КРУЭ 220 кВ CHINT - Конструкция
3. Особенности конструкции
3.1 Все элементы КРУЭ имеют стандартную модульную конструкцию, при их компоновке применяется принцип агрегатирования, благодаря чему устройство в целом имеет компактную структуру (см. рис. 5.1).
1 - Высоковольтный выключатель
2 - Трансформатор тока
3 - Разъединитель (правоугольного типа)
4 - Разъединитель (линейного типа)
5 - Заземлитель
6 - Местная шина
7 Концевая кабельная муфта
8 - Заземляющий выключатель
9- Главная шина
Рис. 3.1 Одна секция КРУЭ 220 кВ в разрезе
Высокая надежность изоляции:
в качестве изолятора используется элегаз SF6, обеспечивающий высокую надежность изоляции КРУЭ.
Высокая отключающая способность автоматического выключателя: в автоматическом выключателе применяется принцип самогашения
и конструкция двойной газовой камеры, что позволяет наилучшим образом использовать энергию дуги, повысить гасящую способность; в автоматическом выключателе может применяться пружинный привод с малой рабочей мощностью. Ток отключения достигает 50 кА.
Низкие потери, стойкость к условиям окружающей среды:
в качестве материала для корпусов использован алюминиевый сплав (за исключением ограничителя перенапряжений), что снижает вихретоковые потери, повышает коррозионную стойкость, а пыль и высота над уровнем моря не оказывают существенного влияния.
В автоматическом выключателе использован пружинный привод, в разъединителе - электропривод, в заземляющем выключателе - электропружинный привод, в заземлителе - электропривод. В связи с этим при эксплуатации не используется газ, масло; существенно снижается уровень шума, и повышается надежность;
Особая система уплотнения, простая и надежная.
Высокая сейсмостойкость и простота эксплуатации и технического обслуживания (т.к. центр тяжести КРУЭ расположен низко, и ее вес небольшой, КРУЭ обладает более высокой сейсмостойкостью).
Компактность, модульность, компоновка и высокая гибкость позволяют удовлетворить всем требованиям заказчика (т.к. элементы КРУЭ разработаны в соответствии со стандартом, они могут использоваться для всех типов сборных шин в зависимости от пожеланий заказчика).
4. Стандартные модули КРУЭАвтоматический выключатель NGCB2— I Автоматический выключатель является основным элементом КРУЭ
(см. рис. 4.1).
Автоматический выключатель состоит из двух частей: а) дугогасительной камеры; б) пружинного привода.
Дугогасительная камера
1 - Пружинный привод
2 - Дугогасительная камера
Рис. 4.1 Автоматический выключатель КРУЭ
Дугогасительная камера - это часть автоматического выключателя, предназначенная для гашения дуги во время его работы. В автоматическом выключателе используется пружинный привод, т.к. для его работы требуется небольшая мощность. От одного привода работают три полюса автоматического выключателя.
Положение ВКЛ При отключении главный контакт размыкается При отключении дугогасительный контакт размыкается Положение ВЫКЛ
1 - неподвижный дугогасительный контакт, 2 - сопло, 3 - главный неподвижный контакт, 4 - главный подвижный контакт, 5 - цилиндр, 6 - подвижный дугогасительный контакт
Рис. 4.2 Принцип гашения дуги
Включение
При включении автоматического выключателя рабочий стержень двигается вверх, за рабочим стержнем вверх перемещаются цилиндр, главный подвижный контакт, подвижный дугогасительный контакт и сопло. Затем подвижный дугогасительный контакт и главный подвижный контакт соединяются с неподвижным дугогасительным контактом и главным неподвижным контактом, соответственно, и достигают положения «замкнуто». Ток проходит через подключающий контакт, цилиндр, главный подвижный контакт, главный неподвижный контакт на другую сторону подключающего контакта.
отключение тока короткого замыкания
При размыкании автоматического выключателя сначала размыкаются главный подвижный контакт и главный неподвижный контакт; ток переходит на дугогасительные контакты, которые остаются замкнутыми. Между ними возникает дуга. При высоком токе короткого замыкания мощность дуги между дугогасительными контактами также велика; энергия дуги вызывает нагрев элегаза, в результате чего в камере теплового расширения повышается давление. Так как давление в камере теплового расширения выше давления в камере сжатого газа, однопутевой клапан закрывается. Когда сила тока стремится к нулю, газ высокого давления в камере теплового расширения выдувается в прерыватель и гасит дугу.
отключение рабочего тока
При отключении тока в несколько тысяч ампер мощность дуги мала, давление в камере теплового расширения низкое, а давление элегаза SF6 в камере сжатого газа еще ниже. Поэтому однопутевой клапан открывается, и, при приближении величины тока к нулю, сжатый элегаз поступает в прерыватель, гася дугу.
4.3 Пружинный привод
Запас энергии пружинного привода позволяет выполнить операции включения/отключения автоматического выключателя.
4.3.1. особенности:
компактная конструкция;
возможность выполнения до 3000 операций включения/отключения;
бесшумная работа.
включение
Ось кулачка начинает вращение по часовой стрелке под воздействием включающей пружины (7), которая связана с храповиком (8). При возбуждении выключающего электромагнита выключающая защелка поворачивается против часовой стрелки, собачка отходит от пальца, установленного на храповике (8), и кулачок (11), который установлен на оси (10), поворачивается по часовой стрелке, рычаги А и В поворачиваются против часовой стрелки, а выключающая пружина (9) сжимается. Подвижный контакт дугогасительной камеры перемещается вверх.
отключение
Оси рычагов (см. рис. 4.3) А(15) и В (12), установленные на главных валах А (I) и В (II), начинают вращение по часовой стрелке под воздействием выключающей пружины 9. При возбуждении выключающего электромагнита выключающая защелка поворачивается против часовой стрелки, и подвижный контакт дугогасительной камеры перемещается вниз.
а. Автоматический выключатель в положении ВКЛ (запас энергии включающей пружины)
1 - Включающий электромагнит
2 - Включающая защелка
3 - Кнопка включения вручную
4- Палец, препятствующий включению
5 - Блокирующая собачка
6 - Палец В
7 - Включающая пружина
8 -Храповик
9 -Выключающая пружина
10 - Ось кулачка
11 - Кулачок
12 - Главный вал В
13- Ось храповика
14 - Собачка
15 - Главный вал А
16 - Стопорная собачка
17 - Палец, препятствующий
18 - Выключающая защелка
19 - Выключающий электромагнит
20 - Кнопка выключения вручную
21 - Палец, препятствующий скачкам
II. Рычаг В
б. Автоматический выключатель в положении ВЫКЛ (запас энергии включающей пружины)
в. Автоматический выключатель в положении ВКЛ (включающая пружина отпущена)
Рис. 4.3 Элементы привода выключателя
4.3.4 запасенная энергия включающей пружины
По завершении операции включения включающая пружина (7) останавливается в отпущенном положении, храповик (8) через зубчатую передачу подсоединяется к электродвигателю, электродвигатель включается, и храповик приводится в движение. Собачка поворачивается, храповик поворачивается по часовой стрелке, запасается энергия пружины и вращающая сила оси кулачка по часовой стрелке.
4.4 Разъединитель (см. рис. 4.4)
существуют 2 типа разъединителей: правоугольный NGDS2-I и линейный NGDS2-II.
особенности:
разъединитель может включать или отключать зарядный ток шин;
все три полюса управляются электроприводом или вручную. Подвижный и неподвижный контакты установлены на изоляторе чашеобразного типа, однородность электрического поля обеспечивается экранирующим кожухом. Движение привода передается на подвижный контакт разъединителя через уплотнение вала, стержень-изолятор, рычаг, вызывая замыкание или размыкание подвижного контакта. Электропривод находится в отдельном корпусе, где также установлены индикатор положения, вспомогательный переключатель и т.п.;
высокая надежность изоляции;
унифицированность.
1 - изолятор
2 - подвижный контакт
3 - экран на подвижной стороне
4 - экран на неподвижной стороне
5 - неподвижный контакт
6 - стержень-изолятор
7 - уплотнение вала
8 - рычаг
А. Разъединитель правоугольного типа
Б. Разъединитель линейного типа
Рис. 4.4 Разъединитель КРУЭ
4.5 Заземлитель
4.5.1 существуют два типа заземлителя: NGES2-I - для ремонта и NGES2-II - заземляющий выключатель.
NGES2-I управляется электроприводом.
NGES2-II управляется электроприводом или вручную.
При помощи заземлителей можно выполнить измерение сопротивления главной шины КРУЭ, измерения механических параметров автоматического выключателя и провести испытания трансформатора тока.
В зависимости от требований компоновки заземлитель NGES2-I может устанавливаться на разъединитель или шину. Заземляющий выключатель
NGES2-II обычно устанавливается на входящей-выходящей линии электропередачи. При помощи заземлителя обеспечивается соединение КРУЭ с землей, что гарантирует безопасность персонала и оборудования при проведении монтажа и ремонта (см. рис. 6.5).
1 - неподвижный контакт
2 - кожух
3 - подвижный контакт
4 - изолирующий фланец
Рис. 4.5 Заземлитель КРУЭ
4.5.2 особенности конструкции:
• унифицированность: оба типа заземлителей имеют одинаковую внутреннюю конструкцию, что позволяет использовать запасные части общего назначения.
4.6 Трансформатор тока
Трансформатор тока может устанавливаться на одной или двух сторонах автоматического выключателя или в любом месте входящей-выходящей линии. Проводник высокого напряжения образует первичную обмотку. Выходящая линия вторичной обмотки проходит через уплотненную кабельную муфту, установленную на корпусе (см. рис. 6.6).
Особенности конструкции:
тороидальный сердечник, вторичная обмотка герметизирована эпоксидной смолой;
выполнение измерений разных классов, защитная обмотка;
в соответствии с требованиями к проводке вторичных обмоток, расчет проводится с учетом вида трансформатора, класса точности и мощности;
конструкция - электромагнитно-индуктивного типа.
1 - первичный проводник
2 - обмотка
3 - внутренний экран
4 - кабельная муфта
Рис. 4.6 Трансформатор тока КРУЭ
4.7 Трансформатор напряжения
трансформатор напряжения имеет камеру элегаза SF6. Может устанавливаться вертикально по направлению вверх или вниз. Проводник высокого напряжения соединяется с первичной обмоткой, опирающейся на изолятор. Для изоляции первичной обмотки используется элегаз SF6. Линия вторичного подключения выведена через уплотненную кабельную муфту (см. рис. 4.7).
особенности конструкции:
трансформатор электромагнитного типа;
обеспечены различные характеристики вторичных обмоток и резервных обмоток;
в соответствии с требованиями заказчика расчет вторичной обмотки осуществляется с учетом типа трансформатора, класса точности и мощности;
Рис. 4.7 Трансформатор напряжения КРУЭ
1 - изолятор 2-проводник 3 - кабельная муфта
4.8 Металлооксидный ограничитель перенапряжения Как устройство, защищающее от перенапряжений, ограничитель устанавливается на входящей линии или в любом месте КРУЭ. Ограничитель перенапряжения - газонепроницаемая камера. Сердечник ограничителя состоит из металлооксидных варисторов, имеющих сильно нелинейную характеристику тока и напряжения; подключается к КРУЭ через газовый изолятор. На корпусе ограничителя устанавливается оборудование для контроля и управления (см. рис. 4.8).
Рис. 4.8 Металлооксидный ограничитель перенапряжения (ОПН) КРУЭ
устанавливается в любом месте КРУЭ.
4.8 Шины КРУЭ 220 кВ
6.7.1 Главная шина
Главная шина подключается к другой главной шине ячейки посредством спайки. Во избежание ошибок при монтаже на главной шине устанавливаются сильфоны.
Главная шина - типа NGBUS2-I с трехполюсной распределительной коробкой (см. рис. 4.9).
1- сильфоны 2- проводник 3- корпус 4- изолятор 5- выводы главной шины
Рис. 4.9 Главная шина с трехполюсной распределительной коробкой КРУЭ
Рис. 4.10 Шина с отводами с трехполюсной разветвительной коробкой КРУЭ
1 - изолятор, 2 - контакт, 3- корпус, 4 - проводник 5 - перпендикулярная установка контакта, 6 - корпус с 4 проходками, 7 - Т-образная установка контакта
4.9 Шина с отводами
Шина с отводами подключается к конкретным элементам КРУЭ. Шина с отводами - типа NGBUS2-II с трехполюсной разветвительной коробкой (см. рис. 4.10).
4.10 Модули подключения
Модули подключения соединяют КРУЭ с воздушной линией, трансформатором, реактором и кабельной линией. Используются следующие модули подключения:
4.10.1 Модуль воздушной линии (проходной изолятор SF6-Воздух (ввод)) (см. рис. 4.11)
1 - кольцо распределения напряжения
2 - фарфоровый изолятор
3- внутренний экран
4 - проводник
Рис. 4.11 Проходной изолятор SF6-воздух
4.10.2 Модуль кабельной линии (концевая кабельная муфта) (см. рис. 4.12)
Концевая кабельная муфта обеспечивает подключение всех типов высоковольтных кабелей. Проект и объем поставок концевых кабельных муфт соответствует требованиям IEC62271-305. Токопровод между КРУЭ и концевой кабельной муфтой является съемным, поэтому испытания КРУЭ и кабеля можно проводить независимо друг от друга.
1 - изолятор, 2 - съемный проводник 3 - концевая кабельная муфта
Рис. 4.12 Кабельная муфта КРУЭ
КРУЭ соединяется с открытым оборудованием или воздушной линией при помощи проходного изолятора SF6-Воздух. При проектировании изолятора учитывается изоляционное расстояние, степень загрязнения.
4.10.3 Модуль трансформатора (проходной изолятор SF6-Масло) (см. рис. 4.13)
Концевая муфта трансформатора (проходной изолятор SF6-Масло). При помощи концевой муфты достигается маслоизоляция трансформатора. Проект и объем поставок концевых муфт трансформатора соответствует требованиям IEC 62271-306. Токопровод между КРУЭ и концевой муфтой является съемным, поэтому испытания КРУЭ и кабеля можно проводить независимо друг от друга. Для компенсации разницы давлений между концевой муфтой и КРУЭ обычно устанавливаются сильфоны.
1 - изолятор 2-сильфоны
3 - съемный проводник
4 - проходной изолятор SF -масло
Рис. 4.13 Концевая муфта трансформатора КРУЭ
4.11 Управление, контроль, блокировки
Шкаф местного управления
Шкаф местного управления содержит приборы для управления и контроля автоматического выключателя, разъединителя, заземлителя, индикатора положения и давления элегаза SF6.
Основные функции шкафа управления:
эксплуатация автоматического выключателя, разъединителя, заземлителя, дистанционное управление;
передача всех сигналов на центральный пульт управления и систему защиты;
регулирование работы первичных обмоток, индикатора положения автоматического выключателя, разъединителя, заземлителя;
регулирование работы автоматического выключателя, разъединителя, заземлителя по месту. Аварийная сигнализация SF6, контроль SF6 во всех камерах;
подключения с автоматическим выключателем, разъединителем, заземлителем, трансформаторами тока и напряжения.
Блокировки
Для автоматического выключателя, разъединителя, заземлителя введены электрические блокировки во избежание неверной работы устройств в связи с неправильными действиями персонала.
Контроль элегаза SF6
Ячейки КРУЭ разделяются изолятором на несколько не связанных между собой камер, содержащих элегаз. В каждой камере установлены датчики, при помощи которых контролируется плотность SF6. Сигналы передаются в шкаф местного управления через кабель. В случае нарушений состояния SF6 поступает аварийный сигнал. В случае понижения давления SF6 сигнал блокировки поступает на автоматический выключатель.