Короткозамыкатели и отделители. Кз 110 короткозамыкатель

Тип

Номинальное напря­жение, кВ

Наибольшее рабочее напряжение, кВ

Амплитуда предель­ного сквозного тока, кА

Начальное действующее значение периодической составляю­щей, кА

Предельный ток термической стойкости, кА

Время протекания предельного тока тер­мической стойкости, с

Полное время включения**, с, не более

Допустимое тяжение провода с учетом ветра и гололеда, Н, не более

Привод

без

голо­леда

при гололеде толщиной, мм

до 10

до 20

КРН-35У1

35

40,5

42

16,5

12,5

4

0,1

0,15

-

490

ПРК-1У1

КЗ-110УХЛ1

110

126

51

12,5

3

0,14

-

0,2

784

ПРК-1У1 или ПРК-1ХЛ1

КЗ-110Б-У1

32

0,18

-

ПРК-1У1

КЗ-150У1

150

172

51

20

20,0

0,2

КЗ-220У1

220

252

0,25

980

Тип

Uном,кВ

Iном, А

Предель-ный ток термичес-кой стой-кости, кА

Ампли-туда пре-дельного сквозного тока, кА

Время протекания предельного тока термической стойкости, с

Допустимое тяжение провода с уче­том ветра и гололеда, Н

Полное время отключения* с приводом, не более, с

Привод

главных ножей

заземляющих ножей

главных ножей

заземляющих ножей

без гололеда

При гололеде толщиной, мм

10

15

20

ОДЗ-35/630У1

35

630

12,5

-

80

80

4

490

0,45

0,50

-

-

ПРО-1У1

ОДЗ-

110/1000УХЛ1

110

1000

31,5

-

-

3

780

0,38

0,45

0,5

-

ПРО-1У1 или ПРО1ХЛ1

ОД-110Б/1000У1

-

-

0,4

-

-

-

ПРО-1У1

ОД-150Б/1000У1

150

-

-

-

-

0,5

ПРО-1У1

ОД-220Б/1000У1

220

-

-

0,5

-

-

0,6

ПРО-1У1

О

- ограничитель;

П

- перенапряжения;

Н

- нелинейный;

П

- полимерная изоляция;

1

- опорное исполнение установки;

ХХХ

- класс напряжения сети, кВ;

УХЛ

- климатическое исполнение;

1

- категория размещения.

Наименование изделия

Краткая техническая характеристика

Масса, кг

Класс напряжения сети, кВ

Наибольшее рабочее действующее напряжение, кВ

Остающееся напряжение при волне импульсного тока 8/20 мкс с амплитудой, кВ

250 А

500 А

2500 А

5000 А

10000 А

для защиты электрооборудования от атмосферных и коммутационных перенапряжений в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью

ОПН-П1-3II УХЛ

3

3,6

-

8,8

-

10,6

11,3

2,8

ОПН-П1-6II УХЛ1

6

7,2

-

17,6

-

21,2

22,5

4,2

ОПН-П1-10II УХЛ1

10

12

-

29,5

-

36

38

6

ОПН-П1-35II УХЛ1

35

40,5

-

102

-

120

127

20

для защиты изоляции электрооборудования распределительных сетей с изолированной либо компенсированной нейтралью от грозовых перенапряжений

ОПН-1-3/3,8III УХЛ1

3

3,8

-

9,7

11,1

11,8

12,8

1,4

ОПН-2-3/3,8III УХЛ1

3

3,8

-

9,7

11,1

11,8

12,8

2,0

ОПН-1-6/7,2III УХЛ1

6

7,2

-

18,5

21,0

22,5

24,5

2,0

ОПН-2-6/7,2III УХЛ1

6

7,2

-

18,5

21,0

22,5

24,5

2,6

ОПН-1-6/7,6III УХЛ1

6

7,6

-

19,5

22,5

23,6

25,6

2,0

ОПН-2-6/7,6III УХЛ1

6

7,6

-

19,5

22,5

23,6

25,6

2,6

ОПН-1-10/12III УХЛ1

10

12

-

30,8

35,2

37,6

40,7

2,8

ОПН-2-10/12III УХЛ1

10

12

-

30,8

35,2

37,6

40,7

3,4

ОПН-1-10/12,7III УХЛ1

10

12,7

-

32,6

37,2

40,0

42,8

2,8

ОПН-2-10/12,7III УХЛ1

10

12,7

-

32,6

37,2

40,0

42,8

3,4

Для контактной сети электрифицированных железных дорог

для защиты электрооборудования тяговых подстанций, постов секционирования и пунктов параллельного соединения сетей постоянного тока.

ОПН-3,3 О1

3,3

4,0

-

-

-

12,0

-

23

для защиты контактной сети постоянного тока на класс напряжения 3,3 кВ и защиты устройств электрифицированных железных дорог переменного тока на класс напряжения сети 27,5 кВ от атмосферных и коммутационных перенапряжений

ОПНК-П1-3,3 УХЛ1

3

4,0

-

13,5

-

17,0

19,3

10

ОПНК-П1-27,5 УХЛ1

25

30,0

-

79

-

95,0

102

25

для защиты изоляции электрооборудования 110 и 220 кВ от грозовых и коммутационных перенапряжениий в сетях с заземленной нейтралью

ОПН-П1-110/77/10/2 УХЛ1

110

77

187

189

197

228

245

266

ОПН-П1-110/83/10/2 УХЛ1

110

83

201

203

211

245

264

286

ОПН-П1-110/88/10/2 УХЛ1

110

88

214

216

225

260

280

304

ОПН-П1-110/77/10/2 УХЛ1

110

77

187

189

197

228

245

266

ОПН-П1-110/83/10/2 УХЛ1

110

83

201

203

211

245

264

286

ОПН-П1-110/88/10/2 УХЛ1

110

88

214

216

225

260

280

304

ОПН-П1-220/154/10/2 УХЛ1

220

154

374

378

394

456

294

533

ОПН-П1-220/163/10/2 УХЛ1

220

163

394

398

414

482

522

564

ОПН-П1-220/172/10/2 УХЛ1

220

172

428

432

450

513

533

596

ТОП 10:

Применение короткозамыкателей и отделителей на ГПП позволяет отказаться от выключателей на стороне высшего напряжения питающей линии. Это удешевляет и упрощает оборудование подстанции до 40%.

Короткозамыкатель – это быстродействующий высоковольтный контактный аппарат, с помощью которого по сигналу релейной защиты создается искусственное короткое замыкание (КЗ) сети (рис. 2.56).

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

Рис. 2.56. Короткозамыкатель:

1 – опорный изолятор; 2 – неподвижный контакт; 3 – подвижный заземленный

контакт-нож; 4 – пружина привода; 5 – изоляторы; 6 – защелка; 7 – катушка;

8 – сердечник; 9 – контакт реле

На раме установлен опорный изолятор 1, вверху которого расположен неподвижный контакт 2, находящийся под высоким напряжением. Подвижный контакт 3 (нож) заземлен. Пружина 4 привода заводится, когда привод короткозамыкателя находится в отключенном состоянии. При срабатывании релейной защиты замыкается контакт 9, через который подается напряжение на катушку 7 привода, сердечник 8 втягивается и освобождает защелку 6 механизма. Под действием взведенной пружины 4 нож 3 перемещается в вертикальное положение вверх и заземляет контакт 2. Время включения такого короткозамыкателя составляет 0,16-0,4 с. Короткозамыкатель включается автоматически под действием защиты, а отключается вручную.

Короткозамыкатель на напряжение 110 кВ и выше выполняется однополюсным, так как эти сети работают с глухозаземленной нейтралью и для них достаточно заземлить одну фазу, чтобы создать короткое замыкание, на которое среагирует выключатель питающей линии.

Короткозамыкатели на напряжение 35 кВ изготавливают двухполюсными, поскольку сети 35 кВ работают с изолированной нейтралью (или с нейтралью, заземленной через дугогасительную катушку). Для создания условий, при которых защита отключит головной масляный выключатель, требуется двухфазное короткое замыкание. Короткозамыкатели предназначены для наружной установки в ОРУ. Технические данные короткозамыкателей представлены в табл. 2.11.

Таблица 2.11

Технические данные короткозамыкателей

В основу конструкции отделителя ОД-110У на 110 кВ положен двухколонковый разъединитель наружной установки с вращением ножей в горизонтальной плоскости (рис. 2.57). Приведение в движение колонок осуществляется пружинным приводом с электромагнитным управлением. Во включенном положении пружины привода заведены. При подаче команды пружина освобождается, и контакты расходятся за время 0,5 с.

Рис. 2.57. Двухколонковый отделитель типа ОД-35 на напряжение 35 кВ:

1 – рама; 2 – поворотные изоляторы; 3 – полуножи; 4 – контактные выводы;

5 – вал; 6 – пружина привода; 7 – защелка; 8 – катушка; 9 – сердечник;

10 – соединительная тяга

Отделители выполняются в виде отдельных полюсов, которые собирают в трехфазный комплект на месте установки. Поворот изоляторов каждого полюса (фазы) отделителя производится в противоположном направлении, при этом ножи расходятся в разные стороны. Отключается отделитель автоматически дистанционно или вручную при подаче импульса тока на отключающий электромагнит, а включается только вручную с помощью съемной рукоятки.

Рис. 2.58. Схема включения короткозамыкателя и отделителя

Таблица 2.12

Технические данные отделителей

При нормальной работе подстанции ГПП отделитель ОД-35 включен, а короткозамыкатель КЗ-35 отключен. При внутреннем повреждении трансформатора ТМ 35/6 срабатывает реле защиты (газовые реле или дифференциальная защита), короткозамыкатель включается и замыкает две фазы между собой, создавая короткое замыкание. Выключатель ВМ-35 на головной подстанции отключается от своей защиты. После этого, при обесточенной питающей линии ВЛ-35 подается напряжение на катушку электромагнитного привода отделителя, который освобождает защелку, и пружина через соединительную тягу поворачивает изоляторы и размыкает полуножи. Теперь выключатель ВМ-35 может включаться снова.

Рис. 2.59. Условные обозначения:

а – короткозамыкатель;б – отделитель.

На рис. 2.58 показана схема включения и отключения короткозамыкателя и отделителя. На рис. 2.59 показаны условные обозначения короткозамыкателя и отделителя.

Расшифровка обозначения отделителя: О – отделитель; Д – двухколонковый.

а б

Реакторы

Реактор представляет собой катушку, намотанную из толстого провода. Индуктивность такой катушки и индуктивное сопротивление постоянны, так как катушка выполнена без стального сердечника. Реактор предназначен для ограничения тока при коротком замыкании (тока КЗ) и для поддержания напряжения на шинах при аварийном режиме.

Трехфазный реактор состоит из трех катушек. Реакторы включаются последовательно в три фазы и устанавливаются на сборных шинах подстанций и на линиях, отходящих от этих шин. Основная область применения реакторов – электрические сети напряжением 6 и 10 кВ.

По конструктивному устройству реакторы делятся на две основные группы: сухие и масляные реакторы. Сухие реакторы – это индуктивные катушки, имеющие сухую изоляцию и воздушное охлаждение.

Наибольше распространение получили бетонные реакторы. Трехфазный комплект из трех реакторов показан на рис. 2.60.

Из многожильного провода с помощью шаблона наматываются катушки реакторов А, В, С. После этого в специальные формы заливается бетон. Застывая, бетон образует вертикальные стойки (колонны) 2, которые скрепляют между собой отдельные витки 3 катушки. Торцы колонн имеют шпильки с изоляторами 4, 1.

Рис. 2.60. Трехфазный комплект реакторов

Максимальная температура при длительном режиме не выше 105ºС, при КЗ не выше 250ºС. Охлаждение реакторов естественное. Бетонные реакторы применяют в закрытых распределительных устройствах (ЗРУ) при напряжениях 6, 10 кВ. При напряжении более 35 кВ для установки на открытой части подстанции (ОРУ) применяются реакторы в масляном исполнении. В стальной бак с трансформаторным маслом погружается обмотка. Выводы обмотки присоединяются к контактам проходных изоляторов, проходящих через крышку.

Сдвоенный реактор представляет собой индуктивную катушку с обмоткой из двух секций (ветвей) с общей осью и одинаковым направлением витков. Концы секций включаются так, чтобы их магнитные поля при нормальных условиях работы были бы направлены встречно.

Применение сдвоенных реакторов дает возможность использовать один сдвоенный реактор в схеме питания двух секций потребителей. Рассмотрим работу реактора на схеме (рис. 2.61).

Генератор Г питает сборные шины СШ, от которых отходят линии к потребителям. Возьмем два случая: в первом случае за выключателем В1 отсутствует реактор, во втором случае за выключателем В2 установлен реактор L.

При трехфазном КЗ ток IК1 определяется в основном индуктивным сопротивлением генератора

, (1)

где – индуктивное сопротивление генератора.

Рис. 2.61. Схема включения реактора

Относительное индуктивное сопротивление генератора в процентах

, (2)

где – номинальный ток генератора.

Из (1) и (2) следует

. (3)

В этом случае при КЗ напряжение на сборных шинах будет равно нулю и на всех отходящих линиях исчезнет напряжение.

Ток КЗ в линии с реактором L определяется суммарным сопротивлением генератора и реактора

. (4)

Определим относительное индуктивное сопротивление реактора в процентах

. (5)

Один генератор питает несколько линий, поэтому номинальный ток линии во много раз меньше номинального тока генератора, .

Длительный ток реактора выбирается равным току линии.

Положим, что . Тогда из (1) и (2) следует, что . При этом можно записать .

При сделанных допущениях ток КЗ определяется только параметрами реактора (табл. 2.13, 2.14).

В номинальном режиме обмотка реактора нагревается проходящим током. Мощность, выделяемая обмоткой реактора в виде тепла, составляет несколько киловатт в реакторах на малые токи и несколько десятков киловатт в ректорах на большие токи ( А).

При прохождении тока КЗ между реакторами и внутри реактора создаются электродинамические силы, которые стремятся его разрушить.

Одним из основных параметров реактора является его индуктивность L. Выше определено, что если

и ,

то индуктивность реактора , где измеряется в киловольтах; – в амперах.

Для бетонных реакторов, имеющих обмотку из витков в виде катушки высотой (м), толщиной (м) и средним диаметром (м), индуктивность (мГн) может быть определена по формуле Корндорфера

,

где при , при .

Таблица 2.13

Трехфазные сухие токоограничивающие реакторы внутренней установки

для электросетей 6 и 10 кВ

а) б) в)

Рис. 2.62. Условное обозначение реакторов:

а – трехфазный реактор из отдельных реакторов 1, 2, 3; б – трехфазный реактор

в однолинейном изображении; в – сдвоенный реактор

Реакторы на номинальные токи до 1000 А выпускаются в трехфазном исполнении с вертикальной установкой обмоток фаз, закрепленных в конструкционных рейках и опорных кольцах из высокопрочного стеклопластика (рис. 2.62). Для осевой стяжки всего трехфазного комплекта применяются две торцевые крестовины из маломагнитной стали.

Таблица 2.14

Однофазные сухие токоограничивающие реакторы внутренней установки

для электросетей 6-10 кВ

Реакторы на номинальные токи от 1600 до 4000 А выполняются в виде однофазных модулей, образующих трехфазные комплекты с горизонтальным, вертикальным или ступенчатым расположением фаз.