Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работы

Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работы

Здравствуйте, уважаемые посетители сайта «Заметки электрика».

Еще перед летним отпуском в этом году, мы выводили в ремонт силовой трансформатор 110/10 (кВ) мощностью 63 (МВА). Ремонтная бригада производила замену разрядников на стороне 110 (кВ) на ОПН. А мы в это время занимались полной проверкой релейной защиты и автоматики этого самого трансформатора.

Схема электроснабжения данной подстанции выстроена с высокой стороны на отделителях и короткозамыкателях. Вот я и решил написать об этом более подробно. Тема сегодняшней статьи будет называться короткозамыкатель. Я Вам расскажу про назначение и применение короткозамыкателя, а также про принцип его работы.

Итак, начнем.

Короткозамыкатель – это коммутационный аппарат, который необходим для создания искусственного короткого замыкания в электрической цепи.

Смысл его работы заключается в следующем. При внутреннем повреждении силового трансформатора включается короткозамыкатель и создает искусственное короткое замыкание. В это время на питающей подстанции релейная защита реагирует на ток искусственного короткого замыкания и отключает питающую линию, а соответственно, и силовой трансформатор от сети.

Короткозамыкатель может устанавливаться либо на одном полюсе, в электроустановках напряжением 110 (кВ) и выше, либо на двух полюсах, в электроустановках напряжением 35 (кВ).

В моем примере на одной подстанции короткозамыкатель установлен в ОРУ на стороне 110 (кВ) в фазе В, а на другой — в фазе С и А.

Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работы

На фотографии выше видно, что короткозамыкатель КЗ-110 установлен в фазе В.

Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работы

А на этой фотографии на одном вводе короткозамыкатель КЗ-110 установлен в помещении ЗРУ в крайней фазе С, а на другом вводе — в фазе А.

В общем это зависит в том числе и от конструктивных особенностей подстанции.

При установке короткозамыкателя высоковольтный выключатель на стороне 110 (кВ) не требуется, что значительно упрощает и удешевляет монтаж такого электрооборудования примерно на 40-50%, не теряя при этом надежность.

Хотя признаюсь Вам, что при написании своего дипломного проекта на тему: «Модернизация главной распределительной подстанции» я ушел от применения короткозамыкателей и отделителей, и установил на сторону 110 (кВ) вакуумные высоковольтные выключатели ВБЭ-110. На то это и дипломный проект, чтобы показать и доказать, что данная модернизация и расчеты имели право на жизнь.

На нашем предприятии имеются две главные распределительные подстанции (ГПП) напряжением 110/10 (кВ), где установлены короткозамыкатели. И у обеих подстанций схемы немного различаются. Давайте разберем работу короткозамыкателя на каждой из этих подстанций.

Работа короткозамыкателя без отделителя

Представляю Вашему вниманию электрическую принципиальную схему подстанции ГПП-1 110/10 (кВ) ввода № 1.

Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работы

Питание силового трансформатора Т-1 осуществляется по воздушной линии 110 (кВ) через линейный разъединитель ЛР-110.

Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работы

Вот этот самый силовой трансформатор Т-1 110/10 (кВ) мощностью 63 (МВА) .

Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работы

На стороне 110 (кВ) в сторону линии установлен заземляющий нож ЗН для обеспечения электробезопасности при проведении ремонтных работ.

Как Вы видите, короткозамыкатель КЗ-110 установлен на стороне 110 (кВ) без отделителя.

Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работы
Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работы

В таком случае при внутреннем повреждении силового трансформатора Т-1 включается короткозамыкатель, который создает искусственное короткое замыкание на воздушной линии.

Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работы

Под действием искусственного тока короткого замыкания релейная защита на питающей подстанции отключает с помощью выключателя эту линию. Линия остается без напряжения до выяснения конкретных причин повреждения силового трансформатора Т-1.

Работа короткозамыкателя с отделителем

А вот схема питания ГПП-2 110/10 (кВ) немного отличается от предыдущей схемы.

Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работы

  • Питание силового трансформатора Т-1 осуществляется по воздушной линии 110 (кВ) через линейный разъединитель ЛР-110 и отделитель ОДЗ-110.

В данной схеме, в отличии от предыдущей, установлен отделитель ОДЗ-110. Устанавливается он на всех трех полюсах. Более подробно про отделитель я напишу в отдельной статье. Чтобы не пропустить, подпишитесь на получение извещения о выходе новых статей на сайте.

  1. В нормальном режиме работы силового трансформатора Т-1 все три силовых контакта отделителя замкнуты. 
  2. А при возникновении внутреннего повреждения силового трансформатора Т-1 срабатывает короткозамыкатель, который создает искусственное короткое замыкание на воздушной линии.

Под действием искусственного тока короткого замыкания релейная защита на питающей подстанции отключает с помощью высоковольтного выключателя эту линию. И только после того, как линия отключится, в эту бестоковую паузу отключается отделитель, размыкая свои силовые контакты и тем самым отделяя поврежденный силовой трансформатор от сети.

Выглядит это следующим образом. Специально для Вас я снял видео работы короткозамыкателя в паре с отделителем.

Затем на этот высоковольтный выключатель на питающей подстанции действует АПВ (автоматическое повторное включение) и он включается. Линия снова становится под напряжение.

Эта схема немного сложна тем, что в ней необходима более точная  и четкая слаженность работы релейной защиты на срабатывание короткозамыкателя и отделителя, а также высоковольтного выключателя на питающей подстанции. Этому способствуют различные виды блокировки устройств релейной защиты и автоматики, а также своевременное обслуживание приводов короткозамыкателя и отделителя.

Вот поэтому к релейной защите и предъявляются такие основные требования, как селективность (избирательность), быстродействие, чувствительность и надежность.

Но Вы только представьте себе, что произойдет, если релейная защита сработает не слаженно, и отделитель будет разрывать ток искусственного короткого замыкания. Это приведет к очень большим последствиям и аварии на подстанции.

P.S. Думаю, что смысл установки короткозамыкателя и отделителя на подстанции Вам ясна. В следующих статьях я расскажу Вам про конструкцию короткозамыкателя и отделителя, и их привода.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Источник: http://zametkielectrika.ru/korotkozamykatel/

Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работы

Современная организация высоковольтных ЛЭП не предусматривает использование выключателей в узловых точках, подключенных к питающим линиям. Вместо них на большинстве подстанций используются короткозамыкатели и отделители.

Такая концепция позволила, сохраняя высокий уровень надежности, существенно снизить стоимость оборудования и, что не маловажно, упростить его. Об устройстве этих электрических аппаратов и принципе действия будет рассказано ниже.

Назначение короткозамыкателя и отделителя

Кратко расскажем, для чего предназначен каждый из коммутационных аппаратов:

  • Основная задача отделителей – произвести оперативное отключение обесточенного проблемного сегмента сети. По сути, этот контактный аппарат является разъединителем со скоростью срабатывания 500-1000 мс. Конструкция может иметь заземление или быть изолированной от него.
    Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работыОтделитель ОД-220

В сетях с классом напряжения до 110,0 кВ применяются трехполюсные аппараты, управляемые общим пусковым приводом. Для 220 кВ и выше используются однополюсные устройства (по одному на фазу). Отключаются отделители автоматически, а включаются вручную. Управление разъединителями осуществляется релейной защитой.

  • Короткозамыкателями называют быстродействующие приводы, используемые для создания искусственного замыкания в линии с целью вызвать ее защитное отключение. В такой операции возникает необходимость в случае возникновения нештатной ситуации или аварии, например, при повреждениях трансформаторов.
    Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работыКороткозамыкатель КЗ-110

В зависимости от конструкции замыкание производится между фазами (в сетях до 35,0 кВ) или одной из фаз на «землю», для линий с классом напряжения от 110,0 кВ. Включается короткозамыкатель автоматически, при срабатывании релейной защиты, но если возникнет необходимость, процесс может быть запущен вручную. Что касается отключения, то для него автоматический режим не предусмотрен.

Устройство короткозамыкателя и отделителя

Кратко расскажем о конструкции электромеханических аппаратов, изображенных выше, это будет полезно при объяснении их принципа работы. Начнем с отделителя, его упрощенный чертеж представлен ниже (рис.3 1).

Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работыРисунок 3. 1) конструкция отделителя; 2)конструкция короткозамыкателя

Обозначения (часть 1 конструкция отделителя):

  • А1 – стойки изоляторы.
  • B1 – поворотные штанги с установленными контактами ножами.
  • С1 – пружинный механизм, приводящий в движение поворотные штанги.
  • D1 – платформа.
  • E1 – шкаф с электромагнитным «спусковым» механизмом, освобождающим пружинный привод, разводящий контактные части.

Как сами устройства, так и механика их работы не отличаются сложностью. Мы уже упоминали, что применение отделителя производится при снятом напряжении с сети, то есть, когда включаются выключатели на питающей магистрали. Следовательно, на разъединители можно не устанавливать специальные вакуумные дугогасительные контактные камеры.

Теперь рассмотрим основные элементы конструкции короткозамыкателя (рис.3 2):

  • A2 – основная (опорная) штанга-изолятор.
  • В2 – неподвижная штанга с контактными ножами.
  • С2 – пружинный привод.
  • D2 – платформа, на которой установлен короткозамыкатель.
  • E2 – шкаф для электромагнитного привода и трансформатора тока.
  • F2 – подвижная заземленная штанга, замыкающая полюса короткозамыкателя.

Конструктивно короткозамыкатель КЗ-35, а также другие модели, создающие искусственное межфазное КЗ, имеют несколько отличий от представленного на рисунке устройства. Поскольку имитируется линейное замыкание, то подвижная не соединена с «землей», она подключается к другой фазе. Соответственно, конструкция снабжена еще одним изолятором-стойкой.

Принцип действия

Механика действий этих устройств довольно простая, у отделителя она следующая: при поступлении сигнала срабатывает реле отключающее электромагнит, который блокирует пружинный механизм. В результате срабатывания привода отделителя, его поворотные штанги разводятся в разные стороны, размыкая контакты. Сигнал на отключения подают цепи управления релейной защиты.

Читайте также:  Провод пв3: технические характеристики, конструкция, применение

Используются разъединители только с применением короткозамыкателей. Это связано с тем, что с помощью последних можно током КЗ вызвать срабатывание релейной защиты, как на текущей высоковольтной подстанции, так и той, к которой подключена питающая ЛЭП. Короткозамыкатель может быть запущен по сигналу защиты трансформатора или вручную, если в том возникла необходимость.

Как только сигнал на запуск получен, отключается электромагнит блокировки пружинного механизма и под его воздействием приводится в движение подвижный контакт.

В результате короткозамыкатель вызовет КЗ линии, что моментально приведет в действие релейную защиту. По ее сигналу сработают высоковольтные выключатели питающей ЛЭП.

Поскольку скорость срабатывания разъединителей существенно ниже, они будут производить отключение уже обесточенной магистрали.

Для закрепления материала рассмотрим несколько примеров.

Работа короткозамыкателя без отделителя

Ниже представлена принципиальная электрическая схема подстанции, где применяется короткозамыкатель без использования отделителя.

Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работыСхема подстанции 110/10

Значащие обозначения:

  • A – Линейный размыкатель в высоковольтной части ТП.
  • В – Короткозамыкатель.
  • С – Силовой трансформатор.

В данной схеме короткозамыкатель будет работать следующим образом:

  1. Если возникают проблемы с трансформатором «С» его подает сигнал на короткозамыкатель «В».
  2. Механизм электромеханического устройства производит короткозамкнутое соединение.
  3. КЗ отслеживает релейная защита, и формирует сигнал на ЛР «А».
  4. Силовой выключатель срабатывает и отключает ввод.

После того, как будет установлена и устранена причина срабатывания защиты, отключается выключатель (то есть, производится подключения вводной линии).

Описанный выше пример организации защиты на подстанции вполне работоспособен и надежен, но применение выключателя в данном случае не оправдывает себя ввиду его высокой стоимости.

Совместная работа короткозамыкателя с отделителем

Теперь рассмотрим связку ОД-КЗ на примере подстанции с двумя трансформаторными группами, запитанными от одной входящей ЛЭП.

Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работыПример подстанции с ОД-КЗ

Обозначения:

  • Вк1 – силовой выключатель ВЛ (замкнут).
  • Вк2, Вк3 – силовые защитные выключатели на низкой стороне (замкнуты).
  • Вк4 – секторный выключатель (разомкнут).
  • Кз1, Кз2 – короткозамыкатели (разомкнуты).
  • Од1, Од2 – отделители (замкнуты).
  • Тр1, Тр2 – силовые трансформаторы 220/10

Для получения представления как работает данная схема, рассмотрим ситуацию с выходом из строя одного из трансформаторов:

  1. Представим, что в Тр2 нарушилась изоляция, что привело к образованию электроразрядов разлагающих масло, что обнаруживает газовое реле и подает соответствующий сигнал на щит управления короткозамыкателя Кз2.
  2. Сигнал, поступивший на блокирующее реле, приводит к его срабатыванию. Механизм разблокируется и пружинным приводом осуществляется толчок подвижной штанги, в результате замыкаются две фазы.
  3. Это включает Вк1, что приводит к отключению питающей линии обесточиванию Tp1 и Tp2. КЗ также вызывает соответствующую реакцию релейной защиты Tp2, она отключает Вк3 (снимается нагрузка) и запускает Од2. Поскольку у последнего самая низка скорость срабатывания, он приводится в действие последним, когда ВЛ и нагрузка отключены.
  4. Через определенную выдержку Вк1 вновь подключает ЛЭП (срабатывает система автоматического повторного включения).
  5. Автоматика ввода резерва включает Вк4.

По итогу на подстанции работает только Тр1, от которого запитываются обе секции.

Особенности

Идеальных систем не бывает, естественно, что у короткозамыкателей и отделителей имеется ряд особенностей, часть из которых можно причислить к недостаткам.

Например, у последних резко снижается надежность срабатывания при оледенении. Эта проблема решается, если используются разъединители закрытого типа с элегазовым наполнением.

Такие устройства стоят дороже обычных моделей, но все равно обходятся дешевле силовых выключателей.

К короткозамыкателям также имеются претензии, в частности, по скорости их срабатывания (она порядка 400-500 мс). Самое простое решение в данном случае – использование конструкций, где в качестве приводе используется пороховой заряд.

В остальном эксплуатация аппаратов, описанных в статье, вполне оправдывает себя, о чем говорит популярность связки ОД-КЗ.

Источник: https://www.asutpp.ru/korotkozamykateli-i-otdeliteli.html

Что такое отделитель с короткозамыкателем?

Чтобы снизить стоимость оборудования на высоковольтной подстанции вместо выключателей используют короткозамыкатели и отделители на стороне повышенного напряжения.

Такая система конечно устарела и многим уступает более надежному варианту защиты, однако до сих пор применяется на подстанциях, напряжением 35 кВ и выше.

В этой статье мы рассмотрим принцип работы, назначение и конструкцию отделителей и короткозамыкателей.

Принцип действия

Трансформатор – это приспособление, представляющее собой электромагнитное устройство с 2-я (и более) обмотками. Этот аппарат предназначен в основном для превращения переменного тока с одного напряжения в другой. Трансформация энергии происходит благодаря магнитному полю.

Трансформаторные будки в основной части используются для проведения электричества на большущие расстояния, при всем этом разделяют и рассылают ее на приемники, выпрямители, усилители различного типа устройств. Основной составной частью вышеуказанного приспособления есть провод с обмотками.

Для качественно работы в трансформаторах устанавливаться короткозамыкатели и отделители, которые регулируют исправность аппарата.

Кратко о короткозамыкателе

Короткозамыкательэто устройство, которое создает в электрических линиях неестественное короткое замыкание. Где же применяются такие приспособления? Прежде всего аппарат устанавливается в трансформаторах.

Его используют с целью обеспечить отключение неисправного трансформатора после того, как было создано короткое замыкание во время действия релейной защиты линии которую питает.

После этого и трансформатор, и линия отключаются от электросети.

Как работает короткозамыкатель? Аппарат работает на 2 или же на 1 полюс, зависимо от вольтажа. Установки, имеющие 35кВ работают с двумя полюсами, а при напряжении в 110кВ или более находит применение один полюс. Можно наглядно рассмотреть фото и схему КЗ, чтобы понять из чего он состоит.

  • Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работы
  • Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работы
  • Схема короткозамыкателя КЗ–35: (1 – стальная коробка; 2 – опорный изолятор; 3 – недвижимый контакт; 4 – движущийся заземленный нож (контакт); 5 – вал).

У короткозымыкательной передачи есть пружина, отвечающая за включение движущегося ножа на недвижимый контакт, который в данный момент под напряжением. Релейная защита подает импульс, запуская привод, но отключается вручную. Во избежание возникновения дуги и поломки прибора нужно увеличить резвость ножа. В подобных конструкциях короткозамыкатель включается за 0,15 – 0,5 с.

Кратко об отделителе

Отделитель – это своеобразный разъединитель, быстро отключающий сеть без тока, когда на тот пойдет об этом команда.

Его можно отличить от разъединителя благодаря приводу в виде пружины, находящемуся на отделителе. Включение этого приспособления проводится ручным способом.

Отделители могут, так же иметь заземленную ножку с одной стороны или же с обеих. Рассмотрим на фото и схеме ниже из чего состоит отделитель:

  1. Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работы
  2. Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работы
  3. Схема отделителя ОД–220: (1 – 2-х колонковый разъединитель с ножом, который вращается; 2 – колонки; 3 – привод в виде пружин).

Ознакомившись со схемой, посмотрим, как работает отделитель. Он отключает цепь (без тока) или ток намагничивания, но отключить ток короткого замыкания, появившегося во время запуска короткозамыкателя нельзя.

И через этот нюанс в схемах ОД и КЗ есть блокировка, которая не дает отделителю выключиться при условии, что через трансформатор проходит ток.

Где применяется это приспособление? В трансформаторной будке, для стабилизации ее работы.

Также, чтобы отделитель не отключался в конструкцию введено токовое реле, которое подключено непосредственно к трансформатору тока находящийся в короткозамыкателе. После отключения линии реле замкнет контакт и конденсатор, что приведет его к работе. Далее, благодаря конденсатору 2 сработает отключение.

Совместная работа

Если конструкция открытого типа, то работа вышеупомянутых аппаратов нестабильна (вплоть до отказа работать), так как они чувствительны к морозу, гололеду. По этой причине были разработаны закрытые камеры с газом. Газ может утечь и при таком условии он восстанавливается из баллона, который приделан к оболочке камеры. Давление в подобных камерах регулируется постоянно мановакуумметром.

Короткозамыкатель вмещает в себе контактную камеру из фарфора и 2-х электродов с одиночным разрывом в 0,9 см. Для прикрепления шины проводящей ток в недвижимом контакте есть выход. Гибкие связи соединяют между собой контакт.

Контактная камера заполняется газом с давлением 0,3 Мпа. Газ, находящийся в камере, не поддается горению, и это не несет опасности при взрыве или пожаре. Исходя из этого устройства по гашению дуги не имеют смысла в конструкции.

 Нижний контакт похож на стержень с цилиндром в виде экрана и имеет розеточный тип.

Схема совместной работы выглядит так:

Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работы

Схема действия отделителя с короткозамыкателем

где:

  • Q – выключатель;
  • QR – отделитель;
  • QN – короткозамыкатель;
  • T1, T2 – силовые трансформаторы;
  • TA1, TA2, TA3 – токовые трансформаторы;
  • YAT – отключение отделителя;
  • YAC – включение короткозамыкателя.

Эта система, комбинация почти что аналог выключателю с высоким вольтажом. При аварийной ситуации внутри зоны, которая защищается, защитным элементом выступает силовой трансформатор, который с помощью некоторых процессов обесточивает всех потребителей данного трансформатора.

Также во время, когда нет подачи тока отделитель отключается, чтобы предотвратить собственный разрыв от воздействия тока. Такая система используется в сетях с большим током. Как мы уже говорили выше, система ОД-КЗ является дешевой, но в наше время она уже устарела и заменяется более новыми выключателями. Подробнее узнать об этом вопросе вы можете, просмотрев видео:

Читайте также:  Как подключить розетку к выключателю, который смонтирован на стене?

Достоинства и недостатки

Отделители и короткозамыкатели в открытом виде не очень качественно работают в неблагоприятные погодные условия. Из-за этого была создана некая конструкция с системой контакта, помещенная в камеру с элегазом.

Установка с 35 киловаттами использует 2 полюса. Более мощные (110 киловатт и более) используется один полюс. Типичные короткозамыкатели срабатывают очень долго и поэтому целесообразней пользоваться устройством, в основе которого пороховой заряд. Взрыв его запускает нож в движение.

Важно знать, что контролируя состояние аппаратов, в первую очередь нужно проверять изоляцию на всех деталях.

Вот и все, что хотелось рассказать вам о принципе работы, конструкции и назначении короткозамыкателей и отделителей. Надеемся, информация была для вас полезной и понятной!

Советуем также прочитать:

Источник: https://samelectrik.ru/chto-takoe-otdelitel-s-korotkozamykatelem.html

Отделители и короткозамыкатели

Подробности Категория: Разъединители

В настоящее время начинают широко применяться высоковольтные подстанции без выключателей на питающей линии. Это позволяет удешевить и упростить оборудование при сохранении высокой надежности. Для замены выключателей на стороне высокого напряжения используются короткозамыкатели и отделители.

Крроткозамыкатель — это быстродействующий контактный аппарат, с помощью которого по сигналу релейной защиты создается искусственное КЗ сети. Отделитель представляет собой разъединитель, который быстро отключает обесточенную цепь после подачи команды на его привод.

Если в обычном разъединителе скорость отключения мала, то в отделителе процесс отключения длится 0,5—1 с.

В качестве примера применения короткозамыкателей и отделителей на рис. 9 приведена схема питания от одной линии двух трансформаторных групп 77 и Т2. В схему кроме быстродействующих короткозамыкателей QK1 и QK2, введены отделители Q1 и Q2, которые при нормальном режиме работы замкнуты.

Допустим, вследствие ухудшения изоляции трансформатора Т1 внутри него возникают электрические разряды, которые приводят к разложению масла и выделению газа. Газовые пузырьки, поднимаясь вверх, приводят к срабатыванию газового реле. По сигналу этого реле включается короткозамыкатель и в цепи возникает искусственное КЗ.

Под действием тока КЗ срабатывает выключатель   защиты QF1 и обе группы Т1 и Т2 обесточиваются.

Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работы Рис. 9. Схема коммутации с отделителями и короткозамыкателями

С помощью релейной защиты трансформатора 77 отключается также выключатель QF2, после чего с некоторой выдержкой отключается отделитель Q1.

Затем, так как режим искусственного КЗ оказался отключенным, снова включается выключатель QF1. Если до аварии выключатель QF4 был отключен, тс после включения выключателя QFJ он может быть включен.

При этом будет восстановлено питание потребителей на шинах 10 кВ первой трансформаторной группы.

Таким образом, в этой схеме удается не ставить выключатели на стороне 220 кВ трансформаторов Т1 и Т2. Однако для надежной работы необходима четкая последовательность в работе короткозамыкателей, выключателей и отделителей. Иначе возможны такие тяжелые аварийные случаи, как отключение тока КЗ отделителями и др.

Эффективность такой схемы тем выше, чем больше номинальное напряжение сети. Указанный эффект достигается за счет отсутствия выключателей на стороне 35—220 кВ, а также аккумуляторных батарей и компрессорных установок. Уменьшается площадь подстанции. Создается возможность приближения напряжения 35—220 кВ непосредственно к потребителям.

Сокращаются сроки строительства. По справочным данным, применение отделителей и короткозамыкателей позволяет удешевить стоимость подстанции на 40—50 % и практически сохранить ту же надежность. б) Конструкция короткозамыкателей и отделителей. На рис. 10 представлен короткозамыкатель КЗ-110 на напряжение 110 кВ.

На стальной коробке 1 установлен опорный изолятор 2. Вверху опорного изолятора расположен неподвижный контакт 3, находящийся под высоким напряжением. Подвижный заземленный контакт — нож 4 укреплен на валу 5 привода короткозамыкателя. Для создания необходимой прочности нож 4 имеет ребро жесткости 6.

Основание 1 изолировано от земли и присоединяется к одному концу первичной обмотки трансформатора тока, второй конец которой заземлен (рис. 12). На вал 5 действует пружина привода, которая заводится в отключенном состоянии. Для включения подается команда на электромагнит привода, который освобождает защелку механизма.

Под действием пружины нож перемещается в вертикальной плоскости вверх и заземляет контакт 3. Время включения такого короткозамыкателя 0,15—0,25 с.

В основу конструкции отделителя ОД-110У на 110 кВ (рис. 11) положен двухколонковый разъединитель с вращением ножей 1 в горизонтальной плоскости. Приведение в движение колонок 2 осуществляется пружинным приводом 3 с электромагнитным управлением. Во включенном положении пружины привода заведены.

Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работы Рис. 10. Короткозамыкатель Рис. 11. Отделитель

При подаче команды пружина   освобождается и контакты   расходятся за время 0,4—0,5 с. Параметры отечественных короткозамыкателей и отделителей приведены в справочной литературе. Схема релейной защиты при использовании отделителей и короткозамыкателей приведена на рис. 12. Короткозамыкатель 1 имеет пружинный привод 4.

Механизм расцепления 6 привода может срабатывать от реле максимального тока мгновенного действия 8 и независимого расцепителя 10. От трансформатора тока 3 питается электромагнит 9 расцепителя отделителя 2. Отделитель отключается под действием пружины 5. При нормальной работе подстанции отделитель 2 включен, а короткозамыкатель 1 выключен.

При внутреннем повреждении трансформатора срабатывает либо реле дифференциальной защиты КА, либо газовое реле Вг. Промежуточное реле при этом включает электромагнит независимого расцепителя 10. В результате короткозамыкатель 1 включается и через трансформатор тока 3 течет ток КЗ. Электромагнит 9 включается, и его якорь 11 заводит пружину 12.

Схема будет находиться в таком состоянии до тех пор, пока от своей защиты не отключится выключатель, установленный на стороне высокого напряжения 220 кВ (выключатель QF1 на схеме рис. 9). После отключения этого выключателя ток через короткозамыкатель 1ив обмотке трансформатора 3 прекратится.

Электромагнит 9 обесточится, его якорь под действием возвратной пружины освобождает защелку 7, и отделитель 2 размыкается.

Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работы Рис. 12. Схема релейной защиты при использовании отделителей и короткозамыкателей Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работы Рис. 13. Элегазовый короткозамыкатель  110 кВ

Теперь выключатель на питающем конце линии может включаться вновь. Такая схема применяется только тогда, когда выключатель срабатывает (отключается) от замедленно действующей защиты. При быстродействующей защите линии применяются другие схемы.

Описанные выше конструкции короткозамыкателей и отделителей имеют большое время срабатывания (0,5—1 с), что удовлетворяет современные требования к энергосистемам. В перспективе это время должно быть уменьшено до 0,08—0,12 с при напряжениях до 220 кВ. Рассмотренные аппараты не обеспечивают также достаточную надежность работы при гололеде и сильных морозах.

Для уменьшения времени включения замыкателя и времени отключения отделителя необходимо сокращать междуконтактное изоляционное расстояние путем применения элегазогой или вакуумной среды. Более перспективным является использование элегазовых аппаратов, так как удается получить необходимую прочность при одном разрыве.

Для вакуумных аппаратов необходимо включение нескольких разрывов последовательно. На рис. 13 представлен элегазовый короткозамыкатель на напряжение 110 кВ. В фарфоровом цилиндре 1 установлены контакты 2 и 3. Давление элегаза в цилиндре составляет 0,3 МПа. Привод подвижного контакта 3 осуществляется тягой 5. Стальной сильфон 4 обеспечивает герметизацию полости цилиндра 1.

Расстояние между контактами 85—110 мм. Время срабатывания в 4—5 раз меньше, чем у существующих короткозамыкателей открытого типа. Короткозамыкатель защищен от климатических воздействий окружающей среды.

Выбор разъединителей

Номинальное напряжение разъединителя должно соответствовать номинальному напряжению высоковольтной сети. Наибольший длительный ток нагрузки потребителя не должен превышать номинальное значение длительного тока разъединителя.

Ударный ток КЗ в месте установки разъединителя не должен превышать допустимую амплитуду ударного тока КЗ разъединителя.

Внешние условия работы разъединителя должны соответствовать реальным условиям эксплуатации аппарата (скорость ветра, температура, гололед).

Выбор короткозамыкателей и отделителей

Номинальное напряжение короткозамыкателя должно соответствовать номинальному значению напряжения сети. Динамическая и термическая стойкости короткозамыкателя должны соответствовать току КЗ в месте его установки. Время включения короткозамыкателя должно соответствовать требованиям схемы автоматики.

Номинальные данные по току и напряжению отделителя выбираются так же, как и для разъединителя. Кроме того, время отключения должно соответствовать требованиям схемы автоматики.

Источник: https://leg.co.ua/info/razediniteli/otdeliteli-i-korotkozamykateli.html

Отделители и короткозамыкатели. Назначение, принцип работы

Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работы Сегодня на высоковольтных подстанциях зачастую используются типовые схемы без установки выключателей на питающей линии. Благодаря такой конструктивной особенности удаётся настроить полнофункциональное оборудование, которое отличается простотой исполнения и дешевизной при неизменно высокой надёжности. Чтобы заменить выключатели на стороне высокого напряжения применяются отделители и короткозамыкатели.

Короткозамыкатели служат для того чтобы создавать искусственное КЗ сети по сигналу релейной защиты. Отличаются высоким быстродействием.

Отделитель — это разъединитель, способный быстро отключить обесточенную сеть, когда подаётся команда на его привод. Отделители срабатывают значительно медленней обычных разъединителей (в течение 0,5-1,0 секунд).

Посредством отделителя отсоединяются повреждённые участки сети после того, как выполнено отключение защитного выключателя.

В свою очередь выключатель срабатывает по причине короткого замыкания, которое создаётся короткозамыкателем.

Читайте также:  Аргоновая сварка своими руками: схемы, как варить

Короткозамыкатели создают искусственное КЗ в случаях повреждения трансформатора. В результате этого под влиянием защиты происходит отключение выключателей, которые установлены на питающих выводах линий.

Короткозамыкатели управляются посредством привода ШПК, а включение короткозамыкателя происходит в автоматическом режиме под влиянием пружинного механизма в результате срабатывания привода по сигналу релейной защиты.

В случае необходимости короткозамыкатель можно также включить вручную. Отключить же его можно исключительно при ручном оперировании.

  • Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работы
  • Отделитель на подстанции.
  • Особенности короткозамыкателей и отделителей

Разъединители бывают одно- и трёхполюсными, предназначены для внутренней и наружной установки. Для осуществления отключения и включения разъединителей используются пневматические, электродвигательные и ручные приводы.

Отделители, короткозамыкатели открытой конструкции не очень надёжно функционируют во время неблагоприятных погодных условий (гололёд, мороз). Немало зафиксировано случаев отказа в работе.

Чтобы повысить стабильность работы таких изделий, была разработана конструкция с контактной системой, помещаемой в закрытую камеру, наполненную элегазом.

Для того чтобы скомпенсировать утечки элегаза, имеется связанный через фильтр баллон с внутренней полостью камеры контакта.

В установках напряжением 35 кВ используются два полюса короткозамыкателя, которые когда срабатывают, создают искусственное двухфазное короткое замыкание. В более мощных установках (110 кВ и выше) с заземлённой нейтралью используется только один полюс короткозамыкателя.

Типичные короткозамыкатели имеют скорость включения порядка 0,4-0,5 секунд. Если такого времени срабатывания недостаточно, используются короткозамыкатели на основе порохового заряда, под действием взрыва которого происходит движение ножа.

В целях автоматизации подстанций отделители применяются не только для обесточивания электрических цепей, но также и для перевода подстанций на резервные источники питания.

При контроле состояние короткозамыкателей и отделителей в первую очередь необходимо обращать внимание на состояние изоляции изделий и контактных соединений.

Источник: https://pue8.ru/podstantsii/512-otdeliteli-i-korotkozamykateli-naznachenie-printsip-raboty.html

Отделители и короткозамыкатели

В настоящее время разработаны типовые схемы высоковольтных подстанций без выключателей на питающей линии. Это позволяет удешевить и упростить оборудование при сохранении высокой надежности. Для замены выключателей на стороне высокого напряжения используются короткозамыкатели и отделители.

Короткозамыкатель — это быстродействующий контактный аппарат, который по сигналу релейной защиты создает искусственное КЗ сети.

Короткозамыкатели наружной установки с приводом ШПК (привод короткозамыкателя в шкафу) и трансформатором тока ТШЛ 0,5 (трансформатор тока шинный, с литой изоляцией, класс точности 0,5) предназначены для создания искусственного короткого замыкания (двухфазного у КЗ-35 или на землю у КЗ-110, КЗ-220) при повреждениях в трансформаторе. Под воздействием защиты замыкание вызывает отключение выключателей, установленных на питающих концах линий.

Управление короткозамыкателем осуществляется приводом ШПК, причем включается короткозамыкатель автоматически под действием пружинного механизма при срабатывании привода от сигнала релейной защиты. При необходимости короткозамыкатель может быть включен также вручную. Отключается короткозамыкатель только при ручном оперировании.

Отделитель представляет собой разъединитель, который быстро отключает обесточенную цепь после подачи команды на его привод.

Если в обычном разъединителе скорость отключения очень мала, то в отделителе процесс отключения длится 0,5-1,0 с. Отделитель отсоединяет поврежденные участки электрической цепи после отключения защитного выключателя.

Выключатель срабатывает от искусственного короткого замыкания, создаваемого короткозамыкателем.

Отделители представляют собой двухколонковый разъединитель с ножами заземления (ОДЗ); одним ОДЗ-1А, ОДЗ-1Б, двумя ОДЗ-2 или без них (ОД), управляемый приводом ШПО (привод отделителя в шкафу). До 110 кВ включительно три полюса отделителя соединяются в общий трехполюсный аппарат и управляются одним приводом ШПО.

Отделители на 220 кВ выполняются в виде трех отдельных полюсов, каждый из которых управляется самостоятельным приводом.

Отключение отделителя происходит автоматически под действием заведенных пружин при срабатывании блокирующего реле или отключающего электромагнита, освобождающих механизм свободного расцепления привода. Включение отделителя производится вручную.

Конструкции короткозамыкателей и отделителей:

На рис. 4.1.1. показан короткозамыкатель на напряжение 35 кВ КЗ-35. В скобках приведены размеры для короткозамыкателя на 110 кВ.

Рис. 4.1.1 Короткозамыкатель КЗ-35

На стальной коробке 1 установлен опорный изолятор 2. Вверху опорного изолятора расположен неподвижный контакт 3, находящийся под высоким напряжением. Подвижный заземленный контакт — нож 4 укреплен на валу 5 привода короткозамыкателя. Основание 1 изолировано от земли.

На вал 5 действует пружина привода, которая заводится в отключенном состоянии. Для включения подается команда на электромагнит привода, который освобождает защелку механизма. Под действием пружины нож перемещается в вертикальной плоскости и заземляет контакт 3.

Время включения такого короткозамыкателя 0,15-0,25 с.

Рис. 4.1.2. Отделитель

В основу конструкции отделителя ОД-220 на напряжение 220 кВ положен двухколонковый разъединитель с вращением ножей 1 в горизонтальной плоскости, рис. 4.1.2 Приведение в движение колонок 2 осуществляется пружинным приводом 3 с электромагнитным управлением. Во включенном положении пружины привода заземлены. При подаче команды пружина освобождается и контакты расходятся за время 0,4-0,5 с.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ОТДЕЛИТЕЛЕЙ КОРОТКОЗАМЫКАТЕЛЕЙ

Источник: https://studbooks.net/1924731/matematika_himiya_fizika/otdeliteli_korotkozamykateli

4.Назначение,конструкция и принцип действия разъединителей, отделителей, короткозамыкателей

Разъединители:
общая характеристика. (Р)

Р
– предназначены для создания видимого
разрыва. Можно откл. и вкл. нагруженные
тр-ры небольшой мощности, вкл. и откл.
зарядный ток линии ограниченной длины.
Можно производить оперативные переключения
без разрыва эл. цепи.

Р1
– вкл., Р2
– откл. Присоединение на II системе шин.

Присоединение
можно перевести на I систему шин включив
Р2.
Оперативное переключения разъединителем
возможны при авариях.

Приводы
Р-ей бывают ручные и электродвигательные.

Р-ли
снабжаются заземлительными ножами
(одни или двумя). Один нож предусмотрен
на шинный Р. Заземл-й нож обращен в
сторону выкл-я. Двумя ножами снабжаются
линейные Р-ли.

  • Различают
    Р-ли одно- и трехполюсные наружной и
    внутренней установок.
  • Разъединители
    внутренней установки.

Р
– предназначены для создания видимого
разрыва. Можно откл. и вкл. нагруженные
тр-ры небольшой мощности, вкл. и откл.
зарядный ток линии ограниченной длины.
Можно производить оперативные переключения
без разрыва эл. цепи.

Различают
Р-ли одно- и трехполюсные наружной и
внутренней установок.

Для
внутренней установки в основном
используются Р-ли рубящего типа.

Такие
Р-ли имеют механические и эл.магнитные
замки. Для этого используются специальные
подпружиненные пластины. В пластине
наводятся токи.

Если
рабочий ток превышает 4000А требуется
дополнительное усилие на отключение.

Разъединители
наружной установки.

Р
– предназначены для создания видимого
разрыва. Можно откл. и вкл. нагруженные
тр-ры небольшой мощности, вкл. и откл.
зарядный ток линии ограниченной длины.
Можно производить оперативные переключения
без разрыва эл. цепи.

Различают
Р-ли одно- и трехполюсные наружной и
внутренней установок.

3-
главные ножи; 4- контактная система; 5-
заземляющие ножи; 6- привод.

Замок
выполняется эл.магнитным.

В
настоящее время эксплуатируются Р-ли
наружной установки след-х типов:

Достоинства:
занимают небольшое пространство.

На
сверхвысокие напряжения применяют Р-ли
катящего типа с 2-мя разрывами на фазу.

  1. Р
    рубящего типа:
  2. Достоинство:
    не увеличивается территория.
  3. На
    сверхвысокие напряжения распространения
    получили Р-ли подвесные.
  • Достоинства:
    минимальные габариты.
  • Недостатки:
    плохо ломает гололед.
  • Отделители
    и короткозамыкатели.

Отделитель
(Отд) и короткозамыкатель (КЗ) обычно
исполь-зуются в блоке. Отделители могут
быть одностороннего и двухстороннего
действия.


  1. отделитель — отделитель
  2. одностороннего двухстороннего
  3. действия действия

КЗ-тельпредназначен
для создания искусствен-ного короткого
замыкания. Выполняется 1 и 2х
полюсные.

Отд
и КЗ выполняются на базе разъединителя.

В
сетях с незаземленнойнейтральюU=(10-35)
кВ и выше короткозамыкатель устраивается

полюсный. В сетях U≥110
кВ – однополюсный короткозамыкатель.

Рассмотрим
работу блока отделитель – короткозамыкатель.

Блок
устанавливается на подстанциях без
выключателя.

Выкл-ль
установлен на головной подстанции.
Допустим, произошло витковое замыкание
в тр-ре. Срабо- тает газовая защита тр-ра.
При этом подается импульс на включение
короткоз-ля. Создается искусств-оекор.
зам-е. От устройств РЗ на питающей
подстанции произ-сяотклвыкл-я питающей
подст. В безтоковую паузу сработает
отделитель, затем откл-сявыкл-ли со
стороны низшегоU.

«+» простота конструкции, экономичность.
«-» большое время срабатывания (tср=0,4-0,5
сек).

Элегазовые
разъединители и заземлители.

Устанавливаются
в ячейках ЭГ. В настоящее время
эксплуа-тируются элегазовые ячейки
КРУЭ на U=(110,
220, 330, 500)кВ.Элегазовые разъединители
выполняются на U=(110-500)кВ.
Имеют металлический корпус, в котором
располагается контактная система.
Разъединители на U=(110,
220)кВ и на U=(330,
500)кВ различаются контактной системой.
Разъединитель имеет электродвигательный
привод.

1-корпус;
2-розеточный контакт для присоединения
разъ-ля к КРУ; 3-подвижный контакт;
4-неподвижный контакт.

Разъ-ли
110, 220 кВ имеют розеточный контакты с 2х
сторон.

1-корпус
металлический; 2-изоляторы; 3-неподвиж.контакт;
4-подвиж.контакт; 5-вал, соединяется с
электродвигателем.

Подвижный
контакт 4передв-ся с помощью подвижной
рейки. Корпус заполнен элегазом.

В
изоляторах выполнены розеточные контакты
для соединения с частями эл.установки.
Собственное время включения элегазовыхразъ-й
5 сек. Собств. время отключения 2-3 сек.

Заземлители
предназначены для заземления частей
КРУЭ во время работ. Выполняются на
U=(110-500)кВ.

В
КРУЭ конструкция заземлителя отличается.
Зазем-ли имеют металлич. Корпус,
заполненный элегазом. Сх. имеет вид:

Заз-ль
имеет электромагнитный замок, эл-маг
привод. Обеспечены индикаторами для
контроля напряжения. Такой заземлитель
имеет розеточные контакты.

Источник: https://diplomconsult.ru/preview/7542913/page:4/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector