3.Способи гасіння електричної дуги вкомутаційних електричних апаратах. Технічні рішення.
Література:
1.Будзко И.А., Зуль Н.М. «Электроснабжение сельского хозяйства « - М.: Агропромиздат, 1990 – 496 с.
2.Василега П.О. Електропостачання :Навчальний посібник. – Суми: ВТД „Університетська книга”, 2008. – 415 с.
3.Электроснабжение сельского хазяйства. Притака И.П. – 2-е изд., перераб. и доп. – К.: Вища школа . Головное изд-во, 1983. – 343 с. – Укр.
Комутацією електричних кіл називається процес замикання або розмикання електричного кола при якому змінюється величина опору електричного кола майже миттєво стрибкоподібно (від „0” до „ 1”).
Контактами називаються місця з’єднання окремих елементів , з яких складається електричне коло.
Перехідний опір - один із основних параметрів якості контактів, так як він характеризує кількість енергії, яка поглинається в контактному з’єднанні, переходить в теплоту та нагріває контакт.
Перехід із одного становища в інше відбувається за час t0. Енергія переходу від одного виду в інший відбувається за певними законами комутації.
І закон комутації:
|
|
|
|
|
- час перед комутацією; - час після комутації.
В початковий момент комутації струм в індуктивному колі залишається таким по величині ,яким він був перед комутацією , а потім поступово зменшуємо. Струм і енергія електромагнітна миттєво не зникає.
ІІ закон комутації:
В початковий момент часу після комутації ємнісного кола U залишається такою по величині ,як і до комутації , а потім поступово зменшується. Струм через ємність може змінюватись стрибкоподібно.
Розрив електричного кола за допомогою контактів електричних апаратів супроводжується процесом виникнення спочатку іскри, а потім електричної дуги. Тобто повітря, газова суміш або рідина , які знаходяться між контактами із
непровідника становляться провідником.
Умовно прийняли І комутації менше 0,5 А, а U від10 до 20 В, то при комутації маємо тільки іскровий розряд ,якщо навпаки, то іскровий розряд може перерости в електричну дугу.
В електричній дузі одночасно проходять два процеси:
1)іонізація;
2)деіонізація атомів і молекул.
Тобто , під дією високої температури молекули і атоми середовища, в якому горить дуга, розпадаються на електрони і позитивні іони. Іонізоване середовище характеризується високою провідністю ,завдяки чому підтримується горіння дуги .
Після чого відбувається де іонізація - теплота відводиться в навколишнє середовище , а електрони і позитивні іони з’єднуються в нейтральні за зарядом молекули і атоми. Процеси іонізації і де іонізації проходять одночасно .
Якщо процес деіонізації проходить повільніше , то дуга при сталій відстані між контактами горить надзвичайно довго , t горіння дуги .
Якщо процес де іонізації проходить інтенсивніше від іонізації, то дуга гаситься за певний час.
- енергія дуги.
(постійного струму) - при
(змінного струму) - .
При запалюванні і горінні електричної дуги є три стадії:
1)запалювання дуги, інтенсивність іонізації вище ,ніж деіонізації;
2)стійке горіння ( інтенсивність іонізації і деіонізації рівні);
3)затухання електричної дуги (де іонізація перевищує іонізацію).
Електрична дуга характеризується вольт - струмовою характеристикою:
а)статичною, яка може бути тільки при постійному струмі ;
б)динамічною, виникає при швидкій зміні струму.
Також розрізняють три значення напруги:
а)напруга початку горіння дуги;
б)напруга горіння дуги;
в)напруга затухання дуги.
Способи гасіння дуги
Поділяються на два напрямки:
І- гасіння відкритої дуги в навколишньому середовищі;
ІІ- гасіння в дугогасних пристроях.
1.Гасіння дуги за рахунок збільшення відстані між контактами, застосовується на Uдо 1 кВ;
2.Ділення дуги на ряд коротких (подрібнення дуги , ,де U –напруга мережі, - сума катодного і анодного спаду напруги ,150250 В для дуги струму);
3.Затягування дуги у вузьку щілину;
4.Гасіння дуги охолодженням середовища між контактами;
5.Великим тиском ,який створюється штучно (100- 150 атм);
6.Гасіння дуги в вакуумі(глибоким вакуумом) Па;
7.За допомогою газогенеруючих матеріалів(фібра, вініпласт і т.д.);
8.Гасіння дуги в маслі;
9.В газовій суміші (елегаз) , шестифториста сірка ;
10.В комбінованих умовах.
Лекція №11: Роз’єднувачі, короткозамикачі, віддільники, вимикачі навантаження, їх вибір.
1.Визначення, класифікація роз’єднувачів за різними параметрами.
2.Умови вибору роз’єднувачів.
3.Короткозамикачі і віддільники.
4.Вимикачі навантаження. Умови вибору.
Література:
1.Будзко И.А., Зуль Н.М. «Электроснабжение сельского хозяйства « - М.: Агропромиздат, 1990 – 496 с.
2.Василега П.О. Електропостачання :Навчальний посібник. – Суми: ВТД „Університетська книга”, 2008. – 415 с.
3.Электроснабжение сельского хазяйства. Притака И.П. – 2-е изд., перераб. и доп. – К.: Вища школа . Головное изд-во, 1983. – 343 с. – Укр.
Роз’єднувачі – це комутаційні апарати, які призначені для включення і відключення електричних кіл напругою вище 1 кВ без струму і забезпечення безпеки при проведенні робіт шляхом утворення видимого розриву цих кіл при їх відключенні.
Роз’єднувач не має дугогасних пристроїв , тому ним не можна відключати струми навантаження і тим більше струми к.з.
Якщо відбудеться помилкове відключення цих струмів, може виникнути стійка дуга , а потім міжфазне перекриття (к.з.), пошкодження апаратури і можливі нещасні випадки з персоналом.
В схемах, де приєднання ділянки здійснюється через високовольтні вимикачі , послідовно з ними включаються роз’єднувачі. В цьому випадку
він служить для утворення видимого розриву між розподільним пристроєм.
QS QF QS
Позначення : QS - роз’єднувач, QF- вимикач.
За місцем установлення поділяються:
1)для зовнішнього установлення;
2)для внутрішнього установлення.
За кількістю полюсів:
1)однополюсні;
2)двополюсні;
3)триполюсні.
Роз’єднувачі для внутрішньої установки виконують, в основному, вертикально – поворотними.
Переваги – незначна відстань між полюсами та мала довжина роз’єднувача.
Недоліки –значні габарити по висоті.
Горизонтально – поворотні:
Переваги – менші габарити по висоті.
Недоліки –велика відстань між полюсами .
Трьохполюсні над однополюсними мають ряд переваг:
1)більш просте і швидке управління;
2)підвищена надійність роботи апарата і безпечність обслуговуючого персоналу ,тому що можна застосувати механічне блокування;
3)можна застосувати спільний привод при дистанційному управлінні.
За напрямком руху рухомих контактів :
1)горизонтально – поворотні;
2)вертикально – поворотні.
За конструкцією:
1)рубаного типу – пристрій магнітного замка;
2)поворотного типу;
3)підвісного типу;
4)кочення( з поступовим рухом ножа, для КРП з візками, які викочують ).
Пристрій магнітного замка застосовують з метою зменшення небезпеки самовільного відключення роз’єднувача під дією електродинамічних зусиль при проходженні струмів к.з., які хочуть відштовхнути ніж від нерухомого контакту. Він складається з двох стальних пластин , закріплених назовні на кінцях ножа, які при намагнічуванні струмами к.з. взаємно притягуються і створюють допоміжний тиск в контактах.
Роз’єднувачі можуть бути з ножами для заземлення і без них..
РЛН – 10/630, РЛНД – 10/400, РЛНДЗ -10/630, РЛВ – 10/400.
Ножі заземлення можуть бути приєднані до будь-якого типу роз’єднувача. Призначення ножів - замкнути фазу на землю при вимкненому роз’єднувачі. Використовують переносне заземлення . Заземлюючі ножі повинні бути заблоковані з головними ножами , щоб запобігти їх включенню при включеному роз’єднувачі.
Однополюсні використовують дуже рідко . Відключають штангою типу ШО. Трьохполюсні – відключають за допомогою приводу:
- ручного (важільний);
- пневматичного;
- електричного для дистанційного управління .
Привод роз’єднувачів забезпечений фіксатором ,який замикається після операцій включення і відключення.
Умови вибору роз’єднувачів:
1.За номінальною напругою
;
2.За номінальним струмом
;
3.Електродинамічна стійкість
4.Термічна стійкість при протіканні аварійних струмів
,
або, кАс.
Для часу термічної стійкості 1, 3, 5, 10 с – t металоємність буде більше, чим більше час.
- приведений час дії к.з. , розраховується як час дії релейного захисту до моменту вимкнення ,.Наприклад, 1,2 + 0,3 = 1,5.
- фіктивний час, протягом якого сталий струм к.з. виділить у струмоведучих частинах таку кількість тепла, як дійсний струм за дійсний час. На шинах 10 кВ може бути встановлено декілька релейних захистів –максимальний струмовий, струмова відсічка – час спрацювання 0,1 – 5 сек.
При перевірці на термічну стійкість приводиться час дії основного захисту , який діє при даному к.з. Так як t > 1 с, то дія аперіодичної складової струму к.з. при розрахунках не враховують.
Розрахункові дані | Параметри роз’єднувача РЛН-10/400 | ||
10 кВ | 10 кВ | ||
350 А | 400 А | ||
46 кА | 50 кА | ||
Короткозамикачі і віддільники.
Короткозамикачі укомплектовані пружиною включення , котру заводять вручну при її відключенні , призначені для створення штучного к.з. в електричному колі.
Віддільник укомплектований пружиною відключення , котру заводять вручну при її включенні , призначений для автоматичного відключення електричного кола без
струму.
При спрацюванні реле включають короткозамикач, який з’єднує фазу з землею( при 110 кВ ) або дві фази між собою ( 35 кВ ) .Виникає к.з..
, який протікає через короткозамикач , проходить і через трансформатор струму(ТС), включений в його коло. Вторинна обмотка цього ТС включена на блокувальний електромагніт в приводі віддільника. Цей електромагніт заводить пружину і утримує її до тих пір, поки протікає струм через реле, тобто поки не відключається вимикач на початку лінії, яка живить пошкоджену підстанцію . Тоді звільнена пружина розчіплює защіпку і віддільник вимикається, розірвавши коло без струму , так як лінія живляча відключена. Потім за допомогою АПВ вмикається і всі непошкоджені підстанції в цій лінії знову отримують живлення.
Віддільники і короткозамикачі вибирають таким же чином, як і роз’єднувачі.
Вимикачі навантаження представляють собою трьохполюсні і роз’єднувачі з надстроєними на їх нерухомих контактах дугогасними камерами з твердою газогенеруючою речовиною, яка розрахована на гасіння дуги лише при відключенні струмів навантаження і перевантаження не більше ніж у 2 рази перевищуючий номінальний струм вимикача.А для вимкнення використовують запобіжники (ВНП-16 з ПК ).
Гасіння дуги відбувається внаслідок дії газів , які виділяються із спеціальних пластин із органічного скла під дією високої температури (наприклад, водень).
Вимикачі забезпечують не менше 35 відключень без зміни пластин в дугогасних камерах при , при І до 50 А близько 300 відключень, а при подвійному вимикача тільки 3 відключення. ВН використовуються в сільських електричних мережах U 6...10 кВ типу ВН-16, ВН- 17 для внутрішньої установки. Промисловість випускає ВНП-16, ВНП- 17( на спільній рамі з запобіжниками), без запобіжників (ВН-16, ВН – 17), з запобіжниками і заземлюючими ножами( ВНПз-16, ВНПз-17).
Умови вибору вимикачів навантаження:
1.За номінальною напругою
;
2.За номінальним струмом
;
3.Електродинамічна стійкість
4.Термічна стійкість при протіканні аварійних струмів
,
Лекція №12: Масляні і безмасляні вимикачі напругою вище 1 кВ. Вибір.
Вимикачі напругою до 1 кВ.
1. Розподілення вимикачів за принципом дії та місцем встановлення.
2.Переваги, недоліки та характеристика кожного вимикача.