатого воздуха вверху выключателя; б — вход воздуха вверху и внизу выключателя; 1 — ответвление воздушной сети от магистрали, 2 — ввод воздуха в выключатель, 3 — полюс; 4 — распределительный шкаф; 5 — магистраль возврата воздуха. 6 — подача воздуха в выключатель
Три фазы выключателя имеют общий распределительный шкаф, схема соединения которого с выключателем показаны на рис. 4.15.9. Для включения выключателя подается команда на электромагнит включения. В результате срабатывания пневматической системы главные контакты идут на включение. Включение дополнительных контактов шунтирующей цепи происходит с запозданием по отношению к моменту замыкания главных контактов. При отключении выключателя сначала размыкаются главные контакты и между ними возникает дуга. Несколько раньше открывается дутьевой клапан,обеспечивающий интенсивное дутье в момент возникновения дуги и ее гашения. После размыкания главных контактов размыкаются дополнительные контакты. Рис. 4.15.10. Воздушный выключатель У-220 с инвентарными лесами для его ремонта На рис. 4.15.10 и 4.15.11 приведены выключатель У-220 и схемы управления и сигнализации воздушных выключателей. В табл. 4.15.1 приведено сокращенное (без указания /ном) обозначение типа выключателя. Буквенная часть обозначения: В — выключатель (второе В — воздушный), Г — генераторный, Б — баковый, Н — наружной установки, У — усиленный по скорости восстанавливающегося напряжения, М — малогабаритный, Д — с повышенным давлением, К — крупномодульный Цифровая часть обозначает: первая группа цифр — номинальное напряжение, кВ (буква Б после этой группы цифр — категория изоляции по длине пути утечки, в скобках — при наличии модификаций А и Б); вторая группа цифр — отключаемый ток, кА.
Рис. 4.15.11 Схемы управления и сигнализации воздушных выключателей: а — схема управления; б — схема сигнализации
Шинки сигнализации фиксации командных импульсов (РФК) “Аварийное отключение выключателя" “Обрыв цепей управления" ____| “Давление воздуха Отключение при неполнофазном включении | Табло сигнализациинеисправности Цепь лампы 'Указатель не I поднят" I I В табл. 4.15.1 не включены выключатели специального назначения (однофазные, для печных установок и т.п.) Выключатель ВВГ-20 внутренней установки с наружным отделением, выключатели ВВ-ЗЗОБ и ВВ-500Б наружной установки с отделителем в фарфоровом корпусе под давлением, остальные выключатели наружной установки с металлическими гасительными камерами. Длительность протекания тока термической стойкости для выключателей ВВГ-20 и ВВУ-35А — 4 с, для ВВД-330, серий ВНВ и выключателей 750 кВ — 2 с, для остальных — 3 с. Размер В (ширина) для выключателей ВВГ-20 и ВВУ-25А соответствует трехфазному аппарату. Выключатель ВВГ-20 с номинальным током 20 кА может нести полную нагрузку только при искусственном обдуве. Минимальная бестоковая пауза АПВ для выключателей 1150 кВ, ВВ-ЗЗОБ, ВВБК-0,30, для ВВУ-35А — 0,19, для остальных — 0,25 с. Рабочее давление выключателей серий ВНВ и ВВБК — 4,0, ВВБ-500А —2,6, остальных — 2,0 МПа.
200 Тип кА кА Полное время, с Длина пути утечки, см Размеры полюса, м Масса, т Вместимость баков, м3 отключения включения L В Н ВВГ-20-160 12,5; 20 410 0,08 0,12 — 2,7 7,1 3,2 9,15 1,8 ВВУ-35А-40 2,0 102 0,07 0,13 90 3,9 1,3 2,8 7,2 1,5 ВВУ-110Б-40 2,0 102 0,08 0,20 290 3,9 1,8 5,5 15,0 3,0 ВВБМ-ПОБ-31,5 2,0 102 0,07 0,20 290 3,9 1,3 3,0 7,2 1,5 ВВБК-110Б-50 3,15 128 0,06 0,10 290 4,1 1,5 3,6 8,0 1,5 ВВБ-220Б-31.5 2,0 102 0,08 0,20 570 4,0 1,8 7,4 15,9 3,0 ВНВ-220(Б)-63 3,15 162 0,04 0,10 420 (570) 5,1 1,5 6,1 16,0 15,0 ВВ-330Б-31,5 2,0 80 0,08 0,23 820 6,8 3,3 8,2 28,0 6,0 ВВД-330Б-40 3,2 102 0,08 0,25 820 8,5 4,1 8,9 34,4 6,0 ВНВ-330(Б)-40 3,15; 4,0 102 0,04 0,10 820 (855) 9,6 2,2 6,4 25,4 6,0 ВНВ-330(Б)-63 3.15 162 0.04 0.10 820 (855) 9,6 2,2 7,4 31.4 6,0 ВВ-500Б-31.5 2.0 80 0,08 0,26 1180 9.7 4.0 11.0 42.0 22.4 ВВБ-500А-35.5 2,0 102 0,08 0,25 840 14,0 3,9 10.3 55,9 9,0 ВНВ-500(Б)-40 3,15; 4,0 102 0,04 0,10 840 (1180) 9,6 2,2 7,8 26,6 9,0 ВВБК-500-50 3,2 128 0,04 0,13 1180 9,5 2,4 7,5 36,0 6,0 ВНВ 500(Б)-63 3,15; 4,0 162 0.04 0,10 840 (1180) 9,6 2,2 9,2 37,2 9,0 ВВБ-750-40 3,2 102 0,06 0,11 1240 19,1 3,9 11,5 54,0 12,0 ВНВ-750(Б)-40 3,15; 4,0 102 0,04 0,10 1260 (1710) 14,1 2,2 11,0 59,2 12,0 ВНВ-И 50-40 4,0 100 0,04 0,10 1800 17,6 1,5 12,6 137,5 15,0 Оборудование подстанций и электрических сетей
Выпускаются также выключатели-отделители ВО-750 (7Н0М = 500 А, масса 82,3 т) и ВО-1150 (7НОМ = 630 А, масса 156 т) с собственным временем отключения/выключения 0.025 / 0.10 с. /откл = 40 кА, /дин = 102 кА. В табл. 4.15.2 приведены основные регулировочные характеристики воздушных выключателей. Расход воздуха на отключение и на цикл О-В-О, а также на вентиляцию (числитель) и утечки (знаменатель) приведены для номинального давления в расчете на один полюс (для выключателей 20-110 кВ — в расчете на три полюса) и отнесены к нормальному атмосферному давлению; сброс давления МПа, определяется по расходу воздуха на операцию Q2, м3, из выражения Qi = Q2 П*0,1, где V — объем резервуаров выключателя, м3. Расход воздуха на включение всех типов выключателей незначителен и поэтому не приводится. Наибольшая разновременность замыкания контактов камеры 0,005...0,01 с, размыкания для выключателей ВВ — 0,008 с и для остальных — 0,004 с; разновременность размыкания (замыкания) контактов отделителя для выключателей ВВ — 0,016 (0,04) с. Разновременность отключения трех полюсов всех типов выключателей не более 0,01 с (ВНВ — 0,005с), включения для ВВГ-20 — 0,01 с, для ВВ — 0,4 с и для остальных — 0,02 с. Запаздывание размыкания контактов отделителя (выключатели ВВ) 0,025...0,05 с, запаздывание вспомогательных контактов дугогасительного устройства относительно главных (остальные типы выключателей) — 0,032 с. Ход главного контакта дугогасительного устройства для выключателей ВВ — 40 мм, для остальных — 75 мм. Ход дутьевого клапана — 48...49 мм. Ход контакта отделителя ВВ-35Б — 8 мм, ВВ-500Б — 15 мм, ВВБК — 65 мм. Наименьшее давление механического срабатывания при отключении ВВБК — 2,8 МПа. ВНВ — 2.0. ВВГ-20 — 1.5. ВВ — 1.3. остальные — 1.4 МПа. Уставки контактных манометров при рабочем давлении 2,0; 2,6 и 4,0 МПа составляют соответственно: блокировка запуска АПВ — 1,9, 2,5 и 3,5 МПа, блокировка любой операции — 1,6 (для ВВУ-110 —1,7 МПа; для ВВБ-ЗЗОБ — 2,1 МПа), 2,1 и 3,5 МПа. Зазор между бойками электромагнитов управления и штоками пусковых клапанов для ВВБ, ВВБД 330-750 кВ — 2,5 мм, для ВВ — 3,0 мм и для остальных — 4,0 мм. Номинальное напряжение электромагнитов управления 220 В постоянного тока, потребляемый ток в начальный момент (в течение 0,02 с) —12,5 А (ВВБК-220 —22 А, ВНВ —13,5 А), установившийся — 4,5 А (ВВБК-220 — 5 А). Ход сердечника электромагнита 8 мм. Обмоточные данные катушки: число витков 600 и 2x48 (бифилярная намотка), сопротивление обмотки 10
g Таблица 4.15.2. Основные регулировочные характеристики воздушных выключателей ю ____________________________________________________________._______ Тип Собственное время отключения / включения, с Бесконтактная пауза гасительной камеры, с Расход воздуха. м3 Нижний предел начального давления, МПа, для выполнения операций Расход воздуха на вентиляцию и утечки, м3/ч Сопротивление цепи (в скобках — камеры), мкОм на отключение на цикл О —В —О О, В и цикл ОВ цикл АПВ ВВГ-20 0,10/0,10 0,24 4,2 — 1,6 — —/0,03 — ВВУ-35А 0,05/0,14 0,19 4,0 7,4 1,9 1,9 1,0/0,30 80 ВВУ-110Б 0,06/0,20 0,23 8,4 15 2,0 2,0 1,5/7,2 300(80) ВВБМ-ПОБ 0,05/0,15 0,19 4,5 7,8 1,9 1,9 1,0/0,45 200(80) ВВБК-11ОБ 0,04/0,09 0,25 10,5 19,5 3,2 3,5 1,2/0,8 200(80) ВВБ-22ОБ 0,06/0,20 0,25 2,8 5,0 1,6 1,9 0,50/0,25 320(80) ВВБК-22ОБ 0,025/0,08 0,30 5,5 10,0 3,2 3,5 0,60/0,25 200(80) ВНВ-220 0,025/0,10 0,25 4,1 7,0 3,6 3,9 0,30/0,20 100(64) ВВ-ЗЗОБ 0,06/0,23 0,16 15 24,0 1,6 1,9 0,06/0,30 380(144) ВВД-ЗЗОБ 0,06/0,24 0,25 6,6 14,0 2,1 3,1 1,0/0,4 600(80) ВНВ-330-40 0,025 / 0,10 0,25 6,6 10,0 3,5 3,9 0,5/0,4 145(64) BHB-33O-63 0,25/0,10 0,25 8,0 12,0 3,6 3,9 0,6/0,4 145(64) ВВ-5ООБ 0,06/0.26 0,17 19,0 36,0 1,6 1,9 0,9/0,36 500(180) ВВБ-500А 0,06/0,17 0,25 8,1 16,7 1,6 1,9 1,3/0,33 900(80) ВНВ-500-40 0,025/0,10 0,25 6,6 10,0 3,6 3,9 0,7/0,4 160(64) ВНВ-500-63 0,025/0,10 0,25 8,0 12,0 3,6 3,9 0,8/0,4 160(64) ВВБК-5ОО 0,03/0,09 0,25 12,0 24,0 3,2 3,5 0,8/0,5 600(80) ВВБ-75О 0,07/0,26 0,30 12,0 22,0 2,1 2,5 2,0/1,0 1200(80) ВНВ-75О 0,025/0,10 0,25 12,0 19,0 3,6 3,9 2,0/0,6 180(64) ВНВ-1150 0,018/0,010 0,30 21,0 30,0 3,6 3,9 2,0/1,0 400(64) Оборудование подстанций и электрических сетей
и 45 Ом, диаметр провода 0,51 мм (медь) и 0,50 мм (константан) для первой (тяговой) и второй (токоограничивающей) секций соответственно. В табл. 4.15.3 представлена комплектация воздушных выключателей шунтирующими резисторами и емкостями. Для ВВГ-20 в общее количество дугогасительных камер включены вспомогательные (по одной на полюс): при этом данные о сопротивлениях в табл. 4.15.3 указаны дробью: в числителе — для основных камер, в знаменателе — для вспомогательных. У выключателей ВВУ-110Б конденсаторы шунтируют только два верхних разрыва, на которых также установлены сопротивления по 100 Ом; нижние разрывы шунтированы сопротивлениями по 5 Ом. На выключателях ВВБ-500А и ВВБ-750 каждый из двух крайних разрывов шунтирован двумя конденсаторами ДМРУ-60; у ВВБ-750, кроме того, 8 разрывов (по 4 с каждой стороны) шунтированы двумя включенными параллельно конденсаторами ДМРУ-60 и ДМРУ-55. Остальные разрывы этих выключателей шунтируются конденсаторами ДМРУ-55 (у ВВБ-750 — по два на разрыв). Для выключателей ВНВ шунтирующие резисторы применяются только в исполнении с отключающим током 63 кА В табл. 4.15.4 представлены основные характеристики воздушных выключателей. Выключатели серий ВВ, ВВН и ВВШ — с воздухонаполненными отделителями. Выключатели серий ВВУ, ВВБ, ВВД — с металлической дугогасительной камерой. Выключатели серии ВНВ — со стеклоэпоксидными дугогасительными камерами Выключатели могут поставляться с исполнением изоляции по категории Б и морозостойкие. Для ВНВ-35 ширина дана для трех полюсов.
Таблица 4.15.3. Комплектация воздушных выключателей шунтирующими резисторами и емкостями Тип Число разрывов гасительных камер (отделителя) на полюс Число конденсаторов на полюс и их тип Число резисторов на полюс и сопротивление резистора, Ом Результирующая величина, шунтирующая полюс емкости, пФ сопротивления, кОм ВВГ-20 3 (1) — 4x1,4 1x30 - 0.047 ВВУ-35А 2 — 1x4,6 — 0,005 ВВУ-ПОБ 4 2х(ДМРУ-80-1) 2x100 + 2x5 500 0,21 ВВБМ-ПОБ 2 2х(ДМРУ-80-1) 2x50 500 0.10 ВВБК-11 ОБ 2 2х(ДМН-80-1) — 500 — ВВБ-220Б 4 4х(ДМРУ-55-3,3) 4x100 825 0,40 ВВБК-220Б 4 8х(ДМН-80-1) — 500 — ВНВ-220 2 2х(ДМК-190-1,4) 4x25 700 0,10 ВВ-ЗЗОБ 8(6) 6х(ДМР-80-1) 8x14144 167 113,2 ВВД-ЗЗОБ 8 8х(ДМРУ-55-3,3) — 410 — ВНВ-330 4 2х(ДМК-190-1,4) + + 2х(ДМК-190-1,1) 8x37,5 303 0,30 ВВ-500Б 10(8) 8х(ДМН-80-4,4) 10x14144 550 141,4 ВВБ-500А 12 10х(ДМРУ-55-3,3) + + 4х(ДМРУ-60-2,2) — 288 — ВНВ-500 4 4х(ДМК-190-1,4) 8x37,5 350 0,30 ВВБК-500 8 2х(ДМРУ-55-3,3) + + 6х(ДМРУ-60-2,2) — 300 — ВВБ-750 16 12х(ДМРУ-55-3,3) + + 20х(ДМРУ-60-2,6) — 356 — ВНВ-750 6 2х(ДМР-190-1,6) + + 4х(ДМК-190-1,4) 12x37,5 244 0,45
Таблица 4.15.4. Основные характеристики воздушных выключателей Тип Номинальные данные Рабочее давление, кгс/см2 (МПа) Размеры полюса, м Масса, т напряжение, кВ ток, А ток отключения, кА 3 i а ширина ВВН-35-2 35 2000 31,5 20(2) 2,7 3,6 1,9 3,5 ВВШ-110 110 25,0 50,0 3,6 1,4 9,8 ВВШ-НОБ НО 25.0 5.3 3.6 1.4 10.9 ВВУ-35-40 / 2000 35 40.0 2,7 3.8 1.3 18.35 ВВУ-35-40/3200 35 3200 40.0 2.7 3.8 1.3 18.35 ВВУ-110-40/2000 НО 2000 40,0 5,2 3,8 1,3 18,0 ВВБМ-11 ОБ-31,5/2000 ПО 31,5 3,9 3,9 1,3 7,5 ВВБ-220-12 220 31,5 7,6 4,0 1,8 17,0 ВВБ-220Б-40/2000 220 40,0 32(3,2) 7,6 4,0 1,8 18,0 ВВД-330Б-40/3200 330 3200 40,0 26(2,6) 9,3 9,0 3,2 40,8 ВВБ-330Б-20 330 2000 35,5 20(2) 9,3 8,0 3,2 40,5 ВВБ-500-30 500 2000 35,5 20(2) 10,5 13,8 4,0 63,6 ВВБ-500-35,5/3200 500 3200 35,5 20(2) 10,5 14,0 4,1 63,6 ВВБ-750-40/3200 750 40,0 26(2,6) 11,5 19,1 4,1 90,2 ВНВ-НО 110 4,3 2,8 0,7 7,5 ВНВ-150 150 40,0 40(4) 4,0 4,3 1,6 11,7 ВНВ-220 220 5,1 4,3 1,6 12,0 ВНВ-330 330 6,4 8,6 1,9 22,6 ВВН-500 500 7,4 8,6 1,9 30,0 ВНВ-750 750 11,0 12,9 3,1 48,0 ВВ-ЗЗОБ 330 2000 20 20(2) 8,2 6,7 3,2 40,0 ВВ-500 500 11,0 9,5 4,0 58,0 4.15.2. Воздушные выключатели на напряжение 35 кВ Воздушные выключатели применяются в РУ напряжением 35 кВ и выше. Гашение дуги в них происходит в дугогасительных камерах с продольным или поперечным дутьем с помощью сжатого воздуха, получаемого от компрессорной установки.
От компрессора сжатый воздух по трубам подводится к каждому выключателю, снабженному стальным резервуаром, который представляет собой часть конструкции аппарата. В момент отключения сжатый воздух из этого резервуара через соответствующие клапаны поступает в дугогасительную камеру и быстро гасит дугу. Расход сжатого воздуха компенсируется компрессорной установкой. В зависимости от конструкции и номинального напряжения воздушные выключатели выпускаются марок ВВБ, ВВГ, ВВН. Достоинствами воздушных выключателей являются взрыво- и пожаробезопасность, быстродействие, высокая отключающая способность, малый износ дугогасительных контрактов, пригодность для наружной и внутренней установки, а их недостатками — необходимость компрессорной установки, сложность изготовления ряда деталей и узлов, относительно высокая стоимость. Выключатели марок ВВШ — воздушные выключатели с закрытым (воздухонаполнением в отключенном положении) отделением. Выключатель выполнен в виде отдельных полюсов. Управление выключателем может быть пополюсным или трехполюсным. Гасительные камеры выключателей состоят из нескольких одинаковых вертикально расположенных элементов. Каждый элемент содержит два полых торцевых контакта, из которых один (подвижный) приводится в движение поршневым механизмом. Каждый элемент гасительной камеры зашунтирован низкоомным сопротивлением, состоящим из одинаковых блоков (буква Ш в обозначении типа выключателя). Сопротивление каждого блока 150 Ом. Отделители выключателя, так же как и камеры, состоят из нескольких одинаковых вертикально расположенных элементов. Выключатели марок ВВБ — воздушные выключатели с металлическими гасительными камерами. В обозначении типа вместо буквы Б и после нее могут стоять буквы У — усиленный по скорости восстанавливающего напряжения, М — малогабаритный, Д — с повышенным давлением сжатого воздуха, П — для электротермических установок. Выключатели имеют двухразрывные дугогасительные устройства одностороннего дутья. Камеры (резервуары) постоянно заполнены сжатым воздухом и находятся под высоким потенциалом. Напряжение подводится к камерам через эпоксидные вводы, защищенные снаружи фарфоровыми покрышками (рис. 4.15.12 и 4.15.13) При отключении сначала размыкаются главные контакты. Возникшие на них дуги гасятся потоком сжатого воздуха за 0,02 с. Примерно через 0,035 с после размыкания главных контактов размыкаются вспомогательные контакты. Время горения дуги на вспомогательных контактах не более 0,01 с. При включении первыми замыкаются главные контакты, а затем (через 0,04...0,08 с) — вспомогательные.
Рис. 4.15.12. Выключатель типа ВВБ-35 Рис. 4.15.13. Воздушный выключатель ВВ-20. 1 — тележка; 2 — опорный изолятор; 3, 4 — привод ножей; 5 — шунтирующее сопротивление; 6 — вывод; 7 — камера основания; 8 — ножи разъединителя; 9 — охладители; 10 — шунтирующее сопротивление; 11 — камера вспомогательная; 12 — штанга; 13 — нож отделителя
Рис. 4.15.14. Внешний вид выключателя ВВН-35 Половина разрывов выключателей типа ВВУ-35 и ВВУ-110 шунтирована низкоомными резисторами. При отключении оба главных разрыва камеры этого выключателя размыкаются одновременно. После погасания дуги на разрыве, шунтированном резистором, другой разрыв отключает сопровождающий ток, ограниченный этим резистором. Полюс выключателя на 35 кВ состоит из одной металлической дугогасительной камеры, расположенной на опорной изоляционной конструкции. Шкафы управления и дугогасительные камеры унифицированы. Выключатели на 35 кВ имеют по одному распределительному шкафу, в которых расположена аппаратура, связывающая три полюса выключателей в один общий агрегат. Выключатели марок ВНВ — серия воздушных выключателей, основанная на блочном (модульном) принципе построения. Основной элемент выключателя — дугогасительный модуль; он постоянно заполнен сжатым воздухом и имеет контактную систему, образующую при отключении два разрыва. В процессе отключения контакты расходятся сначала на оптимальное для гашения дуги расстояние, а затем перемещаются в конечное положение. Выключатели этой серии практически полностью унифицированы, более экономичны по расходу сжатого воздуха, имеют большое быстродействие при коммутациях, стабильность механических характеристик и малую разновременность срабатывания элементов полюса за счет механической системы управления дугогасительными устройствами. Выключатели
Рис. 4.15.14. Внешний вид выключателя ВВН-35 Половина разрывов выключателей типа ВВУ-35 и ВВУ-110 шунтирована низкоомными резисторами. При отключении оба главных разрыва камеры этого выключателя размыкаются одновременно. После погасания дуги на разрыве, шунтированном резистором, другой разрыв отключает сопровождающий ток, ограниченный этим резистором. Полюс выключателя на 35 кВ состоит из одной металлической дугогасительной камеры, расположенной на опорной изоляционной конструкции. Шкафы управления и дугогасительные камеры унифицированы. Выключатели на 35 кВ имеют по одному распределительному шкафу, в которых расположена аппаратура, связывающая три полюса выключателей в один общий агрегат. Выключатели марок ВНВ — серия воздушных выключателей, основанная на блочном (модульном) принципе построения. Основной элемент выключателя — дугогасительный модуль; он постоянно заполнен сжатым воздухом и имеет контактную систему, образующую при отключении два разрыва. В процессе отключения контакты расходятся сначала на оптимальное для гашения дуги расстояние, а затем перемещаются в конечное положение. Выключатели этой серии практически полностью унифицированы, более экономичны по расходу сжатого воздуха, имеют большое быстродействие при коммутациях, стабильность механических характеристик и малую разновременность срабатывания элементов полюса за счет механической системы управления дугогасительными устройствами Выключатели
данной конструкции являются полностью взрывобезопасными в эксплуатации, так как под высоким давлением находятся не фарфоровые изоляторы, а прочные изоляционные цилиндры. Выключатели на напряжение 35 кВ соответствуют ГОСТ 687-78. Технические данные выключателя приведены в табл. 4.15.5. Воздушный выключатель типа ВВН-35 (рис. 4.15.14) представляет собой автоматический выключатель, предназначенный для отключения цепей переменного тока высокого напряжения. Конструкция выключателя предусматривает трехполюсное управление. Выключатель предназначен для установки на открытом воздухе. Для предотвращения конденсации влаги из воздуха внутренние полости изоляторов выключателя непрерывно продуваются сжатым воздухом, поступающим через специальный редукторный клапан. Технические характеристики выключателя ВВН-35 Номинальное напряжение. кВ.............................35 Наибольшее рабочее напряжение. кВ.................. 40.5 Номинальный ток. А........................... 600 и 1000 Предельный ток отключения, кА..................... 16,5 Мощность отключения, МВ*А............................1000 Рабочее давление, атм..................................20 Время отключения с приводом, с.......................0,08 Расход воздуха на одно отключение, л..................900 Габаритные размеры, мм: длина................................................ 1025 ширина............................... 1854 высота..................................2260 Вес выключателя, кг..................................1200
Таблица 4.15.5. Воздушные выключатели переменного тока Тип выключателя Номинальный ток, А Предельный сквозной ток, кА 4-секундная термическая стойкость, кА Время । включения, с Время 1 отключения, с J Расход воздуха на отключение, л Масаа выключателя, кг Число дугогасительных разрывов на полюс действующий амплитуда Номиналы § В о ВНСГ-15 12000 190 480 190 31.5 0.06 0,08 — 7300 2 ВВГ-20 12500 2000 160 410 160 160 0,1 0,15 — 9150 2 ВВП-35 1250 16 41 16 16 0,28 0,08 — 1200 1 ВВ-35-20/1250 1250 20 52 20 20 0,28 0,08 — 1300 1 ВВУ-35 2000/ 3200 40 100 40 40 0,13 0,07 4000 4500 7500 2 Примечания: 1. В таблице приведено сокращенное (без указания /но„) обозначение типа выключателя. Буквенная часть обозначения: В — выключатель (второе В — воздушный), Г — генераторный, Н — наружной установки, У — усиленный по скорости восстанавливающего напряжения. Цифровая часть обозначает: первая группа цифр — номинальное напряжение, кВ (буква Б после этой группы цифр — категория изоляции по длине пути утечки, в скобках — при наличие модификаций А и Б); вторая группа цифр — отключаемый ток, кА. 2. Выключатель ВВГ-20 внутренней установки с наружным отделителем, остальные выключатели наружной установки с металлическими гасительными камерами. 3. Длительность протекания тока термической стойкости для выключателей ВВГ-20 и ВВУ-35 -4 с. 4. Ширина для выключателей ВВГ-20 и ВВУ-25А соответствует трехфазному аппарату. 5. Выключатель ВВГ-20 С номинальным током 20 кА может нести полную нагрузку только при искусственном обдуве.
4.16. Электромагнитные выключатели 6—35 кВ 4.16.1. Электромагнитные выключатели Электромагнитные выключатели занимают особое место среди других выключателей переменного тока. Область их применения ограничена напряжением 10-15 кВ. Действие выключателя основано не на газовом дутье. Контактная система (рис. 4.16.1) состоит из основных 1 и 2 и дугогасительных 3 и 10 контактов, последние имеют дугостойкие напайки. Дугогасительная система состоит из изоляционной камеры 4 и охватывающего камеру П-образного магнитопровода 5, на среднюю часть которого надета дугогасительная катушка 6. Последняя состоит из ряда керамических дугостойких, инертных (в отношении выделения газа) пластин 8 с V-образными вырезами, разделенных небольшими воздушными промежутками. Благодаря этому длина дуги значительно увеличивается (до 1...2 м), а сечение ее в узких вырезах пластин вынужденно уменьшается. Дуга приходит в тесное соприкосновение с холодными поверхностями пластин, обладающих высокой теплопроводностью. Это ведет к увеличению потерь энергии и градиента напряжения. Сопротивление дуги быстро увеличивается, а ток уменьшается до тех пор, пока дуга не погаснет. По бокам пакета укреплены дугогасительные рога. Рог 7 электрически соединен только с дугогасительной катушкой. Второй конец катушки присоединен к неподвижному контакту. Рог 9 соединен с подвижным контактом. При замкнутых контактах катушка не обтекается током. Возникаю- Рис. 4.16.1. Контактная и дугогасительная системы электромагнитного выключателя: 1,2 — главные контакты; 3, 10 — дугогасительные контакты; 4 — изоляционный кожух; 5 — витки электромагнита; б — полюсные наконечники; 7 — передний рог; 8 — дугогасительная решетка; 9 — задний рог
щая при размыкании контактов дуга движется сначала под действием только электродинамических сил контура (положения А и В) и перебрасывается этими силами на рог 7. При этом в контур тока включается дугогасительная катушка, и созданное ею магнитное поле загоняет дугу в решетку (положение В, Г и Д), где и происходит ее гашение. Для сокращения времени горения дуги при малых токах в данной конструкции (для других не обязательно) каждый полюс выключателя снабжен воздушным (автопневматическим) поддувом, состоящим из цилиндра, жестко связанного с подвижным контактом, и поршня. В процессе отключения поршень вдвигается в цилиндр, вытесняет из него воздух, который по специальной трубке подается в зону между размыкающимися дугогасительными контактами. Технические данные электромагнитных выключателей приведены в табл. 4.16.1. Действие электромагнитных выключателей основано на гашении Таблица 4.16.1. Основные данные электромагнитных выключателей Тип кА Время, с Масса, т Размеры,м отключения включения высота ширина глубина ВЭ-6-40 1,6; 2,0; 3,2 128 0,06/0,075 0,075 0,57-0,61 1,60 0,58 1,0 ВЭМ-6-40 2,0; 3,2 125 0,06/0,08 0,25 1,0...1,2 1,60 0,75 0,97 ВЭС-6-40 1,6; 2,0; 3,2 128 0,06/0,075 0,075 0,57...0,61 1,61 0,63 0,98... 1,01 ВЭМ-10Э-20 1,0; 1,25 52 0,05/0,07 0,25 0,60...0,62 1,60 0,75 0,97 ВЭ-10-20 1,25; 1,6; 2,5; 3,6 51 0,06/0,075 0,075 0,52...0,57 1,60 0,63 1,0 ВЭ-10-31,5 1,25; 1,6; 2,5: 3.6 80 0,06/0,075 0,075 0,56...0,61 1,60 0,63 1,0 ВЭ-10-40 1,6; 2,5; 3,15 100 0.06/0,08 0.08 0,65..0.69 1,61 0,63 0,98...1,01 ВЭВ-10Э-16 1,6 16 0,06/0,08 — 0,25 1,60 0,58 1,0 Примечания: 1. Обозначение типа выключателя: буквенная часты В — выключатель, Э или ЭМ — электромагнитный, С — сейсмостойкий; цифровая часть (приведена в сокращении): первая группа цифр — кВ (Э после этой группы цифр — встроенный электромагнитный привод), вторая группа цифр — /откл, кА. 2 Ток термической стойкости численно равен отключаемому току; время протекания тока термической стойкости для ВЭМ-6-40 — 3 с, для Остальных — 4 с. 3. В числителе — собственное время отключения, в знаменателе — полное 4. Выключатели ВЭ-6-40, ВЭС-6-40 и ВЭ-10-40 не предназначены для работы с АПВ, для выключателей ВЭ-10-20 и ВЭ-10-31,5 минимальная длительность бестоковой паузы АПВ 0,3 с, у остальных — 0,5 с. 5. Выключатель ВЭМ-6-40 оснащен приводом ПЭ-22, выключатели ВЭ-10-20, ВЭ-10-31,5 и ВЭ-6-40 — встроенным пружинным, остальные — встроенным электромагнитным. 6. Климатическое исполнение и категория размещения всех выключателей УЗ по ГОСТ 15150-69 и 15543-70.
электрической дуги отключения в дугогасительной камере, содержащей пакет керамических пластин, в который дуга затягивается поперечным магнитным полем, возбуждаемым током дуги. При отключении выключателя размыкаются сначала главные, а затем дугогасительные контакты. Возникающая при этом дуга под действием электродинамических сил токоведущего контура и тепловых конвекционных потоков выдувается вверх в дугогасительную камеру. Расширяясь, петля дуги приближается к медному рогу, расположенному над неподвижным контактом и касается его, при этом катушка электромагнита, создающего магнитное дутье, включается параллельно участку дуги между контактом и рогом. Шунтированная часть дуги гаснет, и через катушку начинает проходить полный ток отключаемой цепи. Второе основание дуги перебрасывается с подвижного дугогасительного контакта на другой рог, при этом последовательно в цепь дуги включается вторая катушка магнитного дутья, создается магнитное поле, взаимодействующее с током дуги и вызывающее перемещение дуги в пакет керамических пластин, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга. Пластины снабжены вырезами, сужающимися кверху и смещенными в сторону от середины пластины Попадая в пакет пластин, дуга приобретает зигзагообразную форму, интенсивно охлаждается и при переходе через нуль гаснет. Типичная осциллограмма тока и напряжения при отключении короткозамкнутой цепи электромагнитным выключателем приведена на рис. 4.16.2, а. Она существенно отличается от соответствующих диаграмм для масляных и воздушных выключателей. Падение напряжения в дуге здесь значительно больше. В масляных и воздушных выключателях сопротивление дугового промежутка и его влияние на ток проявляются лишь в течение последних нескольких десятков микросекунд, предшествующих угасанию дуги. В электромагнитных выключателях резкое сопротивление дуги вследствие ее значительной дуги является основным условием успешного отключения. Ток стремится к нулю. При этом сдвиг фазы тока по отношению к напряжению уменьшается. а Рис. 4.16.2. К принципу действия электромагнитного выключателя: а — изменение тока и напряжения в процессе отключения; б — движение электронов в электрическом и магнитном полях
Движение дуги в электромагнитном выключателе и ее удлинение происходят под действием магнитного поля, направленного перпендикулярно направлению тока. Это явление принято объяснять упрощенно, рассматривая дуговой столб как металлический проводник с током. Направление электродинамической силы определяют, руководствуясь правилом левой руки. Однако дуга не является металлическим проводником, представляет собой плазму, т.е. раскаленный ионизированный газ, и для объяснения движения дугового столба в магнитном поле необходимо более детально рассмотреть физику процесса. Под действием магнитного поля, направленного перпендикулярно электрическому полю (рис. 4.16.2, б), электроны и ионы несколько отклоняются от своего основного направления в зависимости от магнитной индукции и длины свободного пробега заряженных частиц. В слабом магнитном поле угол отклонения невелик. Все же ионы и электроны, движущиеся в направлении магнитного поля, получают составляющую скорости в направлении, перпендикулярном В и Е, и при столкновении передают это движение нейтральным молекулам газа. Под действием этой объемной силы газ движется в направлении, перпендикулярном дуге. Газ с высокой температурой выбрасывается из дугового столба вперед по движению, а холодный газ подсасывается в дуговой столб с противоположной стороны. Ионизация происходит легче с фронта, так как температура здесь выше. Плотность тока с этой стороны увеличивается, а с противоположной — уменьшается. В результате дуговой столб приходит в движение вместе с газом Таким образом, гашение дуги здесь осуществляется при помощи магнитного дутья в камерах с узкими (прямыми, извилистыми и т.п.) щелями или в камерах с дугогасительными решетками. Такие выключатели выпускаются на номинальные токи до 2000 А, напряжение 6 и 10 кВ, с отключающей мощностью соответственно до 400 и 200 MB-А и предназначены для внутренней установки, а также для встройки в комплектные распределительные устройства. Все три полюса выключателя монтируются на стальной сварной раме, имеющей катки. В нижней части рамы расположен привод. Как правило, привод электромагнитный, но может быть и другой. На опорных фарфоровых изоляторах, закрепленных на вертикальной стойке рамы, укреплены контактная и дугогасительная системы (см. рис. 4.16.1). Токоподводы при встройке выключателя в КРУ снабжаются втычными контактами. Подвижные контакты трех полюсов связаны изоляционными тягами с общим валом выключателя. Дугогасительная камера и контакты каждого полюса закрыты изоляционным кожухом, отделяющим полюсы выключателя друг от друга и от стенок распределительного устройства. Механическая износостойкость выключателей — до 50000 циклов, коммутационная — 5000 отключений.
Рис. 4.16.3. Выключатель электромагнитный ВЭ-10 на токи 1250, 1600 и 2500 А При отключении малых токов (до 1000 А) для улучшения гашения дуги применяется устройство воздушного поддува. На рис. 4.16.3 показан выключатель серии ВЭ-10. У выключателей серии ВЭ-10 в зависимости от номинального тока и номинального отключаемого тока несколько меняется конструктивное исполнение. Выключатели различаются: дугогасительными камерами (на номинальный ток отключения 20 кА камера имеет меньшие габаритные размеры и массу по сравнению с выключателями на большие токи; выключатели на номинальный ток 3600 А проходных изоляторов не имеют); приводами (выключатели с номинальным током отключения 20 кА снабжены пружинными приводами, имеющими две включающие пружины; выключатели с номинальным током отключения 31,5 кА снабжены пружинными приводами с тремя включающими пружинами); проходными изоляторами (выключатели с номинальным током 2500 А имеют проходные изоляторы с большей площадью поперечного сечения токоведущего стержня по сравнению с проходными изоляторами выключателей с меньшим номинальным током) Отечественные заводы строят электромагнитные выключатели серии ВЭМ с номинальным током отключения до 40 кА при напряжении 6,9 кВ и
Рис. 4.16.4. Электромагнитный выключатель типа ВЭМ-10Э-100/12 5УЗ до 20 кА при напряжении 11,5 кВ (рис. 4.16.4...4.16.7) Они получили применение в системах собственных нужд мощных электростанций, а также в промышленных установках, где необходимы частые операции включения и отключения Стоимость их относительно высока Электромагнитные выключатели выпускаются на напряжение 6-10 кВ, номинальный ток до 3200 А и ток отключения до 40 кА. Для гашения в них дуги не требуются масло или сжатый воздух, что является большим преимуществом по сравнению с другими выключателями. Дугогашение осуществляется магнитным дутьем. Так, в выключателе ВЭМ-6 магнитное поле в камере, взаимодействуя с током дуги, перемещает ее со скоростью 30 м/с. Дуга удлиняется в щелевой камере и гаснет. Достоинствами электромагнитных выключателей являются полная пожаро- и взрывобезопасность, малый износ контактов, большое количество отключений без ревизий, высокая отключающая способность, а их недостатками — сложная конструкция, ограниченный верхний предел номинального напряжения. В табл. 4.16.2 представлены основные регулировочные характеристики электромагнитных выключателей. Дробью указаны значения, соответствующие различным исполнениям выключателя ВЭ-10: числитель — на 1,25 и 1,6 кА, знаменатель — на 2,5 и 3,6 кА; в скобках — соответствующие значения для ВЭ-10-31,5 (если они отличаются от данных выключателя ВЭ-10-20).
Рис. 4.16.5. Выключатель с электромагнитным гашением дуги ВЭМ-6КТ. 1 — камера дугогасительная; 2 — магнитная система; 3 — изолятор опорный; 4 — токоподвод с катушкой; 5 — контакт неподвижный; 6 — экран изоляционный; 7 — привод электромагнитный; 8 — рама выключателя; 9 — контактор; 10 — пружина отключающая; 11 — рукоятка ручного отключения; 12 — тяга изоляционная; 13 — шина; 14 — контакт подвижный; 15 — пластина; 16 — кожух изоляционный
965 Рис. 4.16.5. Окончание Расстояние между главными контактами в момент размыкания дугогасительных контактов для всех типов выключателей — 12 мм. Максимальная неодновременность контактов ВЭМ-10Э составляет 2 мм, остальных — 1 мм. Сопротивление составляет для выключателей на 1,25; 1,6; 2,5 и 3,2 кА между втычными контактами розеток соответственно 60, 50, 30 и 20 мкОм и между выводами без розеток — соответственно 40. 30, 20 и 15 мкОм. Электромагнитные контакторы. На рис. 4.16.8 показан электромагнитный контактор К2-6. Он выполнен на напряжение 6 кВ; /ном = 400 А, отключаемый ток к.з.. /откл = 4,2 кА; /вкл = 8 кА. Коммутационная стойкость контактора 1-105 циклов ВО. Контактор состоит из трех полюсов 3 (на рисунке камера среднего полюса не показана), установленных на изоля-
Рис. 4.16.6. Выключатель с электромагнитным гашением дуги ВЭМ-6-2000/40-125
Рис. 4.16.7. Выключатель с электромагнитным гашением дуги ВЭМ-6-3200/40-125 ционных рейках 2. Рейки стягивают стальные стенки 1, между которыми располагаются полюсы и электромагнитный привод 4. Каждый полюс контактора содержит неподвижный контакт и катушку магнитного дутья, включенную между неподвижным главным и дугогасительным контактами. Подвижные контакты установлены на изоляционном валу 5 и связаны с выводами полюсов гибкими связями. Дугогасительные камеры состоят из набора керамических дугостойких деталей, заключенных в пластмассовый кожух. В процессе отключения цепи первыми размыкаются главные контакты и ток проходит через дугогасительные контакты и катушку магнитного дутья. Возникающая при этом дуга затягивается магнитным полем в узкую щель между керамическими пластинами; действием электродинамических сил растягивается и вследствие отдачи теплоты холодным станкам камер деионизируется. При переходе тока через нулевое значение дуга гаснет.
Таблица 4.16.2. Основные регулировочные характеристики электромагнитных выключателей Характеристика ВЭ-6, ВЭС-6 ВЭМ-6 ВЭМ-10Э ВЭ-10 Скорость движения дугогасительных контактов, м/с: при размыкании 3,0 3,6 5,3 3,5/3,0 при замыкании 5,8 4,5 4,1 5,2/4,8 (6,5/5,8) Ход ножа в дугогасительных контактах, мм 28 31 22 28 Контактное нажатие пластин главного контакта, Н 157 140 120 13 То же дугогасительного 235 280 200 40 Минимальное расстояние между подвижными и неподвижными контактами в отключенном состоянии, мм 135 ПО 120 135 Выдергивающее усилие втычного штыря из розеточного контакта, Н 127 255 127 80/130 Максимальный момент на валу, Н-м 247 1450 1000 200/250 Рис. 4.16.8. Электромагнитный контактор К2-6: 1 — стальные стенки; 2 — изоляционные рейки; 3 — полюсы; 4 — электромагнитный привод; 5 — изоляционный вал
Внедрение вакуумных и электромагнитных контакторов в практику значительно повышает культуру эксплуатации. 4.16.2. Автопневматические выключатели Гашение дуги в этих выключателях осуществляется потоком сжатого воздуха, создаваемым поршневым устройством, приводимым в движение одновременно с подвижным контактом. Принцип устройства автопневматического выключателя показан на рис. 4.16.9. Неподвижный контакт 2 укреплен в цилиндре дугогасительной камеры 1, имеющей изоляционное сопло 5, в отверстие которого проходит подвижный контакт и поршень 6 начинают двигаться одновременно. До момента выхода подвижного контакта из отверстия сопла выход воздуха из камеры закрыт, и в камере создается повышенное давление. После выхода подвижного контакта из отверстия сопла нагнетаемый поршнем воздух начинает вытекать из камеры, образуя продольное дутье и гася дугу 3. Автопневматический способ гашения имеет то достоинство, что не требует дорогой компрессорной установки и резервуара сжатого воздуха со сложной схемой пневматического дутья и позволяет получить относительно простые и дешевые конструкции выключателей. Однако при этом способе гашения нельзя создать высокие давления (более 2...6 МПа). Вследствие этого область применения автопневматических выключателей ограничивается напряжением 6~20 кВ и мощностью отключения 2-400 MB-А. Выключатели допускают до 25...30 циклов включений-отключений в час. Выключатели серии ВК-10 (см. рис. 4.16.10...4.16.12) — колонкового типа, предназначены для встраивания в КРУ там, где не требуется частая коммуникация. Выключатели имеют встроенный пружинный привод с автоматическим подзаводом пружин. Выпускает их Ровенский завод высоковольтной аппаратуры. Выключатели ВК-10, обладают высокими технико-экономическими показателями: малые габариты, номинальное напряжение — 10 кВ, номинальный ток от- Рис. 4.16.9. Принцип устройства автопневматического выключателя: 1 — цилиндр дугогасительной камеры; 2 — неподвижный контакт; 3 — электрическая дуга; 4 — подвижный контакт; 5 — изоляционное сопло; 6 — поршень
Рис. 4.16.10. Выключатель ВК-10 на 630 и 1000 А Рис. 4.16.11. Общий вид выключателя ВК-10 на 1250 и 1600 А: 1 — основание; 2 — пластина; 3 — пружинный привод; 4 — полюс; 5 — фасадная перегородка; 6 — изоляционный кожух
ключения — 31,5 кА. Время отключения — 0,07 с, номинальный ток — до 1600 А, масса — 160 кг. Общий вид выключателя представлен на рис. 4.16.10. Разрез полюса без привода дан на рис. 4.16.12. В выключателе используется дугогасительная камера с автодутьем. Выключатель ВК-10 выкатного типа, предназначен для работы в КРУ и имеет розеточные внешние контакты. Дугогасящее устройство выключателя с /ном до 1000 А выполнено в виде прочного изоляционного цилиндра 12, внутри которого размещены контактная система 4, 15 и пластины дугогасительного устройства. Гашение дуги с большим током происходит в самом начале хода свечи после размыкания контактов. При небольших токах короткого замыкания дуга удлиняется, затягивается в нижний объем дугогасительного устройства. Создано 12 различных типоисполнений этих выключателей. а Рис. 4.16.12. Разрез полюса ВК-10 с 1„оя до 1000 А без привода: а — для выключателей серии ВК-10; б — для выключателей серии ВК-10А 1 — стекло маслоуказателя; 2 — направляющий стержень; 3 — токоотвод; 4 — подвижный стержень; 5 — токоведущий стержень; 6 — изоляционный чехол; 7 — корпус механизма; 8 — прокладка; 9 — фланец; 10 — тяга; 11 — обойма; 12 — распорный цилиндр; 13 — дугогасительиая камера; 74 — цилиндр; 13 — розеточный контакт; 76 — кожух; 77 — втычной контакт, 1В — гайка, 19 — втулка; 20 — уплотнение
Рис. 4.16.10. Выключатель ВК-10 на 630 и 1000 А Рис. 4.16.11. Общий вид выключателя ВК-10 на 1250 и 1600 А: 1 — основание; 2 — пластина; 3 — пружинный привод; 4 — полюс; 5 — фасадная перегородка; 6 — изоляционный кожух
4.17. Вакуумные выключатели 6—110 кВ 4.17.1. Основные сведения о вакуумных, выключателях 6-110 кВ, вакуумных контакторах 6-10 кВ и дугогасительных камерах Вакуумные выключатели — одно из наиболее перспективных направлений развития коммутационной аппаратуры в классах напряжения 3-110 кВ. Из известных видов коммутационной аппаратуры они наиболее полно соответствуют современным требованиям. Вакуумные выключатели обеспечивают наиболее простой и надежный способ гашения электрической дуги. Особенно широкое распространение они получили для отключения сравнительно низких токов короткого замыкания. В эксплуатации вакуумные выключатели более надежны по сравнению с масляными или электромагнитными и имеют значительно меньшие размеры. Однако вакуумные выключатели появились сравнительно недавно, так как их разработка на требуемые параметры потребовала решения ряда сложных научных и технологических проблем. В вакуумных выключателях один из двух расположенных в стеклянной (или керамической) вакуумной камере контактов подвижный приводится в действие от внешнего привода (для замыкания и размыкания цепей). Так как в вакууме дуга гаснет быстро, то и восстановление межэлектродного изоляционного промежутка происходит во время размыкания тоже быстро. Это дает возможность получить хорошие коммутационные характеристики выключателя. Выключатели на 7,2—10 кВ имеют зазор между контактами в несколько миллиметров (4 мм), поэтому при таких малых размерах легко достигаются высокие скорости срабатывания. Эрозия контактов под действием дуги при этом незначительна, проблема предотвращения ухудшения вакуума на протяжении длительного времени практически решена. Срок службы вакуумных выключателей практически не ограничен. Вакуумные выключатели отвечают современным требованиям сокращения трудовых затрат при монтаже, наладке и эксплуатации. Параметры вакуумных выключателей определяются их основной частью — вакуумными дугогасительными камерами (ВДК) ВДК представляет собою запаянный прибор, в котором давление газа не превышает 1О“3...1О~10 Па. Камера состоит из изоляционного корпуса, с размещенными в нем контактной и экранной системами. Контактная система, как правило, торцевая одноразрывная; один из контактов неподвижный, другой подвижный и соединяется с корпусом через сильфон, благодаря чему контакт может перемещаться без нарушения вакуума. Экранная система защищает внутренние стенки изоляции корпуса от металлизации продуктами электроэрозии контактов и задает распределение электрического потенциала в ВДК.
Дуга отключения, возникающая при размыкании контактами ВДК цепи тока, горит в парах металла контактов и гаснет при переходе переменного тока через нулевое значение. Это происходит вследствие остывания последних очагов испарения, конденсации и деионизации пара с достаточно большой скоростью. При токах менее 10 кА дуга из-за взаимного расталкивания катодных пятен* распределяется по значительной части поверхности контактов и инерционных очагов испарения, приводящих к отказу при отключении, не возникает. При этих токах контакты имеют форму простых цилиндров. При токах более 10 кА дуга концентрируется в узкой области разрываемых контактов. В этом случае возникновение недопустимо больших очагов испарения на контактах предотвращается созданием в межконтактном промежутке поперечного радиального или продольного по отношению к току дуги магнитного поля. В поперечном радиальном магнитном поле дуга вращается с достаточно большой скоростью, в продольном — концентрации дуги не происходит, и дуга распределяется по всей контактной поверхности. Эти эффекты достигаются путем придания контактам специальной формы. При расхождении контактов вначале образуется жидкий металлический мостик из материала электродов. Этот мостик нагревается до высокой температуры и испаряется. Между контактами загорается дуга в среде паров металла электродов Характерной особенностью дуги является малое напряжение на ней (20-40 В). Только при больших токах (10-100 кА) напряжение растет до 50-200 В. При прохождении тока через нуль дуга гаснет. Малая плотность газа обусловливает исключительно высокую скорость диффузии зарядов погасшей дуги из-за большой разницы плотностей частиц в разряде и в вакууме. Через 10 мкс после прохождения тока через нуль между контактами восстанавливается электрическая прочность вакуума, которая достигает 100 МВ/м. Благодаря высокой скорости нарастания электрической прочности промежутка вакуумный выключатель может работать при высоких скоростях восстановления напряжения и успешно используется при отключении емкостной нагрузки. Ток отключения определяется количеством паров металла, испаряемого из электродов, что зависит от температуры электродов. Критическая температура, при которой происходит отказ в гашении, для меди равна 1280 °C, для вольфрама 3300 °C. В связи с этим в первых образцах вакуумных выключателей широко применялся вольфрам. Однако вольфрам обладает недостатками — высокое контактное сопротивление ограничивает номинальный ток. Кроме того, при подходе тока к нулю резко падает плотность паров вольфрама, дуга обрывается, возникает срез тока, при этом возникает перенапряжение, равное Л{7=/обр.^й, где L и С — параметры отключаемой * Эффект обратного движения пятна в магнитном поле.
нагрузки. Напряжение на нагрузке достигает (6-8)t/HOM, при этом происходит пробой изоляции в отключаемом оборудовании. Необходимо либо ставить специальные разрядники, либо переходить на другой материал электродов. В настоящее время широко применяются медь и ее сплавы или специальная металлокерамика. Для уменьшения количества паров металла, испаряемого из электродов, дуга быстро перемещается по поверхности контактов с помощью магнитного поля. Неподвижный торцевой контакт связан с одним фланцем, подвижный с помощью сильфона связан с другим. Нажатие подвижного контакта на неподвижный создается за счет атмосферного давления. При больших токах ставится дополнительная пружина. Полный ход подвижных контактов составляет несколько миллиметров (рис. 4.17.1). При больших токах применяются специальные экраны, предохраняющие от перекрытия по поверхности внутри сосуда. Перекрытие возможно вследствие оседания частиц испарившегося металла контактов после многократной работы. Вакуум обладает высокой электрической прочностью, и в нем быстро (спустя 10 мкс после прохождения тока дуги через нуль) вос Рис. 4.17.1. Зависимость пробивного напряжения от расстояния диаметром 9,5 мм: 1 — в воздухе при атмосферном давлении; 2 — в вакууме станавливается электрическая прочность дугового промежутка. Размещение контактов в вакууме исключает их окисление, вследствие чего можно применять меньшие контактные нажатия. Устройство простейшей вакуумной каме- ры показано на рис. 4.17.2. Она состоит из следующих частей: стеклокерамической оболочки /; стальных торцевых фланцев 2; медных контактных стержней — неподвижного 3 и подвижного 4; электродов 5; стального ребристо сильфона 6, приваренного к подвижному контактному стержню 4; экранов 7. 8, 9. Давление в камере составляет около 1.3* 10-5 Па. Металлы, используемые для контактов, должны обладать механической прочностью, высокой проводимостью, стойкостью относительно эрозии и сваривания. Применение получили бинарные сплавы: Си — Bi, Си — Те, Ag — Bi и др. В положении «включено» электроды прижаты друг к другу пружиной привода с силой около 3000 Н. В процессе отключения контакты размыкаются. Скорость движения контактов составляет около 1,5 м/с. Зажигает
ся дуга. Она горит в парах металла, образующихся на поверхности холодного катода в отдельных наиболее нагретых точках. Металлические пары непрерывно покидают дуговой промежуток и конденсируются на поверхности центрального экрана, изолированного от электродов. Он защищает изолирующую оболочку от радиации дуги и оседания на ней частиц металла. Когда ток приходит к нулевому значению, дуга угасает и парообразование прекращается. Если скорость восстанавливающейся электрической прочности промежутка превышает скорость постоянного высокого напряжения (ПВН), цепь оказывается разомкнутой. Рис. 4.17.2. Устройство простейшей вакуумной камеры: 1 — стеклокерамическая оболочка; 2 — стальные торцевые фланцы; 3 — неподвижный и 4 — подвижный контакты; 5 — электрод; 6 — стальной ребристый сильфон; 7,8,9 — экраны Отключающая способность вакуумной камеры зависит от материала и конструкции электродов, устройства экранов, определяющих пространственное распределение напряженности электрического поля внутри и вне камеры. В новейших конструкциях применены контакты большого диаметра (до 18 см), устроенные так, что в процессе отключения создается продоль- ное магнитное поле, параллельное дуге. Опыт показывает, что это поле способствует диффузионному строению дуги из множества тонких нитей с основаниями, равномерно распределенными по поверхности катода. При этом уменьшается напряжение на дуге и, следовательно, энергия, выделяемая в дуговом промежутке; увеличивается отключающая способность; эрозия контактов минимальна. На рис. 4.17.3 показан разрез еще одной вакуумной дугогасительной камеры, используемой в вакуумном выключателе серии ВВТ. Цилиндрический корпус камеры состоит из двух секций полых керамических изоляторов 5, соединенных металлической прокладкой 6 и закрытых с торцов фланцами 1 и 8. Внутри камеры расположена контактная система и электростатические экраны 2 и 4, защищающие изоляционные поверхности от металлизации продуктами эрозии контактов и способствующие распределению потенциалов внутри камеры. Неподвижный контакт 7 проходит через верхний фланец 8 и соединяется с ним сильфоном 9 из нержавеющей стали, создающим герметичное подвижное соединение. Камеры трех полюсов выключателя крепятся на металлическом каркасе с помощью опорных изоляторов.
Рис. 4.17.3. Разрез вакуумной дугогасительной камеры 1...8 — фланцы; 2, 4 — электростатические экраны; 3 — неподвижный контакт, 5 — керамический изолятор; 6 — металлические прокладки; 7 — подвижный контакт; 9 — сильфон Подвижные контакты камер управляются общим приводом с помощью изоляционных тяг и перемещаются при отключении на 12 мм, что позволяет достигать высоких скоростей отключения (1,7...2,3 м/с). Вакуумные дугогасительные камеры, являясь основной частью вакуумного выключателя имеют следующие характеристики (табл. 4.17.1 и 4.17.2) и обозначения, которые расшифровываются следующим образом: ВДВ ПП-П-П/ПУХЛ2 Ш-----------------------------камера Ц--------------------------дугогасительная *-------------------------вакуумная ---------------------- конструктивные особенности ----------------------номер разработки ----------------------номинальное напряжение, кВ -----------номинальный ток отключения, кА номинальный ток, А -----------вид климатического исполнения - категория размещения по ГОСТ 15150-69
Таблица 4.17.1. Характеристика дугогасительных вакуумных камер Тип кА Ход подвижного контакта, мм Скорость движения подвижного контакта, м/с при Размеры, мм Масса камеры, Износостойкость (число операций) включении отключении диаметр длина кг механическая электрическая КДВ-10-4/400 15 5...6 0,4...0,8 0,7...1,0 102 162 3,0 100000 100000/50 КДВ-10-10/630 51 11...13 0,5...0,9 1,4...1,8 150 252 8,8 20000 20000/50 КДВ-10-16/630 51 11...13 0,5...0,9 1,75...2,25 150 252 8,8 20000 20000/30 КДВ-10-20/1600 70 12 0.6...0.9 1,6...1,9 150 252 9.5 20000 10000/25 КДВ-35-20/1250 51 16...18 0,4...0,8 1,5...2.0 167 330 18,0 20000 20000/50 Примечания: 1. В числителе — электрическая износостойкость при номинальном токе, а в знаменателе — при номинальном токе отключения. 2. Ток термической стойкости численно равен номинальному току отключения, наибольшее допустимое протекание тока термической стойкости 3 с. 3. Остаточное давление в камере в течении всего периода эксплуатации не выше Т10 2 Па. 4. Наибольшая длительность горения дуги 0,02 с, вибрация контактов при включении не более 0,002 с. 5. Допустимый в эксплуатации износ контактов 4 мм (для КДВ-35 — 2 мм). 6. Ход контактов камер КДВ-35, предназначенных для выключателя на ПО кВ, составляет 13 15 мм- в выключателе ПО кВ используются 4 последовательно соединенные такие камеры. Оборудование подстанций и электрических сетей
КДВ разрабатывают и испытывают в соответствии с требованиями ГОСТ 687-78, 18397-86, 1516.3-96 и др. Таблица 4.17.2. Основные технические характеристики камер дугогасительных вакуумных Характеристики КДВХ-10-10 ог-от-хаггя КДВХ-10-31,5 КДВ-12-37 КДВ-35-25 КДВ-10-5/400 Номинальное напряжение, кВ 10 10 10 11,40 35 10 Наибольшее рабочее напряжение, кВ 12 12 12 40,5 12 Номинальный ток, А 630 1600 1600 400 1600 400 Номинальный ток отключения, кА 10 20 31,5 3,45 25 5 Коммутационная износостойкость, циклы ВО при номинальном токе 50000 30000 40000 2*10® 20000 750000 при номинальном токе отключения 100 50 50 0,63-10® 50 50 Механический ресурс, циклы ВО 50000 50000 50000 5000000 20000 750000 Габаритные размеры, мм длина 223 240 253 148 410 185 диаметр корпуса 104 127 153 80 150 75 Масса, кг 2,9 4,7 6,9 0,95 10 1,74 Вакуумные дугогасительные камеры КДВ 10-40/1600; КДВ-10-20/1250; КДВ-10-20/1600 и др. производят на ОАО «ЭЛКО» г. Минусинск. В табл. 4.17.3 приведены основные характеристики дугогасительных вакуумных камер. Ниже будут рассмотрены типы вакуумных камер, контакторов и выключателей разработок и производства различных организаций и предприятий. На рис. 4.17.4 показан вакуумный выключатель типа ВВ-10-20/1000УЗ конструкции ВЭИ с номинальным напряжением 10 кВ, номинальным током 1600 А и номинальным током отключения 20 кА. Время отключения — 2 периода Выключатель приспособлен для установки в ячейки комплектного РУ.
Таблица 4.17.3. Дугогасительные вакуумные камеры Минусинского завода вакуумных выключателей Характеристики КДВ-1-250 КДВ-12-37 КДВ-10-5/400 КДВХ-10-10/630 КДВХЗ-10-20/1600 КДВХ-10-31,5/1600 КДВ-35-25,5/1600 КДВ-35-40/2000 Номинальное напряжение, кВ 1,14 10 35 Номинальный ток, А 250 400 630 1600 2000 Номинальный ток отключения, кА 3 3,45 5 10 20 31,5 25 40 Коммутационная износостойкость, тыс. циклов ВО в категории применения АС-3 1600 в категории применения 300 — — — — — — при номинальном токе 750 50 30 40 20 20 при номинальном токе отключения 0,05 0,1 0,05 Механический ресурс, тыс. циклов ВО 5000 750 50 20 Габаритные размеры, мм длина 65 150 185 223 240 253 410 461 диаметр корпуса 50 80 75 104 108 153 150 165 Масса, кг 0,4 0,95 1,74 2,9 3,8 6,9 10 165 Примечания: 1. Камеры дугогасительные вакуумные типов КДВХ-10, КДВХ-10-31,5, предназначены для комплектации вакуумных выключателей номинального напряжения 10 кВ и 11 кВ переменного тока частоты 50 Гц и 60 Гц соответственно. 2. Камеры дугогасительные вакуумные типа КДВ-2-10-5/400 предназначены для комплектации вакуумных контакторов с номинальным напряжением 10 кВ частотой 50 и 60 Гц, применяемых в электроустановках с облегченной изоляцией.
Рис. 4.17.4. Вакуумный выключатель ВВ-10-20/ 1000УЗ Высоковольтный вакуумный выключатель ВВВ-10/320 предназначен для использования в комплектных распределительных устройствах 10 кВ внутренней и наружной установки (КРУ, КРН, КРУН и др.) вместо малонадежных масляных выключателей. Вакуумные выключатели по сравнению с масляными обладают: • быстрым восстановлением электрической прочности после обрыва дуги; • долгим сроком службы без ремонтов и ревизий; • малым ходом подвижных контактов; • быстродействием; • нетоксичностью, взрыво- и пожаробезопасностью; • возможностью использования в широком диапазоне температуры окружающей среды; • малыми габаритами, массой; • простотой обслуживания. Силовая часть вакуумного выключателя выполнена на сварной раме, на опорных изоляторах которой находятся 3 вакуумные дугогасительные камеры КВД-21, соединенные с валом выключателя через фарфоровые изоля
торы. На раме закреплены пружины отключения и промежуточный вал для сочленения с приводом. Привод вакуумного выключателя соленоидный со встроенным выпрямителем. Для отключения выключателя в привод встроен электромагнит отключения с питанием от цепей тока и напряжения. В шкафах КРУН-10 силовая часть вакуумного выключателя устанавливается в высоковольтном, а привод в релейном отсеке и крепится общими сквозными болтами. Технические характеристики ВВВ-10/320: Тип вакуумной дугогасительной камеры...КВД-21 КВД-10-400 / 4 Номинальное напряжение, кВ ..............10 10 Номинальный ток, А.......................320 400 Номинальный ток отключения, А............900 2000 Предельный ток отключения, кА.............2 1 Ток включения, кА.........................2 4 Ток термической устойчивости (4 с), кА....2 4 Ток динамической устойчивости, кА.........5 10 Время отключения с приводом не более, с.........0,05...0,06 Время включения не более, с......................0,06.. 0,08 Допустимое число переключений: номинального тока........................1 105 1 104 номинального тока отключения.......4-104 1 103 предельного тока отключения..........10 15 Оперативное напряжение переменного тока 50 Гц, В ............................220 220 Электромагнит отключения: ток срабатывания от цепей релейной защиты, А..................................3 3 потребляемая мощность не более, В-А .. 10 10 Электромагнит включения: ток срабатывания не более, А..............15 15 Количество блокконтактов (перекидных).....5 5 Габаритные размеры, мм: силовой части.......... ............. 551x396x575 привода............................... 152x170x440 Масса, кг: силовой части.......................... 50 50 привода.............................. 30 30
4.17.2. Вакуумные выключатели производства ОАО «ЭЛКО» (г. Минусинск) Крупнейшим в России производителем вакуумных выключателей на класс напряжения до 10 кВ является ОАО «ЭЛКО» из г. Минусинска. Фирма выпускает продукцию серийного производства с 1980 г. Здесь регулярно обновляется конструкция выпускаемых изделий, расширяется их номенклатура. Продукцией минусинских промышленников комплектуются практически все нынешние российские КРУ — строительные заводы. Кроме того, «ЭЛКО» обеспечивает и замену морально и физически устаревших выключателей всех видов в ячейках контрольно-распределительных устройств любого типоисполнения на современные На рис. 4.17.5...4.17.10 приведены некоторые типы выключателей, а в табл. 4.17.4 — основные характеристики различных типоисполнений. Выключатели серии ВБКЭ-10 (рис. 4.17.8) оснащены пружинным приводом с заводкой включающих пружин электромагнитом (при U = 220 В потребляемый ток электромагнита — не более 25 А) и предназначены для ячеек К-104, К-59, КА-1. Рис. 4.17.5. Вакуумный выключатель нагрузки ВНВ-10/320. 1 — тяговый изолятор; 2 — рама; 3 — изолятор опорный; 4 — виток динамический; 5 — нож контактный; 6 — камера дугогасительная; 7 — разъем штепсельный; 8 — вал; 9 — электромагнит включения; 10 — пружина; 11 — электромагнит отключения; 12 — катки; 13 — нож неподвижного втычного контакта (принадлежность КРУ); 14 — подвижный первичный контакт; 15 — съемная рукоятка
Рис. 4.17.6. Вакуумный выключатель ВНВП-10/320-2У2 1 — рама; 2 — электромагнит включения; 3 — электромагнит отключения; 4 — изолятор опорный; 5 — разъем штепсельный; 6 — подвижный первичный контакт; 7 — тяговый изолятор; 8 — шины подвижных контактов; 9 — виток динамический; 10 — камера дугогасительная Рис. 4.17.7. Вакуумный выключатель ВВТЭ-М-10
Выключатель серии ВБПЭ-10 (рис. 4.17.9) встраивается в ячейки КРУ-2-10, К-ХП, K-XXVI, К-37, К-44 и другие. Выключатель серии ВБМЭ-10 (рис. 4.17.10) оснащен пружинным приводом с заводкой включающих пружин электромагнитом. В настоящее время автогазовые выключатели нагрузки не удовлетворяют в полной мере современным требованиям (малое число отключений номинального тока, ограниченная электродинамическая стойкость при сквозных КЗ и т.д.). Поэтому в электроустановках 6-10 кВ распределительных сетей вместо применявшихся выключателей нагрузки все шире используются вакуумные и электромагнитные контакторы. Номинальное напряжение, кВ ... 10 Номинальный ток, А.............30... 1600 Номинальный ток отключения, кА...20 Механический ресурс, В-0.......1000 Рис. 4.17.8. Выключатель ВБКЭ-10-20/630...1600УЗ Номинальное напряжение, кВ.......10 Номинальный ток, А.............1600 Номинальный ток отключения, кА ...20 Механический ресурс, В-0......25000 Рис. 4.17.9. Выключатель ВБПЭ-10-20/630...1600УЗ Номинальное напряжение, кВ..... 10 Номинальный ток, А............ 1600...3150 Номинальный ток отключения, кА.31,5...40 Механический ресурс, В-0....... 10000 Рис. 4.17.10. Выключатель ВБМЭ-10-31,5...40/1600...3150УЗ
Таблица 4.17.4. Основные данные вакуумных выключателей Тип 7S’ Время, с Масса, КГ Размеры, мм отключе- НИЯ вклю- чения паузы АПВ высота ширина глубина ВВВ-10-2 0.32 25 0.06/0.10 0,08 0.40 55 0,53 0.55 0,60 ВВТЭ-10-10 0,63 25 0,03/0,05 0,10 0,60 150 0,77 0,56 0,52 ВВТП-10-10 0,63 25 0,03/0,05 0,10 0,60 160 0,87 0,56 0,52 ВВ-10-20 0,63; 1,0; 1,6 52 0,55/0,075 0,10 0,30 161...165 0,88 0,62 0,63 ВВТЭ-10-20 0,63 52 0,03/0,05 0,10 0,30 135...143 1,22 0,56 0,54 ВВТП-10-20 0,63 52 0,03/0,05 0,10 0,30 130...135 1,02 0,56 0,54 ВВ-10-31,5 0,63; 1,0; 1,6 80 0,055/0,075 0,10 0,30 179 0,88 0,64 0,63 ВВ-10-31,5 2,0; 3,15 80 0,055/0,075 0,10 0,30 280 0,14 0,66 0,68 ВВК-35Б-20 1,0 51 0,05/0,07 0,30 — 850 2,09 2,23 0,60 ВВК-110Б-20 1,0 51 0,05/0,07 0,30 — 2250 3,87 4,35 0,60 Примечания: 1. Расшифровка обозначения: В — выключатель, второе В — вакуумный, третье В — высоковольтный, Т — трехполюсный, Э и П — варианты исполнения по высоте, К — колонковый. 2. Ток термической стойкости выключателей численно равен току отключения, предельное время протекания тока КЗ — 3 с. 3. Размеры и масса выключателя указаны с учетом рамы тележки, на которой он смонтирован. 4. Равновременность работы трех полюсов не более 0,002 с. 5. В числителе — собственное время отключения, в знаменателе — полное. 6. Масса выключателя ВВК-35Б приведена с учетом изоляционного масла (90 кг), залитого во внутреннюю полость фарфоровой покрышки. 7. Приводы — встроенные, электромагнитные или пружинные. 8. В выключателях используются вакуумные камеры, описанные в табл. 4.17 1. На рис. 4.17.11 представлен вакуумный контактор КВТ-6/10-400-4. Его данные: Umw = 6-10 кВ; 1т„ = 400 А; /откл = 4 кА (указанное значение тока КЗ допускается отключать до 50 раз); /вкл =15 кА; коммутационная износостойкость 1-105 циклов ВО (включить, отключить). Контактор состоит из трех полюсов, корпусов 2 и 3 и электромагнитного привода 4 Дугогасительная камера / по своему устройству аналогична камере вакуумного выключателя, изображенной на рис. 8. Камеры крепятся к верхней опорной части изоляционного корпуса 2. Подвижный контакт камеры соединен с нижним выводом 6 гибкой связью 7. Привод воздействует на подвижные контакты камер через траверсу 5. Управление контактором осуществляется с места установки или дистанционно.
Рис. 4.17.11. Вакуумный контактор КВТ-6/10-400-4. 1 — дугогасительная камера; 2 и 3 — корпуса; 4 — электромагнитный привод; 5 — траверса; 6 — нижний вывод; 7 — гибкая связь Выключатель ВВЭ-М-10-40 (рис. 4.17.12) устанавливается в КРУ типа К-105, К-59, а также могут быть использованы для замены и маломасляных и электромагнитных выключателей в любых типах распределительных устройств. Выключатели ВВЭ-М-10-20 и ВВП-М-10-20 (рис. 4.17.13) устанавливаются в КРУ типа К-104, КМ-1Ф, К-49, К-59. По своим присоединительным размерам и схемам управления взаимозаменяемы с выключателями ВК-10, ВКЭ-10. Выключатели ВВТЭ-М-10-20 и ВВТП-М-10-20 (рис. 4.17.14) устанавливают в ячейки типа КРУЭ-6П, 2КВЭ-6М, КРУП-6П, а также для замены малообъемных выключателей типа ВМПЭ-10, ВМП-ЮК, ВМГ-133 в любых типах распределительных устройств К-Ш, К-ШУ, К-ХП, K-XIII, КРУ-2В, K-XXVI, К-37, КР-2-10, КВ-2-10, КСО-2-УМ, КСО-237, К-266, КСО-285, КРУ производства стран Содружества Независимых Государств. В табл. 4.17.5 приведены основные технические характеристики вакуумных выключателей производства Минусинского ОАО «ЭЛКО» Сейчас в ОАО «ЭЛКО» разработан и готовится к серийному выпуску новый малогабаритный вакуумный выключатель ВБСК-10-20/630... 1000. Он предназначен для использования в комплектных устройствах серии К-112, выпускаемых московским заводом «Электрощит» и служащих для пунктов
Рис. 4.17.12. Общий вид выключателей ВВЭ-М-10-40 Рис. 4.17.13. Общий вид выключателя ВВП-М-10-20
AGso’ Типоисполнение выключателя Размеры, мм Масса, кг Н L / d ь С ВВТЭ(П)-10-12,5/630 ВВТЭ(П)-10-20/630 ВВТЭ(П)-10-20/1000 ВВТЭ(П)-М-10-20/1600 389 395 395 395 200 200 200 210 25 25 25 45 00 >— о о о о 50 60 60 80 370 370 370 390 74 78 78 78 Рис. 4.17.14. Общий вид выключателя ВВТЭ(П)-М-10-20/ автоматического секционирования с односторонним и двусторонним питанием, для включения резерва и для плавки гололеда. Новый прибор фирмы «ЭЛКО» способен также заменить любой, соответствующий по номинальным параметрам маломасляный выключатель. Существенное отличие ВБСК-10 от других вакуумных выключателей с электромагнитным приводом в том, что он, дополнительно к электромагнитному, снабжен пружинным приводом с ручным взводом пружин, что обеспе-
Таблица 4.17.5. Основные технические характеристики вакуумных выключателей Характеристики ВВТЭ-М-10-20/630, 1000,1600 ВВТП-М-10-20/630, 1000,1600 ВВЭ-М-10-20/630, 1000,1600 ВВП-М-10-20/630, 1000,1600 Номинальное напряжение, кВ 10 10 10 10 Номинальный ток, А 630... 1600 630... 1600 630... 1600 630... 1600 Номинальный ток отключения, кА 12,5; 20 12,5; 20 20 20 Полное время отключения, с 0,04 0,055 0,04 0,035 Собственное время отключения, с 0,1 0,06 0,1 0,06 Коммутационная износостойкость: при номинальном токе, циклы «ВО» до 50000 25000 до 50000 25000 при номинальном токе отключения, циклов «ВО» 50 50 50 50 Механический ресурс, циклов «ВО» 50000 25000 50000 25000 Габариты, (высота-ширина-длина), мм 640x547x436 650x560x390 828x613x593 828x613x623 Масса, кг 78...80 не более 82 88...91 не более 92 Привод Электромагнитный Пружиномоторный Электромагнитный Пружиномоторный Схема управления 50 Гц 220 В ПО В 220 В 50 Гц 220 В 50 Гц 127 В ПО В 220 В 110 В 220 В 50 Гц 220 В 50 Гц 127 В ПО В 220 В Применяемость Предназначены для установки в ячейки КРУЭ-6П, 2КВЭ-6М, КРУП-6П, а также для замены маломасляных выключателей в любых типах распределительных устройств Предназначены для установки в КРУ типа К-104, КМ-1Ф, К-49. Выключатели по своим присоединительным размерам и схемам управления взаимозаменяемы с выключателями типа ВК-10 и ВКЭ-10 Исполнение Стационарное Выкатной элемент
Окончание табл. 4.17.5 Характеристики ВВП-М-10-20/630, 1000,1600 ВБЧ-СЭ-10-20/630, 1000,1600 *ВБСК 10-10/630 *ВБЭ-М-10-40 Номинальное напряжение, кВ 10 10 10 10 Номинальный ток, А 630... 1600 630... 1600 400...630 2000... 3150 Номинальный ток отключения, кА 20 20 10 31,5...40 Полное время отключения, с 0,04 0,04 0,04 0,05 Собственное время отключения, с 0,1 0,1 0,1 0,1 Коммутационная износостойкость: при номинальном токе, циклы «ВО» до 50000 до 50000 до 50000 10000 при номинальном токе отключения, циклов «ВО» 50 50 50 25 Механический ресурс, циклов «ВО» 50000 50000 50000 10000 Габариты, (высота-ширина-длина), мм 960x564x516 1160x564x516 485x500x364 945x604x678 Масса, кг 102 108 38 220 Привод Электромагнитный Электромагнитный Электромагнитный Электромагнитный Схема управления 50 Гц 220 В 50 Гц 220 В 50 Гц 220 В 110 В 220 В Применяемость Предназначены для установки в КРУ типа КРУЭ-10, КРУЭП-10, ПП-10-6/630ХЛ1 Для замены маломасля-ных выключателей Предназначены для установки в КРУ типа К-105 и замены мало-масляных выключателей Исполнение Выкатной элемент Стационарное Стационарное, выкатной элемент * Готовится серийное производство.
чивает возможность оперативного включения выключателя при отсутствии питания вторичных цепей. Еще одна особенность, которой обладает прибор, — в том, чт( он имеет надежное включение на любой номинальный ток короткого замыкания, и при этом никаких дополнительных источников питания, в том числе УКП, не требуется Работа аппарата в условиях умеренного климата осуществляется при температуре от -45 до +40 °C. В состав выключателя входят два токовых электромагнита отключения для работы в схемах с дешунтированием. Принцип его работы обеспечивает блокировку от повторных операций включения и отключения выключателя, когда команда на включение продолжает оставаться поданной после автоматического отключения выключателя. Прибор имеет шесть замыкающих и шесть размыкающих блок-контактов, механический указатель положения «ВКЛ» и «ОТКЛ» и счетчик числа циклов. Конструкция ВБСК прошла все испытания на соответствие необходимым требованиям ГОСТ и показала высокую надежность всех узлов и аппарата в целом Технические характеристики ВБСКЮ-20/ 630...1000: Номинальное напряжение, кВ........................... 10 Номинальный ток отключения, кА ... ... 12.5: 20 Номинальный ток, А................. ...............630: 1000 Полное время отключения, с. не более ................0,05 Собственное время включения, с. не более.......... ..0.2 Ресурс по коммутационной стойкости, циклы «ВО»: при номинальном токе...........................50000 при номинальном токе отключения................ 50 Габаритные размеры (высота, ширина, глубина), мм. 467x492 хЗЮ Масса, кг, не более................................. 42
4.17.3 Вакуумные дугогасительные камеры и выключатели, разработанные во Всероссийском электротехническом институте (ВЭИ) Вакуумные дугогасительные камеры (ВДК) института ВЭИ. В ВЭИ разработаны ВДК трех классов напряжения: 10, 20 и 35 кВ. Схематические разрезы ВДК на напряжение 10 и 35 кВ показаны на рис. 4.17.15 и 4.17.16, соответственно. Общим в конструкции камер всех типоисполне-ний является следующее. Для изоляции корпуса применяется высокоглиноземлистая керамика. Неподвижный вывод выполнен в виде фланца, снабженного резьбовыми гнездами, через которые ВДК подключается к токоведущей цепи и закрепляется в выключателе. Контакты окружены центральным медным экраном, который находится под свободным потенциалом. Сильфон защищен экраном из нержавеющей стали от прожига каплями металла контактов, генерируемыми дугой. ВДК снабжены направляющими, закрепленными снаружи на фланце корпуса со стороны подвижного вывода. Направляющая ограничивает боковое смещение подвижного вывода и задает его поступательное движение под действием привода выключателя вдоль оси ВДК. Все детали перед сборкой подвергаются специальной очистке. Детали соединяются пайкой твердыми припоями или сваркой в контролируемых защитных средах На всех операциях сборки с помощью гелиевого масс- Рис. 4.17.15. Схематический разрез камеры на 10 кВ: 1 — корпус, 2 — подвижный контакт; 3 — неподвижный контакт; 4 — неподвижный ввод; 5 — подвижный ввод; 6 — сильфон; 7 — центральный экран, находящийся под плавающим потенциалом; 8 — торцевые экраны, находящиеся под потенциалами вводов; 9 — направляющая; 10 — фланец неподвижного ввода
Рис. 4.17.16. Схематический разрез камеры на 35 кВ: 1...8 — торцевые экраны, находящиеся под потенциалами вводов; 2, 6,7 — экраны, находящиеся под плавающим потенциалом; 3, 5 — контакты; 4 — контактные накладки из композиции хром-медь-вольфрам; / ...IV — секции, между которыми распределяется напряжение спектроскопического течеискателя проверяется герметичность узлов. ВДК снабжены газопоглотителем. Собранная камера подвергается обезгажива-нию при высокой температуре и специальной электротехнологической обработке. Все ВДК после изготовления проверяются одноминутным испытательным напряжением промышленной частоты. В них измеряется также давление остаточных газов. Мерой давления является ионный ток в цепи ВДК, помещенной в постоянное продольное магнитное поле, к разомкнутым контактам которой приложено постоянное высокое напряжение. Кроме того, измеряется электрическое сопротивление ВДК на постоянном токе при дополнительном контактном нажатии, значение которого задается в технических условиях на ВДК для обеспечения их стойкости при протекании сквозных токов. Проверяются основные габаритные размеры ВДК. ВДК подвергаются также периодически, не реже одного раза в год, испытанию на коммутационный ресурс при номинальном токе, проверке напряжением грозового импульса, механическим и климатическим испытаниям. Испытания на коммутационную способность, устойчивость к сквозным токам и испытания на нагрев номинальным током проводятся многократно: в процессе разработки, при освоении серийного производства, при разработке и постановке на серийное производство коммутационных аппаратов, в которых применяются ВДК, а также в процессе серийного производства ВДК раз в несколько лет. На рис. 4.17.17 представлено дугогасительное устройство КДВ-10-1600-20, разработанное ВЭИ. Номинальный ток проходит через торцевые контакты 1 в виде колец. Под действием магнитного поля дуга перебрасывается через
зазор 3 на дугогасительные контакты (в виде спиралей) 2 и перемещается по ним с большой скоростью, благодаря чему уменьшается температура опорной точки дуги. Подвод тока к контактам осуществляется с помощью медных стержней 4 и 5. Подвижный контакт крепится к фланцу 6 с помощью сильфона 7 из нержавеющей стали толщиной 0,12 мм для передачи поступательного движения привода на подвижный контакт КДВ. Металлические экраны 8 и 9 служат для защиты керамики 10 от напыления паров металла, образующихся при гашении дуги. Экран 8 крепится к корпусу с помощью кольца 11. Рис. 4.17.17. Вакуумная дугогасительная камера КДВ-10-1600-20: 1 — торцевые контакты; 2 — дугогасительные камеры; 3 — зазор; 4, 5 — медные стержни для отвода тока к контактам; 6 — подвижный контакт; 7 — сильфон; 8 и 9 — металлические экраны; 10 — керамика; 11 — кольцо для крепления экрана 8; 12 — направляющий корпус Параметры устройства КДВ-10-1600-20' номинальное напряжение — 10 кВ; номинальный ток — 1600 А; сопротивление камеры — 16 мкОм при дополнительном поджатии 1600 Н; номинальный ток отключения — 20 кА; номинальное относительное содержание апериодической составляющей 0,35; длительность дуги — не более 0,02 с; предельный ток включения: а) амплитуда — 51 кА, б) начальное действующее значение периодической составляющей — 20 кА; предельный четырехсекундный ток термической стойкости — 20 кА; амплитуда предельного сквозного тока — 70 кА; средний ток среза — не более 10 А; электрическая износостойкость — 10000 циклов «ВО» при номинальном токе 1600 А и 25 — при номинальном токе отключения; механическая износостойкость 20000 циклов «ВО»; допустимый износ контактов — не более 4 мм; ход подвижного контакта — 12 мм; скорости подвижного контакта: 1,7...2,3 м/с при отключении и 0,6...0,9 м/с при включении; камера обеспечивает работу в циклах по ГОСТ 687-78; мини
мальная бестоковая пауза — 0,3 с; средний срок службы камеры — 25 лет. В табл. 4.17.6 приведены характеристики выключателей, в которых используют разработанные ВЭИ вакуумные дугогасительные устройства (ДУ), освоенные нашей промышленностью и зарубежными фирмами. Обозначения типоисполнений камер расшифровываются следующим образом: К — камера, Д — дугогасительная, В — вакуумная, X — хромосодержащие контакты, если буквы X нет — контакты не содержат хрома*. Первая цифра — номинальное напряжение в киловольтах, вторая цифра: в Таблица 4.17.6. Основные технические характеристики новейших вакуумных выключателей 10~35 кВ, (разработка ВЭИ, производство фирм «ЭЛКО», Ровенского и Минусинского заводов) Тип выключателя UmK, кВ /«ОМ, А кА/ ресурс отключений КЗ, цикл Год начала изготовления ВВПР-10 10 630 1000 1600 20/50...100 1992 ВВСР-10 10 630 1000 1600 25/50...100 1994 ВНБН-10 10 до 3150 40/50... 100 1994 ВБП-35 35 до 1600 20/70 1993 ВБП-10 10 630... 1600 10, 20/70 1994 ВВЧ-35 35 до 1250 5/50 1994 ВБС-35 35 до 1250 20/80 1994 ВБС-10 (масса 40 кг) 10 400, 630 4/100 1994 ВБСЭ-35 35 1250 1600 20/50 1994 ВВТЭ-10 10 630 1000 12...20/80 1994 ВБНЭ-10 10 630... 1000 20/80 1994 ВВЭМ-10 10 до 1600 20/80 1994 ВБП-10 (ОАО «ЭЛКО») 10 630... 1600 10...20/80 1995 Примечания: 1. Вакуумные выключатели фирмы «ЭЛКО» имеют электромагнитные моторы, а Ровенского завода — пружинные приводы; 2. Номинальные токи эти выключатели отключают от 60 до 1000000 циклов. * В ВДК на 24 и 35 кВ буквы X в обозначении нет, контакты — хромосодержащие
числителе — номинальный ток отключения в килоамперах, в знаменателе — номинальный ток в амперах. В КДВ-21 цифры означают номер варианта конструкции. Серийный выпуск камеры КДВ-21 начат в 1968 г. производственным объединением ПО «Полярон», которое принимало участие в ее разработке. Она имеет, как видно из табл. 4.17.7, две модификации. У камеры КДВ-21-М вольфрамовые контакты, она применяется в переключающих устройствах РНН трансформаторов. В камере КДВ-21-ХД1 контакты из композиции хром-медь-вольфрам. Она используется главным образом в выключателях для сельского хозяйства и экскаваторов. Остаточное давление в камере в течение всего периода эксплуатации не выше 1-Ю-2 Па, наибольшая длительность горения дуги 0,02 с, вибрация контактов при включении не более 0,002 с. Допустимый в эксплуатации износ контактов 4 мм (для КДВ-35 — 2 мм). Камеры на 10 кВ и отключаемые токи 10, 20 и 31,5 кА КДВХ-10-10/ 630, КДВХ-10-20/1600 и КДВХ-10-31,5/1600 представляют собой второе поколение. По сравнению с ВДК первого поколения изменены конструкция и материал ряда деталей. Вместо меди эти детали изготавливаются из железоникелевого сплава и нержавеющей стали. Оптимизирована междуэлект-ронная геометрия. Оба эти фактора позволили уменьшить массу ВДК второго поколения по сравнению с первым в 2...3 раза, диаметр — в 1,1...1,3 раза. В ВДК второго поколения контакты изготавливаются из композиции хром-медь-вольфрам вместо меди и сплава медь-висмут-бор, использовавшегося в ВДК первого поколения. Более высокая электрическая прочность промежутков с контактами из этого материала позволила уменьшить ход подвижного контакта по сравнению с ВДК первого поколения в среднем на 30%. Благодаря этому, а также более высокой электроэрозионной стойкости этой композиции коммутационный и механический ресурс второго поколения ВДК по сравнению с первым был увеличен в 1,5...2,5 раза. Корпус ВДК второго поколения состоит из двух изоляторов, наружная поверхность которых снабжена ребрами для увеличения электрической прочности в условиях выпадения росы. Типоисполнения КДВХ-10-10/630 и КДВХ-10-20/1000 освоены серийным производством, а КДВХ-10-31,5/1600 находится в стадии освоения на МЗВВ. ВДК второго поколения прошли неоднократно полный цикл испытаний в процессе их разработки и освоения в серийном производстве, а также при разработке и освоении серийного производства выключателей, в которых они используются. Разработано несколько серий таких выключателей. Многие выключатели уже находятся в эксплуатации. Камеры с током отключения 40 кА КДВХ-10-40/1600 и КДВ-10-40/ 3150 имеют конструкцию, аналогичную второму поколению ВДК . Для корпуса этих ВДК использованы изоляторы, применявшиеся в ВДК первого поколения с током отключения 31,5 кА. Наружная поверхность этих изоля-
250 Таблица 4.17.7. Вакуумные дугогасительные камеры, разработанные ВЭИ Типоисполнения ВДК Наименование параметра КДВ-21-ХД1/ КДВ-21-П КДВ-10-5/ 400 У2 КДВХ-10/ 630 УХЛ2 КДВХ-10-20/ 1600 УХЛ2 КДВХ-10-31,5/ 1600 УХЛ2 КДВХ-10-40/ 1600 УХЛ2 КДВ-10-40/ 3150 КДВХ-10-50/ 1600 КДВХ-10-50/ 3150 КДВ-20-100/ 1600 КДВ-35-20/ I 1250 УХЛ2 КДВ-35-31,5/ 1000 КДВ-35-31,5/ 2500 Номинальное напряжение, кВ 10/15 10 20 35 Наибольшее рабочее напряжение, кВ 12/- 12 24 40,5 Номинальный ток отключения, кА 4/2 5 10 20 1 31.5 40 50 100 20 31,5 Номинальный ток, А 400/320 400 630 1600 3150 1600|3150 1600 1250 1600 2500 Нормированное процентное содержание апериодической составляющей 50/20 50 40 35 20 30 Трехсекундный ток термической стойкости, кА 4/2 5 10 20 31,5 40 50 100 20 31,5 Циклы АПВ 0-0,Зс-ВО-20с-ВО; 0-0,Зс-ВО-180с-ВО, 0-180с-ВО-180с-80 Испытательное напряжение промышленной частоты, одноминутное, кВ 42/55 32 42 65 95 Испытательное напряжение грозового импульса, кВ' полного срезанного 75 90 120 150 185 230 Диапазон рабочих температур, 213...333 213...328 213...323 213..240 213...328 уэшэо хгшээъпь'шхэус п утдгнти dmv9OQfii.''>go
Окончание табл. 4.17.7 Наименование параметра Типоисполнения ВДК ВДВ-21-ХД1/ КДВ-21-П ВДВ-10-5/ 400 У2 КДВХ-10/ 630 УХЛ2 КДВХ-10-20/ 1600 УХЛ2 КДВХ-10-31,5/ 1600 УХЛ2 КДВХ-10-40/ 1600 УХЛ2 ВДВ-10-40/ 3150 КДВХ-10-50/ 1600 КДВХ-10-50/ 3150 ВДВ-20-100/ 1600 КДВ-35-20/ 1250 УХЛ2 ВДВ-35-31,5/ 1000 ВДВ-35-31,5/ 2500 Вибропрочность: частота, Гц ускорение, м/с2 — 1...35 5 1...100 10 Стойкость к многократным ударам: ускорение, м/с2 150 — 150 Ресурс при номинальном токе отключения: циклы ВО операции О 150 50 100 50 100 50 25 6 50 20 30 Ресурс при номинальном токе, циклы ВО 2,5-Ю5 5-1O4 3-104 4-Ю4 3-104 4-К/ 2-1O4 ю4 2-Ю4 Механический ресурс, циклы ВО 7,5-ltf 5-1O4 ЗЛО4 2,5 ЛО4 ю4 2-Ю4 Ход подвижного контакта, мм 4...5 5...6 8 10 14 12 34 16,5 17,5 Диаметр корпуса, мм 108 102 104 127 153 164 260 170 190 Длина корпуса, мм — 160 169 169 169 203 525 332 468 Масса, кг 3,3 2,8 2,9 4,7 6,9 9,1 I 12,4 11 12,4 50 15 19 20,5 Срок службы, лет 30 Примечания: 1 Расшифровка условного обозначения: К — камера, Д — дугогасительная, В — вакуумная; первая группа цифр — UmM, кВ, вторая группа цифр — 1отк1, кА (числитель) и А (знаменатель). £3 2. В числителе — электрическая износостойкость при номинальном токе, в знаменателе — при номинальном токе отключения 3. Ток термической стойкости численно равен току отключения, наибольшее допустимое протекание тока термической стойкости 3 с 4.17. Вакуумные выю ючаггс.ги 6-110 кВ
торов гладкая, необходимая электрическая прочность в условиях выпадения росы достигается за счет большей длины изоляторов. В КДВХ-10-40/1600 так же, как и в ВДК второго поколения, для материала контактов применяется композиция хром-медь-вольфрам, в КДВ-10-40/3150 контакты состоят из двух материалов: контактирующая часть — из сплава медь-висмут-бор, дугогасящая — из меди. Использование сплава медь-висмут-бор позволило уменьшить электрическое сопротивление камеры в 2...3 раза (с учетом разброса переходного сопротивления контактов). В отличие от ВДК других типоисполнений КДВ-10-40/3150 имеет на подвижном выводе контактную насадку, к наружной поверхности которой припаяна серебряная фольга. Контактная насадка служит для присоединения подвижного вывода ВДК к токоведущей цепи выключателя с помощью розеточного контакта, который скользит по серебряной фольге насадки. В остальных типоисполнениях ВДК присоединение их подвижного вывода к токоведущей цепи выключателя осуществляется с помощью гибкой связи и наконечника соответствующей конструкции. Серийное производство ВДК на 10 кВ, 40 кА освоено на МЗВВ. На базе этих ВДК разработаны и прошли испытания несколько типоисполнений вакуумных выключателей. В описанных ВДК с током отключения 10...40 кА применяются контактные системы спиральной конструкции с поперечным по отношению к току дуги магнитным полем. По сравнению с конструкциями контактных систем с продольным магнитным полем контактные системы спиральной конструкции обладают как достоинствами, так и недостатками. К достоинствам относятся: меньшая масса и продольные размеры, меньшее электрическое сопротивление, большая механическая прочность. Недостатком является большое падение напряжения в дуге, и как следствие, большее оплавление контактов, оплавление центрального экрана на уровне межконтактного промежутка при предельных токах отключения. В ВДК класса 10 кВ при токах до 40 кА достоинства представляются более значимыми, чем недостатки. По-видимому, поэтому не только ВЭИ, но и другие фирмы используют спиральную конструкцию. Камеры на 10 кВ, 50 кА: КДВХ-10-50/1600 и КДВХ-10-50/3150 разработаны в тех же габаритах, что и ВДК на 40 кА, но в отличие от последних имеют контактную систему с продольным магнитным полем. В качестве материала контактов в обоих типоисполнениях используется композиция хром-медь-вольфрам-висмут. На базе этих ВДК разработаны несколько типоисполнений вакуумных выключателей. Все ВДК на 10 кВ, имеющие хромосодержащие контакты, способны коммутировать в трехполюсном режиме конденсаторные батареи в цепях с изолированной нейтралью при токах до 450 А и напряжении 10 кВ. Камеры на 10 кВ, приведенные в см. табл. 4.17.7, могут работать в условиях умеренного, холодного и тропического климата. В тропическом климате номинальные токи 1600 А уменьшаются до 1250 А, с 3150 А до 2500 А.
Рис. 4.17.18. Вакуумная дугогасительная камера на 20 кВ, 100 кА Однако эти токи могут быть увеличены при соответствующих изменениях конструкции выключателей и радиаторов. Вакуумные камеры могут работать под навесом или помещениях, например, в КРУ, где колебания температуры и влажности воздуха несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе. На рис. 4.17.18 приведена ВДК на ток отключения 100 кА. В классе 35 кВ разработано 5 типоисполнений ВДК. Три из них имеют номинальный ток отключения 20 кА и номинальный ток 1250 А (и различаются исполнением наружной изоляции; два других типоисполнения имеют номинальный ток отключения 31,5 кА, номинальные токи 1600 и 2500 А. Параметры типоисполнений ВДК на 20 и 31,5 кА приведены см. в табл. 4.17.7. Корпус ВДК на 35 кВ состоит из четырех изоляторов, в середине корпуса находится медный цилиндр, выполняющий одновременно функции центрального экрана. ВДК имеют контактную систему, образующую продольное магнитное поле. Материал контактов — композиция хром-медь-вольфрам. Экранная система содержит пять экранов, из которых три изолированы от вводов и находятся под плавающим потенциалом. Два экрана расположены у торцов корпуса и имеют потенциалы вводов. Таким образом, внутри корпуса вне контактной системы напряжение распределяется не между двумя промежутками, как в ВДК на 10 и 20 кВ, а между четырьмя. Это значительно снижает вероятность пробоя внутри ВДК по длинным путям, в обход межконтактного промежутка. Камеры на 35 кВ могут работать в условиях умеренного и холодного климата. Одно из типоисполнений ВДК на 20 кА и оба типоисполнения на 31,5 кА имеют армировку полимерной изоляцией концевых фланцев и могут работать в закрытых помещениях, исключающих конденсацию влаги. В третьем типоисполнении на 20 кА наружная поверхность корпуса полностью армирована полимерной изоляцией с развитой ребристой поверхностью, вылет ребра 75 мм. Эта камера предназначена для работы на открытом воздухе. ВДК на 20 кА, не имеющие арми-ровки внешней изоляции, предназначены для работы в среде с электрической прочностью выше, чем у воздуха, например, в масле или элегазе. 1600 А
Благодаря армировке полимерной изоляцией торцов корпуса. ВДК выдерживает испытательное напряжение при плавном подъеме 105 кВ вместо 95. Армировка всего корпуса позволила повысить это напряжение до 110 кВ. Камеры на 35 кВ, 20 кА выпускаются серийно, производство ВДК на 35 кВ, 31,5 кА находятся в стадии освоения на МЗВВ. ВДК на 35 кВ используются в выключателях на 35 и ПО кВ. В последнем случае несколько камер включаются последовательно. Эти выключатели разработаны и серийно выпускаются НПО «Уралэлектротяжмаш». Несколько лет они находятся в эксплуатации на металлургических предприятиях. На базе ВДК на 35 кВ разрабатываются выключатели для железнодорожного транспорта. Таким образом, в результате многосторонних исследований разработаны ВДК на все основные параметры, требуемые в классах напряжения 10-35 кВ. Научно-технический уровень разработанных ВДК соответствует лучшим зарубежным аналогам. В настоящее время ведутся разработки ВДК на 10 кВ, 63 кА, 24 кВ, 25 кА; 35 кВ, 25 кА, расширяется номенклатура ВДК, ведутся разработки ВДК новых поколений с меньшими габаритами и массой. Разрабатывается ВДК с малым током среза, который не потребует применения средств ограничения перенапряжений. Разработана бесштенгельная технология изготовления камер с окончательной герметизацией по отверстию во фланце корпуса. Предполагается разработка бесштенгельной технологии с герметизацией по спаям изоляторов с металлической арматурой. Вакуумные выключатели обладают малыми габаритами и массой, большим ресурсом, надежностью и сроком службы, экологически чисты и взрывопожаробезопасны, виброустойчивы и сейсмостойки, работоспособны в условиях холодного и тропического климата, требуют малых эксплуатационных расходов. Эти качества способствовали распространению вакуумных выключателей во всем мире. Они постепенно вытесняют масляные и электромагнитные выключатели. В 1990 г. доля вакуумных выключателей на рынке ЕЭС достигла 40%, на рынке Японии — 70%, на мировом рынке — 55%. В настоящее время в РФ и за рубежом достигнуты в основном все требуемые параметры ВДК в классах напряжения 3-35 кВ. Наивысшие параметры серийно выпускаемых и готовых к серийному выпуску вакуумных выключателей (ВДК) в разных классах напряжения приведены в табл. 4.17.8 На рис. 4.17.19 и 4.17.20 приведены в качестве примера ВДК японской фирмы «Toshiba» и вакуумный выключатель фирмы «Дженерал Этектрик». В ВЭИ работы по ВДК ведутся несколько десятилетий. Систематические исследования и разработки ВДК были начаты в лаборатории проф. В.Л. Грановского в 1956 г. С тех пор в ВЭИ был выполнен большой объем исследований и разработок ВДК* . * Аналогичные исследования во многих случаях проводились одновременно и за рубе-
Таблица 4.17.8. Сравнительная таблица параметров вакуумных выключателей производства различных стран мира Страна, фирма Наибольшее рабочее напряжение, кВ Номинальный ток отключения, кАкВ Номинальный ток, А Россия, ВЭИ 12 50 3150 24 100 1600 40,5 31,5 2500 США, «Westinghause» 12 50 3150 24 31,5 3150 Япония, «Toshiba» 12 50 3150 24 25 2000 36 25 2000 13,8 100 3000 Япония, 15/12 37/50 2000 «Mitsubishi Electric» 25,8 31,5 2000 38 31,5 2000 ФРГ, «Siemens» 15 63 4000 24 25 2000 36 31,5 2500 Проведены комплексные исследования вакуумной дуги при малых токах — до 100 А и сильных токах — от сотен ампер до десятков килоампер. Исследования при малых гоках позволили изучить механизм и характеристики среза тока на однородных и неоднородных металлах: сплавах и композициях. При сильных токах изучены свойства вакуумной дуги в зависимости от тока дуги, материала контактов и расстояния между ними, исследовано влияние на вакуумную дугу магнитного поля: поперечного и продольного по отношению к току дуги, получены данные о закономерностях распространения плазмы в вакууме и восстановлении электрической прочности вакуумного промежутка после отключения тока, выполнены обширные исследования электрической эрозии контактов. Исследована вакуумная изоляция в зависимости от материала контактов, расстояния между ними, предшествующих операций (коммутаций с током и без тока), конструкции ВДК. На основании полученных результатов удалось составить представление о физическом механизме отключения тока в вакууме. Проведены разносторонние исследования самих ВДК, технологии их изготовления, контактных материалов, керамических изоляторов. Изучалась работа ВДК и вакуумных выключателей в различных режимах. Разработаны принципы конструирования ВДК и вакуумных выключателей. Первоначально в ВЭИ велись исследования и разработки по всем вопросам, касающимся вакуумных выключателей. Впоследствии ВЭИ сосредо
точил свое внимание на контактных материалах, керамических изоляторах и ВДК. Разработкой керамических изоляторов и корпусов занимался отдел ВЭЙ в г. Белая Церковь. Разработкой вакуумных выключателей и КРУ занялись СКВ Ровенского завода высоковольтной аппаратуры (РЗВА), научно-исследовательский институт НПО «Ура-лэлектротяжмаш», научно-исследовательский электромеханический институт Минусинского электротехнического комплекса (НПО «ЭЛКО») и ДР- Контактные материалы (КМ) для ВДК должны удовлетворять комплексу требований. Наряду с обычными требованиями к КМ коммутационных аппаратов любых типов, такими как высокие электро- и теплопроводность, высокая электроэрозионная стойкость, механическая прочность, возникает ряд специфических требований, обусловленных работой контактов в вакууме. К числу таких требований относятся высокая отключающая способность, малая сила сварки при проте- кании через замкнутые кон- „ . , „ ,n „ F - Рис. 4.17.19. Вакуумная такты и при включении тока, камера японской фирмы «Toshiba» высокая электрическая прочность межконтактных промежутков, малый ток среза, низкое газосодержа-ние, высокая сорбционная способность паров КМ по отношению к остаточным газам, выделяющимся из контактов и других поверхностей ВДК при горении дуги. Ни один из чистых металлов комплексу этих требований не удовлетворяет. Потребовалась разработка специальных КМ, заключавшаяся в выбо-
Рис. 4.17.20. Вакуумный выключатель фирмы «Дженерал Электрик» с номинальным напряжением 242 кВ: а — размещение вакуумных камер в кожухе: 7 — вакуумные камеры; 2 — привод; 3 — трансформаторы тока; 4 — рычажная система; 5 — уплотнение; б — внешний вид выключателя ре компонентов и оптимизации их состава, разработке технологии изготовления, в исследовании свойств КМ. Для исследования свойств использовались традиционные методы и были разработаны новые, связанные с работой КМ и ВДК. Всесторонние испытания КМ позволяли производить их отбор и сравнение. Разработка КМ велась в двух направлениях: путем получения мноком-понентных сплавов и создания металлокерамических композиций, изготавливаемых методами порошковой металлургии. От применения тугоплавких металлов вольфрама и молибдена в качестве основных компонентов КМ для ВДК с большими отключаемыми токами пришлось отказаться. За время горения дуги отключения такие контакты нагреваются до температур, достаточных для заметной термоэлектронной эмиссии, что ограничивает отключающую способность ВДК. Поэтому в качестве металлов, составляющих основу КМ, были выбраны медь, железо, хром, имеющие температуру кипения не выше 3000 °К. В качестве компонентов, снижающих силу сварки и ток среза, использовались висмут и сурьма. Причем предпочтение было отдано висмуту, так как он менее токсичен и практически не растворяется в меди, вследствие чего при малых добавках к меди ее электропроводность снижается очень мало. Вводились и другие добавки, улучшающие те или иные характеристики КМ. Следует указать, что универсальный КМ, удовлетворяющий одновременно всем требованиям, не создан ни в РФ, ни за рубежом. Чаще всего введе
ние какого-либо компонента одни параметры улучшает, другие ухудшает. Например, введение висмута уменьшает ток среза и силу сварки, но одновременно снижает электрическую прочность, а в больших количествах и отключающую способность. Другой пример' введение в КМ больших количеств железа или хрома на порядок увеличивает электроэрозионную стойкость, повышает отключаемый ток и электрическую прочность, но одновременно увеличивает удельное электрическое сопротивление и. следовательно, нагрев ВДК при протекании номинальных токов. В результате был разработан и внедрен в серийное производство ряд КМ, применяющихся для разных ВДК. Основные параметры разработанных КМ: удельное электрическое сопротивление, твердость по Бринеллю, сила разрыва сварки, ток среза, предельный ток отключения приведены в табл. 4.17.9. Первые два параметра измерялись традиционными методами, для измерения трех других были разработаны специальные методы. Сила разрыва сварки определялась как сила, необходимая для размыкания контактов ВДК после протекания импульса асимметричного переменного тока промышленной частоты длительностью 3...5 полупериодов и наибольшей амплитудой 50...60 кА. При этом сила контактного нажатия была несколько ниже минимально необходимой для предотвращения отброса кон- Таблица 4.17.9. Материалы вакуумных камер выключателей Материал контакта Удельное электрическое сопротивление, Ом* см Твердость по Бринеллю, МПа Сила сварки, Н Ток среза, А Предельный ток отключения, кА Примечание Железо — медь — висмут*, композиция 11.1 804 20...210 0,5 8..9 Кон гакторные ВДК Железо— медь — сурьма*, композиция 13,5 1200 530 1,6 8...9 ВДК подключающих устройств в РПН трансформаторов Медь — висмут — бор*, сплав 2,0 400...600 0...2000 10,0 6 ВДК 10 кВ, 40 кА, 3150 А Хром — медь — вольфрам*, композиция** 4,5 780 900...2300 3,5 10 ВДК 10-35 кВ, 4-100 кА, 400-2500 А Хром — медь — вольфрам* — висмут*, композиция 3,7 800 390...1750 3,0 — ВДК 10 кВ, 50 кА, 1600-3150 А * Легирующие добавки. ** Композиции разработаны совместно с НПО «Тулачермет».
тактов электродинамическими силами. Для разных КМ эта сила составляла 1200... 1900 Н. В этих условиях в большинстве случаев в области амплитудного значения тока наблюдался отброс контактов длительностью 1...3 мс, после чего контакты вновь замыкались под действием контактного нажатия. Ток среза определялся по осциллограммам тока как среднее арифметическое значение в 100 отключениях переменного токи 15 А при произвольной фазе размыкания контактов. При этом токе можно было с достаточной точностью измерить ток среза у КМ, имеющих разные токи среза. Предельный ток отключения определялся при возвращающемся напряжении 10 кВ путем испытания ВДК с цилиндрическими контактами диаметром 28 мм при ходе подвижного контакта 4...5 мм. Ток отказа превышал предельный ток отключения на 10...20%. В см. табл. 4.17.9 указаны также области применения разработанных контактных материалов. Сплав медь-висмут-бор применяется для ВДК с номинальным током 3150 А, композиции железо-медь-висмут и железо-медь-сурьма предназначены для ВДК с большим ресурсом. Композиции хром-медь-вольфрам и хром-медь-вольфрам-висмут имеют бульшую электропроводность и обеспечивают меньшее переходное сопротивление, чем композиции на основе железа. Поэтому хромосодержащие композиции нашли применение в ВДК с номинальными токами 400...2500 А. Композиция хром-медь-вольфрам-висмут содержит меди больше, чем композиция хром-медь-вольфрам, поэтому она имеет большую электропроводность и обеспечивает меньшее переходное сопротивление. Увеличение содержания меди приводит к росту силы сварки. Введение в композицию висмута компенсирует этот отрицательный эффект. Уменьшение переходного сопротивления позволило применить композицию хром-медь-вольфрам-висмут в ВДК с номинальным током 3150 А. Все КМ, параметры которых приведены см. в табл. 4.17.9, за исключением материала железо-медь-сурьма, нашли применение в разработанных ВДК. Материал железо-медь-сурьма обладает малым током среза, высокими электроэрозионной стойкостью и электрической прочностью, но дает большое переходное сопротивление. Он пригоден для ВДК переключающих устройств трансформаторов с РПН. Но ВДК, применяемая в РПН, одновременно используется и в выключателях нагрузки с номинальным током 400 А, где требуется малое переходное сопротивление. Следует ожидать, что в дальнейшем железо-медь-сурьма найдет применение в ВДК для РПН. В ВЭИ разработан также легколетучий сплав для заполнения канавок тугоплавких контактов, применяемых в контакторных ВДК с коммутационным ресурсом при номинальном токе 106 операций «включено — отключено». В результате этих исследований в ВЭИ разработаны ряд контактных материалов, серия керамических изоляторов, серия ВДК, первые в РФ ваку
умные выключатели. С участием ВЭИ освоен серийный выпуск контактных материалов, керамических изоляторов, ВДК и ряда типов вакуумных выключателей на предприятиях РФ. На базе ВДК ВЭИ разработаны и серийно выпускаются вакуумные выключатели и КРУ разнообразных конструкций с широкой номенклатурой параметров, вакуумные контакторы, переключающие устройства РПН трансформаторов. Вакуумная коммутационная аппаратура применяется в угольной, металлургической, нефтегазовой, горнодобывающей промышленности, на железнодорожном транспорте, в энергетике, в сельском хозяйстве и других областях техники. На сегодняшний день в РФ изготовлено и эксплуатируется около 500000 ВДК. Доля вакуумных выключателей, выпускаемых в РФ, по отношению к выключателям других типов составляет менее 5%. Следует ожидать в ближайшем будущем значительного ее увеличения Ниже на рис. 4.17.21 и 4.17.22 и в табл. 4.17.10 приведены в качестве примеров разработки, выполненные ВЭИ. Основные технические характеристики вакуумного выключателя ВВЭ-С-10-20/1600 У2: Частота тока, Гц................................. 50, 60 Число фаз ....................................... 3 Номинальное напряжение, кВ.........................10 Наибольшее рабочее напряжение, В.................. 12 Номинальный ток, А.............................. ....630 Ток термической стойкости, кА..................... 16 Ток динамической стойкости, кА.....................40 Механический ресурс, число циклов ВО............50000 Коммутационный ресурс, число циклов ВО по номинальному току........................25000 по току термической стойкости.................50 Срок службы до списания, лет.......................25 Потребляемая мощность, Вт.........................220 Габаритные размеры, мм высота...................................... 470 глубина... 310 ширина.......................................590 Масса, кг..........................................35
а б Рис. 4.17.21. Выключатель вакуумный ВВЭ-С-10-20/1600 У2: а — вид сбоку, о — вид спереди Примечание: Предназначен для установки в КРУ типа К-104, КМ-1Ф, К-49. Выключатели по своим присоединительным размерам и схемам управления взаимозаменяемые с выключателями типа ВК-10 и ВКЭ-10. Рекомендуется для применения на нефтебуровых установках, мощных экскаваторах, передвижных электростанциях, шахтах, метрополитенах и других распределительных устройствах наружной и внутренней установки Выключатели изготавливаются со встроенными электромагнитными и пружиномоторными приводами, со схемами управления на постоянном и переменном токе Рис. 4.17.22. Вакуумный выключатель типа ВВП-М-10-20 (ВВЭ-М-10-20)
Таблица 4.17.10. Вакуумные выключатели, разработанные в ВЭИ Наименование параметра ВВТЭ-М-10 ВБЧ-СЭ-(П)-10-20 ВВЭ-М-10-20 10-12,5/630 10-20/630 10-20/1000 Э-10-20/ 630 OS9/OZ-OI-9U Э-10-20/1000 П-10-20/1000 10-20/630 10-20/1000 10-20/1600 Номинальное напряжение, кВ 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Наибольшее рабочее напряжение, кВ 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 Номинальный ток, А 630 630 1000 630 630 1000 1000 630 1000 1600 Номинальный ток включения—отключения, кА 12,5 20 20 20 20 20 20 20 20 20 Ток термической стойкости в течение 3 с, кА 12,5 20 20 20 20 20 20 20 20 20 Ток электродинамической стойкости, кА 32 51 51 51 51 51 51 51 51 51 Полное время отключения, с 0,035 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 Время включения, с 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 Бестоковая пауза при АПВ, с 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 Коммутационный ресурс при номинальном токе, циклов «В—tn—0» 50000 50000 40000 30000 30000 30000 30000 50000 50000 30000 Коммутационный ресурс при токе короткого замыкания, циклов «ВО» 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 Срок службы, лет 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 Верхнее рабочее значение температуры окружающего воздуха, °C 55 55 55 55 55 55 55 40 40 40 Нижнее рабочее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации, °C -60 -60 -60 -60 -60 -60 -60 -45 -45 -45
4.17.4. Вакуумные дугогасителъные камеры, контакторы и выключатели ФГУП НПП«Контакт» (г. Саратов) Государственное научно-производственное предприятие «Контакт» — одно из крупнейших предприятий электронной промышленности России Предприятие создано в 1959 г. для производства мощных электровакуумных изделий предназначенных для радиолокации, дальней космической связи, ускорительной техники, радио и телевещания, высокочастотного нагрева. В сложных условиях реформирования экономики, на ФГУП НПП «Контакт» удалось полностью сохранить свой производственно-научный потенциал, оборудование, кадры, высокий уровень технологии, возможность освоения новой сложной современной техники. В начале 90-х гг. в связи с резким падением объемов заказов приборов СВЧ и МГЛ на предприятии проведена диверсификация и рестуктури-зация производства, в кратчайшие сроки совместно с ВЭИ освоена гамма вакуумных дугогасительных камер на номинальное напряжение от 1,14 кВ до 35 кВ с номинальным рабочими токами до 3150 А и токами короткого замыкания до 40 кА. На сегодняшний день более 100 тысяч вакуумных дугогасительных камер безотказно работают во многих странах мира на вакуумной коммутационной аппаратуре различных заводов изготовителей. В настоящее время специалистами «Контакт»ведутся работы по расширению номенклатуры выпускаемых вакуумных камер, их минимизации, повышению скоростей включения и отключения, снижению усилий поджатия, самовосстановлению контактов, снижению себестоимости С 1994 г. по 2002 г., обладая мощным высокотехнологичным механическим, инструментальным и машиностроительным производством на базе вакуумных дугогасительных камер собственного производства, предприятие освоило целый ряд вакуумных коммутационных аппаратов. Все выпускаемые предприятием вакуумные коммутационные аппараты адаптированы и применяются в качестве комплектующих изделий к ячейкам всех КРУ строительных предприятий: ОАО «Самарский завод «Электрощит» г. Саратов, «Московский завод «Электрощит» г. Москва, ПО ОАО «Элтехника» г. Санкт-Петербург, ООО НПП «Электробалт» г. Санкт-Петербург, ООО НПФ «Альянс-Электро» г. Санкт-Петербург, ООО «Ишлейский завод высоковольтной аппаратуры» г. Ишлей, АО «Альстом-СЭМЗ» г. Екатеринбург, ОАО «Мытищинский электромеханический завод» г. Мытищи, ОАО «Люберецкий электромеханический завод» г. Люберцы, ООО «Электромонтаж-Сервис» Польша и др. Вакуумные выключатели конструктивно выполнены единым блоком со встроенным приводом, выпрямителем (при необходимости), встроенными расцепителями (до шести штук) в зависимости от исполнения, что позволяет без особых трудностей применять их при реконструкции ячеек выпуска про
шлых лет. Для привязки электрических схем, блокировочных устройств, систем довкатывания и решения других задач, возникающих при реконструкции ячеек, на предприятии создан отдел, который разрабатывает для производства и согласовывает с потребителем проекты замены масляных выключателей на вакуумные в ячейках выпуска прошлых лет. На сегодняшний день более 25 тысяч возможных вакуумных коммутационных аппаратов надежно работают у энергетиков нефтедобывающего комплекса, РАО «ЕЭС России», крупных предприятиях различных отраслей промышленности России и СНГ. На предприятии ежегодно осваивается пять-шесть новых изделий вакуумной коммутацинной аппаратуры. Особое внимание необходимо обратить на новейшие разработки, такие, как: • вакуумный выключатель нагрузки типа ВНБ-10-16/630, который имеет огромный (до 50 тыс.) ресурс механического включения и отключения, малые габариты, исполняется встроенным и в выкатном (на кассете) исполнении. Он имеет механическое и полноприводное выключение с применением электромагнита и при необходимом™ дополнительно оснащается нужными расцепителями; • вакуумные выключатели типа ВБЭ-10-31,5/2000 и ВБЭ-10-31,5/3150, в габаритных размерах вакуумного выключателя ВБЭ-10-20/630-1600, имеющие отработанный и надежный электромагнитный привод, большое количество циклов включения-отключения, необходимое количество расцепителей (до шести); • вакуумный выключатель типа ВБ-10-20/630-1600, достоинствами которого являются малый вес и габариты, современный дизайн, порошковая покраска металлических частей, возможность применения различных необслуживаемых приводов с механической защелкой (электромагнитного и магнитно-пружинного). Возможность ручного включения, за счет взвода пружины, при отсутствии оперативного напряжения, позволяет производить оперативное включение выключателя под нагрузкой на тупиковых подстанциях. Большой механический ресурс 150 циклов при токе короткого замыкания 20 кА и 100 тысяч циклов при номинальном токе, наличие простой необслуживаемой защелки, возможность поперечного относительно шин расположения привода ставит этот выключатель на уровень лучших мировых аналогов, выпускаемых ведущими фирмами, такими, как «АББ», «Сименс», «Шнайдер-Электрик» и др., имея при этом значительно меньшую стоимость; • вакуумный выключатель типа ВБЭК-35-25(31,5)/630-1600 в выкатном исполнении не содержащий масла (сухой), климатического исполнения УХЛ2, с электромагнитным приводом; • вакуумный выключатель типа ВБЭС-35Ш-25(31,5)/630-1600 УХЛ1 в стационарном исполнении, не содержащий масла (сухой), с электромагнитным приводом;
• низковольные вакуумные контакторы на рабочее напряжение 1,14 кВ и номинальный ток 630 и 1000 А. Ведутся работы по созданию выключателя на номинальные напряжения 27,5 и 35 кВ с приводом на переменном токе, автоматического вакуумного выключателя на номинальное рабочее напряжение до 1,14 кВ, ток кроткого замыкания 20 кА и рабочий ток 1000 А с применением электронных устройств защиты. Вакуумный автоматический выключатель ВВА-1,14 открытого исполнения с естественным воздушным охлаждением предназначен для проведения тока в номинальном режиме, отключения тока при коротких замыканиях, перегрузках и недопустимых снижениях напряжения, а также для нечастого оперативного включения и отключения приемников электрической энергии. Он характеризуется небольшими габаритами и малой массой, рассчитан на длительный срок службы при минимальных затратах на обслуживание. Вся выпускаемая предприятием вакуумная коммутацинная аппаратура испытана и уверенно работает в диапазоне температур окружающей среды от -60 до +50 °C и имеет сертификаты соответствия государственным стандартам России, в том числе и сертификаты соответствия стандартам безопасности. Система качества разработки и производства вакуумных выключателей и контакторов сертифицирована органами сертификации системы качества «Центросерт», имеющей аттестат аккредитации Немецкого совета по аккредитации, подтверждающий, что система качества разработки и производства вакуумной коммутационной аппаратуры на ФГУП НПП «Контакт» соответствует требованиям стандарта ISO 9001: 1994/DIN EN ISO 9001:1994, регистрационный номер сертификата TGA-ZM-28-97-00.003. Вакуумные дугогасительные камеры. Обширной областью применения вакуумных технологий является производство вакуумных дугогасительных камер (ВДК) — основного элемента современной силовой коммутационной аппаратуры высокого, среднего и низкого напряжения от ПО кВ до 0,4 кВ. Локализация процесса дугогашения в ограниченном герметичном объеме ВДК определяет преимущества аппаратов на их основе по сравнению с аппаратами, использующими другие способы дугогашения: • увеличенная коммутационная стойкость — 50... 100 и более отключений при максимальных значениях отключаемых токов КЗ, без обслуживания и замены камеры; • больший коммутационный ресурс при номинальных токах от 25 тыс. до 1 млн операций «В—tn-O»; • полную пожаробезопасность. Интенсивно ведутся работы по расширению номенклатуры ВДК в направлении увеличения коммутируемых мощностей — до 100 кА и более для
генераторных выключателей гидроэлектростанций, повышения коммутируемых напряжений (35 кВ), а в «пакетах» — ПО кВ, создания камер исполнения УХЛ1 для выключателей наружной установки на 35 и ПО кВ. Осваиваются производством камеры, коммутирующие «среднюю» мощность — токи отключения КЗ 5... 12,5 кА, номинальные токи 100...800 А, что позволит оптимизировать выбор аппарата в соответствии с параметрами обслуживаемой нагрузки и его стоимостью. В табл. 4.17.11 и 4.17.12 приведены технические данные по вакуумным дугогасительным камерам и выключателям. Выключатели типа ВБТ-10-20/630; ВБТ-10-20/1250; ВБТ-10-20/1600 (см. табл. 4.17.12): • выпускаются в выкатном исполнении для ST7 и ST9; • выпускаются по требованию заказчика со следующими характеристиками вторичных цепей: • включение =220 В и ПО В; =220 В и ПО В; • оперативное отключение =220 В; =220 Ви 110 В; • аварийное отключение методом дешунтирования; по минимальному напряжению. Таблица 4.17.11. Дугогасительные вакуумные камеры Саратовского завода «Контакт» Обозначение камеры Номинальное напряжение, кВ Номинальный ток, А Номинальный ток отключения, кА Коммутационная износостойкость при номинальном токе, циклов «В—tn—О» КДВХ4-10-20/1600 УХЛ2 10 1600 20 30000 КДВЗ-10-5/400 УХЛ2 10 400 5 75000 КДВ2-35-25/1600 УХЛ2 35 1600 25 25000 КДВ2-10-40/3150 УХЛ2 10 3150 40 4000 КДВА2-1О-31,5/1600-2500 УХЛ2 10 1600...2500 31,5 30000 15000 5000 КДВА2-1О-12,5/800 УХЛ2 10 800 12,5 30000 КДВ-35-40/2000 УХЛ2 35 2000 40 20000 КДВА-1,14-20/1000 УХЛ2 1,14 1000 20 2 млн в катег. АС-3 КДВ2-1,14-2,5/250 ВЗ 1,14 250 2,5 5 млн в катег. АС-4
Тип выключателя Тип ВДВ Основные характеристики Состояние производства НВ ’ а"' /ном отключения, кА СТОЙКОСТЬ при /ном масса, кг ВБТ-10-20/630 УХЛЗ ВДВХ-10-20/1600 10 630 20 25000 108 1997 г. ВБТ-10-20/1250 УХЛЗ — » — 10 1250 20 25000 ПО Выпускается серия с IV кв1996 г. ВБТ-10-20/1600 У2 — » — 10 1600 20 25000 112 ВБТ-10-20/1600-И — » — 10 1600 20 30000 100 Опыта, парт. I кв 1997 г. ВБ-10-40/3150 УХЛЗ — » — 10 3150 40 5000 180 Серия с 1 кв 1997 г. ВБЦ-35-20/1600 У2 — » — 35 1600 20 20000 950 Серия с IV кв 1996 г. ВБТ-35-20/1600 У2 — » — 35 1600 20 5000 800 Серия в 1997 г. * ВБЭ-10-20/1600 УХЛ2 ВДВХ4-10-20 /1600 10 1600 20 25000 112 Выпуск, с III кв 1997 г. ВБЭМ-10-5/400 У2;УХЛ5 (малогабаритный) ВДВЗ-10-20/1600 10 400 5 75000 42 Выпуск. I ка 1998 г. **ВБПС-10-20/1600 УХЛ2 ВДВХ4-10-20/1600 10 1600 20 25000 150 Выпуск, с III кв 1997 г. ВБЭК-10-40/1600 УХЛ2 ВДВ2-10-40/3150 10 1600 40 10000 370 Выпуск. I ка 1998 г. ВБЭК-10-40/3150 УХЛ2 — « — 10 3150 40 10000 420 — « — ВБПК-35-20/1600 УХЛ2 ВДВ2-35-25/1600 35 1600 20 25000 300 — « — ВБПС-35-40/2000 УХЛ1 ВДВ-35-40/2000 35 2000 40 25000 1100 — « — Контактор КТВ-ХР-10-5/400 У2 ВДВЗ-10-5/400 10 400 5 75000 40 серия с III кв 1996 г. Расцепитель (выключатель) бытовых счетчиков энергии однофазных 1400 В 5 0,150 500 0,180 Выпуск. , 1996 г. ьэ * Выключатели могут быть укомплектованы (по желанию заказчика) пружинно-моторным приводом. ** Для ячеек К-59, К-104 (АО «Московский завод «Электрощит», АО «Самарский завод «Электрощит») 4.17. Вакуумные выключатели 6-110 кВ
• встраивается по требованию заказчика в КРУ прошлых лет производства с любыми требованиями по вторичным цепям, габаритным и установочным размерам. Контактор КТВ-ХР-10-5/400 У2 двух исполнений — с механической защелкой и без нее. Напряжение вторичных цепей -220, 127, НОВ; =220, 127, НОВ. На рис. 4.17.23 приведен вакуумный контактор производства ФГУП НПП «Контакт». Контактор вакуумный КВТ-10-4/400 У2, УХЛ5. Контактор вакуумный предназначен для коммутационных операций приемников электрической энергии в сетях и электроустановках промышленных предприятий на номинальные напряжения 10 кВ трехфазного переменного тока частоты 50 Гц. Основные технические характеристики КВТ-10-4/400 У2, УХЛ5: Номинальное напряжение, кВ.............................10 Наибольшее рабочее напряжение, кВ......................12 Номинальный ток отключения, кА.........................4 Номинальный ток, А....................................400 Номинальное напряжения цепей питания привода: переменного, В....................................220 постоянного, В................................ 110,220 Ток в цепях питания привода при постоянном или переменном напряжении питания 220 В: при срабатывании, А не более.......................5 при удержании во включенном положении, А, не более .... 1 Ток в цепях питания привода при постоянном напряжении питания НОВ: при срабатывании, А не более.......................10 при удержании во включенном положении, А, не более ..2,2 Собственное время включения, мс, не более.............150 Собственное время отключения, мс, не более.............60 Механическая и коммутационная износостойкость при номинальном рабочем токе 400 А, циклы «ВО», не менее..............................750000 Коммутационная износостойкость при номинальном токе отключения, циклы «ВО»........................ не менее 50
Номинальное напряжение цепи питания, В: постоянного тока................................. 110;127; 220 переменного тока частотой 50 Гц............... 110;127; 220 Ток, потребляемый электромагнитным приводом, А: постоянный.......................................... 1,32 переменного тока частотой 50 Гц...................... 1,2 Срок службы, лет......................................25 Масса, кг,.............................................40 Структура условного обозначения контактора К В Т - 10 - 4 / 400 У2, УХЛ5 - XX Номинальное напряжение цепей питания привода, В Комбинированное обозначение вида климатического исполнения и категории размещения по ГОСТ 15150-69 ---------------Номинальный ток, А -----------------------------Номинальный ток отключения, кА -----------------------------Номинальное напряжение, кВ -----------------------------Трехполюсный ------------------------------ Вакуумный --------------------------------- Контактор Пример записи обозначения контактора в других документах и (или) при заказе: контактор вакуумный КВТ-10-4/400 У2,УХЛ5 КУЮЖ.6-74273.001 ТУ — условное обозначение вакуумного контактора на номинальный ток 400 А, номинальный ток отключения 4 кА, номинальное напряжение 10 кВ с электромагнитным приводом. Условия эксплуатации: • Контактор предназначен для работы в электроустановках, размещенных под навесом (категория размещения 2) и в помещениях с повышенной влажностью (категория размещения 5). • Высота над уровнем моря до 1000 м. • Верхнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации +40 °C.
Рис.4.17.23. Контактор КВТ-10-4/400 У2, УХЛ5 • Нижнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации —50 °C. Требования к надежности: • Ресурс по механической стойкости составляет не менее 750000 циклов ВО • Ресурс контакторов по коммутационной стойкости при коммутируемом токе 400 А должен быть не менее 750000 циклов ВО. • Ресурс контакторов по коммутационной стойкости при коммутируемом токе 4 кА должен быть не менее 100 циклов ВО в кратковременном режиме. • Срок службы контактора до среднего ремонта не менее 12 лет, если до этого срока не исчерпаны ресурсы по коммутационной стойкости. • Установленный срок службы контакторов не менее 25 лет. Примечание: Срок службы указан для контакторов, у которых не исчерпан ресурс по коммутационной или механической стойкости. Устройство и работа контактора: Принцип работы контактора основан на гашении в вакууме электрической дуги, возникающей при размыкании контактов. Гашение электрической дуги обеспечивается вакуумной дугогасительной камерой КДВЗ-10-5/ 400 УХЛ2 ИМПБ.686484.015ТУ.
Контактор состоит из трех дугогасительных полюсов и привода, закрепленных на общем основании. Каждый полюс содержит вакуумную дугогасительную камеру (КДВ), механизм дополнительного поджатия контактов КДВ и токовыводы, конструктивно расположенные в корпусе. Электромагнитный привод через рычаг замыкает и размыкает контакты КДВ. Общее основание, корпус полюса, рычаг привода изготовлены из изоляционного прессматериала АГ-4В. Электрическая схема блока питания и управления собрана на панели, закрепленной на корпусах дугогасительных блоков. Контакторы являются универсальными по роду напряжения питания: постоянное (например, от аккумуляторной батареи), выпрямленное (несглажен-ное), переменное (в т.ч. с искажениями синусоидальной формы вплоть до почти прямоугольной, характерной для феррорезонансных стабилизаторов). Включение контактора. Включение контактора осуществляется с помощью электромагнита включения, при этом к обмоткам подводится полное напряжение (с номинальной величиной ПО или 220 В). Удержание контактора во включенном положении обеспечивается при питании пониженным напряжением электромагнита включения, для чего служат балластные резисторы, включаемые последовательно с обмотками электромагнитов. Отключение контактора. Гарантированное отключение контактора происходит при снижении напряжения на катушке до 3% от номинального. Гарантийный порог удержания питающего напряжения — 65% от номинального значения. Выключатель вакуумный ВБЭМ-10-20(12,5)/1000(800) УХЛ2. Выключатели предназначены для частых коммутационных операций в ячейках КРУ, устанавливаемых в энергосистемах трехфазного тока частотой 50 Гц с изолированной или компенсированной нейтралью, а также в шкафах управления приемниками электрической энергии промышленных предприятий. Допускается применение выключателей для пуска и отключения асинхронных двигателей с короткозамкнутым или фазным ротором, а также торможения указанных двигателей противотоком и отключения медленно вращающихся электродвигателей. В случае необходимости эксплуатации выключателей в условиях непредусмотренных в ТУ, завод имеет возможность модернизации выключателя по заявке заказчика. Выключатели соответствуют требованиям ГОСТ 687-78, ГОСТ 18397-86 и КУЮЖ.674152.014ТУ
В выключателях применена камера дугогасительная вакуумная КДВА2-10-20/1000УХЛ2 по МИБД.686484.020 ТУ. Основные технические характеристики: Номинальное напряжение, кВ...........................10 Наибольшее рабочее напряжение, кВ....................12 Номинальный ток, А............................... 1000(800)* Номинальный ток отключения, кА.....................20(12,5)* Сквозной ток короткого замыкания: ток электродинамической стойкости, кА............51 ток термической стойкости, кА....................20 время протекания тока термической стойкости, с....3 Полное время включения, мс, не более................150 Собственное время отключения, мс, не более..........40 Токи потребления электромагнита включения: при номинальном напряжении -220 В,.......не более 40 А при номинальном напряжении —ПО В.........не более 80 А при номинальном напряжении -220 В,.......не более 40 А Токи потребления электромагнита отключения: при номинальном напряжении -220 В,.......не более 3,0 А при номинальном напряжении -ПО В,.......не более 1,5 А при номинальном напряжении -220 В,.......не более 2,0 А Электрическое сопротивление постоянному току главной цепи полюса, мкОм, не более.................100 Ход подвижного контакта полюса, мм................... 6+2 Масса выключателей должна быть не более, кг.........60 Габаритные и установочно-присоединительные размеры выключателя приведены на рис. 4.17.24. Условия эксплуатации: • выключатели изготавливаются в климатическом исполнении УХЛ, категория размещения 2 по ГОСТ 15150—69: • выключатели предназначены для работы на высоте над уровнем моря до 1000 м; • верхнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации +50 °C; * Параметры выключателя ВБЭМ-10-12,5/800 УХЛ2 указаны в круглых скобках.
• нижнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации —45 °C; • относительная влажность воздуха при температуре +25 °C 100% с конденсацией влаги; • атмосферные конденсированные осадки — в условиях выпадения росы. Требования к надежности: • ресурс по механической стойкости — 50000 циклов B-tT-O; • ресурс по коммутационной стойкости выключателей: а) при номинальном токе должен быть не менее 50000 циклов ВО; б) при токах короткого замыкания 20(12,5) кА должен быть не менее 100 циклов ВО; • срок службы выключателей до среднего ремонта не менее 12 лет; • срок службы до списания — 25 лет. Примечание: Срок службы указан для выключателей, у которых не исчерпан ресурс по коммутационной или механической стойкости. Гарантийный срок эксплуатации — пять лет со дня ввода в эксплуатацию. Структура условного обозначения выключателя ВБЭМХ-10-Х/Х УХЛ 2 |__ Категория размещения по ГОСТ 15150-69 _____ Вид климатического исполнения по ГОСТ 15150-69 --------- Номинальный ток, А -------------- Номинальный ток отключения, кА ---------------- Номинальное напряжение, кВ -------------------- Порядковый номер исполнения ----------------------- Малогабаритный ------------------------- Привод электромагнитный -------------------------- Вакуумный ------------------------------ Выключатель Пример записи обозначения выключателя в других документах и (или) при заказе: выключатель ВБЭМ1-10-20 / 1000УХЛ 2 КУЮЖ.674152.014ТУ — условное обозначение малогабаритного вакуумного выключателя исполнения 1 на номинальный ток 1000 А, номинальный ток отключения 20 кА. номинальное напряжение 10 кВ с электромагнитным приводом.
Рис. 4.17.24. Габаритные и установочно-присоединительные размеры выключателя Устройство и работа выключателя: Выключатель состоит из трех дугогасительных полюсов и привода, закрепленных на общем основании. Каждый полюс содержит вакуумную дугогасительную камеру (КДВ), механизм дополнительного поджатия контактов КДВ и токовыводы, конструктивно расположенные в корпусе. Выключатель оснащен тремя пневматическими демпферами. Электромагнитный привод через рычаг замыкает и размыкает контакты КДВ. Общее основание, корпус полюса, рычаг привода изготовлены из изоляционного прессматериала АГ-4В. Электрическая схема блока питания и управления собрана на панели, закрепленной на корпусах дугогасительных блоков. Выключатель имеет в своем составе аварийные расцепители максимального тока, минимального напряжения и расцепитель от независимого источника. Включение выключателя. При подаче напряжения срабатывает контактор и замыкает цепь питания электромагнита включения, • счетчик циклов учитывает рабочий ход, увеличив показание на 1 цикл; • электромагнит притягивает плиту, рычаг поворачивается и сжимает пружины отключения.
Второй конец рычага перемещает вверх подвижные штоки камер до замыкания их контактов. Сжатые пружины обеспечивают поджатие подвижных контактов камер к неподвижным верхним контактам с определенным усилием. Когда электромагнит притягивает плиту, она перемещается вниз - выключатель фиксируется во включенном положении (становится на механическую защелку). Для настройки выключателя имеется возможность неоперативного ручного включения. Оно осуществляется рычагом при снятом защитном кожухе. Ручное включение выключателя под нагрузку ЗАПРЕЩАЕТСЯ! Отключение выключателя. Отключение выключателя производится электромагнитом оперативного отключения или одним из расцепителей. Для оперативного или неоперативного ручного отключения выключателя предусмотрена специальная красная кнопка на панели выключателя. Для дистанционного механического оперативного и неоперативного, отключения выключателя в отключающем устройстве имеется тросик длиной 1800 мм при приложении вытягивающего усилия к которому происходит отключение. Выключатель нагрузки вакуумный ВНБ-10/630-16 УХЛ2. Выключатели нагрузки вакуумные предназначены для работы в электрических сетях с изолированной нейтралью, а по требованию заказчика, с заземлённой нейтралью, а также для частых коммутационных операций трёхфазного переменного тока класса напряжения 10 кВ с частотой 50 Гц. Вакуумные выключатели нагрузки разработаны с целью замены авто-газовых выключателей нагрузки. Выключатели соответствуют требованиям ГОСТ 17717-79 и техническим условиям КУЮЖ.674212.001 ТУ. В выключателях применена камера дугогасительная вакуумная КДВА2-10-20/1000 УХЛ2. Основные технические характеритсики: Номинальное напряжение, кВ............................10 Наибольшее рабочее напряжение, кВ.....................12 Номинальный ток, А....................................630 Номинальная периодическая составляющая тока короткого замыкания, кА...............................16 Собственное время включения, мс, не более.............150 Собственное время отключения, мс, не более............40
Токи потребления силового электромагнита включения: при номинальном напряжении -220 В, не более.....35 А при номинальном напряжении -110 В, не более..... 70 А при номинальном напряжении -220 В, не более.....35 А Токи потребления электромагнитов включения/отключения: при номинальном напряжении -220 В, не более....1,5 А при номинальном напряжении -110 В, не более....3,0 А при номинальном напряжении -220 В, не более....2,0 А Электрическое сопротивление постоянному току главной цепи полюса, мкОм, не более..................50 Ход подвижного контакта полюса, мм..................6+2 Масса выключателей должна быть не более, кг..........70 Габаритные и установочно-присоединительные размеры выключателя приведены на рис. 4.17.25 и 4.17.26. Условия эксплуатации: • выключатели изготавливают в климатическом исполнении УХЛ, категория размещения 2 по ГОСТ 15150-69; • выключатели предназначены для работы на высоте над уровнем моря до 1000 м; • верхнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации +50 °C; • нижнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации —60 °C; • относительная влажность воздуха при температуре +25 °C 100% с конденсацией влаги; • атмосферные конденсированные осадки — в условиях выпадения росы. Требования к надежности: • ресурс по механической стойкости — 10000 циклов B-tn-O; • ресурс по коммутационной стойкости выключателей при минимальном токе должен быть не менее 10000 циклов ВО:: • срок службы выключателей до среднего ремонта не менее 12 лет: • срок службы до списания — 25 лет. Примечание: Срок службы указан для выключателей, у которых не исчерпан ресурс по коммутационной или механической стойкости.
Структура условного обозначения выключателя В Н Б X X X - 10/630 - 16 X X УХЛ 2 L| Категория размещения по ГОСТ 15150-69 __ Вид климатического исполнения по ГОСТ 15150-69 Наличие дистанционного управления (буква «Д») Наличие дополнительного электромагнитного привода (буква «Э») _____________ Номинальная периодическая составляющая сквозного тока, кА ------------------- Номинальный ток, А ---------------------- Номинальное напряжение. кВ Напряжение питания электромагнитного привода, В Род тока питания привода (знак «->> или «~») Условное обозначение конструк-тивного исполнения (С — стационарный, К — выкатной) --------------------------------- Вакуумный ----------------------------------- Нагрузки -------------------------------------- Выключатель Пример записи обозначения выключателя в других документах и (или) при заказе: . выключатель ВНБК-220-10/630-16ЭД УХЛ 2 КУЮЖ.674212.001ТУ — условное обозначение выключателя нагрузки вакуумного, выкатного исполнения, на переменное напряжение питания привода 220 В, с номинальным напряжением 10 кВ, на номинальный ток 630 А, с номинальной периодической составляющей сквозного тока короткого замыкания 16 кА, с дополнительным электромагнитным приводом и с дистанционным управлением операциями включения и отключения, климатического исполнения УХЛ, категории размещения 2. Устройство и работа выключателя: Выключатели нагрузки имеют следующие исполнения: а) стационарный вариант выключателя нагрузки под установочные размеры ячейки КРУ;
Рис. 4.17.25. Габаритные и установочно-присоединительные размеры выключателя (стационарное исполнение) Рис. 4.17.26. Габаритные и установочно-присоединительные размеры выключателя (выкатное исполнение)
б) выкатной вариант выключателя нагрузки на тележке под вкатывание в колею ячейки КРУ. Выключатели нагрузки всех исполнений оснащены встроенным пружинным приводом косвенного действия с ручным взводом включающей пружины и ручным включением и отключением с помощью кнопок. Выключатели нагрузки исполнений ВНБ-220-10/630-16Д УХЛ2 и ВНБ-220-10/630-16 ЭД УХЛ2, ВНБ-220-10/630-16Д УХЛ2 и ВНБ-220-10/ 630-16ЭД УХЛ2, ВНБ-110-10/ 630-16Д УХЛ2 и ВНБ-110-10/ 630-16ЭД УХЛ2 оснащены дополнительно: • электромагнитами управления; • силовым электромагнитом включения; (исполнения «ЭД») • коммутирующими контактами для внешних вспомогательных цепей — пять замыкающих и пять размыкающих на напряжение 220 В и ток не более 2 А; • электрической блокировкой от самопроизвольных операций включения или отключения при непостановке на защелку; • электрической блокировкой против повторения операций включения и отключения, когда команда на включение продолжает оставаться поданной после автоматического отключения выключателя; • электрической блокировкой от самопроизвольного повторного включения при включении на КЗ на время действия сигнала включения; • механической блокировкой и связанной с ней электрической блокировкой от самопроизвольных операций включения при вкатывании и выкатывании тележки. Тележка выключателей нагрузки выкатного исполнения имеет: • устройство для фиксации выключателя нагрузки в крайних положениях; • устройство блокировки против выкатывания и закатывания выключателя во включённом положении; • защитный щит. Включение выключателя • Включение выключателей без дистанционного управления и дополнительного электромагнитного привода (исполнение ВНБ-10/630-16 УХЛ2): Для подготовки выключателя к включению необходимо взвести вручную включающую пружину. Включение выключателя производится вручную с помощью кнопки включения, которая расцепляет механизм защёлки. Выключатель включается с помощью энергии запасённой в пружине включения. При этом сжимаются пружины отключения и выключатель становится на механическую защёлку. Он готов к операции отключения
• Включение выключателей с дистанционным управлением (исполнения ВНБ-220-10/630-16Д УХЛ2. ВНБ-220-10/630-16Д УХЛ2. ВНБ-110-10/630-16Д УХЛ2): Для подготовки выключателя к включению необходимо взвести вручную включающую пружину. Включение выключателя производится либо вручную с помощью кнопки включения, либо автоматически при подаче сигнала на включение. При этом срабатывает электромагнит включения, который расцепляет механизм защёлки. Выключатель включается с помощью энергии, запасённой в пружине включения. При этом сжимаются пружины отключения и выключатель становится на механическую защёлку. Он готов к операции отключения. • Включение выключателей с дистанционным управлением и дополнительным электромагнитным приводом (исполнения ВНБ-220-10/630-16ЭД УХЛ2, ВНБ-220-10/630-16ЭД УХЛ2, ВНБ-110-10/630-16ЭД УХЛ2): Для подготовки выключателя к включению необходимо взвести вручную включающую пружину и произвести включение либо вручную с помощью кнопки включения, либо автоматически при подаче сигнала на включение. Включение выключателей происходит аналогично включению, описанному для выключателей с дистанционным управлением. Предусмотрена также возможность включения выключателей без предварительного взвода пружины, с помощью силового электромагнита включения. При подаче сигнала на включение, срабатывает контактор и замыкает цепь питания силового электромагнита включения, который притягивает плиту, рычаг поворачивается и сжимает пружины отключения. Отключение выключателя. Отключение выключателей без дистанционного управления и дополнительного электромагнитного привода (исполнения ВНБ-10/630-16 УХЛ2) производится вручную с помощью кнопки отключения, которая срывает с защёлки механизм отключения и выключатель отключается с помощью энергии, запасённой в отключающих пружинах. Отключение выключателей прочих исполнений производится либо вручную (см. вышеописанный способ), либо автоматически при подаче сигнала на отключение. При этом срабатывает электромагнит отключения, который срывает с защёлки механизм отключения и выключатель отключается. ВНИМАНИЕ! Конструкция выключателей всех исполнений предусматривает возможность следующей последовательности действий:
1. Ручной взвод пружины включения. 2. Включение выключателей любым из описанных способов 3. Повторный ручной взвод пружины включения. 4. Отключение выключателя любым из описанных способов. 5. Включение выключателей любым из описанных способов. 6. Отключение выключателя любым из описанных способов. Выключатели вакуумные трехполюсные ВБТ-10-20/630 УХЛЗ, ВБТ-10-20/1250 УХЛЗ (рис. 4.17.27). Рис. 4.17.27. Выключатели вакуумные трехполюсные ВБТ-10-20/630 УХЛЗ и ВБТ-10-20/1250 УХЛЗ Основные технические характеристики: Номинальное напряжение, кВ............................10 Номинальный ток, А................................ 630, 1250 Номинальный ток отключения, кА........................20 Электрическое сопротивление постоянному току главной цепи полюса, мкОм, не более..................100 Собственное время включения, с, не более.............0,1 Собственное время отключения, с, не более ..........0,03 Ход подвижного контакта полюса, мм ..................8+1 Ресурс по коммутационной стойкости при нагрузочном токе 1250 А, циклов «B-tn-O».......25000
Ресурс по коммутационной стойкости при токе короткого замыкания 20 кА, циклов «ВО».........50 Срок службы до текущего ремонта, лет...................5 Срок службы до списания, лет............................25 Масса, кг...............................................120 Выключатели вакуумные ВБ-10-20/630—1600 УХЛ2. Выключатели предназначены для частых коммутаций электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в ячейках комплектных распределительных устройств в электрических сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с напряжением 6-10 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью. В выключателях применена камера дугогасительная вакуумная КДВА5-10-20/1600 УХЛ2 по МИБД.686484.025 ТУ. Выключатели соответствуют требованиям ГОСТ 687-78, ГОСТ 18397-86 и КУЮЖ.674152.012ТУ. Основные технические характеристики: Номинальное напряжение, кВ................. 10 Наибольшее рабочее напряжение, кВ.......... 12 Номинальный ток, А......................... 1600 (630; 1000; 1250) Номинальный ток отключения, кА.............20 Собственное время включения, мс, не более: электромагнитным приводом................70 пружинно-магнитным приводом............. 50 Сквозной ток короткого замыкания: ток электродинамической стойкости, кА... 51 ток термической стойкости, кА......... 20 время протекания тока термической стойкости, с............................3 Собственное время отключения, мс, не более.40 Полное время отключения, мс, не более .....60 Расцепитель минимального напряжения: номинальное напряжение, В............. 100 переменного тока напряжение срабатывания, В..............от 0,35 до 0,5 ном. напряжение возврата, В................. не более 0,85 ном. выдержка времени срабатывания при.......0,8 или 1,6 или 2,4 полном снятии напряжения (в зависи- или 3,2 или 4
мости от величины подключенной емкостной батареи, входящей в состав выключателя),с отклонение времени срабатывания относительно среднего значения при полном снятии напряжения, с, не более.. ±0,3 потребление мощности при подтянутом якоре и при номинальном напряжении. В* А, не более.............30 Расцепитель с питанием от независимого источника: номинальное напряжение питания тока:...... 220 В; -220 В ток потребления при номинальном напряжении.............................не более 0,45 А; 2,0 А Расцепитель максимального тока: ток срабатывания. А...................... 3 или 5 потребление мощности при неподтянутом якоре, В • А...........................не более 40 Пружинно-магнитный привод: Ток потребления электромагнита включения и отключения: при номинальном напряжении 220 В переменного тока, А....................2 А при номинальном напряжении 220 В постоянного тока, А....................0,45 или 1,5 при номинальном напряжении ПО В постоянного тока. А....................0.9 или 3,0 Ток потребления электромагнита взвода пружины: при номинальном напряжении 220 В, пост, и перем, тока А...................3,0 при номинальном напряжении 110 В постоянного тока, А....................6 время заводки включающей пружины, с.... 15 Электромагнитный привод: Токи потребления электромагнита включения: при номинальном напряжении 220 В переменного и постоянного тока, А........30 при номинальном напряжении ПО В постоянного тока, А...................60
Токи потребления электромагнита отключения: при номинальном напряжении 220 В переменного тока, А.....................2 при номинальном напряжении 220 В постоянного тока, А.....................0,45 или 1,5 при номинальном напряжении НОВ постоянного тока, А.....................0,9 или 3,0 Масса выключателей должна быть не более: с электромагнитным приводом, кг..... 70 с пружинно-магнитным приводом, кг....... 75 Внешний вид исполнения выключателя приведен на рис. 4.17.28. Условия эксплуатации: • выключатели изготавливаются в климатическом исполнении УХЛ, категория размещения 2 по ГОСТ 15150-69; • выключатели предназначены для работы на высоте над уровнем моря до 1000 м; • верхнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации +50 °C; • нижнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации -60 °C; • 5) относительная влажность воздуха при температуре +25 °C 100% с конденсацией влаги; • атмосферные конденсированные осадки - в условиях выпадения росы. Требования к надежности: • ресурс по механической стойкости выключателя: с электромагнитным приводом — 50000 циклов B-tn-O; с пружинно-магнитным приводом — 40000 циклов B-tn-O: • ресурс по коммутационной стойкости при нагрузочных токах для выключателя: с электромагнитным приводом — 50000 циклов B-tn-O; с пружинно-магнитным приводом — 40000 циклов B-tn-O; • срок службы выключателей до среднего ремонта не менее 12 лет; срок службы до списания - 30 лет. Примечание: Срок службы указан для выключателей, у которых не исчерпан ресурс по коммутационной или механической стойкости. Гарантийный срок эксплуатации — 5 лет со дня ввода в эксплуатации
Структура условного обозначения выключателя 3 Б X - 10 - 20 /1600 УХЛ 2 |__ Категория размещения по ГОСТ 15150-69 ______ Вид климатического исполнения по ГОСТ 15150-69 Номинальный ток, А (630; 1000; 1250) ----------------- Номинальный ток отключения, кА --------------------- Номинальное напряжение, кВ _________________________ Вид привода: (М — электромагнитный; П — пружинно-магнитный) --------------------------- Вакуумный ---------------------------- Выключатель Пример записи обозначения выключателей в других документах и (или) при заказе: выключатель ВБМ-10-20/1600 УХЛ2 КУЮЖ.674152.012 ТУ — условное обозначение вакуумного выключателя на номинальный ток 1600 А, номинальный ток отключения 20 кА, номинальное напряжение 10 кВ с электромагнитным приводом. Комплектация. Комплектация выключателя осуществляется только по карте заказа, в которой учитываются особенности подстанции заказчика (оперативное напряжение подстанции, тип ячейки, межполюсное расстояние, состав и количество расцепителей, принадлежности для установки и присоединения) Устройство и работа выключателя: Выключатель представляет собой аппарат трёхполюсного исполнения с функционально зависимыми полюсами со встроенным приводом. Операции включения осуществляются приводом прямого действия за счет тягового усилия электромагнита включения (выключателей с электромагнитным приводом} или приводом косвенного действия за счёт тягового усилия пружины включения (выключателей с пружинно-магнитным приводом). Отключение выключателя (в том числе автоматическое отключение при токах короткого замыкания или перегрузках) осуществляется за счет энергии, запасенной пружиной отключения выключателя при включении. Гашение дуги в выключателе осуществляется вакуумными дугогаситель-нЫми камерами (КДВ). Электрическая дуга, благодаря специальной форме
Исполнения Условное обозначение типа исполнения Напряжение шин питания,В Напряже- Размеры, мм управления, В // 4 ls 1 Н КУЮЖ.674152.012-30 ВБМ-10-20 -220 -220 150 432 515 456 568 КУЮЖ.674152.012-31 200 516 400 540 565 КУЮЖ.674152.012-32 230 576 400 600 565 КУЮЖ.674152.012-33 -220 -220 150 432 515 456 568 КУЮЖ.674152.012-34 200 516 400 540 565 КУЮЖ.674152.012-35 230 576 400 600 565 КУЮЖ.674152.012-36 -110 -ПО 150 432 515 456 568 КУЮЖ.674152.012-37 200 516 400 540 565 КУЮЖ.674152.012-38 230 576 400 600 565 КУЮЖ.674152.012-40 -220 -220 150 432 515 456 568 КУЮЖ.674152.012-41 200 516 400 540 565 КУЮЖ.674152.012-42 230 576 400 600 565 КУЮЖ.674152.012-50 ВБП-10-20 -220 -220 150 432 515 456 568 КУЮЖ.674152.012-51 200 516 400 540 565 КУЮЖ.674152.012-52 230 576 400 600 565 КУ ЮЖ.674152.012-53 -220 -220 150 432 515 456 568 КУЮЖ.674152.012-54 200 516 400 540 565 КУЮЖ.674152.012-55 230 576 400 600 565 КУЮЖ.674152.012-56 -ПО -ПО 150 432 515 456 568 КУЮЖ.674152.012-57 200 516 400 540 565 КУЮЖ.674152.012-58 230 576 400 600 565 Рис. 4.17.28. Типы конструктивных исполнений выключателя типа ВБ-10-20
контактов, создающих собственное продольное (аксиальное) магнитное поле с диффузионной формой горения дуги, распадается и гасится при переходе тока через ноль. Благодаря высокой электрической прочности вакуумного промежутка в течение долей секунды между контактами восстанавливается напряжение. Выключатель состоит из трех дугогасительных полюсов, закрепленных на корпусе привода выключателя. Каждый полюс содержит вакуумную дугогасительную камеру, механизм дополнительного поджатия контактов КДВ и токовыводы. 1) Пружинно-магнитный привод состоит из электромагнита взвода пружины, пружины включения, электромагнита включения, блока механических защёлок, демпфирующего гидравлического устройства, электромагнита отключения и аварийных расцепителей. Электрическая схема блока питания и управления выключателем собрана на панели, закреплённой в корпусе привода. 2) Электромагнитный привод состоит из электромагнита включения, блока механических защёлок, демпфирующего гидравлического устройства, электромагнита отключения и аварийных расцепителей. Электрическая схема блока питания и управления выключателем собрана на панели, закреплённой в корпусе выключателя. Включение выключателя. В исходном положении контакты камеры дугогасительной вакуумной разомкнуты, выключатель удерживается отключающей пружиной в отключенном положении. 1) Оперативное включение выключателя с пружинно-магнитным приводом производится нажатием кнопки «ВКЛ» или подачей напряжения на включающий электромагнит, при этом пружина включения, предварительно взведённая электромагнитом заводки или вручную, поворачивает вал привода. Рычаги, связанные с валом тяговыми изоляторами, замыкают контакты КДВ и создают усилие поджатия контактов КДВ. Одновременно при повороте вала производится взвод отключающей пружины, переключение блок-контактов узла контактного и постановка на механическую защелку. Происходит включение выключателя. После включения выключателя автоматически подается команда на электромагнит взвода пружины включения. Включённый выключатель с взведённой пружиной включения позволяет выполнить циклы АПВ: п 1, 1а, 2 по ГОСТ 687-78. Для ручного влючения выключателя с пружинно-магнитным приводом необходимо предварительно рычагом взвести включающую пружину. После чего производится как оперативное, так и неоперативное включение выключателя нажатием на кнопку «ВКЛ». 2) Оперативное включение выключателя с электромагнитным приводом производится подачей напряжения на электромагнит, якорь элект
ромагнита втягивается и поворачивает вал привода. Рычаги, связанные с валом тяговыми изоляторами, замыкают контакты КДВ и создают усилие поджатия контактов КДВ. Одновременно при повороте вала производится взвод отключающей пружины, переключение блок контактов узла контактного и постановка на механическую защёлку. Происходит включение выключателя. Ручное неоперативное включение выключателя с электромагнитным приводом осуществляется поворотом вала рычагом. Ручное включение выключателя с электромагнитным приводом под нагрузку ЗАПРЕЩАЕТСЯ! Отключение выключателя. При подаче сигнала на электромагнит отключения или аварийного сигнала на один из расцепителей максимального тока, или на расцепитель минимального напряжения, или на расцепитель от независимого источника тока тяги электромагнитов воздействуют на защелку. Блок защелок освобождает вал привода. За счет энергии, запасенной пружинами поджатия контактов КДВ блоков дугогасительных и отключающей пружины, вал привода выключателя возвращается в исходное положение. Происходит отключение выключателя. Механизм привода подготовлен к включению. Ручное оперативное и неоперативное отключение выключателя осуществляется красной кнопкой «ОТКЛ», расположенной на панели выключателя. Выключатели вакуумные ВБПП-10-20/1250 УХЛ2. Выключатель предназначен для частых коммутаций электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в комплектных распределительных устройствах (КРУ) и камерах сборных одностороннего обслуживания (КСО) с поперечным расположением аппарата относительно сборных шин в электрических сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с напряжением 6-10 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью. Выключатели соответствуют требованиям ГОСТ 687-78, ГОСТ 18397-86, КУЮЖ.674152.019ТУ. В выключателях применена камера дугогасительная вакуумная КДВА2-10-20/1000 УХЛ2 по ИБД.686484.020ТУ. Основные технические характеристики: Номинальное напряжение, кВ...........................10 Наибольшее рабочее напряжение, кВ....................12 Номинальный ток отключения, кА.......................20 Номинальный ток, А.................................1250 Собственное время включения, мс, не более..........50...60
Собственное время отключения, мс, не более..........25...30 Разновременность работы трех полюсов должна быть не более: при включении, мс.....................................3 при отключении, мс....................................2 Ток электродинамической стойкости, кА.................51 Начальное значение периодической составляющей тока включения при коротких замыканиях не более, кА..20 Наибольший пик тока включения при коротких замыканиях, кА................... ..........51 Время протекания тока (время короткого замыкания), с............................. ..,.....3 Пружинно-магнитный привод: Номинальное напряжение питания привода переменного тока частотой 50 Гц, В ......... .220 Электромагнит включения: ток потребления при номинальном напряжении. А, не более...........................2 Электромагнит отключения: ток потребления при номинальном напряжении, А, не более.......... ................2 Электромагнит взвода пружины: ток потребления при номинальном напряжении, А, не более........................ 3,5 время заводки включающей пружины, с............... 12 Масса выключателей должна быть не более, кг...........75 Габаритные и установочно-присоединительные размеры выключателя приведены на рис. 4.17.29. Условия эксплуатации: • выключатели изготавливаются в климатическом исполнении УХЛ, категория размещения 2 по ГОСТ 15150-69; • выключатели предназначены для работы на высоте над уровнем моря до 1000 м; • ерхнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации +55 °C; • нижнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации -60 °C;
Рис. 4.17.29. Габаритные и установочно-присоединительные размеры выключателя типа ВБПП-10-20
• относительная влажность воздуха при температуре +25 °C 100% с конденсацией влаги; • атмосферные конденсированные осадки — в условиях выпадения росы. Требования к надежности • ресурс по механической стойкости выключателя — 40000 циклов B-tn-O; • ресурс по коммутационной стойкости при нагрузочных токах — 40000 циклов B-tn-O, где tn — произвольная пауза; • ресурс по коммутационной стойкости при номинальном токе отключения — 100 циклов ВО; • срок службы выключателей до среднего ремонта не менее 12 лет; • срок службы до списания — 30 лет. Гарантийный срок эксплуатации — 5 лет со дня ввода в эксплуатацию. Структура условного обозначения выключателя Пример записи обозначения выключателей в других документах и (или) при заказе: В Б X П - 10 - 20 /1250 УХЛ 2 Категория размещения по ГОСТ 15150-69 Вид климатического исполнения по ГОСТ 15150-69 Номинальный ток, А Номинальный ток отключения, кА Номинальное напряжение, кВ Поперечное расположение полюсов Вид привода: (М — электромагнитный; П — пружинно-магнитный) Вакуумный Выключатель выключатель ВБПП-10-20/1250 УХЛ2 КУЮЖ.674152.019 ТУ — условное обозначение вакуумного выключателя на номинальный ток 1250 А, номинальный ток отключения 20 кА, номинальное напряжение 10 кВ с пружинно-магнитным приводом, поперечным расположением полюсов, категория размещения по ГОСТ 15150-69, вид климатического исполнения по ГОСТ 15150-69.
Устройство и работа выключателя. Особенностью конструкции этого выключателя является поперечное расположение полюсов относительно сборных шин для перспективных ячеек КСО, что позволяет открыть удобный доступ к монтажу и обслуживанию. Операции включения выключателя осуществляется за счет тягового усилия пружины включения Отключение выключателя (в том числе автоматическое отключение при токах короткого замыкания или перегрузках) осуществляется за счет энергии, запасённой пружинами выключателя при включении. Гашение дуги в выключателе осуществляется вакуумными дугогасительными камерами (КДВ). Электрическая дуга, благодаря специальной форме контактов, создающих собственное продольное (аксиальное) магнитное поле с диффузной формой горения дуги, распадается и гасится при переходе тока через ноль. Благодаря высокой электрической прочности вакуумного промежутка в течение долей микросекунд между контактами восстанавливается напряжение. Выключатель состоит из трех дугогасительных полюсов, закреплённых на корпусе выключателя. Все корпусные детали высоковольтной части выключателя выполнены из изоляционного материала, что позволяет встраивать его в ячейки с ограниченным пространством высоковольтного отсека. Каждый полюс содержит вакуумную дугогасительную камеру, механизм дополнительного поджатия контактов КДВ и токовыводы. Вакуумная малогабаритная дугогасительная камера нового поколения КДВА2-10-20/1000 УХЛ2, используемая в выключателе, серийно изготавливается на ФГУП «НПП «Контакт». Выключатель оснащен пружинно-магнитным приводом с низким потреблением тока. Пружинно-магнитный привод состоит из электромагнита взвода пружины, пружины включения, электромагнита включения, блока механических защелок, демпфирующего гидравлического устройства, электромагнита отключения. Электрическая схема блока питания и управления выключателем собрана на панели, закрепленной в корпусе привода. Включение выключателя. В исходном положении контакты камеры дугогасительной вакуумной разомкнуты, выключатель удерживается отключающей пружиной в отключенном положении. Оперативное включение выключателя производится нажатием кнопки «ВКЛ» или подачей напряжения на включающий электромагнит, при этом пружина включения, предварительно взведённая электромагнитом заводки или вручную, поворачивает вал привода. Рычаги, связанные с валом тяговыми изоляторами, замыкают контакты КДВ и создают усилие поджатия контактов КДВ. Одновременно при повороте вала производится взвод отключающей пружины, переключение блок-контактов узла контактного и постановка на механическую защелку. Происходит включение выключателя.
При взведении включающей пружины привода используется не двигатель как обычно, а электромагнит. После включения выключателя автоматически подается команда на электромагнит взвода пружины включения. Включённый выключатель с взведённой пружиной включения позволяет выполнить циклы АПВ: п. 1, 1а, 2 по ГОСТ 687-78. Для ручного включения выключателя с пружинно-магнитным приводом необходимо предварительно рычагом взвести включающую пружину. После чего производится как оперативное, так и неоперативное включение выключателя нажатием на кнопку «ВКЛ» Отключение выключателя. При подаче сигнала на электромагнит отключения тяги электромагнитов воздействуют на защелку. Блок защелок освобождает вал привода. За счет энергии, запасенной пружинами поджатия контактов КДВ блоков дугогасительных и отключающей пружины, вал привода выключателя возвращается в исходное положение Происходит отключение выключателя. Механизм привода подготовлен к включению. Ручное оперативное и неоперативное отключение выключателя осуществляется красной кнопкой «ОТКЛ», расположенной на панели выключателя. Выключатели вакуумные ВБЭ-10-20/630-1600 УХЛ2. Выключатели предназначены для частых коммутаций электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в ячейках комплектных распределительных устройств в электрических сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с напряжением 6-10 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью. Выключатели соответствуют требованиям ГОСТ 687-78, ГОСТ 18397-86, КУЮЖ.674152.001 ТУ. В выключателях применена камера дугогасительная вакуумная КДВХ4-10-20/1600 УХЛ2 по ИМПБ.686484.017 ТУ и КДВА5-10-20/1600 УХЛ2 по МИБД.686484.025 ТУ. В случае необходимости эксплуатации выключателей в условиях непредусмотренных в ТУ, завод имеет возможность модернизации выключателя по заявке заказчика. Основные технические характеристики: Номинальное напряжение, кВ................... 10 Наибольшее рабочее напряжение, кВ............ 12 Номинальный ток, А........................... 1600 (630,1000,1250)* Номинальный ток отключения, кА ...............20
Сквозной ток короткого замыкания: ток электродинамической стойкости, кА ..51 ток термической стойкости, кА..........20 время протекания тока термической стойкости, с...........................3 Собственное время включения, мс, не более... 100 Собственное время отключения, мс, не более..40 Токи потребления электромагнита включения: при номинальном напряжении 220 В переменного и постоянного тока, А......40 при номинальном напряжении НОВ постоянного тока, А .................80 Расцепитель минимального напряжения: номинальное напряжение.....................не более 100 В переменного тока напряжение срабатывания................от 0,35 до 0,5 номи- нального напряжение возврата....................не более 0.85 номи- нального выдержку времени срабатывания при полном снятии напряжения (в зависимости от величины подключенной емкостной батареи, входящей в состав выключателя) ... 0,5 с или 1с, или 2с, или Зс, или 4с отклонение времени срабатывания относительно среднего значения при полном снятии напряжения, с, не более.. ± 0,3с потребление мощности при подтянутом якоре и при номинальном напряжении, В*А, не более..........................30 Расцепитель с питанием от независимого источника номинальное напряжение питания постоянного тока........................... 220 В диапазон отклонений номинального напряжения............................. 154-242 В ток потребления при номинальном напряжении.............................не более 0,5 А
Масса выключателей должна быть не более: стационарного исполнения, кг................ 120 выкатного исполнения, кг............... 200 *.Допускается использование выключателей с номинальным током 1000 А на номинальный ток 630 А .*Допускается использование выключателей с номинальным током 1600 А на номинальный ток 1250 А. Внешний вид исполнений выключателя приведен на рис. 4.17.30...4.17.34. Условия эксплуатации: • выключатели изготавливаются в климатическом исполнении УХЛ, категория размещения 2 по ГОСТ 15150-69, • выключатели предназначены для работы на высоте над уровнем моря до 1000 м; • верхнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации +55 °C; • нижнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации —60 °C; • относительная влажность воздуха при температуре +25 °C 100% с конденсацией влаги; • атмосферные конденсированные осадки — в условиях выпадения росы. Требования к надежности: • ресурс по механической стойкости — 50000 циклов B-tn-O; • ресурс по коммутационной стойкости при нагрузочных токах — 50000 циклов B-tn-O, где tn — произвольная пауза; • ресурс по коммутационной стойкости при номинальном токе отключения — 100 циклов ВО; • срок службы выключателей до среднего ремонта не менее 15 лет; • срок службы до списания — 30 лет. Примечание: Срок службы указан для выключателей, у которых не исчерпан ресурс по коммутационной или механической стойкости. Г арантийный срок эксплуатации — 5 лет со дня ввода в эксплуатацию.
Структура условного обозначения выключателя В Б Э X X - 10 - Х/Х УХЛ 2 LI Категория размещения по ГОСТ 15150-69 — Вид климатического исполнения по ГОСТ 15150-69 --------- Номинальный ток, А ------------ Номинальный ток отключения, кА Номинальное напряжение, кВ Порядковый номер исполнения ______________________ Условное обозначение конструктивного исполнения (С — стационарный, К — выкатной) ------------------------ Привод электромагнитный -------------------------- Вакуумный ---------------------------- Выключатель Пример записи обозначения выключателей в других документах и (или) при заказе: выключатель ВБЭС2-10-20/1600 УХЛ2 КУЮЖ.674152.001 ТУ — условное обозначение вакуумного выключателя стационарного варианта второго вида исполнения на номинальный ток 1600 А, номинальный ток отключения 20 кА, номинальное напряжение 10 кВ. Устройство и работа выключателя: Выключатель представляет собой аппарат прямого действия. Операции включения выключателя осуществляются электромагнитным приводом прямого действия за счет тягового усилия электромагнита включения. Отключение выключателя (в том числе автоматическое отключение при токах короткого замыкания или перегрузках) осуществляется за счет энергии, запасенной пружинами выключателя при включении. Гашение дуги в выключателе осуществляется вакуумными дугогасительными камерами (КДВ). Электрическая дуга, благодаря специальной форме контактов, направляется в стороны от центра, вращается по поверхности контактов, распадается и гасится при переходе тока через ноль. Благодаря высокой электрической прочности вакуумного промежутка в течение долей микросекунд между контактами восстанавливается напряжение. Выключатель состоит из трех дугогасительных полюсов, закрепленных через опорные изоляторы на корпусе привода. Каждый полюс содержит вакуумную дугогасительную камеру (КДВ), механизм дополнительного поджатия контактов КДВ и токовыводы.
Рис. 4.17.30. Конструктивное исполнение выключателя типа ВБЭС Рис. 4.17.31. Конструктивное исполнение выключателя типа ВБЭК для ячейки К-104М
Рис. 4.17 33. Конструктивное исполнение выключателя типа ВБЭК для ячейки ST-7 Рис. 4.17.32. Конструктивное исполнение выключателя типа ВБЭС
Рис. 4.17.34. Конструктивное исполнение выключателя типа ВБЭК для ячейки К-59 Электромагнитный привод состоит из электромагнита включения, блока механических защелок, демпфирующего гидравлического устройства, электромагнита отключения и аварийных расцепителей.Электрическая схема блока питания и управления выключателем собрана на панели, закрепленной в корпусе привода. Между полюсами выключателя установлены изоляционные перегородки. В выключателях выкатного исполнения (см. рис. 4.17.30...4.17.34) привод установлен на тележку, имеющую механизм блокировки, связанный с выключателем. Включение выключателя. В исходном положении контакты камеры дугогасительной вакуумной разомкнуты, выключатель удерживается отключающей пружиной в отключенном положении. Оперативное включение производится подачей напряжения на электромагнит, якорь электромагнита втягивается и через блок защелок поворачи
вает вал привода. Рычаги, связанные с валом тяговыми изоляторами, замыкают контакты КДВ и создают усилие поджатия контактов КДВ. Одновременно при повороте вала производится взвод отключающей пружины, переключение блок-контактов узла контактного и постановка на механическую защелку. Происходит включение выключателя. Ручное неоперативное включение осуществляется поворотом вала привода вниз трубой, которая надевается на рычаг привода. Для ручного включения выключателя съемную крышку, необходимо снять. Ручное включение выключателя под нагрузку ЗАПРЕЩАЕТСЯ! Отключение выключателя. При подаче сигнала на электромагнит отключения или на один из расцепителей максимального тока, или на расцепитель минимального напряжения, или на расцепитель от независимого источника тока тяги электромагнитов воздействуют на блок защелок. Блок защелок освобождает вал привода. За счет энергии, запасенной пружинами поджатия контактов КДВ блоков дугогасительных и отключающей пружины, вал привода выключателя возвращается в исходное положение. Происходит отключение выключателя. Механизм привода подготовлен к включению. Ручное оперативное и неоперативное отключение выключателя осуществляется красной кнопкой, расположенной на панели выключателя. Выключатели вакуумные ВБЭ-1О-31,5/630—1600, ВБЭ-10-31,5/ 2000—3150. Выключатели предназначены для частых коммутаций электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в ячейках комплектных распределительных устройств в электрических сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с напряжением 6-10 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью. Выключатели соответствуют требованиям ГОСТ 687-78, ГОСТ 18397-86, КУЮЖ.674152.016ТУ, КУЮЖ.674152.021 ТУ. Вакуумные выключатели типа ВБЭ-10-31,5/630ч 1600, ВБЭ-10-31,5/ 2000-3150 разработаны на базе выключателя ВБЭ-10-20. В выключателях применены камеры дугогасительные вакуумные КДВ2-10-31,5/1600 УХЛ2 по МИБД.686484.011ТУ, КДВАЗ-10-31,5/3150 УХЛ2 по МИБД.686484.0-26ТУ. Выключатели предназначены для встраивания в базовые ячейки К-104 , К-59, К-105, К-61М. Внешний вид исполнения выключателей приведен на рис. 4.17.35...4.17.38.
Основные технические характеристики. Номинальное напряжение, кВ 10 10 Наибольшее рабочее напряжение, кВ 12 12 Номинальный ток отключения, кА 31,5 31,5 Номинальный ток, А 630-1600 2000, 2500, 3150 Собственное время включения, мс, не более 100 150 Собственное время отключения, мс, не более... Сквозной ток короткого замыкания: 40 25...30 ток электродинамической стойкости, кА .... 80 80 ток термической стойкости, кА время протекания тока термической 31,5 31,5 стойкости, с Ток потребления электромагнита включения при номинальном напряжении: 3 3 220 В переменного тока, А, не более 45 45 220 В постоянного тока, А, не более 45 50 110 В постоянного тока, А, не более Ток потребления электромагнита отключения при номинальном напряжении: 95 95 220 В переменного тока, А, не более 2 2 220 В постоянного тока, А, не более 1,5 1,5 НОВ постоянного тока, А, не более Расцепитель минимального напряжения: 3 3 номинальное напряжение, не более 100 В ~1 100 В -I напряжение срабатывания от 0,35 от 0,35 до 0,5 ном. до 0,5 ном. напряжение возврата, не более 0,85 ном. 0,85 ном. выдержку времени срабатывания при 0,8 с или 0,8 с или полном снятии напряжения (в зависи- 1,6 с или 1,6 с или мости от величины подключенной 2,4 с или 2,4 с или ёмкостной батареи, входящей в состав 3,2 с или 3,2 с или выключателя) отключение времени срабатывания относительно среднего значения при 4 с 4 с полном снятии напряжения, с, не более потребление мощности при подтянутом якоре и при номинальном напряжении, ±0,3 ±0,3 В • А, не более 30 30
Расцепитель с питанием от независимого источника: номинальное напряжение питания постоянного тока, В................... 220 220 ток потребления при номинальном напряжении, А, не более ..............0,5 0,5 Расцепитель максимального тока: ток срабатывания, А.......................3 или 5 3 или 5 потребление мощности при неподтянутом якоре, В* А..................... неболееЗО не более 30 Масса выключателей должна быть не более: стационарного исполнения, кг............ 115 150 выкатного исполнения, кг................. 188 200 Структура условного обозначения выключателя: В Б Э X X - 10 - 31,5 /X УХЛ 2 Категория размещения по ГОСТ 15150-69 Вид климатического исполнения по ГОСТ 15150-69 Номинальный ток, А Номинальный ток отключения, кА Номинальное напряжение, кВ Порядковый номер исполнения Условное обозначение конструктивного исполнения: Стационарный (С) или выкатной (К) Привод электромагнитный Вакуумный Выключатель Пример записи обозначения выключателей в других документах и (или) при заказе: выключатель ВБЭС2-10-31,5/1000 УХЛ2 КУЮЖ.674152.016 ТУ — условное обозначение вакуумного выключателя стационарного исполнения на номинальный ток 1000 А, номинальный ток отключения 31,5 кА, номинальное напряжение 10 кВ с электромагнитным приводом.
Условия эксплуатации: • выключатели изготавливаются в климатическом исполнении УХЛ, категория размещения 2 по ГОСТ 15150-69; • выключатели предназначены для работы на высоте над уровнем моря до 1000 м; • верхнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации +50 °C; • нижнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации -60 °C; • относительная влажность воздуха при температуре +25°С 100% с конденсацией влаги; • атмосферные конденсированные осадки - в условиях выпадения росы. Требования к надежности: • ресурс по механической стойкости — 50000 циклов B-tn-O; • ресурс по коммутационной стойкости при нагрузочных токах — 50000 циклов B-tn-O, где tn — произвольная пауза; • ресурс по коммутационной стойкости при номинальном токе отключения — 100 циклов ВО; Рис. 4.17.35. Конструктивное исполнение выключателя типа ВБЭС для стационарного исполнения
Рис. 4.17.36. Конструктивное исполнение выключателя типа ВБЭК для ячеек К-105 Рис. 4.17.37. Конструктивное исполнение выключателя типа ВБЭС для ячеек К-61М
Рис. 4.17.38. Конструктивное исполнение выключателя типа ВБЭС для ячеек К-59 • срок службы выключателей до среднего ремонта не менее 15 лет; • срок службы до списания — 30 лет Примечание: Срок службы указан для выключателей, у которых не исчерпан ресурс по коммутационной или механической стойкости. Гарантийный срок эксплуатации — 5 лет со дня ввода в эксплуатацию. Устройство и работа выключателя. Принцип работы выключателя основан на гашении в вакууме электрической дуги, возникающей при размыкании контактов. Гашение электрической дуги обеспечивается вакуумной дугогасительной камерой. Выключатель состоит из следующих основных частей: • три полюса с единым приводом на все полюса. Каждый полюс содержит вакуумную дугогасительную камеру (КДВ) и узлы поджатия контактов КДВ, закреплённые на раме привода; • рама, на которой в подшипниках качения установлен вал выключателя, узел пружины отключения, встроенные электромагниты включения и отключения и блоки сигнализации; • вал выключателя, который предназначен для перемещения контактов КДВ за счёт тягового усилия электромагнита включения и энер-
г ии, запасенной в узле пружины отключения, а также осуществляет кинематическую связь с блоками сигнализации; • узел пружины отключения, который предназначен для отключения выключателя и амортизации удара при отключении выключателя; • электромагнит включения, который предназначен для оперативного включения выключателя; • электромагнит отключения и расцепители, которые предназначены для оперативного и аварийного отключения выключателя; • блоки сигнализации, которые предназначены для обеспечения работы схемы управления выключателя и сигнализации положения выключателя. Встроенные электромагниты включения и отключения имеют возможность воздействовать на механизм свободного расцепления, обеспечивая тем самым управление выключателем Включение выключателя. В исходном положении контакты камеры дугогасительной вакуумной разомкнуты, выключатель удерживается отключающей пружиной в отключенном положении. Оперативное включение производится подачей напряжения на электромагнит, якорь электромагнита втягивается и через блок защелок поворачивает вал привода. Рычаги, связанные с валом тяговыми изоляторами, замыкают контакты КДВ и создают усилие поджатия контактов КДВ. Одновременно при повороте вала производится взвод отключающей пружины, переключение блок-контактов узла контактного и постановка на механическую защелку. Происходит включение выключателя. Ручное неоперативное включение осуществляется поворотом вала привода вниз трубой, которая надевается на рычаг привода. Для ручного включения выключателя съемную крышку, необходимо снять. Ручное включение выключателя под нагрузку ЗАПРЕЩАЕТСЯ! Отключение выключателя. При подаче сигнала на электромагнит отключения или на один из расцепителей максимального тока, или на расцепитель минимального напряжения, или на расцепитель от независимого источника тока тяги электромагнитов воздействуют на блок защелок. Блок защелок освобождает вал привода. За счет энергии, запасенной пружинами поджатия контактов КДВ блоков дугогасительных и отключающей пружины, вал привода выключателя возвращается в исходное положение. Происходит отключение выключателя. Механизм привода подготовлен к включению. Ручное оперативное и неоперативное отключение выключателя осуществляется красной кнопкой, расположенной на панели выключателя.
Выключатели вакуумные ВБЭТ-27,5 IV-25/630; 1600 УХЛ1. Выключатели высоковольтные вакуумные предназначены для коммутаций электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в электрических сетях однофазного переменного тока частотой 50 Гц для тяговых подстанций электрифицированных железных дорог, а также постов секционирования и пунктов параллельного соединения контактной сети. По согласованию с заводом-изготовителем возможно изготовление выключателей в тропическом исполнении. Основные технические характеристики: ВБЭТ-27,51У-25/630 BB3T-27,5IV-25/1600 Номинальное напряжение, кВ...........27,5 27,5 Наибольшее рабочее напряжение, кВ.... 29 29 Номинальный ток, А................... 630 1600 Номинальный ток отключения, кА....... 25 25 Сквозной ток короткого замыкания: ток электродинамической стойкости, кА..................... 63 63 ток термической стойкости, кА..... 25 25 время протекания тока термической стойкости, с...................... 3 3 Собственное время включения, мс, не более......................... 135 135 Собственное время отключения, мс, не более......................... 35 35 Полное время отключения, мс, не более......................... 60 60 Электрическое сопротивление постоянному току главной цепи полюса. мкОм.......................... 185 160 Ход подвижного контакта полюса, мм............................16+1 16+1 Масса выключателей, кг................ 380 380 Габаритные и установочно-присоединительные размеры выключателя приведены на рис. 4.17.39.
Рис. 4.17.39. Габаритные и установочно-присоединительные размеры выключателя Условия эксплуатации: • выключатель предназначен для работы в районах умеренного, холодного (УХЛ) климата, категории размещения 1 по ГОСТ 15150-69; • высота над уровнем моря до 1000 м; • верхнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации +40 °C; • нижнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации -60 °C.
Требования к надежности: • ресурс по механической стойкости не менее 30000 циклов, B-tn-O, где tn — произвольная пауза; • ресурс по коммутационной стойкости при номинальных токах 1600 А и 630 А — не менее 30000 циклов B-tn-O; • ресурс по коммутационной стойкости при номинальном токе отключения 25 кА — не менее 30 циклов ВО и 70 операций О; • срок службы до списания — 30 лет. Примечание. Срок службы указан для выключателей, у которых не исчерпан ресурс по коммутационной или механической стойкости. Гарантийный срок эксплуатации — пять лет со дня ввода в эксплуата- цию. Структура условного обозначения выключателя В Б Э Т - 27,5 IV - 25 /1600 УХЛ 1 | Категория размещения по ГОСТ 15150-69 Вид климатического исполнения по ГОСТ 15150-69 и по ГОСТ 15543.1-89 Номинальный ток, А Номинальный ток отключения, кА Степень загрязнения внешней изоляции по ГОСТ 9920-89 Номинальное напряжение. кВ Встроенные трансформаторы тока Привод электромагнитный Вакуумный Выключатель Пример записи обозначения выключателей в других документах и (или) при заказе: выключатель ВБЭТ-27,5 ГУ-25/1600 УХЛ1 ЭВ-220 В, ЭО-220 В, трансформаторы тока 1200/5, КУ ЮЖ.674153.001 ТУ — условное обозначение вакуумного выключателя наружной установки с двумя встроенными трансформаторами тока исполнения 1200/5 на номинальный ток 1600 А, номинальный ток отключения 25 кА, номинальное напряжение 27,5 кВ, номинальное напряжение включающего электромагнита (ЭВ) привода 220 В и номинальное напряжение отключающего электромагнита (ЭО) привода и катушки контактора 220 В.
Устройство и работа выключателя: Выключатель состоит из одного полюса, собранного на крышке каркаса. На каркасе укреплен шкаф с электромагнитным приводом ПЭМУ-200. Гашение электрической дуги обеспечивается вакуумной дугогасительной камерой КДВ2-35-25/1600 УХЛ2.1 ИМПБ.686485.009ТУ. Выключатель комплектуется встроенными трансформаторами тока TB35-II. В качестве дополнительной изоляции дугогасительной камеры применяется трансформаторное масло или электроизоляционная жидкость типа МИДЕЛЬ 7131. Включение выключателя. Операция включения выключателя происходит за счет энергии включающего электромагнита и осуществляется подачей напряжения на его катушку. Ручное неоперативное включение производится при регулировке выключателя с помощью винта ходового, устанавливаемого на приводе. Оперативное включение выключателя вручную ЗАПРЕЩАЕТСЯ! Отключение выключателя. Отключение выключателя производится, за счет суммарной энергии запасенной при включении выключателя, отключающей пружиной механизма выключателя и пружиной дополнительного поджатия подвижного контакта дугогасительной камеры. Для выполнения операции отключения необходимо подать электрический сигнал на отключающий электромагнит привода. Возможно отключение выключателя путем воздействия вручную на красную рукоятку, расположенную под шкафом привода. Выключатели вакуумные ВБЭТ-35 III-25/63O; 1600 УХЛ1. Выключатели высоковольтные вакуумные предназначены для коммутаций электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в электрических сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц для открытых и закрытых распределительных устройств, объектов энергетики, для тяговых подстанций электрифицированных железных дорог, а также для частых коммутаций в электротермических установках. По согласованию с заводом-изготовителем возможно изготовление выключателей в тропическом исполнении. Основные технические характеристики. ВБЭТ-35Ш-25/630 ВБЭТ-35Ш-25/1600 Номинальное напряжение. кВ........... 35 35 Наибольшее рабочее напряжение, кВ...40,5 40,5 Номинальный ток, А.................. 630 1600
Номинальный ток отключения, кА....... 25 25 Сквозной ток короткого замыкания- ток электродинамической стойкости, кА...................... 63 63 ток термической стойкости. кА ..... 25 25 время протекания тока термической стойкости, с ........................3 3 Собственное время включения, мс, не более..........................135 135 Собственное время отключения, мс, не более.......................... 35 35 Полное время отключения, мс, не более .... 60 60 Электрическое сопротивление постоянному току главной цепи полюса, мкОм......................... 185 160 Ход подвижного контакта полюса, мм...16+1 16+1 Масса выключателей, кг............... 720 780 Габаритные и установочно-присоединительные размеры выключателя согласно рис. 4.17.40. Условия эксплуатации: • выключатель предназначен для работы в районах умеренного, холодного (УХЛ) климата, категории размещения 1 по ГОСТ 15150-69; • высота над уровнем моря до 1000 м; • верхнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации +40 °C; • нижнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации -60 °C. Требования к надежности: • ресурс по механической стойкости не менее 30000 циклов B-tn-O, где tn — произвольная пауза; • ресурс по коммутационной стойкости при номинальных токах 1600 А и 630 А — не менее 30000 циклов B-tn-O; • ресурс по коммутационной стойкости при номинальном токе отключения 25 кА — не менее 30 циклов ВО и 70 операций О, • срок службы до списания — 30 лет. Примечание. Срок службы указан для выключателей, у которых не исчерпан ресурс по коммутационной или механической стойкости Гарантийный срок эксплуатации — пять лет со дня ввода в эксплуатацию.
Рис. 4.17.40. Габаритные и установочно-присоединительные размеры выключателя Устройство и работа выключателя. Выключатель состоит из трех полюсов. Они собраны на отдельных крышках, установленных на каркасе, Полюса соединены между собой в один общий комплект междуполюсными муфтами. На каркасе укреплен шкаф с электромагнитным приводом постоянного тока ПЭМУ-500. Допускается питание включающих электромагнитов привода выпрямленным током, например, от устройства питания типа УКП-КН. Гашение электрической дуги обеспечивается вакуумной дугогасительной камерой КДВ2-35-25/1600 УХЛ2 ИМПБ.686485.009ТУ. Выключатель комплектуется встроенными трансформаторами тока ТВ-35-11. В качестве дополнительной изоляции дугогасительных камер применяется трансформаторное масло или электроизоляционная жидкость типа МИДЕЛЬ 7131.
Структура условного обозначения выключателя В Б Э Т-35 Ш-25/630 УХЛ 1 | Категорияразмещенияпо Г0СТ15150-69 Видклиматическогоисполнения поГОСТ 15150-69ипо ГОСТ 15543.1-89 Номинальныйток.А Номинальныйтокотключения.кА Степеньзагрязнениявнешней изодяциипоГОСТ9920-89 Номинальноенапряжение.кВ Встроенныетрансформаторытока Приводэлектромагнитный Вакуумный Выключатель Пример записи обозначения выключателей в других документах и (или) при заказе: выключатель ВБЭТ-35 111-25/630 УХЛ1 ЭВ-220 В, ЭО-220 В, трансформаторы тока 600/5, КУЮЖ.674153.001 ТУ — условное обозначение вакуумного выключателя наружной установки с шестью встроенными трансформаторами тока исполнения 600/5 на номинальный ток 630 А, номинальный ток отключения 25 кА, номинальное напряжение 35 кВ, номинальное напряжение включающего электромагнита (ЭВ) привода 220 В и номинальное напряжение отключающего электромагнита (ЭО) привода и катушки контактора 220 В. Включение выключателя. Операция включения выключателя происходит за счет энергии включающего электромагнита и осуществляется подачей напряжения на его катушку. Ручное неоперативное включение производится при регулировке выключателя с помощью винта ходового, устанавливаемого на приводе. Оперативное включение выключателя вручную ЗАПРЕЩАЕТСЯ! Отключение выключателя. Отключение выключателя производится, за счет суммарной энергии запасенной при включении выключателя, отключающими пружинами механизма выключателя и пружинами дополнительного поджатия подвижных контактов ду го гасительных камер.
Для выполнения операции отключения необходимо подать электрический сигнал на отключающий электромагнит привода. Возможно отключение выключателя путем воздействия вручную на красную рукоятку, расположенную под шкафом привода. Выключатели вакуумные ВБЭК-35-25(31,5)/63О—1600 УХЛ2. Выключатель предназначен для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в ячейках комплектных распределительных устройств в электрических сетях трёхфазного переменного тока частотой 50 Гц с напряжением 35 кВ с изолированной или заземлённой нейтралью. Выключатели соответствуют требованиям ГОСТ 687-78, ГОСТ 18397-86 и КУЮЖ.674153.004ТУ. В выключателях применена камера дугогасительная вакуумная КДВ2-35-25/1600 УХЛ2 по ИМПБ.686485.009 ТУ или КДВЗ-35-31,5/1600 УХЛ2 по МИБД.686485.036 ТУ. Основные технические характеристики: Номинальное напряжение, кВ...................35 Наибольшее рабочее напряжение, кВ............40,5 Номинальный ток, А...........................630, 1250, 1600 Номинальный ток отключения, кА...............25 (31,5) Сквозной ток короткого замыкания: ток электродинамической стойкости, кА....63 (80) ток термической стойкости, кА............25 (31,5) время протекания тока термической стойкости, с............................3 Собственное время включения, мс, не более....135 Собственное время отключения, мс, не более...35 Полное время отключения, мс, не более .......60 Электрическое сопротивление постоянному току главной цепи полюса. мкОм, не более..... 75 (60) Ход подвижного контакта полюса, мм...........16.5±0,5 Электромагнитный привод: Токи потребления электромагнита включения при номинальном напряжении: 220 В постоянного тока, А, не более......75 НОВ постоянного тока, А, не более .......150 Токи потребления электромагнита отключения при номинальном напряжении: 220 В постоянного тока, А, не более .....2,5
110 В постоянного тока, А, не более ....5 Масса выключателей, кг, не более............500 Габаритные и установочно-присоединительные размеры выключателя приведены на рис. 4.17.41 Условия эксплуатации: • выключатель предназначен для работы в районах умеренного, холодного (УХЛ) климата, категории размещения 2 по ГОСТ 15150-69; • высота над уровнем моря до 1000 м; • верхнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации +50 °C; • нижнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации -60 °C; Требования к надежности: • ресурс по механической стойкости не менее 30 000 циклов B-tn-O, где tn — произвольная пауза; • ресурс по коммутационной стойкости при номинальном токе 1600 А — не менее 30 000 циклов B-tn-O; • ресурс по коммутационной стойкости при номинальном токе отключения 25 (31,5) кА — не менее 100 операций О; из них 30 циклов В-О; • срок службы до списания — 30 лет. Примечание: Срок службы указан для выключателей, у которых не исчерпан ресурс по коммутационной или механической стойкости. Гарантийный срок эксплуатации — 5 лет со дня ввода в эксплуатацию. Устройство и работа выключателя: Принцип работы выключателя основан на гашении в вакууме электрической дуги, возникающей при размыкании контактов. Гашение электрической дуги обеспечивается вакуумной дугогасительной камерой. Выключатель состоит из трёх полюсов. Они собраны на раме. На раме укреплён шкаф с электромагнитным приводом постоянного тока ПЭМУ-500. Включение выключателя. Операция включения выключателя происходит за счёт энергии включающего электромагнита и осуществляется подачей напряжения на его катушку. Ручное неоперативное включение производится при регулировке выключателя с помощью винта ходового, устанавливаемого на приводе. Оперативное включение выключателя вручную ЗАПРЕЩАЕТСЯ!
Структура условного обозначения выключателя В Б Э К - 35 -25(31,5)/630—1600 УХЛ 2 I |____ Категория размещения по ГОСТ 15150-69 Вид климатического исполнения по ГОСТ 15150-69 -------------- Номинальный ток, А Номинальный ток отключения, кА -----------------------------Номинальное напряжение, кВ ________________________________ Вид исполнения: (К — выкатной) I ------------------------------------- Привод электромагнитный I-------------------------------------- Вакуумный --------------------------------------- Выключатель Пример записи обозначения выключателя в других документах и (или) при заказе: выключатель ВБЭК-35-25 /1600 УХЛ 2 КУЮЖ.674153.004ТУ — условное обозначение вакуумного выключателя выкатного исполнения на номинальный ток 1600 А, номинальный ток отключения 25 кА, номинальное напряжение 35 кВ. Отключение выключателя. Отключение выключателя производится, за счёт суммарной энергии запасённой при включении выключателя, отключающими пружинами механизма выключателя и пружинами дополнительного поджатия подвижных контактов дугогасительных камер. Для выполнения операции отключения необходимо подать электрический сигнал на отключающий электромагнит привода. Возможно отключение выключателя путём воздействия вручную на красную рукоятку.
Рис. 4.17.41. Габаритные и установочно-присоединительные размеры выключателя Выключатели вакуумные ВБЭС-35Ш-25(31,5)/630—1600 УХЛ1. Выключатели вакуумные с электромагнитным приводом, с усиленной изоляцией, наружной установки предназначен для работы в электрических сетях на открытых частях станций, подстанций, для тяговых подстанций электрофицированных железных дорог, в распределительных устройствах в сетях трехфазного переменного тока.предназначены для замены маломасляных выключателей ВМУЭ-35 II -25/1250 УХЛ1, ВМК-35-20/1000 У1 и масляных баковых выключателей МКП-35-20/1000 У1, С-35М-630-10 У1, ВТ-35-12,5/630 У1. Выключатели соответствуют требованиям ГОСТ 687-78, ГОСТ 18397-86 и КУЮЖ.674153.003ТУ. В выключателях применена камера дугогасительная вакуумная КДВ2-35-25/1600 УХЛ2 по ИМПБ.686485.009 ТУ или КДВЗ-35-31,5/1600 УХЛ2 по МИБД.686485.036 ТУ. Основные технические характеристики: Номинальное напряжение, кВ.....................35 Наибольшее рабочее напряжение, кВ..............40,5 Номинальный ток, А.............................630, 1250, 1600 Номинальный ток отключения, кА.................25 (31,5) Сквозной ток короткого замыкания: ток электродинамической стойкости, кА...........63 (80) ток термической стойкости, кА...............25 (31,5)
время протекания тока термической стойкости, с.................................3 Собственное время включения, мс, не более........135 Собственное время отключения, мс, не более.......35 Полное время отключения, мс, не более........ ...60 Привод электромагнитный: номинальное напряжениепривода, В, пост...........ПО, 220 ток потребления при напряжениях 110, 220 В, А: при включении выключателя....................150,75 при отключении выключателя...................5,2,5 Масса выключателей, кг, не более................600 Габаритные и установочно-присоединительные размеры выключателя приведены на рис. 4.17.42. Условия эксплуатации: • выключатель предназначен для работы в районах умеренного, холодного (УХЛ) климата, категории размещения 1 по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89, • высота над уровнем моря до 1000 м; • верхнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации +50 °C; • нижнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации -60 °C; Требования к надежности: • ресурс по механической стойкости не менее 30 000 циклов B-tn-O, где tn — произвольная пауза; • ресурс по коммутационной стойкости при номинальном токе 1600 А — не менее 30000 циклов B-tn-O: • ресурс по коммутационной стойкости при номинальном токе отключения 25, 31,5 кА — не менее 100 операций О; из них 30 циклов В-О, • срок службы до списания — 30 лет. Примечание: Срок службы указан для выключателей, у которых не исчерпан ресурс по коммутационной или механической стойкости.
Структура условного обозначения выключателя В Б Э С - 35 III -25(31,5)/630—1600 УХЛ 1 | Категория размещения по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89 Вид климатического исполнения по ГОСТ 15150-69 Номинальный ток, А Номинальный ток отключения, кА Степень загрязнения внешней изоляции по ГОСТ 9920-89 Номинальное напряжение, кВ Вид исполнения: (С — стационарный) Привод электромагнитный Вакуумный Выключатель Пример записи обозначения выключателя в других документах и (или) при заказе: выключатель ВБЭС-35Ш-25/1600 УХЛ 1 КУЮЖ.674153.ООЗТУ — условное обозначение вакуумного выключателя стационарного исполнения на номинальный ток 1600 А, номинальный ток отключения 25 кА, номинальное напряжение 35 кВ. Устройство и работа выключателя. Принцип работы выключателя основан на гашении в вакууме электрической дуги, возникающей при размыкании контактов. Гашение электрической дуги обеспечивается вакуумной дугогасительной камерой Выключатель состоит из трех полюсов. Они собраны на раме. На раме укреплён шкаф с электромагнитным приводом постоянного тока ПЭМУ-500. Включение выключателя. Операция включения выключателя происходит за счёт энергии включающего электромагнита и осуществляется подачей напряжения на его катушку. Ручное неоперативное включение производится при регулировке выключателя с помощью винта ходового, устанавливаемого на приводе. Оперативное включение выключателя вручную ЗАПРЕЩАЕТСЯ!
Рис. 4.17.42. Габаритные и установочно-присоединительные размеры выключателя ВБЭС-35Ш-25(31.5)/630-1600 УХЛ1 Отключение выключателя. Отключение выключателя производится, за счет суммарной энергии запасенной при включении выключателя, отключающими пружинами механизма выключателя и пружинами дополнительного поджатия подвижных контактов дугогасительных камер. Для выполнения операции отключения необходимо подать электрический сигнал на отключающий электромагнит привода Возможно отключение выключателя путём воздействия вручную на красную рукоятку.
Выключатель вакуумный стационарный ВБПС-35-40/2000 УХЛ1 наружной установки с пружинно-моторным приводом (рис. 4.17.43). Основные технические характеристики: Номинальное напряжение, кВ.... ..........35 Номинальный ток, А .............................. 2000 Номинальный ток отключения, А...................... 40 Электрическое сопротивление постоянному току главной цепи полюса, мкОм, не более............120 Электродвигатель напряжение постоянного тока, В... .. НО; 220 напряжение переменного тока, В..................220 Ток потребления электромагнита привода, А: при постоянном напряжении ПО В................... 3,0 при постоянном напряжении 220 В................ . 1,6 при переменном напряжении 200 В................. 1,9 Электромагниты включения и отключения напряжение постоянного тока, В.............. .. ПО; 220 напряжение переменного тока, В..................220 Ток потребления электромагнита включения, А, не более при постоянном напряжении ПО В................ 5,0 при постоянном напряжении 220 В................ 2,5 при переменном напряжении 200 В.................3,0 Ток потребления электромагнита отключения, А, не более при постоянном напряжении 110 В................ 3,5 при постоянном напряжении 220 В................ 1,7 при переменном напряжении 200 В................ 3,0 Собственное время включения, с, не более............0,1 Собственное время отключения, с, не более........ 0,025 Ход подвижного контакта полюса, мм ................16+| Ресурс по коммутационной стойкости при нагрузочном токе 2000 А, циклом «B-t„-O»..........20000 Ресурс по коммутационной стойкости при токе короткого замыкания 40 кА, циклов «ВО» .........25 Срок службы до списания, лет.........................25
Габариты, мм глубина........................................ 2400 ширина.............. ...............................550 высота........................................ ... 3600 Масса, кг............................................ 1000 Рис. 4.17.43. Выключатель вакуумный стационарный ВБПС-35-40/2000 УХЛ1 наружной установки с пружинно-моторным приводом
Выкатнои элемент ячейки КРУ с вакуумным выключателем ВБЭ-10-40/3150 УХЛ2 КУЮЖ.674.152.003 для комплектования трансформаторных подстанций (рис. 4.17.44). Основные технические характеристики Номинальное напряжение. кВ............................10 Номинальный ток. А....................................3150 Номинальный ток отключения. А.........................40 Электрическое сопротивление постоянному току главной цепи полюса, мкОм, не более ..................18 Собственное время включения, с, не более..............0,22 Собственное время отключения, с, не более.............0,55 Рис. 4.17.44. Выкатнои элемент ячейки КРУ с вакуумным выключателем ВБЭ-10-40/3150 УХЛ2 КУЮЖ.674.152.003 для комплектования трансформаторных подстанций 535 642 max
Ход подвижного контакта полюса, мм ..........................14+1 Ресурс по коммутационной стойкости при нагрузочном токе 3150 А. циклом «B-tn~O».....................4000 Ресурс по коммутационной стойкости при токе короткого замыкания 40 кА, циклов «ВО» ...................25 Срок службы до списания, лет................................. 25 Габариты, мм глубина........... ...................................... 660 ширина................ ........ 642 высота.............. ....................................950 Масса, кг............................ .................... 258 4.17.5. Вакуумные выключатели фирмы «Таврида Электрик» (ВВ/ TEL) Научно-техническая фирма «Таврида Электрик» выросла из небольшой лаборатории и сейчас является крупнейшим в СНГ производителем вакуумной коммутационной аппаратуры. Стратегия фирмы на ближайшие годы предусматривает разработку и запуск в производство широкого номенклатурного ряда высокотехнологичных коммутационных модулей и выход на ключевые рынки сбыта в мире. Специализируется фирма на вакуумных выключателях типа BB/TEL. Основные сведения Вакуумные выключатели типа BB/TEL-10 являются коммутационными аппаратами нового поколения, защищенными патентом РФ № 2020631 от 30.09.1994 г. В основе принципа управления выключателя лежит использование по-фазных электромагнитных приводов с «магнитной защелкой», механически связанных общим валом. Такая конструкция выключателя ВВ/TEL позволила достичь следующих отличительных особенностей аппарата по сравнению с традиционными вакуумными выключателями (ВВ): • высокий механический ресурс; • малое потребление по цепям включения и отключения; • малые габариты и вес, • возможность управления как по цепям оперативного постоянного, так и оперативного переменного токов; • отсутствие необходимости ремонтов в течение всего срока службы; • низкая трудоемкость производства.
Устройство и работа выключателей. Принцип дугогашения. Гашение дуги переменного тока осуществляется при разведении контактов в глубоком вакууме (остаточное давление порядка Ю-6 мм рт.ст.) В момент времени начинается расхождение контактов вакуумной дугогасительной камеры и в межконтактном промежутке зажигается электрическая дуга. Падение напряжения на дуге чрезвычайно мало и обычно не превышает 30 В. В момент t2 перехода тока через естественный ноль межконтактный промежуток заполнен ионизированными парами металла, образовавшимися в течение горения дуги t2. Однако, в силу отсутствия среды, препятствующей разлету этих паров, их уход из промежутка осуществляется за чрезвычайно малое время ~10-5 с, после чего вакуумный выключатель готов выдержать восстанавливающееся напряжение. Поскольку электрическая прочность вакуумного промежутка чрезвычайно высока (10 кВ/мм), отключение гарантированно происходит при зазорах более 1мм. Конструкция выключателя. Выключатель состоит из трех полюсов со встроенными электромагнитными приводами с магнитной защелкой, размещенных в общем основании. Якоря электромагнитов механически связаны общим валом, на котором установлен постоянный магнит, управляющий при повороте вала герметизированными контактами для внешних вспомогательных цепей. Контакты для внешних вспомогательных цепей переключающего типа установлены на двух монтажных платах, расположенных между полюсами выключателя. Каждая плата имеет по две дублирующих клеммных колодки фирмы WAGO, выходящих на противоположные стороны основания выключателя В выключателе конструктивного исполнения 1 вал соединен с толкателем, который используется для подсоединения кнопки ручного отключения, являющийся одновременно механическим указателем положения выключателя. В выключателе конструктивного исполнения 2 вал выходит в обе стороны от основания. Кнопка ручного отключения устанавливается с помощью специального переходного шарнира с любой стороны. Такие конструкционные исполнения позволяют с минимальными затратами провести замену масляных и маломасляных выключателей в ячейках КРУ и шкафах КСО. Состав изделия. Выключатели имеют два общих конструктивных исполнения (рис. 4.17.45): исполнение 1 — межполюсное расстояние 200 мм (рис. 4.17.45, а) и выход толкателя, соединенного с валом вакуумного выключателя в основании привода;
исполнение 2 — межполюсное расстояние 250 мм (рис. 4.17.45, б) и выход вала выключателя на обе стороны от основания. Выключатель конструктивного исполнения 1 предназначен преимущественно для замены в ячейках КРУ масляных и маломасляных выключателей ВМП-10, ВМПЭ-10, ВМПП-10, ВК-10, ВКЭ-10, а также для применения во вновь разрабатываемых КРУ и КСО. Выключатель конструктивного исполнения 2 предназначен преимущественно для замены в шкафах КСО масляных выключателей типа ВМГ-133 и им подобных. По уровню номинального напряжения цепей управления выключатели Рис. 4.17.45. Два конструктивных исполнения выключателей BB/TEL: а — выключатель 6 кВ, исполнение 1; б — выключатель 10 кВ, исполнение 2
имеют два исполнения: 1 — 220 В: 2 — НО В. Конструкция полюса выключателя. Каждый полюс содержит кроме опорного изолятора из органического изоляционного материала также детали, представленные на рис. 4.17.46. Якоря электромагнитов трех полюсов выключателя соединены между собой общим валом 14. Установленный на валу постоянный магнит 15 управляет при повороте вала герметизированными контактами для внешних вспомогательных цепей 16. Работа привода. Включение и отключение от источника оперативного тока. В исходном состоянии контакты вакуумной камеры разомкнуты (см. рис. 4.17.46). При подаче на катушку 9 напряжения положительной полярности в зазоре магнитной системы нарастает магнитный поток. В момент времени tx (рис. 4.17.47) усилие, создаваемое этим потоком, превосходит усилие отключающей пружины 7 и якорь 11 электромагнита вместе с тяговым изолятором 5 и подвижным контактом 3 вакуумной камеры начинает движение вверх, сжимая пружину отключения. В силу возникающей двигательной ЭДС ток в катушке при этом уменьшается. В момент времени t2 происходит замыкание контактов вакуумной камеры. При этом в магнитной системе остается зазор дополнительного поджатия равный 1,5 мм. Под воздействием усилия, создаваемого магнитным потоком и инерции якорь 11 продолжает двигаться вверх, сжимая пружины отключения 7 и пружины 6 дополнительного контактного поджатия. В момент времени t3 магнитная система замыкается. Якорь останавливается, двигательная ЭДС становится равной нулю и в катушке 9 снова начинается рост тока. В момент времени /4 блок управления выключателем переводит этот ток в отключающий конденсатор, подсоединенный последовательно катушке. Электромагнитная энергия, накопленная к моменту времени t4 в катушке привода, переходит в течение промежутка времени ti~t5 в электростатическую энергию отключающего конденсатора Параметры конденсатора подобраны таким образом, что в момент времени t5, когда ток включения становится равным нулю, напряжение отключающего конденсатора становится равным напряжению цепи управления. Конденсатор остается заряженным до поступления команды на отключение выключателя. Между тем, выключатель остается во включенном положении за счет остаточной индукции, создаваемой постоянным магнитом, который удерживает якорь в притянутом положении без дополнительной токовой подпитки. В таком положении якорь остается неограниченно дол-
ТОКОСЪЕМ Рис.4.17.46. Полюс выключателя BB/TEL: 1 — вакуумная дугогасительная камера (ВДК); 2 — неподвижный контакт ВДК; 3 — подвижный контакт ВДК; 4 — гибкий токосъем; 5 — тяговый изолятор; 6 — пружина поджатия; 7 — отключающая пружина; 8 — верхняя крышка; 9 — катушка, 10 — кольцевой магнит; 11 — якорь; 12 — нижняя крышка; 13 — винт; 14 — вал; 15 — постоянный магнит; 16 — герконы (контакты для внешних вспомогательных цепей)
Рис. 4.17.47 Типичные осциллограммы отключения переменного тока в вакууме: t — отключаемый ток; X — ход контактов; п — концентрация ионизированных паров металла в межконтактном промежутке; U — напряжение на промежутке; Ua — напряжение на дуге; UB— восстанавливающее напряжение; t0— момент подачи команды на отключение го, пока постоянный магнит не будет размагничен импульсом тока отрицательной полярности, либо магнитная система не будет разорвана механически (ручное отключение). При отключении отключающий конденсатор разряжается на катушку 9, создавая в катушке ток отрицательной полярности, размагничивающий постоянный магнит 10 Якорь 11 электромагнита под давлением пружины отключения 7 и пружины 6 дополнительного контактного поджатия разгоняется и наносит удар по тяговому изолятору 5, соединенному с подвижным контактом 3 вакуумной камеры. Ударное усилие, создаваемое якорем электромагнита превышает 200 кгс, что способствует разрыву точек сварки, которые могут возникать между контактами при пропускании токов короткого замыкания Кроме того, подвижный контакт 3 вакуумной камеры практически мгновенно приобретает высокую стартовую скорость, что положи
тельно сказывается на отключении токов КЗ. После упомянутого удара якорь 11 электромагнита движется вниз вместе с подвижным контактом 3 вакуумной камеры и тяговым изолятором 5 под действием пружины отключения, пока все детали не займут положение, обозначенное на рис. 4.17.46. Вакуумный выключатель BB/TEL-6(10) устанавливается внутри камер КСО и шкафов стационарно на кронштейнах вертикальном или горизонтальном положениях. Сами кронштейны крепятся болтами к элементам жесткости камеры, шкафа. Верхние и нижние токопроводы каждого модуля вакуумного выключателя BB/TEL-6(10) соединены шинами с выводами проходных изоляторов, трансформаторов тока и разъединителей в соответствии со схемой главных токовых цепей. На фасадной стороне корпуса камеры (щите управления) установлены: кнопка ручного отключения выключателя (она же выполняет функции указателя включенного и отключенного положения выключателя); блок управления; пульт управления (кнопки «ВКЛ» и «ОТКЛ», контрольные лампы) и блокирующее устройство. Вакуумный выключатель BB/TEL-6(10) имеет конструктивное типоис-полнение с наружным выводом вала (механически связывающего пофазные приводы) в обе стороны от боковых стенок основания. Такое конструктивное решение позволяет выполнить блокировки выключателя с приводами разъединителей как для камер КСО и шкафов КРН с несимметричным (односторонним) расположением приводов так и для камер КСО и шкафов КРН с симметричным (двусторонним) расположением приводов. Кнопка ручного отключения имеет шарнирную связь посредством тяги с валом выключателя. В случае симметричных камер, каждая из двух кнопок, установленных на фасадной стенке, имеет шарнирную связь соответственно с левым и правым наружными выводами вала. Кнопка ручного отключения и рукоятки ручных приводов разъединителей блокируются блокировочным механизмом. Вакуумный выключатель BB/TEL-1O — трехфазный аппарат, состоящий из трех однофазных модулей, снабженных пофазными электромагнитными приводами, которые без традиционных передаточных звеньев воздействует на подвижные контакты вакуумных камер. Модули установлены на общем основании, на котором также установлены блок-контакты, общий вал, указатель положения выключателя, клеммные колодки с выводом для внешних соединений (рис.4.17.48). Все элементы схемы управления расположены в отдельном блоке, который устанавливается отдельно в шкафу управления К-112. Механический и коммутационный ресурс вакуумного выключателя BB/TEL-10 составляет не менее 12000 циклов «В-О». Коммутационный ресурс при токе отключения 5 кА составляет не ме
нее 35 циклов «В-О». При условии соблюдения правил эксплуатации выключатель практически не требует ремонта. Блокировочный механизм работает следующим образом. В исходном положении блинкер блокировочного механизма закрывает пружинные фиксаторы ручных приводов линейного и шинного разъединителей (кнопка механического отключения выключателя доступна). Для оперирования рукоятками ручных приводов разъединителей необходимо освободить фиксаторы, а это невозможно при включенном вакуумном выключателе, поскольку блокировочный механизм заблокирован кнопкой ручного отключения. Нажатием кнопки (отключением выключателя) освобождается блокировочный механизм. Таким образом, оперирование рукоятками ручных приводов разъединителей возможно только при отключенном вакуумном выключателе BB/TEL-6(10). Блокирующий механизм снабжен путевым выключателем для опережающей электрической блокировки выключателя (разрывается цепь питания электромагнитных приводов выключателя контактами путевого выключателя), В конструкции разъединителей с заземляющими ножами предусмотрена механическая блокировка, предотвращающая ошибочные операции между заземляющими и основными ножами при включенных основных ножах невозможно включение заземляющих, при включенных заземляющих — невозможно включение основных ножей. В случае отсутствия такой блокировки ручные приводы заземляющих ножей располагают на фасадной стенке камер КСО и шкафов КРН таким образом, чтобы их невозможно было включить при включенном положении ручных приводов основных ножей. Тогда при включенных заземляющих ножах их ручные приводы будут препятствовать включению основных ножей. Таким образом, отсутствует необходимость блокировки вакуумного выключателя BB/TEL-6(10) с рукоятками приводов заземляющих ножей. Для того чтобы снова заблокировать рукоятки ручных приводов разъединителей, достаточно вернуть в исходное состояние блокировочный механизм. В этом случае тяга кнопки ручного отключения имеет возможность свободного перемещения при дистанционном управлении выключателя от релейной защиты, телемеханики и цепей оперативного управления. Электрическая связь вакуумного выключателя BB/TEL-6(1O) и его блока управления с цепями релейной защиты осуществляется через клеммную колодку с винтовыми зажимами. Для прогресса конструкций вакуумных выключателей необходимо искать новые технологические и конструктивные возможности. Одна из таких возможностей — вакуумный выключатель с магнитной защелкой, запатентованный фирмой «Таврида-Электрик» в 1994 г. (патент РФ № 2020631).
Рис. 4.17.48. Вакуумный выключатель ВВ/TEL-10-20/800 У2 Техническая характеристика ВВ/TEL-10-20/800 У2: Номинальное напряжение, кВ..................10 Номинальный ток, А..........................630; 800; 1000 Номинальный ток отключения, кА..............8; 12,5; 20 Испытательное напряжение грозового импульса, кВ................................75/90 Испытательное напряжение промышленной частоты 50 Гц, кВ...........................42 Коммутационный ресурс при I = 1н, циклы «В-О».................................150000 Коммутационный ресурс при I = 10Н, циклы «В-О».................................50
Конструкция вакуумных выключателей с магнитной защелкой фирмы «Таврида-Электрик». Вакуумный выключатель фирмы «Таврида-Электрик», в котором изготовитель использует ВДК собственного производства, конструктивно отличается от большинства вакуумных выключателей, выпускаемых в настоящее время. Внешний вид полюса выключателя представлен на рис. 4.17.46. В основу его конструкции заложен принцип соосности электромагнита привода и вакуумной дугогасительной камеры в каждом полюсе выключателя. Такая компоновка выключателя позволяет существенно упростить кинематическую схему, отказаться от нагруженных узлов трения, что в свою очередь позволяет изготовить выключатель с механическим ресурсом 50 тыс. операций «В-О», не требующий обслуживания в течение всего срока службы. Структура условного обозначения выключателей серии TEL В В / TEL X X - 10 - X /X УХЛ 2 |___ Вид климатического исполнения и категория размещения Номинальный ток, А Номинальный ток отключения, кА Номинальное напряжение, кВ Исполнение по напряжению цепей управления Коструктивное исполнение Наименование серии Вакуумный Выключатель Основные параметры и характеристики выключателей типа BB/TEL приведены в табл. 4.17.13. Схемы главных цепей выключателей TEL приведены в табл. 4.17.14, массы и габариты шкафов КРУ/TEL — в табл. 4.17.15, а основные технические сведения о вакуумных выключателях — в табл. 4.17.16. На рис. 4.17.49 приведены установочные размеры вакуумного выключателя TEL, а на рис. 4.17.50 — схемы систем питания оперативных цепей КРУ/TEL.
Таблица 4.17.13. Основные параметры и характеристики выключателей типа BB/TEL Параметр Норма по стандарту Применяемый стандарт ГОСТ 687-78, МЭК-56 МЭК-56 Номинальное напряжение, кВ 10 24 Наибольшее рабочее напряжение, кВ 12 24 Номинальный ток, А 630, 800, 1000, 1250, 1600 1000,1250, 1600 630,800,1000, 1250, 1600 1000,1250, 1600 Номинальный ток отключения, кА 8 12,5 16 20 25 31,5 8 12,5 16 20 25 Сквозной ток короткого замыкания: наибольший пик, кА 20,4 31,9 40,8 51 63,8 80,3 20 31,2 40 50 62,5 начальное действующее значение периодической составляющей, %, не более 8 12,5 16 20 25 31,5 8 12,5 16 20 25 Ток термической стойкости (3 с), действующее значение, кА 8 12,5 16 20 25 31,5 8 12,5 16 20 25 Нормированное содержание апериодической составляющей, %, не более 30 Время включения собственное, мс, не более 55 65 Время отключения полное, мс, не более 75 Время отключения собственное, мс, не более 60 Ресурс по коммутационной стойкости при отключении: номинального тока, тыс. операций 50 (60... 100)% 10ном, число операций 100 Ресурс по механической стойкости (число циклов В—О), тыс. 50 Номинальное напряжение цепей питания и цепей управления, В ПО, 220 Диапазон напряжений при включении, % номинального значения 80-110
Окончание табл. 4.17.13 Параметр Норма по стандарту Диапазон напряжений при отключении, % номинального значения 65-120 Мощность, потребляемая приводом по цепям питания, Вт/(ВА), не более: после подачи оперативного питания и после операции включения в течение времени не более 10 с 150/250 в установившемся режиме 15/30 Мощность, потребляемая блоком управления по цепям управления, Вт/(В А), не более: в процессе включения (отключения) при номинальном напряжении 200/300 в установившемся режиме 15/30 Срок службы, лет 25 Масса с приводом, кг 36(16)* | 45 36 (16)* | 45 * Для выключателя однофазного исполнения Технические характеристики и параметры блока управления BU/ TEL-220-05: Номинальное напряжение питания, В...................220 Уровень пульсаций напряжения питания, %, не более....................................... 12 Пределы оперативной работы блока по напряжению в % от номинального напряжения: для операции включения............................85...110 для операции отключения.......................70...ПО Потребляемый ток по входу оперативного питания: а) в дежурном режиме при оперативном напряжении 242 В при включенном выключателе................... не потребляется при отключенном выключателе, мА, не более.......10
б) при включении выключателя: среднее значение за время протекания тока через электромагнит, А.................................10 пиковое значение, А, не более........................ 16 Входное сопротивление: канала включения, кОм, не менее ........................51 ±5 канала отключения, кОм, не менее.......................25 Время готовности блока после подачи оперативного напряжения: к операции включения, с, не более................... 0,3 к операции отключения, с, не более.....................15 Сопротивление изоляции, мОм ... ....................100 Масса, кг, не более...,..................................... 2 Срок службы, лет..,,... ... ...........................20 Габаритные размеры, мм.......... ........... 180x120x74 Перечень контактов разъема ХТ1 блока управления: +220,-220 — входы оперативного напряжения, ЭМ1.ЭМ2 — входы для подключения электромагнитов выключателя, БК1, БК2 — входы для подключения контакта положения выключателя, ВО — вход общей точки сухих контактов включения и отключения; ВКЛ, ОТКЛ — входы включения и отключения, ТТА1,ТТА2 — входы начала и конца обмотки трансформатора тока фазы А силовой цепи, ТТС1,ТТС2— входы начала и конца обмотки трансформатора тока фазы С силовой цепи
Шкафы КРУ/TEL состоят из модулей. Каждый модуль представляет собой совокупность оборудования, выполняющего определенные функции: 1 — линия с однокабельным присоединением, выключателем и разъединителем и заземлителем; 2 — линия с двухкабельным присоединением, выключателем и разъединителем; 3 — линия с двухкабельным присоединением, выключателем, разъединителем, трансформаторами напряжения и ограничителями перенапряжений; 4 — линия с двухкабельным присоединением, выключателем и разъединителем-заземлителем; 5 — линия с двухкабельным присоединением, выключателем и разъединителем-заземлителем, трансформаторами напряжения и ограничителями перенапряжении; 6 — модуль секционного выключателя; 7 — модуль секционного разъединителя; 8 — модуль с ограничителями перенапряжений на сборных шинах; 9 — модуль с трансформаторами напряжения и ограничителями перенапряжений на сборных шинах. 10 — модуль заземлителя сборных шин; 11 — линия с однокабельным присоединением, выключателем, разъединителем-заземлителем, трансформаторами напряжения и ограничителями перенапряжений; 12 — линия с однокабельным присоединением, выключателем, разъединителем, трансформаторами напряжения и ограничителями перенапряжений; 13 — линия с однокабельным присоединением, выключателем и разъединителем, 14 — линия с однокабельным присоединением и разъединителем (без выключателя); 15 — линия с однокабельным присоединением, выключателем и разъединителем-заземлителем; 16 — присоединение с разъединителем и элементами секционирования (левого расположения); 17 — присоединение без коммутационных аппаратов с элементами секционирования; 18 — линия с однокабельным присоединением (без коммутационных аппаратов)
Таблица 4.17.15. Масса и габариты шкафов КРУ/TEL Наименование параметра Значение параметров при максимально возможном количестве присоединений к сборным шинам 2 3 4 Габаритные размеры шкафа, мм, не более: высота 2000 (1430*) 2000 (1430*) 2000 (1430*) глубина 550 550 550 ширина 510 680 850 Масса шкафа*, кг, не более 200 250 300 * Без релейного отсека. Таблица 4.17.16. Основные технические данные выключателей типа ВВТЭ-МЮ и ВБЧЭ-10 Параметры Тип выключателя ВВТЭ-М-10 ВВЧЭ-10 Номинальное напряжение, кВ 10 Частота, Гц 50 Номинальный длительный ток, А 630, 1000, 1600 Номинальный ток отключения, кА 20 20(31,5) Ток термической стойкости трехсекундный, кА 20 20 (31,5) Ток электродинамической стойкости, кА 52 52 (80) Собственное время отключения, с 0,02 0,03 Полное время отключения, с 0.04 0,05 Собственное время включения, с 0,1 0,2 Тип привода электромагнитный Номинальное напряжение электромагнитов управления, В постоянный 220 через выпрямительный блок от сети переменного 220 Ток потребления электромагнитов: включающего, А 40 40 (70) отключающего, А 5 2,5 (2,5)
Примечания: 1. Сечение медных изолированных проводов внешнего монтажа (0,35...1,5) мм2 с изоляцией на напряжение =220 В. 2. Сечение медного неизолированного заземляющего проводника 4 мм2; сечение медного изолированного заземляющего проводника 2,5 мм2 с изоляцией на напряжение 250 В Рис. 4.17.49. Установочные размеры выключателей TEL 4.17. Вакуумные выключатели 6-110 кВ
Структурная схема независимой системы питания оперативных цепей КРУ/TEL напряжением 220 В переменного тока Структурная схема зависимой системы питания оперативных цепей КРУ/TEL напряжением 220 В переменного тока [рЗиД 11 BP/TEL Отсек РЗиА Ns-t Рис. 4.17.50. Структурные схемы систем питания оперативных цепей КРУ/TEL
4.17.6. Вакуумные выключатели типа 3AF и 3AG (Германия) Несколько десятилетий назад специалистам компании «Siemens» (Гер- мания) удалось создать мощную вакуумную дугогасительную камеру и на еебазе первые серийные выключатели типов 3AF и 3AG. На рис. 4.17.51...4.17.53 приведены вакуумные выключатели 3AF и 3AG, а в табл. 4,17.17 — их технические характеристики. Современные требования к продукции такого типа достаточно высоки: от коммутации трансформаторов и электродвигателей, воздушных и кабельных линий, реакторов и конденсаторных батарей до применения в цепях электрофильтров и питания электро-дуговых печей. Опыт, накопленный при изготовлении и эксплуатации выключателей типов 3AF и 3AG, позволил усовершенствовать их и создать новую серию — выключатели типа ЗАН5. В основе изделий — экономичный вакуумный принцип гашения дуги, который существует и реализуется в технике коммутационных аппаратов. Силовые выключатели серии ЗАН5 имеют длительный срок эксплуатации и Рис 4 17.51. Общий вид вакуумных выключателей типа 3AF достаточно высокий коммутационный ресурс. Они отключают как неболь- шие токи короткого замыкания в распределительных сетях, так и большие значения токов в сетях промышленных предприятий, удовлетворяя все требования, предъявляемые к силовым выключателям в классах напряжений от 6 до 35 кВ.
4.17.6. Вакуумные выключатели типа 3AF и 3AG (Германия) Несколько десятилетий назад специалистам компании «Siemens» (Германия) удалось создать мощную вакуумную дугогасительную камеру и на еебазе первые серийные выключатели типов 3AF и 3AG На рис 4.17.51 .4.17.53 приведены вакуумные выключатели 3AF и 3AG, а в табл 4.17.17 — их технические характеристики. Современные требования к продукции такого типа достаточно высоки- от коммутации трансформаторов и электродвигателей, воздушных и кабельных линий, реакторов и конденсаторных батарей до применения в цепях электрофильтров и питания электро-дуговых печей. Опыт, накопленный при изготовлении и эксплуатации выключателей типов 3AF и 3AG, позволил усовершенствовать их и создать новую серию — выключатели типа ЗАН5. В основе изделий — экономичный вакуумный принцип гашения дуги, который существует и реализуется в технике коммутационных аппаратов Силовые выключатели серии ЗАН5 имеют длительный срок эксплуатации и Рис 4.17.51. Общий вид вакуумных выключателей типа 3AF достаточно высокий коммутационный ресурс. Они отключают как неболь шие токи короткого замыкания в распределительных сетях, так и большие значения токов в сетях промышленных предприятий, удовлетворяя все требования, предъявляемые к силовым выключателям в классах напряжений от 6 до 35 кВ
Сборка выключателей серии ЗАН5 впервые осуществлена в Беларуси в 2004 г. предприятием «ИНОСАТ» JSZ. Вакуумный выключатель 3AG Номинальное напряжение: 7,2 кВ; 12 кВ Вакуумный выключатель 3AF Номинальное напряжение: 12 кВ; 15 кВ Вакуумный выключатель 3AG Номинальное напряжение: 24 кВ Рис. 4.17.52. Вакуумные выключатели типов 3AG и 3AF, габаритные размеры Вакуумный выключатель 3AF Номинальное напряжение: 36 кВ
Номинальное напряжение при часто-те5О-6О Гц, кВ Номинальный уровень изоляции, кВ । Номинальная разрывна мощность, кА Номинальное время 1 короткого замыкания, с | Номинальный рабочий ток, А □ поставляемые выключатели 3AF поставляемые выключатели 3AG Вид привода Энергия привода Н — ручная Е — электрическая Выполняемые ком-мутацион. задачи: U —быстр, переключ. К—АПВ+быстр. перекл. Номинальная наибольшая вкл. способность, кА Составляющая постоянного тока номинальной разрывной мощности, % Номинальное импульсное напряжение [выдерживаемое напряжение промышленной частоты 800 1250 1600 2000 2500 3150 4000 3AF 3AG 3AF 3AG 16 3 □ □ □ НК.ЕК 40 32 20 3 ЕК 50 36 25 3 □ □ □ □ □ НК.ЕК ЕК 63 32 36 7,2 60 20 31,5 3 □ □ □ □ □ НК.ЕК 80 32 40 3 □ □ □ □ HU.EU 100 32 50 3 □ □ □ HV.EU 125 32 63 3 □ □ □ □ EU 160 32 16 3 □ □ □ НК.ЕК 40 32 20 3 □ □ □ □ НК.ЕК ЕК 50 32 36 25 3 □ □ □ □ □ НК.ЕК ЕК 63 32 36 12 75 28 31,5 3 □ □ □ □ □ НК.ЕК 80 32 40 3 □ □ □ □ HU, EU 100 32 50 3 □ □ □ HU, EU 125 32 63 3 □ □ □ □ ЕН 160 32 12,5 3 □ □ НК.ЕК 31,5 32 16 3 □ □ □ НК.ЕК 40 32 15 95 36 20 3 ЕК 50 36 25 3 □ □ □ □ □ НК.ЕК ЕК 63 32 36 4.17. Вакуумные выключатели 6-110 кВ
Окончание табл. 4.17.17 Номинальное напря жение при часто-те50-60 Гц, кВ Номинальный уровень изоляции, кВ Номинальная разрывна мощность, кА й н 11 Номинальный рабочий ток, А □ поставляемые выключатели 3AF поставляемые выключатели 3AG Вид привода Энергия привода Н — ручная Е — электрическая Выполняемые коммутацией. задачи: U —быстр, переключ. К—АПВ+быстр перекл. Номинальная наибольшая вкл. способность, кА Составляющая постоянного тока номинальной разрывной мощности, % Номинальное импульсное напряжение выдерживаемое напряжение промышленной частоты 800 1250 1600 2000 2500 3150 4000 3AF 3AG 3AF 3AG 15 95 36 31,5 40 50 63 3 3 3 3 □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ НК.ЕК HU,EU EU ЕН 80 100 125 160 32 32 32 32 17,5 95 38 8 12,5 16 20 25 50 63 3 3 3 3 3 3 3 □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ НК, ЕК НК, ЕК НК, ЕК НК, ЕК НК, ЕК EU EU ЕК 20 31,5 40 50 63 125 160 32 32 32 32 32 32 32 36 24 125 50 8 12,5 16 20 25 3 3 3 3 3 □ □ □ □ □ □ □ □ □ _ □ □ □ □ НК, ЕК НК, ЕК НК, ЕК НК, ЕК НК, ЕК ЕК 20 31,5 40 50 63 32 32 32 32 32 36 36 170 70 16 25 31,5 3 3 3 □ □ □ □ □ □ □ НК, ЕК НК, ЕК НК, ЕК ЕК 40 50 80 32 32 32 36 Оборудование подстанций и электрических сетей
Примечание: Компактная конструкция Вакуумные выключатели 3AF и 3AG состоят из 3-х электровакуумных разрядников, креплений разрядников и механического привода. Экономящая место конфигурация вакуумных разрядников делает выключатели особенно пригодными для встраивания в компактные распредустройства Рис. 4.17.53. Вакуумные выключатели типа 3AG и 3AF: 1 — крепление электровакуумного разрядника, верхнее; 2 — подсоединение выключателя, верхнее; 3 — контакт неподвижный; 4 — контакт подвижный; 5 — корпус разрядника; 6 — металлический сильфон, 7 — подсоединение выключателя, нижнее; 8 — крепление разрядника, нижнее; 9 — коленчатый рычаг; 10 — переключающая штанга; 11 — нажимная контактная пружина; 12 — нажимная контактная и выключающая пружина 4.17.7. Обзор производства и конструкционных особенностей вакуумных выключателей напряжением 6—10 кВ, выпускаемых в России Высоковольтные выключатели 6-10 кВ с вакуумными дугогасительными камерами (ВДК) на сегодняшний день являются наиболее перспективными коммутационными аппаратами на данный класс напряжения. В России аппараты с ВДК выпускают следующие предприятия: 1. ФГУП НПП «Контакт», г. Саратов. 2. Ассоциация «Элвест», г. Екатеринбург, сборочное предприятие: Нижнетуринский электроаппаратный завод, г.Нижняя Тура. 3. АО «Электрокомплекс», г. Минусинск. 4. Предприятие «Таврида-Электрик». ФГУП НПП «Контакт», г. Саратов. Государственное научно-производственное предприятие «Контакт», г. Саратов, является одним из крупней
ших предприятий ВПК по выпуску вакуумной аппаратуры для радиолокации и радиосвязи Свою деятельность предприятие начало в 1959 г С 1994 г. при содействии ВЭИ им. В.И. Ленина на предприятии выпускаются вакуумные дугогасительные камеры на напряжение 0,4-35 кВ, рабочие токи 250-3150 А и токи отключения до 40 кА. ВДК выпускаются на тех же производственных линиях что и вакуумные электронные приборы, что является гарантом их высокого качества. Вакуумные дугогасительные камеры НПП «Контакт» применяют для производства выключателей 6-10 кВ НТЭАЗ (Ассоциация «Элвест»), РЗВА (Украина, г. Ровно). ВДК на напряжение 0,4-1,14 кВ использует «Ульяновский электроаппаратный завод» для производства контакторов. В 1995 г. предприятие приступило к выпуску вакуумных выключателей на напряжение 6-10 кВ с использованием камер собственного производства. Технические характеристики и номенклатура выключателей, выпускаемых ГНПП «Контакт», представлены в табл. 4.17.18. Для проведения реконструкций КРУ и КРУН старых образцов НПП «Контакт» предлагает выкатные элементы с вакуумными выключателями. Перечень типов ячеек КРУ и КРУН, для которых освоен выпуск выкатных элементов, представлен см. в табл. 4.17.18. Ассоциация «Элвест», г. Екатеринбург. Ассоциация «Элвест» включает в себя научно-производственное предприятие «Элвест» (НПП «Элвест»), Нижнетуринский электроаппаратный завод (НТЭАЗ) и Верхнетуринский машиностроительный завод. НПП «Элвест» берет свое начало из отдела вакуумных выключателей НИИ «Уралэлектротяжмаш» и более 10 лет занимается разработкой вакуумных выключателей. К настоящему времени разработаны несколько типов вакуумных выключателей на напряжение 6—10 кВ с использованием ВДК отечественного (НПП «Контакт») и импортного (фирма «Siemens») производства. Нижнетуринский электроаппаратный завод (НТЭАЗ) с 1949 г. производит электротехническую продукцию (до 80-х гг. — разъединители 6-10 кВ и привода к ним). После реконструкции в начале 80-х гг. на заводе производятся масляные выключатели серий ВКЭ-10, ВПМ-10, ВГМ-15 и привода к ним. Продолжается выпуск разъединителей 6-10 кВ. В настоящее время завод предлагает несколько типов выключателей с вакуумными дугогасительными камерами на напряжение 6-10 кВ, выпускаемых по технической документации НПП «Элвест». Технические характеристики и номенклатура выключателей, выпускаемых заводом, представлены см. в табл. 4.17.18. Верхнетуринский машиностроительный завод по конверсии выпускает вакуумные выключатели на напряжение 35 кВ по технической документации НПП «Элвест». Данных по количеству выпущенных выключателей нет. В ОАО «Мосэнерго» указанные выключатели отсутствуют.
АО «Электрокомплекс», г. Минусинск. АО «Электрокомплекс» образовано на основе Минусинского завода высоковольтных вакуумных выключателей, построенного в 80-х годах. АО «Электрокомплекс» является производством с полным циклом, т.е. включает весь процесс от производства ВДК до изготовления вакуумных выключателей и приводов к ним. Выключателями, выпускаемыми АО «Электрокомплекс», комплектуются новые ячейки КРУ и КРУН АО «Самарский завод «Электрощит» и АО «Мосэлектрощит». Технические характеристики и номенклатура выключателей, выпускаемых заводом, представлены см. в табл. 4.17.18. Предприятие «Таврида-Электрик» Предприятие «Таврида-Электрик», возникло на базе научно-исследовательской лаборатории Севастопольского приборостроительного института в 1990 г. В течение 1990-1992 гг. предприятие «Таврида-Электрик» разработало по заказу Минэнерго (РАО «ЕЭС России») несколько модификаций вакуумных выключателей для сельских распределительных сетей. В настоящее время предприятие «Таврида-Электрик» выпускает вакуумные выключатели 6-10 кВ, контакторы до 1,0 кВ, ограничители перенапряжений, комплектные распределительные устройства (КРУ) Для модернизации устаревших ячеек КРУ и КРУН предприятие предлагает выкатные элементы с вакуумными выключателями BB/TEL. Технические характеристики и номенклатура выключателей, выпускаемых предприятием «Таврида-Электрик», представлены см. в табл. 4.17.18. Сравнительная оценка и рекомендации по применению вакуумных выключателей различных производителей. Оценка вакуумных выключателей и выкатных элементов на их базе, выпускаемых различными производителями, с точки зрения потребителей представлена в табл. 4.17.19. Достоинства и недостатки, присущие выключателям разных производителей, приведены в табл 4.17.20. Рекомендуется в опытную эксплуатацию преимущественно применять: • для питающих центров — выключатели производства ГНПП «Контакт»; • для неответственных потребителей в распределительных сетях — «Таврида-Электрик».
Таблица 4.17.18. Технические характеристики и номенклатура вакуумных коммутационных аппаратов на напряжение 6—10 кВ Производи-! тель Тип выключателей Тип КДВ Основные характеристики ^кВ’ /на’ кА’ пост°В перем, В привод, А Ресурс, цикл. /ноч Дном ФГУП НПП «Контакт», г. Саратов ВБТ-10-20/630-1250 УХЛЗ КДВХ4-10-20/1600 10 630 1250 20 110;220 220 80;40 40 25000 50 ВБЭ-10-20/1600 УХЛ2 КДВХ4-10-20/1600 10 1600 20 110,220 220 80;40 40 25000 50 ВБЭМ-10-5/400 У2УХЛ5 КДВЗ-10-5/ 400 10 400 5 110;220 220 10 75000 — ВБПС-10-20/ 1600 УХЛ2 КДВХ4-10-20/1600 10 1600 20 110;220 220 3,0; 1,6 25000 — ВБЭК-10-40/ 1600 УХЛ2 КДВ2-10-40/3150 10 3150 40 110;220 220 140; 70; 70 10000 25 ВБЭК-10-40/ 3150 УХЛ2 КДВ2-10-40/3150 10 3150 40 110,220 220 140; 70; 70 10000 25 ЭЛВЕСТ,НТЭАЗ, г. Нижняя Тура ВБКЭ-10 КДВХ4-10-20/1600, SIEMENS 10 630- 1600 20 31,5 110;220 127;220 25 25000 50 ВБМЭ-10 КДВХ4-10-20/1600, SIEMENS 10 2000 3150 40 110;220 127;220 30 5000 50 АО «Электрокомплекс», 1 г. Минусинск ВВТЭ-М-10-12.5/630 КДВХ-10-10 (собственного изготовления) 10 630 12,5 11О;22О 220 — 50000 50 ВВТП-10-12,5/ 630 КДВХ-10-10 (собственного изготовления) 10 630 12,5 220 — 30000 50 ВВТЭ-М-10-20/ 630,1000,1600 КДВХ-10-20 КДВХЗ-10-20 (собственного изготовления) 10 630- 1600 20 110;220 220 — 40000 50 ВВТП-10-20/630, 1000,1600 КДВХ-10-20 КДВХЗ-10-20 (собственного изготовления) 10 630-1600 20 220 — 30000 50 | Таврида-«Электрик» BB/TEL-10-16/ 630 УХЛ2 Собственного изготовления 10 630 16 110;220 220 , 10; 5 5 50000 100 BB/TEL-10-16/ 800УХЛ2 Собственного изготовления 10 800 16 110;220 220 10; 5 5 50000 100
349 4.17. Вакуумные выключатели 6-110 кВ
Таблица 4.17.19. Оценка потребительских качеств различных вакуумных выключателей Характеристика ФГУП НПП «Контакт», г. Саратов ЭЛВЕСТ НТЭАЗ, г. Нижняя Тура АО «Электрокомплекс», г. Минусинск «Таврида-Электрик», г. Севастополь, Украина Номинальный ток выключателей (ячеек), А до 1600 1600-3150 + + + + + + Номинальный ток отключения выключателей, кА до 20,0 до 31,5 до 40,0 + + + + + + Привод выключателя Эл. магн./Пру-жин.-мотор Эл. магн./Пружин,- эл. магн. Эл. магн./Пру-жин.-мотор Эл. магн защелка Габаритные размеры базового выключателя (высота — ширина — длина), мм 530x704x510 Габариты выключателя зависят от типа применяемой ВДК 640x547x436 728x244x467 Масса, кг 108...420 Масса выключателя зависит от типа применяемой ВДК 74...108 28...35 Объем производства в год, шт. Зависит от заказов Зависит от заказов Зависит от заказов 6000...7000 Реконструкция + + + + Наличие сертификатов: России зарубежных стран + - - + (КЕМА, Голландия) Возможная область применения Питающие центры, распред. сети Питающие центры, распред, сети Питающие центры, распред, сети Распред, сети, кабельные сети
Таблица 4.17.20. Достоинства и недостатки выключателей различных производителей Наименование производителя Достоинства Недостатки ФГУП НПП «Контакт», г. Саратов 1. Высокий уровень производства. 2. Возможность выпуска выключателей на весь спектр номинальных токов и токов отключения 3. Возможность комплектования выключателей как электромагнитными, так и пружино-моторными приводами. 4. Продукция сертифицирована. 5. Возможность приобретения выключателей по взаимозачету. Выкатные элементы не являются полностью совместимыми с существующими ячейками КРУ в части механических блокировок: при встраивании необходима доработка ячеек с использованием комплектов, предлагаемых заводом. «Элвест», НТЭАЗ, г. Нижняя Тура 1. Выкатные элементы полностью совместимы с существующими ячейками КРУ и КРУП. 2. Применение ВДК как отечественного («Контакт»), так и импортного («Siemens») производства. 1. Существует возможность самопроизвольного включения выключателя с пружинным приводом при неуспешном взводе пружины. 2. Отсутствует индикатор выработки контактов. 3. На сегодняшний момент продукция не имеет сертификатов. АО «Электрокомплекс», г. Минусинск 1. Большой ресурс выключателей при коммутации номинальных токов. 2. Возможность комплектования выключателей как электромагнитными, так и пружино-моторными приводами. 3. Малые габаритные размеры и вес выкатного элемента. 1. Низкое качество изготовления. 2. Корпуса электромагнитов управления изготовлены из нетермостойкого материала 3. Слабые втычные контакты ^Таврида-Электрик», г. Севастополь, Украина 1. Малые габариты и вес. 2. Использование при производстве современных технологий и материалов. 3. Большой ресурс выключателей при коммутации номинальных токов. 4. Возможность приобретения выключателей по взаимозачету, 5. Продукция сертифицирована в России и ЕЭС. 1. Отсутствуют выключатели на номинальные токи более 1600 А и токи отключения более 20 кА. 2. Ненадежный блок управления.
4.18. Элегазовые выключатели 4.18.1. Основные сведения В начале 90-х годов прошлого столетия французские ученые Лёб и Му-азон впервые синтезировали шестифтористую серу, а ровно пятьдесят лет назад — в 1941 г. — советский физик Б.М. Гохберг предложил этот газ для использования в качестве газовой изоляции. В силу своих физико-химических свойств он назван элегазом — электротехническим газом (рис. 4.18.1). Плотность элегаза — электроотрицательного газа — при нормальных условиях в пять раз выше плотности воздуха. Эта особенность, а также то, что сечение радиационного захвата электронов молекулой элегаза велико, обусловливают его высокую электрическую прочность (почти в три раза превышающую прочность воздуха при одних и тех же условиях). В настоящее время элегазовые выключатели используются главным образом в устройствах 110-220 кВ. В качестве дугогасительной, теплоотводящей и изолирующей среды в них применяется элегаз (электротехнический газ). Выбор элегаза (шестифтористая сера SF6) не случаен. Чистый газообразный элегаз химически не активен, безвреден, не горит и не поддерживает горения, обладает повышенной теплопроводящей способностью, удачно сочетает в себе изоляционные и дугогасящие свойства, легкодоступен и сравнительно недорог. Электрическая прочность элегаза в 2,5 раза превышает прочность воздуха. Его электрические характеристики обладают высокой стабильностью. При нормальной эксплуатации элегаз не действует на мате-
Учитывая перечисленные свойства элегаза, в выключателях применяют простые конструкции дугогасительных устройств при небольшом числе разрывов и малой длительности горения дуги. Благодаря более высокой плотности теплопередающая способность элегаза также оказывается намного лучшей по сравнению с воздухом. Высокие электрическая прочность и теплопередающие свойства элегаза определяют и его прекрасную дугогасительную способность, что позволяет отключать в элегазе мощности в 70... 100 раз большие, чем в воздухе. Этот газ не токсичен, химически нейтрален к конструкционным материалам, пожаробезопасен, имеет относительно низкую температуру сжижения. Работы по практическому применению элегаза были прерваны Второй мировой войной, но уже в конце 40-х годов возобновлены и в 1955 г. фирмой «Вестингауз» (США) был разработан экспериментальный элегазовый выключатель на напряжение 115 кВ и мощность отключения 1 ГВА. В это время работы были направлены на создание герметизированных комплектных распределительных устройств с заполнением элегазом (КРУЭ), содержащих самые различные элегазовые аппараты и элементы: выключатели, разъединители, заземлители, трансформаторы тока и напряжения, шинопроводы, высоковольтные вводы и т.д. Первые комплектно-распределительные устройства с элегазовой изоляцией появились на мировом рынке в середине 60-х годов. За прошедшие десятилетия число КРУЭ, установленных в различных странах, резко возросло несмотря на то, что при рабочем напряжении до 380 В стоимость этих устройств все еще в 1,2...1,5 раза превышает затраты на изготовление традиционных конструкций. ВЭИ совместно с Ровенским заводом высоковольтной аппаратуры создали элегазовый выключатель на напряжение 10 кВ. В 1996 г. ВЭИ совместно с АО «Мосэнерго» разработали элегазовый выключатель 10 кВ усовершенствованной конструкции (рис. 4.18.2), его изготовление осуществили на опытном заводе ВЭИ. Выключатель элегазовый ВЭГ-10-20-630 предназначен для установки в ячейку КРУ с применением используемого в ней пружинного привода. Выключатель — горшкового типа, трехфазный на напряжение 10 кВ с током отключения 20 кА и номинальным током 630 А. Преимущества выключателя: • увеличение коммутационного и механического ресурса (при токе 20 кА коммутационная износостойкость 40 операций «О» или 20 «О» и 20 «В», при номинальном токе 630 А — 1000 операций; механический ресурс — 3000 циклов ВО); • снижение эксплуатационных затрат; • уменьшение удельной материалоемкости.
Рис. 4.18.2. Выключатель элегазовый 10 кВ, установленный на тележке выключателя SCS 4-12/20 (Германия) в ячейке SCJM-1-12/16 При давлении 0,2 МПа электрическая прочность элегаза приближается к прочности трансформаторного масла. Недостатком элегаза является высокая температура сжижения. При давлении 1,5 МПа температура сжижения газа составляет всего 6 °C. Чтобы избежать сжижения газа, специальная схема автоматики и нагреватель обеспечивают необходимую постоянную температуру газа. Наиболее эффективно элегаз используется в том случае, когда струя газа с большой скоростью омывает горящую дугу. Охлаждение дуги потоком газа можно получить в дугогасительном устройстве с автопневматическим дутьем и дутьем, создающимся при переходе газа из бака с высоким давлением (1,5...2 МПа) в бак с низким давлением (0,2 МПа) — система с двойным давлением. Выключатели со сжатым элегазом. Выключатели выполняются обычно с небольшим избыточным давлением 0,2-0,4 МПа. Наиболее широко применяются конструкции с автопневматическим или магнитным дутьем. Схема дугогасительного устройства с магнитным дутьем приведена на рис. 4.18.3, а. Устройство размещается в изоляционном цилиндре 1, наполненном элегазом (SF6). На дугу, возникающую между расходящимися контактами 2 и 3, действует радиальное магнитное поле, создаваемое постоян-
ними магнитами 4 (или последовательной катушкой). Дуга быстро перемещается по окружности, усиленно охлаждается и гаснет. Такие устройства применяются в выключателях нагрузки Схема дугогасительного устройства с автопневматическим продольным дутьем приведена на рис. 4.18.3, б. Подвижный контакт 2 вместе с изоляционным соплом 3, перегородкой 4 и цилиндром 5, отходя от неподвижного контакта 1, надвигается на поршень 6. Элегаз через отверстия в перегородке и через сопло омывает дугу с большой скоростью и гасит ее Внедрение элегазовых выключателей в мире приведено в табл. 4.18.1 и на рис. 4.18.4. Полюс элегазового выключателя представляет собой герметичный заземленный металлический резервуар, в котором размещено дугогасительное устройство. Резервуар заполнен сжатым элегазом (в выключателях серии ЯЭ на напряжение ПО кВ номинальное давление элегаза 0,6 МПа). На рис. 4.18.5 приведена конструктивная схема одного разрыва автоматического дугогасительного устройства элегазового выключатедя. Во включенном положении Рис. 4.18.3. Примеры дугогасительных устройств элегазовых выключателей: а — дугогасительное устройство с магнитным дутьем: 1 — изоляционный цилиндр; 2 и 3 — контакты; 4 — постоянный магнит, создающий радиальное магнитное поле; б — го же с автопневматическим дутьем: 1 — неподвижный контакт; 2 — подвижный контакт, 3 — изоляционное сопло. 4 — перегородка, 5 — изоляционный цилиндр; б — поршень
Таблица 4.18.1. Внедрение элегазовых выключателей в странах мира Страна, фирма Наибольшее рабочее напряжение, кВ Номинальный ток отключения, кА Номинальный ток, А Россия. ВЭИ 1 12 1 24 40,5 50 100 31,5 3150 1600 2500 США, «Westinghause» 12 24 50 31,5 3150 3150 Япония, «Toshiba» 12 24 36 13,8 50 25 25 100 3150 2000 2000 3000 Япония, «Mitsubishi Electric» 15/12 25,8 38 37/50 31,5 31,5 3000 2000 _ 2000 Германия, «Siemens» 15 24 36 63 25 31,5 4000 2000 2500 (рис. 4.18.5, а) ламели главного подвижного контакта 3 плотно охватывают неподвижный трубчатый контакт 1, создавая цепь электрическому току. В процессе отключения выключателя (рис. 4.18.5, б) подвижная система, состоящая из цилиндра 4, подвижного контакта 3 и фторопластового сопла 2, опускается вниз, при этом элегаз, находящийся в полости А неподвижного цилиндра 5, сжимается и давление в этой полости повышается. Сжатый газ направляется в зону дуги и гасит ее по выходе контакта 1 из сопла 2. Таким образом, элегазовый выключатель работает без выброса газа наружу; гаше-
a 6 Рис. 4.18.5. Автопневматическое дугогасительное устройство элегазового выключателя ПО кВ: а — в положении «включено»; б — в процессе отключения. Подвижные части зачернены, неподвижные заштрихованы ние дуги происходит быстро (20...25 мс) с выделением лишь незначительного количества энергии, генерируемой дугой. Электрическая дуга частично разлагает элегаз. Основная масса продуктов разложения рекомбинирует (восстанавливается), оставшаяся часть поглощается фильтрами-поглотителями, встроенными в резервуары выключателей. Продукты разложения, не поглощенные фильтрами, взаимодействуют с влагой, кислородом и парами металла и в небольших количествах выпадают в выключателях в виде тонкого слоя порошка. Сухой порошок — хороший диэлектрик. Подвижные части дугогасительного устройства выключателя перемещаются изоляционной тягой, связанной с пневматическим приводом, шток которого входит в резервуар. Дугогасительное устройство крепится к стенкам резервуара с помощью эпоксидных опорных изоляторов специальной конструкции. Нельзя выполнять операции под напряжением аппаратами, находящимися в объемах с пониженным давлением элегаза. Пребывание в помещении РУ персонала в этом случае возможно только при включенной приточновытяжной вентиляции и применении индивидуальных средств защиты. Заметим, что КРУЭ практически не требуют технического обслуживания. Изоляция в них не теряет своих свойств из-за атмосферных загрязнений, что исключает необходимость периодической очистки изоляции. Такие элементы, как сборные шины, измерительные трансформаторы, вообще не
требуют ремонта. Интервалы между планово-предупредительными ремонтами коммутационных аппаратов, определяемые механической прочностью подвижных систем и свойствами деталей, подверженных старению, устанавливаются от 5 до 10 лет. Контроль осуществляют при помощи манометров и проверяют при осмотрах оборудования В случае утечки элегаза пополнение секции сухим элегазом осуществляется с помощью передвижной установки из баллонов с элегазом, которые через редуктор и влагопоглощающий фильтр подключаются через вентиль к секции. В аварийной ситуации при возникновении дуги и чрезмерном повышении давления внутри оболочки разрывается специальная защитная мембрана, давление в секции сбрасывается, и тем самым предотвращается разрушение оболочки. В остальных секциях КРУЭ давление сохраняется нормальным. Элементы оборудования, оболочки которых повреждены, должны выводиться из работы в соответствии с инструкциями. На предприятии-изготовителе выключатель заполняют элегазом до номинального избыточного давления 0,45 МПа, затем проводят приемо-сдаточные испытания выключателя с приводом. Заказчику выключатель и привод поставляют в раздельной упаковке При создании нового элегазового выключателя большое внимание уделяется конструкции его дугогасительного устройства. После проведения теоретического анализа существующих конструкций дугогасительных устройств и длительных коммутационных исследований работы выключателя было разработано дугогасительное устройство, в основе которого лежал принцип вращения электрической дуги под воздействием электромагнитного поля. При отключении выключателя его подвижный контакт размыкается с неподвижным. По мере перемещения подвижного контакта электрическая дуга перебрасывается на проводящий цилиндрический корпус дугогасящей катушки и горит между внутренней поверхностью корпуса катушки и дугостойким наконечником подвижного контакта. Ток при этом протекает по виткам катушки, создавая электромагнитное поле, под влиянием которого электрическая дуга начинает вращаться. Интенсивность воздействия на дугу электромагнитного поля, а следовательно, и скорость ее перемещения в элегазе зависят от величины отключаемого тока. Такой способ гашения электрической дуги отличается от существующих «мягким» воздействием на нее дугогасящих факторов, что позволяет отключать без перенапряжений как нагрузочные токи (во всем диапазоне), так и токи короткого замыкания. На рис. 4.18.6 приведен полюс ячейки КРУЭ ПО кВ со схемой электрических соединений.
Рис. 4.18.6. Полюс ячейки КРУЭ НО кВ со схемой электрических соединений: 1 — распределительный шкаф; 2 — полюсный шкаф; 3 — разъединитель заземляющий (РЗ); 4 — элегазовый токопровод; 5 — кабельный ввод; 6 — сборные шины; 7 — разъединители (/Р, 2Р — шинные, ЗР — линейные); 8 — трансформатор тока; 9 — элегазовый выключатель с одним разрывом; 10 — фундамент ячейки Комплектуют КРУЭ из стационарных электрических элементов (выключателей, разъединителей, заземлителей, трансформаторов тока и напряжения, сборных шин), помещенных в герметизированные заземленные металлические оболочки, заполненные элегазом под давлением. Оболочки отдельных элементов соединяют между собой при помощи фланцев с уплотнениями из синтетического каучука, этиленпропилена и других материалов. Внутренние объемы оболочек некоторых элементов сообщаются между собой. В целом КРУЭ секционированы по газу. Каждая секция имеет свою контрольно-измерительную аппаратуру. Значение давления элегаза в КРУЭ выбирают с учетом создания необходимой электрической прочности. Так, для аппаратов напряжением 110 кВ При температуре 20 °C необходимый уровень электрической прочности в наиболее слабых местах обеспечивается при абсолютном давлении 0,25 МПа. В секциях выключателей элегаз обычно находится под большим давлением, чем в других секциях. В эксплуатации секции заполняют элегазом под давлением до 110% от номинального. Утечки газа составляют менее 5% в год.
Давление в секциях контролируют по показаниям манометров или плотномеров при значительных колебаниях температуры окружающей среды. Ошибочные операции в КРУЭ, как правило, исключены благодаря применению электрических и механических блокировок. Положение коммутационных аппаратов проверяют по указателям положения, механически связанным с подвижными системами аппаратов. Предусмотрены также сигнализация лампами и возможность наблюдения за положением подвижных контактов через смотровые окна. Обслуживание КРУЭ сводится главным образом к контролю за давлением в секциях и пополнению их элегазом. Герметизация КРУЭ полностью исключает необходимость периодических чисток изоляции. Перед демонтажем элементов для ремонта элегаз из секций удаляют при помощи специальных передвижных установок Ранее отмечалось, что хотя элегаз не токсичен, однако при вскрытии элегазовых аппаратов внутренние объемы их предварительно следует проветрить. При наличии на деталях и стенках оболочек налета в виде белого или сероватого порошка — химических продуктов, образующихся в результате горения в элегазе дуги, его удаляют. В КРУ следует поддерживать микроклимат с относительной влажностью воздуха 60...70%. Для этого шкафы утепляют минераловатными плитами и оборудуют электроподогревателями, которые должны автоматически включаться, когда относительная влажность превышает 65...70%. Положение элегазовых выключателей определяется по механическому указателю положения. При обслуживании элегазовых установок персоналу следует помнить, что элегаз в пять раз тяжелее воздуха и при утечках скапливается на уровне пола и в других местах (подвалах, траншеях, кабельных каналах). Обслуживающий персонал, находясь в таких местах, может почувствовать недостаток кислорода и удушье. Безопасный уровень концентрации чистого (не загрязненного продуктами разложения) элегаза в помещении — не более 0,1% (5000 мг/м3), а при кратковременном пребывании обслуживающего персонала — до 1%. В среде с большой концентрацией элегаза человек может внезапно потерять сознание без каких-либо тревожных симптомов. Чтобы избежать этого, необходимо обеспечить доступ свежего воздуха. Проведение работ (в том числе и операционных переключений) в помещениях РУ, где обнаружена утечка элегаза, возможно только при включенной приточно-вытяжной вентиляции и применении средств индивидуальной защиты. Это объясняется тем, что выбросы элегаза в атмосферу в случае прожига резервуаров выключателя, разрывов предохранительных мембран и в других подобных ситуациях могут быть загрязнены продуктами разложения. В продуктах разложения элегаза электрической дугой содержатся активные высокотоксичные фториды и сернистые соединения.
Наличие продуктов разложения можно обнаружить по неприятному едкому запаху. Эти химические соединения в газообразном и твердом состояниях чрезвычайно опасны для человека. 4.18.2. Элегазовые выключатели 35 кВ фирмы «Элтек», Екатеринбург Элегазовые выключатели применяют в РУ 35. Гашение дуги в них происходит в среде элегаза, обладающего высокими дугогасительными свойствами. В этих выключателях применяется электромагнитное дутье, вращающее дугу. Их контактная система помещается внутри фарфорового корпуса, герметически закрытого и заполненного элегазом. Разработаны конструкции элегазовых выключателей ВНЭ на напряжение 35 и ПО кВ. номинальные токи ло 1250 А и токи отключения 31,5 кА Достоинствами элегазовых выключателей являются пожаро- и взрыво-безопасность и быстрота действия. Элегазовый выключатель типа ВГБ-35 (рис. 4.18.7). В настоящее время в научно-производственном объединении «Уралэлектротяжмаш» производятся новые элегазовые выключатели наружной установки ВГБ-35. Эти выключатели предназначены для широкого применения в различных энергетических установках взамен морально устаревших масляных баковых выключателей С-35М-630-10 и ВТ-35. Выключатель представляет собой комплексный аппарат, состоящий из собственно выключателя, привода и встроенных трансформаторов тока. В металлическом заземлённом баке 1 на изоляционных дисках размещены дугогасительные устройства всех трех полюсов выключателя с неподвижными контактами. Последние токоведущими шинами связаны с нижними выводами 3 проходных изоляторов, токоведущие стержни которых являются одновременно первичным витком встроенных трансформаторов тока 2. Подвижные контакты выключателя закреплены на поворотной изоляционной траверсе, насаженной на вал выключателя. Трансформатор тока, расположенный в защитном колпаке, представляет собой блок, состоящий из измерительного и защитного трансформаторов и клеммного ряда, на который выведены все отводы от вторичных обмоток. Каждый трансформатор тока рассчитан на первичный номинальный ток от 50 до 600 А В коробке механизма 4 размещены вал, отключающие пружины, демпферы и промежуточный рычаг, предназначенный для связи механизма с приводом.
Рис. 4.18.7. Выключатель ВГБ-35: 1 — бак; 2 — трансформаторы тока; 3 — вводы; 4 — вал выключателя; 5 — переходная труба; б — шкаф с приводом; 7 — сигнализатор давления элегаза; 8 — клеммная коробка; 9 — подогревательное устройство В полости между нижней частью бака и опорной плитой расположено подогревательное устройство 9, предназначенное для выключателей (исполнение УХЛ1), работающих в суровых климатических условиях (при температуре воздуха ниже -45 °C). На боковой стенке бака крепится сигнализатор давления элегаза 7, снабженный устройством компенсации температуры, позволяющим автоматически приводить показания сигнализатора к температуре +20 °C. Сигнализатор имеет шкалу со стрелкой и две пары нормально замкнутых контактов, дающих возможность не только осуществлять визуальный контроль за давлением элегаза в баке, но и подавать предупредительный сигнал при снижении давления до 0,33 МПа, а при давлении ниже 0,3 МПа — автоматически отключать выключатель. На клеммную коробку 8 выведены провода от сигнализатора давления, подогревательного устройства и от каждого трансформатора тока по два провода. К нижней части коробки механизма 4 подвешен шкаф с приводом 6, расположенный на переходной трубе 5. На днище шкафа установлены две кабельные муфты, предназначенные для подвода цепей управления и сигнализации привода.
Основные технические характеристики выключателя ВГБ-35: Номинальное напряжение, кВ...........................35 Наибольшее рабочее напряжение, кВ....................40,5 Номинальный ток, А...................................630 Номинальный ток отключения, кА.......................12,5 Ток термической стойкости (3 с), кА..................12,5 Сквозной ток короткого замыкания (наибольшее значение), кА.............................35 Собственное время, с: отключения.................................. ...0,04 включения.................................... ...0,1 Полное время отключения, с .........................0,07 Емкостный ток одиночной конденсаторной батареи, отключаемый без повторных пробоев, А.................60-600 Номинальное избыточное давление элегаза (давление заполнения) при t = 20 °C, МПа.............0,45 Минимальное рабочее избыточное давление элегаза при t = 20 °C, МПа...........................0,3 Периодичность подпитки элегазом, лет.................15 Срок службы до среднего ремонта, лет .. ... 15 Механический ресурс (число операций «включить—отключить»)...............................5000 Коммутационный ресурс (число операций отключения): при номинальном токе 7НОЫ........................2000 при 60... 100% /,юм откл.........................33 Ток, потребляемый электромагнитным приводом выключателя, А: при включении................... ................50 при отключении................ ..................2,5 Масса, кг: выключателя.................................... 800 элегаза..........................................4 Выключатели комплектуют электромагнитным приводом постоянного тока. Для того чтобы обеспечить питание включающего электромагнита от источника переменного тока, в шкаф с приводом установлен однофазный двухполупериодный выпрямитель.
Комплектуют выключатель приводом на оперативном переменном токе. Разработаны два конструктивных варианта такого привода: пружинный и модифицированный электромагнитный привод с тремя отключающими элементами на переменном токе (аналогичными реле пружинного привода ПП-67) и отключающим электромагнитом, питание которого осуществляется как от источника постоянного тока, так и от источника переменного тока через установленный на приводе выпрямитель. Электромагнитный привод снабжен пружинным устройством, предназначенным для первого оперативного включения выключателя при полном отсутствии электропитания вторичных цепей. Такая конструкция привода сочетает простоту и надежность электромагнитного привода с автономностью пружинного. На предприятии-изготовителе выключатель заполняют элегазом до номинального избыточного давления 0,45 МПа, затем проводят приемо-сдаточные испытания выключателя с приводом. Заказчику выключатель и привод поставляют в раздельной упаковке. Быстрое перемещение основания электрической дуги по поверхности электродов, а также отсутствие изоляционных сопл, применяемых в других конструкциях дугогасительных устройств, существенно увеличивают коммутационный ресурс выключателя. Рациональная конструкция выключателя позволяет вдвое снизить затраты энергии на его включение (по сравнению с масляными выключателями напряжением 35 и 10 кВ), что повышает надежность и облегчает работу привода. Элегазовые выключатели ВГБ-35 по сравнению с другими типами выключателей имеют следующие преимущества: • высокую заводскую готовность, обеспечивающую их простой и быстрый монтаж (выключатели отгружают с завода-изготовителя полностью отрегулированными и заполненными элегазом под рабочим давлением, в результате при пуске в эксплуатацию они не требуют проведения газотехнологических работ); • небольшую массу и малые габариты. Отсутствие динамических нагрузок на фундамент выключателя при коммутации токов КЗ позволяет применять для его установки легкие каркасы (КТП) и фундаменты (одна опора); • большие механический и коммутационный ресурсы, обеспечивающие работу выключателя практически без ремонта в течение всего срока его эксплуатации; • способность отключать емкостные токи без повторных электрических пробоев; • высокую надежность (при снижении избыточного давления элегаза до нуля выключатель выдерживает полуторакратное напряжение промышленной частоты и может отключить нагрузочный ток);
• взрыво- и пожаробезопасность; • экологическую чистоту при эксплуатации. В зависимости от климатических условий (от районов Крайнего Севера до районов с тропическим климатом) выключатели имеют различные исполнения (УХЛ1, У1, Т1). Первая опытно-промышленная партия выключателей ВГБ-35 была изготовлена в 1991 г. Эксплуатация этих выключателей осуществляется в суровых условиях Западной Сибири и Урала. Промышленный выпуск новых элегазовых выключателей начат с 1992 г. Выключатель элегазовый типа ВГБХ-35Х-12,5/630 XI (рис. 4.18.8) Разработчик и изготовитель — фирма «Элтэк» («Уралэлектротяжмаш»), г. Екатеринбург. Предназначен для эксплуатации в электрических сетях переменного тока частоты 50 и 60 Гц с номинальным напряжением 35 кВ, применяется на электрических станциях и подстанциях Условия эксплуатации: • высота над уровнем моря до 1000 м; верхнее рабочее и эффективное значения температуры окружающего воздуха для исполнения У1 и ХЛ1 равны 40 °C, для исполнения Т1 — 45 °C; • нижнее рабочее значение температуры окружающего воздуха для исполнения У1 — -45 °C, ХЛ1 — -60 °C, Т1 — -10 °C; • окружающая среда невзрывоопасная; • выключатель нормально работает в условиях гололеда при толщине корки льда до 20 мм и при ветре со скоростью до 15 м/с, а при отсутствии гололеда — при ветре со скоростью до 40 м/с. Выключатель состоит из металлического заземленного бака, на котором установлены шесть вводов. Каждый ввод снабжен двумя встроенными трансформаторами тока, из которых один — измерительный, другой — для релейной зашиты. Внутри бака расположены подвижные и неподвижные контакты, а также дугогасительные устройства, основанные на принципе гашения дуги путем ее вращения в магнитном поле. Выключатели могут управляться различными приводами: электромагнитным постоянного тока, пружинным на оперативном переменном токе со встроенными реле прямого действия и моторно-пружинным. Имеют устройство автоматического контроля давления элегаза, снабженное электрическими контактами для сигнализации и блокировки цепей управления. Могут
быть использованы для отключения емкостных токов конденсаторных батарей 60-600 А. Аппараты, предназначенные для работы в холодном климате (при температуре ниже -45 °C), обеспечены подогревом. При установке выключателей в районах с умеренным климатом подогрев элегаза не требуется. Элегазовые выключатели имеют следующие преимущества: высокие коммутационный и механический ресурсы; высокую заводскую готовность (поставляются отрегулированными и заполненными элегазом на 15 лет эксплуатации); минимум обслуживания; отсутствие загрязнения окружающей среды; низкие эксплуатационные затраты; пожаро- и взрывобезопас-ность. Технические характеристики выключателя ВГБХ-35Х-12.5/630 XI: Номинальное напряжение, кВ................35 Номинальный ток, А........................630 Номинальный ток отключения, кА............12,5 Ток, кА: термической стойкости................12,5 электродинамической стойкости.........35 Ресурс по коммутационной стойкости: при токах в диапазоне более 60 до 100 % номинального тока отключения, число циклов «О»..........................33 при номинальном токе, число циклов «О»......................2000 Ресурс по механической износостойкости, число циклов «ВО».........................5000 Габаритные размеры, мм: длина.................................850 высота......... ......................1680 (2490 с приводом) ширина................................1810 Масса, кг.................................720
Рис. 4.18.8. Выключатель типа ВГБХ-35Х-12,5/630 XI (внешний вид) Структура условного обозначения выключателя ВГБХ-35Х-12.5 /630 XI Категория размещения по ГОСТ 15150-69 Вид климатического исполнения (ХЛ, У или Т) Номинальный ток, А Номинальный ток отключения, кА Категория по длине пути утечки внешней изоляции Номинальное напряжение, кВ Условное обозначение типа привода (Э — электромагнитный; П — пружинный; М — моторнопружинный) Баковый Газовый Выключатель
Рис. 4.18.8. Выключатель типа ВГБХ-35Х-12.5/630 XI (внешний вид) Структура условного обозначения выключателя ВГБХ-35Х-12,5/ 630 XI -Категория размещения по ГОСТ 15150-69 Вид климатического исполнения (ХЛ, У или Т) Номинальный ток, А Номинальный ток отключения, кА Категория по длине пути утечки внешней изоляции Номинальное напряжение, кВ Условное обозначение типа привода (Э — электромагнитный; П — пружинный; М — моторнопружинный) Баковый Г азовый Выключатель
4.18.3. Элегазовые выключатели типа ВФ (фирма «АВВ», Швеция) Выключатели с элегазом лучше всего соответствуют высоким и разнообразным требованиям, предъявляемым в настоящее время к выключателям для напряжения от 7,2 до 38 кВ, так как они отличаются: • высокой надежностью; • возможностью применения на всех местах сетей; • большим сроком службы; • минимальными требованиями к обслуживанию, контролю и ревизии; • простой манипуляцией в результате небольшой массы. Выключатели этого нового типового ряда обладают отличными качествами и целым рядом преимуществ, гарантирующих высокий уровень их потребительской стоимости: • изоляционная и гасящая среда элегаза (SF6) является негорючей и нетоксичной; • с помощью фронтально установленного манометра можно в любое время проводить контроль избыточного давления газа SF6; • замкнутая гасящая система имеет раздельный токопроводящий путь для номинального тока и тока выключения; • надежное выключение в целом диапазоне токов; • гашение вращающейся дуги гарантирует минимальное обгорание контактов, высокое значение токов выключения и длинные интервалы без ревизий; • надежное выключение тоже низких токов без отрыва гока вне его нулевого значения и без образования перенапряжения; • выключатели оправдали себя на всех местах сетей, наружных и кабельных, к которым предъявляются высокие требования; • низкие требования относительно энергии привода, так как при гашении используется собственная энергия дуги; • легкий аккумуляторный привод обладает аккумулированной энергией для последовательности «О-С-О» («выкл,- включ. - выкл.»); • если для последующего выключения энергия еще не аккумулирована, включение автоматически блокировано; • механическая блокировка привода от откачки; • ручное или моторное аккумулирование энергии привода
4.18.3. Элегазовые выключатели типа ВФ (фирма «АВВ», Швеция) Выключатели с элегазом лучше всего соответствуют высоким и разнообразным требованиям, предъявляемым в настоящее время к выключателям для напряжения от 7,2 до 38 кВ, так как они отличаются: • высокой надежностью; • возможностью применения на всех местах сетей; • большим сроком службы; • минимальными требованиями к обслуживанию, контролю и ревизии, • простой манипуляцией в результате небольшой массы. Выключатели этого нового типового ряда обладают отличными качествами и целым рядом преимуществ, гарантирующих высокий уровень их потребительской стоимости: • изоляционная и гасящая среда элегаза (SF6) является негорючей и нетоксичной; • с помощью фронтально установленного манометра можно в любое время проводить контроль избыточного давления газа SFb; • замкнутая гасящая система имеет раздельный токопроводящий путь для номинального тока и тока выключения; • надежное выключение в целом диапазоне токов; • гашение вращающейся дуги гарантирует минимальное обгорание контактов, высокое значение токов выключения и длинные интервалы без ревизий; • надежное выключение тоже низких токов без отрыва тока вне его нулевого значения и без образования перенапряжения; • выключатели оправдали себя на всех местах сетей, наружных и кабельных, к которым предъявляются высокие требования; • низкие требования относительно энергии привода, так как при гашении используется собственная энергия дуги; • легкий аккумуляторный привод обладает аккумулированной энергией для последовательности «О-С-О» («выкл,- включ. - выкл.»); • если для последующего выключения энергия еще не аккумулирована, включение автоматически блокировано; • механическая блокировка привода от откачки; • ручное или моторное аккумулирование энергии привода.
Стандарты и правила Выключатели типового ряда ВФ соответствуют требованиям международного стандарта IEC 56, стандарта CSN 35 4220 «Выключатели высокого напряжения и сверхвысокого напряжения», а также стандартов VDE, ANSI. Рабочие условия Выключатели ВФ предназначены для внутренней обыкновенной среды согласно IEC 56-4 и CSN 35 4220 (от -10 до +35 °C). Описание выключателя (рис. 4.18.9 и 4.18.10, табл. 4.18.2) Выключатели типового ряда ВФ представляют собой трехполюсные силовые выключатели с изоляционной и гасящей средой элегаза. Они отличаются столбовой конструкцией с фронтально установленным приводом. Эта концепция позволяет использовать их в распределительных шкафах и в закрытых распределительных устройствах с камерами. Полюсные блоки устанавливаются на общем основном корпусе, в котором установлен механизм для передачи энергии от привода на контактные стержни. Пространство всех трех полюсных блоков соединено основным корпусом и наполняется с помощью одного впускного клапана. Конструкция верхней головки полюса одинакова для выключателей до 25 кВ и 31,5 кА. Для номинального тока до 1250 А она представляет собой эпоксидную отливку с токопроводящим залитым элементом, для номинального тока до 2500 А она изготовлена из алюминиевой отливки с охлаждающими ребрами и дополнительным охладителем. У выключателей 38 кВ и выключателей 12 кВ для 40 кА верхним выводом является полая алюминиевая отливка. Выключатели для закрытых распределительных устройств с камерами оснащены передвижным шасси, токопроводящими выводами являются присоединительные петушки. В распределительных шкафах основное исполнение выключателя установлено на передвижном шасси с фронтальной панелью и токопроводящие выводы оснашены выдвижными контактами. Выключатель оснащен аккумуляторным пружинным приводом, прикрепленным к основному корпусу и соединенным с помощью регулируемой тяги с общим валом полюсных блоков. В раме привода встроен комплект приводного механизма, в том числе принадлежности, в число которых входят элементы управления, вспомогательный выключатель, электромикродвигатель для аккумулирования энергии пружин, показатели состояния выключателя и состояния пружин и счетчики включения.
Привод имеет одну систему концентрических пружин сжатия, предназначенных для включения и выключения. Энергия аккумулируется в пружинах с помощью электромикродвигателя или вручную — с помощью ручки — примерно 45 оборотов для полного аккумулирования. Полностью сжатые пружины обладают энергией для коммутационной последовательности О-С-О (выключ.-включ.-выключ.). В случае последовательности С-0 (включ.-выключ.) дальнейшее включение блокировано, если не произошло дополнительное аккумулирование энергии пружин для возможности непосредственного выключения. Конструкция привода позволяет механическую блокировку от нежелательного повторного выключения и включения при постоянной команде «включение». 405 Для анкеровки Рис. 4.18.9. Геометрические размеры выключателя типа ВФ-12-38 кВ
Рис. 4.18.10. Выключатель типа ВФ-12-38 кВ фирмы АВВ (номинальный ток 800-2500 А, ток термической стойкости 16...40 кА): а — вид сбоку из коридора управления; б — вид спереди
Рис. 4.18.10. Выключатель типа ВФ-12-38 кВ фирмы АВВ (номинальный ток 800-2500 А, ток термической стойкости 16...40 кА): а — вид сбоку из коридора управления; б — вид спереди
Таблица 4.18.2. Основные технические данные выключателей типа ВФ Тип ВФ Напряжение, кВ Номинальный ток, кА номинальное испытательное А малой продолжительности Зс выключения ударный включения 12.08.16 12 35/75 800 20 16 63 63 12.12.16 12 35/75 1250 20 16 63 63 12.08.31 12 35/75 800 31,5 31,5* 80 80 12.12.31 12 35/75 1250 31,5 31,5* 80 80 12.25.31 12 35/75 2500 31,5 31,5* 80 80 12.12.40 12 35/75 1250 43,5 40** НО ПО 12.20.40 12 35/75 2000 43,5 40** 110 ПО 25.08.16 25 55/125 800 16 16 50 50 25.12.16 25 55/125 1250 16 16 50 50 25.08.25 25 55/125 800 25 25 80 80 25.12.25 25 55/125 1250 25 25 80 80 25.25.25 25 55/125 2500 25 25 80 80 38.08.16 38,5 80/180 800 20 16 50 50 38.12.16 38,5 80/180 1250 20 16 50 50 38.16.16 38,5 80/180 1600 20 16 50 50 Примечания: Номинальная частота.................50/ 60 Гц Полное время включения..............50 мс Полное время отключения.............75 мс * в цикле О-О, 3 с СО - 3 мин - СО..25 кА **при номинальном напряжении 7,2 кВ.43,5 кА Номинальное давление газа...........0,6 МПа / 20 °C 4.18.4. Элегазовый выключатель типа НВ Второй тип магнитной системы представлен выключателем типа НВ фирмы «Merlin Gevin», на котором остановимся особо, рис. 4.18.11, так как он использован в конструкции ВЭИ. В нем, как уже выше упоминалось, используется комбинированный принцип гашения дуги. При размыкании подвижного контакта 6 с пальцами неподвижного контакта 3 между ними образуется дуга, которая быстро переходит с пальцев на дугоприемное кольцо 4.
При этом в цепь включается катушка 2, которая с одной стороны присоединена к дугоприемному электроду 4, а с другой — к верхнему токопод-воду 1. Ток, протекающий по катушке, создает магнитное поле, под действием которого дуга начинает вращаться; ее опорные точки скользят по поверхности электрода 4 и торса контакта 6. Энергия, выделяемая в дуге, разогревает элегаз в объеме 5, давление элегаза растет и образуется поток элегаза через контакт 6 в нижнюю полость полюса. Этот поток обдувает дугу и гасит ее в один из переходов через нуль. Отключению небольших токов, при которых магнитное поле мало и энергия, выделяемая в дуге недостаточна для автогенерирования необходимого потока, способствует авто-компрессионный поток, который создается при движении поршня 7 в цилиндре сжатия 12 (поршень 7 жестко связан с подвижным контактом 6) Так как поршень 7 служит лишь для создания небольшого поддува при отключении малых токов, его использование не вызывает значительных нагрузок на привод. Такая конструкция обладает рядом преимуществ. Расположение дугогасительных контактов вне катушки магнитного дутъя позволяет выполнить их больших размеров, увеличивается ход системы, появляется возможность осуществить аксиальное дутье. Все это приводит к увеличению номинального рабочего напряжения и отключающей способности, что позволяет использовать данную конструкцию как прототип выключателя на 10 кВ с током отключения до 20 кА. Некоторым недостатком таких конструкций является то, что распределение индукции магнитного поля менее организовано, дуга вращается в полях рассеяния. Передача движения от привода к дугогасительному устройству в конструкции прототипа осуществляется изоляционной тягой. Поступательное движение тяги обеспечивается поворотом вала 9 на определенный угол. Как показала практика конструирования автоком-прессионных выключателей с аналогичным Рис. 4.18.11. Принципиальное устройство полюса выключателя типа НВ. 1 — токопроводы; 2 — катушка «магнитного дутья»; 3 — пальцы неподвижного контакта; 4 — дугоприемный электрод; 5 — область автогенерации давления; 6 — подвижный контакт; 7 — поршень; 8 — изоляционная тяга; 9 — вал; 10 — приводной рычаг; 11 — корпус полюса; 12 — цилиндр автокомпресси-онного устройства
вводом движения уплотнение при вращательном движении более надежно, чем при поступательном, все это позволяет получить малые утечки газа и использовать общий вал для управления всеми полюсами выключателя Корпус дугогасительного устройства выключателя при серийном производстве целесообразно изготавливать из литьевой смолы. Увеличение номинального тока достигается применением радиаторов на вводах и усилением втыч-ных контактов. 4.18.5. Выключатели фирмы «Siemens» (Германия) Выключатели нагрузки элегазовые до 24 кВ (рис.4.18.12...4.18.14) входят в состав КРУ. Основные технические характеристики КРУ фирмы «Siemens». Номинальное напряжение, кВ Номинальное рабочее напряжение, кВ Номинальная сила тока: главных цепей, А сборных шин, А отключения выключателя, кА термической стойкости, кА Время протекания тока термической стойкости, с: для главных цепей для заземляющих разъединителей Номинальная сила тока электродинамической стойкости, кА Номинальное напряжение вспомогательных цепей (постоянный/переменный ток), В Уровень изоляции Вид изоляции Наличие изоляции токоведущих частей Наличие выдвижных элементов в шкафах 6; 10 7,2; 12 630; 8004 1000; 1600 1600; 20004 3150 8; 12,5;20; 31,5 VD4; VF:16; 31,5; 40; 50 8; 12,5;20; 31,5 VD4; VF:16; 31,5; 40; 50 3 1 20,4; 32; 51; 81 VD4; VF: 80; ПО; 125 24; 48; 60; ПО; 220/110; 220 нормальная воздушная неизолированные шины с выдвижными элементами; без выдвижных элементов
Рис. 4.18.12. Внешний вид ячейки ВН с элегазовой защитой Вид линейных высоковольтных подсоединений..........................кабельные; шинные Условия обслуживания................ двухстороннее Степень защиты шкафа...................IP20 Вид управления.........................местное; дистанционное Наличие дверей в отсеке выдвижного элемента шкафа.........................с дверьми; без дверей Вид основных шкафов в зависимости......с выключателем высокого от встраиваемой аппаратуры и напряжения; с разъемны- присоединения ми контактами главной цепи; с трансформаторами с.н.; с трансформаторами напряжения; с шинными
Рис. 4.18.14. Неподвижные и подвижные контакты ВН КСО фирмы «Siemens»: а —• отключено; б — состояние включения контактной системы; в — включено
вводами; с кабельными в водами; с предохраните лями; со статическими конденсаторами; с разряд никами; со вспомогательным оборудованием и аппаратурой; комбинированные; с аппаратурой частичного замыкания нейтрали в сети 6-10 кВ: с R-C цепями; с низковольтной аппаратурой Тип встроенного выключателя: маломасляный с пружинным приводом......................*........ маломасляный с электромагнитным приводом .......................... ВК-10 ВКЭ-10 вакуумный с электромагнитным приводом.......................... вакуумный с пружинным приводом.... ВВЭ-10; BB/TEL-10 VD4 (идет подготовка к производству КРУ с этим выключателем) элегазовый с пружинным приводом......VF При использовании для защиты трансформаторного присоединения высоковольтных предохранителей других изготовителей следует обращать внимание на следующее: Размещение предохранителей внутри камер приводит к тому, что их длительно допустимый в эксплуатации рабочий ток должен быть меньше их номинального тока. Допустимая мощность потерь на каждый предохранитель, если через него протекает рабочий ток при температуре окружающей среды 40 °C, не должна превышать хх Вт и определяется из расчетной формулы: Pv = Рк (h / /n)2 < XX, (4.18.1) где PN — мощность потерь в предохранителе при /N; Р, — мощность потерь в предохранителе; /N — номинальный ток предохранителя; /ь — рабочий ток предохранителя. Номинальные токи высоковольтных предохранителей типа 3GD1 фирмы «Siemens» приведены в табл. 4.18.3. На рис. 4.18.15 и 4.18.16 приведены указатели и элементы управления ячейки 8DJ20, данные шильдов распредустройства — в табл. 4.18.4.
По выбору Гнезда штепсельных контактов с защитными накладками для подключения емкостного указателя отсутствия напряжения эксплуатации Крышка кабельного отсека Заземлено ОТКЛ. Не заземлено Рис. 4.18.15. Указатели и элементы управления ячейки 8DJ20 Блокировка крышки отсека силовых предохранителей Кулисы переключателя (по выбору с защитными накладками) для осуществления коммутаций с помощью переключающего рычага Мнемосхема главной токовой цепи ячейки с указателями положений переключателя Фирменный шильдик ячейки — Н Гнезда штепсельных контактов с защитными накладками для подключения емкостного указателя отсутствия напряжения Указатели положений переключателя Выключатель нагрузки отключен вручную Выключатель нагрузки отключен предохранителем или расцепителем Быстродействующий заземлитель (красный) Выключатель нагрузки (белый) Рычаг привода ВКЛ.
Стандартное исполнение Шарнирный или противорефлекс- ный рычаг (по выбору); для из- " EWHUMVWMIHII менения направления переклю- ... .<...' чения его необходимо пересты- ковать с рычагом привода. Минимальное время этого около 3 сек. Угловое исполнение для глубокого кабельного отсека с дополнительным кожухом при установке защитного разрядника или сдвоенного Т-образного штеккере Рис. 4.18.16. Переключающие рычаги трехпозиционного переключателя Сегодня по всему миру во всех климатических зонах только фирмой «Siemens» установлено более 5000 распределительных ячеек в 700 распределительных устройствах классов напряжений от 72,5 до 550 кВ. Их общая продолжительность эксплуатации в сумме составляет более 50000 лет (рис. 4.18.17 и 4.18.18, табл.4.18.5). Новое семейство изделий. В 1988 году были представлены первые экземпляры нового семейства элегазовых распределительных устройств: • 8DP3 для рабочих напряжений от 170 до 300 кВ; • 8DQ1 для рабочих напряжений от 362 до 550 кВ. В настоящее время эта серия дополняется новой серией • 8DN9 для рабочих напряжений от 72,5 до 145 кВ Впрочем, это самое маленькое распределительное устройство, которое когда-либо было выпущено для рабочих напряжений до 145 кВ. Гибкость — для широкой области применения. Одной из особенностей этой конструкции КРУЭ является высокая гибкость, за счёт оправдавшей себя модульной системы. В зависимости от эксплуатационного и функционально-технического назначения, оборудование размещено в корпусах отдельно или функционально скомбинировано. Соответствующие варианты исполнения удовлетворяют различным техническим требованиям к мощным КРУЭ, особенно для такой широко распространенной области применения, как 170 и 300 кВ. Малым количеством типов модулей можно реализовать все виды обычно используемых схем распредустройств Варианты модулей. Вплоть до рабочего напряжения 245 кВ используется модуль силового выключателя с одной дугогасительной камерой и со встроенным трансформатором тока.
Таблица 4.18.3. Номинальные токи высоковольтных предохранителей 3GD1 («Siemens») Трансформатор Температура окружающей среды, °C 40 800 sN, кВ-A Номинальный ток, А минимальный | максималь- 1 ный I минимальный I максимальный Номинальное напряжение 6/7,2 кВ 400 4 6 100 63 100 100 250 200 100 100 500 4 6 100 100 100 100 250 200 160 160 630 4 6 100 100 160 160 315 250 160 160 800 1000 6 6 160 160 160 200 250 315 200 250 1250 1600 6 6 315 250 250 315 315 315 315 315 (126) Номинальное напряжение 10/12 кВ 400 4 6 53 40 63 63 100 100 63 63 500 4 6 63 63 63 63 100 100 100 100 630 4 6 63 63 100 100 100 100 100 100 800 1000 6 6 100 100 100 100 (55) 100 100 (55) 100 100 (40) 1250 1600 6 6 100 (67) 100 (55) 100 (55) 100 (40) по запросу Номинальное напряжение 15/17,5 кВ (предохранители для 24 кВ) 400 4 6 40 25 25 25 63 40 40 40 500 4 6 40 40 40 40 63 63 40 40 630 4 6 40 40 63 63 63 63 63 63 800 1000 6 6 63 63 63 63 (35) 63 63 (35) 63 (25) 63 (25) 1250 1600 6 6 63 (44) 63 (35) 63 (35) 63 (25) по за просу
Окончание табл. 4.18.3 Трансформатор Температура окружающей среды, °C 40 800 Номинальный ток. А Sn, кВ-А t/к, минималь- максималь- минималь- 1 максималь- % ный ный ный | ный Номинальное напряжение 24 кВ 400 4 100 100 250 100 6 63 100 200 100 500 4 100 100 250 160 6 100 100 200 160 630 4 100 160 315 160 6 100 160 250 160 800 6 160 160 250 200 1000 6 160 200 315 250 1250 6 315 250 315 315 1600 6 250 315 315 315 (126) Таблица 4.18.4. Данные фирменных шилъдов распредустройства, расположенных сверху: внутри отсека привода; снизу: на лицевой панели ячейки (примеры) Номинальное напряжение, кВ 7,2 12 15 17,5 24 Уровень изоляции 2 2 ANSI 2 2 Номинальное выдерживаемое переменное напряжение, кВ 20 28 36 38 50 Номинальное выдерживаемое импульсное напряжение, кВ 60 75 95 95 125 Номинальный ток*, А 200 200 200 200 200 Номинальный включаемый ток КЗ, кА 25 25 25 25 25 Номинальный кратковременно выдерживаемый ток, 1 с, кА 10 10 10 10 10 Температура окружающей среды**, °C МИН. -50 макс +80 * соотношение с высоковольтными предохранителями ** температура воздуха в помещении подстанции (предельные значения)
Рис. 4 18.17. Элегазовые распределительные устройства: а — распределительное устройство 8DQ1 на рабочее напряжение 550 i В и высокую мощность отключения; б — распределительное устройство 8DN8 на рабочее напряжение 145 кВ; в — распределительное устройство 8DN9 на рабочее напряжение 123 кВ; г — распределительное устройство 8DQ1 на рабочее напряжение 420 кВ

б Рис. 4.18.17. Элегазовые распределительные устройства: 8 — распределительное устройство 8DQ1 на рабочее напряжение 550 кВ и высокую мощность отключения; б — распределительное устройство 8DN8 на рабочее напряжение 145 кВ; в — распределительное устройство 8DN9 на рабочее напряжение 123 кВ; г — распределительное устройство 8DQ1 на рабочее напряжение 420 кВ
г Рис. 4.18.17. Окончание б д Рис. 4.18.18. Распределительные устройства: а — 8DN9, б — 8DN8, в — 8DP3; г —8DQ1; д —8DR1
Таблица 4.18.5. Распределительные устройства Характеристики Тип распределительных устройств 8DN9 8DN8 8DP3 8DQ1 8DR1 Ширина ячейки, мм 1200 1400 2200 3600 4500 Номинальное напряжение, кВ до 145 до 170 до 300 до 550 до 800 Номинальное выдерживаемое переменное напряжение (одноминутное), кВ до 275 до 325 до 460 до 740 до 950 Номинальное выдерживаемое напряжение грозового импульса, кВ до 650 до 750 до 1050 до 1550 до 2100 Номинальное выдерживаемое напряжение коммутационного импульса, кВ — — до 850 до 1250 до 1550 Номинальный (рабочий) ток сборных шин, А до 3150 до 3150 до 5000 до 6300 до 8000 Номинальный (рабочий) ток вводов, А до 2500 до 2500 до 4000 до 4000 до 5000 Номинальный ток отключения, кА до 40 до 40 до 50 до 63 до 63 Номинальный кратковременный ток, кА до 40 до 40 до 50 до 63 до 63 Номинальный ударный ток, кА до 100 до 100 до 135 до 170 до 170 Давление элегаза (избыточное давление), распределительное устройство, бар до 4,3 до 4,4 до 4,0 до 4,3 до 4,3 Давление элегаза (избыточное давление), силовой выключатель, бар до 6,0 до 6,5 до 6,0 до 6,5 до 6,5 Профилактический осмотр, лет > 20 > 20 > 20 > 20 > 20 Напряжения выше 245 кВ, а также большие коммутационные мощности, требуют две дугогасительные камеры на каждый полюс силового выключателя. Поэтому возможна поставка модуля силового выключателя двух исполнений. Площадь оснований для установки КРУЭ должна быть как можно меньше. Поэтому с модулями силовых выключателей с двумя дугогасительными камерами применяются отдельные модули трансформаторов тока. Тоководы этих типов КРУЭ герметизированы пофазно. Для сборных шин (рис. 4.18.19) в зависимости от технической необходимости и требований имеются 2 варианта исполнения: • пофазно изолированные сборные шины для сильноточных установок и для однополюсного исполнения КРУЭ; • трехфазно изолированные сборные шины, оправдавшие себя на фирме «Siemens» за 20 лет выпуска КРУЭ.
Рис. 4.18.19. Сборные шины элегазовые В соответствии с этим и модули разъединителей могут поставляться двух различных видов исполнения. Общее для всех вариантов исполнения это исключительно компактная конструкция. Во всех исполнениях всегда применяются только однополюс-но герметизированные модули. Электрические характеристики модулей приведены в табл. 4.18.6. Первый профилактический осмотр следует производить не ранее чем через 20 лет работы. Это в значительной степени помогает снизить расходы на эксплуатацию. На рис. 4.18.20...4.18.23 приведены примеры ячеек и порядок подключений оборудования к выключателям. Элегазовые выключатели 72,5—800 кВ. Заключенные в металлическую оболочку, силовые выключатели КРУЭ (рис. 4.18.24) напряжением от 72,5 до 800 кВ имеют два главных модуля, общих с оправдавшими себя силовыми выключателями наружной установки: • дугогасительная камера с соплами и дутьевыми поршнями для дугогасительной среды; • электрогидравлическая система привода. Конструкция модуля силового выключателя зависит в значительной степени от того, сколько дугогасительных камер должно быть использовано на один полюс. В 95% всех случаев применения трансформатор тока устанавливается в пределах ячейки, на отходящей стороне выключателя
Таблица. 4.18.6. Электрические характеристики Номинальное напряжение, кВ 7,2 12 15 17,5 24 36/40,5 Уровень изоляции Сп.2 Сп.2 ANSI Сп.2 Сп.2 Сп.2 Номинальное выдерживаемое напряжение, 50 (60) Гц, кВ 20 28 36 38 50 70/80 Номинальное ударное напряжение грозового разряда, кВ 60 75 95 95 125 170/185 Номинальный ток отключения при КЗ, кА 40 40 31,5 25 31,5 31,5/25 Номинальный кратковременный ток, 3 с, кА 40 40 31,5 25 31,5 31,5/25 Номинальный ток включения при КЗ, кА 110 ПО 80 63 80 80/63 Номинальный ток сборной шины, А 3150 3150 2500 2500 2500 2500 Номинальный ток присоединений, А 2500 2500 2500 2500 2500 2500 Габариты, мм. ширина 600 600 600 600 600 600 высота, минимальная 2250 2250 2250 2250 2250 2250 глубина 1525 1525 1525 1525 1525 1525 Примечание: Сп.2 — по спецификации; ANSI — по стандарту Американского национального института стандартизации. Поэтому, обычно, высоковольтная часть силового выключателя и трансформатор тока заключены в один корпус. При этом находящийся под давлением элегаз в корпусе выполняет роль высоковольтной изоляции Для высших напряжений и/или больших мощностей силовой выключатель выполняется с двумя дугогасительными камерами на один полюс. При таком исполнении модуля, трансформатор тока не встроен в корпус, чтобы сохранить его габариты, по возможности, как можно меньшими. Таким образом, это не сказывается на габаритах ячейки. Независимого от того, одна или две последовательно включенных дугогасительных камер установление в выключателе, всегда используется одна и та же конструкция дугогасительной камеры. Электрогидравлическая система привода силового выключателя, во всех этих случаях исполнения, расположена снаружи модуля на потенциале земли. Все необходимые для управления и контроля силового выключателя элементы находятся в шкафу управления выключателем. При этом каждый
в ь н 1700 800 1360 1660 800 1760 Рис. 4.18.20. Один из вариантов комплекта элегазовых ВН для двухлучевых отечественных РУ ТП 6... 10 кВ Ячейка для подключения кабеля, установка с двойной системой сборных шин Ячейка для подключения кабеля, установка с тройной системой Для подключения трансформатора Рис.4.18.21. Примеры подключения оборудования в РУ
д Рис. 4.18.21. Окончание Рис. 4.18.22. Выключатель с кабельным вводом: 1 — шкаф управления; 2 — кабельный ввод; 3 — дугогасительная камера; / с. Ш. — первая система шин; II с. ш. — вторая система шин
Л Рис. 4.18 23. Выключатель, питающийся от двух систем шин: а — общий вид; б — электрическая схема трехполюсный модуль силового выключателя имеет один общий шкаф управления. Выше шкафа управления расположен шкаф контроля давления элегаза, который объединяет элементы контроля элегаза всей ячейки. Элементы контроля элегаза силового выключателя находятся в шкафу управления выключателя. Необходимые для газоплотной заделки модуля силового выключателя конусные литые проходные изоляторы относятся к модулям установки, которые присоединяются к силовому выключателю.
Рис. 4.18.24. Модуль силового выключателя (однополюсный) а —с одной дугогасительной камерой и с трансформатором тока в общем газовом объеме, представлен частично в разрезе; б — с двумя дугогасительными камерами в общем газовом объеме, представлен частично в разрезе Модуль подключения трансформатора. • Изготовитель трансформатора поставляет изоляторы вместе с трансформаторами с соответственными первичными подключениями, а также газоплотные модули подключения. • Изготовитель КРУЭ обеспечивает поставку и монтаж корпуса модуля КРУЭ, первичную связь с КРУЭ, включая экранирующий кожух и необходимый элегаз для заполнения модуля.
Этот вид прямого подключения трансформатора предполагает, что фундаменты КРУЭ и трансформатора имеют одинаковую осадку. В идеальном случае оба фундамента жестко связаны между собой. Температурные расширения выравниваются за счет компенсаторов, которые можно встроить между КРУЭ и модулем подключения трансформатора (рис. 4.18.25, а). Модуль подключения воздушной линий (рис. 4.18.25, б)даёт возможность перехода от КРУЭ высокого напряжения к воздушной линии электропередачи. Для этого используются проходные фарфоровые изоляторы для высокого напряжения, которые соответствуют уровню напряжения и имеют необходимое число юбок, т.е. обеспечивают изоляционное расстояние и длину пути утечки для воздушной изоляции. Фарфоровые проходные изоляторы подключаются к КРУЭ через соответствующий угловой модуль. Разброс точек подключения трех фаз на необходимое расстояние для изоляции проводников достигается за счет соответственно развернутого расположения однополюсно герметизированных модулей подключения ВЛ. В противоположность подключения к модулям кабеля и трансформаторов, изготовитель КРУЭ поставляет комплектные модули подключения ВЛ. Модули подключения ВЛ приспособлены для-. • подсоединения ячеек ВЛ высокого напряжения; • подключения к силовым трансформаторам или реакторам с фарфоровыми изоляторами; а б Рис. 4.18.25 Подключение модулей а — компенсаторов; б — воздушной линии
• подключения концевых кабельных муфт наружной установки. Специфические особенности оборудования' • Применение алюминиевых кожухов, обеспечивающих защиту от прикосновения. • Безопасный доступ к приводу и вторичным компонентам трансформаторов, размещенным вне защитного кожуха. • Трансформатор тока и напряжения с высокими диэлектрическими и термическими характеристиками. • Использование элегаза только в качестве изолирующей среды. • Дозаправка элегазом производится не ранее, чем через 10 лет без прерывания работы. • Внутри защитного кожуха размещены лишь простейшие элементы привода, не требующие технического обслуживания. • Вакуумные силовые выключатели установлены стационарно. • Металлический кожух на каждом полюсе препятствует появлению междуфазных КЗ. • Благодаря использованию кожухов на каждом полюсе возможно применение кольцевых трансформаторов тока. • Измерение напряжения производится с помощью емкостных делителей напряжения или индуктивных трансформаторов напряжения. • Сокращение числа функциональных элементов за счет использования трехпозиционных выключателей. • Устойчивое заземление с использованием вакуумных силовых выключателей. • Возможно использование кабельных штекерных присоединений и шинных соединений с зашитой от прикосновения. • Возможно присоединение обычных кабельных концевиков и шин с воздушной изоляцией. • Возможно применение продольного разделения сборных шин и проведение измерений на сборной шине без дополнительных устройств. • Модульный принцип конструкции обеспечивается за счет применения стандартных резервуаров. • Одинаковые размеры шкафов для напряжения от 7,2 до 36/40,5 кВ. • Ширина одного шкафа составляет всего 600 мм. • Замену сборной шины можно проводить без перерывов в работе • Поперечное соединение сборной шины только в одном шкафу.
Система привода. Надежная электрогидравлическая система, оправдавшей себя конструкции, удовлетворяет всем требованиям, которые предъявляются сегодня к современным силовым выключателям высокого напряжения: • одна комплектная система; • высокая надёжность и отсутствие необходимости в обслуживании; • никакого шума; • настройка на любую стандартную последовательность коммутаций; • оптимальная механика передвижения в силовом выключателе; • пуск и демпфирование без дополнительных гидравлических устройств; • самоконтроль. КРУЭ типа 8DP3 обслуживают различные уровни напряжения, и, как правило, возникают разнообразные дополнительные требования к контролю ячейки и специальные необходимые по эксплуатационным условиям пожелания исполнения. Модуль одной фазы выключателя 72,5-800 кВ приведен на рис. 4.18.26. Отдельно стоящий местный шкаф управления (рис. 4.18.27) почти всегда имеет достаточно места для выполнения этих дополнительных требований. В исключительных случаях местный шкаф управления, в уменьшенных размерах, может быть встроен в лицевую сторону ячейки. Это даёт го преимущество, что вся обвязка может быть выполнена на заводе-изгото- Рис. 4.18.26. Модуль одной фазы выключателя 72,5...800 кВ
Система привода. Надежная электрогидравлическая система, оправдавшей себя конструкции, удовлетворяет всем требованиям, которые предъявляются сегодня к современным силовым выключателям высокого напряжения: • одна комплектная система; • высокая надёжность и отсутствие необходимости в обслуживании; • никакого шума; • настройка на любую стандартную последовательность коммутации; • оптимальная механика передвижения в силовом выключателе; • пуск и демпфирование без дополнительных гидравлических устройств; • самоконтроль. КРУЭ типа 8DP3 обслуживают различные уровни напряжения, и, как правило, возникают разнообразные дополнительные требования к контролю ячейки и специальные необходимые по эксплуатационным условиям пожелания исполнения. Модуль одной фазы выключателя 72,5-800 кВ приведен на рис. 4.18.26. Отдельно стоящий местный шкаф управления (рис. 4.18.27) почти всегда имеет достаточно места для выполнения этих дополнительных требований. В исключительных случаях местный шкаф управления, в уменьшенных размерах, может быть встроен в лицевую сторону ячейки Это даёт то преимущество, что вся обвязка может быть выполнена на заводе-изгото- Рис. 4.18.26. Модуль одной фазы выключателя 72,5...800 кВ
O6opy<jn*u*;,r nr.dcntitmpiu u <гекк^че1\ч remeit Рис. 4.18.27 Привод совмещен c выключателем вителе. Ячейка таким образом может быть поставлена полностью готовой к подключению. Но это еще и означает, что из-за ограниченной площади, могут быть расположены только обязательно необходимые элементы для управления и контроля, а от всех специальных пожеланий придется отказаться. Дугогасителъная камера (рис.4.18.28). Применяемые в выключателях дугогасительные камеры давно оправдали себя на практике и одновременно находятся на современном уровне технологии. При разработке конструкции дугогасительной камеры были учтены как результаты многолетнего опыта эксплуатации, так и результаты новейших исследований физики плазмы. Она была уже много раз использована в традиционных силовых выключателях наружной установки, а также в КРУЭ на напряжение от 72,5 до 800 кВ. Рис. 4.18.28. Дугогасительная камера выключателя: 7 — контактные трубы; 2 — дутьевой поршень; 3 — дутьевой цилиндр; 4 — токопроводы
Для этих новых типов КРУЭ и новой серии силовых выключателей была оптимизирована основа технической концепции дутьевых поршневых выключателей. Нынешняя высокомощная контактная система с расположенными друг против друга графитными гасительными соплами, осталась при этом неизменной. Но новые результаты исследовательской работы сделали возможным значительно снизить расходы энергии на коммутации. Дугогасительная камера в основном состоит из: • двух неподвижных токоведущих контактных труб с гасительными соплами, расположенные друг против друга; • подвижной трубчатой перемычки кольцеобразно расположенными внутри подпружиненными, пальцеобразными контактами; • неподвижно закрепленного дутьевого поршня; • подвижного дутьевого цилиндра. Все это устройство заключено в корпус из изоляционного материала (в КРУЭ), или из фарфора (в силовых выключателях наружной установки). Снаружи к корпусу подключены токопроводы, обеспечивающие электрическую связь с соседними модулями. Подвижные части дугогасительной камеры приводятся в движение штангой от электрогидравлической приводной системы силового выключателя. Наружные токопроводы, обе контактные трубы и пальцеобразные контакты в трубчатой перемычке образуют токовую цепь внутри силового выключателя. Установленные в трубчатой перемычке пружины при этом прочно прижимают пальцеобразные контакты к трубе, так что обеспечивается надёжный контакт. Во время процесса отключения — за счет движения дутьевого цилиндра относительно неподвижного дутьевого поршня — происходит сжатие газа в дутьевом цилиндре. Дутьевой цилиндр охватывает при этом гасительное устройство как камера сжатия. Дуга, которая горит при размыкании между гасительными соплами и коммутационными контактами, за счет потока газа и за счёт собственных электродинамических сил направляется в гасительные сопла и гасится. Система привода. Надежная электрогидравлическая система, оправдавшей себя конструкции, удовлетворяет всем требованиям, которые предъявляются сегодня к современным силовым выключателям высокого напряжения: • одна комплектная система; • высокая надёжность и отсутствие необходимости в обслуживании; • никакого шума; • настройка на любую стандартную последовательность коммутаций, • оптимальная механика передвижения в силовом выключателе; • пуск и демпфирование без дополнительных гидравлических устройств; • самоконтроль.
Ос. „ . . ---- ,------ . За счет сниженного расхода энергии на коммутации и дальнейшей разработки дугогасительной камеры, появилась возможность сконструировать гидропривод еще более компактным: • применяемое до сих пор двухступенчатое управление с упреждением было заменено одноступенчатым управлением с упреждением; • отпала необходимость в целом ряде внешних соединительных труб; • стало возможным уменьшить объем маслобака. Это означает меньше компонентов, меньше мест уплотнении и значительный плюс к надежности эксплуатации. Привод работает под давлением масла, которое постоянно действует на меньшую поверхность дифференциального поршня. Через гидравлические клапаны с электроприводом заполняется большая поверхность поршня маслом под давлением, либо без давления, что определяет направление движения. Система управления. Блок управления силового выключателя и блок контроля давления элегаза ячейки во всех видах исполнения КРУЭ 8DP3 высокого напряжения встроены с лицевой стороны. Необходимый местный шкаф управления в большинстве случаев расположен свободно стоящим напротив лицевой стороны ячейки. Местный шкаф управления содержит все необходимые устройства для управления и контроля ячейки В основном осуществляя следующие функции: • активирование всех коммутационных аппаратов ячейки на уровне ячейки и дистанционно по цифровым каналам с главного щита управления. Выполнимы только допустимые переключения; • оптические сообщения через световые диоды или сигнальные табло; • показания величины тока и напряжения, возможно ещё и показание величины мощности; • защита всех вторичных цепей. Одним из основных элементов в местном шкафу управления является электронный прибор защиты от неправильных переключений, в котором наряду с элементами активирования, находятся все электрические блокировки ячейки. Эта блокировка надежна от ошибок, т.е. при правильном активировании недопустимые переключения исключены. Один на все РУ центральный блок защиты от неправильны? переключений перенимает при этом на себя задачи блокировки, выходящие за пределы функции ячейки, и контрольные функции системы. Через прибор защиты от неправильных переключений могут активироваться все коммутационные аппараты ячейки с места, со щита управления или с дистанционного центра управления.
На рис 4.18.29...4.18.31 приведены подключения ячеек выключателей к оборудованию. На рис 4.18.32 приведена КРУЭ сборных шин. Модуль трансформатора (рис. 4.18.33). В КРУЭ высокого напряжения по физико-техническим причинам предпочитают использование ин-цуктивных трансформаторов напряжения. В наших КРУЭ 8DP3 каждый однофазный индуктивный трансформатор напряжения находится в отдельном корпусе и образует свой собственный газоплотный модуль. Трансформатор напряжения состоит в основном из: • одного стального сердечника; • одной вторичной обмотки, или больше, на одном стержне; • первичной обмотки. Находящийся под давлением элегаз внутри модуля образует изоляцию против высокого напряжения. Связь с шиной установки высокого напряжения осуществляется токоп-роводом, который встроен в газоплотный проходной изолятор. Вторичные подключения также выведены через газоплотные проходные фланцы к клеммному шкафу. Контроль давления элегаза осуществляется, как правило, совместно с контролем газа одного соседнего модуля установки. Для этого прокладывают внешнюю газовую соединительную трубу. Трансформатор тока (рис. 4.18.34). В высоковольтных КРУЭ применяются исключительно однофазные индуктивные трансформаторы тока. В КРУЭ серии 8DP3 они вмонтированы в модуль силового выключателя вместе с частью высокого напряжения силового выключателя, или же они имеют свой отдельный корпус и называются тогда модули трансформатора тока Трансформаторы тока большей частью встраиваются на отходящей стороне силового выключателя. У однопроводникового трансформатора тока проведённый прямо проводник тока выполняет функцию первичной обмотки с одним витком. Находящийся в модуле под давлением элегаз образует при этом изоляцию против высокого напряжения. Переключение на различные коэффициенты трансформации возможно через вторичные подключения трансформатора тока, которые выведены через газоплотные фланцы в клеммный шкаф. Каждый трансформатор тока может иметь несколько стальных сердечников, каждый с одной вторичной обмоткой. Число сердечников зависит от первичного тока, класса и мощности единичного сердечника.
a б Рис. 4.18.29. Камеры ячеек: а — ячейка для подключения кабеля, установка с двойной системой сборных шин с обходной шиной; б — для подключения ВЛ; в — секционная ячейка, установка с двойной системой сборных шин. Различие исполнения: вид изолирования сборных шин, с/без заземлителя сборных шин; г — ячейка выполнена по полуторной схеме, или с кольцевой схемой шин. Различие исполнения: вид изолирования сборных шин, вид исполнения силового выключателя
Рис. 4.18.30. Варианты ячеек (а, в, д) и их схемы (б, г, е) : a— секционная ячейка, установка с двойной системой сборных шин; — ячейка для подключения кабеля, установка с тройной системой сборных шин; д—ячейка для подключения кабеля выполнена по полуторной схеме, или с кольцевой схемой шин
Примечание: позиции ж, и, л — характерны для выключателей типа 8DQ1 Рис. 4.18.31 Ячейки КРУЭ (а, в, <3, ж, и, л) и их схемы (б, г, е, з, к, м): a — ячейка для подключения кабеля, установка с двойной системой сборных шин; в — ячейка для подключения кабеля, установка с двойной системой сборных шин с обходной шиной; д — ячейка для подключения кабеля, установка с двойной системой сборных шин с байпасом; ж — секционная ячейка, установка с двойной системой сборных шин; и — ячейка для подключения кабеля, установка с тройной системой сборных шин; л — ячейка для подключения кабеля выполнена по полуторной схеме, или с кольцевой схемой шин
Рис. 4.18.31. Окончание ill ш 1
б a Рис 4.18.32. КРУЭ сборных шин: а — общий вид; б — схема Рис. 4.18.33. Модуль трансформатора напряжения
Рис. 4.18.34. Модуль транформатора тока Заземлитель (рис. 4.18.35). Заземлители в этих типах КРУЭ выполнены в виде «штифтовых заземлителей». При этом штифтовой заземлитель при включении, в процессе движения вперед, вдвигается в противоположный контакт токоведущей системы Использование заземлителей предпочтительнее в комбинации с разъединителями, но они могут также применяться как самостоятельные модули, или же могут быть встроены в модули сборных шин. Принципиально, с точки зрения бе- Рис. 4.18.35. Заземлитель зопасности, все заземлители снабжены одним приводным двигателем для трех полюсного аппарата. Но возможно также оснащение каждого полюса за- землителя собственным приводным двигателем.
4.18.6. Элегазовый выключатель NXA-24 Общий вид выключателя NXA-24, примеры монтажных исполнений, а также его крепление на опоре ВЛ приведены на рис. 4.18.36...4.18.38, а на рис. 4.18.39 — схема дистанционного управления разъединительным пунктом с выключателем NXA-24 Стандартные принадлежности: • штекерный силиконовый изолятор; • сигнальный контакт заниженного давления; • скобы для подвески; • клеммные шинки; • клемма заземления; • рычаг управления; • рым-болты. по “sealed pressure system" норм МЭК 56. Это значит, что во время срока службы изделия газ не нужно добавлять. Рис. 4.18.36. Выключатель элегазовый типа NXA-24

Рис. 4.18.38. Выключатель NXA-24 на опоре ВЛ Рис. 4.18.39. Система дистанционного управления разъединительным пунктом с выключателями NXA-24
Рис. 4.18.38. Выключатель NXA-24 на опоре ВЛ Рис. 4.18.39. Система дистанционного управления разъединительным пунктом с выключателями NXA-24
Дополнительные принадлежности: • ручной привод; • моторный привод; • пружинный механизм, применимый для магнита отключения; • магнит отключения; • блок-контакты; • реле тока повреждения; • токовый датчик для индикации тока повреждения; • вентильные разрядники с крепежом; • траверса с принадлежностями для крепления и заземления; • комплект подъемных средств. Технические характеристики выключателя NXA-24: Уровень изоляции Номинальное напряжение, кВ..............................24 Одноминутное напряжение промышленной частоты, кВ. между фазами и на землю........................... 50 между разомкнутыми контактами.......................60 Стойкость к воздействию импульса напряжения, кВ: между фазами и на землю............................25 между разомкнутыми контактами...... ........ 145 Токовые характеристики Номинальный ток, А.............................. ... 630 Номинальная отключающая способность, 100 операций ВО, А.....................................630 Ток отключения замкнутого кольца, А.................. 630 Ток отключения ненагруженной воздушной линии, А................................... 50 Ток отключения ненагруженного кабеля, А.................50 Ток отключения ненагруженного трансформатора, А.................. ....................21 Характеристики КЗ Ток термической устойчивости 3 с, кА .................. 16 Ток динамической устойчивости пик, кА...................40 Ток включения на короткое замыкание, кА............... 40
Обьру /'итгсг/гцйй и элвКтри ы)«а; 4.18.7. Приборы для обеспечения работы элегазовых выключателей Сигнализатор плотности элегаза (СПЭ) предназначен для оценки плотности элегаза в герметизированных объемах элегазового оборудования (рис. 4.18.40). Применяется в электроэнергетике, в том числе в комплектных распределительных устройствах (КРУЭ). Используется: • как устройство контроля и диагностики состояния оборудования, • в системах противопожарной автоматики. Выдача предупредительного и аварийного сигналов при выходе значений плотности за задние пределы. Плотность определяется по результатам замены значений давления и температуры в объемах. Сигналы выдаются посредством замыкания «сухих» контактов реле. Пределы значений давления для каждого из объемов различны (в зависимости от типа КРУЭ и назначения устройства).
Состав прибора: блок измерительный (БИ); датчики давления и температуры, устанавливаемые на контролируемых объемах (до 15 шт.). Преимущества: • простота и удобство в обращении; • индикаторное отображение значений плотности, давления и температуры в каждом из контролируемых объемов, • цифровой канал связи со внешними устройствами сбора информации (RS 458); • высокая степень точности; • устойчивость к воздействию электромагнитных полей. Основные технические характеристики: Диапазон измерений плотности, г/дм'.......................... 11...60 Диапазон измерения давления (избыточного), Па..........2105...7105 Диапазон измерения температур, °C......................5 (-40)...56 Погрешность измерения плотности, не более. %............. 1,7 Давление окружающей среды. Па..........................133,3...!О6 Температура окружающей среды,°C .. .......... 1 (-40)...40 (70) Средняя наработка на отказ, не менее, ч.................. 15000 Питание.............................................-220 В. 50 Гц Потребляемая мощность, не более, В-А....................... 100 Масса, не более, кг............ .... .........27,6 Габариты, мм: датчик давления и температуры... ........111120x110 блок индикации................................ ..1,50x180x350 Устройство учета ресурса выключателей (УУРВ) (рис 4.18.41) предназначено для учета механического и коммутационного ресурса высоковольтных выключателей комплектных распределительных устройств (КРУЭ). Устройство регистрирует: • количество и уровни отключаемых выключателем токов короткого замыкания (коммутационный ресурс); • число срабатываний привода выключателя, как на включение, так и на выключение (механический ресурс). Устройство обеспечивает запоминание и отображение регистрируемой информации, ее сохранение при пропадании питания. УУРВ изготавливаются на номинальные токи 1 и 5 А.
Рис. 4.18.41 Устройство учета ресурса выключателей (УУРВ) Основные технические характеристики: Число счетчиков механического ресурса........................ 1 Число счетчиков коммутационного ресурса (по разным установкам тока короткого замыкания)...............5 Рабочий диапазон температур, °C............... ......... -10...+40 Рабочий диапазон давлений, мм рт. ст . .............400...800 Погрешность срабатывания, менее, %......................... 5 Питание.............................................-220 В, 50 Гц Потребляемая мощность, не более, В-А.........................30 Масса, не более, кг..................................... 4,5 Габариты , мм......... ................ .. 207x320x116 Прибор контроля приводов элегазовых выключателей (рис. 4.18.42) предназначен для измерения характеристик приводов выключателей в процессе их функционирования: • при разработке и исследованиях; • при приемке ОТК завода-изготовителя; • при ремонте и настройке в эксплуатирующих организациях; • при диагностике состояния приводов. Преимущества: Ф Многофункциональность.
шФ Цифровая индикация показаний. шФ Возможность осциллографирования процесса замыкания (размыкания). и* Большое число измеряемых характеристик (при включении и отключении): □ полный ход (перемещение) контактов; □ ход подвижного контакта в неподвижном; О мгновенная скорость движения контактов в момент их замыкания или размыкания; □ максимальная скорость движения контактов; 0 средняя скорость движения контактов на задаваемом участке хода; □ собственное время включения (отключения). щ*- Определение разновременности срабатывания выключателей каждой из фаз. Состав прибора: • блок обработки индикации; • датчик, устанавливаемый на штоке привода выключателя Рис. 4.18.42. Прибор контроля приводов элегазовых выключателей
Основные технические характеристики: Диапазон измерения хода контактов, мм ...... . 100...250 Погрешность измерения хода, не более, мм .. . ±1 Диапазон измерения скорости, м/с.......................... 0 10 Погрешность измерения скорости, не более, м/с .. .. ±0,1 Рабочий диапазон температур, °C......... -30...+50 Срок службы, не менее, лет. ........ 10 Питание...... . . -220 В, 50 Гц Масса, не более, кг: датчика .. ... 0,7 прибора....... . .. ....5 Габариты прибора, мм ..150x180x350 4.18.8. Техника безопасности при эксплуатации элегазовых выключателей в ЗРУ Химически чистый элегаз не имеет запаха. Так как он тяжелее воздуха, то при утечке скапливается на уровне пола, в кабельных каналах, подвалах и т.п. Скапливаясь, элегаз вытесняет воздух, и персонал, оказавшись в месте скопления элегаза, почувствует только недостаток кислорода, в результате чего может наступить удушье. Необходимо помнить, что противс газ в этом случае не может оказать пострадавшему помощь Ему необходимо обеспечить доступ свежего воздуха Поэтому дежурный персонал при входе в помещение РУ, где обнаружена утечка элегаза, должен обязательно включить вентиляцию. Проверка отсутствия элегаза в помещении должна проводиться с помощью горящей спички или свечи. Горение спички или свечи на уровне пола показывает отсутствие опасной концентрации элегаза и разрешает вход в помещение. Поэтому проведение работ (в том числе и оперативных переключений) в помещениях РУ, где обнаружена утечка элегаза, возможно только при включенной приточно-вытяжной вентиляции и применении индивидуальных средств защиты. Это объясняется тем, что выбросы элегаза в атмосферу в случае прожига резервуаров выключателя, разрывов предохранительных мембран и т.д. могут быть загрязнены продуктами разложения. В продуктах разложения элегаза электрической дугой содержатся активные высокотоксичные фториды и сернистые соединения. Наличие продуктов разложения обнаруживается по неприятному едкому запаху Эти химические соединения в газообразном и твердом состояниях чрезвычайно опасны для человека.
4.19. Приводы силовых выключателей 4.19.1. Управление силовыми выключателями Приводы служат для включения и отключения выключателей за счет энергии, поступающей в них от внешнего источника. По виду используемой энергии они могут быть электромагнитными, пневматическими и пружинными. По способу включения и отключения выключателей приводы подразделяют на полуавтоматические, осуществляющие включение выключателя с помощью приложения мускульной силы, а отключение как дистанционно от ключа (устройства репейной защиты), так и вручную, и автоматические, осуществляющие включение и отключение выключателя дис анционно (от релейной защиты), а также отключение вручную. Основными частями привода являютп • силовое устройство, служащее для преобразования подведенной к приводу энергии в механическую, • операционный и передаточный механизмы, служащие для передачи движения от силового устройства к механизму’ выключателя и для удержания его во включенном положении; • отключающее устройство. 4.19.2. Параметры приводов, выпускаемых в РФ Приводы к выключателям переменного тока высокого напряжения в зависимости от вида энергии, используемой для осуществления операции включения выключателя, делятся на: а) ручные приводы прямого действия ПРА, ПРЕД, ПР; б) электромагнитные приводы постоянного тока ПЭ, ШПЭ; в) пружинные приводы ПП-67, ППВ-10; г) пневматические приводы ПВ, ШПВ. Приводы к выключателям соответствуют ГОСТ 687-78. Приводы к выключателям имеют исполнения для внутренней и наружной установки. Приводы для наружной установки являются приводами внутренней установки, помещенными в специальные шкафы, предохраняющие от попадания пыли и влаги. К маркировке привода наружной установки добавляется буква Ш. Привод типа ПРА-17 — ручной, снабжен механизмом свободного расцепления, имеет электромагнит для дистанционного отключения. Привод предназначен для управления выключателями нагрузки типа ВИ-16, ВНП-16, ВНП-17, ВН-11
Привод типа ПР-17 — ручной, рычажный, со свободным расцеплением. Предназначен для включения и отключения выключателей нагрузки и заменяет привод ПРА-17 в случае, когда не требуется дистанционное отключение. Привод типа ПП-67 — пружинный с заводом от двигателя, может быть установлен с выключателем, имеющим при включении максимальный статический момент на валу до 400 Н-м и статическую работу включения не выше 200 Дж. Угол поворота вала привода 120...155°. Включение выключателя происходит за счет энергии цилиндрических пружин, которые автоматически взводятся электродвигателем через редуктор после каждого включения. Демпфер включения выполняется пружинного типа. Предельный ток включения с точки зрения работы привода определяется уравнением X- привел' (4.19.1) где цкт— скорость в момент прохода положения, соответствующего посадке механизма на защелку привода; Р, а — средняя электродинамическая сила, действующая на подвижную токоведущую часть; Нк — ход в контактах Операции по включению, отключению и повторному включению осуществляются дистанционно оператором или соответствующим автоматическим устройством с помощью приводных устройств или приводов, которые у всех выключателей, кроме воздушных, состоят из следующих частей: отключающих пружин, напряженных в положении «включено»; устройства, запирающего подвижную часть выключателя в положении «включено»; устройства, освобождающего подвижную часть выключателя при отключении; двигателя, выполняющего работу включения, в качестве которого используют электромагнит, пневматическое поршневое устройство, напряженные пружины; передаточного механизма, связывающего двигатель с подвижными контактами Приводы воздушных выключателей отличаются отсутствием отключающих пружин, устройств передаточного механизма, двигателя и др Источником энергии, необходимой для управления выключателем, является электрическая система. Однако энергия из системы не поступает непосредственно в привод, а предварительно преобразуется и аккумулируется в том или ином виде, например, от выпрямительных устройств или заряженных конденсаторных батареек, в аккумуляторных батареях для электромагнитных приводов, в ресиверах сжатого воздуха для пневматических приводов, в напряженных пружинах в пружинных приводах. Аккумуляторы энергии любого вида обеспечивают работу привода в аварийных условиях при отсутствии энергии в рассматриваемой части системы. Приводы должны отвечать следующим требованиям: • они должны быть исключительно надежными в эксплуатации; привод может находиться в бездействии в течение недель и месяцев и при
подаче команды на отключение должен сработать также хорошо,, как после только что проведенного ремонта и испытания; • операции включения, отключении, многократного повторного включения должны протекать в течение минимального времени; • должна быть обеспечена возможность включения выключателя при временном нарушении работы подстанции и отсутствии энергии в рассматриваемой части системы. Наибольшая работа совершается приводом при включении выключателей, так как при этом преодолевается собственная масса контактов, сопротивление отключающих пружин и т.п. Во избежание приваривания контактов отключение необходимо выполнять как можно быстрее. Ко всем системам приводов предъявляются требования надежной работы запирающего механизма, удерживающего выключатель во включенном положении и наличия механизма свободного расцепления, разобщающего силовое устройство с передаточным механизмом для последующего отключения выключателя в любой момент времени независимо от того, продолжает или прекратила действовать сила на включение. Необходимость механизма свободного расцепления связана также с требованием немедленного отключения выключателя действием релейной защиты в случае включения его на неустраненное КЗ На рис. 4.19.1 приведена структурная схема управления выключателем 6 кВ и выше. Важнейшей блокировкой является блокировка против повторения операций включения и отключения, когда предпринимается попытка включения выключателя после его автоматического отключения на неустраненное КЗ. В этом случае команда на включение, поданная ключом, сможет затянуться, а выключатель тем временем отключится релейной защитой. Такое состояние схемы управления приводит к повторному включению выключателя. Блокировка запрещает в данном случае повторные включения выключателя. Схемы управления обычно дополняются устройствами сигнализации в виде сигнальных ламп, показывающих: включен или отключен выключатель после снятия соответствующей команды. В схемах предусматривается световая и звуковая сигнализация о несоответствии положения выключателя и его ключа управления (например, в случае автоматического отключения выключателя релейной защитой), а также Сигнализация контроля цепей включения и отключения выключателя. В электрических схемах управления и сигнализации выключателей всегда имеются контакты, коммутирующие вспомогательные цепи: электромагнитов включения и отключения, сигнальных ламп и другие цепи постоянного тока. Контакты управляются с помощью кинематических передач между валом привода и валом контактора. Скорость срабатывания контактов определяется технологической необходимостью: есть контактные пары, которые долж-
Рис. 4.19.1. Структурная схема управления выключателем ВН: 1 — выключатель; 2 — привод выключателя; 3 — управляющий орган привода; 4 — подвод питания к приводу; 5 — местное управление приводом; 6 — АПВ или АВР, встроенные в привод; 7 — КСА; 8 — вспомогательные сигнальные контакты; 9 — цепь команды включения; 10 — цепь отключения; 11 — релейное устройство АПВ; 12 — релейная защита; 13 — релейное устройство АВР; 14 — устройства дистанционного управления; 15 — телеуправление; 16 — ключ дистанционного управления; 17— сигнализация; 18, 19, 20 — каналы управления ны быстро размыкаться (или замыкаться) в конце выполнения операции или даже после ее завершения; имеются контакты, скорость срабатывания которых зависит от скорости движения перемещающихся частей, и т.д. Конструкции контактов весьма разнообразны. В отечественных приводах используются наборные контакты типа КСА (сигнальные контакты Аксенто-на). В эксплуатации необходимо следить за состоянием контактов, нарушение в работе которых может привести к отказу в работе привода. Схемы управления и сигнализации применяются на подстанциях и электростанциях в различных вариантах в зависимости от типа выключателя и его привода, использования устройств телемеханики и других условий. Завод пружин обычно осуществляется с помощью электродвигателя, соединенного с редуктором, но возможен и ручной завод съемным рычагом. Время завода пружин для разных типов приводов составляет от нескольких секунд до 20...30 с. 4.19.3. Ручные приводы Ручные приводы применяют для маломощных выключателей, когда мускульной силы оператора достаточно для совершения операции включения. Отключение выключателя может быть автоматическим с помощью встроенных реле прямого действия.
Ручные приводы применяют чаще всего на выключателях в основном старой конструкции (ВМГ-133, ВМБ-10 и др.) и выключателях нагрузки (ВНП). В настоящее время выпускаются приводы ПРБА (ручной блинкерный автоматический) и ПРА (ручной автоматический). Ручные приводы неприменимы для дистанционного управления выключателем и не могут быть использованы и в схемах АПВ и АВР На рис. 4.19.2 показан привод ПРБА. Включение выключателя производится рычагом управления 2 перемещением его снизу вверх. Привод выключателя может быть ручным (реже дистанционным) и автоматическим (действием реле). Для ручного отключения рычаг управления 2 опускают вниз в крайнее положение. При этом указатель положения 10 остается неподвижным и занимает положение III. При автоматическом отключении выключателя боек отключающего элемента воздействует на отключающую планку, поворот которой приводит к отключению выключателя. Рычаг управления 2 при этой операции останется поднятым вверх, а указатель 10 повернется и займет горизонтальное положение II. Таким образом, для суждения о тех операциях, которые были совершены с выключателем, необходимо совместное рассмотрение положений рычага управления 2 и указателя 10. Для дистанционного и автоматического отключения выключателя в приводе ПРБА установлены отключающие элементы. Чаще всего это электромагнит отключения, реле максимального тока и реле минимального напряжения. Однако возможны и другие комбинации отключающих механизмов. Электромагнит отключения (рис. 4.19.3) состоит из катушки 1, магнитопровода 2, внутри которых расположен подвижный сердечник 3 с ударником 4. При замыкании цепи катушки электромагнита сердечник мгновенно втягивается в полость катушки и воздействие его на отключающую планку приводит к отключению выключателя. После размыкания цепи катушки электромагнита сердечник возвращается в исходное положение под действием собственного веса. Электромагнит отключения может работать от сети переменного тока 127, 220 В На рис. 4.19.4 показан другой отключающий элемент — электромеханическое реле максимального тока с выдержкой времени. Уставки по току срабатывания на реле выполняются переключением числа витков катушки электромагнита 4 с помощью переключателя 11. Выдержка времени срабатывания реле регулируется головкой 15 часового механизма 2. Воздействие ударника 6 на отключающую планку привода происходит при прохождении через катушку реле тока КЗ, равного или превышающего уставку по току реле, и только по истечении установленной выдержки времени. Электромеханическое реле минимального напряжения (рис. 4.19.5) предназначается для отключения выключателя при исчезновении напряжения. Оно работает следующим образом. При нормальном напряжении на катушке электромагнита 10 сердечник 4 подтянут к контрполюсу 7, а ударник 8 не касается
Обопрдореш.г г.вдсххщиш и п?ектр?"''”киг 'стей I Рис. 4.19.2. Привод ПРБА: 1 — рычаг блок-контактов; 2 — рычаг управления; 3 — блокировочные контакты КСА; 4 — крышка привода; 5 — реле максимального тока; 6 — реле минимального напряжения; 7 — релейная коробка; 8 — корпус привода; 9 — тяга; 10 — указатель; 11 — регулировочный винт упора; 12 — кнопка завода реле минимального напряжения; /, IV — положения рукоятки привода при включенном и отключенном выключателе; Л — положение указателя при автоматическом отключении выключателя; III — положение указателя при выполнении операции включения или отключения выключателя поворотом вручную рычага управления 2 отключающей планки и удерживается во взведенном состоянии собачкой 1 часового механизма. При исчезновении напряжения в защищаемой цепи, а, следовательно, и на катушке электромагнита сердечник 4 опускается вниз, приводя в действие часовой механизм выдержки времени. По истечении времени уставки собачка / сдвигается и освобожденный ударник под действием пружины 15 выталкивается вверх, ударяя по отключающей планке привода. Выключатель отключается. Уставка напряжения срабатывания реле регулируется натяжением пружины 14. К недостаткам ручных приводов относят невозможность их включения автоматическими устройствами на расстоянии.
Рис. 4.19.4. Встроенное электромеханическое реле максимального тока с выдержкой времени РТВ: 7 — корпус часового механизма; 2 — часовой механизм; 3 — подвижный сердечник; 4 — катушка электромагнита; 5 — контрполюс; 6 — ударник; 7 — каркас катушки электромагнита; 8 — пружина; 9 — немагнитная гильза; 10 — магнитопровод; 77 — переключатель числа витков катушки электромагнита; 72 — тяга; 13 — рычаг; 74 — пластина; 75 — головка регулятора выдержки времени; 76 — указатель; 77 — крышка
Рис. 4.19.5. Встроенное электромеханическое реле минимального напряжения с выдержкой времени РНВ: 7 — собачка часового механизма; 2 — рычаг; 3 — корпус; 4 — подвижный сердечник; 5 — зажимы; 6 — немагнитная гильза; 7 — контрполюс; 8 — ударник; 9 — магнитопровод; 70 — катушка электромагнита; 77 — каркас катушки, 12 — часовой механизм; 73 — пружинодержатель; 74, 15 — пружины На рис. 4.19.6...4.19.8 приведены ручные приводы выключателей 6-10 кВ 4.19.4. Пружинные приводы Приводы, невстроенные в выключатель Пружинные приводы. Эти приводы в качестве двигателя и аккумулятора энергии имеют пружину, которая может быть напряжена через редуктор от небольшого (мощностью до 200 Вт) электродвигателя переменного тока. Редуктор представляет собой зубчатую передачу с большим передаточным числом.
Тип привода Габариты, мм Число вспомогательных Электромагнит отключения Масса привода, кг длина высота ширина контактов, шт напряжение, В мощность, В-А ПР-17 ПР(А)-17 85 85 500 500 130 130 от 2 до 8 от 2 до 8 ПО, 127, 220 600 5,7 7,2 Рис. 4.19.6. Привод ПР(А)-17(т): а — вид спереди; б — вид сбоку 1, 2 — рукоятка и рычажок ручного отключения; 3 — указатель положения выключателя; 4 — корпус; 5 — отключающий электромагнит; 6 — защелка, 7,11 — собачки; 8 — секторный рычаг; 9 — вилка тяги; 10 — вал; 12 — болт заземления
Рис. 4.19.7. Привод КАМ-Ш: 1 — рычажки; 2 — валик автоматического отключения; 3 — вал; 4 — заводящий рычаг; 5 — корпус; 6 — отключающая пружина; 7 — рычаг вала; 8 — заводящая собачка; 9 — удерживающая собачка; 10 — отключающий палец; 11 — отключающий диск; 12 — защелка; 13 — реле максимального тока с механической выдержкой времени; 14 — реле минимального напряжения; 15 — крышка; 16 — штурвал; 17 — указатель положения; 18 — штепсельный переключатель Двигатель соединяют с редуктором через фрикционную муфту. Предусматривают также устройство для завода пружины от руки в случае потери источника энергии. Для включения выключателя необходимо освободить напряженную пружину с помощью особого устройства, управляемого небольшим электромагнитом постоянного или переменного тока. Как только процесс включения закончен, включается электродвигатель, и пружина заводится вновь. Теперь привод готов к повторному включению, если такое потребуется. Второе повторное включение (в случае, если первое окажется неуспешным) также возможно, но не ранее чем через 5... 10 с после первого включения. За это время пружина будет вновь заведена электродвигателем. Таким образом, пружинный приводе автоматическим заводом от электродвигателя обеспечивает возможность мно гократного повторного включения с интервалами 5... 10 с, а зимой в неотапливаемом помещении — 10...25 с.
15 1 16 Рис. 4.19.8. Приводной механизм выключателя ВМ-16: 1 — изолирующая штанга; 2 — траверса; 3 — упорный болт; 4 — направляющая втулка; 5 — отключающая пружина; 6 — вал; 7 — направляющий стержень; 8 — рычаг; 9 — серьга; 10 — скоба; 11 — штифт; 12 — коромысло; 13 — крышка; 14 — подшипник; 15 — тяга; 16 — резиновый буфер Возможно и ручное натяжение пружин с помощью съемного рычага. Особенностью тяговой характеристики такого привода является уменьшение усилий, развиваемых ими к концу хода включения вследствие уменьшения деформации включающих пружин. Для уменьшения этого недостатка с пружиной через специальную муфту связывается маховик, который поглощает избыточную энергию включающих пружин в начале хода включения. Энергия, накопленная маховиком, отдается им механизму выключателя в конце хода, когда силы, противодействующие включению, значительно возрастают (сжимаются контактные, буферные пружины, отключающие пружины развивают наибольшие усилия). Пружинные приводы позволяют осуществлять цикл АПВ. В этом случае после операции включения необходимо завести включающую пружину. Примерами исполнения являются приводы типа УГП, УПГП, ПП и ППМ-10. Пружинные приводы нашли применение в малообъемных выключателях до 220 кВ. В настоящее время широко применяются механизмы выключателя и привода, имеющие всего одну пружину, которая осуществляет как включение, так и отключение — рис. 4.19.9. Пружина выполнена в виде спирали и имеет малую жесткость, что позволяет производить до пяти включений и отключений без подзавода пружины.
При включении механизм освобождается на пол-оборота, и подвижный контакт замыкается с неподвижным. При следующем освобождении механизма пружина делает следующие пол-оборота — происходит отключение выключателя. На рис. 4.19.9 показана зависимость перемещения подвижного контакта в функции угла поворота <р рычага пружины. Преимуществом пружинного привода является отсутствие мощного источника постоянного тока, резервуаров со сжатым газом, клапанов и пневматического хозяйства. Пружинный привод ПП-61 (рис. 4.19.10) позволяет управлять выключателем вручную, дистанционно, автоматически, производить АПВ (АВР). В приводе установлены электромагниты включения и отключения, а также отключающие элементы релейной защиты Рис. 4.19.9. Принцип действия механизма масляного выключателя, у которого одна пружина осуществляет включение и отключение: а — эскиз механизма: 1 — вращающийся рычаг; 2 — прямило; 3 — подвижный контакт; 4 — спиральная пружина; 5 — неподвижный контакт; (а1...а4, bi...b, С|...с4 — траектории точек механизма); б — зависимость хода контакта от угла поворота <р
Для завода пружин имеется специальный электродвигатель 6 (типа МУН), редуктор 7 и шестеренчатая передача. Напряжение на электродвигатель подается автоматически после срабатывания привода на включение выключателя и снимается конечным выключателем 5 после натяжения пружин. Вручную пружины привода заводятся с помощью съемной рукоятки. Включение выключателя может производиться вручную, нажатием соответствующей кнопки, или дистанционно, а также действием АПВ (АВР) В Рис. 4.19.10. Пружинный привод ПП-61: а — конструкция выключателя; б — кинематическая схема 1 — заводная рукоятка; 2 — траверса; 3 — включающие пружины; 4 — указатель положений выключателя; 5 — быстродействующий конечный выключатель; 6 — электродвигатель; 7 — редуктор; 8 — рычаг пружин; 9 — зубчатое колесо; 10 — зуб траверсы; 11 — ролик; 12 — рычаг передачи; 13 — упор; 14 — натяжной болт включающих пружин; 15 — электромагнит дистанционного отключения; 76 — рычаг устройства ручного управления; 17 — электромагнит дистанционного включения; 18 — рычаг включающего механизма; 19 — ролик взвода ударника расцепления; 20 — зацеп; 27 — кнопки ручного управления; 22 — рычаг блокировки; 23 — ось удерживающего устройства; 24 — корпус удерживающего устройства; 25 — опорная ось; 26 — стойка подъема ударника; 27 — планка ударника расцепления; 28 — вал привода; 29 — ударник расцепления; 30 — удерживающая стойка расцепления; 37 — защелка рычага вала; 32 — буфер; 33 — опора релейной оси; 34 — рычаг вала; 35 — релейная ось; 36 — отключающие элементы защиты
Рис. 4.19.10. Окончание конце хода включения выключателя заметно уменьшается деформация пружин привода, и тяговое усилие их падает. Недостаточное усилие пружин на этом этапе включения компенсируется энергией маховика, который поглощает кинетическую энергию в начале включения и отдает ее в конце операции включения выключателя Отключение выключателя может выполняться вручную кнопкой «Откл.». дистанционно, автоматически действием релейной защиты. Отключающие электромагниты воздействуют при этом на отключающую планку привода. Операция включения выключателя, выполняемая за счет потенциальной энергии пружин, может происходить лишь после полного их завода, что контролируется специальной блокировкой и сигнализируется указателем готовности привода к работе. В пружинных приводах наиболее распространенных в настоящее время конструкций ПП-67 и ППМ.-10 включающие пружины должны заводиться перед каждой операцией включения. Завод пружин возможен как при отключенном, так и при включенном выключателе — в последнем случае для осуществления электрического АПВ. Отключение выключателя, оснащенного пружинным приводом ПП-67 или ППМ-10, выполняется за счет энергии специальных отключающих пружин, расположенных в механизме самого выключателя, при его включении.
Встроенные пружинные приводы в зависимости от конструкции барабана с пружинами (см. ниже) могут обеспечивать выполнение двух или большего числа операций включения и отключения выключателя без подзавода пружин. В приводах устанавливаются электромагниты включения* и отключения, кнопки подачи команд на электромагниты. Имеется указатель готовности привода к выполнению операции включения, а также механический указатель положения выключателя Одно из преимуществ пружинных приводов состоит в том, что они не требуют для своей работы источника постоянного оперативного тока. Питание оперативных цепей управления, оперативных цепей релейной защиты и автоматики, цепей обогрева шкафов комплектных распределительных устройств осуществляется от источников переменного тока (трансформаторов собственных нужд, выносных трансформаторов, подключенных к вводам питающих электроустановку линий). Рассмотрим некоторые конструктивные особенности упомянутых выше типов приводов. Приводы типа ПП-61 ...ПП-67 Приводы выпускают в 23 вариантах исполнения в зависимости от числа и типов встроенных в них отключающих элементов, действующих от защиты. В привод могут быть встроены две катушки включения и отключения и не более пяти отключающих элементов, действующих от защиты. Отключающие элементы применяются четырех видов: реле максимального тока мгновенного действия, реле максимального тока с выдержкой времени, реле минимального напряжения с выдержкой времени и электромагнит релейного отключения с питанием от независимого источника оперативного тока. Общий вид привода показан на рис. 4.19.11, а. Механизм привода и электромагниты включения и отключения размещены в сварном корпусе. Основные узлы механизма привода показаны на кинематической схеме (рис. 4.19.12) Механизм отключения и свободного расцепления состоит из свободно поворачивающегося на опорной оси 25 ударника расцепления 20 с укрепленными на нем планкой 17, удерживающей ударник расцепления во взведенном положении, и стойкой 16 подъема ударника. В опорах 23 вращается релейная ось 25 для отключения электромагнитами. Во взведенном положении ударник своей планкой упирается в удерживающую стойку расцепления 18. Вал 19 вращается в подшипниках передней и задней стенок корпуса привода. На валу 19 жестко закреплен рычаг 24. Включающий механизм состоит из свободно вращающегося на валу рычага 4 с закрепленным на нем роликом 5 и защелкой зацепа 7 для захвата рычага при включении * Электромагнит включения воздействует на рычаги привода, в результате чего предварительно заведенные пружины соединяются с валом выключателя, производя его включение
С лицевой стороны на четырехгранную ступицу рычага насажена тра5 верса с поворотным грузом. Траверса через рычаги 2 и 10 соединена с включающими пружинам, находящимися с правой стороны корпуса привода. На переднем торце вала установлен указатель включенного или отключенного положения выключателя. Узел кнопочного ручного управления и блокировки состоит из кнопок ручного управления 9 и рычага 11 блокировки привода в отключенном положении блок-замком. Выпускаются пружинные приводы ППМ-10, ПП-67, ПП-74. Приводы ППМ-10 применяют для выключателей ВМ.Г-10 и ВМП-10. Основной их частью является пружина, встроенная в коробку и обод штурвала. Она заводится двигателем через редуктор, шестеренку взвода, ролик и рычаг. Запорно-пусковой механизм приводов удерживает пружину в заведенном состоянии. Для автоматического включения выключателя освобождают заводящий рычаг. Дистанционное и автоматическое выключения его выполняют с помощью реле, воздействующего на механизм свободного расцепления Достоинством пружинных приводов является то, что для своего управления они не требуют источников постоянного тока и других источников энергии, а их недостатками — малая мощность и низкие конструктивные и эксплуатационные свойства, что приводит к сокращению операций включений-отключений выключателей и их частой ревизии. Рис. 4.19.11. Пружинный привод а — общий вид. 1 — включающие пружины; 2 — инерционный груз; 3 — вал привода; 4 — конечный выключатель; 5 — электродвигатель; 6 — редуктор; 7 — шестеренчатая передача б — габаритные размеры привода: 1 — электродвигатель; 2 — рукоятка; 3 — рычаг; 4 — редуктор. 5 — зубчатое колесо; 6 — зуб зацепа; 7 — ролик: 8 — упор; 9 — рычаг; 10 — болт регулировочный; 11 — блок-контакт аварийный (БКА); 12 — включающие пружины; 13 — сборка клеммная; 14 — отражатель; 15 — планка; 16 — переключатель; 17 — корпус привода; 18 — блок-контакты положения вала; 19 — заводная рукоятка.
429
515 Рис. 4.19.11. Окончание 4.19. Приводы с'. повых выключав г-
Назначение. Привод пружинный типа ПП-67 предназначен для управления выключателями переменного тока высокого напряжения, т.е. для включения выключателя, удержания его во включенном положении и освобождения его при отключении. Управление выключателем с помощью привода типа ПП-67 может осуществляться: а) вручную — специальными кнопками управления, расположенными на приводе; б) дистанционно — специальными электромагнитами дистанционного управления, встроенными в привод; в) автоматически — специальными отключающими элементами защиты, встраиваемыми в привод Конструктивно привод имеет исполнение отдельное от выключателя и может соединяться с выключателем непосредственно или через промежуточные звенья. Рис. 4.19.12. Кинематическая схема привода ПП-67: 1, 3,26 — электромагниты; 2,4,10,11, 24 — рычаги; 5, 6 — ролики; 7, 31 — защелки; 9 — кнопки отключения и включения; 12, 14, 25 — оси; 13 — запорно-пусковой механизм; 15, 28 — блок-контакты; 16, 18 — стойки; 17 — планка; 19 — вал привода; 20 — ударник расцепления; 22 — буфер; 23 — опора релейной оси; 27 — устройство АПВ
Привод может применяться для внутренней и наружной установки. Привод при внутренней установке предназначен для управления выключателями типа ВМГ-133, ВМП-10. Привод при наружной установке предназначен для управления выключателями типа ВМ (ВМД)-35. В этом случае привод монтируется в специальном шкафу. Привод пружинный типа ПП-67 является двигательным приводом косвенного действия. Операция включения выключателя осуществляется за счет предварительно натянутых включающих пружин привода. Отключение выключателя осуществляется за счет энергии, запасенной пружинами выключателя при включении. Конструкция и принцип действия. Конструктивно привод имеет исполнение отдельное от выключателя. Несущей основой привода является металлический сварной корпус. На наружных стенках корпуса смонтированы следующие основные узлы привода: а) автоматическое двигательное заводящее устройство: б) силовой орган привода; в) сигнально-командные блок-контакты; г) сборка клеммная; д) устройство однократного АПВ с выдержкой времени; е) блокировка привода блок-замком. Автоматическое двигательное заводящее устройство (см. рис. 4.19.11, б). Автоматическое двигательное заводящее устройство предназначено для натяжения включающих пружин привода, для подготовки привода к включению и состоит из: электродвигателя 1, червячного одноступенчатого редуктора 4, системы зубчатых колес 5, системы рычагов 3 и 9 связи редуктора с включающими пружинами, контакта в переключателе 16. Применяются электродвигатели двух модификаций: а) МУН-1 — номинальные напряжения НОВ постоянного тока и 127 В переменного тока, полезная мощность на валу 100 Вт при постоянном токе и 80 Вт при переменном токе, номинальная скорость вращения 2200 об/мин; б) МУН-2 — номинальные напряжения 220 В постоянного и переменного тока, полезная мощность на валу 100 Вт при постоянном токе и 80 Вт при переменном токе, номинальная скорость вращения 2200 об/мин. Подготовка привода к включению выключателя производится следующим образом: электродвигатель 1 через редуктор 4 приводит во вращение зубчатое колесо 5. Зубчатое колесо, вращаясь против часовой стрелки, захватывает роликом имеющийся на траверсе зуб зацепа 6 и производит поворот траверсы, груза и одновременное натяжение включающих пружин привода, так как траверса соединена с ними посредством системы рычагов 3 и 9. После
поворота траверсы с грузом примерно на 180° происходит расцепление зубчатого колеса с траверсой (рычаг, на котором укреплен ролик 7, упирается нижним концом в упор 8, и ролик 7 выходит из зацепления зубом зацепа 6). В заведенном положении траверса и пружины запираются механизмом внутри привода. При дальнейшем вращении зубчатое колесо 5 посредством укрепленной на нем планки 15 воздействует на нижний рычаг переключателя 16, производит его переключение и отключение электродвигателя 1 от сети. Таким образом, привод заведен, т.е. готов к включению соединенного с ним выключателя. Подготовка привода к включению выключателя, считая с момента его включения, при максимальном предварительном натяге пружин и номинальном напряжении на зажимах электродвигателя происходит в течение 20...30 с. При напряжении на зажимах электродвигателя, равном 80% от номинального, время подготовки привода к включению увеличивается до 40 с. При срабатывании привода на включение выключателя рычаг 3 под воздействием включающих пружин привода поворачивается по часовой стрелке, воздействуя на верхний рычаг переключателя 16, производит его переключение и подключение электродвигателя 1 к сети. Начинается новый цикл подготовки привода к включению. Таким образом, заводящее устройство обеспечивает автоматическое натяжение включающих пружин после каждого срабатывания привода на включение выключателя Подготовка привода к включению (завод включающих пружин) может быть выполнена вручную при помощи заводной рукоятки 19, надеваемой только на время этой операции. ВНИМАНИЕ! Необходимо произвести вручную переключение переключателя 16 при подготовке привода к включению вручную, так как при этом не происходит переключения контактора переключателя. Механизм включения. Механизм включения предназначен для удержания в заведенном положении включающих пружин, взвода ударника расцепления механизма отключения и свободного расцепления, соединения силового органа привода с валом привода и выключателя, включения и удержания выключателя во включенном положении. Механизм включения состоит из: свободно вращающегося на валу рычага включения, соединенного через ступицу и траверсу посредством рычагов с силовым органом; на рычаге закреплен ролик для взвода ударника расцепления и защелка для захвата рычага вала при включении; удерживающего устройства для удержания включающих пружин привода в заведенном состоянии; рычага вала, жестко связанного с валом, защелки для запирания вала привода во включенном положении. Механизм отключения и свободного расцепления. Механизм отключения и свободного расцепления предназначен для освобождения вала
привода после операции включения, а также для разобщения вала привода с силовым органом в процессе включения после взвода ударника расцепления. Механизм отключения и свободного расцепления состоит из: ударника расцепления с закрепленными на нем планкой, удерживающей ударник расцепления во взведенном положении, и стойкой подъема ударника расцепления; трясостойкого механизма удерживания релейной полки. Ударник расцепления поворачивается на оси. При медленном включении привода во время взаимодействия ролика с планкой зазор между опорной плоскостью планки и плоскостью устройства должен быть 0,5... 1 мм. Механизм ручного управления и блокировки. Механизм ручного управления и блокировки предназначен для местного управления приводом, блокирования привода в отключенном положении, блокирования привода от холостых включений и состоит из: кнопок включения и отключения, смонтированных в одном корпусе; рычагов включения и отключения; на стержне кнопки отключения закреплена планка для блокировки блок-замком привода в отключенном положении; на стержне кнопки включения закреплен упор для блокировки привода от холостых включений (на рисунке не показан). Взаимодействие механизмов привода (см. рис. 4.19.11, б). Для подготовки привода к включению необходим рычаг, связанный через ступицу и траверсу с включающими пружинами, повернуть против часовой стрелки — при этом происходит натяжение включающих пружин привода. В конечном положении рычаг, а, следовательно, и натянутые включающие пружины, запираются роликом удерживающего. Привод готов к включению. Для совершения операции включения необходимо освободить (отпереть) рычаг, задерживаемый роликом устройства. Это возможно выполнить вручную, нажав на кнопку «ВКЛ», или дистанционно с помощью электромагнита. При этом ролик удерживающего устройства поворачивается по часовой стрелке вокруг оси, освобождая рычаг, который под действием включающих пружин привода поворачивается по часовой стрелке на валу привода. В начале поворота рычаг, укрепленным на нем роликом, упирается в стойку ударника расцепления и производит взвод ударника расцепления. Во взведенном положении ударник расцепления запирается посредством планки удерживающим механизмом. Взвод ударника расцепления заканчивается после поворота рычага примерно на 40° Приблизительно в этот же момент происходит захват рычага зацепом и начинается поворот вала привода. Механизм отключения и свободного расцепления готов к действию и может произвести разобщение вала привода с силовым органом. Устройство свободного расцепления дей
ствует при дальнейшем повороте вала вплоть до запирания его защелкой, т.е. на угле поворота привода около 140° Рычаг поворачивается на валу привода на 180° и останавливается пружинным буфером Работоспособность устройства свободного расцепления проверяется при медленном (с помощью заводной рукоятки) включении привода. При включенном приводе и заведенных включающих пружинах повторную операцию включения совершить невозможно, так как кнопка «ВКЛ» блокируется механически, а цепь электромагнита разорвана (см. рис.4.19.11). Отключение привода может быть выполнено вручную нажатием на кнопку «ОТКЛ», дистанционно с помощью электромагнита или от действия отключающих элементов защиты. Отключение осуществляется посредством релейной планки, поворачивающейся в опорах. Релейная планка может поворачиваться при воздействии на рычаг электромагнита, а также при воздействии на лапки релейной планки другими встроенными отключающими элементами защиты. Зацепление релейной планки с механизмом удерживания регулируется винтом, расположенным на релейной планке. Холостой ход релейной планки устанавливается при поднятом ударнике расцепления (выше взведенного) и должен быть не менее 3 мм. При воздействии на релейную полку (подъема) происходит расцепление ее с механизмом удерживания. Под действием ударника расцепления механизм удерживания поворачивается против часовой стрелки, давая возможность упасть ударнику расцепления и произвести освобождение рычага из-под защелки и зацепа. Вал привода, находящийся под воздействием пружин выключателя, свободно поворачивается, не препятствуя отключению выключателя. Варианты исполнения. Варианты исполнения привода ПП-67 отличаются друг от друга количеством и типом встроенных в них отключающих элементов защиты (табл. 4.19.1). В привод ПП-67 возможно встроить: а) электромагниты дистанционного управления (включения и отключения) — 2 шт.; б) отключающие элементы защиты — не более 5 шт. Электромагниты дистанционного управления имеются во всех вариантах исполнения привода. Каждый вариант исполнения обозначается своим цифровым индексом, состоящим из пяти цифр, написанных после обозначения типа привода. Каждая цифра индекса соответствует определенному типу встроенного отключающего элемента защиты: • цифра 1 обозначает реле максимального тока мгновенного действия (РТМ); • цифра 2 обозначает реле максимального тока с выдержкой времени (РТВ);
• цифра 4 обозначает электромагнит релейного отключения с питанием от независимого источника оперативного тока (РЭ); • цифра 5 обозначает токовый электромагнит отключения для схем защиты с дешунтированием (ТЭО); • цифра 6 обозначает реле минима тьного напряжения с выдержкой времени (РНВ). Например, привод ПП-67/11220 — это вариант исполнения, при котором в привод встраивается два реле максимального тока мгновенного действия (РТМ.) и два реле максимального тока с выдержкой времени (РТВ). Нули в шифре варианта исполнения указывают на отсутствие в данном варианте исполнения соответствующего числа отключающих элементов защиты. В данном случае в привод встроены четыре из пяти возможных отключающих элементов защиты. Приводы изготавливаются и поставляются в двух модификациях: а) со встроенным электромеханическим устройством однократного повторного включения (АПВ) с регулируемой выдержкой времени: б) без устройства АПВ. Операция включения выключателя, выполняемая за счет потенциальной энергии рабочих пружин, может происходить лишь после их полного завода, что контролируется специальной блокировкой и сигнализируется указателем готовности привода к работе. В пружинных приводах ППМ.-10, ПП-67 рабочие пружины должны заводиться перед каждой операцией включения. Завод рабочих пружин возможен как при отключенном (для АВР), так и при включенном выключателе — в последнем случае для осуществления электрического АПВ. Отключение выключателя выполняется за счет энергии отключающих пружин, расположенных в механизме самого выключателя и заводимых при его включении. В приводах установлены электромагниты включения и отключения, кнопки подачи команд на электромагниты, имеется указатель готовности привода к включению, а также механический указатель положения выключателя. Одно из преимуществ пружинных приводов состоит в том, что они не требуют для своей работы источника постоянного оперативного тока. Питание оперативных цепей управления, оперативных цепей релейной защиты и автоматики, цепей обогрева шкафов КРУ осуществляется от источников переменного тока (выносных однофазных трансформаторов напряжения, подключенных к выводам линий, трансформаторов собственных нужд). Пружинный привод типа ППВ-10 (привод пружинный выносной) предназначен для управления выключателем типа ВМ.ГП-10. Общий вид привода показан на рис. 4.19.13. Привод представляет собой отдельный механизм, соединяемый с выключателем через промежуточные звенья, а в остальном
Таблица 4.19.1. Варианты исполнения приводов ПП-67 Вариант исполнения Число типов встроенных элементов защиты реле максимального тока реле мини-мального напряжения с выдержкой времени (РНВ) токовый электромагнит отключения (ТЭО) электромагнит отключения с питанием от независимого источника (РЭ) мгновенного действия (РТМ) с выдержкой времени (РТВ) ПП-67/00000 — — — — — ПП-67/11000 2 — — — — ПП-67/И100 3 — — — — ПП-67/11110 4 — — — — ПП-67/11114 4 — — — 1 ПП-67/И140 3 — — — 1 ПП-67/11160 3 — 1 — — ПП-67/11220 2 2 — — — ПП-67/11222 2 3 — — — ПП-67/11224 2 2 — — 1 ПП-67/11400 2 — — — 1 ПП-67/11460 2 — 1 — 1 ПП-67/11600 2 — 1 — — ПП-67/22000 — 2 — — — ПП-67/22200 — 3 — — — ПП-67/22240 — 3 — — 1 ПП-67/22400 — 2 — — 1 ПП-67/40000 — — — — 1 ПП-67/45500 — — — 2 1 ПП-67/45550 — — — 3 1 ПП-67/45560 — — 1 2 1 ПП-67/46000 — — 1 — 1 ПП-67/55000 — — — 2 — ПП-67/55500 — — — 3 — ПП-67/55600 — — 1 2 — ПП-67/60000 — — 1 — — — по конструкции и принципу действия — он аналогичен встроенному пружинному приводу выключателя типа ВМПП-10. Привод обеспечивает скорость движения подвижных контактов выключателя при отключении 1,9...2,6 м/с и при включении 2,4...3,1 м/с. Максимальная скорость — не более 3,2 м/с.
Привод предусматривает 28 вариантов схем защиты, выполненных на электромагнитах и реле Максимальное количество защитных элементов — 5. Масса привода — 98,5 кг. При подаче импульса на катушку включения электромагнита ЭВ 7 (см. рис. 4.19.13) или при нажатии кнопки ручного включения 9 происходит включение. При этом собачка освобождает защелку включающего запорного устройства и под воздействием пружины скоба запорного устройства, поворачиваясь вокруг оси, выбивает собачку с удерживающего ролика и, таким образом, вал привода с рычагом и эксцентриком получает возможность вращаться под действием рабочих пружин. Вращаясь, вал поворачивается на угол 180° до встречи удерживающего ролика с собачкой отключающего запорного устройства. При вращении эксцентрик посредством поводка поворачивает промежуточный вал на 65° Поскольку промежуточный вал соединен тягами с выключателем, то происходит включение последнего. Отключение происходит в результате действия электромагнита отключения или одного из реле защиты 4, а также при нажатии кнопки ручного отключения 6. В этом случае релейный вал 5 через тягу воздействует на отключающее запорное устройство. К недостаткам пружинных приводов типа ПП-67 и аналогичных приводов относятся: • завод пружин привода хватает только на один цикл включения выключателя; • из-за низкого качества изделия наблюдается повышенный выход из строя двигателей завода пружин (МУН); • вероятность отказа привода при операциях включения выключателя достигает 30...50%. Эти недостатки исключают применение двукратного АПВ, возможность телеуправления выключателем и др. Пружинный привод с моторным редуктором ППМ-10 (рис. 4.19.14) по своему устройству аналогичен приводу ПП-67. Но в отличие от последнего он имеет спиральную пружину 9, встроенную в коробку и закрепленную одним концом на валу привода, другим — к корпусу коробки. Завод пружин производится электродвигателем 4, движение от которого через редуктор 5 и шестерню 6 передается шестерне взвода 8. При этом ролик ведущей собачки 7 упирается в зуб рычага 1, заводя спиральную пружину 9. В конце завода пружины запорно-пусковой механизм привода удерживает ее во взведенном состоянии. Для включения выключателя необходимо воздействовать на запорный механизм и тогда вся накопленная пружиной энергия израсходуется на поворот вала выключателя. Привод рассчитан на выполнение только одной операции включения при полностью заведенных пружинах, на что следует обращать внимание при его эксплуатации.
В нижней части привода встроены отключающие элементы: электромагниты отключения и реле, воздействующие через планку отключения на механизм свободного расцепления. Отключение выключателя происходит под действием отключающих пружин, расположенных в механизме самого выключателя и заводимых при его включении. В табл. 4.19.2...4.19.4 приведены технические характеристики приводов выключателей. На рис. 4.19.15 приведен привод УПГП, на рис. 4.19.16 — кинематическая схема привода выключателя ВК-10. Приводы, встроенные в выключатель. Встроенный пружинный привод размещается в раме выключателя и является его неотъемлемой частью. Особенность такой конструкции состоит в том, что выполнение операций включения и отключения выключателя происходит за счет энергии и тех же рабочих пружин привода. Рис. 4.19.13. Привод типа ППВ-10 при снятых крышках: 1 — рама; 2 — вал привода; 3 — заводное устройство; 4 — защитные реле; 5 — релейный вал; 6 — кнопка ручного отключения; 7 — электромагнит; 8 — вспомогательные контакты БКП; 9 — кнопка включения
Рис. 4.19.14. Пружинный привод с электромоторным редуктором ППМ-10: 1— заводной рычаг; 2 — корпус; 3 — конечный выключатель; 4 — электродвигатель; 5 — редуктор; 6 — большая шестерня зубчатой передачи; 7 — ролик ведущей собачки; 8— шестерня взвода; 9 — спиральная пружина; 10 — штурвал Привод (см. рис. 4.19.17) состоит из вала привода 1, вала выключателя 4, редуктора 3 с электродвигателем, релейного вала 5, запирающего механизма отключения 15 и запирающего механизма включения 16, электромагнитов отключения 7 и включения 9, пульта местного управления 10, указателя положения 11, указателя готовности привода 13. Рассмотрим коротко некоторые узлы привода На валу привода 1 имеется барабан 2, внутри которого размещены спиральные рабочие пружины. Одним концом пружины прикреплены к валу, другим — к барабану. Устройство для завода пружин состоит из редуктора 3 с электродвигателем. На выходном валу редуктора установлен эксцентрик, преобразующий вращательное движение редуктора в колебательное, которое затем передается обгонной муфте, жестко связанной с барабаном. Так как вал привода удерживается запорным механизмом, то серией колебательных движений барабан 2 поворачивается, заводя рабочие пружины.
Таблица 4.19.2. Характеристики приводов к выключателям Тип привода Тип выключателя Размеры крепления привода, мм Масса, кг по вертикальной оси по ширине 4 отверстия размером диаметром ПР-17 ВН-11; ВН-16; ВНП-16; ВНП-17 160 85 МЮ 5,7 ПРА-17 180 85 мю 7,2 ПС-ЮМ 140 80 М12 56 ПЭ-11 ВМГ-10; ВМП-10; ВМП-ЮК 140 80 016 45 ПЭ-11У ВМП-10У; ВМП-ЮКУ 140 80 016 55 ПП-67 ВМГ-10; ВМП-10 340 340 016 ПЭ-21 МГГ-10-45 272 272 0 21 275 ПЭ-21 А МГГ-Ю-63К 272 272 0 21 275 ПС-31 МГ-Ю; МГ-20 923 416 0 22 675 ПВ-30 300 300 0 23 270 ПЭ-22 ВЭМ-6-2000/3200 — — — — ПЭГ-7Т ВЭМ-6-1000 — — — — Примечания: 1. Обозначение типа приводов: П — привод; Р — ручной; С — электромагнитный (соленоидный); Э — электромагнитный; В — пневматический; Г — с горизонтальным расположением электромагнита; А — автоматический; М — модернизированный 2. Сопротивление изоляции вторичных цепей привода замеряется мегомметром на 500...1000 В и должно быть не ниже 1 МОм. Завод рабочих пружин вручную также осуществляется многократными движениями рычага ручного завода. При каждом таком движении барабан поворачивается на небольшой угол, закручивая пружины. Для завода пружин на две операции достаточно повернуть барабан на 360°. Включающий запорный механизм 16 удерживает вал привода при отключенном положении выключателя и освобождает его при включении выключателя Отключающий запорный механизм 15 удерживает вал привода при включенном положении выключателя и освобождает его при отключении выключателя. Включение выключателя осуществляется подачей напряжения на электромагнит включения 9 дистанционно, от устройства автоматики или нажатием кнопки на пульте местного управления 10. При этом включающий запорный механизм 16 освобождает вал привода и он поворачивается. Вместе с валом поворачивается эксцентрик 20, соединенный тягой с рычагом на валу 4 выключателя. Поворотом вала выключателя на 60° осуществляется вклю-
Характеристика Тип привода и вид электромагнита ППВ-10 ПП-67 ЭВ ЭО ЭВ ЭО Катушки электромагнитов постоянного тока. номинальное напряжение, В 24 48 НО 220 24 48 НО 220 24 48 НО 220 диаметр обмоточного провода, мм 0,80 0,44 0,35 0,73 0,63 0,50 0,315 0,25 0,75 0,50 0,355 0,25 число витков 800 800 1800 2600 800 1500 3500 7150 760 1500 3500 7000 сопротивление, Ом 3,5 9,5 34 110 3,8 14,2 78 295 3,0 11,6 63 250 Катушки электромагнитов переменного тока: номинальное напряжение, В 100 127 220 380 100 127 220 380 100 127 220 380 диаметр обмоточного провода, мм 0,35 0,35 0,73 0,73 0,50 0,45 0,355 0,75 0,56 0,50 0,40 0,315 число витков 850 1200 1500 4200 1300 1550 2500 5000 1250 1550 2600 4650 сопротивление. Ом 16 22 62.4 180 11.3 16.4 47 178 8.3 12.9 39 120 Масса привода, кг Угол поворота вала, град Наибольший крутящий момент при включении, Н'М Типы выключателей, для которых используется привод 93...99 63...65 44...49 ВПМП-10 88 90... 145 108...206 ВПМ-10, С-35М Примечания: 1. Расшифровка обозначения: ПП — привод пружинный, В — выносной, 10 — номинальное напряжение управляемого выключателя; 67 — конструктивное исполнение 2. Масса шкафа, используемого для привода наружной установки (в обозначении добавляется буква Ш, например ШПП-67), — 55 кг 3. ЭВ — электромагнит включения, ЭО — электромагнит отключения. 4. Для привода ППВ-10 марка обмоточного провода электромагнитов ПЭВ-2, для привода ПП-67 — ПЭЛ 5. Номинальное напряжение электродвигателя для завода пружины ПО или 220 В постоянного тока, 127 или 220 В переменного тока Мощность электродвигателей постоянного/переменного тока для ППВ-10 — 290/365 Вт, для ПП-67 — 220/320 Вт. 4.19. Приезды
Рис. 4.19.15. Пружинно-грузовой привод УПГП чение выключателя. Если пружины привода будут заведены менее чем на две операции, включение выключателя блокируется. Отключение выключателя осуществляется подачей напряжения на электромагнит отключения дистанционно, от встроенных реле (которые воздействуют на релейный вал 5), или нажатием кнопки на пульте местного управления. Работа привода при отключении аналогична работе при включении, но вал выключателя поворачивается в обратном направлении на 60° Встроенные в выключатель пружинные приводы могут обеспечивать выполнение двух или даже большего числа операций включения и отключения выключателя без завода его пружин. В качестве примера на рис. 4.19.18 приведен встроенный пружинный привод выключателя ВМП-10П(ВМП-10ПТ), на рис. 4.19.19 приведена кинематическая схема пружинного привода МАА, а на рис. 4.19.20 — привод выключателя ВМПП-10. Технические характеристики встроенного привода: Номинальные напряжения электромагнитов дистанционного включения — 24, 36, 48, 110, 220 В постоянного тока и 100, 127, 220, 380 В переменного тока частоты 50 Гц.
Рис. 4.19.16. Кинематическая схема пружинного подвесного привода выключателя ВК-10: 1 — электродвигатель с редуктором; 2, 5. 19, 28 — валы (ручной заводки, кривошипа, привода, первичный); 3, 9 — собачки; 4 — храповое колесо, 6,17 — стенки; 7 — реле; 8,11,21,24, 25, 29,31, 34,35,38 — рычаги; 10 — винты; 12 — блокирующая защелка; 13 — ролик; 14, 23 — электромагниты включения и отключения; 15 — включающий кулачок; 16 — защелка включения; 18, 22 — кнопки включения и отключения; 20 — указатель положения привода и выключателя; 26, 33, 40 — пружины; 27, 43 — диски; 30 — механизм свободного расцепления; 32 — буфер; 36 — блок-контакты; 37, 39, 41 — оси; 42 — пластина
Рис. 4 19 17. Встроенный пружинный привод выключателя ВММ-10: 1 — вал привода; 2 — барабан с рабочими пружинами; 3 — редуктор с электродвигателем; 4 — вал выключателя; 5 — релейный вал; 6 — диск на валу привода; 7 — электромагнит дистанционного отключения; 8 — узел проводки; 9 — электромагнит дистанционного включения; 10 — пульт местного правления; 11 — указатель положения выключателя; 12 — блокировочный штырь; 13 — указатель готовности привода; 14 — вспомогательные контакты аварийной сигнализации; 15, 16 — запорный механизм отключающий и включающий; 17 — вспомогательные контакты положения выключателя; 18 — блокировочный шток; 19 — рычаг; 20 — эксцентрик с поводком, соединяющим вал привода с валом выключателя; 21 — толкатель; 22 — вспомогательные контакты положения привода, 23 — обгонная муфта с обоимами; 24 — рама привода Таблица 4.19.4. Пружинные приводы силовых выключателей Характеристика Типы приводов выключателей ППВ-10 ПП-67 ПП-70 ППМ-10 Масса привода, кг 93...99 88 77 I 90...100 Напряжение катушек электромагнитов постоянного тока, В 24,48, ПО, 220 24,36,48, ПО, 220 70 । 24,48,110, 220 Напряжение катушек электромаг- 100, 127, 100,127, 100,127, 100,127. нитов переменного тока, В 220, 380 220, 380 220, 380 220 Типы выключателей, для которых ВМГ-10, ВМГ-10, ВМГ-10, ВМГ-10, используется привод ВМП-10 ВМП-10 ВМП-10 ВМП-10
Рис. 4.19.18. Встроенный пружинный привод выключателя ВМП-10П (ВМП-10ПТ): 1 — указатель положения выключателя, 2 — диск; 3 — указатель положения привода; 4 — блок-контакты положения пружин БКП; 5 — буферная пружина, б — отключающая пружина, 7 — рама, 8 — релейный вал, 9 — аварийные блок-контакты БКА, 10 — электромагнит заводки рабочих пружин, 11 — прерыватель; 12 — вал выключателя; 13 — пружинный буфер, 14 — вал привода; 16 — кулачок; 16 — обгонная муфта; 17 — масляный буфер, 18 — возвратная пружина, 19 — конденсатор; 20 — тяга; 21 — выпрямитель, 22 — электромагнит дистанционного отключения; 23 — кулачок; 24 — сигнальные блок-контакты типа КСА-8, 25 — устройство включения, 26 —тяга 27 — устройство отключения, 28 — защелка, 29 — тяга; 30 — собачка, 31 — защелка, 32 — собачка; 33 — электромагнит дистанционного включения; 34 — блокировочный контакт; 35 — собачка. 36. 37 — механическая блокировка; 38 — тяга; 39 — рычаг- 40 — болт заземления
Рис. 4.19.18. Окончание Привод должен надежно работать при напряжении на зажимах электромагнитов от 80 до 110% номинального напряжения. Номинальные напряжения электромагнитов дистанционного и релейного отключения — 24, 36, 48, ПО, 220 В постоянного тока и 100, 127, 220, 380 В переменного тока частоты 50 Гц. Привод должен надежно работать при напряжении на зажимах электромагнитов от 65 до 120% номинального напряжения. Номинальные напряжения реле минимального напряжения — 100, 127, 220, 380 В переменного тока частоты 50 Гц.
Напряжение срабатывания реле от 50 до 35% номинального напряжения. Напряжение возврата реле от 75 до 85% номинального напряжения. Выдержка времени реле — от 0 до 9 с. Диапазон уставок начальных отключающих токов реле максимального тока мгновенного действия от 5 до 150 А Погрешность тока срабатывания относительно тока уставки по шкале ±10%. Диапазон уставок начальных отключающих токов токового электромагнита отключения — от 1,5 до 3,0 А. Погрешность тока срабатывания относительно тока уставки по шкале ±10%. Диапазон уставок начальных отключающих токов реле максимального тока с выдержкой времени — от 5 до 35 А. Погрешность тока срабатывания относительно тока уставки по шкале ±10%. Выдержка времени реле — от 0 до 4 с. Номинальные напряжения электродвигателя заводящего устройства 110 и 220 В постоянного тока, 127 и 220 В переменного тока частоты 50 Гц. Рис. 4.19.19. Кинематическая схема пружинного привода МАА: 1, 4 — электромагниты; 2,3 — кнопки отключения и включения; 5, 10, 21 — валы; 6, 8 — запорные устройства; 7 — заводящий кулак; 9, 14 — рычаги; 11 — храповик; 12,16 — пружины; 13 — полюс выключателя; 15 — изолирующая штанга; 17 — шатунная передача; 18 — редуктор; 19 — электродвигатель; 20, 22 — указатели состояния привода и выключателя; 23 — амортизационный насос
Рис. 4.19.20. Встроенный пружинный привод ВМПП-10 выключателя: 1 — релейный вал; 2,4 — электромагниты отключения и включения; 3 — зажимный ряд; 5 — проводка; 6,8, 12 — блок-контакты БКП, БКВ и БКА; 7 — пульт управления; 9 — указатель положения выключателя; 10, 23 — тяги; 11,20 — валы выключателя и привода; 13 — масляный буфер; 14, 15 — отключающее и включающее запорные устройства; 16 — винт; 17 — блокировочный шток; 18 — диск; 19 — наружная обойма обгонной муфты; 21 — заводное устройство; 22 — рама Полезная мощность на валу электродвигателя переменного тока 80 Вт и 100 Вт — на валу электродвигателя постоянного тока. Электродвигатель должен обеспечивать подготовку привода к включению при напряжении на зажимах электродвигателя от 80 до 110% номинального напряжения. Время подготовки привода к включению при номинальном напряжении 20...30 с. Время подготовки привода к включению при 80% номинального напряжения — не более 40 с Номинальные напряжения подогревателя шкафа для наружной установки привода 110 и 220 В постоянного тока и 127 и 220 В переменного тока частоты 50 Гц.
Потребляемая мощность 160...420 Вт (в зависимости от положения включения). Выдержка времени устройства однократного автоматического повторного включения — от 0.5 до 4 с. Вес привода =88 кг. Вес шкафа для наружной установки привода =55 кг. 4.19.5. Пневматические приводы Основным узлом привода является пневматический цилиндр с поршнем (рис. 4.19.21). Сжатый воздух под давлением 2 МПа подают от общей компрессорной установки или на каждом приводе устанавливают баллоны со сжатым воздухом, с помощью которых выполняют пять-шесть операции без подкачки воздуха Для подкачки воздуха используют небольшие компрессоры. Пневматические приводы ПВ-30 служат для выключателей МГ-10, МН-20, а ШПВ — для баковых выключателей серии «У». В выключателях ВМК пневматический привод является частью их конструкции. Дальнейшей модернизацией пневматических приводов являются пневмогидравлические, в которых поршень приводится в движение сжатой жидкостью (приводы ППГ-1 для выключателей «Урал»). Пневматические приводы. Энергия запасается в резервуаре со сжатым воздухом, который приводит в движение поршень в цилиндре. Наиболее удачной компоновкой является расположение на выключателе цилиндра и резервуара — это позволяет избежать потерь, связанных с движением воздуха по трубам. Компрессор приводится в действие двигателем мощностью менее 1 кВт. Расход воздуха на одну операцию включения невелик и позволяет проводить 5...6 операций без подкачки воздуха. В случае отсутствия напряжения на двигателе компрессора или выхода из строя двигателя привод может нормально функционировать без подкачки воздуха в течение 12...14 ч. Номинальное давление привода берется в зависимости от его мощности и колеблется от 1 до 1,7 МПа Особенностью тяговой характеристики является то, что усилие возрастает практически мгновенно и наибольшего значения достигает в начале хода. Это усилие слегка спадает к концу хода. Для изменения тяговой характеристики сечение впускного отверстия может легко регулироваться путем механической связи регулирующего устройства с ходом поршня. В частности, сила, развиваемая приводом, может быть значительно увеличена к концу хода путем увеличения сечения питающего отверстия. Поршень привода действует на выключатель через механизм свободного расцепления. Возврат поршня в исходное положение осуществляется
450 Рис. 4.19.21. Пневматический привод: 1 — силовой пневмоцилиндр с поршнем; 2 — шток; 3 — рычажный механизм для передачи движения к выключателю; 4 — отключающий механизм; 5 — электромагнит отключения; 6 — корпус дросселирующей приставки с золотником; 7 — пусковой клапан с электромагнитом включения Характеристика ШПВ-46 ШПВ-45П ШПВ-35 Масса, кг Катушка электромагнита включения: сопротивление, Ом установившийся ток. А Катушка электромагнита отключения: сопротивление, Ом установившийся ток, А Номинальное давление, МПа Минимальное давление включения, МПа Расход воздуха на включение, м’ Объем воздухосборника, м3 690 11/44 10/5 5,5/22 20/10 2,0 1,6 0,34 0,34 У-110-50, У-220-40 690 11/44 10/5 11/44 10/5 2,0 1,2 0,25 0,25 У-220-25 500 11/44 10/5 11/44 10/5 2,0 1,2 0,17 0,20 С-35-50 Примечание. В числителе — данные катушек электромагнитов на 110, в знаменателе — на 220 В Оборудование подстанций и электрических сетей
пружинами. Для устранения демпфирования полость цилиндра после включения сообщается с атмосферой. Особенности привода: • применение сжатого воздуха дает возможность создать привод с очень малым временем включения для самых мощных выключателей (время включения выключателя 330 кВ, 40 кА равно 0,25 с); за счет простого изменения диаметра поршня сила, развиваемая приводом, может быть сделана весьма большой; поршень имеет небольшую массу и не оказывает никакого влияния на временные характеристики выключателя; • сила, развиваемая пневмоприводом, быстро нарастает и мало изменяется с ходом, тяговая характеристика привода может легко изменяться путем применения регулируемого питающего отверстия; • пневмопривод не изменяет своей характеристики при частых включениях; • привод не требует мощного источника энергии, отпадает надобность в дорогостоящей аккумуляторной батарее, требующей сложного ухода; • управление и питание привода осуществляются по проводам малого сечения; • привод требует принятия особых мер для обеспечения нормальной работы при низких температурах (выбора соответствующего сечения трубопроводов, обеспечения стока воды, предупреждение образования снега в трубах, сушки воздуха). Пневмогидравлические приводы. Аккумулирование энергии, необходимой для включения, осуществляется за счет сжатия газа, находящегося под большим давлением. Для того чтобы устранить возможность утечки и растворения, газ заключен в эластичный баллон, который в свою очередь размещен в стальном сосуде. Обычно в пневмогидравлических приводах используется азот. Привод может быть широко применен и в малообъемных выключателях на напряжение выше 35 кВ. В этом случае главный цилиндр, связанный с контактным механизмом, находится под высоким потенциалом. Управление осуществляется с помощью двух маслопроводов, связывающих главный цилиндр с остальной частью привода. Такая система позволяет значительно облегчить подвижную часть выключателя. Весь механизм выключателя получается весьма компактным. Особенности привода: высокое быстродействие — время включения около 0,25 с; оно может быть сделано меньше, чем у пневматического привода. На рис. 4.19.22 приведен распределительный шкаф воздушного выключателя.
Рис. 4.19.22. Распределительный шкаф воздушного выключателя: 1 — редукторный клапан; 2 — подача воздуха на вентиляцию; 3 — регулировочный винт; 4 — трубка местного пневматического отключения; 5 — кнопочное устройство (на отключение); 6 — электроконтактные манометры; 7 — вентиль манометра; 8 — клапан обратный; 9 — вентиль на входе воздуха; 10 — подача воздуха из магистрали; 11 — фильтр войлочно-волосяной; 12 — клапан спускной; 13 — бачок; 14 — подача воздуха к полюсам выключателя 4.i9.6. Приводы электромагнитные Электромагнитные приводы (рис. 4.19.23) являются приводами прямого действия — энергия для включения непосредственно потребляется от источника большой мощности. Электромагнитные приводы просты по конструкции и надежны в работе. Основным их недостатком является потребность в мощном источнике оперативного постоянного тока. Движущим органом электромагнитных приводов является электромагнитная катушка с сердечником. При протекании оперативного тока по обмотке катушки сердечник втягивается, создавая необходимое тяговое усилие для включения выключателя. Тяговая сила F электромагнита зависит от тока и положения сердечника. Цифры у кривых указывают значение тока в долях номинального Дом = Цном/Д, где R — сопротивление обмотки.
Рис. 4.19.23. Электромагнитный привод (включенное положение) 1 — отключающий электромагнит; 2 — регулировочный винт; 3 — корпус; 4 — отключающая собачка; 5 — кнопка ручного отключения; 6 — упорный болт; 7 — основание магнитопровода; 8 — сердечник; 9 — включающая катушка; 10 — удерживающая собачка; 11,12 — ролики; 13 — механизм; 14 — рычаг; 15 — контакт вспомогательных цепей КБП; А — место установки стержня против случайных отключений при регулировке и транспортировании выключателя; В — зазор в отключенном положении между роликом 11 и отключающей собачкой 4; С — зазор при полностью поднятом до упора сердечнике включающего электромагнита между осью ролика 12 и удерживающей собачкой УО; 76 мм — ход сердечника
Как видно из рисунка (.рис 4.19.24), тяговая сила увеличивается по мере уменьшения расстояния h и достигает максимального значения при подходе к положению «включено». Такая характеристика соответствует статической характеристике выключателя В процессе включения ток и магнитный поток электромагнита непрерывно изменяются. Сначала при замыкании цепи ток увеличивается приблизительно экспоненциально, пока не достигнет значения, достаточного для трогания нагруженного сердечника (рис 4.19.24, а) Время, необходимое для такого нарастания тока, относительно велико (0,2 с) Когда ток достигнет необходимого значения, начинается движение сердечника. Скорость его быстро увеличивается, а скорость нарастания тока уменьшается При включении выключателя на ненагруженную цепь ток в цепи не успевает достигнуть установившегося значения. Если же включение происходит на КЗ, то возникают электродинамические силы, препятствующие движению сердечника и завершению операции включения. Скорость сердечника резко уменьшается, что вызывает увеличение тока в электромагните и увеличение тяговой силы. Сердечник вновь увеличивает скорость и доводит под вижную систему выключателя до положения «включено» (рис. 4.19.24 б) Если мощность электромагнита недостаточна, происходит сильное торможение сердечника и опасность оплавления контактов, поскольку давление в них недостаточно Электромагнитные приводы относятся к приводам медленного действия Собственное время привода (от момента подачи команды на включение до момента трогания) составляет большую часть полного времени включения Последнее достигает 0,5 с и более. Рис. 4.19.24. Процесс включения электромагнитного привода-а — изменение тока; б — ход подвижной системы выключателя
Для питания электромагнитных приводов необходима аккумуляторная батарея достаточной емкости, обычно предусматриваемая на станциях в качестве независимого от энергосистемы вспомогательного источника энергии. Однако на большей части понижающих подстанций установка аккумуляторных батарей экономически ни оправдывается. В этих условиях применение электромагнитных приводов возможно только при питании от сети переменного тока через индивидуальные полупроводниковые выпрямители. Но такая схема не обеспечивает возможность включения выключателя при нарушении электроснабжения Поэтому применение электромагнитных приводов при отсутствии аккумуляторной батареи нецелесообразно. В последнее время в связи с увеличением отключающей способности выключателей и повышением требований к быстродействию электромагнитные приводы вытесняются более совершенными пневматическими приводами. Промышленностью выпускаются электромагнитные приводы ПС и ПЭ для выключателей внутренней установки и ШПЭ — для наружной. Особенности приводов. • тяговая характеристика, развиваемая электромагнитом, соответствует характеристике противодействующих сил масляного выключателя; • приводы надежно работают при суровых климатических условиях; • требуется мощный источник постоянного тока с малым внутренним сопротивлением; так, для одновременного включения трех полюсов масляного выключателя напряжением 220 кВ требуется аккумуляторная батарея, которая дает ток 750 А при напряжении 220 В; • в связи с большими потребляемыми токами сечение кабелей, подводящих напряжение к включающему электромагниту, получается значительным (выбирается из условия падения напряжения на кабеле, питающем привод); • вследствие электромагнитных процессов, происходящих в приводе, время включения получается значительным (в мощных приводах до 1 с). Дальнейший рост отключаемых мощностей выключателей, сокращение времени цикла АПВ затрудняют применение этих типов приводов. Увеличение мощности приводов наталкивается на необходимость применения аккумуляторных батарей очень большой емкости и кабелей большого сечения для питания приводов. В связи с этим применение приводов этого типа рекомендуется для выключателей небольшой мощности. В настоящее время в конструкциях выключателей широко применяются встроенные электромагнитные, пружинные и пневматические приводы. Привод ПС-10 (рис. 4.19.25) состоит из магнитной системы с подвижной частью, механизма и буферного фланца. В средней части привода между кронштейнами 6 и буферным фланцем 1 смонтирована в стальном цилиндре 2 магнитная система привода. Нижняя
Рис. 4.19.25. Электромагнитный привод ПС-10 (кожух снят): 1 — буферный фланец; 2 — стальной цилиндр; 3,5 — сигнально-блокировочные контакты; 4 — рычажная система механизма привода; б — кронштейн (плита); 7 — отключающий электромагнит; 8 — шток сердечника отключающего электромагнита; 9 — болт заземления; 10 — рычаг ручного управления приводом; 11 — ось (вал); 12 — стяжная шпилька часть литого кронштейна служит верхней частью магнитопровода, а верхняя часть буферного фланца — нижней частью магнитопровода. Обмотки включающих электромагнитов имеют одну или две секции с выводами концов на номинальные напряжения 110 и 220 В. Цилиндр, в котором помещена магнитная система, одновременно является кожухом, предохраняющим обмотку включающего электромагнита от механических повреждений, с окном для указания положения выключателя. Подвижная часть магнитной системы привода ПС-10 (см. рис. 4.19.25) представляет собой стальной цилиндрический сердечник с ввернутым в него штоком 8, который, проходя через отверстие в нижней части кронштейна, воздействует на ролик включающего механизма привода. Для возвращения сердечника в исходное положение на шток надета отжимающая пружина. Электромагнит включения привода соединен с силовой электрической цепью, которая включается и отключается контактором постоянного тока соответствующей мощности. Слева и справа от электромагнита смонтированы сигнальные контакты 3 и 5 с зажимами. Чугунный буферный фланец 1 с помощью четырех стяжных шпилек 12 вместе с цилиндрическим кожухом магнитной системы притянут к кронш-
тейну привода. Для смягчения ударов сердечника, падающего после включения выключателя, служат резиновые прокладки, расположенные внутри буферного фланца под сердечником. Ось 11 рычага 10 ручного включения вращается в подшипниках, запрессованных в нижней части буферного фланца. Для удобства обслуживания положение рычага можно регулировать, поворачивая этот фланец на 90° Присоединение привода к выключателю осуществляется соединительной вилкой, расположенной на конце вала механизма привода ( Наиболее совершенный механизм управления имеет электромагнитный привод ПЭ-11 (рис. 4.19.26, а), в котором специальные вспомогательные контакты предотвращают явление «прыгания» при включенном выключателе, если в электрической сети происходит короткое замыкание. Это наиболее важная особенность его конструкции, которая упрощает передаточный механизм, облегчает регулировку механизма выключателя с механизмом привода при монтаже и ремонте. Привод ПЭ-11 потребляет на 35...40% меньше энергии по сравнению с приводом ПС-10. В верхней части сварного корпуса приводов ПЭ-11 и ПЭВ-11А расположены механизм и блок-контакты, в нижней части — включающий электромагнит, состоящий из катушки 2, подвижного сердечника 1 со штоком и магнитопровода, который образован нижней плитой корпуса механизма, штампованной П-образной скобой и плитой нижнего основания. Внутри основания, под сердечником, установлены резиновые прокладки, служащие амортизатором падающему сердечнику после включения. Для установки рычага ручного включения 18 в основании сделаны вырезы Отключающий электромагнит привода ПЭ-11 укреплен на нижней плите корпуса механизма, а привода ПЭВ-11А — сверху. Ручное отключение осуществляется рукояткой (кнопкой) 14. Вместе с приводом поставляются контакторы КМВ-521 для ПЭ-11 и КМВ-621 для ПЭВ-11А, с помощью которых замыкается и размыкается силовая цепь привода. Весь механизм привода закрыт съемной крышкой и состоит из главного вала 9, системы рычагов, оси 6, удерживающей защелки 4, регулировочного винта 3 и отключающей собачки 13. Действие механизма заключается в следующем. При подаче импульса на включение сердечник со штоком, перемещаясь вверх, упирается в ролик, поднимает ось 6 и поворачивает главный вал 9 привода. В конце включения удерживающая защелка 4 заходит под ось, а треугольный рычаг своим роликом опирается на отключающую собачку 13 и запирает привод во включенном положении. Одновременно быстродействующий блок-контакт включения КБВ совместно с контактором разрывает цепь питания включающего электромагнита. Подвижный сердечник 7 со штоком падает вниз на резиновый амортизатор. Во избежание прилипания сердечника на нижней плите корпуса механизма привернута шайба из немагнитного материала, а на шток надета пружина, помогающая возврату сердечника в нижнее положение Включение может быть проведено и вручную рычагом 18.
458 Оборудование и электрически ' сетей б Рис 4.19.26. Приводы: а — электромагнитный ПЭ-11; б — встроенный электромагнитный ПЭВ-11А 1 — сердечник, 2 — катушка; 3 — регулировочный винт; 4 — удерживающая защелка; 5 — сигнально-блокировочные контакты; 6,75 — оси, 7,8,11,12, 18 — рычаги; 9 — вал привода; 70 — быстродействующие блок-контакты, 73 — собачка, 14 — рукоятка (кнопка) отключения; 76 — отключающий электромагнит; 77 — контактодержатель, 19 — ролик: 20 — Стопорящий стержень против случайного отключения при регулировке
459 Б-Б Рис 4.19.27. Привод ППВ-10: а — общий вид; б — устройство 1 — крышки; 3 — рама; 4 — вал привода; 5 — заводное устройство; 6 — защитные реле; 7 — релейный вал, 8 — кнопка отключения; 9 — электромагниты; 10,12,16 — блок-контакты БКП.БКА и БКВ; 11 — кнопка включения; 13 — эксцентрик, 14 — поводок; 15 — промежуточный вал; 17. 18 — рычаги 4.19. Приводы с»лЭ9ыя ии-ключател^
При отключении боек отключающего электромагнита ударяет по отключающей собачке 13 и, поворачивая, выводит ее из зацепления роликом треугольного рычага. Рычаги выходят из жесткого (мертвого) положения, и механизм привода отключается под действием силы пружин выключателя. Ось 6 соскальзывает с удерживающей защелки 4, механизм приходит в исходное положение. Быстродействующий блок-контакт отключения КБО разрывает цепь отключения. Аналогично работает механизм привода при ручном отключении с помощью рукоятки (кнопки). Благодаря механизму свободного расцепления отключение может быть произведено как из полностью военного положения выключателя, гак и из любого промежуточного положения. Привод имеет электрическую блокировку против повторного включения и последующего отключения выключателей защитой (включение на не устраненное КЗ), когда команда на включение, подаваемая ключом управления, еще не снята. Для блокировки используется вспомогательный контакт, связанный с сердечником отключающего электромагнита. На рис. 4.19.27 приведен привод ППВ-10. Приводы ПЭ-11, ПЭВ-11А и ПЭГ-7 предназначены для управления масляными выключателями соответственно ВПМ и ВМП, ВМПЭ, ВЭМ-10. Потребляемый ток обмоток электромагнитов приводов ПЭ-11 при напряжении ПО и 220 В составляет соответственно 120 и 60 А (при включении), 2,5 и 1,25 А (при отключении), ПЭВ-11А — 200 и 100 А, 5 и 25 А, ПЭГ-7 — 160 и 80 А, 2,5 и 1,25 А. У встроенного в выключатель ВЭМ-10 электромагнитного привода постоянного тока ПЭГ-7 (рис. 4.19.28, а) сварной корпус является одновременно магнитопроводом электромагнита включения, сердечник которого движется горизонтально. Вал 3 привода, служащий одновременно валом выключателя, связан рычагами (звеньями 15 и 16) с комплектовым валом 7. Привод имеет рычажный механизм с роликовым устройством свободного расцепления. Для возврата механизма привода в исходное положение после отключения выключателя служат пружины 8 и 12. Сбоку к корпусу привода крепится воздушный демпфер 29 (рис. 4.19.28, б), предназначенный для смягчения удара при отключении выключателя Демпфер соединен с комплектовым валом. На панельном листе 21 корпуса привода расположены электромагнит отключения 30 с отключающей защитой, рукоятка ручного отключения 26, блок-контакты 22, 27 и 31 вторичных цепей. Для управления приводом применяется контактор КМВ-621, аналогичный контактору привода ПЭВ-11А. Включение выключателя производят ключом управления, замыкая при этом цепь контактора. Контактор срабатывает и замыкает цепь электромагнита включения привода. Сердечник 13 (рис. 4.19.28, а) втягивается в катушку включения 11 и воздействует на рычаг включения 20, расположен-
22 20 18 16 14 12 Рис. 4.19.28. Электромагнитный привод ПЭГ-7: а — вид сбоку; б — вид спереди; в — регулируемые зазоры 1 — указатель положения; 2, 8, 12, 18 — пружины; 3 — вал привода; 4 — кулачок; 5, 14, 32 — удерживающая нижняя и отключающая защелки; 6,9,19, 20,24 — рычаги; 7 — комплектовый вал; 10 — корпус; 11 — катушка включения; 13 — сердечник электромагнита включения; 15, 16 — рычаги (звенья) свободного расцепления; 17 — отжимный ролик; 21 — панельный лист; 22 — сигнальные блок-контакты КСБ; 23, 35 — прокладки; 25, 28 — регулировочный винт и болт; 26 — рукоятка ручного отключения; 27 — блок-контакт включения КБВ; 29 — воздушный демпфер; 30 — электромагнит отключения; 37 — блок-контакт КБП против самопроизвольного включения иа короткое замыкание; 33 — кронштейн рычага ручного отключения; 34 — ударник; 36 — траверса
Рис. 4.19.28. Окончание ный на валу привода. Рычаг включения через звенья свободного расцепления 15 и 16 соединен с главным рычагом 6 комплектового вала. При повороте рычага включения вся система рычагов 16, 15 и 6 поворачивается против часовой стрелки. Рычаг 6 закреплен сваркой на комплек-товом валу 7. Поэтому одновременно с его движением происходит перемещение комплектового вала вокруг вала 3 привода. При этом поворачиваются рычаги отключающих пружин и рычаги 9 изоляционных тяг, жестко связанные с комплектовым валом. Изоляционные тяги включают контакты прямого действия, т.е. потребляющих энергию во время включения непосредственно от источника электрической энергии постоянного тока Во избежание отключения выключателя звенья 15 и 16 запираются рычагом 19, который закреплен на поворачивающемся кулачке 4. При включении кулачок запирается удерживающей защелкой 5 (рис. 4.19.28, в), опирающейся на отключающую защелку 32. При повороте комплектового вала выключателя растягиваются отключающие пружины 8 (рис. 4.19.28, а). Во включенном положении выключа
теля отключающие пружины стараются повернуть весь механизм привода по часовой стрелке, т.е. отключить выключатель. Фиксирование механизма в положении «Включено» обеспечивается защелкой 14. При ручном включении необходимо надеть патрубок на специальный выступ рычага 20 и с усилием нажать вниз до полного включения. При отключении выключателя ударник 34 (рис. 4.19.28, в) электромагнита отключения 30 ударяет по отключающей защелке 3, освобождая удерживающую защелку 5 и кулачок 4. Под действием отключающих пружин 8 (см. рис. 4.19.26, а) кулачок поворачивается вокруг вала привода. Комплек-товый вал теряет опору и выключатель отключается. При этом рычаг 16 роликом 17 отжимает нижнюю защелку 14, освобождает рычаг включения и сердечник 13 электромагнита включения. С помощью возвратной 12 и отключающих 8 пружин весь механизм занимает исходное положение. Если после отключения возвратные пружины не привели звенья привода в исходное положение, механизм свободного расцепления не позволит включить выключатель. Это достигается тем, что кулачок 4 не будет удерживать защелку 5 и не обеспечит жесткость звеньев свободного расцепления 15 и 16 в шарнирном соединении. И если будет замкнута цепь электромагнита включения, его сердечник втянется в катушку, звенья свободного расцепления изломаются и не передадут усилия на комплектовый вал, т.е. включающий механизм сработает вхолостую. Для ручного отключения служит рукоятка 26. Варианты исполнения ручных и пружинных приводов характеризуются типом и числом присоединяемых к приводу защитных отключающих элементов. Вариант исполнения обозначается цифровым индексом, каждая цифра которого соответствует определенному типу встроенного отключающего элемента: 1 — реле максимального тока мгновенного действия (РТМ); 2 — реле максимального тока с выдержкой времени (РТВ); 4 — отключающие электромагниты 6 — реле минимального напряжения с выдержкой времени (РНВ); 8 — электромагнит релейного отключения с питанием от независимого источника оперативного тока; О — отсутствие в варианте исполнения отключающих элементов, действующих от защиты. Например, вариант исполнения 110 показывает наличие двух реле РТМ, 400 — одного отключающего электромагнита. Электромагнитные приводы имеют различные исполнения и возможно их применение и для пневматических приводов:
ПЭ-21 (рис. 4.19.29) — привод электромагнитный, имеет блокировку против «прыгания» и снабжен быстродействующими вспомогательными контактами КБВ и КБО. ПЭ-44 (рис. 4.19.30) — привод электромагнитный, имеет круто растущую силовую характеристику в конце хода включения. Привод содержит унифицированный механизм в виде отдельного блока и сменные электромагнитные блоки, устанавливаемые соответственно типу выключателя. ПВ-30 — привод пневматический с механизмом привода ПС-30. ШПВ-45 — привод пневматический наружной установки с унифицированным механизмом привода серии ШПЭ-44 В табл. 4.19.5 приведены выпрямительные устройства с воздушным охлаждением для питания электромагнитных приводов выключателей, а в табл 4.19.6 — характеристики электромагнитных приводов. Рис. 4.19.29. Привод ПЭ-21
13.. .14 .. X п R155±0,5 ГО( 5flo/ МИ I :! и - й ! Um 1 l| Рис. 4.19.30. Привод ПЭ-44 Таблица 4.19.5. Выпрямительные устройства с воздушным (естественным) охлаждением для питания электромагнитных приводов выключателей Тип Потребляемая S, кВ-А t/„0M сети, В Выпрямленный /тах, А Выпрямленное Uw В Габариты, мм Масса, кг БПРУ-66/220* 66 220 300 220 0,8x0,65x1,25 120 БПРУ-66/380* 66 380 300 220 0,8x0,65x1,25 120 КВУ-66-2 66 220 300 220 0,8x0,35x0,6 55 КВУ-бб-3 66 380 300 220 0,8x0,35x0,6 55 УКП1-220* 74 220 320 230 0,4x0,8x0,8 160 УКП1-380* 74 380 320 230 0,4x0,8x0,8 150
Тип Масса, КГ Данные электромагнитов Типы вык-лючате-лей, комплектуемых приводом Размеры крепления привода вид напряжение, В марка и диаметр или размеры сечения провода, мм число секций и витков сопротивление секции, Ом установившийся ток, А по вертикальной оси, мм по ширине, мм 4 отв. размером ПЭ-11 ПЭ-119 55 ЭВ эо 110 220 110/220 ПБД 2,26; ПСД 2,26, ПБД 1,56; ПСД 1,56 ПЭВ 0,29 1/370 1/710 2/2450 0,73 2,94 81...95 120 60 5,0/2,5 ВПМ-10 ВМГ-10 ВМП-ЮК 140 80 016 ПЭ-12 ЭВ эо 110 220 110/220 ПБД 1,56x3,28 ПБД 1,16x2,26 ПЭВ-2 0,35 1/350 1/664 2/1825 0,54 2,06 44 202 101 5,0/2,5 С-35М 272 272 021 ПЭ-21 ПЭ-21 А 275 ЭВ эо 110/220 110/220 ПБД 2,1x3,55 ПЭВ-2 0,70 2/320 2/1825 0,74 88 290/145 5,0/2,5 МГГ-10 ВМГ-10-63В 272 272 021 ПЭ-22 263(268) ЭВ эо 220 220 ПБД 1,90x3,53 (ПБД2.36х4,00) ПЭВ-2 0,49 2/320 1/535 1/4000 0,74 (0,88) 63 148 (250) 3,5 ВЭМ6 МГ-10 ПЭ-31 310...390 ЭВ эо 110/220 110/220 ПБД 1,68x3,28 ПЭН 0,44 2/365 2/1340 0,88 22 248/124 10/5 МКП-35 ВМГ-10 923 416 022 ПЭ-38 530 ЭВ эо 110/220 110/220 ПБД 3,05 ПЭВ-2 0,44 2/200 2/1340 0,43 22 488/244 10/5 С-35 50 ПС-31 500 ЭВ эо 220 220 110/220 ПБД 3,53 ПБД 3,80 ПЭЛ 0,35 1 ' 569 1/400 2/1760 1,05 0,60 44 210 180 5 МГУ-20 ВГМ-20 ПЭГ 7Т ВЭМ-6-1000 Оборудование подстанций и электрических сетей
Примечанияк табл. 4.19.6: 1. ЭВ — электромагнит включения, ЭО — электромагнит отключения. 2. В обозначении приводов наружной установки добавляется буква Ш (например, ШПЭ-11). 3 Угол поворота вала: ПЭ-11 и ПЭ-12 90", ПЭ-21 47°, ПЭ-31 53 ..57°. ПЭ-33 и ПЭ-38 55°, ПЭ-46 54°. ПЭ-44 53...59° и ПС-31 65" 4. Ход сердечника электромагнита включения, мм: ПЭ-11 и ПЭ-12 81 ПЭ-21 112; ПЭ-31, ПЭ-33, ПЭ-38 125; ПЭ-46 120; ПЭ-44 120. 5. В соответствии с ПУЭ (§ 3.1.9), типовым! решениями институтов «Энергосетьпро-ект» и «Теплоэлектропроект», а также практикой энергосистем для защиты электромагнитов включения и отключения с установившимся током /р используются предохранители с номинальным током плавкой вставки от 0,3 до 0,4 /р или автоматические выключатели с номинальным током расцепителя от 0,15 до 0,20 /р. 6. Технические характеристики выпрямительных устройств УКП-220 и УКП-380 для питания электромагнитных приводов приведены ниже: Выпрямленное напряжение. В; холостого хода. 297/257* в режиме нагрузки ..230 Максимальный выпрямленный ток (выход без накопителя), А. ........... 320 Размеры (ширина х высота х глубина), см . .. 80х160(80)х40 Масса, кг 300 (150) ’ *В числителе — для УКП-220, в знаменателе — для УЕП-380. Расшифровка обозначения: У — устройство, К — комплектное, П — питания; цифровая часть — напряжение питающей сети (трехфазное), В. Устройство состоит из двух блоков, устанавливаемых друг на друга, выпрямителя с распределительным устройством (УКП-1) и индуктивного накопителя энергии (УКП-2); в скобках приведены значения высоты и массы одного блока. Охлаждение воздушное, естественное; обслуживание одностороннее. Исполнение и категория размещения УЗ по ГОСТ 15150-69 и 15543-70’. Устройство рассчитано на импульсную нагрузку с длительностью импульса 1 с при минимальном промежутке времени между импульсами 0,5 с Число импульсов в цикле г ри токах 320, 150 и 100 А соответственно не более 4, 5 и 10 Электромагнитные (соленоидные) приводы постоянного тока применяются для управления всеми типами масляных выключателей напряжением 10-220 кВ. Привод представляет собой корпус с электромагнитом включения и операционным механизмом. В корпусе размещены также электромагнит отключения, контакты вспомогательных цепей, механизм ручного отключения и в ряде случаев механический указатель положения выключателя, жестко связанный с его валом. На рис. 4.19.31 показан электромагнитный привод для маломасляного выключателя Электромагнитный привод для отделителя ОД-110. За последнее время в электросетях «Мосэнерго» большое количество электроподстанций переводится на обслуживание без постоянного дежурного персонала, что требует автоматического дистанционного управления коммутационными аппаратами Однако некоторые коммутационные аппараты, в той числе отделителя ОД-35, ОД-ПО и другие, выпускаемые отечественной промышленностью, оснащаются приводами ШПО, которые разрешают производить автоматически только отключение отделителя за счёт энергии, запасенной
468 Оборудование подстанций и с'-ектрических сетей a Рис. 4.19.31 Привод электромагнитный для маломасляных выключателей-а — передняя панель; б — цепь управления 1 — шток с пружиной, 2 — сердечник; 3 — обмотка электромагнита включения, 4 — удерживающий рычаг; 5 — ролик; б и 8 — контакторы вспомогательных цепей; 7 — вал привода; 9 — рычаги механизма свободного расцепления; 10 — защелка, 11 — рычаг ручного отключения; 12 — электромагнит отключения, 13 — сборка зажимов; 14 — корпус привода; 15 18 — контакты
пружинами во время их ручного завода. Включение отделителя производится вручную с помощью специального рычага. Отсутствие в приводах ШПО устройств для автоматического включения отделителя в значительной степени препятствует внедрению автоматики, обеспечивающей минимальные перерывы в электроснабжении потребителей и облегчающей эксплуатацию подстанций. Для обеспечения автоматической работы отделителей ПО кВ при включении и отключении было проведено исследование возможности использования для этой цели наиболее распространенных приводов ПЭ-11 и ПП-67 вместо существующих ШПО. Испытания приводов ПЭ-11 и ПП-67 показали, что они обладают недостаточными тяговыми усилиями, и без модернизации не обеспечивают включения отделителей. В СКТБ ВКТ «Мосэнерго» разработан новый электромагнитный привод двустороннего действия, обладающий большими тяговыми усилиями, способный обеспечивать надежное включение отделителя ОД-ПО. Новый электромагнитный привод изготавливается из двух существующих стандартных приводов ПЭ-11 и состоит из следующих основных частей: верхней — привода заводского исполнения и нижней — приставки — магнитопровода с включающей катушкой. Приставка представляет собой привод ПЭ-11, у которого демонтированы механизм свободного расцепления и катушка отключения. Новому приводу присвоено наименование 2ПЭ-11. Привод 2ПЭ-11 прошел механические испытания при совместной работе с отделителем ОД-ПО. Наладка отделителя производилась в соответствии с заводской инструкцией. Вытягивающие усилия в контактах отделителя — 12 кгс Зазор между торцами полуножей — 4...5 мм. Переключение полуножей 4...6 мм. Испытания имели целью выявление слабых мест в конструкции привода и отделителя при многократном включении и отключении Было проведено 300 циклов «В-О». Питание привода 2ПЭ-11 осуществлялось от кремниевого выпрямителя. Напряжение на приводе было 220 В. Ток потребителя электромагнитов включения при номинальном напряжении 220 В составлял 130 А. Минимальное напряжение, при котором привод надежно включал отделитель ОД-ПО, было 154 В. Скорости включения и отключения полуножей отделителя при испытании соответствовали заводским рекомендациям. Отказов при испытании электромагнитного привода 2ПЭ-11 с отделителем ОД-ПО не было. Приводы 2ПЭ-11 нашли широкое распространение почти во всех сетевых предприятиях «Мосэнерго».
4.20. Приводы выключателей BB/TEL Блоки управления выключателем. Коммутация команд управления выключателем осуществляется специальными блоками, которые предназначены для установки в релейном шкафу КРУ или КСО. Блоки управления имеют следующие основные типоисполнения: • релейный блок управления на оперативном постоянном токе НОВ; • релейный блок управления на оперативном постоянном токе 220 В; • релейный блок управления на оперативном переменном токе 220 В с возможностью отключения по цепям трансформатора тока, • блок управления на дискретной логике с оперативным напряжением 110-250 В переменного и постоянного тока с панелью местного управления и индикации; • блок управления на дискретной логике с оперативным напряжением 110-250 В постоянного и переменного тока с панелью местного управления и индикации и встроенными электронными защитами и автоматикой. Неотъемлемой частью вакуумных выключателей ВВ/TEL являются устройства управления, изготовляемые в виде отдельных блоков, /станавли-ваемых в релейных шкафах, на выкатных элементах КРУ, КРУН, а также на фасадах КСО. Устройства управления позволяют выполнить следующие основные функции: • местное и дистанционное управление, в том числе от низковольтового вспомогательного источника питания; • стандартный цикл управления вакуумным выключателем «О» — 0,3с — «ВО» — 15с — «ВО» по ГОСТ 687-78; • блокировку от повторного включения; • питание от токовых цепей при отсутствии напряжения питания; • возможность отключения выключателя в течении 20 с после исчезновения напряжения оперативного питания. На сегодняшний день существует две основных модификации устройств управления: 1. Блок управления BU/TEL-О,5А, применяемый совместно с блоком питания BP/TEL-0.2A, имеет минимальный набор функций и позволяет управлять вакуумным выключателем только посредством «сухих» контактов. 2. Блок управления БУ/ТЕБ-12 обеспечивает наиболее гибкое и удобное сопряжение со вторичными цепями защиты и управления, выполненны
ми как с применением традиционных электромеханических реле, так и с использованием современных микропроцессорных реле. В БУ/ТЕЬ-12 основные функции, присущие блоку управления BU/TEL-О,5А, дополнены следующими функциями: • контроль исправности цепи электромагнитов управления выключателя; • отключение выключателя от токовых цепей и от независимого источника питания; • сигнализация аварийного отключения выключателя; • самодиагностика; • сигнализация и индентификация типа неисправности. Блок управления БУ/ТЕБ-12 выпускается в трех модификациях: > - БУ/TEL-12-01 применяется на постоянном (выпрямленном) оперативном токе совместно с микропроцессорными защитами всех фирм-производителей: > -БУ /TEL-12-02 применяется на постоянном (выпрямленном) оперативном токе совместно с защитами, выполненными на электромеханике; > - БУ/TEL-12-03 применяется на переменном оперативном токе со всеми типами защит. Основные технические характеристики-BU/TEL-220-0,5 BU/TEL-220-10 BU/TEL-U0/220-12 Номинальное напряжение питания, В Собственное время отключения: 230- 220(=/-1 110/220 по цепи управления, мс 65 60 60 по токовым цепям отключения, с .. 0,5 0,055 0,055 Собственное время включения, мс Время готовности блока после подачи питания: 100 60 60 к включению, с 5 10 15 к отключению, с Время сохранения способности к 10 0,2 0,5 отключению, с 10 10 10 Масса, кг 2 5 7 Габариты, мм Средний срок службы до 192x120x61 254x216x184 205х250х 110 списания, лет 25 25 25
Все блоки управления имеют унифицированную клеммную колодку для подключения выключателя Схемы подключений выключателей типа BB/TEL, имеющих разные номинальные напряжения цепей управления к соответствующим блокам управления представлены в паспортах на блоки управления. Устройство выключателя и его принцип действия показаны на рис. 4.20.1в. Каждый полюс состоит из опорного изолятора из органического изоляционного материала, деталей главных цепей (вакуумной дугогасительной камеры 1, гибкого токосъема 4), размещающихся внутри опорного изолятора, и электромагнита, который находится в общем основании выключателя и соединен с подвижным контактом 3 вакуумной дугогасительной камеры (ВДК) тяговым изолятором 5. На схеме рис. 4.20.1 в условно показан только один полюс выключателя. Два других полюса соединены с ним посредством общего вала. Блок автономного включения (БАВ) обеспечивает включение выключателя при отсутствии оперативного напряжения (ручное включение). Включение выключателя осуществляется за счет энергии заряженного конденсатора, который, в свою очередь, заряжается от встроенной литиевой батареи. БАВ рассчитан на 500 операций включения. Подключение БАВ к выключателю осуществляется через специальный разъем. Работа привода. Включение выключателя. Рассмотрим принцип работы привода на примере одного полюса выключателя (рис. 4.20.1е) Первое включение. Ручное включение выключателя не предусмотрено. ВНИМАНИЕ! Попытка включить выключатель вручную путем воздействия на вал или другим образом может привести к выходу из строя и аннулированию гарантийных обязательств предприятия-изготовителя. Для первого включения выключателя (когда на подстанции отсутствует питание цепей оперативного тока) разработан и выпускается инвентарный блок автономного включения. Ручное отключение. Ручное отключение осуществляется путем механического воздействия на кнопку ручного отключения, которая, в свою очередь, воздействует через вал привода на якоря электромагнитов и разрывает магнитную систему (рис. 4.20.2). ВНИМАНИЕ! Пользоваться кнопкой ручного отключения только в случае длительного (более 0,5 ч) отсутствия питания в цепях оперативного тока. Это помогло существенно упростить кинематическую схему, отказаться от нагруженных узлов трения, что, в свою очередь, позволяет изготовить выключатель с механическим ресурсом 50 тыс. операций В—О, не требующий обслуживания в течение всего срока службы.

Рис. 4.20.1. Окончание
Рис 4 20 1 Окончание
Рис. 4.20.2. Ручное отключение выключателя В исходном состоянии контакты вакуумной дугогасительной камеры (2 — неподвижный контакт, 3 — подвижный контакт ВДК) разомкнуты за счет воздействия на них отключающей пружины 7 через тяговый изолятор 5. При прикладывании напряжения положительной полярности к катушке 9 электромагнита в зазоре магнитной системы нарастает магнитный поток. В момент, когда сила тяги якоря, создаваемая магнитным потоком, превосходит усилие пружины отключения 7, якорь И электромагнита вместе с тяговым изолятором 5 и подвижным контактом 3 вакуумной камеры начинает движение вверх, сжимая пружину отключения. При этом в катушке возникает двигательная противо-ЭДС, которая препятствует дальнейшему нарастанию тока и даже несколько уменьшает его. В процессе движения якорь набирает скорость около 1 м/с, что позволяет избежать предпробоев при включении и исключить дребезг контактов ВДК. При замыкании контактов вакуумной камеры в магнитной системе остается зазор дополнительного поджатия, равный 2 мм. Скорость движения якоря резко падает, так как ему приходится преодолевать еще и усилие пружины дополнительного контактного поджатия 6. Однако под воздей
ствием усилия, создаваемого магнитным потоком и инерцией, якорь 11 продолжает двигаться вверх, сжимая пружину отключения 7 и пружину 6 дополнительного контактного поджатия. В момент замыкания магнитной системы якорь соприкасается с верхней крышкой 8 привода и останавливается. Двигательная ЭДС становится равной нулю, в катушке 9 снова начинается рост тока. В промежуток времени заканчивается механический переходный процесс в электромагните и контактной системе полюса, а также формируется необходимая остаточная индукция кольцевого постоянного магнита 10 (запасается магнитная энергия, необходимая для удержания выключателя во включенном состоянии). После окончания процесса включения ток катушки привода отключается Выключатель остается во включенном положении за счет остаточной индукции, создаваемой кольцевым постоянным магнитом 10, который удерживает якорь 11 в притянутом к верхней крышке 8 положении без дополнительной токовой подпитки. В таком положении якорь остается неограниченно долго, пока постоянный магнит не будет размагничен импульсом тока отрицательной полярности, либо магнитная система не будет разорвана механически (ручное отключение). Данный принцип удержания коммутационного аппарата во включенном положении, известный в электротехнике под названием «магнитная защелка», широко применяется в слаботочных аппаратах (поляризованные реле). Современные достижения в области магнитотвердых материалов больших энергий позволили реализовать на этом же принципе силовой коммутационный аппарат. Запас по усилию удержания (сила, необходимая для отрыва якоря 11 от верхней крышки 8) составляет 450...500 Н для одного полюса выключателя, т.е. 1350...1500 Н для выключателя в целом, что вполне достаточно для надежного удержания выключателя во включенном положении даже в условиях воздействия на выключатель вибраций и ударных нагрузок. Отключение выключателя. Для отключения выключателя необходимо приложить к выводам катушки напряжение отрицательной полярности. Ток, протекающий по обмотке, размагничивает магнит 10. Якорь 11 электромагнита под давлением пружины отключения 7 и пружины дополнительного контактного поджатия 6 разгоняется и наносит удар по тяговому изолятору 5, соединенному с подвижным контактом 3 вакуумной камеры. Ударное усилие, создаваемое якорем электромагнита, превышает 200 кгс, что способствует разрыву точек сварки, которые могут возникать между контактами при пропускании токов короткого замыкания. Кроме того, подвижный контакт 3 вакуумной камеры практически мгновенно приобретает высокую стартовую скорость, что положительно сказывается на отключении токов к.з. После упомянутого удара якорь 11 электромагнита движется вниз вместе с подвижным контактом 3 вакуумной камеры и тяговым изолятором 5 под действием пружины отключения, пока все детали не займут положение, обозначенное на рис. 4.20.1в.
Привод с магнитной защелкой требует незначительной энергии для «сброса» защелки. При отключении от источника постоянного напряжения время приложения напряжения обычно ограничивается 10 мс. При этом ток в цепи отключения не превышает 1,5 А при напряжении 220 В. Якоря электромагнитов всех трех полюсов выключателя соединены между собой общим валом 14. При движении якорей винт 13, входящий в прорезь вала 14, поворачивает вал, а вместе с ним и закрепленный магнит, который управляет герметизированными контактами для внешних вспомогательных цепей. Основные параметры и характеристики выключателей типа BB/TEL приведены в табл. 4.20.1, а электрическая схема на рис. 4.20.3. Все новые модели выключателей сначала проходят всестороннюю проверку в испытательной лаборатории предприятия «Таврида Электрик» (включая испытания коммутационной способности и импульсной электропрочности), а затем в лабораториях головного испытательного центра РАО «ЕЭС России» — НИЦ ВВА (Москва, Бескудниково) Кроме того, все модификации выключателей, экспортируемые в страны Европы, Азии и Америки, проходят испытания и сертификацию в независимом испытательном центре КЕМА (Нидерланды) — одной из наиболее авторитетных испытательных организаций в мире. На рис. 4.20.4 показана осциллограмма одного из опытов при испытаниях выключателя класса напряжения 12 кВ по МЭК с номинальным током отключения 16 кА в лаборатории ИЦ КЕМА. Выключатель выполняет коммутационный цикл О — пауза 0,3 с — В — О. На осциллограмме рис. 4.20.5 представлены напряжения и токи в фазах выключателя. Технические параметры и характеристики выключателей, приведенные см. в табл. 4.20.1, подтверждены сертификатами соответствия национальным российским стандартам, а также стандартам МЭК. Более десяти типоиспол-нений выключателей имеют сертификаты соответствия ГОСТ-P. шесть типо-исполнений — сертификаты соответствия МЭК. Управление выключателем может также осуществляться от предварительно заряженной конденсаторной батареи путем разряда ее на катушки электромагнитов. В этом случае механические характеристики выключателя не зависят от качества питания вспомогательных цепей, снижается потребление тока от внешних вспомогательных цепей, упрощается стыковка выключателя с существующими схемами РЗиА. На этом принципе построен конденсаторный привод, которым укомплектован выключатель. Конденсаторный привод BB/TEL является связующим звеном (интерфейсом) между вакуумным выключателем серии BB/TEL и устройствами РЗиА. Основной отличительной особенностью конденсаторного привода БУ/ТЕЕ-220-10У2 (далее привод) является его способность обеспечить вза-
Таблица 4.20.1. Основные технические характеристики и параметры выключателей ВВ/TEL Параметры Выключатели серии TEL BB/TEL-6 BB/TEL-6 20/800 16/800 12,5/800 8/800 10/800 8/800 Номинальное напряжение, кВ 10 10 10 10 6 6 Номинальный ток отключения, кА 20 16 12,5 8 10 8 Номинальный ток, А 800 800 800 800 800 800 Наибольшее рабочее напряжение, кВ 12 12 12 12 7,2 7,2 Ток термической стойкости, трехсекундный, кА 20,0 16,0 12.5 8,0 10,0 8,0 Ток включения (наибольший пик), кА 50,0 40,0 32,0 20,0 25,0 20,0 Начальное действующее значение периодической составляющей тока включения, кА 20,0 16,0 12,5 8,0 10,0 8,0 Номинальное содержание апериодической составляющей, %, не более 40 32 40 50 10 50 Полное время отключения, с, не более 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 Собственное время отключения, с, не более 0.01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 Собственное время включения, с, не более 0,06 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 Испытательное напряжение промышленной частоты, кВ, одноминутное 42 42 42 42 32 32 Коммутационный ресурс (число циклов «В-О») при отключении номинального тока 630 А, тыс. 200 150 150 100 100 100 800 А, тыс 150 100 100 50 50 50 1000 А. тыс. 100 50 50 25 25 25 5 кА 3000 2500 2500 200 400 200 6,3 кА 2000 1500 1500 100 200 100 8 кА 1250 1000 1000 50 100 50 10,0 кА 1000 600 600 — 50 — 12,5 кА 750 400 400 — — — 16,0 кА 200 50 — — — — 20,0 кА 50 — — — — — Ресурс по механической стойкости, циклы «В» и «О» тыс., не менее 100 100 100 100 100 100 Срок службы до списания, лет 25 25 25 25 25 25 Суммарный ток потребления электромагнитов трех полюсов при включении, А не более 7,0 5,0 5,0 2,5 5,0 2,5
Окончание табл. 4.20.1 Параметры Выключатели серии TEL BB/TEL-6 BB/TEL-6 20/800 16/800 12,5/800 8/800 10/800 8/800 Номинальное напряжение цепей управления постоянное или переменное (50 гц), В 220 220 220 220 220 220 Диапазон рабочего напряжения, В Допустимое число включений в от 187 л ,о 242 час, циклы «В» и «О», не более 360 360 360 360 360 360 Электрическое сопротивление главной цепи полюса, мкОм, не более 50 50 50 50 50 50 Неодновременность замыкания и размыкания контактов, с, не более 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 Габаритные размеры, мм* 595x212x467 596x212x396 Вес аппарата, кг 35 33 33 28 30 I 25 Вес блока управления, кг 2,2 2.2 2,2 2,2 2,2 2,2 * Для аппарата BB/TEL-6-8/800 УХЛ2 М габаритные размеры 470x200x370 мм, вес — 22 кг имозаменяемость с существующими электромагнитными и пружинно-моторными приводами на постоянном и переменном токе. Взаимозаменяемость по функциям, выполняемым в существующих приводах расцепителями, обеспечивается блоками расцепителей БЭО/TEL-Ol и БО/TEL-Ol, поставляемыми по отдельному заказу. Блок БЭО/TEL-Ol имеет в своем составе аналоги двух максимальных токовых расцепителей (РТВ или РТМ), независимый расцепитель напряжения и минимальный расцепитель напряжения. Блок БО/TEL-О 1 имеет в своем составе аналоги двух электромагнитов отключения для схем с дешунтированием и аналог независимого расцепителя напряжения. Привод обеспечивает: • местное и дистанционное управление выключателем: • блокирование от многократных включений: • аварийное включение выключателя при отсутствии оперативного напряжения от вспомогательного напряжения; • аварийное отключение выключателя от источника напряжения аварийного отключения, независимо от наличия или отсутствия оперативного напряжения; • контроль исправности цепей электромагнитов BB/TEL;
ХАЗ SF9J 16 АВС Рис. 4.20.3.Схема электрическая принципиальная выключателя BB/TEL Главные цепи |ХА2 SF1 J SF2 1 SF3 1 SF4 1 SF5 ХР1 Цепь Конт. ЭМ1 1 ЭМ2 2 БК1 3 БК2 4 Вых.1(замкн.) 5 Вых.1(разом.) 6 Вых.1(сред.) 7 Вых.2(замкн.) 8 Вых.2(разом.) 9 Вых.2(сред.) 10 Вых.3(замкн.) 11 Вых.3(разом.) 12 Вых.3(сред.) 13 Вых.4(замкн.) 14 Вых.4(разом.) 15 Вых.4(сред.) 16 Вых.5(замкн.) 17 Вых.5(разом.) 18 Вых.5(сред.) 19 Вых.6(замкн.) 20 Вых.6(разом.) 21 Вых.6(сред.) 22 Вых.7(замкн.) 23 Вых.7(разом.) 24 Вых.7(сред.) 25 Вых.8(замкн.) 26 Вых.8(разом.) 27 Вых.8(сред.) 28 29-42
2 - замыкание главных контактов; 2а - замыкание магнитной системы; 3 - окончание процесса включения 4 - начало процесса отключения; 5 - размыкание главных контактов; 6 - окончание процесса отключения. Рис. 4.20.4. Характерные осциллограммы процессов в приводе BB/TEL при включении и отключении сигнализацию: аварийного отключения, готовности к включению, неисправности в цепях электромагнитов BB/TEL; индикацию: наличия оперативного напряжения, неисправности в цепях электромагнитов BB/TEL и работы модуля аварийного включения; гальваническую развязку между цепями оперативного питания, цепями включения, цепями отключения и цепями сигнализации. Конструктивное исполнение. Привод выполнен в металлическом корпусе На лицевой поверхности привода размещены: • разъемы для подключения привода к внешним цепям; • индикатор наличия оперативного питания; • индикатор наличия вспомогательного напряжения для аварийного включения, • индикатор неисправности в цепях электромагнитов Электрическая схема привода показаны на рис. 4.20.6.
Рис. 4.20.5. Осциллограмма коммутационного цикла О — пауза 0,3 с — В — О Гальваническое разделение между цепями питания, управления и сигнализации, нечувствительность к виду оперативного питания, стойкость к перегрузкам, малая потребляемая мощность за счет встроенного накопительного конденсатора, гибкий интерфейс делают привод одинаково пригодным
483 Ограничитель напряжения Рис. 4.20.6. Электрическая схема конденсаторного привода BB/TEL 4.20. Приводы выключателей BB/TEL
как для решения задач модернизации старых подстанций, так и для применения в новых проектах. Привод БУ/ТЕЬ-22О-1О Назначение. Привод БУ/ТЕЕ-220-10 предназначен для дистанционного и автоматического управления всеми вакуумными выключателями BB/TEL как в ручном режиме, так и от устройств РЗиА, и является неотъемлемой частью этих выключателей. Привод относится к группе устройств независимого действия, т.е. совершающих операцию включения и отключения за счет энергии, предварительно запасенной в конденсаторах. Основной отличительной особенностью привода БУ/ТЕЕ-220-10 является его функциональная взаимозаменяемость с существующими пружинно-моторными и электромагнитными приводами (ПЭ-11, ПП-61, ППО-Ю и т.п.) других выключателей, работающими как на постоянном (выпрямленном), так и на переменном оперативном токе. Следовательно, при проведении реконструкции ячеек КРУ с применением выключателей серии BB/TEL адаптация цепей РЗиА этих ячеек к работе с выключателями BB/TEL не требуется. Функциональная схема и устройство привода БУ/ TEL-220-10. Привод БУ/ТЕЕ-220-10 состоит из следующих модулей, конструктивно объединенных в одном общем корпусе (рис. 4.20.7): • модуль питания; • модуль включения (электронная схема-аналог электромагнита включения традиционных приводов); • модуль отключения (электронная схема-аналог электромагнита отключения традиционных приводов); • модуль включения от вспомогательного источника питания (электронная схема-аналог ручного включения); • модуль аварийного отключения; • модуль управления; • модуль сигнализации. Дополнительными модулями, конструктивно выполненными в отдельных корпусах и поставляемыми по отдельным заказам, являются блоки расцепителей БЭО/TEL-Ol и БО/TEL-Ol Блок БЭО/TEL-Ol имеет в своем составе аналоги двух максимально-токовых расцепителей, независимый расцепитель напряжения и минимальный расцепитель напряжения. Блок БО/TEL-Ol имеет в своем составе аналоги двух электромагнитов отключения для схем защит с дешунтированием и независимый расцепитель напряжения.
Рис. 4.20.7. Функциональная схема привода БУ/ТЕЬ-220-10
Работа привода БУ/ TEL-220-10. При наличии оперативного питания и отключенном положении выключателя включающий Свкл и отключающий Сотк конденсаторы модуля питания полностью заряжены, модуль включения находится в открытом состоянии, т.е. его сопротивление составляет 220 Ом (см. технические характеристики блока), а модуль отключения — в закрытом (значение сопротивления модуля в закрытом состоянии составляет не менее 1 МОм). Следовательно, выключатель BB/TEL подготовлен к включению. При поступлении на вход модуля включения управляющего напряжения Пвкл модуль вырабатывает сигнал, инициирующий разряд конденсатора Свкл на обмотки приводных электромагнитов выключателя и, следовательно, прохождение через эти обмотки тока по цепи: +Свкл — открытый транзистор VS2 — обмотки выключателя ЭМ1, ЭМ2 — открытый транзистор VS3 — конденсатор Свкл В результате этого выключатель включается и остается в таком положении до поступления команды на отключение. При этом модуль включения переходит в закрытое состояние, а модуль отключения — в открытое. Отключение выключателя происходит при поступлении напряжения Поткл на вход модуля отключения. При этом модуль вырабатывает сигнал, инициирующий разряд конденсатора Сотк и прохождение тока разряда по цепи: +Сотк — открытый транзистор VS4 — обмотки выключателя ЭМ2, ЭМ1 — открытый транзистор VS1 — конденсатор Сотк. Ток, протекающий через обмотки электромагнитов при отключении, противоположен току, протекающему через них при включении и меньшую амплитуду, в результате чего выключатель отключается При этом модуль отключения переходит в закрытое состояние, а модуль включения — в открытое. Далее циклы работы выключателя с приводом повторяются. В случае отсутствия на подстанции оперативного питания выключатель может быть включен от источника вспомогательного напряжения (например, от батарейки типа «Крона»). При этом заряд включающего конденсатора Свкл осуществляется от указанного источника, и по достижении уровня заряда требуемого значения выключатель включается автоматически Аварийное отключение выключателя осуществляется с помощью блока аварийного отключения, при этом управляющий ток проходит по следующей цепи: вывод «Ав. Откл +» —токоограничивающий резистор, развязывающий диод — открытый транзистор VS4 — обмотки выключателя ЭМ2. ЭМ1 — открытый транзистор VS1 — вывод «Ав. Откл. —», т.е. цепь протекания тока управления здесь аналогична цепи, имеющей место при работе выключателя и привода в нормальном режиме (за исключением источника питания). Источником питания аварийного отключения в данном случае может являться либо один из модулей БЭО/TEL-Ol или БО/TEL-Ol, которые в свою очередь получают информацию и энергию от трансформаторов тока силовой цепи, либо конденсатор включения Свкл, подключаемый к модулю аварийного отключения через внешний контакт (например, контакт цепей
}ащит). Таким образом, функционально привод БУ/ТЕЕ-220-10 полностью взаимозаменяем с приводами других выключателей аналогичного назначения. Технические характеристики и параметры привода БУ/TEL-220-10: Диапазон оперативного напряжения: действующее значение, В..............................187...242 амплитудное значение, В, не более.................450 Мощность, потребляемая по цепи питания, Вт/(В-А), не более: в течение времени подготовки к включению выключателя.............................150/250 в установившемся режиме...........................15/30 Входное сопротивление цепей управления включением (отключением): в открытом состоянии, Ом..........................220 ± 18 в закрытом состоянии, МОм, не менее...............1 Время готовности привода к отключению BB/TEL после подачи оперативного напряжения, мс, не более.... 150 Время готовности привода к включению BB/TEL после подачи оперативного напряжения, с, не более....................10 Собственное время отключения BB/TEL от привода, мс... 55±5 Собственное время включения BB/TEL от привода, мс 55±5 Диапазон вспомогательного напряжения включения, В 12...30 Мощность, потребляемая при включении от источника вспомогательного напряжения, Вт, не более............25 Время от момента подачи вспомогательного напряжения до включения BB/TEL, с, не более........................60 Диапазон напряжения аварийного отключения, В.........200...400 Максимально допустимое число циклов включение/отключение выключателя BB/TEL в час от привода, не более...................................100 Габаритные размеры, мм......................... 210x270x160 Масса привода, кг, не более..............................6 Условия эксплуатации. • Высота над уровнем моря, не более, 1000 м. • Пределы температуры воздуха окружающей среды от-40 до 55 °C.
• Среднемесячная относительная влажность воздуха, не более, 98% при 25 °C • Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая пыли в концентрациях, снижающих параметры изделия в недопустимых пределах. • Рабочее положение в пространстве — вертикальное с отклонением от рабочего положения не более 15° в любую сторону. Отключение выключателя (см. рис. 4.20.1, в). При подаче сигнала «ОТКЛ» блок управления формирует импульс тока, который имеет противоположное направление по отношению к току включения и меньшее амплитудное значение (интервал времени 4...5 на осциллограммах, см. рис. 4.20.4). Магнит 10 при этом размагничивается, привод снимается с магнитной защелки, и под действием энергии, накопленной в пружинах отключения 7 и поджатия 6 якорь И перемещается вниз, в процессе движения ударяя по тяговому изолятору 5, связанному с подвижным контактом 3. Контакты 1 и 3 размыкаются (момент времени 5 на осциллограммах), и выключатель отключает нагрузку. Ручное отключение выключателя. Ручное оперативное отключение выключателя осуществляется путем механического воздействия на кнопку ручного отключения, которая в свою очередь через толкатель, шарнирно связанный с валом 14 выключателя, воздействует через этот вал на якоря 11 электромагнитов привода. При этом разрывается магнитная система привода, ее магнитная энергия уменьшается, после чего механической энергии пружины отключения 7 оказывается достаточно для размыкания контактов 1 и 3 выключателя. Кнопка ручного отключения одновременно выполняет функцию указателя положения выключателя «ВКЛ — ОТКЛ». Ручное включение выключателя не предусмотрено. Для первого включения выключателя, когда на подстанции отсутствует питание цепей оперативного тока, разработан способ включения выключателя электрическим путем от автономного источника питания Включение выключателя (см. рис. 4.20.1 в). Исходное разомкнутое состояние контактов 1, 3 вакуумной дугогасительной камеры выключателя обеспечивается за счет воздействия на подвижный контакт 3 отключающей пружины 7 через тяговый изолятор 5. При подаче сигнала «ВКЛ» блок управления выключателя формирует импульс напряжения положительной полярности, который прикладывается к катушкам 9 электромагнитов (см. рис. 4.20.4). При этом в зазоре магнитной системы появляется электромагнитная сила притяжения, по мере своего возрастания преодолевающая усилие пружин отключения 7 и поджатия 6, в результате чего под действием разницы указанных сил якорь электромагнита 11 вместе с тяговым изолятором 5 и подвижным контактом 3 вакуумной камеры 2 в момент време
ни 1 начинает движение в направлении неподвижного контакта 1, сжимая при этом пружину отключения 7. После замыкания основных контактов (момент времени 2 на осциллограммах) якорь электромагнита продолжает двигаться вверх, дополнительно сжимая пружину поджатия 6. Движение якоря продолжается до тех пор, пока рабочий зазор в магнитной системе электромагнита не станет равным нулю (момент времени 2а на осциллограммах). Далее кольцевой магнит 10 продолжает запасать магнитную энергию, необходимую для удержания выключателя во включенном положении, а катушка 9 по достижении момента времени 3 начинает обесточиваться, после чего привод оказывается подготовленным к операции отключения. Таким образом, выключатель становится на магнитную защелку, т.е. энергия управления для удержания контактов 1 и 3 в замкнутом положении не потребляется. В процессе включения выключателя пластина 13, входящая в прорезь вала 14, поворачивает этот вал, перемещая установленный на нем постоянный магнит 15 и обеспечивая срабатывание герконов 16, коммутирующих внешние вспомогательные цепи. Блок управления BU/TEL-220-05 Назначение Блок BU/TEL-220-05 обеспечивает: включение и отключение выключателя BB/TEL от устройств РЗиА и по командам со щита управления; блокировку против повторного включения, когда команда на включение продолжает оставаться поданной после автоматического отключения выключателя; « отключение выключателя от токовых вводов при отсутствии оперативного напряжения. Работа блока управления BU/TEL-220-05. Принцип действия и взаимосвязь блока управления с вакуумным выключателем BB/TEL и цепями управления поясняются с помощью упрошенной электрической схемы, представленной на рис. 4.20.8 и 4.20.9. При отключенных главных контактах выключателя контакт его положения БК является замкнутым. При поступлении команды на включение выключателя (кнопка «ВКЛ» замыкается) электрический ток от источника оперативного питания =220 В начинает протекать по цепи: «плюс» источника питания — замкнутый контакт «ВКЛ» — замкнутый контакт БК — параллельно включенные обмотки выключателя LI, L2, L3 — «минус» источника питания. Через конденсатор Ск ток не протекает, поскольку этот конденсатор зашунтирован замкну-
Рис. 4.20.8. Электрическая схема BU/TEL-220-05 птпп -ШУ +ШУ Рис. 4.20.9. Схема управления приводом BU/TEL-220-05
тым контактом БК. В результате протекания тока по обмоткам LI, L2, L3 выключатель включается и становится на магнитную защелку, а контакт БК размыкается, в силу чего ток управления перебрасывается в следующую цепь: «плюс» источника питания — замкнутый контакт «ВКЛ» — конденсатор Ск — параллельно включенные обмотки выключателя LI, L2, L3 — «минус» источника питания. Протекание тока управления по указанной цепи длится до тех пор, пока происходит процесс заряда конденсатора Ск, после окончания которого протекание тока управления прекращается, а блок управления оказывается подготовленным к операции отключения. При поступлении команды на отключение (замыкается кнопка «ОТКЛ») конденсатор Ск разряжается на обмотки выключателя LI, L2, L3, формируя при этом импульс тока, направление которого противоположно направлению тока включения, а амплитудное значение меньше значения тока включения В результате этого выключатель сбрасывается с магнитной защелки, его главные контакты размыкаются, а контакт БК замыкается, после чего привод выключателя становится подготовленным к новой операции включения. Блок разделения и размножения сигналов PR/TEL-O1 и PR/TEL-03 Блоки разделения и размножения сигналов PR/TEL-01 и PR/TEL-ОЗ позволяют осуществить электрическое разделение сигналов, приходящих на блок управления BU/TEL-220-05 от разных органов управления (пульт управления, системы автоматики, телемеханики, различные защиты и т.п.), благодаря чему обеспечивается возможность сигнализации, включения (отключения) выключателя от конкретного органа управления. Блок PR/TEL-01 обеспечивает сигнализацию путем замыкания контактов реле KV1-1 (KV2-1), которые вызывают срабатывание указательных реле или выдают сигнал во внешние цепи. Блок PR/TEL-ОЗ обеспечивает сигнализацию путем организации подключения указательных реле на напряжение срабатывания 220 В за счет применения развязывающих диодов. Функциональные возможности плат иллюстрируются с помощью представленных электрических схем (рис. 4.20.10). Фильтры Ф/ТЕЕ-220-01 и Ф/ТЕЬ-220-02 Фильтры Ф/ТЕЬ-220-01 и Ф/ТЕЕ-220-02 предназначены для обеспечения нахождения параметров выпрямленного оперативного напряжения, получаемого от различных источников (например, БПНС, БПТ, БПН, УПНС) в пределах, регламентируемых требованиями технических условий ИТЕА.433565.001 на блок питания BP/TEL-220-02 и ИТЕА.468332.001 на блок управления BU/TEL-220-05. Фильтр Ф/ТЕЬ-220-01 предназначен для совместного использования с источниками типа БПНС и УПНС, а фильтр типа Ф/ТЕЬ-220-02 предназначен для совместного использования с источниками типа БНП и БПТ
PR/TEL-01 PR/TEL-03 Рис. 4.20.10. Электрические схемы блоков разделения и размножения сигналов PR/TEL-01 и PR/TEL-03 Рис. 4.20.11. Электрические схемы принципа работы фильтров Ф/ТЕЕ-220-01 и Ф/ТЕЕ-220-02 Принцип работы фильтров и использование их по назначению иллюстрируется с помощью приведенных на рис. 4.20.11 схем (для работы с УПНС используются три фильтра Ф/ТЕЬ-220-01).
Блок питания BP/TEL-220-02 Назначение. Блок питания BP/TEL-220-02 применяется для согласования параметров оперативного напряжения, получаемого от источников, применяемых на подстанциях, с требованиями к оперативному напряжению, регламентируемыми техническими условиями ИТЕА.468332.14 на блок управления BU/TEL-220-05. Блок питания BP/TEL-220-02 используется совместно с вакуумным выключателем BB/TEL и блоком управления BU/TEL-220-05. По своим характеристьикам блок питания BP/TEL-220-02 соответствует требованиям ГОСТ 227-89 и обеспечивает: • питание устройства управления выключателями BB/TEL; • защиту цепей питания от коротких замыканий; • индикацию наличия напряжения в цепях питания. Технические характеристики и параметры блока питания: от сети постоянного от источника или переменного тока +12 В по низ-по входу оперативного ковольтному питания входу Допустимый диапазон входного напряжения. В: постоянное............................75...300 12...18 переменное (действующее значение).....65...260 Выходной ток в установившемся режиме, мА, не менее ............................. 150 20 Потребляемый ток в установившемся режиме, А, не более................................1,2 1,2 Время готовности к работе после подачи напряжения на вход, не более, с............ 10 50 Обеспечение включения................не реже 1 раза выключателей BB/TEL в 2,5 секунды Номинальное выходное напряжение в установившемся режиме, В.......................230 Наработка на отказ, часов, не менее............ 50000 Масса, кг, не более...............................2 Габаритные размеры, мм........................120x180x74 Срок службы, лет.................................25
Блок автономного включения BAV/TEL-220-02 Назначение и основные сведения. В связи с тем, что конструкция выключателя серии BB/TEL не предусматривает ручного включения, при необходимости, возможна подставка блока автономного включения, осуществляющего операцию включения выключателя при отсутствии оперативного напряжения. Блок представляет собой компактный металлический ящик массой не более 2 кг (рис. 4.20.12). Подключение блока к схеме управления осуществляется через розетку, установленную на крышке релейного шкафа. В блоке имеется батарея, которая после нажатия кнопки «заряд», приблизительно за 50 с заряжает конденсатор, от которого может быть осуществлено включение выключателя. Также блок снабжен индикатором наряда конденсатора до необходимого уровня Кроме того, с помощью этого индикатора, можно осуществить контроль исправности блока непосредственно перед выездом на объект.
Включение выключателей BB/TEL в условиях отсутствия оперативного питания можно осуществить с помощью блока автономного включения BAV/TEL-22O-O2, который предназначен для подачи на блок управления BU/TEL-220-05 электрической энергии, достаточной для однократного включения и отключения вакуумного выключателя . Питание BAV/TEL-22O-O2 осуществляется от элементов типа 6LR61-9V или им подобных, размещенных внутри блока. Предпочтительно использовать элементы 6LR61-9/ типа «Energizer». Блок преобразует постоянное напряжение 12...24 В в постоянное напряжение 240 В. Блок BAV/TEL-220-02 поставляется в комплекте с разъемом, розетка которого подключена к самому блоку автономного питания, а вилка монтируется на передней панели шкафа КРУ в удобном месте. Гнезда вилки, от-маркированные как (+) и (-), подключаются к соответствующим контактам 1 (+220 В) и 2 (-220 В) блока управления BU/TEL-220-05. Технические характеристики: Максимальное значение тока потребления от источника электропитания не превышает 0,6±0,1 А. Напряжение на выходе блока — 240±5% В, при крайних значениях климатических факторов выходное напряжение может отклоняться от номинального на ±10%. Блок имеет защиту от короткого замыкания выхода «240 В». Время от включения блока до момента готовности не более 60 с* Число циклов «Заряд» до смены комплекта батарей не менее 25**. Надежность блока характеризуется следующими значениями показателей надежности: средняя наработка на отказ — не менее 50000 часов; средний срок службы до списания — не менее 10 лет. Масса изделия — 1,5±0,1 кг. Габаритные размеры блока 178x120x74 мм. Усройство и работа блока: Блок конструктивно выполнен в закрытом пластмассовом корпусе. Все элементы электрической принципиальной схемы смонтированы на одной печатной плате. Плата жестко закреплена внутри корпуса блока. * Данный параметр обеспечивается при напряжении питания 15...16 В, по мере разряда элементов питания время заряда может превышать указанное значение. ** Данный параметр гарантируется при использовании элементов питания 6LR61-9V «Energizer» и интервалами между включениями не менее 20 мин. При несоблюдении этих условий количество циклов может уменьшится в 2 и более раз
На лицевой поверхности блока размещены: • кнопка «Контроль» для проверки уровня питающего напряжения; • двухцветный световой индикатор, сигнализирующий об уровне питающего напряжения; • кнопка «Заряд» для включения блока и заряда накопительных конденсаторов; • световой индикатор «Заряд», сигнализирующий зеленым цветом о заряде накопительных конденсаторов до напряжения 240 В и красным цветом о коротком замыкании выхода. На боковой поверхности размещены: • разъем «12...24 В» для подключения внешнего источника питания; • разъем «240 В» для подключения блока к щиту управления выключателем Блок преобразует постоянное напряжение 12...24 В в постоянное напряжение 240 В. В основу блока положен импульсный метод преобразования напряжения. Функциональная схема блока приведена на рис. 4.20.13, а временная диаграмма тока — на рис. 4.20.14 Импульсный преобразователь напряжения (инвертор) выполнен по однотактной схеме с обратным включением выходного диода. В состав инвертора входят: обмртка 1,2 трансформатора Т1, силовой ключ VT1, отсекающий диод VD3, накопительные конденсаторы С2...С9, датчики тока прямого (R1) и обратного (R2,VD5) хода, стабилитрон обратной связи по напряжению VD4 и схема управления. При нажатии на кнопку «Заряд» на схему управления инвертором подается напряжение питания и на затворе VT1 появляется отпирающий потенциал. Через обмотку 1,2 трансформатора Т1, открытый канал транзистора VT1 и резистор R1 начинает течь ток. По мере увеличения тока, на резисторе R1 растет падение напряжения. Как только напряжение достигнет величины соответствующей заданному значению тока /макс (примерно 1,3 А), блок управления закрывает ключ VT1, — заканчивается первая половина такта — «прямой ход» (см. рис. 4.20.13). В процессе «обратного хода» на обмотке 1,2 трансформатора Т1 возникает ЭДС самоиндукции, при этом ток в обмотке не меняет направления и замыкается по цепи VD3, С2...С9, XD5, R2, Rl, С1. В это время происходит заряд накопительных конденсаторов С2...С9 Цепь VD5. R2, R1 удерживает ключ VT1 в закрытом состоянии до тех пор, пока ток обмотки 1,2 трансформатора Т1 не уменьшится до нуля. Затем процесс повторяется. Частота преобразования зависит от индуктивности обмотки 1,2 трансформатора Т1, напряжения питания, напряжения на накопительных конденсаторах С2...С9, величины тока /макс и находится в диапазоне от 3 до 7 кГц. Заданное напряжение на выходе блока поддерживается с помощью цепи обратной связи (VD4). При достижении напряжением на
Рис. 4.20.13. Функциональная схема блока автономного включения Рис. 4.20.14. Временная диаграмма тока в обмотке 1,2 трансформатора Т1
накопительных конденсаторах С2...С9, напряжения пробоя стабилизатора VD4, блок управления закрывает ключ VT1. Схема индикации уровня напряжения питания предназначена для контроля степени разряда элементов питания. При нажатии кнопки «Контроль» происходит сравнение питания с опорным напряжением Контроль осуществляется при реальном токе потребления блока. Уровень питающего напряжения отображается цветом свечения индикатора: красный — ниже нормы (меньше 11 В), зеленый — норма (более 12 В). Схема звуковой индикации предназначена для дополнитнльного контроля работоспособности блока. Сигнал снимается с обмотки 3,4 трансформатора Т1, что позволяет объективно отображать работу блока, источником звука служит пьезоэлектрический излучатель, частота звукового сигнала находится в дипазоне от 3 до 7 кГц. Схема защиты выхода предназначена для защиты блока от короткого замыкания на выходе Отключение блока от внешней нагрузки осуществляется посредством транзистора VT2. В исходном состоянии транзистор VT2 закрыт, открывается он, когда напряжение на накопительных конденсаторах С2...С9 достигает значения 220 В. напряжение на затворе транзистора VT2 медленно нарастает по мере заряда накопительных конденсаторов С2...С9. такое плавное открывание транзистора предотвращает резкие броски выходного тока при работе блока на емкостную нагрузку. Схема предусматривает защиту от двух случаев короткого замыкания выхода блока «240 В». Первый случай, когда короткое замыкание произошло до или в процессе заряда накопительных конденсаторов, пока транзистор VT2 закрыт. При открывании транзистора, схема защиты производит измерение тока в выходной цепи. Если значение тока нагрузки превышает 20 мА в течение 3...5 секунд, то транзистор VT2 закрывается, отключая выход блока «240 В» от нагрузки. Второй случай, когда короткое замыкание произошло по свершении процесса заряда. Схема защиты реагирует на скорость нарастания и величину тока в нагрузке. При токе более 14 А или скорости нарастания выходного тока выше допустимой транзистор VT2 также закрывается.
4.21. Электродвигатели собственных нужд электростанций и сетей 4.21.1. Назначение электродвигателей Электродвигатели топливоподачи. Эти электродвигатели обслуживают механизмы разгрузки, транспортирования, дробления и подачи топлива в бункеры котельной. При полном запотнении бункеров запас топлива в них обеспечивает работу станции в течение нескольких часов. Поэтому нет необходимости в так называемом самозапуске этих двигателей после их кратковременного отключения. При остановке одного из звеньев топливоподачи автоматически останавливаются все предшествующие по ходу топлива звенья. Двигатели топливоподачи работают в сильно запыленной среде, поэтому они должны быть закрыты пыленепроницаемым корпусом, а при работе с топливом, дающим взрывоопасную пыль, — защищены от взрыва. Электродвигатели пылеприготовления. Эти электродвигатели обслуживают систему размола топлива и подачи пыли в топку. Почти во всех схемах пылеприготовления и подачи пыли в котел имеются питатели сырого угля, мельничные вентиляторы, шнеки и питатели пыли. Эти механизмы составляют производственную линию и нуждаются в блокировке, как и звенья топливоподачи. При наличии бункеров пыли остановка любого из механизмов, за исключением питателей пыли и некоторых схем мельничных вентиляторов, не вызовет немедленной остановки котла, и поэтому их само-запуск не требуется. Двигатели пылеприготовления часто работают в условиях загрязненной среды и высокой температуры. На питателях пыли для обеспечения регулировки их производительности, как правило, устанавливаются двигатели постоянного тока, а на остальных — асинхронные короткозамкнутые. На мощных котлах для шаровых мельниц возможно применение синхронных двигателей, имеющих большой воздушный зазор между ротором и статором. Их применяют, как правило, из-за тяжелых пусковых условий. Электродвигатели мазутных насосов. На тепловых станциях, работающих на мазуте или газе, двигатели топливоподачи и пылеприготовления отсутствуют. Вместо них на мазутных станциях используются двигатели мазутных насосов. Мазутные насосы, годающие мазут в котлы, должны обеспечивать самозапуск двигателей и автоматическое включение двигателя резервного мазутного насоса. Электродвигатели тягодутьевых устройств. Эти электродвигатели обеспечивают работу дымососов, отсасывающих из топки газы, образующиеся при сгорании топлива, и создающих разряжение в топке, и вентиляторов вторичного воздуха (дутьевых вентиляторов), подающих воздух в топку. Остановка дымососа или вентилятора приводит к прекращению работы
котла, если на котле установлены один вентилятор и один дымосос, или к снижению его производительности до 70%, если установлены два вентилятора и два дымососа на каждый котел. Кроме того, на пылеугольных котлах в большинстве случаев имеются вентиляторы горячего дутья, обеспечивающие подачу угольной пыли в котел. В некоторых случаях пыл? в котел подается при помощи мельничного вентилятора. Работа вентилг торов горячего дутья и мельничных вентиляторов обеспечивается электродвигателями. На мощных котлах для привода дымососов и вентиляторов применяются двухскоростные двигатели типа ДАЗО, имеющие две обмотки статора для разных частот вращения. При малой производительности котла включена обмотка, дающая низкую (первую) частоту вращения, а обмотка высшей (второй) частоты вращения отключена. Для увеличения производительности котла обмотка первой частоты вращения отключается и включается в работу обмотка второй частоты вращения. Так как остановка двигателей тягодутьевых устройств привсдит к нарушению нормального режима работы станции, то предусматривается их самозапуск. При длительном исчезновении или глубокой посадке напряжения должны отключаться от защиты минимального напряжения двигатели дутьевых вентиляторов и вслед за ними от блокировки двигатели мельничных вентиляторов и питателей пыли, так как их одновременное включение после длительного отсутствия напряжения может привести к взрыву в котле. При отключении последнего дымососа от блокировки откликаются дутьевые вентиляторы и вслед за ними остальные механизмы. На котлоагрегатах, работающих в блоке с турбогенератором дутьевые вентиляторы и связанные с ними технологической блокировкой другие механизмы отключаются не только при отключении последнего дымососа, но и при аварийном отключении генератора или закрытии стопорною клапана турбины, при срабатывании тепловой защиты блока от понижения или повышения температуры свежего пара, нарушения герметичности конденсатора или осевого сдвига турбины, при отключении всех питательных насосов, обеспечивающих этот котлоагрегат водой. Для тягодутьевых устройств применяются двигатели в закрытом исполнении с подводом холодного воздуха. Подвод холодного воздуха из окружающей среды осложняет обслуживание двигателей, так как при этом требуется вовремя закрывать и открывать шиберы на подводе воздуха. Несвоевременное закрытие шиберов в морозную погоду и при резких изменениях температуры наружного воздуха приведет к появлению инея в двигателе, конденсации влаги на обмотке и повреждению ее в момент включения. Двигатель может быть поврежден также из-за случайного попадания пара или воды в короба. Поэтому, если нет большой необходимости в подводе воздуха к двигателям по коробам, целесообразно от них отказаться.
Электродвигатели питательных насосов. Питательные насосы подают воду в котлы. Даже кратковременный (на 10...30 с) перерыв в работе этих насосов может привести к аварии котла, поэтому для блочных котлов предусматривается резерв питательных агрегатов. На случай отключения работающих питательных насосов или снижения давления питательной воды в магистральных трубопроводах по какой-либо причине предусмотрено автоматическое включение резервных питательных насосов. На крупных электростанциях с высоким давлением пара мощность двигателей питательных насосов достигает нескольких мегаватт. Такие двигатели (типа ATM или АТД) снабжаются системой замкнутого охлаждения. На питательных насосах блоков мощностью 300 МВт применяются асинхронные двигатели мощностью 8 МВт с водяным охлаждением короткозамкнутой обмотки ротора. В некоторых установках для привода питательных насосов применяются также синхронные двигатели. Электродвигатели конденсатных насосов. Эти электродвигатели приводят в движение насосы, откачивающие конденсат из конденсаторов турбин и подающие его в деаэраторы. При остановке конденсатного насоса конденсат начинает заполнять конденсатор, что влечет за собой снижение вакуума и необходимость остановки турбины. Во избежание этого устанавливаются два конденсатных насоса, предусматриваются их самозапуски и автоматическое включение резервного насоса. Для конденсатных насосов наряду с асинхронными двигателями с горизонтальным расположением ротора применяются двигатели вертикального исполнения. На теплофикационных турбинах кроме конденсатных насосов турбин устанавливают конденсатные насосы бойлеров, откачивающие конденсат из бойлеров. Требования к двигателям этих насосов аналогичны требованиям, предъявляемым к двигателям конденсатных насосов турбин. Электродвигатели циркуляционных насосов. Эти электродвигатели относятся к числу важнейших агрегатов и их отключение влечет за собой срыв вакуума и аварийную остановку турбин. Поэтому должен быть обеспечен их самозапуск и АВР. На циркуляционных насосах наряду с обычными применяются двигатели вертикального исполнения. Электродвигатели сетевых насосов. Сетевые насосы обеспечивают потребителей горячей водой. Требования к непрерывности работы этих агрегатов зависят от характеристики потребителей. Теплофикационная бытовая нагрузка допускает кратковременные перерывы без существенных последствий для теплоснабжения. В этом случае двигатели сетевых насосов не требуют самозапуска и могут отключаться при глубоких посадках напряжения от защиты минимального напряжения для облегчения самозапуска более важных двигателей. В некоторых случаях отключение сетевых насосов недопустимо из-за возможности повышения давления обратной магистрали и массового разрыва отопительных приборов из-за прекращения циркуляции сетевой воды.
На теплофикационных турбинах, работающих только на сетевой воде, сетевые насосы выполняют роль циркуляционных, В некоторых случаях сетевые насосы прокачивают воду через водогрейные (пиковые) котлы. В этих случаях требования к электродвигателям сетевых насосов в части надежности работы, самозапуска, АВР аналогичны требованиям, предъявляемым к электродвигателям циркуляционных насосов. Помимо указанных насосов и вентиляторов на станции имеется большая группа механизмов меньшей мощности, работающих бесперебойно. К таким механизмам относятся насосы газоохлаждения генераторов, масляные насосы водородного охлаждения генераторов и турбин, валопово-ротное устройство турбин, насосы, подающие воду для охлаждения подшипников, двигатели-генераторы питателей пыли, резервные возбудители, насосы и вентиляторы охлаждения трансформаторов, некоторые насосы химической водоочистки, пожарные насосы и другие механизмы. Для этой группы предусматривается автоматическое включение механизмов, находящихся в резерве. При аварийных положениях должен обеспечиваться их самоза-пуск. При наличии двух двигателей-генераторов питателей пыли их целесообразно использовать одновременно, даже в том случае, если по нагрузке было бы достаточно одного. Одновременная работа двух двигателей-генераторов обеспечивает разделение щита пылепитателей на две полусекции, что повышает надежность работы. На современных станциях управление котлоагрегатами и турбинами автоматизировано. Число задвижек и шиберов, имеющих электроприводы, на крупных станциях исчисляется тысячами единиц. Исчезновение напряжения на тепловых приборах, автоматике и электроприводе не раз приводило к аварии котлов и турбин. В связи с этим к надежности питания сборок задвижек и тепловой автоматики, а также к электроприводам задвижек предъявляются не менее высокие требования, чем к надежности питания основных двигателей котлов и турбин. На станции имеются механизмы, которые допускают перерыв в работе, не вызывая нарушения нормального режима. К таким механизмам относятся компрессоры, дренажные насосы и насосы хозяйственного водоснабжения, вентиляторы, подающие чистый воздух в помещения, и др. Эта группа механизмов при аварийном положении отключается защитой минимального напряжения или блокировкой в цепи управления и в самозапуске не участвует. На ГЭС двигатели собственных нужд обслуживают устройства управления турбинами, системы охлаждения и смазки подшипников и возбуждения. Наиболее существенное значение для бесперебойности работы станций имеют двигатели системы возбуждения генераторов в тех случаях, когда возбуждение выполнено по схеме выносных агрегатов (двигатель-генератор) при питании двигателя от системы собственных нужд Для обеспечения устойчивости работы системы возбуждения при ее форсировании двигатель выбирают со значительным запасом мощности, так что в нормаль
ном режиме он работает с недогрузкой. На низконапорных ГЭС насосы технического водоснабжения обеспечивают охлаждение и смазку подшипников и подпятников гидроагрегатов На высоконапорных ГЭС техническое водоснабжение осуществляется отбором воды из верхнего бьефа без применения насосов. Двигатели маслонапорных установок. Эти электродвигатели обеспечивают подачу масла в напорную часть установок. Масло является рабочей средой для системы регулирования и управления турбиной. Режим работы этих двигателей носит прерывистый, периодический характер, определяемый работой системы регулирования и управления и восполнением утечек масла из этой системы. При интенсивной работе системы (например, при сбросах нагрузки или пусках генератора) дополнительное количество масла в системах дают резервные масляные электронасосы, двигатели которых питаются обычно от общественных устройств собственных нужд. Резервные электронасосы маслонапорных установок включаются автоматически при понижении давления или уровня масла в масловоздушных котлах и от системы автоматического управления гидроагрегатом. Для снабжения масловоздушных котлов воздухом предусматриваются компрессоры высокого давления, двигатели которых работают периодически и кратковременно из-за наличия в системе воздухоснабжения ресиверов На станции обычно устанавливаются 2...3 компрессора, осуществляющих централизованное снабжение воздухом маслонапорных установок всех турбоагрегатов. Компрессоры низкого давления обеспечивают воздухом системы торможения гидроагрегатов и хозяйственные нужды станции. Двигатели этих компрессоров работают также периодически в зависимости от расхода воздуха на торможение и ремонтные работы. Двигатели вспомогательных механизмов. Двигатели вспомогательных механизмов пожарного водоснабжения, насосов откачки турбинных камер, дренажных насосов, нагнетательной и вытяжной вентиляции, вентиляторов системы охлаждения трансформаторов по характеру работы мало отличаются от двигателей такого же назначения тепловых электростанций. Условия работы двигателей на гидростанциях более благоприятны, чем на тепловых станциях. Для всех механизмов гидростанций выбирают короткозамкнутые асинхронные двигатели. 4.21.2. Асинхронные двигатели разных серий. Характеристики электродвигателей В этом разделе приведены основные сведения и технические данные асинхронных двигателей от общепромышленных серий, снятых с производства, но до ныне эксплуатируемых в массовом порядке (серия А2), до осво
енных и выпускаемых отечественной промышленностью в самые последние годы (серии RA, 5А и 6А) Основные сведения об асинхронных двигателях. Асинхронные электродвигатели — самые распространенные из всех видов электрических машин из-за их простоты, надежности, меньшего в сравнении с другими машинами веса, габарита, стоимости и иных достоинств. Асинхронные двигатели с короткозамкнутым и фазным роторами, начиная с 1950 г., разрабатывались и выпускались в нашей стране в виде единых серий: А-АО (1949-1951 гг.), А2-АО2 мощностью 0,6...100 кВт (1958-1960 гг.); А-АК мощностью 100...1000 кВт (1952-1956 гг.); А2-АК2 мощностью 100...1000 кВт (1964-1965 гг.); АЗ-АОЗ мощностью 132...500 кВт, 4А и АИ (АИР) мощностью 0,06...400 кВт (до настоящего времени); АИ — асинхронный фирмы «Интерэлектро». В последние годы в России освоен выпуск новых серий асинхронных двигателей серий RA (0,37... 100 кВт), 5А (5АН) (0,37...400 кВт) и 6А. Разработка 4А, АИ, RA, 5А и 6А базировалась, помимо отечественных стандартов, на рекомендациях МЭК (Международной электротехнической комиссии). Так серия 4А имеет 17 габаритов, число ступеней мощности составляет 33, высоты осей вращения — 50...355 мм. По конструкционному исполнению электрические машины классифицируются по группам исполнения (СТ СЭВ 246-76): 1 — на лапах с подшипниковыми щитами; 2 — с фланцем на подшипниковом щите или щитах; 3 — без лап с подшипниковыми щитами с фланцем на одном из них; 4 — то же, с фланцем на станине; 5 — без подшипников; 6 — с подшипниковыми щитами и стояковыми подшипниками; 7 — со стояковыми подшипниками, но без подшипниковых щитов; 8 — с вертикальным валом, не входящие в группы 1-4; 9 — специального исполнения; по использованию концов вала: • без конца; • с одним цилиндрическим концом; • с двумя цилиндрическими концами; • с одним коническим концом; • с двумя коническими концами; • с одним фланцевым концом; * с двумя фланцевыми концами;
• с фланцевым концом на одной стороне и цилиндрическим концом на другой стороне вала; • прочие. Асинхронные двигатели различаются по степени защиты (например: IP23, IP44), способу охлаждения (например: IC 01, IC 0141), способу монтажа (например: IM 1001). IP — означает International Protection, 23 — защищенное, 44 — закрытое исполнение IC — International Cooling, 01 — машина с самовентиляцией, IC 0141 — машина, обдуваемая наружным вентилятором, расположенным на ее валу. IM — International Mounting; IM 1001 — машина на лапах, с двумя подшипниковыми щитами, с горизонтальным расположением вала, с цилиндрическим концом. По степени защиты от соприкосновения к токоведущим частям машины и самой машины от попадания посторонних предметов внутрь машины подразделяются следующим образом (ГОСТ 17494-72 и ГОСТ 14254-80): • открытая; • защищенная от прикосновения и попадания посторонних предметов; • каплезащищенная (защищенная от капель, прикосновения и попадания посторонних предметов); • брызгозащищенная (защищенная от брызг, прикосновения и попадания посторонних предметов); • защищенная от водяных струн, прикосновения, попадания посторонних предметов и вредных отложений пыли; • защищенная от захлестывания морской водой, а также прикосновения, попадания посторонних предметов и вредных отложений пыли; • защищенная от проникновения воды внутрь при кратковременном погружении в воду; • защищенная от проникновения воды внутрь при неограниченно длительном погружении; • взрывозащищенная и др. По способу охлаждения электрические машины подразделяются в зависимости от наличия вентилятора на машины с естественным и искусственным охлаждением. Машины с искусственным охлаждением в свою очередь могут быть с самовентиляцией (имеют вентилятор на валу) и с независимой вентиляцией (вентилятор вращается собственным двигателем) В зависимости от способа обдувания машины бывают обдуваемые (только с внешней поверхности машины) и продуваемые (с циркуляцией воздуха внутри машины). Номинальные мощности вращающихся электрических машин до 10000 кВт приведены в табл. 4.21.1.
Таблица 4.21.1. Номинальные мощности вращающихся электрических машин до 10000 кВт (ГОСТ 12139—74) Вт кВт 0,01 0,1 1 10 — 1,1 11 ПО 1000 10000 — — — — 0,12 — — 132 1250 — — — -— — — 1.5 15 — — -— — 0,16 1,6 16 1 — — — 160 1600 — — — — — 0,18 — 18,5 — — — — — — — — — — 200 2000 — 0,025 0,25 2,5 25 0,25 2,2 22 250 2500 — — — — — — 3 30 — — -— — — — — 0,37 — 37 315 3150 — — 0,4 4 40 — 4 45 400 4000 — — — — — 0,55 5,5 55 500 5000 — 0.06 0,6 6 60 — — — 630 6300 — — — — — 0,75 7,5 75 — — — — — — — — — — 800 8000 — — — — 90 — — 90 — — — Номинальные частоты вращения электрических машин (ГОСТ 10683-73). Электродвигатели постоянного тока, об/мин: 25; 50; 75; 100; 125; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1500; 2000; 2200; 3000; 4000; 5000: 6000; 8000; 12000; 15000; 18000; 20000; 22000; 30000; 40000; 60000. Генераторы постоянного тока — те же данные в пределах 400.. 15000 об/мин включительно, кроме 2200 об/мин. Синхронные генераторы/двигатели, об/мин, при /ном = 50 Гц: —/100; 125; 150; —/166,6; 187,5; 214,3; 250; 300; 375; 428,6/—; 500, 600; 750; 1000; 1500; 3000. Асинхронные двигатели, об/мин при /ном = 50 Гц: 100; 125; 150; 166,6; 187,5; 250; 300; 375; 500; 600; 750; 1000; 1500; 3000. Универсальные и однофазные коллекторные двигатели, об/мин: 1000; 1500; 2000; 3000; 5000; 8000; 10000; 12000; 15000; 18000; 22000 Допустимые вибрации электрических машин массой до 2000 кг (ГОСТ 16921—71). Классы/максимально допустимые эффективные значения вибрационной скорости, мм/с: 0,28/0,28; 0,45/0,45; 0,7/0.7; 1,1/1,1, 1.8/1,8: 2.8/2,8: 4,5/4,5: 7/7. Стандарт распространяется на вращающиеся электрические машины общеспециального применения с массой машин 0,25...2000 кг и рабочей частотой вращения 600... 12000 об/мин.
Допустимые вибрации электрических машин массой свыше 2000 кг (ГОСТ 20815—75). Среднеквадратичное значение вибрационной скорости в октавной полосе v0 подшипниковых опор для электрических машин с последующим пересчетом по формуле пюм = 600 об/мин и более не должно превышать: «ном. об/мин...... 3000 1500 1000 750 600 v0, мм/с..........3,3 2,8 2,4 2,1 1,8 Допускается определение о0 подшипниковых опор путем измерения вибрационного перемещения с последующим пересчетом по формуле о0= 0,74-10"3 Лп, где Лп — пиковое значение вибрационного перемещения подшипниковых опор электрических машин. Допустимые вибрации электродвигателя (ПТЭ): пном ротора, об/мин.....3000 1500 1000 750 и ниже Допустимая вибрация подшипников, мкм.........50 100 130 160 Высоты оси вращения электрических машин (рис 4.21.1) и непосредственно соединяемых с ними не электрических машин (ГОСТ 13267-73), мм: 25; 28; 32; 36; 40; 45; 50; 56; 63; 71; 80; 90; 100; 112; 132; 160; 180; 200; 225; 250; 280; 315: 355: 400; 450: 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000. Кратности моментов и токов электродвигателей. Кратность М^/Мт для синхронных электродвигателей на 50 Гц и при номинальном значении Uni возбуждения и соединении обмоток соответ- Рис. 4.21.1.Высота оси ственно номинальному режиму работы электродви- вращения гателей должно быть не ниже 1,65, а при наличии быстродействующей системы возбуждения — не ниже 1,5. Л4н/А1ноМ у трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ядром равняется: а) 1...2 при Рном 0,6...100 кВт и пном 750...3000 об/мин в зависимости от /’ном. «ном И исполнения электродвигателей; б) 0,7...1 при Рнон 100...1000 кВт и nV0K 500...3000 об/мин в зависимости от Рном и пном; Мтт/Мпом у трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором равняется: а) не менее 0,8 при Рком 0,6... 100 кВт, б) не ниже 0,6А1н, но не ниже 0,8А1НОЯ при Рном 100... 1000 кВт для всех электродвигателей, кроме двухполюсных /’„„„выше 300 кВт, и не ниже O,87WH, но не ниже 0,67WHOM для двухполюсных электродвигателей Рном 300... 1000 кВт;
в) не ниже 1Л1НОМ для всех электродвигателей Рномвыше 1000 кВт, кроме двухполюсных и не ниже 0,7ЛТномдля двухполюсных электродвигателей Рном свыше 1000 кВт. •Мтах/Мном У трехфазных электродвигателей равняется: а) 1,7...2,2 в зависимости от пном у электродвигателей Рном 0,6 ..100 кВт с короткозамкнутым ротором (защищенного или закрытого обдуваемого исполнения) и с фазным ротором (защищенного исполнения); б) 1,7...2,2 в зависимости от пном у электродвигателей Ртм 100. .1000 кВт (с короткозамкнутым или фазным ротором); в) 1,8...2,1 в зависимости от пному электродвигателей Ржк выше 1000 кВт (с короткозамкнутым или фазным ротором). ЛусК/7ном У трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором равняется: 5,5...7 в зависимости от Рном и пном при Ркоы 0,6...1000 кВт и не регламентировано при Рном выше 1000 кВт. Машины подразделяются по климатическим условиям эксплуатации. Используются следующие обозначения климатического исполнения машин, эксплуатируемых на суше, реках, озерах для климатических районов: с умеренным климатом — У; с холодным климатом — ХЛ; с влажным тропическим ТВ; с сухим тропическим — ТС; с сухим влажным — Т; общеклиматическое исполнение — О. Примеры обозначения асинхронных двигателей: • 5А250М-4 — асинхронный двигатель 5 серии; 250 — высота оси вращения, мм; М — длина средняя корпуса по установочным размерам; 4 — число полюсов (1500 об/мин) • RA100M4 — российский асинхронный двигатель; 100 — высота оси вращения, мм; М — длина средняя корпуса по установочным размерам; 4 — число полюсов (1500 об/мин) • AI4P132S6 — асинхронный двигатель Интерэлектро (международная организация стран СЭВ), Р — вариант увязки мощностей и установочных размеров; 132 — высота оси вращения, мм, S — длина малая корпуса по установочным размерам; 6 — число полюсов (1000 об/мин). • 4A200L4Y3, 4AH200L4Y3 — асинхронный двигатель 4 серии; закрытый обдуваемый, Н — защищенного исполнения; 200 — высота оси вращения, L — большая длина корпуса по установочным размерам, 4 — число полюсов (1500 об/мин). У — для районов с умеренным климатом, 3 — категория размещения • А02-81-2УЗ — асинхронный обдуваемый двигатель; 8 — габарит; 1 — первой длины; 2 — двухполюсный (3000 об/мин); У — клима- * Единая серия 4А асинхронных двигателей заменила серии А2 и АЗ.
4.21. Электродвигатели собственных нужд электростанций и сетей тическое исполнение, 3 — категория размещения. • MTKF 311-6, МТКН-311-6 — асинхронный двигатель краново-металлургический, работающий при повышенных температурах; Р, Н — классы нагревостойкости, 3 — габарит; 1 — первая серия; 1 — первая длина; 6 — число полюсов (1000 об/мин). В табл.4.21.2 приведены некоторые серии и типы асинхронных трехфазных двигателей общепромышленного применения, выпускавшихся и выпускаемых в России. 4.21.3. Устройство асинхронных двигателей Асинхронный двигатель состоит из двух основных частей, разделенных воздушным зазором: неподвижного статора и вращающегося ротора. Каждая из этих частей имеет сердечник и обмотку. При этом обмотка статора включается в сеть и является как бы первичной, а обмотка ротора — вторичной, так как энергия в нее поступает из обмотки статора за счет магнитной связи между этими обмотками. По своей конструкции асинхронные двигатели разделяются на два вида: двигатели с короткозамкнутым ротором и двигатели с фазным ротором. Рассмотрим устройство трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (рис. 4.21.2 и 4.21.3). Двигатели этого вида имеют наиболее широкое применение. Неподвижная часть двигателя — статор — состоит из корпуса 11 и сердечника 10 с трехфазной обмоткой. Корпус двигателя отливают из алюминиевого сплава или из чугуна либо делают сварным. Рассматриваемый двигатель имеет закрытое обдуваемое исполнение. Поэтому поверхность его корпуса имеет ряд продольных ребер, назначение которых состоит в том, чтобы увеличить поверхность охлаждения двигателя. В корпусе расположен сердечник статора 10, имеющий шихтованную конструкцию: отштампованные листы из тонколистовой электротехнической стали толщиной обычно 0,5 мм покрыты слоем изоляционного лака, собраны в пакет и скреплены специальными скобами или продольными сварными швами по наружной поверхности пакета. Такая конструкция сердечника способствует значительному уменьшению вихревых токов, возникающих в процессе перемагничивания сердечника вращающимся магнитным полем. На внутренней поверхности сердечника статора имеются продольные пазы, в которых расположены пазовые части обмотки статора, соединенные в определенном порядке лобовыми частями, находящимися за пределами сердечника по его торцовым сторонам. Конструкция короткозамкнутого ротора приведена на рис. 4.21.4.
Таблица 4.21.2. Некоторые серии трехфазных асинхронных двигателей Серия, тип, высота оси вращения Р„,кВт п (синхр), об/мин t/H,B Исполнение, область применения Двигатели с короткозамкнутым ротором Двигатели общего применения RA (71...280 мм) 0,37-100 750; 1000; 1500; 3000 220/380 защищенные и закрытые, обду-ваемые, широкого применения А (315 мм) 90-200 750; 1000; 1500; 3000 220/380 380/660 закрытые, обдуваемые, широкого применения АН (21...335 мм) 0,37-400 750; 1000; 1500; 3000 220/380 380/660 защищенные и закрытые, обду ваемые, широкого применения АИР (50...355мм) 0,19-315 750; 1000; 1500; 3000 220,380, 380/660, 220,380, 660 открытое, защищенное, закрытое, обдуваемое, продуваемое, широкого применения 4А (56...355 мм) 0,06-400 500; 600; 750; 1000; 1500; 3000 220/380, 380/660, 220, 380 защищенные и закрытые, обдуваемые, широкого применения ДАР 15-45 750; 1000; 1500 380/660, 220/380 закрытые, обдуваемые, с повышенным пусковым моментом ДАС 0,3-63 при ПВ= 40% 750; 1000; 1500; 3000 220,380, 220/380 380/660 закрытые, обдуваемые, с повышенным скольжением АН-2 (15-17-й габариты) 500-2000 370; 500; 600; 750; 1000 6000 защищенные, для привода механизмов, не требующих регулирования частоты АТД2 500-5000 3000 6000 с замкнутым или разомкнутым циклом вентиляции, для привода быстроходных механизмов Краново-металлургические двигатели MTKF 1,4-22 при ПВ=40% 750. 1000 380/220; 500 характеризуются повышенной перегрузочной способностью, большими пусковыми моментами, изоляция класса А, для привода крановых механизмов МТКН 3-37 при ПВ=40% 750; 1000 380/220; 500 то же, изоляция класса Н, для приводов металлу ргического производства Двигатели с фазным ротором 4АНК, ДАК 5АНК, 15-400 45-400 750; 1000; 1500 600; 750; 1000; 1500 220/380, 380/660 220/380, 380/660 защищенные (4АНК) или закрытые (ДАК), общего назначения защищенные или закрытые, общего назначения
Окончание табл. 4.21.2 Серия, тип, высота оси вращения Л, кВт п (синхр), об/мин (7Н,В Исполнение, область применения АКП 55-125 1000; 1500 220/380, 380/660 защищенные, для привода прессов, работающих в закрытых помещениях АКН2 (15-19-й габариты) 315-2000 250; 300; 375; 500; 600; 750: 1000 6000 для привода механизмов с частыми или тяжелыми условиями пуска MTF.MTH 1,4-30 3-118 600: 750; 1000 220/380, 240/415, 400; 500 защищенные, с независимой вентиляцией, для привода крановых механизмов (MTF) и механизмов металлургического производства (МТИ) Рис. 4.21.2. Устройство трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором: 1 — вал; 2, 6 — подшипники; 3, 7 — подшипниковые щиты, 4 — коробка выводов; 5 — вентилятор; 8 — кожух вентилятора; 9 — сердечник ротора с короткозамкнутой обмоткой; Ю — сердечник статора с обмоткой; 11 — корпус; 12 — лапы
Рис. 4.21.3. Зависимость пускового момента от акт ивного сопротивления цепи ротора Рис. 4.21.4. Конструкция короткозамкнутого ротора: a — беличья клетка; б — ротор с медной стержневой обмоткой; в — ротор с алюминиевой литой обмоткой; 1 — сердечник ротора; 2 — стержни; 3 — замыкающие кольца; 4 — лопасти вентилятора
На рис. 4.21.5...4.21.11 приведены примеры конструкций двух видов асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором и фазным ротором. Рис. 4.21.5. Асинхронный двигатель трехфазного тока с короткозамкнутым ротором (в разобранном виде): 1 — вал: 2 — шариковый подшипник; 3 — подшипниковый щит; 4 — сердечник ротора, 5 — обмотка статора; 6 — сердечник статора; 7 — станина статора; 8 — стержни обмотки ротора; 9 — лопасти воздушного вентилятора; 10 — выводы обмотки статора; 11 — пластина сердечника статора; 12 — пластина сердечника ротора. Рис 4.21.6. Схемы соединения выводов трехфазных обмоток электродвигателя: а — звезда; б — треугольник
Рис. 4.21.8. Асинхронные двигатели серий 4А и АИ с короткозамкнутым ротором со степенью защиты IP23 и h = 280...335 мм
Рис. 4.21.9. Асинхронный двигатель серии АИ с короткозамкнутым ротором степень защиты IP54 (общий вид и чертеж) Рис. 4.21.10. Асинхронный двигатель с фазным ротором серии 4А со степенью защиты IP23 (общий вид и чертеж)
б Рис. 4.21.11. Внешний вид (а) и устройство (б) асинхронного двигателя серии АН2 4.21.4. Принцип действия асинхронного двигателя Вращающееся магнитное поле статора, которое на рис. 4.21.12 условно показано в виде поля двух магнитов N— S, пересекает проводники обмотки ротора и наводит в них электродвижущую силу (ЭДС). Направление ЭДС определяется по правилу правой руки. В асинхронном двигателе движется магнитное поле, а проводники ротора пересекают магнитные силовые линии соответственно в направлении, противоположном этому движению поля; в приведенном случае (рис. 4.21.13) поле вращается по часовой стрелке, значит, проводники ротора пересекают магнитные силовые линии поля статора в направлении против часовой стрелки. Все сказанное необходимо учитывать при определении направления ЭДС в обмотке ротора Под действием ЭДС в замкнутой обмотке ротора возникают токи, со-направленные с ЭДС. Эти точки взаимодействуют с полем статора, в результате чего создается электромагнитная сила F3M, направление которой определяется по правилу левой руки. Совокупность всех электромагнитных сил F3M создает электромагнитный момент М, который приводит ротор во вращение с частотой п, причем следует заметить, что направление п совпадает с направлением частоты вращения поля Л]. Таким образом, электрическая энергия, поступающая из сети в обмотку статора, преобразуется в механическую энергию вращения ротора. Частота вращения ротора п всегда меньше синхронной частоты вращения щ, т.е. ротор асинхронного двигателя всегда отстает от поля статора. Вращаться с частотой ni (синхронно с магнитным полем статора) ротор асинхронного двигателя не может, поскольку при вращении ротора и магнитного поля с одинаковой частотой (п = щ) магнитное поле статора не
Рис. 4.21.12. К принципу работы асинхронного двигателя Рис. 4.21.13. Определение направления ЭДС — правило правой руки будет пересекать проводники ротора, а, следовательно, не может возникнуть ЭДС и электромагнитный момент, вращающий ротор. Таким образом, ротор асинхронного двигателя принципиально не может вращаться синхронно с полем статора. Разность частот вращения магнитного поля статора и ротора характеризуется скольжением. «1 Иногда скольжение выражают в процентах: s%=(n,-n)100 И] (4.21.1) (4.21.2) В общем случае скольжение асинхронного двигателя может изменяться в диапазоне от нуля (режим холостого хода) до единицы (режим короткого замыкания — режим пуска). Номинальной нагрузке соответствуют номинальные значения скольжения $ном и частоты вращения ротора п. У асинхронных двигателей номинальное скольжение составляет от 1 до 8%, причем большие значения соответствуют двигателям большей мощности. Обмотка ротора асинхронного двигателя электрически не связана с обмоткой ротора. Энергия, поступающая из сети в обмотку статора, передается ротору посредством магнитного поля. В этом отношении асинхронный
двигатель подобен трансформатору, в котором обмотка статора является первичной, а обмотка ротора — вторичной Разница между асинхронным двигателем и трансформатором состоит в том, что ЭДС в обмотках трансформатора наводится переменным, изменяющимся во времени магнитным потоком, а в обмотке ротора асинхронного двигателя ЭДС создается вращающимся магнитным полем, с потоком, постоянным по значению, но изменяющим свое направление в пространстве. Однако эффект в том и другом случае одинаков — изменяется потокосцепление между обмотками: Т = соФ (4.21.3) На рис. 4.21.14 приведены принципиальные схемы асинхронных двигателей. Рис. 4.21.14. Принципиальные схемы асинхронных двигателей: а — с короткозамкнутым ротором; б — с фазным ротором 4.21.5. Принцип образования вращающегося магнитного поля Принцип образования вращающегося магнитного поля рассмотрим на примере простейшей трехфазной двухполюсной обмотки, каждая фаза которой состоит из одной секции, фазы обмотки соединены звездой (рис. 4.21.15). При этом секции тока в фазных обмотках (по времени) относительно друг друга на электрический угол 120° (рис. 4.21.15, б). Проведем ряд построений вектора МДС трехфазной обмотки Fm, соответствующих различным моментам времени to, ti, t2, t3, отмеченным на графике рис. 4.21.15, б. В момент времени t0 ток в фазе А равен 0, в фазе В ток имеет отрицательное, а в фазе С — положительное направления. Эти направления тока отмечаем на рис. 4.21.15, б в сечениях обмоток статора для данного момента времени. При этом следует помнить, что за положительное направление тока
Рис. 4.21.15. Получение вращающегося магнитного поля: а — трехфазная обмотка статора; б — вращение МДС; в — модель магнитного поля статора; 1-4 — обмотка фазы А; 3-6 — обмотка фазы В; 5-2 — обмотка фазы С (первая цифра — начало обмотки) в фазной обмотке принимается направление тока от начала обмотки к ее концу и обозначается х, а, следовательно, отрицательное направление тока в обмотке соответствует направлению тока от конца к началу и обозначается •. Затем в соответствии с указанными на рис. 4.21.15, б направлениями токов
определяем (по правилу буравчика) направление вектора МДС трехфазной обмотки статора (вектор Ёт направлен вниз). В момент времени т.е. через (1/3) Т, ток в фазе В равен нулю, в фазе А имеет положительное, а в фазе С — отрицательное направление. Сделав построения, аналогичные моменту времени t0, заметим, что вектор МДС обмотки статора F,,, по сравнению с его положением в момент времени t0 повернулся на 120° в направлении движения часовой стрелки. Проведя аналогичные построения вектора МДС обмотки статора для момента t2 и /3, видим, что каждый раз при переходе от одного момента времени к другому вектор Рт поворачивается на 120°, а за один период изменения токов в обмотках (с t0 до t:i) делает полный оборот (360°) и будет, таким образом, вращающимся. Вращающаяся МДС создает вращающееся магнитное поле, эквивалентное полю магнита N — Sc индукцией Во (рис. 4.21.15, в). Это поле вращается с синхронной частотой щ, которая пропорциональна частоте переменного тока /с и обратно пропорциональна числу пар полюсов обмоток статора р, т.е. р Зависимость щ от р и /с представлена в табл. 4.21.3. Таблица 4.21.3 fc = 50 гц Р 1 2 3 4 5 6 щ, об/мин 3000 1500 1000 750 600 500 Р =1 /с, гц 50 100 200 400 500 1000 щ, об/мин 3000 6000 12000 24000 30000 60000 Примечание: Д — частота переменного тока: р — число пар полки ов обмоток статора. Круговое вращающееся магнитное поле характеризуется тем, что пространственный вектор магнитной индукции этого поля Во вращается равномерно (гц = const). При необходимости изменить направление вращения магнитного поля статора нужно поменять порядок следования токов в фазных обмотках статора, для чего переключают фазы на зажимах двигателя (рис. 4.21.16). Рис. 4.21.16. Изменение направления вращения магнитного поля
4.21.6. Преобразование энергии в электрических машинах Для анализа преобразований энергии в электрических машинах воспользуемся простейшей моделью состоящей из проводника, находящегося в магнитном поле. Преобразование механической энергии в электрическую (рис. 4.21.17). В магнитном поле с индукцией В перпендикулярно магнитным силовым линиям под действием механической силы Емех со скоростью v перемещается проводник, активная длина которого равна I. При пересечении магнитных силовых линий в проводнике наводится ЭДС е = Blv (4.21.5) Направление ЭДС определяется по правилу правой руки (см. рис. 4.21.13). Если концы проводника замкнуть на внешнее сопротивление (нагрузку) /?„, то по проводнику и по нагрузке будет протекать ток /. Таким образом, механическая энергия (движение проводника) преобразуется в электрическую, и модель представляет собой элементарный генератор. При взаимодействии проводника с током I и магнитного поля с индукцией В возникает электромагнитная сила F3M = ВИ Рис. 4.21.17. Преобразование механической энергии в электрическую (4.21.6) Направление электромагнитной силы F:iM определяется по правилу левой руки (рис. 4.21.18). Как видно из рис. 4.21.13 и 4.21.18 направление силы Дзм противоположно направлению силы Дмех, приводящей проводник в движение. Таким образом, в рассматриваемом элементарном генераторе сила Еэм является тормозящей силой по отношению к движущей силе Емех. Преобразование электрической энергии в механическую (рис. 4.21.19). Если к проводнику с активной длиной /, находящемуся в магнитном поле с индукцией В, подвести напряжение от источника ЭДС Ео, то в проводнике появится ток I, сонаправленный с ЭДС Ео. На проводник с током в магнитном поле действует электромагнитная сила Еэм и направление ее определяется по правилу левой руки. Эта сила в данном преобразовании является для проводника движущей силой и приводит проводник с током в движение со скоростью v (рис. 4.21.19) Таким образом, электрическая энергия преобразуется в механическую, и данная модель представляет собой элементарный двигатель.
Рис. 4.21.18. Определение направления рис. 4.21.19. Преобразование электромагнитной силы — электрической энергии правило левой руки в механическую При движении проводника с током в магнитном поле со скоростью v в проводнике индуцируется ЭДС е = Blv, по природе аналогичная ЭДС генератора. Как видно из рис. 4.21.19, направление ЭДС в двигателе противоположно направлению ЭДС источника, которая сонаправлена с током I. Поэтому ЭДС, наводимая в проводнике, называется противоЭДС; она уравновешивает часть ЭДС источника тока. Рассмотренные явления в модели электрической машины позволяют сделать следующие выводы: 1. Для любой электрической машины является обязательным наличие магнитного поля и электропроводящей среды (проводников). 2. При работе электрической машины как в режиме генератора, так и в режиме двигателя имеет место индуцирование ЭДС в проводнике, пересекающем магнитное поле, и возникновение электромагнитной силы, действующей на проводник. 3 Взаимное преобразование механической и электрической энергии в электрической машине может происходить в любом направлении, т.е. одна и та же электрическая машина может работать как в качестве двигателя, так и в качестве генератора; это свойство электрических машин называется обратимостью. Электрические генераторы составляют основу современных электростанций, где они преобразуют механическую энергию турбин в электрическую.
Электродвигатели составляют основу электропривода, где они, преобразуя электрическую энергию в механическую, приводят в движение станки, подъемные средства, транспорт, роботы и др. Широко применяются электромашины малой мощности (до 600 Вт) в устройствах автоматики, вычислительной и бытовой техники (холодильники, пылесосы, вентиляторы и т.п.). 4.21.7. Электромагнитный момент асинхронного двигателя. Механическая характеристика Электромагнитный вращающий момент М асинхронного двигателя, возникающий при взаимодействии тока в обмотке ротора с вращающимся магнитным полем статора пропорционален электромагнитной мощности: М=^Г’ (4.21.7) 2лл, где ct>i = бо — угловая частота вращения магнитного поля _ 60/с Так как синхронная частота то со1=^ (4.21.8) 1 Р Подставив в (4.21.7) выражение Рзы и Р3, получим М=Р^=^2!2 (4.21.9) CDjS COjS Таким образом, мощность электрических потерь в обмотке ротора пропорциональна электромагнитному моменту асинхронного двигателя Подставив в (4.21.9) выражение Р3, получим (4.21.10) “1 Выражение (4.21.10) можно привести к виду, позволяющему обобщить полученные данные и проанализировать механические свойства двигателя. Для этого в (4.21.10) подставим СО] из (4.21.8), а также выражение ЭДС, индуцируемой в обмотке ротора Е2, которая, являясь трансформаторной ЭДС, определяется формулой Е2 = 4,44Ф/С со2/гоб2, где со2 — число последовательно соединенных витков одной фазы обмотки ротора; /гоб2 — обмоточный коэффициент обмотки ротора.
В результате указанных подстановок и учитывая, что 4,44=2лV2 . что М =^£-^-^Ф12cosv2= ‘ ЫФ12<>W2, (4.21 И) „ _т2Рю2^об2 где " 4Г~- Выражение электромагнитного момента (4.21.11) справедливо для электрических машин всех типов, в том числе и для машин постоянного тока, что свидетельствует о единой природе электромагнитных процессов во всех электрических машинах. Подставляя в (4.21.9) выражение coi (4.21.10), а также выражение тока ротора Г -------------> (4.21.12) ^(П+^+^+х')2 в котором них] — активное и индуктивное сопротивления фазной обмотки статора, а и х^ — активное и индуктивное сопротивления фазной обмотки ротора, приведенные к обмотке статора, получим следующее выражение электромагнитного момента, Н-м: г --------------=]• (4.21.13) 2n£s|fr+^-)2+(xi+X2)2J Так как параметры rb r2', Xj и асинхронного двигателя при работе с различными частотами вращения п (скольжениями $) остаются практически постоянными, то при постоянной частоте тока статора Д значение электромагнитного момента М зависит лишь от напряжения сети t/j и скольжения s. Как видно из (4.21.13), значение вращающего момента п пропорционально квадрату напряжения сети Ц2, и об этом необходимо помнить при работе с асинхронными двигателями, ибо снижение напряжения Uv хотя бы на 20% номинального ведет к уменьшению момента на 36%. При постоянном напряжении U\ электромагнитный момент М зависит только от скольжения s, которое однозначно связано с частотой вращения ротора п. Таким образом, при U\ = const выражение (4.21.13) является уравнением механической характеристики асинхронного двигателя М = /($), которая приведена на рис. 4.21.20. Частота вращения ротора: п = п,(1 - s), (4.21.14)
Рис. 4.21.20. Механические характеристики (а) и схема включения (б) асинхронного двигателя при регулировании частоты вращения изменением симметрии трехфазной системы откуда видно, что при постоянной частоте вращения магнитного поля пх увеличение скольжения s соответствует уменьшению частоты вращения ротора п, что неизбежно связано с увеличением нагружающего (тормозящего) момента двигателя. Проанализируем работу двигателя на каждом из участков механической характеристики (рис. 4.21.21). Допустим, что двигатель работает на участке 0А в номинальном режиме (Л41ном, sH0M). Если нагружающий (тормозящий) момент увеличится, это вызовет соответствующее увеличение скольжения до значения s'. Это, как видно из характеристики, приведет к увеличению электромагнитного момента до значения М', после чего режим работы двигателя вновь станет установившимся при новых значениях скольжения и электромагнитного момента.
Уменьшение нагружающего (тормозящего) момента вызовет уменьшение скольжения до значения s*. Как видно из той же характеристики, это приведет к уменьшению электромагнитного момента до значения М*, и двигатель вновь будет устойчиво работать при других значениях скольжения s. Таким образом, на участке ОА характеристики, где s изменяется от 0 до $кр, двигатель работает устойчиво, так как на этом участке изменение нагрузки двигателя (скольжения s) сопровождается соответствующим изменением электромагнитного момента. Работа асинхронного двигателя становится неустойчивой при скольжениях s > sKp. На этом участке характеристики даже небольшое увеличение нагружающего момента (скольжения s) вызывает уменьшение электромагнитного (вращающего) момента. Это приведет к уменьшению частоты вращения п, дальнейшему увеличению скольжения s, к новому уменьшению М и т.д. Уменьшение М продолжается до тех пор, пока скольжение не достигнет значения s = 1, т.е. двигатель остановится (и = 0). Таким образом, при 7Итах и sKp наступает предел устойчивой работы двигателя, и условиями устойчивой работы асинхронного двигателя, таким образом, являются: s < sKp, 7ИНОМ < Mmax. При выполнении этих условий двигатель будет работать устойчиво не только при номинальной нагрузке, но будет способен выдерживать некоторые перегрузки, что необходимо для надежной работы двигателя в электроприводе. Следует отметить, что работа двигателя в рекомендуемом диапазоне скольжений (при s < sKp), т.е. на рабочем участке механической характеристики, является наиболее экономичной, поскольку она соответствует малым значениям скольжения s, а, следовательно, и меньшим значениям электрических потерь в обмотке ротора, так как Ps2 = 8РЭМ. Важнейшими параметрами механической характеристики асинхронного двигателя (рис. 4.21.21) являются: зкр — критическое скольжение, 7Ити — максимальный электромагнитный (вращающий) момент и Мп — пусковой электромагнитный момент; этот момент соответствует s = 1. Продифференцировав выражение электромагнитного момента (4.21.13) по скольжению s и приравняв производную нулю, найдем скольжение, соответствующее максимальному моменту, т.е. критическое скольжение s*p=± г2 С-2 ,-2, (4.21.15) ^гГ+(Х)+х2)2 или, пренебрегая гь которое обычно не превышает 10... 12% (%! + х2)2, получим упрощенное выражение для критического скольжения: м-2,16)
Подставив sKp (4.21.15) в выражение электромагнитного момента (4.21.13), получим выражение максимального электромагнитного момента асинхронного двигателя, Н-м: ^тах _______mpUy________ 4<[г1+7г12+(Х1+Х2?] (4.21.17) Как указывалось выше, асинхронный двигатель должен обладать способностью к перегрузкам. Это качество двигателя определяется кратностью максимального момента, которая является отношением максимального момента Мтах к номинальному Мном. Для современных двигателей 4^=1,7...2,5. Мном Из анализа выражения (4.21.17) следует, что значение максимального момента 7Итах не зависит от активного сопротивления ротора г2. В то же время значение критического скольжения sKp (4.21 16), при котором момент достигает максимального значения, прямо пропорционально активному сопротивлению цепи ротора г2, т.е. sKp°°r2- Это значит, что с увеличением г2 механическая характеристика двигателя смещается в сторону больших скольжений (рис. 4.21.21). При этом по мере увеличения г2 (г21 < г2п< ^,) будет увеличиваться и пусковой момент (электромагнитный момент при s = 1 и п2 = 0), т.е. Мл1 < 7Илп < Млп1. В момент пуска двигателя л = 0 и $ = 1. Развиваемый при этом электромагнитный момент, Н-м, можно получить из (4.21.13), подставив в него s = 1: 2nfc[(r1+r;)2+(xl+x2)2\ (4.21.18) Начальный пусковой момент М„ характеризует пусковые свойства асинхронного двигателя. Чем больше пусковой момент и меньше пусковой ток, тем лучше пусковые свойства двигателя. У современных трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором кратность пускового момента 7ИП/ 7ИН0М = 1,2...2,5, а кратность пускового тока Ц/1ты = 3...8. Двигатели малой мощности имеют меньшую кратность пускового тока: 4/Лом = 3...5. Вполне очевидно, что с увеличением нагрузочного момента на валу асинхронного двигателя частота вращения ротора и2 уменьшается. Следовательно, скольжение асинхронного двигателя зависит от механической нагрузки на валу двигателя и может изменяться в диапазоне 0 < s < 1. При включении асинхронного двигателя в сеть в начальный момент времени ротор под влиянием сил инерции неподвижен (и2 = 0). При этом
скольжение s равно единице. В режиме работы двигателя без нагрузки на валу (режим холостого хода) ротор вращается с частотой лишь немного меньшей синхронной частоты вращения и скольжение весьма мало отличается от нуля (s « 0). Скольжение, соответствующее номинальной нагрузке двигателя, называют номинальным скольжением sH0M. Для асинхронных двигателей общего назначения sHOM = 1,„8%, при этом для двигателей большой мощности sH0M = 1%, а для двигателей малой мощности sH0M = 8%. Преобразовав выражение, получим формулу для определения асинхронной частоты вращения (об/мин): п2= щ (1 - sH0H ) (4.24.19) Пример. Трехфазный асинхронный двигатель с числом полюсов 2р = 4 работает от сети с частотой тока f, = 50 Гц. Определить частоту вращения двигателя при номинальной нагрузке, если скольжение при этом составляет 6%. Решение. Синхронная частота вращения по (4.21.8) П) = /, 60/р = 50 60/4 = 1500 об/мин Номинальная частота вращения по (4.21.19) /гном = п, (1 - sH0M ) = 1500 (1 - 0,06) = 1412 об/мин Анализ выражения (4.21.17) показывает, что максимальный момент асинхронной машины в генераторном режиме больше, чем в двигательном (Afmaxr > 7Итахд). На рис. 4.21.22 показана механическая характеристика асинхронной машины М = f(s) при U, = const. На этой характеристике указаны зоны, соответствующие различным режимам работы: двигательный режим (0< s ^1), когда электромагнитный момент М является вращающим; генераторный режим (-«>< s< 0) и тормозной режим противовключением (1< s <+«), когда электромагнитный момент М является тормозящим. Из (4.21.18) следует, что электромагнитный момент асинхронного двигателя пропорционален квадрату напряжения сети: MsU, . Это в значительной степени отражается на эксплуатационных свойствах двигателя: даже небольшое снижение напряжения сети вызывает заметное уменьшение вращающего момента асинхронного двигателя. Например, при уменьшении напряжения сети на 10% относительно номинального (LJ, = 0,9(/ном) электромагнитный момент двигателя уменьшается на 19%: М'= 0,92М = 0,8Ш, где М — момент при номинальном напряжении сети, а М' — момент при пониженном напряжении. Для анализа работы асинхронного двигателя удобнее воспользоваться механической характеристикой М = f(s). Генераторный режим. Если обмотку статора включить в сеть, а ротор асинхронной машины посредством приводного двигателя ПД (двигатель
o<s< Рис. 4.21.22. Режимы работы асинхронной машины внутреннего сгорания, турбина и т.п.), являющегося источником механической энергии, вращать в направлении вращения магнитного поля статора с частотой и2 > Hi, то направление движения ротора относительно поля статора изменится на обратное (по сравнению с двигательным режимом работы этой машины), так как ротор будет обгонять поле статора. При этом скольжение станет отрицательным, а ЭДС, наведенная в обмотке ротора, изменит свое направление. Электромагнитный момент на роторе М также изменит свое направление, т.е. будет направлен встречно вращающемуся магнитному полю статора и, станет тормозящим по отношению к вращающемуся моменту приводного двигателя М\ (рис. 4.21.22, а). В этом случае механическая мощность приводного двигателя в основной своей части будет преобразована в электрическую активную мощность Р2 переменного тока. Особенность работы асинхронного генератора состоит в том, что вращающееся магнитное поле в нем создается реактивной мощностью Q трехфазной сети, в которую включен генератор и куда он отдает вырабатываемую активную
мощность Р2. Следовательно, для работы асинхронного генератора необходим источник переменного тока, при подключении к которому происходит возбуждение генератора, т.е. в нем возбуждается вращающееся магнитное поле. Скольжение асинхронной машины в генераторном режиме может изменяться в диапазоне -оо<$<0, т.е. оно может принимать любые отрицательные значения. Режим торможения противовключением. Если у работающего трехфазного асинхронного двигателя поменять местами любую пару подходящих к статору из сети присоединительных проводов, то вращающееся поле статора изменит направление вращения на обратное. При этом ротор асинхронной машины под действием сил инерции будет продолжать вращение в прежнем направлении. Другими словами, ротор и поле статора асинхронной машины будут вращаться в противоположных направлениях. В этих условиях электромагнитный момент машины, направленный в сторону вращения поля статора, будет оказывать на ротор тормозящее действие (см. рис. 4.21.22). Этот режим работы асинхронной машины называется электромагнитным торможением противовключением. Активная мощность, поступающая из сети в машину при этом режиме, частично затрачивается на компенсацию механической мощности вращающегося ротора, г.е. на его торможение, где частично расходуется на электрические потери Рэ2 и преобразуется в полную механическую мощность Р2. Часть мощности идет на покрытие механических Рыех и добавочных потерь Рдо6, а оставшаяся часть этой мощности Р2 составляет полезную мощность двигателя. У асинхронного двигателя КПД: П=^-=1-Х^- (4.21.20) Электрические потери в обмотках РЭ1 и Рэ2 являются переменными потерями, так как их величина зависит от нагрузки двигателя, т.е. от значений токов в обмотках статора и ротора. Переменными являются также и добавочные потери. Что же касается магнитных Рм и механических Рмех, то они практически не зависят от нагрузки (исключение составляют двигатели, у которых с изменением нагрузки в широком диапазоне меняется частота вращения). Коэффициент полезного действия асинхронного двигателя с изменениями нагрузки также меняет свою величину: в режиме холостого хода КПД равен нулю, а затем с ростом нагрузки он увеличивается, достигая максимума при нагрузке (0,7...0,8)РНОМ. При дальнейшем увеличении нагрузки КПД незначительно снижается, а при перегрузке (Р2 > Рном) он резко убывает, что объясняется интенсивным ростом переменных потерь {Pt + Рэ2 + Лоб), величина которых пропорциональна квадрату тока статора, и уменьшением коэффициента мощности.
КПД трехфазных асинхронных двигателей общего назначения при номинальной нагрузке составляет: для двигателей мощностью от 1 до 10 кВт Лном = 75...88%, для двигателей мощностью более 10 кВт Т]ном = 90...94%. Пример Трехфазный асинхронный двигатель работает от сети напряжением 660 В при соединении обмоток статора звездой. При номинальной нагрузке он потребляет из сети мощность Р\ = 16,7 кВт при коэффициенте мощности cos ф, = 0,87. Частота вращения ином = 1470 об/мин. Требуется определить КПД двигателя Т]ном, если магнитные потери Рм = 265 Вт, а механические потери Рыек = 123 Вт. Активное сопротивление фазы обмотки статора г12о = 0,8 Ом, а класс нагревостойкости изоляции двигателя F (рабочая температура 0ра6 =115 °C). Решение. Ток в фазе обмотки статора РДО3 16,7-lQ3 1НОМ тДсозф, 3-380-0,87 ’ ’ где Ц=^=380В. Сопротивление фазы обмотки статора, пересчитанное на рабочую температуру 0ра6 = 115 °C: г, = Ого [1 + сс(ераб - 20)] = 0,8[1 + 0,004(115 - 20)] = 1,1 Ом Электрические потери в обмотке статора: Я. = тЛомП = 3 16,82 1,1 = 931 Вг Электромагнитная мощность двигателя: Ям = Я “ (Я + Я1) = 16,7-103 - (265 + 931) = 15504 Вт Номинальное скольжение: «ном = («I - Пном)/«1 = (1500 -1470)/1500 = 0,020 Электрические потери в обмотке ротора: Яг = «ном Ям ~ 0,020 15504 = 310 Вт Добавочные потери: Яоб= 0.005Я = 0,005-16,7 103 = 83 Вт Суммарные потери: ZP = Я + Я. + Яг + Яех + Яоб = 265 + 931 + 310 + 123 + 83 = 1712 Вт КПД двигателя в номинальном режиме: Т|„ом=1 - 2/7Я= 1 -1712/(16,7 103) = 0,898 или 89,8%. Коэффициент полезного действия является одним из основных параметров асинхронного двигателя, определяющим его энергетические свойства — экономичность в процессе эксплуатации. Кроме того, КПД двигателя, а точ-
нее величина потерь в нем, регламентирует температуру нагрева его основных частей и в первую очередь его обмотки статора. По этой причине двигатели с низким КПД (при одинаковых условиях охлаждения) работают при более высокой температуре нагрева обмотки статора, что ведет к снижению их надежности и долговечности. Рабочие характеристики трехфазных асинхронных двигателей. Рабочие характеристики асинхронного двигателя определяют эксплуатационные качества двигателя и представляют собой зависимости частоты вращения ротора п, коэффициента мощности cos фь КПД, полезного момента на валу 7Ивал и тока /ь от полезной мощности на валу Р2' при Ui = const; Д = const. На рис. 4.21.23 представлены рабочие характеристики асинхронного двигателя. Рассмотрим некоторые из них. Зависимость п= f(P?) представляет собой кривую, слабо наклоненную к оси абсцисс. Это объясняется тем, что при нагрузках от 0 до ZVHOM диапазон изменения скольжения и соответствующее изменение п не превышает 8%. Работа двигателя при небольшом скольжении весьма экономична. Полезная мощность двигателя ^2 ’ ^вал® — 20 ^ваД ’ (4.21.21) где ш = 2лп/60 — угловая скорость ротора; 7Ивал— полезный момент на валу двигателя, Н-м. Зависимость 7Ивал = исходя из (4.21.21)) определяется выражением (4.21.22) U *2ном *2 Рис. 4.21.23. Рабочие характеристики асинхронного двигателя
в соответствии с которым Мвал = f (Р2) криволинейна, так как с ростом нагрузки Рв'ал частота вращения п несколько уменьшается. Зависимость тока Ц = f (Р2) представляет собой характеристику, близкую к прямой. Это свидетельствует о том, что с возрастанием нагрузки ток Д увеличивается практически пропорционально полезной мощности. Как видно из характеристики Ц = f (Р2) в режиме холостого хода (при Р2 = 0) двигатель потребляет из сети ток холостого хода Дх, значение которого у асинхронных двигателей больше, чем у трансформаторов, что объясняется наличием механических потерь и воздушного зазора на пути магнитного потока двигателя. Ток холостого хода 11х в асинхронных двигателях может достигать 20...30% номинального тока Д, а в некоторых специальных двигателях малой мощности он может достигать и больших значений Зависимость cos ф! = f(P2) показывает, что при малых нагрузках cos ф! имеет низкие значения (0,2...0,3); однако с увеличением нагрузки cos ф! увеличивается, достигая максимума (0,75...0,85) при нагрузке, близкой к номинальной. При перегрузках, соответствующих небольшим значениям п (большому скольжению), cos ф! уменьшается, что объясняется увеличением индуктивного сопротивления ротора (x2s) за счет увеличения скольжения. В целях повышения коэффициента мощности асинхронных двигателей желательно, чтобы двигатель работал всегда или, по крайней мере, значительную часть времени с номинальной нагрузкой, что можно обеспечить лишь при правильном выборе его. Если же двигатель значительную часть времени работает недогруженным, то для повышения cos ф1 целесообразно уменьшить подводимое к двигателю напряжение. Обобщая изложенное о режимах работы асинхронной машины, можно сделать вывод: характерной особенностью работы асинхронной машины является неравенство частот вращения магнитного поля статора гц и ротора п2, т.е. наличие скольжения, так как только в этом случае вращающееся магнитное поле наводит в обмотке ротора ЭДС и на роторе возникает электромагнитный момент. При этом каждому режиму работы асинхронной машины соответствует определенный диапазон изменений скольжения, а, следовательно, и частоты вращения ротора. Из рассмотренных режимов работы наибольшее практическое применение получил двигательный режим асинхронной машины, т.е. чаще используют асинхронные двигатели, которые составляют основу современного электропривода, выгодно отличаясь от других электродвигателей простотой конструкции и высокой надежностью. Поэтому теорию асинхронных машин принято излагать применительно к асинхронным двигателям. Защиту электрических машин выполняют в соответствии с ПУЭ. Двигатели с принудительной смазкой подшипников, как правило, обеспечивают блокировкой, отключающей их при прекращении подачи смазки в подшип
ники или превышении допустимой температуры. На двигателях, имеющих принудительную вентиляцию, устанавливают защиту, действующую на сигнал и отключение двигателя при повышении его температуры выше допустимой или прекращении работы вентиляции. Электродвигатели, у которых возможны систематические перегрузки по техническим причинам, снабжают защитой от перегрузки, действующей на сигнал, автоматическую разгрузку механизма или на отключение. При отключении двигателя ответственного механизма под действием защиты и отсутствии резерва допускается повторное включение его после тщательной проверки схемы управления, защиты и самого двигателя. Синхронные двигатели эксплуатируются, в основном, в режиме, обеспечивающем поступление в сеть опережающего тока при оптимальном значении коэффициента мощности. Электродвигатели мощностью до 5000 кВт на напряжение выше 1000 В включают без сушки при соблюдении условий, приведенных в «Инструкции по определению возможности включения вращающихся электрических машин постоянного тока без сушки» (СН 282) и «Инструкции по определению возможности включения вращающихся электрических машин переменного тока без сушки» (СН 241). Без сушки включают и электродвигатели на напряжение ниже 1000 В, если сопротивление изоляции их обмоток, измеренное при температуре 10...30 °C, не ниже 0,5 МОм. У электрических машин постоянного тока сопротивление изоляции обмоток измеряют относительно корпуса, а бандажа — относительно корпуса и удерживаемых обмоток. При номинальном напряжении двигателя до 500 В включительно измерение производят мегомметром на напряжение 500 В, а при номинальном напряжении выше 500 В — мегомметром на напряжение 1000 В. Измеренное сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5 МОм. В эксплуатации сопротивление изоляции обмоток измеряют вместе с соединенными с ними цепями и кабелями. Перед пуском вновь установленного электродвигателя место, где он установлен, очищают от мусора, пыли и грязи, тщательно осматривают его доступные внутренние части, проверяют отсутствие в нем посторонних предметов; продувают электродвигатель сухим сжатым воздухом при давлении не выше 0,2 МПа. Далее измеряют сопротивление изоляции, проверяют состояние наружных болтовых соединений, осматривают подводящие кабели и затяжку заземляющих проводников и заземлений. Асинхронные двигатели серии АН32 также являются высоковольтными (6000 В), но в отличие от двигателей серии АН2 имеют закрытое исполнение с принудительной вентиляцией от постороннего вентилятора. Двигатели этой серии имеют мощность от 500 до 2000 кВт. Асинхронные двигатели серии АТД2 имеют мощность от 1000 до 5000 кВт; напряжение питания 6000 В. В отличие от ранее рассмотренных двига-
4.21. Электродвигатели собственные нужд электростанций и сетей тели этой серии выполняются со стояковыми подшипниками скольжения. Система вентиляции двигателей радиальная симметричная, разомкнутая или замкнутая. Тепловое состояние двигателей серий АТД2 контролируется термометрами сопротивления, вставленными в лобовые части обмотки статора. Концы проводов от этих термометров выведены на зажимы коробки выводов. При температуре нагрева обмоток, превышающей допустимую, электрический сигнал от термоме можно использовать для автоматического отключения двигателя. Двигатели с фазным ротором 4АК и 4АНК предназначены для приводов механизмов с тяжелыми условиями пуска, либо требующих дискретного или плавного регулирования частоты вращения. Двигатели выпускаются закрытые, обдуваемые (степень защиты IP44) и защищенные — IP23. Высоты осей вращения для машин IP44 — 160...250 мм, для машин IP23 — 160...335 мм. Диапазон мощностей 5,5...400 кВт. Статоры машин унифицированы с двигателями основного исполнения. Роторы имеют всыпную двухслойную петлевую обмотку при Н = 160...200 мм; для машин большей мощности (Н = 225...355 мм) — стержневую двухслойную обмотку. Обмотка ротора соединяется в звезду, ее концы присоединяются к контактным кольцам. Буква К в обозначении означает наличие фазного ротора с контактными кольцами. 4.21.8. Асинхронные двигатели единой серии 4А Асинхронные машины являются самыми распространенными электрическими машинами в народном хозяйстве. В основном они используются как двигатели, реже — как генераторы. Более 80% всех электродвигателей, выпускаемых промышленностью, являются именно асинхронными. Столь широкое распространение данных двигателей объясняется их хорошими эксплуатационными свойствами, простотой устройства и обслуживания, надежностью в работе и невысокой стоимостью. Асинхронные машины — это бесколлекторные машины переменного тока, у которых отношение частоты вращения ротора к частоте тока в цепи, подключенной к машине, зависит от нагрузок (ГОСТ 27471-87, СТ СЭВ 169-86). Значительная часть асинхронных двигателей применяется для привода механизмов с неизменно частотой вращения. Так, например, более 80% всех асинхронных двигателей общепромышленного значения используют для привода вентиляторов, насосов, транспортеров и обрабатывающих станков — устройств, не требующих регулирования частоты вращения приводного двигателя. Электрические машины, используемые, в народном хозяйстве, выпускаются сериями. Серия электрических машин представляет собой ряд элект-
рических машин возрастающей мощности, имеющих однотипную конструкцию и удовлетворяющих общему комплексу требований. Электрические машины, предназначенные для массового применения, выпускаются едиными сериями. Для электрических машин единых серий характерны высокий уровень унификации деталей и узлов и их максимальная взаимозаменяемость. С этой целью одни и те же штампованные пластины статоров и роторов используют в машинах разной мощности, применяя разную длину пакетов По мере развития науки и техники, совершенствования, технологии, создания новых электротехнических материалов разрабатываются новые, более совершенные серии электрических машин. Единая серия 4А охватывает диапазон мощностей от 0,06 до 360 кВт. В основу разделения двигателей на типоразмеры положен конструктивный параметр — высота от оси вращения h, определяемая расстоянием от оси вращения (для машин с горизонтальной осью вращения) до опорной плоскости. Двигатели единой серии 4А изготавливаются с высотами оси вращения 50, 56, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 132, 160, 180, 200, 225, 250, 280, 315, 355 мм. Двигатели каждой высоты оси вращения выполняются двух типоразмеров с разной длиной пакетов сердечников, но одинаковым штампом пластин этих сердечников. Двигатели изготавливаются на синхронные частоты вращения 3000, 1500,1000, 750, 600 и 500 об/мин Двигатели единой серии 4А изготавливаются в двух исполнениях: закрытый обдуваемый и защищенный с внутренней самовентиляцией (рис 4.21.24). Двигатели закрытого исполнения всего диапазона осей вращения изготовляются с короткозамкнутым ротором, а осей вращения 200, 225 и 250 мм — еще и с фазным ротором (4АК). Двигатели защищенного исполнения изготовляются с короткозамкнутым ротором (4АН) при высоте оси вращения h > 160 мм, а при высоте оси вращения h > 200 мм — еще и с фазным ротором (4АНК). В двигателях единой серии с высотами оси вращения от 50 до 132 мм применяется изоляция класса нагревостойкости В, а в двигателях с высотами оси вращения от 160 до 355 мм — изоляция нагревостойкости F. Асинхронные двигатели единой серии 4А предназначены для самого широкого применения во всех отраслях народного хозяйства и помимо основного имеют несколько электрических модификаций и специализированных исполнений (рис. 4.21.25). Двигатели трехфазные асинхронные короткозамкнутые серии 4А* с высотой оси вращения 50...355 мм (ГОСТ 19523—81Е). Основное исполнение: электродвигатель с короткозамкнутым ротором, /ном = 50 Гц, привод механизмов основного применения в условиях умеренного климата (У) категорий размещения 2 и 3, для продолжительной работы S1. Электродвигатели изготовляются защищенными (IP23) и закрытыми обдуваемыми (IP44). * Единая серия 4А асинхронных двигателей заменила серии А2 и АЗ.
a б Рис. 4.21.24. Асинхронные двигатели серии 4А а — закрытого обдуваемого исполнения; б — защищенного исполнения Рис. 4.21.25. Асинхронный электродвигатель единой серии 4А 1, 13 — передний и задний щиты; 2 — вал; 3 — шпонка; 4 — установочная пружина; 5 — подшипник; 6 — крыльчатка; 7 — 11 — сердечники статора и ротора; 12 — кожух вентилятора; 14 — вентилятор; 15 — балансировочный грузик
Со степенью защиты IP23 выпускаются электродвигатели только основного исполнения; все модификации имеют исполнение IP44. Электродвигатели могут работать при t воздуха от -40 до +40 °C и относительной влажности до 98 % при 25 °C. Шкала мощностей: 0,06...400 кВт. Электродвигатели 0,06...0,37 кВт изготовляются на 220 и 380 В; 0,55...11 кВт — на 220, 380 и 660 В; 15...110 кВт — на 220/380 и 380/ 660 В; 132...400 кВт — на 380/660 В. Количество выводных концов обмотки электродвигателей до 11 кВт — 3, схема соединения обмоток Д или У, а для электродвигателей 15 кВт и выше — би Д/У. Электродвигатели 4АН (IP23) допускают запыленность воздуха не более 2 мг/м3, а 4А (IP44) — не более 10 мг/м3. Изоляция электродвигателей по классам нагревостойкости выполняется для двигателей с высотами оси вращения 50... 132 мм — класса В, 160...355 мм — класса F. Электродвигатели со степенью защиты IP54 пылезащищенного исполнения предназначены для эксплуатации в помещениях классов В-Па и П-П согласно ПУЭ. Модификации основного исполнения: 1) с повышенным пусковым моментом — привод механизмов с большой нагрузкой в момент пуска: компрессоры, дробилки и др.; 2) с повышенным скольжением — привод механизмов с большим моментом инерции, с нагрузкой пульсирующего характера с большой частотой пусков и реверсов; 3) с повышенными энергетическими показателями (т] cos ср) — привод механизмов с круглосуточной работой, при которой особое значение имеет повышение т]; 4) с фазным ротором — по условиям пуска и плавного регулирования частоты вращения; 5) малошумные — повышенные требования по уровню шума; 6) многоскоростные — ступенчатое регулирование частоты вращения; 7) встраиваемые — для встраивания в станки и механизмы; 8) по условиям окружающей среды — пылезащищенные, химически стойкие и др.; 9) со встроенной защитой — охватывают весь диапазон высот осей вращения (56...355 мм); 10) повышенной точности — для особо точных станков. Охлаждение двигателя осуществляется методом обдува наружной оребренной поверхности корпуса. Поток воздуха создается центробежным вен
тилятором 14, прикрытым кожухом 12. На торцовой поверхности этого кожуха имеются отверстия для забора воздуха. Двигатели мощностью 15 кВт и более помимо закрытого делают еще и защищенного исполнения с внутренней самовентиляцией. В подшипниковых щитах этих двигателей имеются отверстия (жалюзи), через которые воздух посредством вентилятора прогоняется через внутреннюю полость двигателя. Монтаж двигателя в месте его установки осуществляется либо посредством лап 12 (см. рис. 4.21.2), либо посредством фланца. В последнем случае на подшипниковом щите (обычно со стороны выступающего конца вала) делают фланец с отверстиями для крепления двигателя на рабочей машине. Для предохранения обслуживающего персонала от возможного поражения электрическим током двигатели снабжаются болтами заземления (не менее двух). Асинхронные двигатели с фазным ротором имеют более сложную конструкцию и менее надежны, но они обладают лучшими регулировочными и пусковыми свойствами, чем двигатели с короткозамкнутым ротором. Принципиальная схема включения в трехфазную сеть асинхронного двигателя с фазным ротором показана на рис. 4.21.26, б. Обмотка ротора этого двигателя соединена с пусковым реостатом ПР, создающим в цепи ротора добавочное сопротивление 7?до6. На корпусе асинхронного двигателя прикреплена табличка, на которой указаны тип двигателя, завод-изготовитель, год выпуска и технические данные (полезная мощность, напряжение, ток, коэффициент мощности, частота вращения и КПД). На корпусе машины устанавливается коробка выводов с шестью выводами обмотки статора, а на двигателе с фазным ротором — и с выводами обмотки ротора. Рис. 4.21.26. Принципиальные схемы включения трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым (а) и фазным (б) ротором
Кроме того, на корпусе закрепляется пластина с таблицей, в которой указаны: тип двигателя, завод-изготовитель, полезная мощность, напряжение питания, значение потребляемого тока, коэффициент мощности cos ср, частота вращения и КПД. Технические данные двигателей серии 4А приведены в табл. 4.21.4. Электродвигатели асинхронные серии А4. Электродвигатели асинхронные переменного тока с короткозамкнутым ротором серии А4 предназначены для привода механизмов с тяжелыми условиями пуска, а также насосов типа 1Д, АД, СЭ, АСЭ, ГрАТ, ГрАК, АЦН, ЦН, ЦНСА, ЦНСМА, ЦНК, ЦНС, ЦНСГ, БМ, вентиляторов, дымососов и других механизмов с аналогичными характеристиками при пуске. ОАО «СЭЗ» имеет лицензию Госатомнадзора на конструирование и изготовление двигателей А4 для атомных электростанций. Преимущества электродвигателей А4: • эффективная система сброса отработанной смазки подшипников; • усиленная конструкция короткозамкнутой обмотки ротора • надежная конструкция крепления выводных концов обмотки статора; • качественные высоковольтные провода марки ПВБск класса нагрево-стойкости «Н» для выводных концов. Z Пуск двигателя прямой от сети переменного тока частотой 50 Гц напряжением 6000 В. Z Вид климатического исполнения — УЗ. Z Номинальный режим работы — продолжительный S1. Z Способ охлаждения двигателей — ICA0I. Z Конструктивное исполнение двигателей по способу монтажа — IM1001. Z Степень защиты — IP23. Z Изоляция обмотки статора термореактивная типа «Монолит 2» класса нагревостойкости «F» с температурным использованием по классу «В». Z Направление вращения двигателей — любое (изменение направления вращения — из состояния покоя). Двигатели А4 напряжением 380/660 В могут работать в составе частотно-регулируемого электропривода. По назначению А4 могут заменить двигатели синхронные СД, СД2, СДЗ с аналогичными номинальными данными. На рис. 4.21.27 и 4.21.28 даны примеры двигателей серии А4 При выборе электродвигателя учитывают следующие требования: Z соответствие механической характеристики электродвигателя машине (приводу); соответствие значений скольжения, отношений пуско-
Таблица 4.21.4. Технические данные серии 4А с фазным ротором (4АК, 4АНК) Типоразмер двигателя Л, кВт т COS ф % I ^тах 1 -Л^ном Ток ротора, А Напряжение ротора, В Масса, кг Синхронная частота вращения 1500 об/мин 4АК16054УЗ 11 86,5 0,86 5 3 22 305 160 4АК160М4УЗ 14 88,5 0,87 4 3,5 29 300 185 4АК180М4УЗ 18 89 0,88 3,5 1 38 245 250 4АК200М4УЗ 22 90 0,87 2,5 1 45 3...10 305 4АК200Е4УЗ 30 90,5 0,87 2,5 1 55 350 325 4АК225М4УЗ 37 90 0,87 3,5 3 160 160 415 4АК2505А4УЗ 45 91 0,88 3 3 170 230 555 4АК2505В4УЗ 55 90,5 0,9 3 .3 170 200 595 4АК250М4УЗ 71 91,5 0,86 2,5 3 170 250 640 Синхронная частота вращения 1000 об/мин 4АК16056УЗ 7,5 82,5 0,77 5 35 18 300 170 4АК160М6УЗ 10 84,5 0,76 4,5 38 20 310 200 4АК180М6УЗ 13 85,5 0,8 4,5 4 25 325 240 4АК200М6УЗ 18,5 88 0,81 3,5 3 5 35 360 300 4АК200Е6УЗ 22 88 0,8 3,5 35 45 330 315 4АК225М6УЗ 30 89 0,85 3,5 2 5 150 140 405 4АК25056УЗ 37 89 0,84 3,5 25 165 150 540 4АК250М6УЗ 45 90,5 0,87 3 2 5 160 180 600 Синхронная частота в ращения 750 об/мин 4АК16058УЗ 5,5 80 0,7 6,5 2.5 14 300 170 4АК160МЗУЗ 7,5 82 0,7 6 3 16 240 200 4АК180М8УЗ 11 85,5 0,72 4 3.5 25 270 260 4АК200М8УЗ 15 86 0,7 3,5 3 28 360 300 4АК2ООЕ8УЗ 18,5 86 0,73 3,5 3 40 300 320 4АК225М8УЗ 22 87 0,82 4,5 2,2 140 102 400 4АК25058УЗ 30 88,5 0,81 4 2.2 155 125 540 4АК250М8УЗ 37 89 0,8 3,5 2,2 155 148 595 Синхронная частота в ращения 1500 об/мин 4АНК16054УЗ 14 86,5 0,85 5 3 27 330 140 4АИК160М4УЗ 17 88 0,87 5 3.5 34 315 160 4АНК18054УЗ 22 87 0,86 5,5 3,2 43 300 190 4АНК180М4УЗ 30 88 0,81 4,5 3,3 63 290 220 4АИК200М4УЗ 37 90 0,88 3 3 62 360 290 4АНК200Е4УЗ 45 90 0,88 3.5 о 75 375 315 4АНК225М4УЗ 55 89,5 0,87 4 2,5 200 170 405 4АНК2505А4УЗ 75 90 0,88 4,5 2,3 250 180 500
Окончание табл. 4.21.4 Типоразмер двигателя РИ, кВт т COS ф I мтах Л^НОМ I Ток ротора, А I Напряжение ротора, В I Масса, кг Синхронная частота вращения 1500 об/мин 4AHK250SB4Y3 90 91,5 0,87 4 2,5 260 220 540 4АНК250М4УЗ 110 92 0,9 3,5 2,5 260 250 585 4AHK280S4Y3 132 92 0,88 2,9 2 330 251 725 4АНК280М4УЗ 160 92,5 0,88 2,6 2 330 300 775 4АНК31554УЗ 200 93 0,89 2,5 2 396 312 910 4АНК315М4УЗ 250 91 0,9 2,5 2 425 360 990 4АНК35554УЗ 315 93,5 0,9 2,2 2 460 420 1240 4АНК355М4УЗ 400 94 0,9 2 2 485 505 1380 Синхронная частота вращения 1000 об/мин 4АНК18056УЗ 13 83,5 0,81 7 3 42 205 180 4АНК180М6УЗ 17 85 0,82 6 3 32,5 335 200 Тип двигателя Мощность, кВт Частота вращения, об/ мин А4-400ХК-4МУЗ 400 1500 А4-400Х-4МУЗ 500 1500 А4-400У-4МУЗ 630 1500 А4-450Х-4МУЗ 800 1500 А4-450У-4МУЗ 1000 1500 А4-400ХК-6МУЗ 315 1000 А4-400Х-6МУЗ 400 1000 А4-400У-6МУЗ 500 1000 А4-450Х-6МУЗ 630 - 1000 А4-450У-6МУЗ 800 1000 А4-400Х-8МУЗ 250 750 А4-400У-8МУЗ 315 750 А4-450Х-8МУЗ 400 750 А4-450УК-8МУЗ 500 750 А4-450У-8МУЗ 630 750 А4-400Х-10МУЗ 200 600 А4-400У-10МУЗ 250 600 А4-450Х-10МУЗ 315 600 А4-450У-10МУЗ 400 600 А4-450УО-10МУЗ 500 600 А4-450Х-12МУЗ 250 500 А4-450У-12МУЗ 315 500 Рис. 4.21.27. Общий вид асинхронного двигателя серии А4
Тип двигателя Ью Ьц Ьзо Ьз1 d 6о /„ А4-4ООХК-4М 8ОО±1,5 940 1320 710 100 900 1140 А4-400Х-4М 800±1,5 940 1320 710 100 900 1140 A4-4OOY-4M 8ОО±1,5 940 1320 710 100 1000 1240 А4-400ХК-6М 800±1,5 940 1320 710 100 900 1140 А4-400Х-6М 800±1,5 940 1320 710 100 900 1140 A4-400Y-6M 800±1,5 940 1320 710 100 1000 1240 А4-400Х-8М 800±1,5 940 1320 710 100 900 1140 A4-400Y-8M 800+1,5 940 1320 710 100 1000 1240 А4-400Х-10М 800+1,5 940 1320 710 100 900 1140 A4-400Y-10M 800±1,5 940 1320 710 100 1000 1240 А4-450Х-4М 900±1,5 1040 1420 760 НО 900 1190 A4-450Y-4M 900±1,5 1040 1420 760 110 1000 1290 А4-450Х-6М 900±1,5 1040 1420 760 110 900 1190 A4-450Y-6M 900±1,5 1040 1420 760 по 1000 1290 А4-450Х-8М 900±1,5 1040 1420 760 110 900 1190 A4-450YK-8M 900±1,5 1040 1420 760 110 1000 1290 A4-450Y-8M 900±1,5 1040 1420 760 110 1000 1290 А4-450Х-10М 900±1,5 1040 1420 760 по 900 1190 A4-450Y-10M 900+1,5 1040 1420 760 по 1000 1290 A4450YD-10M 900±1,5 1040 1420 760 по 1000 1290 А4-450Х-12М 900±1,5 1040 1420 760 по 900 1190 A4-450Y-12M 900±1,5 1040 1420 760 по 1000 1290 Рис. 4.21.28. Двигатели серии А4 (габаритные,установочные размеры)
Тип двигателя 4о /31 /34 h л5 дз1 ^34 Масса, кг А4-400ХК-4М 1550 200±4 740 400-, 106 1300 100 1930 А4-400Х-4М 1550 200 ±4 740 400-, 106 1300 100 2070 A4-400Y-4M 1650 200±4 840 400-J 106 1300 100 2290 А4-400ХК-6М 1550 200 ±4 740 400-1 106 1300 100 1960 А4-400Х-6М 1550 200 ±4 740 400 , 106 1300 100 2110 A4-400Y-6M 1650 200±4 840 400-( 106 1300 100 2320 А4-400Х-8М 1550 200 ±4 740 400-1 106 1300 100 2080 A4-400Y 8М 1650 200 ±4 840 400-! 106 1300 100 2280 А4-400Х-10М 1550 200±4 740 400-1 106 1300 100 2050 A4-400Y-10M 1650 200 ±4 840 400-! 106 1300 100 2250 А4-450Х-4М 1650 224±4 790 450-! 116 1410 205 2580 A4-450Y-4M 1700 224 ±4 890 450-! 116 1410 205 2890 А4-450Х-6М 1600 224 ±4 790 450-1 116 1410 205 2620 A4-450Y-6M 1700 224 ±4 890 450-, 116 1410 205 2940 А4-450Х-8М 1600 224±4 790 450-! 116 1410 205 2540 A4-450YK-8M 1700 224 ±4 890 450-, 116 1410 205 2790 A4-450Y-8M 1700 224±4 890 450_х 116 1410 205 3070 А4-450Х-10М 1600 224 ±4 790 450-, 116 1410 205 2450 A4-450Y-10M 1700 224 ±4 890 450-! 116 1410 205 2690 A4-450YD-10M 1700 224 ±4 890 450-! 116 1410 205 3240 А4-450Х-12М 1600 224 ±4 790 450-! 116 1410 205 2570 A4-450Y-12M 1700 224 ±4 890 450-! 116 1410 205 2790 Рис. 4.21.28. Окончание вого и максимального моментов к номинальному, а также устойчивость работы электродвигателя при отклонениях напряжения в допустимых пределах; Z максимальное использование мощности электродвигателя в процессе работы; Z соответствие конструкции электродвигателя условиям окружающей среды в зависимости от способа и места установки; Z обеспечение необходимых условий обслуживания электродвигателя. Исходя из этих требований, предусматривают проверку электэодвигате-ля по нагреву, мощности, перегрузочной способности, пусковому моменту. Проверка электродвигателя по нагреву В зависимости от продолжительности и характера нагрузки электродвигателя режимы его работы подразделяются на продолжительный, кратковременный, повторно-кратковременный и перемежающийся при постоянной и переменной нагрузках.
Продолжительный номинальный режим характеризуется длительной работой двигателя с постоянной нагрузкой, причем рабочий период настолько велик, что превышение температуры лобовых частей достигает допустимого значения. Кратковременный номинальный режим характеризуется чередованием периодов работы и остановки. За период работы электродвигатель не успевает нагреться до температуры выше допустимой, а за период остановки охлаждается до температуры окружающей среды. В таком режиме электродвигатели выпускаются для работы продолжительностью 10, 30, 60, 90 мин. Повторно-кратковременный номинальный режим работы электродвигателя характеризуется чередованием периодов номинальной нагрузки продолжительностью 10 мин с остановками. В таком режиме работают электродвигатели, имеющие продолжительность включения 15, 25, 40, 60%. При перемежающемся номинальном режиме кратковременные рабочие периоды чередуются с периодами холостого хода. В таком режиме работают электродвигатели с продолжительностью нагрузки (ПН) 15, 25, 40, 60% при принятой продолжительности одного цикла 10 мин. Проверка мощности электродвигателя (Рн). При продолжительном режиме работы и постоянной нагрузке механизма (Ржх) мощность электродвигателя проверяют с учетом КПД механизма Т]м и промежуточных передач т]п: Рн-ЙгкВт’ (4.21.23) ЧмЧп При продолжительной переменной нагрузке мощность механизмов определяют по методу эквивалентных величин (мощности тока, момента). По значениям мощности отдельных участков графика нагрузки рассчитывают эквивалентную мощность: '* — «Вт, (4.21.24) V 1и где Pi, Р2, ... Р„— мощности на участках рабочего цикла, кВт; tlt t2, ... tn — длительность нагрузки участков, мин; ta— продолжительность работы, мин. Проверка электродвигателя по перегрузочной способности. Номинальная мощность электродвигателя должна удовлетворять условию: %ф«Вт, (4.21.25) где Р„ — максимальное значение мощное? и приводной машины, кВт; Кы — перегрузочная способность двигателя с учетом возможного снижения на-
пряжения Допустимое снижение напряжения, в частности в момент пуска асинхронного электродвигателя, расположенного вблизи подстанции, составляет 20%, поэтому: <421 26) Проверка электродвигателя по пусковому моменту. Пусковой вращающий момент двигателя (Мп)— момент вращения его при неподвижном роторе, номинальном напряжении, номинальной частоте и рабочем соединении обмоток определяют по формуле: (4.21.27) где Кп — кратность пускового момента двигателя: Номинальный момент электродвигателя должен удовлетворять условию: (4.21.28) где Мснач — момент сопротивления рабочей машины при трогании (простейший метод его определения — использование рычага и груза (Q7), Дпдог, — кратность пускового момента с учетом возможного снижения напряжения Момент при трогании не должен превышать 1 /3 7ИН. При пуске двигателя допускается снижение напряжения на его зажимах до 40% (в сети малой мощности), в этом случае- (4.21.29) где Un — напряжение на зажимах электродвигателя при пуске, В; UH — п М" номинальное напряжение сети. В; jyj-— кратность пускового момента. Потерю напряжения при пуске электродвигателя определяют по формуле:
100, (4.21.30) ZTp + Zn+ZflB где ZTp — полное сопротивление короткого замыкания трансформатора, Ом; ZK — полнее сопротивление соединительной линии, Ом; Zm — полное сопротивление короткого замыкания двигателя, Ом. Полное сопротивление короткого замыкания трансформатора рассчитывают по формуле: 7тр=Ю^°М’ (4.21.31) где С7Ф — номинальное фазное напряжение низковольтной обмотки, В; 7ф — номинальный фазный ток трансформатора, А; /к % — напряжение короткого замыкания трансформатора (в среднем /к = 5,5%). Асинхронные электродвигатели большой мощности. Асинхронные двигатели мощностью более 400 кВ. Промышленностью выпускаются двигатели большой мощности серий АТД4, А4, ДА304, АДО, ВАН с короткозамкнутым ротором и двигатели серий АК4, БАКЗ, АОК, АКСБ, а также другие. Асинхронные двигатели АТД4 основного исполнения выпускаются на напряжение 6 кВ, а также 10 кВ, диапазон мощностей от 500 до 8000 кВт выдерживают в течение срока службы до 10000 пусков. Обмотка ротора — литая алюминиевая в диапазоне мощностей до 1000 кВт, выше — из профильных медных стержней, впаянных в медные короткозамыкающие кольца. Двигатели серии А4 и ДА304 выпускаются на напряжение 6 кВ, частоты вращения 1500, 750, 600, 500 об/мин. Диапазон мощностей А4 от 200 до 1000 кВт, ДА304 — от 200 до 800 кВт Двигатели серии АДО, 6кВ, диапазон мощностей от 1250 до 3150 кВт, синхронные частоты вращения — 600, 750, 1000 об/мин. Двигатели ВАН — подвесной вертикальной установки на напряжение 6 кВ, диапазон мощностей от 315 до 2500 кВт, синхронные частоты вращения. 375, 500. 600, 750. 1000 об/мин. Двигатели с фазным ротором защищенного исполнения АК4 применяются для регулирования частоты вращения механизмов. Напряжение 6кВ, диапазон мощностей 250... 1000 кВт, синхронные частоты вращения — 750, 1000, 1500 об/мин Двигатели с фазным ротором АОК2-560 и АОК-630 с высотами осей вращения 560 и 630 мм имеют мощности 200 и 500 кВт соответственно. Напряжение питания — 6 кВ. Двигатели АКСБ с фазным ротором, предназначенные для привода буровых установок имеют диапазон мощностей (15 габарит) 600, 800, 1000 кВт. При
половинной частоте вращения эти мощности уменьшаются вдвое. Напряжение — 6 кВ. Двигатели ВАКЗ с фазным ротором вертикального исполнения предназначены для привода главных циркуляционных насосов АЭС. Их мощность — 1600 и 3400 кВт, напряжение 6 кВ, 1000 об/мин. Диапазон регулирования частоты вращения: 250...990 и 100...990 об/мин. Технические данные двигателей большой мощности приведены в табл.4.21.5 .Двигатели выпускают также: Серия АВЕ- 10,18. 30. 50. 80. 120. 270. 400 Вт: 1350. 2700. 2800 об/мин: 127, 220 В. Серия УАД-. в трехфазном режиме: 1,5; 4; 7; 13; 20; 40; 70 Вт; 2700 об/мин; 220 В. в однофазном режиме: 1, 3, 5, 10, 18, 30, 50 Вт; 1200, 1300, 2700 об/мин; 220 В. Таблица 4.21.5. Технические данные двигателей большой мощности Рк, кВт /Н,А 1 т | COS ф Я ^НОМ | Масса, кг Серия АТД4 500 56,5 95,7 0,89 0,9 5,1 1430 630 72 95,7 0,88 1 5,3 2660 800 90 96 0,89 1 5,3 2820 1000 112,5 96,1 0,89 1 5,3 3030 1250 140 96,4 0,89 0,95 5,5 3970 1600 179 96,6 0,89 0,9 5,2 4270 2000 226 96,7 0,89 0,77 . 4,7 5560 2500 279 97 0,89 0,85 ??? 6160 3150 346 97,2 0,9 0,9 5,3 7010 4000 444 97,3 0,89 0,9 5,7 10100 5000 548 97,5 0,9 0,9 5,7 11000 6300 690 97,6 0,9 0,95 5,9 12300 8000 876 97,6 0,9 0,95 6 12320 Серия А4 (синхронная частота вращения 1500 об/мин) 400 47 94,2 0,87 . 1 5,7 500 58 94,7 0,88 1 5,7 630 72,5 95,1 0,88 1,2 5,7 800 92 95,2 0,88 1 5,7 1000 113 95,2 0,89 1 57
Окончание табл. 4.21.5 Р«, кВт /Н,А т COS ф Л^ном Масса, кг Серия А4 (синхронная частота вращения 1000 об/мин) 315 38 93,6 0,85 1 5,3 400 47 94 0,86 1 5,3 500 59,5 94,4 0,86 1 5,3 630 74,5 94,7 0,86 1 5,3 800 94,5 95 0,86 1 5,3 Синхронная частота вращения 750 об/мин 250 32 93 0,81 1 4,8 315 39,5 93,4 0,82 1 4,8 400 50 93,8 0,82 1 4,8 500 61,5 94,2 0,83 1 4,8 630 77,5 95,5 0,83 1 4,8 Серия АДО 1250 168,1 95,4 0,75 1,3 6 1600 194,7 95,3 0,83 0,8 5,5 2500 285,7 95,7 0,88 0,8 5,7 3100 354,8 96 0,89 1 6,5 Электродвигатели синхронные С постоянными магнитами: 10, 13, 16 Вт; 750, 1500 об/мин; 220, 380 В. Гистерезисные: серия Г: 25, 27, 30, 32, 50, 53, 135 Вт. 3000, 7500, 8000 об/мин; 40, 115, 127, 220 В. серия ГТ: (Дом = 400 Гц): 0,6; 1,2; 1,6; 2; 3; 4; 6; 8; 10; 15; 25; 40; 60; 80; 120 Вт; 6000, 8000, 12000 об/мин; 36. 115. 200 В. Реактивные: 10, 55 Вт; 1500, 3000 об/мин; 220 В. ДСД и ДСДР: 12 Вт; 60. 2 об/мин; 12. 36. 127, 220 В. Электродвигатели постоянного тока Серия ПЛ: 30, 50, 80. 120. 180. 270, 400. 600 Вт: 1400. 2700 об/мин: 110. 220 В. Серия ДПМ. 12, 14, 27 В; 4500, 5200, 6000, 9000, 12000 об/мин; Рнол1 — от долей ватта до нескольких десятков ватт. Серия СЛ: 5,5; 9; 10; 14,5; 22; 30; 58; 77; 110; 170 Вт; 2000, 3000, 3600, 4000, 4500, 5000 об/мин; ПО, 127 В.
Электродвигатели универсальные Серия УЛ: 5, 10, 18, 30, 50, 80, 120, 180, 270, 400, 600 Вт; 2700, 5000, 8000 об/мин; ПО, 127, 220 В. Серия УМТ: 5, 10, 25. 40, 55 Вт: 1800. 2000. 2500, 3000 об/мин; 110, 127, 220 В. Ориентировочные значения sHOM, т]ном и срном асинхронных трехфазных электродвигателей: a) sH0M (скольжение, % Ином) 0,1...0,6 кВт — 10; 0,6...2,2 кВт — 7; 2,2...10 кВт — 5,5; выше 10 кВт — 3,5; б) Лном электродвигателей с короткозамкнутым ротором нормального исполнения: Рнпм, кВт........................1 2 5 10 20 Число пар полюсов, р .........................1; 2 1 ;2 3 1; 2 3;4 1,2 3; 4 1; 2; 3; 4 т]ном 0,78 0,82 0,81 0,86 0,84 0,88 0,86 0,89 Ртт кВт..........................50 100 200 500 1000 Число пар полюсов, р ... . ....... 1; 2; 3; 4 1: 2; 3: 4 1; 2; 3; 4 1; 2; 3; 4 1; 2; 3; 4 т|ном 0,9 0,91 0.92 0.93 0,94 в) Пном электродвигателей с фазным и с короткозамкнутым ротором с улучшенными пусковыми свойствами до 50 кВт на 2...4% меньше Пном электродвигателей такой же мощности, как в п. «б»; г) cos срном при РИОМ = 1...100 кВт; для р - 2 и 3 coscp = ПноМ; Для р = 1 и 4 со8ф=пном+-^==(2-р); при Рном = 100...1000 кВт coscp = Ином- 0,86. пном электродвигателей: 500...3000 об/мин; генераторов: 1000, 1500 или 3000 об/мин. (7НОМ электродвигателей: 110, 220 В при Рном до 7,5 кВт и 220, 440 В при Рно,„ более 7,5 кВт. Uva. трансформаторов: 115, 230 В при Рном до 7,5 кВт и 230, 460 В при Рном более 7,5 кВт. Структурное обозначение типа электродвигателей: 2ПН200ЕУ4: 2 — порядковый номер серии; П — двигатель постоянного тока; Н — защищенного исполнения с самовентиляцией; 200 — высота оси вращения, мм; L — условная длина сердечника якоря (М — первая длина, L — вторая длина); У4 — климатическое исполнение. Все электродвигатели серии 2П выполняются с независимым возбуждени
ем и имеют компенсационную обмотку, обеспечивающую высокие перегрузки и широкий диапазон регулирования п. Электротехническая промышленность выпускает следующие серии машин постоянного тока: Двигатели общепромышленного применения П2 (315...10000) (440, 750, 930); П (1...11 габаритов) (0,2...200) (ПО, 220, 440); П (12...22 габаритов) (100...6300) (220...1000); ПГ и ПГТ (1...9) (60, 220); ПС и ПСТ (0,12...0,75) (110, 220); ПБС и ПБСТ (0,4...11,3) (ПО, 220, 340, 440). На рис. 4.21.29 приведена машина постоянного тока серии П, а в табл. 4.21.6 приведены технические данные двигателей серий П и МП Рис. 4.21.29. Машина постоянного тока серии П. 1 — пластина коллектора; 2 — подшипник скольжения; 3 — нажимная шайба; 4 — бракет; 5 — траверса; 6 — шпилька, 7 — компенсационная обмотка; 8 — бандаж; 9 — секция якоря; 10 — балка
Таблица 4.21.6. Мощные двигатели постоянного тока серий П и МП Типоразмер двигателя кВт ин, В 4, А Пн, об/ МИН мн, кНм J, 103кгм Масса, кг т П2-18/70-0.315 315 440 925 36 83,6 1,2 25,8 78,2 П2-21/90-4 4000 750 5700 100/250 382 12,5 80,0 93,2 П2-23/85-7.1 7100 930 8120 100/180 678 32,2 102,5 94 П2-23/106-7.1 7100 930 8200 80/125 847,6 38,8 119 94,3 П2-23/170-8 8000 930 9250 50/80 1528 64 215 93,4 П2-24/71-6.3 6300 825 8050 160/315 378 — 81,8 95 П2-25/130-9 9000 930 10200 60/120 1364 77,5 169 94,8 П2-26/150-10 10000 930 11350 50/100 1910 121,2 202 94,7 П2-630-201-5С 1600 930 1855 250/500 61,1 3,75 22,9 93,3 П2-630-202-8С 3150 930 3565 400/600 75,2 4,07 28,1 94,8 П2-630-203-5С 1600 930 1865 160/500 95,5 4,95 30,6 92,4 П2-630-212-НС 5000 930 5640 400/500 119,4 7,33 36 95,3 П2-630-213-6С 2500 930 2860 160/315 149,2 9 43.7 93,9 П2-630-214-6С 2500 930 2870 125/315 191 9,85 48.8 93,3 П2-630-241-8С 4000 930 4570 160/320 238,8 30 56 8 94 П2-630-243-8С 4000 930 4600 100/260 382 37,8 74.6 93,4 МП4000-32 4000 930 478 32/80 1193,8 60 140 90 МП6300-63 6300 930 7170 63/80 955 42,5 182 94 МП6300-40 6300 930 7370 40/80 1504 85 195 91,9 МП9000-63 9000 750 8960 50/80 1719 60 208 943,7 МП2500-63 12500 930 14150 63/90 1895 125 230 95 МП 1000-315 1000 440 2480 315/800 30,3 0,45 13 93,6 МП5600-300 5600 930 6325 300/400 178,3 16 70 95,2 МП71ОО-125 7100 930 8000 125/250 542,4 42,5 110,6 95,4 2МП2ООО-315 21000 440 22480 315/800 230,3 0,91 27.2 93,6 ЗМПЗООО-315 31000 440 32480 315/800 330,3 1,4 39 6 93,3 2МП3200-300 21600 465 23660 300/500 250,9 2,5 45 93,9 2МП11200-300 25600 930 26326 300/500 2178,3 27,5 116 95,2 2МП14200-200 27100 930 27985 200/400 2339 60 165 95,6 2МП14200-125 27100 930 28000 125/250 2542 95,0 232 95,4 2МП14200-50 26300 930 27280 50/100 21203 212,5 316 92,8
Генераторы П (1...11 габаритов) (1,1...190) (115, 230, 460); П (18...20 габаритов) 1000...6300) (630... 1000). В первых скобках: РИои, кВт, во вторых: UK0M, В. Микродвигатели Электродвигатели асинхронные трехфазные Серия АОЛ: 50, 80, 120 Вт; 1390 и 2760 об/мин; 127, 220, 380 В. Серия АПН: 50, 80, 120, 180, 270, 400 Вт; 1390, 2750, 2790, 2800, 2830 об/мин; 220, 380 В. Серия АВ: 18, 30, 50, 80, 120, 270, 400, 600 Вт; 1300, 1400, 2700, 2800 об/мин; 127, 220, 380 В. Электродвигатели асинхронные odt афазные Серия АОЛБ. 18, 30, 50, 80, 120, 180, 240, 400 Вт; 1370, 1390, 1420, 1440, 2880, 2890, 2920. 2940 об/мин; 127, 220, 380 В Серия АВЕ: 10, 18, 30, 50. 80. 120. 270. 400 Вт; 1350. 2700. 2800 об/мин; 127,220 В. Серия У АД: в трехфазном режиме: 1 5; 4; 7; 13; 20; 40; 70 Вт; 2700 об/мин; 220 В. в однофазном режиме: 1, 3, 5, 10, 18, 30, 50 Вт; 1200, 1300. 2700 об/мин; 220 В. Электродвигатели синхронные С постоянными магнитами: 10, 13, 16 Вт; 750, 1500 об/мин; 220, 380 В. Гистерезисные: серия Г: 25, 27, 30, 32, 50, 53, 135 Вт; 3000, 7500, 8000 об/мин; 40, 115, 127,220 В. серия ГТ: (fmM = 400 Гц): 0,6; 1,2; 1,6; 2; 3; 4; 6; 8; 10; 15; 25; 40; 60; 80; 120 Вт; 6000, 8000, 12000 об/мин; 36, 115, 200 В Реактивные: 10, 55 Вт; 1500, 3000 об/мин; 220 В ДСД и ДСДР:12 Вт; 60, 2 об/мин; 12, 36, 127, 220 В Электродвигатели постоянного тока Серия ПЛ: 30, 50, 80, 120, 180, 270, 400, 600 Вт; 1400, 2700 об/мин; 110, 220 В. Серия ДПМ: 12, 14, 27 В; 4500, 5200, 6000, 9000, 12000 об/мин; РНПК — от долей ватта до нескольких десятков ватт. Серия СЛ: 5,5; 9; 10; 14,5; 22; 30; 58; 77; 110, 170 Вт; 2000, 3000, 3600, 4000, 4500, 5000 об/мин 110, 127 В. Электродвигатели универсальные Серия УЛ: 5, 10, 18, 30, 50, 80, 120, 180, 270, 400, 600 Вт; 2700, 5000, 8000 об/мин; ПО, 127, 220 В.
Серия УМТ: 5, 10, 25, 40, 55 Вт; 1800, 2000, 2500, 3000 об/мин; 110, 127, 220 В. Обозначения типоразмера электродвигателя. Основное исполнение: 4АА56В2УЗ или 4AH280S6E3; 4 — порядковый номер серии; А — асинхронный; Н — обозначение электродвигателей защищенного исполнения IP23; отсутствие данного знака означает обдуваемое исполнение IP44; А — станина и щиты из алюминия; X — станина алюминиевая, щиты чугунные; отсутствие знаков означает, что станина и щиты чугунные или стальные; 50...355 — высота оси вращения, мм; S, L, М — установочные размеры по длине станины; А, В — обозначения длины сердечника (А — первая длина, В — вторая); 2, 4, 6, 8, 10, 12 — число полюсов; У — климатическое исполнение электродвигателя; 3 — категория размещения. В обозначениях типоразмера в таблице опущены: индексы материалов станин и щитов (А, X), число полюсов, климатическое исполнение У и категория размещения 3; по ГОСТ 19523-81 типоразмер электродвигателя, например, 4АА56АУЗ, а в таблице — 4А56А. Средний расчетный срок службы не менее 15 лет при наработке 40000 ч. Сопротивление изоляции (/?нз) обмоток электродвигателя относительно корпуса и между обмотками в холодном состоянии при нормальных климатических факторах внешней среды должно быть не менее 5 МОм, а при t электродвигателя, близкой к рабочей, не менее 1М0м. Условное обозначение группы IM — International Mounting. Первая цифра — номер группы (конструктивное исполнение); вторая и третья — способ монтажа; четвертая — количество пар полюсов и др. Электродвигатели, предназначенные для работы от сети 50 Гц, должны изготовляться на Ркок jip 10000 кВт по ГОСТ 12139-74, выше 10000 кВт — по ряду R10 ГОСТ 8032-56. Климатическое исполнение У и УХЛ, категория размещения 1, 2, 3, 4 или 5. Электротехническая промышленность выпускает следующие типы синхронных двигателей (СД): СД2 (132...1000) (0,38; 6); СНД-2, СДНЗ-2 (315...4000) (6) и СДЗ (160...1000) (0,38; 6) — общего применения; БСДК, БСДКП (200) (0,38) — привод компрессоров; ВДС, ВДС2 (4000...12500) (6; 10) — привод вертикальных насосов; ВСДН (СДВ) (630...3200) (6) — привод вертикальных насосов; СДК2 (315...530) (6) — привод поршневых компрессоров; СДКП2 (315...5000) (6; 10) — взрывобезопасные; то же, что СДК2; СДМЗ (630...3200) (6) — привод мельниц;
СДСП (880...2000) (6) — взрывобезопасные; привод поршневых компрессоров, СТД (630...5000) (6, 10) — привод быстроходных механизмов; СТДП (630... 12500) (6, 10) — взрывобезопасные; то же, что СТД; СДСЗ-2 (250... 1600) (6) — привод дисковых мельниц. Машины электрические постоянного тока серии 2П мощностью до 200 кВт (ГОСТ 20529—75). Электродвигатели серии 2П предназначены для общепромышленного применения, диапазон мощностей 0,37...200 кВт при высотах оси вращения 90...315 мм. На рис.4.21.30 и 4.21.31 представлены чертежи конструкций машин постоянного тока серий соответственно 2П и 4П. степень защиты электро- постоянного тока серии 4П
Таблица 4.23.7. Степень защиты электродвигателей серии 2П Высота оси вращения, мм Исполнение в зависимости от способа защиты и охлаждения Степень защиты Обозначение исполнения 90...315 Защищенное с самовентиляцией IP22 Н 132...315 Защищенное с независимой вентиляцией от постороннего вентилятора IP22 Ф 90...200 Закрытое с естественным охлаждением IP44 Б 132...200 Закрытое, обдуваемое от постороннего вентилятора IP44 О Схемы обмоток многоскоростных электродвигателей приведены в табл. 4.21.8, а в табл. 4.21.9 — расчет мощности электродвигателей для приводов механизмов. Таблица 4.21.8. Схемы обмоток многоскоростных асинхронных электродвигателей Электродвигатель Число полюсов Схема обмотки Число выводов* Двухскоростной 4/2; 8/4; 12/6 Д/УУ; одна обмотка с переключением 6 6/4 У и У; две обмотки без переключения 6 Трехскоростной 6/4/2; 8/6/4 Д/УУ и У; две обмотки: одна с переключением (2:1), вторая без переключения (независимая) 9 Четырехскоростной 12/8/6/4 Д/УУ и Д/УУ; две обмотки с переключением (независимые) 1 12 *Выводы обозначаются Cl. С2. СЗ, но с дополнительными цифрами (число полюсов) перед буквами. Асинхронные двигатели новых серий RA и 6А. В последние годы в связи с распадом СССР и, соответственно, развалом единой электромашиностроительной промышленности, остро стал вопрос о производстве асинхронных двигателей в России. В рамках решения этой задачи Ярославским электромеханическим заводом (ЯЭМЗ) разработан и освоен выпуск новой серии асинхронных двигателей RA (российский синхронный), в диапазоне мощностей от 0,37 до 100 кВт. Серия является развитием идей, заложенных в машинах 4А и АИ, и отвечает требованиям МЭК по всем параметрам. В табл. 4.21.10 приводятся данные, опубликованные разработчиками серии, а в табл. 4.21.11 — данные из каталога ЯЭМЗа.
Таблица 4.21.9. Расчет мощности электродвигателей для приводов механизмов Наименование механизма Расчетная мощность, кВт Обозначения 1. Вентилятор Р_ QHK 102пвПп Q — подача, м3/с (пп.1-3), т/ч (пп.4-6); Н— давление газа, кПа (п.1); дифференциальный напор, м, столба подаваемой жидкости (п.З); К —коэффициент запаса (п. 1); для электродвигателей до 1 кВт — 2; до 2 кВт — 1,5; до 5 кВт —1,25; свыше 5 кВт — 1,1...1,15 (п.З); для электродвигателей до 50 кВт — 1,2; от 50 до 350 кВт — 1,15; свыше 350 кВт — 1,1; А — работа сжатия 1 м3 газа от 100 кПа до конечного давления. кПа; g — плотность перекачиваемой жидкости, кг/м3; L — рабочая длина транспортера, м; / — коэффициент трения, при подшипниках скольжения 0,1; при подшипниках качения 0,01...0,05: К2 —коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления при пуске (1,2...1,5); Кс — коэффициент сопротивления материала, для угля 4,2...1,6; для золы 4; L2 — длина перемещения груза, м; Т]в, Лк. Лн — КПД, соответствующие вентилятору, компрессору, насосу; Лп — КПД передачи: ременной — 0,85...0,9; клиноременной — 0,97...0,98; зубчатой — 0,98; при помощи муфты (непосредственно) — 1 2. Компрессор QA Ю2пкПп 3. Насос Р= Ю2т]нПп 4. Горизонтальный ленточный транспортер без промежуточных сбрасывателей n= QfL 367Лп 5. Скребковый транспортер и шнеки Р=з^<^+А) 6. Ковшовый элеватор Р= Qh 367Пп Электродвигатели • общепромышленного назначения; • крановые; • лифтовые; • взрывозащищенные и другие. Московским электромеханическим заводом (МЭМ) освоен выпуск новой серии асинхронных электродвигателей серии 6А, на частоту тока 5ОГц с высотой оси вращения 315 мм.
Таблица 4.21.10. Основные данные новой серии RA £>„,мм Н, мм Мощность на валу (кВт) для п0, об/мин 3000 1500 1000 750 120 71 А 0,37 В 0,37 А 0,25 В 0,37 А 0,18 В 0,25 А 0,09 В 0,12 120 (140) 80 А 0,75 В 1,10 А 0,50 В 0,75 А 0,37 В 0,55 А 0,18 В 0,25 140 90 S 1,50 L 2,20 S 1,10 L 1,50 S 0,75 L 1,10 S 0,37 L 0,55 150 (140) 100 L 3,0 LA 2,2 LB 3,0 L 1,5 LA 0,75 LB 1,1 170 (206) 112 М4.0 М4.0 М2.2 М 1,5 206 132 SA 5,5 SB 7,5 S 5,5 М 7,5 S 3,0 МА 4,0 МВ 5,5 S 2.2 МЗ,0 273 160 МА 11,0 МВ 15,0 L 18,5 М 11,0 L 15,0 М 7,5 L 11,0 МА 4,0 МВ 5,5 L 7,5 296 (273) 180 М 22,0 М 18,5 L 22,0 L 15,0 L 11,0 296 200 LA 30,0 LB 37,0 L 30,0 LA 18,5 LB 22,0 L 15,0 340 (296) 225 М 45,0 S 37,0 М 45,0 М30,0 S 18,5 М 22,0 400 (340) 250 М 55,0 М 55,0 М 37,0 М30,0 400 280 S 75,0 М 90,0 S 75,0 М 90,0 S 45,0 М 55,0 S 37,0 М 45,0 Примечание; D„ — наружный диаметр сердечников статоров, Н — высота оси вращения; А, В — первая и вторая длины сердечника; S, М, L — первая, вторая и третья длины станины. Степень защиты: IP54 (закрытое), IP44 Монтажное исполнение: IM 1001 Климатическое исполнение: УЗ В табл. 4.21.12 приведены данные, представленные заводом-изготовителем в каталоге. Асинхронные двигатели серии 4А с короткозамкнутым ротором. Двигатели серии 4А основного исполнения рассчитаны на частоту 50 Гц, имеют степень защиты IP44 или IP23. В соответствии с ГОСТ 13267-73 имеют ряд мощностей от 0,06 до 400 кВт и оси вращения от 50 до 335 мм. Двигатели мощностью от 0,06 до 0,37 кВт изготавливают на номинальные напряжения 220 и 380 В; мощностью от 0,55 до 11 кВт — 220, 380, 660 В, мощностью от 132 до 400 кВт — 380/660 В
Таблица 4.21.11. Технические данные двигателей серии RA Тип двигателя Р„, кВт Масса, кг и, об/мин п,% cos<p А 7^ М. Ж мк Л кг-м2 RA71A2 0,37 5 2800 71 0,81 1,5 5,0 2,3 2,4 0,0004 RA71B2 0,55 6 2850 74 0,84 1,8 6,5 2,3 2,4 0,0005 RA71A4 0,25 5 1325 62 0,78 1 3,2 1,7 1,7 0,0006 RA71B4 0,37 6 1375 66 0,76 1 3,7 2,0 2,0 0,0008 RA71JI6 0,18 6 835 48 0,69 1 2,3 2,5 2,0 0,0006 RA7LU6 0,25 6 860 56 0,72 1 3,0 2,2 2,0 0,0009 RA80A2 0,75 9 2820 74 0,83 2 5,3 2,5 2,7 0,0008 RA80B2 1,1 11 2800 77 0,86 2 5,2 2,6 2,8 0,0012 RA80A4 0,55 8 1400 71 0,80 1 5,0 2,3 2,8 0,0018 RA80B4 0,75 10 1400 74 0,80 2 5,0 2,5 2,8 0,0023 RA80A6 0,37 8 910 62 0,72 1 3,3 2,0 2,5 0,0027 RA80B6 0,55 11 915 63 0,72 1 3,3 2,0 2,5 0,0030 RA90S2 1,5 13 2835 79 0,87 3 6,5 2,8 3,0 0,0010 RA90L2 2,2 15 2820 82 0,87 4 6,5 2,9 »3’4 0,0015 RA90S4 1,1 13,5 1420 77 0,80 3 5,5 2,3 2,6 0,0034 RA90L4 1,5 15,5 1420 78,5 0,80 4 5,5 2,3 2,8 0,0042 RA90S6 0,75 13 935 70 0,72 2 4,0 2,2 2,5 0,0040 RA90L6 1,1 15 925 72 0,72 2 4,0 2,2 3,0 0,0052 RA100L2 3,0 20 2895 83 0,86 6 7,0 2,4 2,6 0,0038 RA100LA4 2,2 22 1420 79 0,82 5 6,0 2,2 2,6 0,0048 RA100LB4 3,0 24 1420 81 0,81 7 6,2 2,2 2,6 0,0058 RA100L6 1,5 22 925 76 0,76 4 4,5 2,0 2,1 0,0063 RA112M2 4,0 41 2895 84 0,87 9 6,8 2,2 3,3 0,0082 RA112M4 4,0 37 1430 85,5 0,84 9 6,5 2,2 2,9 0,0103 RA112M6 2,2 36 960 78 0,74 5 5,5 1,9 2,5 0,0185 RA112M8 1,5 36 700 73 0,70 5 4,5 1,7 2,1 0,0225 RA132SA2 5,5 43 2880 89 0,89 11 6,5 2,4 3,0 0,0155 RA132SB2 7,5 49 2890 89 0,89 15 7,0 2,5 3,2 0,0185 RA132S4 5,5 45 1450 85 0,85 И 7,0 2,4 3,0 0,0229 RA132M4 7,5 52 1455 83 0,83 15 7,0 2,8 3,2 0,0277 RA132S6 3,0 41 960 79 0,79 7 5,9 2,2 2,6 0,0252 RA132MA6 4,0 50 960 80 0,80 9 6,0 2,2 2,6 0,0368 RA132MB6 5,5 56 950 82 0,82 12 6,0 2,2 2,5 0,0434 RA132S8 2,2 65 720 70 0,70 6 5,0 1,7 2,1 0,0530 RA132M8 3,0 73 715 70 0,70 8 6,0 1,8 2,4 0,0625 RA160MA2 11 112 2940 87,5 0,89 22 6,8 2,0 3,3 0,0438 RA160MB2 15 116 2940 90 0,86 29 7,5 2,0 3,2 0,0470 RA160L2 18,5 133 2940 90 0,88 35 7,5 2,0 3,2 0,0533
Окончание табл. 4.21.11 Тип двигателя Р„, кВт Масса, кг И, об/мин и, % cos<p 4, А /, м» Ж АТ, ах Мн Л кг-м2 RA160MA4 11 ПО 1460 88,5 0,86 22 6,5 1,8 2,8 0,0613 RA160ML4 15 129 1460 90 0,87 29 7,0 1,9 2,9 0,0862 RA160M6 7,5 ПО 970 87 0,80 16 6,0 2,0 2,8 0,0916 RA160ML6 11 133 970 88,5 0,82 23 6,5 2,2 2,9 0,1232 RA160MA8 4 107 730 84 0,71 10 4,8 1,8 2,2 0,1031 RA16OMB8 5,5 112 730 84 0,71 14 4,8 1,8 2,2 0,1156 RA16OL8 7,5 131 730 85 0,73 18 5,5 1,8 2,4 0,1443 RA180M2 22 147 2940 90,5 0,89 42 7,5 2,1 3,5 0,0604 RA180M4 18,5 149 1460 90,5 0,89 35 7,0 1,9 2,9 0,1038 RA180L4 22 157 1460 91 0,88 42 7,0 2,1 2.9 0,1131 RA180L6 15 155 970 89 0,82 31 7,0 2,3 3.0 0,1512 RA18OL8 11 145 730 87 0,75 26 5,5 1,8 2.4 0,1897 RA200LA2 30 170 2950 92 0,89 55 7,5 2,4 3,0 0,1164 RA200LB2 37 230 2950 92 0,89 68 7,5 2,4 3,0 0,1326 RA200L4 30 200 1475 91 0,86 59 7,7 2,7 32 0 3200 RA200LA6 18,5 182 970 87 0,82 38 5,5 1,8 2,7 0,3100 RA200LB6 22 202 970 87 0,84 45 6,0 2,0 2.5 0,3600 RA200L8 15 202 730 88 0,80 34 5,7 2,0 2 5 0,3600 Примечания: 1. Номинальные напряжения двигателей: 220, 380, 660, 220/.i80, 380/660 В. Токи указаны для напряжения 380 В. 2. Частота питающей сети 50 Гц (по заказу — 60 Гц) 3. Степень зашиты: IP44, IP54. монтажное исполнение IM 1001. IM 2001. IM 3001. Таблица 4.21.12. Технические данные двигателей серии 6А. Тип двигателя Р„, кВт 4Н,В п„, об/мин и, % coscp 6A315S2 160 380/660 3000 93,5 0,91 6А315М2 200 380/660 3000 93,7 0,91 6A315S4 160 380/660 1500 93,7 0,91 6А315М4 200 380/660 1500 94,2 0,92 6A315S6 ПО 220/380,380/660 1000 93,2 0,90 6А315М6 132 380/660 1000 93,7 0,91 6A315S8 90 220/380,380/660 750 93,2 0,83 6А315М8 ПО 220/380,380/660 750 92,2 0,83
В табл. 4.21.13 и 4.21.14 приведены технические данные двигателей серии 4А различного исполнения по степени защиты и способу охлаждения. 4.21.9. Двигатели различных типов Ниже в табл. 4.21.15 по 4.21.52 приведены технические данные двигателей различных серий. Комплектный регулируемый электропривод КРЭП-6300 предназначен для модернизации действующего ЭГПА-6300 с нерегулируемым электродвигателем СТДП-6500-2 на станции подъемного хранения газа (ПХГ) Номинальная мощность — 6300 кВт, номинальное напряжение — 10000 В, частота вращения — 3000 об/мин. Двигатель с регулируемой частотой вращения типа ВРД-1600-6000Р УХЛ4 предназначен для высокоскоростного регулируемого привода с вентиляторной нагрузкой. Мощность двигателя — 1600 кВт (1850 кВ*А), напряжение — 315 В, частота вращения —3500...6900 об/мин. Таблица 4.21.13. Технические данные двигателей серии 4А исполнение по степени защиты IP44, способ охлаждения ICA0141 Тип двигателя Рн, кВт При номинальной нагрузке мт„ мГ ^min 1 Мк 4 /, кг-м2 п, об/ мин I П, % I 1 cos<p Мн Синхронная частота вращения 3000 об/мин 4АА50А2УЗ 0,09 2740 60 °-7 2,2 2 1,2 5 0,245-10'* 4АА50В2УЗ 0,12 2710 63 ' 0,7 2,2 2 1,2 5 0,268 10'4 4АА56А2УЗ 0,18 2800 66 0,76 2,2 2 1,2 5 4.15104 АА56В2УЗ 0,25 2770 68 0,77 । 2,2 2 1,2 5 4,65-10“4 4А63А2УЗ 0,37 2750 70 0,86 ' 2,2 2 1,2 5 7,63-10’4 4А63В2УЗ 0,55 2740 73 0,86 2,2 2 1,2 5 910'4 4А71А2УЗ 0,75 2840 77 0,87 2,2 2 1,2 5,5 9,75-10’4 4А71В2УЗ 1,1 2810 77,5 0,87 2,2 2 1,2 5,6 10,510’4 4А80А2УЗ 1,5 2850 81 0,85 2,2 2 1,2 6,5 18,310’4 4А80В2УЗ 2,2 2850 83 0,87 , 2,2 2 1,2 6,5 21,310’4 4А90Т2УЗ 3 2840 84,5 0,88 2,2 2 1,2 6,5 35,3-10“4 4А100052УЗ £ 2880 86,5 0,89 2,2 2 1,2 7,5 59,3-10“4 4А100Ь2УЗ 5,5 2880 87,5 0,91 , 2,2 2 1,2 7,5 75 10’4
Продолжение табл 4.21.13 Тип двигателя Рн, кВт При номинальной нагрузке Мшзх пл; /Ипип. Л4К ПГ Л кг-м2 И, об/ мин И. % cos<p М, 4А112М2УЗ 7,5 2900 87,5 0,88 2,2 2 1 7,5 1,0-10’2 4А132М2УЗ 11 2900 88 0,9 2,2 1,6 1 7,5 2,25-10'2 4А16052УЗ 15 2940 88 0,91 2,2 1,4 1 7,5 4,75-10'2 4А160М2УЗ 18,5 2940 88,5 0,92 2,2 1,4 1 7,5 5,25-10'2 4А18052УЗ 22 2940 88,5 0,91 2,2 1,4 1 7,5 7,0-10’2 4А180М2УЗ 30 2945 90,5 0,9 2,2 1,4 1 7,5 8,510’2 4А200М2УЗ 37 2945 90 0,89 2,2 1,4 1 7,5 14,5-10'2 4А200Е2УЗ 45 2945 91 0,9 2,2 1,4 1 7,5 16.8 102 А225М2УЗ 55 2945 91 0,92 2,2 1,2 1 7,5. . 25-10"2 4А25052УЗ 75 2960 91 0,89 2,2 1,2 1 7,5 4610-2 4А250М2УЗ 90 2960 92 0,9 2,2 1,2 1 7,5 52-10-2 4А28052УЗ ПО 2970 91 0,89 2,2 1,2 1 7 1,09 4А280М2УЗ 132 2970 91,5 0,89 2,2 1,2 1 7 1,19 4А31552УЗ 160 2970 92 0,9 0,9 1 0,9 7 1,4 4А315М2УЗ 200 2970 92,5 0,9 0,9 1 0,9 7 1,63 4А35552УЗ 250 2970 92,5 0,9 0,9 1 0,9 7 2,85 4А355М2УЗ 315 2970 93 0,91 0,9 1 0,9 7 3,23 Синхронная частота вращения 1500 об/мин 4АА50А4УЗ 0,06 4189 50 0,6 2,2 2 1,2 5 0,2910’2 4АА50В4УЗ 0,09 1370 55 0,6 2,2 2 1,2 5 0,325-10’4 4АА56А4УЗ 0,12 1375 63 0,66 2,2 2 1,2 5 7-Ю"4 4АА56В4УЗ 0,18 1365 64 0,64 2,2 2 1,2 5 7,88-10~4 4АА63А4УЗ 0,25 1380 68 0 65 2,2 2 1,2 5 12,4-10 4 4АА63В4УЗ 0,37 1365 68 0,69 2,2 2 1,2 5 13 10'4 4А71А4УЗ 0,55 1390 70,5 0,70 2;2 2 1,6 4,5 13,81О'4 4А71В4УЗ 0,75 1390 72 0,73 2,2 2 1,6 4,5 14,3 10~4 4А80А4УЗ 1,1 1420 75 0,81 2,2 2 1,6 5 32,3-10~4 4А80В4УЗ 1,5 1415 77 0,83 2,2 2 1,6 5 33,3-10'4 4А90Е4УЗ 2,2 1425 80 0,83 2,2 2 1,6 6 56-10'4 4А10054УЗ 3,0 1435 82,0 0,83 2,4 2,0 1,6 6,0 86,8' 10~4 4А100Е4УЗ 4,0 1430 84,0 0,84 2,4 2,0 1,6 6,0 1.1310'2 4А112М4УЗ 5,50 1445 85,5 0,85 2,2 2,0 1,6 7,0 1,75-Ю'2 4А13254УЗ 7,5 1455 87,5 0,86 3,0 2,2 1,7 7,5 2,75-10'2 4А132М4УЗ 11,0 1460 87,5 0,87 3,0 2,2 1,7 7,5 4 10“2 4А16054УЗ 15,0 1465 88,5 0 88 2,3 1,4 1,0 7,0 10,3-10'2 4А160М4УЗ 18,5 1465 89,5 0,88 2,3 1,4 1,0 7,0 12,8-Ю'2 4А18054УЗ 22,0 1470 90,0 0,90 2,3 1,4 1,0 6,5 19 10'2 4А180М4УЗ 30,0 1470 91,0 0 90 2,3 1,4 1,0 6,5 23,310'2
Продолжение табл. 4.21.13 Тип двигателя Рн, кВт При номинальной нагрузке мтях Ж мИ ~г J, кг-м2 п, об/мин И. % coscp ми 4А200М4УЗ 37,0 1475 91,0 0,90 2,5 1,4 1,о 7,0 36,8-10-2 4A200L4Y3 45,0 1475 92,0 0,90 2,5 1,4 1,0 7,0 44,5-10“2 4А225М4УЗ 55,0 1480 , 92,5 0,90 2,5 1,3 1,0 7,0 64-10-2 4A250S4Y3 75,0 1480 93,0 0,90 2,3 1,2 1,0 7,0 1,02 4А250М4УЗ 90,0 1480 93,0 0,91 2,3 1,2 1,0 7,0 1,17 4A280S4Y3 110,0 1470 92,5 0,90 2,0 1,2 1,0 5,5 2,3 4А280М4УЗ 132,0 1480 93,0 0,90 2,0 1,3 1,0 5,5 2,48 4A315S4Y3 160,0 1480 93,5 0,91 2,2 1,3 0,9 6,0 3,08 4А315М4УЗ 200,0 1480 94,0 0,92 2 2 1,3 0,9 6,0 3,63 4A355S4Y3 250,0 1485 94,5 0,92 2,0 1,2 0,9 7,0 6,0 4А355М4УЗ 315,0 1485 94,5 0,92 2,0 1,2 0,9 7,0 7,05 Синхронная частота вращения 1000 об/мин 4АА63А6УЗ 0,18 885 56,0 0,62 2,2 2,2 1,5 3,0 17,41О4 42А63В6УЗ 0,25 890 59,0 0,62 2,2 2,2 1,5 3,0 19 1О'4 4А71А6УЗ 0,37 910 64,5 0,69 2,2 2,0 1,8 4,0 19,3-10'4 4А71В6УЗ 0,55 900 67,5 67,5 2,2 2,0 1,8 4,0 20,3-10“4 4А80А6УЗ 0,75 915 69,0 69,0 2,2 2,0 1,6 4,0 46-10“4 4А80В6УЗ 1,10 920 74,0 74,0 2,2 2,0 1,6 4,0 46,3-10~4 4A90L6Y3 1,50 935 75,0 75,0 2,2 2,0 1,7 4,5 73,5-10“4 4A100L6Y3 2,20 950 81,0 81,0 2,2 2,0 1,6 5,0 1,31 10 2 4А112МА6УЗ 3,00 955 81,0 81,0 2,5 2,0 1,8 6,0 1,75-Ю’2 4А112МВ6УЗ 4,0 950 82,0 82,0 2,5 2,0 1,8 6,0 2,010-2 4A132S6Y3 5,50 965 85,0 85,0 2,5 2,0 1,8 6,5 4,0-10’2 4А132М6УЗ 7,50 970 85,5 85,5 2,5 2,0 1,8 6,5 5,7510-2 4A160S6Y3 11,0 975 86,0 86,0 2,0 1,2 1,0 6,0 13,8-Ю’2 4А160М6УЗ 15,0 975 87,5 87,5 2,0 1,2 1,0 6,0 18,310~2 4А180М6УЗ 18,5 975 88,0 88,0 2,0 1,2 1 0 5,0 22,0-10“2 4А200М6УЗ 22,0 975 90,0 90,0 2,4 1,3 1,0 6,5 4010“2 4A200L6Y3 30,0 980 90,5 90,5 2,4 1,3 1,0 6,5 45,3-10“2 4A250S6Y3 45,0 985 91,5 91,5 2,1 1,2 1,0 6,5 1,16 4А250М6УЗ 55,0 985 91,5 91,5 2,1 1,2 1,0 6,5 1,26 4A280S6Y3 75,0 985 92,0 92,0 2,2 1,4 1,2 5,5 2,93 4А280М6УЗ 90,0 985 92,5 92,5 2,2 1,4 1,2 5,5 3,38 4A315S6Y3 110,0 985 93,0 93,0 2,2 1,4 0,9 6,5 4,0 4А315М6УЗ 132,0 985 93,5 93,5 2,2 1,4 0,9 6,5 4,5 4A355S6Y3 160,0 985 93,5 93,5 2,2 1,4 0,9 6,5 7,33 4А355М6УЗ 200,0 985 94,0 94,0 2,2 1,4 0,9 6,5 8,8
Окончание табл. 4.21.13 Тип двигателя Ря, кВт При номинальной нагрузке Мтях Л4т1П Мк 4 /, кгм2 об/мин | П. % | coscp 7ИН Синх ровная частота вращения 750 об/мин 4А71В8УЗ 0,25 680 56,0 0,65 1,7 1,6 1,2 3,0 18,510* 4А80А8УЗ 0,37 675 61,5 0,65 1,7 1,6 1,2 3,5 33,8Т0’4 4А80В8УЗ 0,55 700 64,0 0,65 1,7 1,6 1,2 3,5 40,5-10’4 4А90ЕА8УЗ 0,75 700 68,0 0,62 1,9 1,6 1,2 3,5 67,5-10“4 4А90ТВ8УЗ 1,10 700 70,0 0,68 1,9 1,6 1,2 3,5 86,3-10'4 4A100L83 1,50 700 74,0 0,65 1,9 1,6 1,2 4,0 1,310’2 4А112МА8УЗ 2,20 700 76,5 0,71 2,2 1,9 1,4 5,0 1,75-Ю"2 4А112МВ8УЗ 3,0 700 79,0 0,74 2,2 1,9 1,4 5,0 2,5’10"2 4А13258УЗ 4,0 720 83,0 0,70 2,6 1,9 1,4 5,5 4,25-10-2 4А132М8УЗ 5,50 720 83,0 0,74 2,6 1,9 1,4 5,5 5,75-10’2 4А16058УЗ 7,50 730 86,0 0,75 2,2 1,4 1,0 6,0 13,8-Ю’2 4А160М8УЗ 11,0 730 87,0 0,75 2,2 1,4 1,0 6,0 1810’2 4А180М8УЗ 15,0 730 87,0 0,82 2,0 1,2 1,0 6,0 2510'2 4А200М8УЗ 18,5 735 88,5 0,84 2,2 1,2 1,0 5,5 40 10"2 4А200В8УЗ 22,0 730 88,5 0,84 2,0 1,2 1,0 5,5 45,3-10-2 4А225М8УЗ 30,0 735 90,0 0,81 2,1 1,3 1,0 6,0 73,8-10’2 4А25058УЗ 37,0 735 90,0 0,83 2,0 1,2 1,0 6,0 1,16 4А250М8УЗ 45,0 740 91,0 0,84 2,0 1,2 1,0 6,0 1 36 4А28058УЗ 55,0 735 92,0 0,84 2,0 1,2 1,0 5,5 3,18 4А280М8УЗ 75,0 735 92,5 0,85 2,0 1,2 1,0 5,5 4,13 4А31558УЗ 90,0 740 93,0 0,85 2,3 1,2 0,9 6,5 4,93 4А315М8УЗ 110,0 740 93,0 0,85 2,3 1,2 0,9 6,5 5,85 4А35558УЗ 132,0 740 93,5 0,85 2,2 1,2 0,9 6,5 9,05 4А355М8УЗ 160,0 740 93,5 0,85 2,2 1,2 0,9 6,5 10,2 Синх ровная частота враи (вния 600 оС >/мин 4А250510УЗ 30,0 590 88,0 0,81 1,9 1,2 1,0 6,0 1,36 4А250М10УЗ 37,0 590 89,0 0,81 1,9 1,2 1,0 6,0 1,61 4А280510УЗ 37,0 590 91,0 0,78 1,8 1,0 1,0 6,0 3,6 4А280М10УЗ 45,0 590 91,5 0,78 1,8 1,0 1,0 6,0 3,78 4А315510УЗ 55,0 590 92,0 0,79 1,8 1,0 0,9 6,0 5,25 4А315М10УЗ 75,0 590 92,0 0,80 1,8 1,0 0,9 6,0 6,18 4А355510УЗ 90,0 590 92,5 0,83 1,8 1,0 0,9 6,0 9,33 4А355М10УЗ 110,0 590 93,0 0,83 1,8 1,0 0,9 6,0 10,9 Синх) ионная частота враи, ения 500 ot '/мин 4А315512УЗ 45,0 490 90,5 0,75 1,8 1,0 0,9 6,0П 5,25 4А315М12УЗ 55,0 490 91,0 0,75 1,8 1,0 0,9 6,0 6,18 4А355512УЗ 75,0 490 91,5 0,76 1,8 1,0 0,9 6,0 9,33 4А355М12УЗ 90,0 495 92,0 0,76 1,8 1,0 0,9 6,0 10,9
Таблица 4.21.14. Технические данные двигателей серии 4А исполнение по степени защиты IP23, способ охлаждения ICA01 Тип двигателя Р„, кВт При номинальной нагрузке Мтт Л4т,„ J, кг-м2 п, об/мин Т). % jcostp Синхронная частота вращения 3000 об/мин 4АН16082УЗ 22,0 2915 88 0,88 2,2 1,3 1,0 7,0 4,25-10“2 4АН160М2УЗ 30,0 2915 90,0 0,91 2,2 1,3 1,0 7,0 5,5 10"2 4АН18082УЗ 37,0 2945 91,0 0,91 2,2 1,2 1,0 7,0 8,010’2 4АН180М2УЗ 45,0 2945 91,0 0,91 2,2 1,3 1,0 7,0 9,25-10’2 4АН200М2УЗ 55,0 2940 91,0 0,90 2,5 1,3 1,0 7,0 16,0 10“2 4АН200Е2УЗ 75,0 2940 92,0 0,90 2,5 1,3 1,0 7,0 19,0 10’2 4АН225М2УЗ 90,0 2945 92,0 0,88 2,2 1,2 1,0 7,0 23,8-10"2 4АН25082УЗ 110,0 2950 93,0 0,86 2,2 1,2 1,0 7,0 44,3-10"2 4АН250М2УЗ 132,0 2945 93,0 0,88 2,2 1,2 1,0 7,0 49,5-10"2 4АН28082УЗ 160,0 2960 94,0 0,90 2,2 1,2 1,0 6,5 77,5'10"2 4АН280М2УЗ 200,0 2960 94,5 0,90 2,2 1,2 1,0 6,5 1,03 4АН315М2УЗ 250,0 2970 94,5 0,91 2,1 1,0 0,9 6,0 1,7 4АН35582УЗ 315,0 2970 94,5 0,92 2,1 1,0 0,9 7,0 2,38 4АН355М2УЗ 400,0 2970 95,0 0,92 2,1 1,0 0,9 7,0 2,85 Синхронная частота вращения 1500 об/мин АН16084УЗ 18,5 1450 88,5 0,87 2,1 1,3 1,0 6,5 9,25-10"2 4АН160М4УЗ 22,0 1458 90,0 0,88 2,1 1,3 1,0 6,5 11,8 10-2 4АН18084УЗ 30,0 1465 90,0 0,84 2,2 1,2 1,0 6,5 17,810~2 4АН180М4УЗ 37,0 1470 90,5 0,89 2,2 1,2 1,0 6,5 21,8-Ю"2 4АН200М4УЗ 45,0 1475 91,0 0,89 2,5 1,3 1,0 6,5 34,5'10"2 4АН200Е4УЗ 55,0 1475 92,0 0,89 2,5 1,3 1,0 6,5 42,3-10’2 4АН225М4УЗ 75,0 1475 92,5 0,89 2,2 1,2 1,0 6,5 61,810‘2 4АН25084УЗ 90,0 1480 93,5 0,89 2,2 1,2 1,0 6,5 88,3-10’2 4АН250М4УЗ 110,0 1475 93,5 0,89 2,2 1,2 1,0 6,5 95,8'10"2 4АН28084УЗ 132,0 1470 93,0 0,89 2,0 1,2 1,0 6,0 1,83 4АН280М4УЗ 160,0 1470 93,5 0,90 2,0 1,2 1,0 6,0 2,13 4АН31584УЗ 200,0 1475 94,0 0,91 2,0 1,2 0,9 6,0 3,15 4АН315М4УЗ 250,0 1475 94,0 0,91 2,0 1,2 0,9 6,0 3,7 4АН35584УЗ 315,0 1485 94,5 0,91 2,0 1,0 0,9 7,0 5,75 4АН355М4УЗ 400,0 1485 94,5 0,91 2,0 1,0 0,9 7,0 7,0 Синхронная частота вращения 1000 об/мин 4АН18086УЗ 18,5 975 87,0 0,85 2,0 1,2 1,0 6,0 18,810 2 4АН180М6УЗ 22,0 975 88,5 0,8" 2,0 1,2 1,0 6,0 23,5-10’2 4АН200М6УЗ 30,0 975 90,0 0,88 2,1 1,3 1,0 6,0 37,7-10"2 4АН200Е6УЗ 37,0 980 90,5 0,88 2,1 1,3 1,0 6,5 43,0-10’2
Окончание 4.21.14 Тип двигателя Рн, кВт При номинальной нагрузке AUX Я ЖГ •Mjnin Мн кг-м2 п, об/ мин п.% cos ср м„ 4АН225М6УЗ 45,0 980 91,0 0,87 2,0 1,2 1,0 6,5 70,3-10'2 4AH250S6Y3 55,0 985 92,5 0,87 2,0 1,2 1,0 6,5 1,09 4АН250М6УЗ 75,0 985 93,0 0,87 2,0 1,2 1,0 7,0 1,4 4АН28086УЗ 90,0 980 92,5 0,89 2,0 1,2 1,0 6,0 2,5 4АН280М6УЗ 110,0 980 92,5 0,89 2,0 1,2 1,0 6,0 2,88 4АН31586УЗ 132,0 985 93,0 0,89 2,0 1,2 1,0 6,0 4,45 4АН315М6УЗ 160,0 985 93,5 0,89 2,0 1,2 1,0 6,0 5,13 4АН35586УЗ 200,0 985 94,0 0,90 2,0 1,2 1,0 6,0 7,8 4АН355М6УЗ 250,0 985 94,0 0,90 2,0 1,2 1,0 6,0 9,5 Синх ронная частота враи {ения 750 об/мин 4АН18088УЗ 15,0 730 86,0 0,80 1,9 1,2 1,0 5,5 23,5-10’2 4АН180М8УЗ 18,5 730 87,5 0,80 1,9 1,2 1,0 5,5 29,8-10’2 4АН200М8УЗ 22,0 730 89,0 0,84 2,0 1,3 1,0 5,5 49,0-10’2 4АН200Т8УЗ 30,0 730 89,5 0,82 2,0 1,3 1,0 5,5 58,3-10’2 4АН225М8УЗ 37,0 735 90,0 0,81 1,9 1,2 1,0 5,5 82,5-10"2 4АН25088УЗ 45,0 740 91,0 0,81 1,9 1,2 1,0 5,5 1,19 4АН250М8УЗ 55,0 735 92,0 0,81 1,9 1,2 1,0 6,0 1,4 4АН28088УЗ 75,0 735 92,0 0,85 1,9 1,2 1,0 5,5 3,0 4АН280М8УЗ 90,0 735 92,5 0,86 1,9 1,2 1,0 5,5 3,38 4АН31588УЗ 110,0 735 93,0 0,86 1,9 1,2 1,0 5,5 6,08 4АН315М8УЗ 132,0 735 93,0 0,86 1,9 1,2 1,0 5,0 7,0 4АН35588УЗ 160,0 740 93,5 0,86 1,9 1,2 1,0 5,5 9,75 4АН355М8УЗ 200,0 740 94,0 0,86 1,9 1,2 1,0 5,5 11,9 Синхронная частота вращения 600 об/мин 4АН280810УЗ 45,0 585 90,0 0,81 1,8 1,0 1,0 5,5 3,23 4АН280810УЗ 55,0 585 90,5 0,81 1,8 1,0 1,0 5,5 3,75 4АН315810УЗ 75,0 590 91,0 0,82 1,8 1,0 0,9 5,5 5,63 4АН315М10УЗ 90,0 590 91,5 0,82 1,8 1,0 0,9 5,5 6,63 4АН385810УЗ 110,0 590 92,0 0,83 1,8 1,0 0,9 5,5 9,68 4АН355М10УЗ 132,0 590 92,5 0,83 1,8 1,0 0,9 5,5 11,0 Синхронная частота вращения 500 of, >/мин 4АН315812УЗ 55,0 490 90,5 0,78 1,8 1,0 0,9 5,5 5,63 4АН315М12УЗ 75,0 490 91,0 0,78 1,8 1,0 0,9 5,5 6,63 4АН355812УЗ 90,0 490 91,5 0,77 1,8 1,0 0,9 5,5 9,68 4АН355М12УЗ 110,0 490 92,0 0,77 1,8 1,0 0,9 5,5 11,0
Таблица 4.21.15. Универсальные коллекторные двигатели серии УЛ Тип Р„, Вт пн, об/ мин А при U„, В П,% coscp 10 Зкг-м2 ПО =220 220 УЛ-02 10 8000 0,27 0,14 0,15 34 0,9 5 УЛ-03 18 8000 0,41 0,2 0,23 40 0,9 12,5 УЛ-041 30 8000 0,54 0,27 0,32 50 0,85 37,5 УЛ-042 50 8000 0,82 0,41 0,49 55 0,85 50 УЛ-051 80 8000 1,25 0,63 0,74 58 0,85 125 УЛ-052 120 8000 1,82 0,9 1,1 । 60 0,85 175 УЛ-061 180 8000 2,64 1,3 1,6 L 62 0,85 325 УЛ-062 270 8000 3,84 1,9 2,1 64 0,9 400 УЛ-071 400 8000 5,7 2,85 3,15 64 0,9 700 УЛ-072 600 8000 8,55 4,3 4,7 64 0,9 875 УЛ-02 5 5000 0,2 0,1 0,12 22 0,86 5 УЛ-03 10 5000 0,31 0,15 0,19 30 0,82 12,5 УЛ-041 18 5000 0,45 0,23 0,28 36 0,8 37,5 УЛ-051 50 5000 0,93 0,46 0,62 49 0,75 125 УЛ-052 80 5000 1,3 0,64 0,86 56 0,75 175 УЛ-061 120 5000 1,92 0,9 1,3 57 0,75 325 УЛ-062 180 5000 2,82 1,4 1,9 58 0,75 400 УЛ-071 270 5000 3,96 2,0 2,5 62 0,8 700 УЛ-072 400 5000 5,5 2,8 3,4 66 0,7 875 УЛ-041 5 2700 0,15 0,08 0,11 25 0,7 37,5 УЛ-042 10 2700 0,23 0,11 0,16 36 0,7 50 УЛ-051 18 2700 0,33 0,16 0,29 40 0,7 125 УЛ-052 30 2700 0,47 0,23 0,43 45 07 175 УЛ-061 50 2700 0,81 0,4 0,67 48 0,7 325 УЛ-062 80 2700 1,25 0,63 1,1 48 0,7 400 УЛ-071 120 2700 1,82 0,91 1,5 52 0,7 700 УЛ-072 180 2700 2,48 1,2 2,1 56 0,7 875 УЛ-081 270 2700 3,5 1,7 2,9 60 0,7 1625 УЛ-082 400 2700 5,0 2,5 4,0 65 0,7 2200 Примечание: Двигатели серии УЛ выпускаются либо на лапах и с фланцевым креплением исполнения Щ2/ФЗ, либо только с фланцевым креплением — исполнения АЗ.
Таблица 4.21.16. Асинхронные двигатели серии 5АН защищенного исполнения Тип двигателя Мощность, кВт Частота вращения, об/мин кпд. % costp Масса, кг 5АН250М2 132 2940 94 0,9 500 5AH250S2 ПО 2940 93,5 0,88 155 5АН225М2 90 2950 94 0,92 122 5AH200L2 75 2940 93 0,88 270 5АН2ООМ2 55 2940 93 0,88 240 5АН250М4 НО 1470 94 0,85 510 5AH250S4 90 1470 94 0,85 455 5АН225М4 90 1475 93 0,85 314 5AH200L4 55 1470 92,5 0,88 280 5АН200М4 45 1470 92,5 0,87 250 5АН250М6 75 985 93 0,82 480 5AH250S6 55 985 95,5 0,82 410 5АН225М6 45 980 91,8 0,84 303 5AH200L6 37 980 91 0,81 255 5АН200М6 30 980 90,5 0,81 230 5АН250М8 55 740 92 0,75 475 5AH250S8 45 740 91 0,75 410 5АН225М8 37 735 90,4 0,80 315 5AH200L8 30 735 90,5 0,82 270 5АН200М8 22 735 90.5 0,82 240 Таблица 4.21.17. Двигатели серии АИРФ и АИРНФ с фазным ротором Условное обозначение размеров Номинальная мощность двигателей, кВт при 2р 4 6 8 1 4 6 8 АИРФ АИРНФ 100S 2,2 — — — — — 100L 3,0 1,5 — — — — 112М 4 2,2; 3 — — — — 132S 5,5 4 — — — — 132М 7,5 5,5 — — — — 160S 11 7,5 5,5 — — —
Окончание табл. 4.21.17 Условное обозначение размеров Номинальная мощность двигателей, кВт при 2р 4 6 8 4 6 1 8 АИРФ АИРНФ 160М 15 11 7,5 — — — 180М 18,5 15 — — — 200М 22 18,5 15 37 22 18,5 200L 30 22 18,5 45 30 22 225М 37 30 22 55 37 30 250S 45; 55 37; 45 30; 37 75; 90 45; 55 37; 45 250М 75 55 45 ПО 75 55 280S 90 75 55 132 90 75 280М ПО 90 75 160 ПО 90 315S 132 ПО 90 200 132 ПО 315М 160 132 ПО 250 160 132 355S 200 160 132 315 200 160 355М 250 200 160 400 250 200 Таблица 4.21.18. Двигатели постоянного тока серии 4ПФ Тип двигателя 1 Л, кВт 4.F | кпд, % пн, об/мин 1 Птах, об/мин Номинальное нап ряжение 220 В 4ПФ1125 4 3,15 2 24 19,8 14,5 72,3 69,3 57,6 900 750 450 4ПФ112М 4,25 3 26,4 20,1 68 60,3 730 475 5000 4ПФ112Е 3,55 24,5 60,1 425 4ПФ1328 15 7,5 6 4,25 85,4 43,6 32,7 26,9 77,9 76 74 65 1400 1000 875 580 4500 4ПФ132М 11 8,5 _ 8 61,5 48,6 47,3 78,5 76 68 _ 1060 875 600 4ПФ132Е 11 8,5 62,8 54,4 76 68 800 515 4ПФ1605 15 11 79,6 66,2 80,7 70,5 850 530 4000 4ПФ160М 15 85,6 75 3 580 3800
Продолжение табл. 4.21.18 Тип двигателя РИ, кВт /н, F КПД, % п„, об/мин lax, Об/МИН 4ПФ180 17 99,4 73 500 4ПФ180М 20 114,5 75 475 3800 Номинальное напряжение 440 В 4ПФ1128 7,5 19,2 87,1 2120 5,5 14,9 81,4 1450 4,25 12,6 74 975 3,14 9,9 69 730 4ПФ112М 7,5 19,6 82,5 1450 5000 5,5 16,6 74,1 900 4,25 13,3 67,4 690 4ПФ112Е 10 26,3 81,2 1320 7,5 21,5 81 975 5,5 17 70,8 690 4ПФ1325 30 76,7 87,1 3070 18,5 47,8 85 2180 15 41,7 80 1400 5,5 15,7 73 800 4500 4ПФ132М 30 78,9 86,3 2300 22 59,3 83 1600 11 30 80 1090 8,5 24,8 75 800 4ПФ132Е 23,6 64,8 83 1400 15 40,8 81 1030 5000 11 30,7 78 825 4ПФ1608 30 78,6 84 1450 18,5 48,6 82 1090 15 42,5 76,1 730 4ПФ160М 22 56,8 84,5 1090 18,5 49,6 80,8 775 4500 4ПФ160Е 30 77 85,5 1030 22 58,7 81,3 775 4ПФ1808 45 114 88 1450 37 95,7 85 1150 26,5 72,8 78 775 4500 4ПФ180М 45 115,6 86 1060 37 97,6 83 825 4ПФ200М 55 144 84,9 1000 4000 4ПФ200Е 75 191 87,3 1060 4000 4ПФ225М 90 230 90 1000 4000 4ПФ225Е 110 282 87 4ПФ250М 132 336 87 1000 3500 4ПФ250Е 160 402 89
Окончание табл. 4.21.18 Тип двигателя Рк, кВт 4.F КПД, % п,„ об/мин «max, об/мин 4ПФ200М 27 27 76,2 500 2500 45 121 82,2 750 3600 90 226 88,6 1500 3600 4ПФ200Е 37 104 78,6 500 2500 55 147 83,3 750 3600 ПО 275 89,1 1500 3600 _ 4ПФ225М 45 125 79 500 2500 132 230 89,1 1500 3000 4ПФ225Е 50 142 77,6 500 2500 75 199 84 750 3000 160 400 89 7 1500 3000 4ПФ250М 90 236 85,3 750 3000 200 497 90,3 1500 4ПФ250Е 75 203 82,2 500 2500 ПО 284 86,7 750 3000 250 614 91 1500 3000 Таблица 4.21.19. Двигатели асинхронные взрывозащищенные с короткозамкнутым ротором Тип двигателя Мощность, кВт Напряжение, В Частота вращения, об/мин ВАО2-560-630-4У2 630 6000 1500 ВА02-560-800-4У2 800 6000 1500 ВА02-560-800-6У2 800 6000 1000 Двигатели ВАО2-630 ВА02-630-800-4У2, У5 800 6000 1500 ВА02-630-800-6У2 800 6000 1000 Двигатели В/ ЮЗ-450 ВАОЗ-4505-2У2 НС 200 6000 3000 ВАОЗ-450М-2У2 НС 250 6000 3000 ВАОЗ-4501-А-2У2 НС 315 6000 3000 ВАОЗ-4501-В-2У2 НС 400 6000 3000 Двигатели В2 Ю4-450 ВА04-450-200-6У1 * 200 6000 1000 ВАО4-450-250-6У1 * 250 6000 1000 ВАО4-450-315-6У1* 315 6000 1000 Двигатели В2 Ю4-560 ВА04-560-800-4У2 800 6000 1500 ВА04-560-1000-4У2 1000 6000 1500 ВАО-800-Ю00-12УХЛ4 1000 6000 500
Таблица 4.21.20. Двигатели взрывозащищенные вертикальные типа ВАСО2 и ВАСО4 Двигатели предназначены для работы в качестве безредукторного привода аппаратов воздушного охлаждения. Тип двигателя Мощность, кВт Напряжение, В Частота вращения, об/мин ВАСО4-13-12УХЛ1** 13 380 500 ВАСО4-13-12УХЛ1** 13 380 500 ВАСО4-15-12УХЛ1** 15 380 428,6 ВАСО4-22-14У1.ХЛ1** 22 380 428,6 ВАСО4-30-14У1.ХЛ1** 30 380 428,6 ВАСО4-37-24УХЛ1** 37 380 250 ВАСО4-55-24УХЛ1** 37 380 250 ВАСО4-75-24УХЛ1** 55 380 250 ВАСО2-37-24У1.ХЛ1* 37 380 250 ВАСО2-55-24У1.ХЛ1* 55 380 250 ВАСО2-75-24У1* 75 380 250 ВАСО2-90-24У1* 90 380 250 ВАСО2-30-32У1* 30 380 187,5 ВАСО2-75-34У1* 75 380 176,5 * Двигатели с маркировкой по взрывозащите lExdIIBT4. ** Двигатели с маркировкой по взрывозащите lExdIIBT4 и lExdIICT3 Электродвигатели асинхронные серии ДА304. Электродвигатели асинхронные переменного тока с короткозамкнутым ротором серии ДА304 предназначены для привода механизмов с тяжелыми условиями пуска, насосов типа 1Д, СЭ, АСЭ, ГрАТ, ГрТ, ГрАК, ГрАУ, вентиляторов типа ВМ, ВВН, ВСК, ВДН, дымососов типа ДН, ГР, ДРЦ, воздуходувок и механизмов с аналогичными характеристиками при пуске. ОАО «СЭЗ» имеет лицензию Госатомнадзора на конструирование и изготовление двигателей ДА304 для атомных электростанций. Преимущества электродвигателей ДА304 (рис. 4.21.32 и табл. 4.21.21...4.21.22): / Эффективная система сброса отработанной смазки подшипников. / Усиленная конструкция короткозамкнутой обмотки ротора. / Надежная конструкция крепления выводных концов обмотки статора. / Качественные высоковольтные провода класса нагревостойкости «Н» для выводных концов / Контроль температуры обмотки и сердечника статора, подшипниковых узлов. / Удобный узел подключения к датчикам контроля температуры обмотки статора и подшипниковых узлов через штепсельные разъемы.
Пуск двигателя прямой от сети переменного тока частотой 50 Гц напряжением 6000 В. Вид климатического исполнения — У1. Номинальный режим работы — продолжительный S1. Способ охлаждения двигателей — ICA01A61. Конструктивное исполнение двигателей по способу монтажа — IM.1001. Степень защиты двигателей — IP54, коробки выводов — IP55, наружного вентилятора — IP21. Изоляция обмотки статора термореактивная типа «Монолит-2» класса нагревостойкости «F» с температурным использованием по классу «В». Направление вращения двигателей — любое (изменение направления вращения — из состояния покоя). На базе вышеуказанных могут быть изготовлены двигатели на другие мощности, напряжения и частоту сети, для работы в условиях тропического климата. По назначению ДА304 могут заменить двигатели синхронные СД, СД2, СДЗ с аналогичными номинальными данными. Двигатели ДА304 напряжением 380/660В могут работать в составе частотно-регулируемого электропривода. Таблица 4.21.21. Двигатели асинхронные обдуваемые серии ДАЗО4 Двигатели асинхронные трехфазного тока с короткозамкнутым ротором поставляются для привода насосов, воздуходувок, вентиляторов, дымососов, мельниц и других механизмов Тип двигателя I Мощность, кВт Напряжение, В Частота вращения, об/мин 1500 об/мин ДАЗО4-560Х-4ДУ1 1000 10000 1500 ДАЗО4-560Х-4У1 1250 6000 1500 ДАЗО4-560Ук-4ДУ1 1250 10000 1500 ДАЗО4-560Ук-4У1 1600 6000 1500 ДАЗО4-560У-4ДУ1 1600 10000 1500 ДАЗО4-560У-4У1 2000 6000 1500 1000 об/мин ДАЗО4-560Х-6ДУ1 800 10000 1000 ДАЗО4-560Х-6У1 1000 6000 1000 ДАЗО4-560Ук-6ДУ1 1000 10000 1000 ДАЗО4-560Ук-6У1 1250 6000 1000
Окончание табл. 4.21.21 Тип двигателя Мощность, кВт Напряжение, В Частота вращения, об / мин ДАЗО4-560У-6ДУ1 1250 10000 1000 ДАЗО4-560У-6У1 1600 6000 1000 750 об/мин ДАЗО4-560Х-8ДУ1 630 6000 750 ДАЗО4-560Х-8У1 630 10000 750 ДАЗО4-560Ук-8У1 800 6000 750 ДАЗО4-560Ук-8ДУ1 800 10000 750 ДАЗО4-560У-8У1 1000 6000 750 ДАЗО4-560У-8ДУ1 1000 10000 750 600 об/мин ДА304-560Хк-10У1 (с коробками выводов) 400 3000 600 ДАЗО4-560Хк-ЮУ1 400 6000 600 ДАЗО4-560Х-ЮУ1 500 6000 600 ДА304-560Х-10ДУ1 500 10000 600 ДА304-560УК-10У1 630 6000 600 ДА304-560Ук-10ДУ1 630 10000 600 ДАЗО4-560У-ЮУ1 800 6000 600 ДАЗО4-560У-ЮДУ1 800 10000 600 500 об/мин ДАЗО4-560Хк-12У1 315 6000 500 ДАЗО4-560Х-12У1 400 6000 500 ДАЗО4-560Х-12ДУ1 400 10000 500 ДАЗО4-560Ук-12У1 500 6000 500 ДАЗО4-560Ук-12ДУ1 500 10000 500 ДАЗО4-560У-12У1 630 6000 500 ДАЗО4-560У-12ДУ1 630 10000 500 ДАЗО4-560-79-6У1* (для привода мельниц) 1000 6000 1000 Степень защиты IP44.
Габлица 4.21.22. Технические характеристики двигателя серии ДА304 Тип двигателя Мощность, кВт Частота вращения, об/мин ДА304-400ХК-4МУ1 315 1500 ДА304-400Х-4МУ1 400 1500 ДА304-400У-4МУ1 500 1500 ДА304-450Х-4МУ1 630 1500 ДА304-450У-4МУ1 800 1500 ДА304-400ХК-6МУ1 250 1000 ДА304-400Х-6МУ1 315 1000 ДА304-400У-6МУ1 400 1000 ДА304-450Х-6МУ1 500 1000 ДА304-450У-6МУ1 630 1000 ДА304-400Х-8МУ1 200 750 ДА304-400У-8МУ1 250 750 I ДА304-450Х-8МУ1 315 750 ДА304-450УК-8МУ1 400 750 ДА304-450У-8МУ1 500 750 ДА304-400У-10МУ1 200 600 ДА304-450Х-10МУ1 250 600 ДА304-450У-10МУ1 315 600 ДА304-450Х-12МУ1 200 500 ДА304-450У-12МУ1 250 500 Рис. 4.21.32. Габаритные и установочные размеры асинхронного двигателя серии ДА304
576 Тип двигателя Размеры мм Масса, кг Ью Ьзо Ьз1 d Ао 1зо >31 >34 h ь5 Ьз1 ^34 ДА304-400ХК-4М 800 940 1320 710 100 900 1140 1775 200 740 400 106 1270 100 2190 ДА304-400Х-4М 800 940 1320 710 100 900 1140 1775 200 740 400 106 270 100 2330 ДА304-400У-4М 800 940 1320 710 100 1000 1240 1875 200 840 400 106 1270 100 2630 ДА304-400ХК-6М 800 940 1320 710 100 900 1140 1775 200 740 400 106 1270 100 2220 ДА304-400Х-6М 800 940 1320 710 100 900 1140 1775 200 740 400 106 1270 100 2380 ДА304-400У-6М 800 940 1320 710 100 1000 1240 1875 200 840 400 106 1270 100 2650 ДА304-400Х-8М 800 940 1320 710 100 900 1140 1775 200 740 400 106 1270 100 2340 ДА304-400У-8М 800 940 1320 710 100 1000 1240 1875 200 940 400 106 1270 100 2610 ДА304-400У-10М 800 940 1320 710 100 1000 1240 1875 200 840 400 106 1270 100 2590 ДА304-450Х-4М 900 1040 1420 760 ПО 900 1190 1825 224 790 450 116 1475 205 2900 ДА304-450У-4М 900 1040 1420 760 ПО 1000 1290 1925 224 890 450 116 1475 205 3300 ДА304-450Х-6М 900 1040 1420 760 ПО 900 1190 1825 224 790 450 116 1475 205 2950 ДА304-450У-6М 900 1040 1420 760 по 1000 1290 1925 224 890 450 116 1475 205 3350 । ДА304-450Х-8М 900 1040 1420 760 по 900 1190 1825 224 790 450 116 1475 205 2870 ДА304-450УК-8М 900 1040 1420 760 по 1000 1290 1925 224 890 450 116 1475 205 3200 ДА304-450У-8М 900 1040 1420 760 по 1000 1290 1925 224 890 450 116 1475 205 3470 ДА304-450Х-10М 900 1040 1420 760 по 900 1290 1825 224 790 450 116 1475 205 2770 ДА304-450У-10М 900 1040 1420 760 по 1000 1290 1925 224 890 450 116 1475 205 3100 ДА304-450Х-12М 900 1040 1420 760 110 900 1190 1825 224 790 450 116 1475 205 2860 ДА304-450У-12М 900 1040 1420 760 но 1000 1290 1925 224 890 | 450 116 | 1475 205 3120 Рис. 4.21.32. Окончание Оборудование подстанций ь электрически* сетей
Таблица 4.21.23. Двигатели асинхронные вертикальные типа ВАОВ взрывозащищенные с короткозамкнутым ротором Двигатели предназначены для привода подпорных насосов магистральных нефтепроводов. Тип двигателя Мощность, кВт Напряжение, В Частота вращения, об/мин ВАОВ-200-2У2 200 6000 3000 | ВАОВ-250-2У2 250 6000 ВАОВ-315-2У2 315 6000 ВАОВ-400-2У2 400 6000 ВАОВ-400-4У2 400 6000 1500 1 ВАОВ-400-4ДУ2 400 10000 ВАОВ-800-4У1 800 6000 ВАОВ-800-4ДУ1 800 10000 ВАОВ-1250-4У1 1250 6000 ВАОВ-1250-4ДУ1 1250 1000 ВАОВ-2000-4У1 2000 6000 ВАОВ-2000-4ДУ1 2000 1000 Исполнение по взрывозащите lExdIIBT4 Степень защиты IP54 Таблица 4.21.24. Двигатели взрывозащищенные типа ДАЛ Двигатель предназначен для привода компрессора автомобильной газонаполнительной компрессорной станции (АГНКС)._______________________ Тип двигателя Мощность номинальная, кВт Напряжение номинальное, В Частота вращения (синхронная), об/мин ДАЛ-280-75-8 У1* 75 660/380 750 ДАЛ-280-75-6 У5** 75 660/380 1000 * Исполнение по взрывозащите lExdIIBT4. ** Исполнение по взрывозащите РВ-ЗВ. Степень защиты IP54. Таблица 4.21.25. Двигатели ТОС мощностью 20000 и 3150 кВт Турбодвигатели применяются для привода высоконапорных компрессоров на металлургических заводах. Пуск двигателей — частотный от тиристорного преобразователя. Тип двигателя Мощность. кВт Напряжение. В Частота вращения, об/мин ТДС-20000-2УХЛ4 20000 10000 3000 ТДС-31500-2УХЛ4 31500 10000 3000 Степень защиты IP44.
Таблица 4.21.26. Двигатели асинхронные типа ДАО с короткозамкнутым ротором Тип двигателя Мощность, кВт Напряжение, В Частота вращения, об/мин 500 об/мин ДАО-2000-1000-1ОУ 1 2000 10000 1000 ДАО-2000-500-6У1 2000 6000 500 ДАО-1250-750-6У1 1250 6000 750 ДАО-1250-Ю00-6У1 1250 6000 1000 Таблица 4.21.27. Двигатели асинхронные обдуваемые серии АОД двухскоростные Двигатели предназначены для привода тягодутьевых механизмов тепловых электростанций. Тип двигателя Мощность, кВт Напряжение, В Частота вращения, об/мин АОД-560-315/200-8/ 10УХЛЗ 315/200 6000 750 /600 АО Д-560-630/315-6/ 8УХЛЗ 630/315 6000 1000/750 АОД-800Х-8/ЮУ1 630/400 6000 750/600 АОД-800У-6/8У1 1600/1000 6000 1000/750 АО Д-800-1000/630-8/ 10У1 1000/630 6000 750/600 АОД-Ю00/500-8/ЮУ1 1000/500 6000 750/600 АОД-1250/725-8/ЮУ1 1250/725 6000 750/600 Таблица 4.21.28. Двигатели асинхронные специальные типа ДАБ с короткозамкнутым ротором Двигатели предназначены для привода винтовых компрессоров на буровых станках. Тип двигателя Мощность, кВт Напряжение, В Частота вращения, об /мин ДАБ-4505-2УХЛ2 200 6000 3000 ДАБ-450М-2Т2 200 3300 3000 ДАБ-450М-2У2 250 6000 3000
Таблица 4.21.29. Двигатели асинхронные закрытые обдуваемые серии АЗО Двигатели предназначены для привода компрессоров и механизмов с большими инерционными массами. Тип двигателя Мощность, кВт Напряжение, В Частота вращения, об/ мин АЗО-315-132-2У1 132 660/380 3000 АЗО-315-200-2У1 200 660/380 3000 АЗО-315-250-2У1 250 660/380 3000 АЗО-450-250/660-2У2 250 660/380 3000 АЗО-450-200-2ДУ1 200 10000 3000 АЗО-4505-2У1; Т2 200 6000 3000 АЗО-450М-2У1; Т2 250 6000 3000 АЗО-450ЕА-2У1; Т2 315 6000 3000 АЗО-450ЕВ-2У1; Т2 400 6000 3000 АЗО-560-500-2У2 500 6000 3000 АЗО-450-200-4У2 200 6000 1500 АЗО-450-250-4У2 250 6000 1500 АЗО-450-300-4У2 300 6000 1500 АЗО-560-500-4У2 500 6000 1500 А30-560-630-6Т2(У2) 630 6600 (6000) 1000 Таблица 4.21.30. Двигатели асинхронные экскаваторные Двигатели предназначены для работы в переменном режиме от источников питания регулируемой частоты и напряжения в составе регулируемых приводов экскаваторов ЭШ 25.90. Тип двигателя Мощность, кВт Напряжение, В Частота вращения, об/мин ДАЭР-560У-4УХЛ2 1173 860 600/893 ДАЭР-560М-8УХЛ2 299 860 225/250 ДАЭР-560Х-6ДУХЛ2 1000 10000 1000
Электронасосные установки. Установки погружных скважинных центробежных насосов типов УЭЦНМ5, УЭЦНМК5, УЭЦНМ5А, УЭЦНМК5А. Установки предназначены для откачки пластовой жидкости из нефтяных скважин. Поставляются комплектно в составе: 1. Электродвигатель типа ЭД или ПРЭД в габаритах 103 и 117 мм. По заказу могут быть изготовлены электродвигатели со встроенной телеметрической системой контроля состояния двигателя и изменяющихся параметров скважины. 2. Насос типа ЭЦН различных исполнений. 3. Гидрозащита типа 1Г51, П92Д или П92МН различных исполнений. 4. Газосепаратор. 5. Кабельная линия. 6. Сухие трансформаторы, в том числе типа ТСПН-100 и ТСПН-63 7. Станция управления типа ШГС58-05 в зависимости от условий эксплуатации оснащается современными электронными блоками • устройство плавного пуска; • тиристорный регулятор напряжения для регулирования частоты вращения ПРЭД; • блок контроллера; • регистратор. В табл. 4.21.31. представлены двигатели, предназначенные для продолжительного режима работы S1 ГОСТ 183-74 от сети переменного тока частотой 50 Гц в качестве привода центробежных насосов на модульной основе для откачки пластовой жидкости из нефтяных скважин групп 5,5 А с углом отклонения от вертикали в месте подвески УЭЦН не более 60°. Синхронная частота вращения 3000 об/мин.
Таблица 4.21.31. Двигатели погружные скважинные маслонаполненные серии ПЭДУ, ПЭДУС Тип двигателя Мощность, кВт Габарит, мм Напряжение линейное, В Базовый ряд ПЭДУ12-103 РВ*,ТРВ* 12 103 750 ПЭДУ 16-103 РВ*,ТРВ* 16 530 ПЭДУ16-103 РВ*,ТРВ* 16 750 ПЭДУ20-103 РВ*,ТРВ* 20 700 ПЭДУ22-103 РВ*,ТРВ* 22 700 ПЭДУ25-103 РВ*,ТРВ* 25 850 ПЭДУ28-103 РВ*,ТРВ* 28 840 ПЭДУЗО-ЮЗ РВ*,ТРВ* 30 1000 ПЭДУ32-103 РВ*,ТРВ* 32 750 ПЭДУ32-103 РВ*,ТРВ* 32 1000 ПЭДУ40-103 РВ*,ТРВ* 40 980 ПЭДУ40-103 РВ*,ТРВ* 40 1100 ПЭДУ45-103 РВ*,ТРВ* 45 1050 ПЭДУС63-103 РВ*,ТРВ* 63 1450 ПЭДУС70-103 РВ*,ТРВ* 70 1560 ПЭДУС90-103 РВ*,ТРВ* 90 2100 ПЭДУ12-117 РВ*,ТРВ* 12 117 600 ПЭДУ 16-117 РВ*,ТРВ* 16 800 ПЭДУ22-117 РВ*, ТРВ* 22 700 ПЭДУ28-117 РВ*,ТРВ* 28 900 ПЭДУ28-117 РВ*,ТРВ* 28 850 ПЭДУ32-117 РВ*,ТРВ* 32 1000 ПЭДУ36-117 РВ*,ТРВ* 36 1000 ПЭДУ40-117 РВ*, ТРВ* 40 1250 ПЭДУ45-117 РВ*,ТРВ* 45 950 ПЭДУ45-117 РВ*,ТРВ* 45 1100 ПЭДУ45-117 РВ*,ТРВ* 45 1400 ПЭДУ50-117 РВ*,ТРВ* 50 1500 ПЭДУ52-117 РВ*,ТРВ* 52 1350 ПЭДУ56-117 РВ*,ТРВ* 56 1800 ПЭДУ56-117 РВ*,ТРВ* 56 1400 ПЭДУ60-117 РВ*,ТРВ* 60 1950 ПЭДУ63-117 РВ*,ТРВ* 63 1400 ПЭДУ63-117 РВ*,ТРВ* 63 2000 ПЭДУ70-117 РВ*,ТРВ* 70 1000 ПЭДУ70-117 РВ*,ТРВ* 70 1400 ПЭДУ80-117 РВ*,ТРВ* 80 1500
Окончание табл. 4.21.31 Тип двигателя Мощность, кВт Габарит, мм Напряжение линейное, В ПЭДУ80-117 РВ*,ТРВ* 80 117 2150 ПЭДУ90-117 РВ*,ТРВ* 90 2000 ПЭДУ100-117 РВ*,ТРВ* 100 2000 ПЭДУ110-117 РВ*,ТРВ* 110 1900 ПЭДУС90-117 РВ*. ТРВ* 90 1900 ПЭДУ65-117 Т1РВ* 65 2050 ПЭДУ70-117 Т1РВ* 70 1500 ПЭДУ70-117 Т1РВ* 70 1900 ПЭДУ80-117 Т1РВ* 80 1600 ПЭДУ80-117 Т1РВ* 80 2000 ПЭДУ90-117 Т1РВ* 90 1950 ПЭДУ90-117 Т1РВ* 90 2100 ПЭДУ100-117 Т1РВ* 100 2050 ПЭДУ110-117 Т1РВ* 110 2200 ПЭДУ125-117 Т1РВ* 125 1950 ПЭДУС140-117 Т1РВ* 140 2000 Двигатели погружные трехфазные (двухполюсные с короткозамкнутым ротором) унифицированной серии ПРЭДУ (погружной регулируемый электродвигатель) предназначены для продолжительного режима работы S1 по ГОСТ 183-74 от сети переменного тока частотой 50 Гц в качестве привода центробежных насосов для откачки пластовой жидкости из нефтяных скважин групп 5, 5а с углом отклонения от вертикали в месте подвески УЭЦН до 60° (табл. 4.21.32). Таблица 4.21.32. Двигатели серии ПРЭДУ Тип двигателя Мощность, кВт Габарит, мм Напряжение линейное, В Ток номинальный, А ПРЭДУ-7-103-20(2)В*,ТВ* 20 103 7 220 ПРЭДУ-11-103-30(3)В*,ТВ* 30 11 300 ПРЭДУ-16-103-50(4)В*,ТВ* 50 16 440 ПРЭДУ-23-103-65(5)В*,ТВ* 65 23 550 ПРЭДУ-27-103-80(7)В*,ТВ* 80 27 750 ПРЭДУ-35-103-90(9)В*,ТВ* 90 35 900 ПРЭДУМ-50-103-35{13)В*,ТВ* 135 50 1150 ПРЭДУ-52-103-135( 13)В*,ТВ* 135 52 1370 ПРЭДУ-60-103-170(15)В*,ТВ* 170 60 1640
Окончание табл. 4.21.32 Тип двигателя Мощность, кВт Габарит, мм Напряжение линейное, В Ток номинальный, А ПРЭДУ-13-117-35(2)В*,ТВ* 35 117 13 380 ПРЭДУМ-13-117-35(2)В*,ТВ* 35 13 320 ПРЭ ДУ-18-117-50(3)В*,ТВ* 50 18 600 ПРЭДУ-23-117-65(4)В*,ТВ* 65 23 700 ПРЭДУМ-23-П7-65(4)В*,ТВ* 65 23 600 ПРЭДУ-30-117-80(5)В*,ТВ* 80 30 900 ПРЭДУМ-30-117-80(5)В*,ТВ* 80 30 750 ПРЭ ДУ-38-117-100(7)В*,ТВ* 100 38 1200 ПРЭДУ-38-117-100(7)В*,ТВ* 100 38 1000 ПРЭДУМ-38-117-100(7)В*,ТВ* 100 38 1000 ПРЭДУМ-38-117-100(7)В*,ТВ* 100 38 850 ПРЭДУМ-50-117-135(9)В*,ТВ* 135 50 1050 ПРЭДУМ-63-117-170(11)В*,ТВ* 170 63 1600 ПРЭДУ-63-117-170(11)В*,ТВ* 170 63 1350 ПРЭДУ-63-117-170(11)В*,ТВ* 170 63 2000 ПРЭДУМ-70-117-190(13)В*,ТВ* 190 70 1700 ПРЭДУМ-90-117-250(16)В*,ТВ* 250 90 2000 ПРЭДУМ-90-117-250(16)В*,ТВ* 250 90 2100 ПРЭДУМ-100-117-300(18)В*,ТВ* 300 100 2100 ПРЭДУ-25-117-85(5) ТВ * 85 25 900 ПРЭДУ-32-117-100(7) ТВ* 100 32 1000 ПРЭДУ-38-117-100(9) ТВ * 100 38 1300 ПРЭДУ-38-117-100(9) ТВ* 100 38 1600 ПРЭДУ-52-117-170(11) ТВ* 170 52 1600 ПРЭДУ-52-117-170(11) ТВ* 170 52 1950 ПРЭДУ-63-117-170(13) ТВ* 170 63 1900 ПРЭДУ-70-117-190(15) ТВ * 190 70 2100 ПРЭДУ-80-117-250( 16) ТВ* 250 80 2100 ПРЭДУ-90-117-250( 18) ТВ* 250 90 1950 ПРЭДУ-32-103-87(7) Т1В* 87 103 32 800 ПРЭДУ-60-103-170(13) Т1В* 170 60 1400 ПРЭДУ-70-103-170(15) Т1В* 170 70 1700 ПРЭДУМ-55-117-135(9) Т1В* 135 117 55 1050 ПРЭДУМ-110-117-300(18) Т1В* 300 ПО 2100
Гидрозащита предназначена для комплектации погружных маслонаполненных электродвигателей типа ЭД и ПРЭД. Гидрозащита служит длч предохранения внутренней полости двигателя от попадания пластовой жидкости, а также компенсации температурных изменений объема масла (табл. 4 21.33). Таблица 4.21.33. Гидрозащита П92, 1Г51М, 1Г51П и 1Г51ПМ Наименование гимдрозащиты Тип протектора Тип компенсатора Диаметр корпуса, мм П92Д П92Д — 92 П92ДМ П92ДМ .— 92 П92ЛД (в стадии освоения) П92ЛД — 92 П92МНВ П92МНВ — 92 П92М1НВ (в стадии освоения] П92М1Н — 92 П92МДВ П92МД — 92 1Г51М 1Г51М КР51 92 103 1Г51ПМ 1Г51ПМ КР51 92 103 1Г51РМ 1Г51РМ КР51 92 103 Таблица 4.21.34. Агрегаты центробежные скважинные типа УЭЦПК Агрегаты УЭЦПК 16-2000-200, УЭЦПК 16-3000-160 предназначены для добычи сеноманской воды из водозаборных скважин с целью подачи ее на кустовые насосные станции, а агрегаты УЭЦПК 16-2000-1400, УЭЦПК 16-3000-1000 — для закачки промысловых сточных вод в нагнетательные скважины для поддержания пластового давления на нефтяных месторождениях. Тип насоса Подача, м3/ сут Напор, Н,м Мощность, кВт Напряжение, В УЭЦПК 16-2000-200 2000 200 90 1800 УЭЦПК 16-3000-160 3000 160 90 1800 УЭЦПК 16-2000-1400 2000 1400 500 3000 УЭЦПК 16-3000-1000 3000 1000 700 3000 Таблица 4.21.35. Двигатели типа ДППМ 12-90 Двигатели применяются в качестве привода в электронасосных агрегатах УЭЦПК 16-3000-160 и УЭЦПК-16-2000-200 для перекачивания воды температурой до 60 °C. Тип двигателя Мощность, кВт Габарит, мм Напряжение, В Частота вращения об/мин 2ДППМ-12-90 90 270 1800 3000 ЗДППМ-12-90 90 270 1800 3000
Таблица 4.21.36. Агрегаты центробежные скважинные типа ЭЦВ5 Агрегаты предназначены для подъема воды Тип агрегата Подача, м3/ сут Напор, Н,м Потребляемая мощность, кВт Напряжение, В Частота вращения, об/мин ЭЦВ5-6.5-95 6,5 95 3 380 3000 ЭЦВ5-4-135 4 135 3 380 3000 Таблица 4.21.37. Агрегаты центробежные скважинные УЭВ14 и ЭЦВ16 Агрегаты предназначены для эксплуатации на предприятиях горнорудной промышленности для работы в скважинах с химически активной водой при понижении уровней пластовых вод. Тип агрегата Подача, м3/сут Напор, Н,м Потребляемая мощность, кВт Напряжение, В Частота вращения, об/мин ЭЦВ14-210-200Х 210 200 170 3000 3000 ЭЦВ14-210-250Х 210 250 250 3000 3000 ЭЦВ14-210-300Х 210 300 250 3000 3000 1ЭЦВ16-375- 175Х 300 175 250 3000 3000 Таблица 4.21.38. Двигатели погружные водонаполненные типов ПЭДВ, ПЭДП, ДПТВ Двигатели предназначены для приводов центробежных насосов, применяемых для водопонижения на месторождениях рудных ископаемых и для закачки пластовых вод в нефтеносные горизонты. Тип двигателя Мощность, кВт Габарит, мм Напряжение линейное, В Ток номинальный, А 1ПЭДВ11-180У 11 180 380 3000 1ПЭДВ13-180У 13 1ПЭДВ17-180У 17 ПЭДВ22-219У 22 1 219 ПЭДВ32-219У 32 ПЭДВ45-219У 45 4ПЭДВ65-270У 65 270 ДПТВ12-45У 45 ДПТВ12-65У 65 ДПТВ12-90У 90 660 ПЭДВ90-320В5 90 320 2000 ПЭДВ170-320В5 170 3000 ПЭДВ250-320В5 250 ПЭДПМ5ОО-375В5 500 700 375 ПЭДП700-375В5
Таблица 4.21.39. Двигатели типа ПЭДУ п = 1500 об/мин Двигатели предназначены для привода погружных винтовых насосов для нефти. Тип двигателя Мощность, кВт Габарит, мм Напряжение линейное, В ПЭДУ8-103/4РВ*,ТРВ* 8 103 750 ПЭДУ 16-103/4РВ*,ТРВ* 16 750 ПЭДУ12-117/4РВ*,ТРВ* 12 117 480 ПЭДУ22-117/4РВ*,ТРВ* 22 750 ПЭДУ32-117/4РВ*,ТРВ* 32 900 Таблица 4.21.40. Электронасосы центробежные погружные Предназначены для откачивания загрязненных грунтовых и производственных сточных вод. Тип агрегата Подача, м3/ час Напор, Н,м Потребляемая мощность, кВт Напряжение, В Частота вращения, об/мин ГНОМЮ-1 0 10 10 1,1 220 3000 ГНОМ16-16 16 16 2 ГНОМ10-Ю 10 10 0,85 380 ГНОМ16-16 16 16 1,6 ГНОМ25-20 25 20 2,97 ГНОМ50-25 50 25 7,5 ГНОМ53-Ю 53 10 3,07 ГНОМ50-50 50 50 И,1 ГНОМ 100-25 100 25 11,1 ГНОМ 150-30 150 30 20,5 Таблица 4.21.41. Электронасосы бытовые центробежные погружные Электронасосы предназначены для подачи воды температурой до 35 °C в бытовых условиях. Тип агрегата Подача, м3/ час Напор, Н,м Потребляемая мощность, кВт Напряжение, В Частота вращения, об/ мин ВЦП0,5-20* «ИСТОК-1» 1,8 20 580 220 3000 ВЦП0.5-32* «ИСТОК-1» 32 736 ВЦП0,5-40* «ИСТОК-1» 40 1035 ВЦП0.5-50* «ИСТОК-1» 50 1265 БЦПГ 4-8 «Гномик-1» 4 8 610
Таблица 4.21.42. Электронасос центробежный циркуляционный типа ЦВЦ 6,3-3,5 Электронасос предназначен для обеспечения циркуляции воды при температуре до 70 °C в системах теплоснабжения и горячего водоснабжения зданий и сооружений. Тип агрегата Подача, м3/ час Напор, Н,м Потребляемая мощность, кВт Напряжение, В Частота вращения, об/мин 1ЦВЦ6,3-3,5 6,3 3,5 300 -220 3000 ЗЦВЦ6,3-3,5 255 -380 Таблица 4.21.43. Электронасос ЦМК-У Электронасос предназначен для откачивания бытовых (фекальных) и производственных сточных вод температурой до 45 °C. Тип агрегата Подача, м3/ час Напор, Н,м Потребляемая мощность, кВт Напряжение, В 1ЦМК16-27 16 27 3,2 380 ЦМК40-25 40 25 7,5 380 Электронасос типа ЦМФ 160-10 предназначен для откачивания бытовых (фекальных) и производственных сточных вод температурой до 45 с. Подача Q — 160 м3/ час, напор — 10 м, потребляемая мощность — 12 кВт, напряжение — 380 В. Таблица 4.21.44. Двигатели взрывозащищенные типа ДАЛ Двигатель предназначен для привода компрессора автомобильной газонаполнительной компрессорной станции (АГНКС). Степень защиты IP54. Тип двигателя Номинальная мощность, кВт Номинальное напряжение, В Частота вращения (синхр), об/мин ДАЛ-280-75-8У1* 75 660/380 750 ДАЛ-280-75-6У5** 75 660/380 1000 * Исполнение по взрывозащите lExdIIBT4 ** Исполнение по взрывозащите РВ-ЗВ.
Таблица 4.21.45. Двигатели асинхронные вертикальные типа ВАОВ взрывозащищенные с короткозамкнутым ротором Двигатели предназначены для привода подпорных насосов магистральных нефтепроводов Тип двигателя Мощность, кВт Напряжение, В Частота вращения, об/мин ВАОВ-200-2У2 200 6000 3000 ВАОВ-250-2У2 250 6000 ВАОВ-315-2У2 315 6000 ВАОВ-400-2У2 400 6000 ВАОВ-400-4У2 400 6000 1500 ВАОВ-400-4ДУ2 400 10000 ВАОВ-800-4У1 400 6000 ВАОВ-800-4ДУ1 800 10000 ВАОВ-1250-4У1 1250 6000 ВАОВ-1250-4ДУ1 1250 1000 ВАОВ-2000-4У1 2000 6000 ВАОВ-2000-4ДУ1 2000 1000 Исполнение по взрывозащите lExdIIBT4. Степень защиты IP54. Таблица 4.21.46. Генераторы тяговые ГСТ Генераторы тяговые служат для преобразования механической энергии дизеля тепловоза в электрическую и питания тяговых электродвигателей постоянного тока через выпрямительную установку. Тип изделия Мощность, кВт Напряжение, В Частота вращения, об/мин ГСТ-1О5О-1ОООУХЛ2 1050 505/1000 1000 ГСТ-1400-1000У2,УХЛ2 1400 280/175 1000 ГСТ-2800-1000У2 2800 580/360 1000 Таблица 4.21.47. Возбудители ВСТ Возбудители предназначены для возбуждения тяговых генераторов тепловозов. Тип изделия Мощность, кВт Напряжение, В Частота вращения, об/мин ВСТ16-3300 УХЛ2 16 220/230 1700/3300 ВСТ26-3300У2, УХЛ2 26 215/287 2470/3300
Двигатели тяговые ЭДУ133ЦУХЛ1, ЭДУ133РУХЛ1, ЭДУ133ПУХЛ1, ЭДУ133КУХЛ1 предназначены для привода колесных пар тепловозов. Мощность двигателя — 414 кВт, номинальное напряжение — 506/780 В, частота вращения — 600/2320 об/мин. Двигатель тяговый типа ЭДТ-0513 предназначен для привода колесных пар электровозов серии ELIO, EL20 и моторных опрокидывающихся тележек. Мощность двигателя — 420 кВт, номинальное напряжение — 930 В, частота вращения — 725/1610 об/мин. Электродвигатель постоянного тока ЧПНЖ-200МА предназначен для привода вентилятора обдува тормозных сопротивлений на тепловозе. Номинальная мощность двигателя — 60 кВт, номинальное напряжение — 340 В, частота вращения — 3000 об/мин. Таблица 4.21.48. Двигатели постоянного тока ДПТ Двигатели ДПТ предназначены для привода компрессора тепловоза. Тип изделия Возбуждение Мощность, кВт Напряжение, В Частота вращения, об/мин ДПТ25 УХЛ2 Смешанное 25 110 1000 ДПТ-37 УХЛ2 Смешанное 37 ПО 1450 ДПТ-25 УХЛ2 Последовательное 25 НО 1000 Таблица 4.21.49. Двигатели постоянного тока ДАТ Двигатели асинхронные являются комплектующими изделиями тепловозов с тяговой электропередачей переменного тока и предназначены для привода колесных пар. Тип изделия Мощность, кВт Напряжение, В Частота вращения, об/мин ДАТ-510-2225СУХЛ1 510 620/700 654/2230 ДАТ-510-2225КУХЛ1 510 620/700 654/2230 ДАТ-510-2225РУХЛ1 510 620/700 654/2230 ДАТ-305-2230СУХЛ1 305 685/1145 315/2230 ДАТ-305-2230КУХЛ1 305 685/1145 315/2230 Двигатель асинхронный тяговый ДАВТ28О-15-4/6/12У2 предназначен для привода шахтных самоходных вагонов грузоподъемностью 15 т, работающих в подземных выработках, калийных и сланцевых шахт, опасных по газу и пыли. Мощность двигателя — 22; 46 и 23 кВт, напряжение — 660 В, частота вращения — 1500; 1000 и 500 об/мин.
Таблица 4.21.50. Асинхронный взрывобезопасный конвейерный двигатель АВКЗО /15-4/8 Электродвигатель предназначен для работы в подземных выработках угольных, калийных и сланцевых шахт, опасных по газу или пыли, в качестве электропривода конвейера и маслостанции самоходных вагонов грузо-подъемностью 10, 15 и 20 т._____________________________________ Тип изделия Мощность номинальная при ПН 25%, кВт Частота вращения синхронная, об/мин АВКЗО/15-4/899 30 1500 АВКЗО/15-4/875 15 750 Таблица 4.21.51. Агрегат синхронный тяговый АСТ(М)2800/600-1000У2 Агрегат предназначен для питания через выпрямительную установку тяговых двигателей, питания систем возбуждения и энергопотребителей вспомогательных систем тепловоза, а также для питания цепей электроснабжения вагонов пассажирских поездов. Наименование параметра Тяговый генератор Вспомогательный генератор Обмотка энергоснабжения Обмотка питания собственных нужд Номинальная мощность, кВт с энергоснабжением 2470 600 171 без энергоснабжения 2800 260 Номинальное значение линейного напряжения, В с энергоснабжением 580/465 2x1200 400 без энергоснабжения 580/366 400 Таблица 4.21.52. Агрегаты синхронные тяговые АСТГ3150/600-1000У2, АСТП3150/600-1000У2 Агрегат предназначен для питания через выпрямительно-инвенторный модуль асинхронных тяговых двигателей, питания систем самовозбуждения и энергопотребителей вспомогательных систем на грузовых тепловозах, для питания цепей энергоснабжения вагонов пассажирских поездов. Наименование параметра Тяговый генератор Вспомогательный генератор агрегата АСТП3150/600-1000У2 агрегата АСТГ3150/600-1000У2 Мощность, кВт 3150 *600/200 600 Линейное напряжения, В 2x725 *2x1200/400 400
Таблица 4.21.53. Стартер-генераторы 5СГ, 6СГУ2 Стартер-генераторы предназначены для пуска дизель-генератора и для работы в качестве вспомогательного генератора тепловоза Тип изделия Мощность номинал, кВт Напряжение на якоре, В Напряжение обмотки возбужд., В Частота вращения, об/мин 5СГ 50 110 100 1050/3300 5СГ/75 УХЛ2 34 75 75 1050/3300 6СГУ2 60 70/40* 110 1 - 1050/3300 Двигатель тяговый для троллейбуса ДПТ-110У2 предназначен для троллейбусов с релейно-контакторной системой управления. Мощность двигателя — НО кВт, номинальное напряжение — 550 В, ток — 220 А, частота вращения (ном/макс) — 1430/3900 об/мин. Степень защиты IP33. Взрывозащищенные электродвигатели типа 1ВАО (рис. 4.21.33). Асинхронные низковольтные взрывозащищенные электродвигатели с короткозамкнутым ротором типа 1ВАО с высотой оси вращения 315 мм взрывозащищенного исполнения с маркировкой lExdIIBT4 и РВ-ЗВ предназначены для работы от сети переменного тока напряжением 380 или 660 В во взрывоопасных зонах помещений, где могут образовываться взрывоопасные смеси газов категорий ПА, ПВ. • Вид климатического исполнения У2. • Номинальный режим работы S1 (продолжительный). • Конструктивное исполнение двигателей IM1001. • Способ охлаждения двигателей ICA0114 или ICA0151. • Степень защиты двигателей — IP54, наружного вентилятора IP20. • Вид взрывозащиты — «взрывонепроницаемая оболочка». Двигатели выпускаются в трех вариантах: / с привязкой мощностей к установочным размерам двигателей серии ВАО2; / с привязкой мощностей к установочным размерам по PC 3031-71: Z по международным стандартам CENELEK. DIN 42637 и DIN 42677. МЭК Электродвигатели типа 1ВАО по сравнению с электродвигателями серий ВАО2, ВАО4 и 2ВР, ЗВР имеют следующие конкурентные преимущества: • более высокие энергетические показатели;
• все электродвигатели имеют меньшую на 10°С температуру пазовой части обмотки статора чем у ВАО2, ВАО4, что увеличивает ресурс до капитального ремонта в два раза; • более жесткая сварная станина позволяет увеличить срок службы подшипников взрывозащищенность корпуса. • модернизированная коробка выводов облегчает монтаж и техническое обслуживание электродвигателя, позволяет подключать кабели без разделки их в самой коробке как у электродвигателей ВАО2, ВАО4. Технические характеристики двигателей типа 1ВАО приведены в табл. 4.21.54. По просьбе заказчика на базе вышеуказанных машин могут быть изготовлены двигатели экспортного и тропического исполнения на другие мощности, напряжения, частоту вращения и частоту питающей сети с учетом требований контракта. Тип двигателя Размеры, мм Масса, КГ ь, д, А Ао /и Ао 1ВАО-315М-2У2 20 75 12 79,5 140 457 630 1400 1540 1ВАО-315Г-2У2 508 680 1460 1700 1ВАО-315М-4У2 25 90 14 95 170 457 630 1460 1560 1ВАО-315Г-4У2 508 680 1550 1760 1ВАО-315М-6У2 457 630 1260 1280 1ВАО-315Г-6У2 508 680 1340 1540 1ВАО-315М-8У2 457 630 1260 1350 1ВАО-315Г-8У2 508 680 1340 1600 Рис. 4.21.33. Габаритные и установочные размеры двигателей типа 1ВАО
Таблица 4.21.54. Технические характеристики электродвигателей типа 1ВАО Тип двигателя Мощность, кВт Частота вращения, об/ мин cos ср, о.е. КПД, % 1 ВАО-315М-2У2 250 1000 0,94 94,3 1ВАО-315Е-2У2 315 0,94 94,9 1ВАО-315М-4У2 250 1500 0,92 94,5 1 ВАО-315Е-4У2 315 0,93 94,8 1 ВАО-315М-6У2 160 1000 0,9 94,1 1 ВАО-315Е-6У2 200 0,91 94,6 1 ВАО-315М-8У2 132 750 0,89 94,0 1 ВАО-315Е-8У2 160 0,89 94,4 Электродвигатели асинхронные типа 4МТН400 (рис. 4.21.34). Электродвигатели асинхронные переменного тока с фазным ротором типа 4МТН400 предназначены для работы на подъемно-транспортных механизмах всех видов и в электроприводе механизмов металлургических агрегатов в условиях повышенной влажности, запыленности и вибрации. Технические данные приведены в табл. 4.21.55. Преимущества электродвигателей типа 4МТН400: / сварной или литой корпус; / узел контактных колец и щеткодержателей повышенной прочности. Вид климатического исполнения — У1, Т2. Номинальный режим работы: 4МТН — S3 с ПВ 40%; 4МТНФ — S1 с ПВ 100%. Конструктивное исполнение двигателей по способу монтажа — IM1003, IM1004 с одним или двумя рабочими концами вала. Двигатели изготавливаются в исполнениях: • 4МТН — исполнение закрытое обдуваемое, со степенью защиты IP54; • 4МТНФ — исполнение защищенное с независимой вентиляцией, со степенью зашиты IP20. Пуск двигателей прямой от сети переменного тока частотой 50 Гц напряжением 380 В. Изоляция обмотки статора и ротора кремнийорганическая типа «Моно-лит-2» класса нагревостойкости «Н».
Направление вращения двигателей — любое (изменение направления вращения — из состояния покоя). По номинальным данным и высоте оси вращения 4МТН400 полностью заменяют двигатели МТН-711-10, МТН-712-10, МТН-713-10. По просьбе заказчика на базе вышеуказанных машин могут быть изготовлены двигатели на другие мощности, напряжения и частоту сети с учетом требований контракта. Тип двигателя Размеры, мм Масса, кг Ао /н /зо /зз один рабочий конец вала два рабочих конца вала 4MTH400S10 560 670 1402 1665 1255 1280 4МТН400М10 560 710 1473 1736 1420 1445 4MTH400L10 630 790 1553 1816 1580 1605 Рис. 4.21.34. Габаритные и установочные размеры двигателей типа 4МТН400 Таблица 4.21.55. Технические данные двигателей типа 4МТН400 Тип двигателя Мощность, кВт Частота вращения, об/мин 4МТН(Ф)400510У1, Т2 НО 600 4МТН(Ф)400М10У1, Т2 132 600 4МТН(Ф)400П0У1, Т2 160 600 4МТН(Ф)40058У1, Т2 132 750 4МТН(Ф)400М8У1,Т2 160 750 4МТН(Ф)400Ь8У1, Т2 200 750
Электродвигатели асинхронные типа 2АОД (рис. 4.21.35). Электродвигатели асинхронные двухскоростные с короткозамкнутым ротором типа 2АОД предназначены для привода механизмов с тяжелыми условиями пуска (дымососов, вентиляторов и других механизмов с аналогичными характеристиками). Вид климатического исполнения — У1 Номинальный режим работы — продолжительный S1. Конструктивное исполнение двигателей по способу монтажа — IM1101. Способ охлаждения двигателей — ICA01A61. Степень защиты двигателей — IP44. Двигатели предназначены для работы от сети переменного тока частотой 50 Гц. Технические характеристики двигателя типа 2АОД приведены в табл. 4.21.56. Пуск двигателей прямой, от полного напряжения сети и обеспечивается как при номинальном напряжении, так и при снижении напряжения сети за время пуска до 0,8 t/HOM. Двигатели допускают два пуска подряд из холодного состояния и один пуск из горячего состояния. Интервал между последующими пусками не менее 3 ч, количество пусков не более 10000 за период эксплуатации и не более 500 пусков в год. Двигатели выполнены на щитовых подшипниках скольжения. Смазка подшипников двигателей — автономная (кольцевая). Соединение двигателей с приводным механизмом осуществляется посредством упругих муфт. Изоляционные материалы обмотки статора класса нагревостойкости не ниже «В». Изоляция обмотки статора термореактивная типа «Монолит-2». Соединение фаз обмоток — звезда. Выводные концы каждой из обмоток статора располагаются в отдельных выводных устройствах. Направление вращения двигателей правое. По заказу потребителя двигатели выполняются на левое направление вращения. Таблица 4.21.56. Технические характеристики двигателя типа 2АОД Тип двигателя Номинальная полезная мощность, кВт Частота вращения, об/мин Напряжение, В Номинальный ток ста-тора, А кпд, % cos ф, о.е. 2АОД630/315-8/10У1 630/315 750/600 6000 76,5/43,0 93,0/92,0 0,85/0,77 2АОД-800/500-6.6-8/ 10Т1 800/500 750/600 6000 88,0/63,0 93,5/93,0 0,85/0,75 2АОД-1000/630-6Д8/ 10Т1 1000/630 750/600 6000 109,5/78,0 93,8/93,3 0,85/0,76
2545 Оборудование подстанций и электрических сетей Тип двигателя Размеры , мм Масса, кг bi сД hs ^30 ^31 Д До Дд /зо /31 /з4 Дб 2АОД-630/315-8/ЮУ1 36 130кб 138 2320 2260 250 1000 1600 3000 280 800 660 10200 2АОД-800/500-6,6-8/10Т1 36 130кб 138 2480 2420 250 1120 1800 3140 280 800 790 11300 2ЛОД1000/630 6,6 8/10Т1 45 200кб 210 2480 2420 350 1400 2000 3430 280 835 980 13400 Рис. 4.21. 35. Габаритные и установочные размеры двигателей типа 2АОД
На рис.4.21.36...4.21.43 приведены некоторые сведения о типах электродвигателей. Рис. 4.21.36. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (степень защиты IP44, способ охлаждения IC0141, способ монтажа IM1001 ): 1 — станина; 2 — рым-болт; 3 — сердечник статора; 4 — сердечник ротора; 5 — кожух; б, 10 — подшипниковые шиты; 7 — вентилятор; 8 — балансировочный грузик; 9,13 — подшипники; 11 — вал ротора; 12 — шпонка; 14— вентиляционная лопатка; 15 — короткозамыкающее кольцо; 16 — лобовая часть обмотки статора; 17 — коробка выводов; 18 — сальник; 19 — болт Рис. 4.21.37. Асинхронный электродвигатель с фазным ротором: 1 — вентилятор; 2 — вывод роторной обмотки; 3,11 — вал и обмотка ротора; 4 — контактные кольца; 5 — крышка; б — щетки; 7 — щеткодержатели; 8 — жалюзи; 9 — щит; 10 — ротор
Рис. 4.21.38. Устройство трехфазного асинхронного двигателя серии МТН с фазным ротором Рис. 4.21.39. Двигатель с фазным ротором 4АНК200 (степень защиты IP23)
Рис. 4.21.40. Двухъякорный двигатель 2МП мощностью 14000 кВт, 190/400 об/мин Рис. 4.21.41. Асинхронный двигатель 4АН250 (степень защиты IP23)
Рис. 4.21.42. Обдуваемый асинхронный двигатель АО 9-го габарита Рис. 4.21.43. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором со степенью защиты IP44 (54) исполнения IM1001 и h = 160 мм
Двигатель асинхронный тяговый ДАТЭ-17О-4 предназначен для установки на головных и промежуточных вагонах метрополитена. Мощность двигателя — 170 кВт, номинальное напряжение — 530 В, частота тока статора — 43 Гц, частота вращения (ном/макс) — 1290/3600 об/мин. Степень защиты IP20. Двигатель тяговый для вагонов метрополитена ДПТ-114 предназначен для вагонов метрополитена РФ и стран СНГ, для нужд народного хозяйства. Мощность двигателя — 114 кВт, номинальное напряжение — 375 В, ток (ном/прод) — 430/290 А, частота вращения (ном/макс) — 1500/3250 об/мин. Степень защиты IP20. Генератор индукторный ГИ предназначен для питания специальной обмотки возбуждения тягового электродвигателя дизель-электрического трактора. Мощность генератора — 6 кВт, номинальное напряжение — 50 В, ток — 120 А, частота вращения (ном/макс) — 2120/2560 об/мин. Степень защиты IP44. Электродвигатель тяговый ДПТ-196М предназначен для установки на дизель-электрическом тракторе, его модификациях и служит для преобразования электрической энергии генератора в механическую энергию движения трактора. Мощность двигателя — 196 кВт, номинальное напряжение — 300 В, ток — 710 А, частота вращения (ном/макс) — 420/2250 об/мин. Степень защиты IP20. 4.21.10. Оперативное обслуживание асинхронных двигателей. Пуск в ход, реверсирование и торможение асинхронных двигателей Пусковые свойства асинхронного двигателя оцениваются его пусковыми характеристиками: а) значением пускового тока /п или его кратностью /п/ 7НОМ; б) значением пускового М,, или его кратностью 7ИП/7ИПНОМ; в) продолжительностью и плавностью пуска двигателя в ход; г) сложностью пусковой операции; д) экономичностью пусковой операции (стоимостью и надежностью пусковой аппаратуры), а также потерями энергии в ней. Значение пускового тока yl^+r'f+^+xJ2 (4.21.23)
Из анализа (4.21.23) и рис. 4.21.44...4.21.45 следует, что улучшить пусковые свойства двигателя можно увеличением активного сопротивления цепи ротора г2, так как в этом случае уменьшается пусковой ток и увеличивается пусковой момент. Уменьшение напряжения Ui влияет благоприятно на /п (уменьшая его значение), однако пусковой момент 7ИП при этом также уменьшается. Возможность применения того или иного способа улучшения пусковых характеристик определяется видом двигателя, условиями его эксплуатации требованиями к нему. Рис. 4.21.44. Влияние активного сопротивления цепи ротора на механическую характеристику асинхронного двигателя а Рис. 4.21.45. Схема включения (а) и графики изменения момента и тока (фазного) при пуске (б) асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором переключением обмотки статора со звезды на треугольник
Пуск двигателя с фазным ротором. Для приводов большой мощности, требующих значительных пусковых моментов при сравнительно небольших токах, обычно применяют синхронные двигатели с фазным ротором. На время пуска этого двигателя в цепь его ротора с помощью контактных колец и щеток вводят сопротивления /?до6, тем самым смещая механическую характеристику М = f(s) в сторону больших скольжений. Это способствует увеличению пускового момента и одновременно ведет к уменьшению пускового тока /п. По мере разгона ротора двигателя сопротивление /?до6 постепенно выводится, а при достижении ротором номинальной частоты вращения обмотка ротора замыкается накоротко (/?до6 = 0). Максимальный пусковой момент может быть достигнут при таком значении Дда6, которое позволило бы сместить максимум кривой М = f(s) до значения, соответствующего s = I. Добавочное сопротивление, отвечающее ЭТОМУ УСЛОВИЮ, Ядоб« На рис. 4.21.46, а показана схема включения пускового реостата (ПР) в цепь ротора двигателя с контактными кольцами. Ступени ПР переключают таким образом, чтобы в процессе пуска двигателя в ход ток ротора изменялся незначительно, а пусковой момент был бы наибольший. Недостатки пуска этих двигателей: сложность, продолжительность и неэкономичность пусковой операции (расход энергии на нагрев пускового реостата). Пуск двигателя с короткозамкнутым ротором. Он осуществляется как при полном напряжении сети (прямой пуск), так и при пониженном напряжении сети. Прямой пуск применяется для двигателей малой и средней мощности. Двигатели этого типа обычно проектируют так, чтобы при непосредственном подключении обмотки статора к сети возникающие пусковые токи не создавали бы чрезмерных электродинамических усилий и превышения температуры, опасных для механической и термической прочности двигателя. Пуск при пониженном напряжении применяется для двигателей большой мощности, а также для двигателей средней мощности, если питающая сеть имеет небольшую мощность. Понижение напряжения может осуществляться следующими способами: а) путем переключения обмотки статора с нормальной схемы «треугольник» на пусковую схему «звезда» (рис. 4.21.46, б). В этом случае фазовое напряжение, подаваемое на обмотку статора, уменьшается в л/3 раз, что обусловливает уменьшение фазовых токов в л/3 раз, а линейных токов — в 3 раза. По окончании процесса пуска и разгона двигателя до номинальной скорости обмотку статора переключают обратно на нормальную схему «треугольник» (рубильник / в положении D); б) путем включения на время пуска в цепь обмотки статора реакторов (рис. 4.21.46, в, рубильник 2 в положении «выключено»), в результате
Рис. 4.21.46. Схемы пуска в ход асинхронных двигателей: а — с фазным ротором; б, в, г — с короткозамкнутым ротором чего к выводам обмотки статора подводится пониженное напряжение. После разгона двигателя рубильник 2 ставят в положение «включено», и на обмотку статора подается полное напряжение сети; в) автотрансформаторный пуск осуществляется подключением двигателя к сети через понижающий автотрансформатор (рис. 4.21.46, г). Автотрансформатор может иметь несколько ступеней, которые в процессе пуска двигателя переключаются соответствующей аппаратурой. Недостатком всех указанных способов является значительное уменьшение пускового и максимального моментов, которые пропорциональны квадрату приложенного напряжения. Поэтому их рекомендуется применять при пуске двигателя без нагрузки. * Реверсирование асинхронного двигателя (изменение направления вращения его ротора) производится изменением направления вращения маг-
4.21. Электродвигатели собственных нужд электростанций и сетей нитного поля, которое осуществляется переключением каких-либо двух питающих проводов из трех, присоединенных к обмотке статора. В двигателях, работающих при соединении обмотки статора треугольником, это можно сделать переключив обмотки статора с треугольника на звезду, что вызовет уменьшения фазного напряжения в 7з раз. При этом магнитный поток статора, а, следовательно, и магнитный поток ротора уменьшатся примерно в ТЗ раз. Кроме того, несколько увеличивается активная составляющая тока статора: все это способствует повышению cos (рь Рабочие характеристики двигателей малой мощности можно снять методом непосредственной нагрузки с помощью какого-либо тормоза, позволяющего измерить создаваемый им нагрузочный момент. Целесообразность применения того или иного способа улучшения пусковых свойств двигателя определяется конкретными условиями эксплуатации двигателя и требованиями, которые предъявляются к его пусковым свойствам. Помимо пусковых значений тока /п и момента 7ИП, пусковые свойства двигателей оцениваются еще и такими показателями: продолжительность и плавность пуска, сложность пусковой операции, ее экономичность (стоимость и надежность пусковой аппаратуры и потерь энергии в ней). Рассмотрим подробно пуск двигателей с фазным ротором. Наличие контактных колец у двигателей с фазным ротором позволяет подключить к обмотке ротора пусковой реостат (ПР). При этом активное сопротивление цепи ротора увеличивается до значения R2-r2+r'i< гДе гд — электрическое сопротивление пускового реостата, приведенное к обмотке статора. Влияние возросшего значения активного сопротивления на пусковой момент двигателя Мп графически показано на рис. 4.21.47, из которого видно, что если при отсутствии ПР, т.е. при активном сопротивлении цепи ротора /?2=г2 пусковой момент МП = Мпо, то при введении в цепь ротора добавочного активного сопротивления г'оЕ, когда пусковой момент возрастает и при /?2=г2+гдоб=%1+%2 достигает наибольшего значения 7Ипнаи6. При R'2 > х1+%2 пусковой момент уменьшается. Рис. 4.21.47. Зависимость пускового момента от активного сопротивления цепи ротора
При выборе сопротивления пускового реостата гдо6 исходят из условий пуска двигателя: если двигатель включают при значительном нагрузочном моменте на валу, сопротивление пускового реостата гдо6 выбирают таким, чтобы обеспечить наибольший пусковой момент; если же двигатель включают при небольшом нагрузочном моменте на валу, когда пусковой момент не имеет решающего значения для пуска, оказывается целесообразным сопротивление ПР гдоб выбирать несколько больше значения, соответствующего наибольшему пусковому моменту, т.е. чтобы R'^x^x'2. В этом случае пусковой момент оказывается несколько меньшим наибольшего значения Мп „айв, но зато пусковой ток значительно уменьшается. На рис 4.21.48, а показана схема включения ПР в цепь фазного ротора. В процессе пуска двигателя ступени ПР переключают таким образом, чтобы ток ротора оставался приблизительно неизменным, а среднее значение пускового момента было близко к наибольшему. График изменения пускового момента асинхронного двигателя при четырех ступенях пускового реостата представлен на рис. 4.21.48, б. Так, в начальный момент пуска (первая ступень реостата) пусковой момент равен 7Иппих. По мере разгона двигателя его момент уменьшается по кривой 1. Как только значение момента уменьшится до значения Л4пт1П, рычаг реостата переводят на вторую ступень и сопротивление реостата уменьшается Теперь зависимость М = f(s) выражается кривой 2 и пусковой момент двигателя вновь достигает 7Иптях. Затем ПР переключают на третью и на четвертую ступени (кривые 3 и 4). После того как электромагнитный момент двигателя уменьшится до значения, равного значению противодействующего момента на валу двигателя, частота вращения ротора достигнет установивше- Рис.4.21.48. Схема включения пускового реостата (а) и построение графика пускового момента (Б) асинхронного двигателя с фазным ротором
гося значения и процесс пуска двигателя будет закончен. Таким образом, в течение всего процесса пуска значение пускового момента остается приблизительно постоянным, равным Л4пср. Следует иметь в виду, что при слишком быстром переключении ступеней реостата пусковой ток может достигнуть недопустимо больших значений. Пусковые реостаты состоят из кожуха, рычага с переключающим устройством и сопротивлений, выполненных из металлической проволоки или ленты, намотанной в виде спирали, или же из чугунного литья. Пусковые реостаты рассчитаны на кратковременное протекание тока, а поэтому рычаг пускового реостата нельзя долго задерживать на промежуточных ступенях, так как сопротивления реостата могут перегореть. По окончании процесса пуска, когда рычаг реостата находится на последней ступени, обмотка ротора замкнута накоротко. В асинхронных двигателях с фазным ротором обеспечивается наиболее благоприятное соотношение между пусковым моментом и пусковым током: большой пусковой момент при небольшом пусковом токе (в 2...3 раза больше номинального). Недостатками пусковых свойств двигателей с фазным ротором являются некоторая сложность, продолжительность и неэкономичность пусковой операции. Последнее вызывается необходимостью применения пускового реостата и непроизводительным расходом электроэнергии при его нагреве. Целесообразность применения того или иного способа улучшения пусковых свойств двигателя определяется конкретными условиями эксплуатации двигателя и требованиями, которые предъявляются к его пусковым свойствам. Помимо пусковых значений тока /п и момента Л4П, пусковые свойства двигателей оцениваются еще и такими показателями: продолжительность и плавность пуска, сложность пусковой операции, ее экономичность (стоимость и надежность пусковой аппаратуры и потерь энергии в ней). Схема непосредственного включения в сеть и графики изменения тока и момента при пуске асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором представлены на рис. 4.21.49. Пуск двигателя при пониженном напряжении (см. рис. 4.21.46, в). При замыкании рубильника / ток идет через трансформаторы Р, на которых индуктивное сопротивление реактора, Ом. В результате на обмотку статора подается пониженное напряжение Й[=и1иом—]'1Пхр. После разгона ротора двигателя включают рубильник 2 и подводимое к обмотке статора напряжение оказывается номинальным.
Рис. 4.21.49. Схема непосредственного включения в сеть (а) и графики изменения тока и момента при пуске (б) асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором Недостаток этого способа пуска состоит в том, что уменьшение напряжения в гг 1_ раз сопровождается уменьшением пускового момента Мп в ^1ном (тт1_)2раз- Ч110М При пуске двигателя через понижающий автотрансформатор (см рис. 4.21.46, в, г) вначале замыкают рубильник 1, соединяющий обмотки автотрансформатора звездой, а затем включают рубильник 2 и двигатель оказывается подключенным на пониженное напряжение U{. При этом пусковой ток двигателя, измеренный на выходе автотрансформатора, уменьшается в КА раз, где Кк — коэффициент трансформации автотрансформатора. Что же касается тока в питающей двигатель сети, т.е. тока на входе автотрансформатора, то он уменьшается в раз по сравнению с пусковым током при непосредственном включении двигателя в сеть. Дело в гом, что в понижающем автотрансформаторе первичный ток меньше вторичного в Кк раз и поэтому уменьшение пускового тока при автотрансформаторном пуске составляет KkKk ~ Кд раз. Например, если кратность пускового тока асинхронного двигателя при непосредственном его включении в сеть составляет /п//ном = 6, а напряжение сети 380 В, то при автотрансформаторном пуске с понижением напряжения до 220 В кратность пускового тока К/1ты = б/(380/220)2 = 2. После первоначального разгона ротора двигателя рубильник 1 размыкают и автотрансформатор превращается в реактор. При этом напряжение на выводах обмотки статора несколько повышается, но все же остается меньше номинального. Включением рубильника 3 на двигатель подается полное напряжение сети. Таким образом, автотрансформаторный пуск проходит тремя ступенями: на первой ступени к двигателю подводится напряжение Ux = (0,50...0,60)1ЛНОМ, на второй — 17, = (0,70...0,80) (/1ном и, наконец, на третьей ступени к двигателю подводится номинальное напряжение
Как и предыдущие способы пуска при пониженном напряжении, автотрансформаторный способ пуска сопровождается уменьшением пускового момента, так как значение последнего прямо пропорционально квадрату напряжения. С точки зрения уменьшения пускового тока автотрансформаторный способ пуска лучше реакторного, так как при реакторном пуске пусковой ток в питающей сети уменьшается в ,, 1— раз, а при автотранс-<71ном U > форматорном — в ( 1 у раз. Но некоторая сложность пусковой операции Цном и повышенная стоимость пусковой аппаратуры (понижающий автотрансформатор и переключающая аппаратура) несколько ограничивают применение этого способа пуска асинхронных двигателей. Короткозамкнутые асинхронные двигатели с улучшенными пусковыми характеристиками. Стремление улучшить пусковые свойства асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором привело к созданию асинхронных двигателей с особой конструкцией ротора: двигателей с глубокими пазами на роторе и двигателей с двумя короткозамкнутыми клетками на роторе. Двигатель с глубокими пазами на роторе (рис. 4.21.50). От обычного асинхронного двигателя этот двигатель отличается тем, что у него лазы ротора сделаны в виде узких глубоких щелей, в которые вложены стержни обмотки ротора, представляющие собой узкие полосы. С обеих сторон эти стержни приварены к замыкающим кольцам. Обычно глубокий паз имеет соотношение размеров hn/bn = 9... 10, где /гп, Ьг — высота и ширина паза. В момент включения двигателя, когда частота тока в роторе имеет наибольшее значение (/2 = Л), индуктивное сопротивление нижней части каждого стержня значительно больше верхней. Объясняется это тем, что нижняя часть стержня сцеплена с большим числом магнитных силовых линий поля рассеяния. На рис. 4.21.50, б показан график распределения плотности пускового тока в стержне ротора с глубокими пазами по высоте стержня. Из этого графика следует, что почти весь ток ротора проходит по верхней части стержня, поперечное сечение которой, намного меньше сечения всего стержня. Это равноценно увеличению активного сопротивления стержня ротора. Примером двигателей с глубокими пазами на роторе являются асинхронные двигатели серий АН32, они являются высоковольтными (6000 В), но в отличие от двигателей серии АН2 имеют закрытое исполнение с принудительной вентиляцией от постороннего вентилятора. Двигатели этой серии имеют мощность от 500 до 2000 кВт, Асинхронные двигатели серии АТД2 имеют мощность от 1000 до 5000 кВт; напряжение питания 6000 В. В отличие от ранее рассмотренных двигателей
Рис. 4.21.50. Ротор с глубокими пазами: а — устройство, б — распределение плотности тока ротора по высоте стержня при пуске и при работе двигателя этой серии выполняются со стояковыми подшипниками скольжения. Система вентиляции двигателей радиальная симметричная, разомкнутая или замкнутая. Тепловое состояние двигателей серий АТД2 контролируется термометрами сопротивления, вставленными в лобовые части обмотки статора. Концы проводов от этих термометров выведены на зажимы коробки выводов. При температуре нагрева обмоток, превышающей допустимую, электрический сигнал от термометров можно использовать для автоматического отключения двигателя. Таким образом, двигатель с глубокими пазами на роторе обладает бла- гоприятным соотношением пусковых параметров: большим пусковым моментом при сравнительно небольшом пусковом токе. По мере нарастания частоты вращения ротора частота тока в роторе убывает (f2= sfx). В связи с этим уменьшается индуктивное сопротивление обмотки ротора х2 = f2. Распределение плотности тока по высоте стержня в том случае становится более равномерным, что ведет к уменьшению активного сопротивления ротора. При работе двигателя с номинальной частотой вращения, когда f2<< fi процесс «вытеснения» тока практически прекращается и двигатель работает, как обычный короткозамкнутый. Эффект вытеснения тока хорошо проявляется при пазах ротора бутылочной формы (рис. 4.21.51) В этом случае «вытеснение» тока происходит в верхнюю часть паза, имеющую меньшее сечение, а, следовательно, большее активное сопротивление. Применение Рис. 4.21.51. Бутылочная форма стержней ротора
пазов бутылочной формы позволяет сократить высоту пазов ротора, а, следовательно, уменьшить диаметр ротора по сравнению с глубокопазным ротором. Двигатель с двумя клетками на роторе. Еще лучшими пусковыми свойствами обладают асинхронные двигатели с двумя короткозамкнутыми клетками на роторе (рис. 4.21.52, а): рабочей, клеткой 1, стержни которой расположены в нижнем слое, и пусковой клеткой 2, стержни которой расположены в верхнем слое, ближе к воздушному зазору. Стержни пусковой клетки обычно выполняют из латуни или бронзы — материалов, обладающих более высоким, чем у меди, активным сопротивлением Индуктивное сопротивление рассеяния пусковой клетки невелико, так как ее стержни расположены вблизи воздушного зазора и к тому же с двух сторон имеют воздушные щели (рис. 4.21.52, б). Стержни рабочей клетки выполняют из меди, и по сравнению со стержнями пусковой клетки они имеют большее сечение. Это обеспечивает рабочей клетке малое активное сопротивление. Но зато индуктивное сопротивление рабочей клетки больше, чем у пусковой, особенно в начальный период пуска, когда частота тока в роторе сравнительно велика (/2 ~fi)- Рис. 4.21.52. Двухклеточнь й ротор: а — устройство: б — распределение плотности тока в рабочей и пусковой клетках при пуске и работе двигателя В момент пуска двигателя ток ротора проходит в основном по верхней (пусковой) клетке, обладающей малым индуктивным сопротивлением. При этом плотность тока в стержнях пусковой клетки и намного больше плотности тока в стержнях рабочей клетки (рис 4.21.52, б). Повышенное активное сопротивление этой клетки обеспечивает двигателю значительный пусковой момент при пониженном пусковом токе. По мере увеличения частоты вращения ротора уменьшается частота тока в роторе, при этом индуктивное сопротивление рабочей клетки уменьшается и распределение плотности тока в стержнях пусковой и рабочей клеток становится почти одинаковым. В итоге происходит перераспределение вращающего момента между клетками: если в начальный период пуска момент создается глав
ным образом токами пусковой клетки, то по окончании периода пуска вращающий момент создается в основном токами рабочей клетки. Так как активные сопротивления клеток ротора не одинаковы, то зависимость М = f(s) этих клеток изображается разными кривыми (рис. 4.21.53). Максимальное значение момента пусковой клетки вследствие ее повышенного активного сопротивления смещено в сторону скольжений, близких к единице. Вращающие моменты от обеих клеток направлены в одну сторону, поэтому результирующий момент двигателя равен сумме Мрабк клеток М = Мпк + Л4рабк. Рис. 4.21.53. Механическая характеристика двухклеточного асинхронного двигателя моментов пусковой Мпк и рабочей Двигатели с двумя клетками на роторе по сравнению с асинхронными двигателями обычной конструкции имеют повышенную стоимость, что объяс- няется сложностью конструкции. 4.21.11. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей Частота вращения ротора асинхронного двигателя n = nl(l = s) = ^-(l-s) (4.21.24) Торможение асинхронного двигателя осуществляется следующими способами: 1 Генераторное торможение — режим, при котором под действием внешней силы частота вращения ротора п становится больше синхронной частоты th. В этом режиме скольжение становится отрицательным и изменяется в пределах s = - п)/щ. 2. Электромагнитное торможение — режим, при котором под действием внешней силы ротор вращается в направлении, противоположном направлению вращения магнитного поля. В этом случае скольжение изменяется в пределах l<s<+°° (практически s<2). Режим электромагнитного торможения можно осуществить, выполнив реверсирование двигателя. При этом режиме значительно возрастает ток в обмотке ротора, и для его ограничения в цепь обмотки ротора необхо
димо включать реостат, что возможно, только в двигателе с фазным ротором. 3. Динамическое торможение — режим, при котором обмотка статора двигателя подключается к источнику постоянного тока (автономному или выпрямителю, работающему от сети переменного тока). 4. Торможение при помощи электромагнитных муфт или тормозов с электромагнитным управлением. Из (4.21.24) ясно, что частоту вращения асинхронного двигателя можно регулировать изменением какой-либо из трех величин: а) скольжения s; б) частоты тока в статоре /с; в) числа пар полюсов магнитного потока статора р. Рассмотрим каждый из этих способов в отдельности. Регулирование частоты вращения изменением скольжения возможно тремя способами: изменением значения подводимого к обмотке статора симметричного напряжения Ux нарушением симметрии этого напряжения и изменением активного сопротивления цепи ротора. Регулирование частоты вращения изменением напряжения Ux. Возможность этого способа регулирования подтверждается графиками М = f(s), построенными для различных значений U] (рис. 4.21.54, а). При неизменной нагрузке на валу двигателя увеличение напряжения вызывает рост частоты вращения. Однако диапазон регулирования частоты вращения получается небольшой, что объясняется узкой зоной устойчивой работы двигателя, ограниченной критическим скольжением sKp. Кроме того, значительное увеличение Ux (относительно номинального значения) вызывает чрезмерный перегрев двигателя, а значительное уменьшение Ux снижает перегрузочную способность двигателя Л4тах/7ИНОМ. Подводимое к двигателю напряжение изменяют регулировочным автотрансформатором или реакторами, включаемыми в разрыв цепи статора. Регулирование частоты вращения нарушением симметрии подводимого напряжения. При нарушении симметрии трехфазной системы напряжений вращающееся магнитное поле статора становится эллиптическим; при этом появляется обратная составляющая, которая создает момент, направленный навстречу электромагнитному (вращающему) моменту двигателя, что ведет к уменьшению результирующего момента. Механические характеристики двигателя (рис. 4.21.54, б) при этом способе регулирования располагаются в заштрихованной зоне: между характеристикой при симметричном трехфазном питании (рис. 4.21.54, б, кривая /) и характеристикой при однофазном питании (кривая 2), что является пределом несимметрии трехфазного напряжения.
п1 = 3000 об/мин Рис.4.21.54. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей: а — с изменением подводимого напряжения; б — нарушением симметрии подводимого напряжения; в — изменением числа пар полюсов обмотки статора в Регулирование нарушением симметрии можно осуществить с помощью однофазного регулировочного автотрансформатора АТ (рис. 4.21.54, б). При уменьшении напряжения на выходе АТ несимметрия напряжения увеличивается, а частота вращения ротора уменьшается. Недостатки этого метода: узкая зона регулирования (интервал от Si до s2 на рис.4.21.54, б) и ухудшение КПД двигателя по мере увеличения несимметрии напряжения. Регулирование частоты вращения нарушением симметрии или изменением значения подводимого напряжения 1/1 обычно применяют в двигателях небольшой мощности. >- Регулирование частоты вращения изменением активного сопротивления в цепи ротора. Этот способ регулирования возможен только в асинхронных двигателях с фазным ротором, у которых концы обмотки ротора через контактные кольца и щетки выведены наружу, что дает возможность
4.21. Электродвигатели собственных нужд электростанций и сетей включить последовательно с обмоткой ротора регулировочный реостат /?до6 и с его помощью изменять активное сопротивление цепи ротора. Механические характеристики асинхронного двигателя, построенные для разных значений активного сопротивления ротора, показывают, что с увеличением активного сопротивления цепи ротора (включением /?до6) возрастает скольжение, а частота вращения п при М = const уменьшается. Достоинства данного способа регулирования: плавность регулирования в широком диапазоне частот вращения и улучшение пусковых свойств двигателя, так как при МпП > Л4П, пусковой ток ротора /пП < /пь Существенный недостаток — большие электрические потери в цепи ротора Регулирование частоты вращения изменением частоты тока питающей сети (частотное регулирование) Этот способ регулирования основан на изменении синхронной частоты вращения nlt которая пропорциональна частоте тока в обмотке статора. Для осуществления такого регулирования необходим источник питания с регулируемой частотой тока [. В качестве источника применяются электромагнитные и полупроводниковые преобразователи частоты. Однако необходимо иметь в виду, что одновременно с изменением частоты питающего напряжения [ будет меняться максимальный электромагнитный момент двигателя. Поэтому для сохранения перегрузочной способности, коэффициента мощности и КПД двигателя на требуемом уровне необходимо одновременно с изменением частоты f изменять и напряжение сети Ub Если регулирование частоты вращения двигателя производится при условии постоянства нагрузочного момента, то подводимое напряжение необходимо изменять пропорционально изменению частоты тока: (4.21.25) Частотное регулирование позволяет плавно изменять частоту вращения двигателей в широком диапазоне (до 12:1). Источники питания с регулируемой частотой тока несколько удорожают установку, и поэтому частотное регулирование до недавнего времени применялось редко. Однако в последние годы благодаря развитию полупроводниковой техники созданы устройства частотного управления, техникоэкономические показатели которых позволят широко применять их для регулирования частоты вращения асинхронных двигателей, особенно в по-жаро- и взрывоопасных средах, где коллекторные двигатели нельзя применять из-за наличия щеточного контакта. Регулирование частоты вращения изменением числа полюсов обмотки статора. Этот способ регулирования дает лишь ступенчатое
изменение частоты вращения и применяется только в двигателях с короткозамкнутым ротором (многоскоростные асинхронные двигатели). Изменение числа полюсов обмотки статора производится двумя способами. Первый способ: в пазы статора укладывают две обмотки с разным числом пар полюсов, например одна обмотка с р=1, а другая с р=2. Эти обмотки электрически не связаны между собой, и, включая в сеть разные обмотки, можно получить частоту вращения, соответственно равную 3000 и 1500 об/мин (при f=50 Гц). Второй способ: в пазах статора размещается одна обмотка, схема которой позволяет путем переключений изменять число пар полюсов. Как видно из см. рис. 4.21.54, в, соединяя секции обмотки статора последовательно или параллельно, можно изменять число пар полюсов р магнитного потока, а, следовательно, и частоту вращения. Комбинация этих способов дает возможность получить двигатели с большим числом ступеней регулировки. Следует сказать, что из описанных способов изменения числа пар полюсов чаще применяется второй способ, поскольку применение двух обмоток статора (первый способ) увеличивает массу и габаритные размеры двигателя, а также приводит к неполному использованию обмоток двигателя на любой частоте. 4.21.12. Основные неисправности электродвигателей и рекомендации по их устранению В табл. 4.21.57...4.21.59 рассмотрены некоторые наиболее часто встречающиеся неисправности электродвигателей и приведены общие рекомендации по их устранению. 4.21.13. Самозапуск электродвигателей Кратковременное снижение или полное исчезновение напряжения на шинах собственных нужд, вызванное коротким замыканием или переключением на резервное питание из-за автоматического или ошибочного ручного отключения рабочего питания, ведет к снижению частоты вращения двигателей вплоть до полной остановки некоторых из них. Для сохранения в работе основных агрегатов электростанции двигатели ответственных механизмов при этом не отключаются от шин После устранения причины кратковременного нарушения электроснабжения они восстанавливают нормальную частоту вращения без вмешательства персонала. Такой процесс называется самозапуском. Продолжительность самозапуска двигателей не должна превышать 30...35 с для станции среднего давления из-за опасности повреждения обмоток двигателей от перегрева; 20...25 с — для станции высокого давления с
Таблица 4.21.57. Неисправности электродвигателей постоянного тока и рекомендации по их устранению Неисправность и ее признаки Причины неисправности Определение и устранение неисправностей Искрят все щетки или часть их Щетки установлены неправильно Проверить положение щеток по заводским меткам, имеющимся на траверсе Искрение сопровождается повышенным нагревом коллектора и щеток 1. Щетки в плохом состоянии и неправильно установлены в щеткодержателях. Размеры обойм щеткодержателей не соответствуют размерам щеток*, плохой контакт между щетками и их арматурой. 2. Щетки слабо прилегают к коллектору. 3. Поставлены угольные щетки неподходящей марки (слишком мягкие или твердые). 1. Угольные щетки имеют неровную обгоревшую рабочую поверхность с царапинами; плохо пришлифованы; их края обломаны или обгоре-'ли. Следует правильно установить щеткодержатели и щетки. Угольные щетки тщательно пришлифовать к коллектору стеклянной шкуркой (наждачной бумагой не рекомендуется) 2. Сильнее прижать щетки, в случае надобности укоротить нажимную пружину, но лучше заменить ее новой**. 3. Установить щетки в соответствии с указанием завода-изготовителя. Равномерно перегрета вся машина. Других признаков ненормальной работы нет 1. Машина перегружена. 2. Вентиляционные пути машины засорились; активная сталь и обмотки покрылись теплоизолирующим слоем мелких волокон и пыли. 3. Засорились воздушные фильтры 1. Снизить нагрузку. При отсутствии искрения щеток усилить вентиляцию машины. 2. Тщательно очистить машину и продуть сжатым, чистым и сухим воздухом (давление не более 0,2 МПа). 3. Матерчатые фильтры очистить от грязи и пыли Двигатель не запускается. В якоре нет тока при включенном пусковом реостате 1. Перегорели предохранители. 2. Обрыв в пусковом реостате или в проводах. 3. Обрыв в обмотках якоря. 1. Поставить новые предохранители. 2. Найти с помощью контрольной лампы или мегомметра поврежденное место и устранить обрыв 3. Обрыв большей частью происходит в соединениях между коллектором и обмоткой, редко в самой обмотке. Найти место обрыва * Расстояние от обоймы щеткодержателя до поверхности коллектора должно составлять 2,5...3 мм у крупных машин; 1,5...2,5 мм у машин ПН28,5...ПН550 и около 1 мм у машин ПН5...ПН17,5. ** Нажатие на щетку должно соответствовать определенному удельному давлению, зависящему от марки щеток и окружной скорости коллектора или контактных колец.
Таблица 4.21.58. Дефекты обмоток якоря электрических машин постоянного тока и причины их появления Дефект Причины дефекта Пояснения и рекомендации Неудовлетворительное качество изоляции Неплотная намотка при изолировке, сдвиги слюды, образование морщин, недостаточная просушка, неправильный нахлест при изолировке — Механические повреждения Присутствие в пазах металлических стружек, опилок, повреждение изоляции в процессе вкладки ее, при рихтовке и осадке обмотки в пазы. Небрежное отношение к работе, неаккуратная транспортировка. Витковые замыкания 1. Повреждения изоляции витков во время опрессовки пазовой части. 2. Перемещение отдельных витков во время опрессовки пазовой части. 3. Некачественная пайка концов обмотки с хомутиками или коллекторными пластинами. Припой, попадая между пластинами коллектора или между отдельными концами секции, соединяет их между собой. 4. Появление «мостиков» (затяжек) от пластины к пластине на коллекторе при обточке его тупым резцом или при большой подаче. 5. Повреждение изоляции при транспортировке или сборке 2. Проводники продавливают изоляцию соседних проводников, создавая тем самым соединение между витками. 3. Этому часто способствует присутствие в припое посторонних составных частей, например сурьмы, которая делает сплав очень жидким и подвижным в расплавленном состоянии. 4 Устраняются продо-роживанием коллектора. 5. Витковое соединение может получиться после пробоя изоляции на корпус. Обрывы обмотки Плохая пайка концов обмотки с пластинами коллектора или «петушками» — Соединения концов обмотки с коллекторными пластинами перепутаны Наличие крестов одинарных, двойных и т.д., а также встречных соединений.
Таблица 4.21.59. Неисправности асинхронных электродвигателей и рекомендации по их устранению Неисправность и ее признаки Причины неисправности Определение и устранение неисправностей Искрят щетки, некоторые щетки и их арматура сильно нагреваются и обгорают См. табл. 4.21.57 См. табл. 4.21.57 Активная сталь статора равномерно перегрета, хотя нагрузка двигателя не превышает номинальной Напряжение сети выше номинального Снизить напряжение сети до номинального или усилить вентиляцию двигателя Активная сталь при холостом ходе двигателя и номинальном напряжении сети местами сильно нагревается 1. Местные замыкания между отдельными листами активной стали, вызванные заусенцами или задеванием ротора о статор. 2. Зубцы активной стали в отдельных местах выгорели, и оплавлены вследствие коротких замыканий в обмотке статора или пробоя обмотки на корпус. 1. Удалить заусенцы, разъединить соединенные листы стали и прола-। кировать их изоляционным лаком 1 воздушной сушки. 2. Вырубить или вырезать поврежденные места. Между отдельными листами проложить тонкий электрокартон или пластинки слюды и пролакировать их изоляционным лаком. В случае большого количества повреждений необходимо произвести полную перешихтов-ку стали с перемоткой статора. Вся обмотка статора равномерно перегрета 1. Двигатель перегружен или нарушена его нормальная вентиляция. 2. Напряжение на выводах двигателя ниже номинального, вследствие чего двигатель при номинальной мощности перегружен током. 3. Обмотка статора соединена не в звезду, а в треугольник. 1. Снизить нагрузку или усилить вентиляцию (запросить завод-изготовитель о способах усиления вентиляции). 2. Повысить напряжение до номинального или уменьшить ток нагрузки до номинального. 3. Соединить обмотку статора в звезду. Обмотка статора местами сильно нагревается. Ток в отдельных фазах неодинаковый. Двигатель сильно гудит и тормозится 1. Витковое замыкание в обмотке статора. 2. Короткое замыкание между двумя фазами. 1. В основном определяется ощупыванием обмотки после ее отключения. 2. Поврежденное место отремонтировать или же перемотать поврежденную часть обмотки. Вся обмотка ротора равномерно перегрета. Двигатель име- См. табл. 4.21.57 См. табл. 4.21.57
Продолжение табл. 4.21.59 Неисправность и ее признаки Причины неисправности Определение и устранение неисправностей ет пониженную частоту вращения Ротор, а иногда и статор перегреваются. Двигатель гудит, ток в статоре сильно пульсирует. Двигатель с нагрузкой плохо запускается и не развивает номинальной частоты вращения; момент вращения меньше номинального 1. Плохой контакт в пайках лобовых частей обмотки или нулевой точке, в переходных соединениях между стержнями или в соединениях между параллельными группами. 2. Плохой контакт в соединениях обмотки с контактными кольцами. 3. Плохой контакт в соединениях между контактными кольцами и пусковым реостатом или в пусковом реостате. 1. Проверить все пайки обмотки ротора; те из них, которые неисправны или внушают подозрение, перепаять. Если наружным осмотром не удается обнаружить место плохой пайки, производят проверку методом падения напряжения 2. Проверить контакты токопро-водов в местах соединения их с обмоткой и контактными кольцами. 3. Проверить исправность контактов в местах присоединения проводов к ротору и реостату, проверить и почистить контакты и щетки пускового реостата. Двигатель не запускается Отсутствует ток в статоре, что может наблюдаться из-за перегорания предохранителей или выключения неисправного автоматического выключателя Поставить новые предохранителя; исправить автоматический выключатель Двигатель не запускается, при разворачивании от руки работает толчками и ненормально гудит; в одной фазе статора нет тока Обрыв в одной фазе цепи сети или внутренний обрыв в обмотке статора. Если обрыв фазы произойдет во время работы двигателя, то при отсутствии надлежащей максимальной защиты может перегореть обмотка статора или ротора Проверить вольтметром напряжение на выводах статора. Если имеется обрыв в одной фазе сети или напряжение во всех трех фазах несимметрично (в случае перегорания предохранителя или обрыва в одной фазе первичной обмотки трансформатора), то устранить неисправность сети. Если сеть исправна, го устранить обрыв в обмотке статора Двигатель не запускается несмотря на то, что напряжение на выводах статора номинальное, а ток во всех трех фазах статора одинаков Обрыв в двух (или трех) фазах пускового реостата или в соединительных проводах между ротором и пусковым реостатом Отыскать с помощью мегомметра или контрольной лампы место обрыва и устранить Все три напряжения на кольцах равны при неподвижном разомкнутом роторе Сильное одностороннее притяжение ротора к статору из-за большой разработки вкладышей подшипников, смещения под- Устранить неисправность
Окончание табл. 4.21.59 Неисправность и ее признаки Причины неисправности Определение и устранение неисправностей шипниковых щитов или подшипниковых стояков Двигатель с короткозамкнутым ротором хорошо запускается без нагрузки; с нагрузкой не запускается Нагрузка при пуске велика 1 Уменьшить нагрузку при пуске поперечными связями и 15...20 с — для блочных станций из-за возможности отключения котельных или блочных агрегатов технологической защитой при более продолжительном самозапуске. При отключении питания напряжение на секции с не отключенными двигателями остается на с за счет электромагнитной и кинетической энергии, запасенной двигателями, а при наличии синхронных двигателей — до 3 с. Участвующие в групповом выбеге двигатели механизмов с большим моментом инерции (вентиляторы, дымососы) работают в этом случае в режиме генераторов, отдавая часть энергии двигателям механизмов с меньшим моментом инерции, работающим в двигательном режиме. На продолжительность самозапуска двигателей влияют длительность перерыва питания, параметры питающих трансформаторов или линий, суммарная мощность не отключаемых от секций двигателей и их загрузка.
ОГЛАВЛЕНИЕ 4.9. Электрическая дуга и методы ее гашения..............7 4.9.1. Процесс отключения выключателя.................7 4.9.2. Кратчайшая теория горения электрической дуги...9 4.9.3. Процесс гашения электрической дуги.............17 4.10. Разъединители 4.10.1. Общие сведения о разъединителях...............36 4.10.2. Разъединители для внутренней установки........41 4.10.3. Разъединители наружной установки..............45 4.10.4. Приводы к разъединителям......................83 4.11. Выключатели нагрузки 6-10 кВ 4.11.1. Основные сведения о выключателях нагрузки.....90 4.11.2. Специальные выключатели нагрузки..............98 4.12. Короткозамыкатели и отделители 4.12.1. Короткозамыкатели и отделители...................114 4.13. Выключатели высокого напряжения 4.13.1. Включатели 6-1150 кВ..........................130 4.13.2. Основные параметры силовых выключателей.......131 4.13.3. Механический и коммутационный ресурс выключателей..........................................138 4.13.4. Выбор электротехнического оборудования........141 4.14. Масляные выключатели 6 кВ и выше 4.14.1. Основные сведения.............................145 4.14.2. Выключатели типа ВМ...........................149 4.14.3. Баковые выключатели типов МКП, У, Си другие...............................153 4.14.4. Выключатели типа ВМГ с малым объемом масла (горшковые).....................................160 4.14.5. Выключатели типа ВМП-10.......................163 4.14.6. Выключатели для КРУ...........................180 4.15. Воздушные выключатели 4.15.1. Основные сведения.............................187 4.15.2. Воздушные выключатели на напряжение 35 кВ.....205 4.16. Электромагнитные выключатели 6-35 кВ 4.16.1. Электромагнитные выключатели..................211 4.16.2. Автопневматические выключатели................222 4.17. Вакуумные выключатели 6-110 кВ 4.17.1. Основные сведения о вакуумных выключателях 6-110 кВ, вакуумных контакторах 6-10 кВ и дугогасительных камерах...............................225
4.17.2. Вакуумные выключатели производства ОАО «ЭЛКО» (г. Минусинск).................................235 4.17.3. Вакуумные дугогасительные камеры и выключатели,.. разработанные во Всероссийском электротехническом институте (ВЭИ).............245 4.17.4. Вакуумные дугогасительные камеры, контакторы и выключатели ФГУП НПП«Контакт» (г. Саратов).................263 4.17.5. Вакуумные выключатели фирмы «Таврида Электрик» (BB/TEL)...........................324 4.17.6. Вакуумные выключатели типа 3AF и 3AG (Германия)............................................341 4.17.7. Обзор производства и конструкционных особенностей вакуумных выключателей напряжением 6-10 кВ, выпускаемых в России.............345 4.18. Элегазовые выключатели 4.18.1. Основные сведения............................352 4.18.2. Элегазовые выключатели 35 кВ фирмы «Элтек», Екатеринбург..........................................361 4.18.3. Элегазовые выключатели типа ВФ (фирма «АВВ», Швеция).................................368 4.18.4. Элегазовый выключатель типа НВ...............372 4.18.5. Выключатели фирмы «Siemens» (Германия).......374 4.18.6. Элегазовый выключатель NXA-24................404 4.18.7. Приборы для обеспечения работы элегазовых выключателей..........................................408 4.18.8. Техника безопасности при эксплуатации элегазовых выключателей в ЗРУ.........................412 4.19. Приводы силовых выключателей 4.19.1. Управление силовыми выключателями............413 4.19.2. Параметры приводов, выпускаемых в РФ.........413 4.19.3. Ручные приводы...............................416 4.19.4. Пружинные приводы............................420 4.19.5. Пневматические приводы.......................449 4.19.6. Приводы электромагнитные.....................452 4.20. Приводы выключателей BB/TEL...........................470 4.21. Электродвигатели собственных нужд электростанций и сетей 4.21.1. Назначение электродвигателей..................499 4.21.2. Асинхронные двигатели разных серий. Характеристики электродвигателей......................503 4.21.3. Устройство асинхронных двигателей............509 4.21.4. Принцип действия асинхронного двигателя......516 4.21.5. Принцип образования вращающегося магнитного поля.......................................518
4.21.6. Преобразование энергии в электрических машинах..521 4.21.7. Электромагнитный момент асинхронного двигателя. Механическая характеристика.................523 4.21.8. Асинхронные двигатели единой серии 4А...........535 4.21.9. Двигатели различных типов.......................561 4.21.10. Оперативное обслуживание асинхронных двигателей. Пуск в ход, реверсирование и торможение асинхронных двигателей................601 4.21.11. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей.............................................612 4.21.12. Основные неисправности электродвигателей и рекомендации по их устранению...........................616 4.21.13. Самозапуск электродвигателей...................616
Евгении Федорович Макаров СПРАВОЧНИК ПО ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ СЕТЯМ 0,4-35 кВ и 110-1150 кВ Учебно-производственное издание Том 5 Технический редактор Я.А. Каминская Компьютерная верстка С. В. Байздренко Художник М.М. Щербаков Подготовлено к печати издательским предприятием ЗАО «ПАПИРУС ПРО» Телефакс: (095) 681-2998, 975-8125 E-mail: iaz-energy@yandex.ru http://iaz-energy.narod.ru Интернет-магазин: www/energybook/ru Подписано в печать 28.06.05. Формат 70x100/16 Бумага офсетная. Гарнитура «Antiqua». Печать офсетная. Печ. л. 40 Тираж 10 000 экз. Заказ № 3547 Отпечатано в ОАО Ордена Трудового Красного Знамени «Чеховский полиграфический комбинат» 142300 г. Чехов Московской области Т/ф (501) 443-92-17 E-mail:chpk_marketing(&)chehov.ru
300041, г. Тула, ул. Пирогова, 14-А, оф. 312, телефакс: (0872) 30-70-55. e-mai: info@tesc.ru Воронежский филиал: 394026, г. Воронеж, пр-т Труда, 65, телефакс (0732)392-592, e-mail- to c@com hru Курский филиал: 107145, г. Курск, ул. Энгельса д. 109, телефакс (0712)353-672, НйИ. tesc^kgsovtestm мп шгоюдаш Ж ШПРЕ с шили Крупнейший в России изготовитель кабельно-проводниковой продукции 0 силовые кабели иа напряжение 1—35 кВ, 0 контрольные кабели, 0 эмаль-провода, 0 обмоточные провода, 0 специальные провода, 0 нефтепогружные кабели, 0 кабельная арматура. (095)742-08-08 www.kabel.ru info@kabel.ru МТД «КАМКАБЕЛЬ» ООО 127006, Москва ул. Краснопролетарская, 7 Идрицкии завод высоковольтной аппаратуры Издательского Дома «ЭНЕРГИЯ» В магазине представлен широкий спектр ТЕХНИЧЕСКОЙ, НОРМАТИВНОЙ, НАУЧНО-ПОПУЛЯРНОЙ и ОБЩЕСТВЕННО-ДЕЛОВОЙ литературы. Мы работаем напрямую с издательствами. Оптовым покупателям предоставляются скидки!
ЗАО "Папирус ПРО «785901 0542/7