Появление мощных приемников с нелинейными характеристиками и ударными нагрузками (главные приводы непрерывных и обжимных прокатных станов, дуговые сталеплавильные печи и т.п.) предопределило создание принципиально новых источников реактивной мощности.
Основными элементами статических компенсирующих устройств являются емкость и индуктивность (накопители электромагнитной энергии) и управляемые вентили (тиристоры, обеспечивающие ее быстрое преобразование).
26. Электрооборудование станций и подстанций: масленые и маломасляные выключатели.
В баковых (или маслянных) выключателях токоведущие части изолируются между собой и от земли с помощью масла находящегося в стальном баке, соединенном с землей.
В маломасленных выключателях изоляция производится с помощью твердых диэлектриков и масла.
Баковый масляный выключатель.
Устройство:
В стальном баке на маслонаполненных дугогасительных вводах расположены дугогасительные устройства (камеры). Маслонаполненный ввод (проходной изолятор) служит для проведения токоведущей цепи, находящейся под высоким напряжением, через металлическую стенку или другие преграды. Траверса перемыкает выходные контакты камер.
Горячие ионизированные выхлопные газы, выходящие из камер могут вызвать перекрытие с камер на бак. Для предотвращения этого явления имеется баковая изоляция.
Перемещение траверса происходит под действием штанги, движущейся по направляющим под действием пружин механизма и пружин камер.
Для сохранения вязкости масла при низких температурах предусмотрен электрический подогрев масла.
Дугогасительное устройство:
В прочном стеклоэпоксидном цилиндре расположены неподвижные контакты, которые выполнены в виде многоламельного торцевого контакта. Промежуточный контакт сделан в виде сквозной розетки. Для уменьшения износа контакты облицованы металлокерамикой.
Камера имеет 2 разрыва. Первый образуется между контактом и промежуточным подвижным контактом, второй – между двумя контактами коммутации.
Дугогасительная решётка имеет два следующих друг за другом дутьевых канала. Во включенном положении эти каналы перекрыты телом подвижных контактов. Вся внутренняя полость камеры заполнена трансформаторным маслом. При отключении контакты движутся вниз под действием пружины камеры. В каждом разрыве образуется дуга. Под действием дуги масло разлагается на водород, метан и другие газы. В течении долей секунды давление возрастает до 5-8 МПа. В момент прохождения тока через нуль дуга гаснет, и подвод мощности к ней прекращается.
После того как тело подвижного контакта откроет дутьевую щель, создается поток газов и паров масла, охлаждающих и деионизирующих дугу. Энергия необходимая для гашения, выделяется самой дугой. Поэтому, чем больше ток, тем больше давление в камере и интенсивнее гашение дуги.
При токах близких к номинальному току отключения, длительность дуги не более 0,02 сек.
Для обеспечения надёжной работы камеры во всём возможном диапазоне токов предусмотрена вторая дутьевая щель.
Выравнивание распределения напряжения между камерами и облегчения отключения емкостных токов обеспечиваются шунтирующими резисторами.
Баковые выключатели выпускаются на напряжение 35-220В.
Наибольшая мощность отключения 25000МВ·А.
Бак выключателя.
Обычно бак выключателя заполнен маслом примерно на 2/3 объёма. При отключении газ, выбрасываемый из камеры, заставляет слои масла, лежащие над камерами, двигаться с большой скоростью вверх. Воздух находящийся над маслом, может свободно выходить в атмосферу. Таким образом, удаётся ограничивать давление в баке.
После отключения масло, двигаясь по инерции, ударяет в крышку выключателя. Этот удар может быть очень сильным, что деформирует крепление бака к фундаменту. Фундамент выключателя должен быть рассчитан на эти нагрузки.
В случае повреждения механизма или камер выключателя образуется длинно горящая «стоячая» дуга, при этом давление в баке может подняться до опасной величины. Бак может взорваться.
Для предотвращения взрыва бака в его крышке расположены аварийные выхлопные трубы с калиброванными мембранами.
При определённом давлении мембраны разрушаются и из выключателя выливается масло, давление в баке снижается до безопасных пределов.
Достоинства:
1.Высокая надёжность;
2.Простота конструкции камер и механизма;
3.Высокая механическая прочность элементов;
4. Возможность использования встроенных трансформаторов тока и емкостных делителей напряжения;
5.Лёгкость обслуживания.
Недостатки:
1.Большие габариты и масса;
2.Необходимость периодической очистки масла;
3.Солжность и трудоёмкость ремонта и ревизии выключателей с напряжением 110кВ и выше;
4.Плохая взрыво- и пожаробезопасность.