Сучасна організація високовольтних ЛЕП не передбачає використання вимикачів в вузлових точках, підключених до ліній живлення. Замість них на більшості підстанцій використовуються короткозамикачі і отделители. Така концепція дозволила, зберігаючи високий рівень надійності, істотно знизити вартість обладнання і, що не маловажно, спростити його. Інформація про пристрій цих електричних апаратів і принцип дії буде розказано нижче.

Призначення короткозамикача і отделителя

Коротко розповімо, для чого призначений кожен з комутаційних апаратів:

  • Основне завдання отделителей - провести оперативне відключення знеструмленому проблемного сегмента мережі. По суті, цей контактний апарат є роз'єднувачем зі швидкістю спрацьовування 500-1000 мс. Конструкція може мати заземлення або бути ізольованою від нього.
    Відокремлювач ОД-220

У мережах з класом напруги до 110, 0 кВ застосовуються триполюсні апарати, керовані загальним пусковим приводом. Для 220 кВ і вище використовуються однополюсні пристрої (по одному на фазу). Відключаються отделители автоматично, а включаються вручну. Управління роз'єднувачами здійснюється релейного захистом.

  • Короткозамикачами називають швидкодіючі приводи, що використовуються для створення штучного замикання в лінії з метою викликати її захисне відключення. У такій операції виникає необхідність в разі виникнення нештатної ситуації або аварії, наприклад, при пошкодженнях трансформаторів.
    Короткозамикачем КЗ-110

Залежно від конструкції замикання проводиться між фазами (в мережах до 35, 0 кВ) або однієї з фаз на «землю», для ліній з класом напруги від 110, 0 кВ. Чи включається короткозамикачем автоматично, при спрацьовуванні релейного захисту, але якщо виникне необхідність, процес може бути запущений вручну. Що стосується відключення, то для нього автоматичний режим не передбачений.

Пристрій короткозамикача і отделителя

Коротко розповімо про конструкцію електромеханічних апаратів, зображених вище, це буде корисно при поясненні їх принципу роботи. Почнемо з отделителя, його спрощений креслення представлений нижче (рис.3 1).

Малюнок 3. 1) конструкція отделителя; 2) конструкція короткозамикача

Позначення (частина 1 конструкція отделителя):

  • А1 - стійки ізолятори.
  • B1 - поворотні штанги з встановленими контактами ножами.
  • С1 - пружинний механізм, що приводить в рух поворотні штанги.
  • D1 - платформа.
  • E1 - шафа з електромагнітним «спусковим» механізмом, що звільняє пружинний привід, розвідний контактні частини.

Як самі пристрої, так і механіка їх роботи не відрізняються складністю. Ми вже згадували, що застосування отделителя проводиться за знятої напруги з мережі, тобто, коли включаються вимикачі на живильної магістралі. Отже, на роз'єднувачі можна не встановлювати спеціальні вакуумні дугогасильні контактні камери.

Тепер розглянемо основні елементи конструкції короткозамикача (рис.3 2):

  • A2 - основна (опорна) штанга-ізолятор.
  • В2 - нерухома штанга з контактними ножами.
  • С2 - пружинний привід.
  • D2 - платформа, на якій встановлений короткозамикачем.
  • E2 - шафа для електромагнітного приводу і трансформатора струму.
  • F2 - рухома заземлена штанга, яка замикає полюса короткозамикача.

Конструктивно короткозамикачем КЗ-35, а також інші моделі, що створюють штучне міжфазне КЗ, мають кілька відмінностей від представленого на малюнку пристрою. Оскільки імітується лінійне замикання, то рухома не вставлений у «землею», вона підключається до іншої фази. Відповідно, конструкція забезпечена ще одним ізолятором-стійкою.

Принцип дії

Механіка дій цих пристроїв досить проста, у отделителя вона наступна: при надходженні сигналу спрацьовує реле відключає електромагніт, який блокує пружинний механізм. В результаті спрацьовування приводу отделителя, його поворотні штанги розлучаються в різні боки, розмикаючи контакти. Сигнал на відключення подають ланцюга управління релейного захисту.

Використовуються роз'єднувачі тільки із застосуванням короткозамикачів. Це пов'язано з тим, що за допомогою останніх можна струмом КЗ викликати спрацьовування релейного захисту, як на поточній високовольтної підстанції, так і тієї, до якої підключена живить ЛЕП. Короткозамикачем може бути запущений за сигналом захисту трансформатора або вручну, якщо в тому виникла необхідність.

Як тільки сигнал на запуск отримано, відключається електромагніт блокування пружинного механізму і під його впливом приводиться в рух рухомий контакт. В результаті короткозамикачем викличе КЗ лінії, що моментально приведе в дію релейний захист. За її сигналу спрацюють високовольтні вимикачі живильної ЛЕП. Оскільки швидкість спрацьовування роз'єднувачів істотно нижче, вони будуть проводити відключення вже знеструмленій магістралі.

Для закріплення матеріалу розглянемо кілька прикладів.

Робота короткозамикача без отделителя

Нижче представлена ​​принципова електрична схема підстанції, де застосовується короткозамикачем без використання отделителя.

Схема підстанції 110/10

Значущі позначення:

  • A - Лінійний розмикач в високовольтної частини ТП.
  • В - короткозамикачами.
  • З - Силовий трансформатор.

В даній схемі короткозамикачем буде працювати наступним чином:

  1. Якщо виникають проблеми з трансформатором «С» його подає сигнал на короткозамикачем «В».
  2. Механізм електромеханічного пристрою виробляє короткозамкненими з'єднання.
  3. КЗ відстежує релейний захист, і формує сигнал на ЛР «А».
  4. Силовий вимикач спрацьовує і відключає введення.

Після того, як буде встановлена ​​й усунена причина спрацьовування захисту, відключається вимикач (тобто, проводиться підключення вступної лінії).

Описаний вище приклад організації захисту на підстанції цілком працездатний і надійний, але застосування вимикача в даному випадку не виправдовує себе через його високу вартість.

Спільна робота короткозамикача з віддільником

Тепер розглянемо зв'язку ОД-КЗ на прикладі підстанції з двома трансформаторними групами, які живляться від однієї вхідної ЛЕП.

Приклад підстанції з ОД-КЗ

позначення:

  • ВК1 - силовий вимикач ВЛ (замкнутий).
  • ВК2, ВК3 - силові захисні вимикачі на низькій стороні (замкнуті).
  • ВК4 - секторний вимикач (розімкнений).
  • Кз1, Кз2 - короткозамикачі (розімкнуті).
  • Од1, Од2 - отделители (замкнуті).
  • ТР1, ТР2 - силові трансформатори 220/10

Для отримання уявлення як працює дана схема, розглянемо ситуацію з виходом з ладу одного з трансформаторів:

  1. Уявімо, що в ТР2 порушилася ізоляція, що призвело до утворення електророзрядів розкладають масло, що виявляє газове реле і подає відповідний сигнал на щит управління короткозамикача Кз2.
  2. Сигнал, що надійшов на блокуючу реле, призводить до його спрацьовування. Механізм розблокується і пружинним приводом здійснюється поштовх рухомий штанги, в результаті замикаються дві фази.
  3. Це включає ВК1, що призводить до відключення лінії живлення знеструмлення Tp1 і Tp2. КЗ також викликає відповідну реакцію релейного захисту Tp2, вона відключає ВК3 (знімається навантаження) і запускає Од2. Оскільки у останнього сама низька швидкість спрацьовування, він приводиться в дію останнім, коли ПЛ і навантаження відключені.
  4. Через певну витримку ВК1 знову підключає ЛЕП (спрацьовує система автоматичного повторного включення).
  5. Автоматика введення резерву включає ВК4.

За підсумком на підстанції працює тільки ТР1, від якого живиться обидві секції.

Особливості

Ідеальних систем не буває, природно, що у короткозамикачів і відокремлювачів є ряд особливостей, частина з яких можна зарахувати до недоліків. Наприклад, у останніх різко знижується надійність спрацьовування при оледенении. Ця проблема вирішується, якщо використовуються роз'єднувачі закритого типу з елегазовим наповненням. Такі пристрої коштують дорожче звичайних моделей, але все одно обходяться дешевше силових вимикачів.

До короткозамикачами також є претензії, зокрема, за швидкістю їх спрацьовування (вона близько 400-500 мс). Найпростіше рішення в даному випадку - використання конструкцій, де в якості приводі використовується пороховий заряд.

В іншому експлуатація апаратів, описаних в статті, цілком виправдовує себе, про що говорить популярність зв'язки ОД-КЗ.

Категорія: