Основни познания за високоволтовата разпределителна апаратура

Високоволтовите разпределителни шкафове се използват широко в електроразпределителните системи за приемане и разпределение на електрическа енергия. Част от силовото оборудване или линиите може да бъде въведена в или изключена от експлоатация в зависимост от работата на електропреносната мрежа, а повредената част може бързо да бъде отстранена от електропреносната мрежа, когато силовото оборудване или линията се повреди, за да се осигури нормалната работа на безаварийната част от електропреносната мрежа, както и безопасността на оборудването и персонала по поддръжката. Следователно, високоволтовите разпределителни апарати са много важно електроразпределително оборудване и тяхната безопасна и надеждна работа е от голямо значение за енергийната система.

1. Класификация на разпределителни апарати за високо напрежение

Тип структура:
Брониран тип Всички типове са изолирани и заземени с метални пластини, като например тип KYN и тип KGN.
Интервален тип Всички типове са разделени от една или повече неметални пластини, като например тип JYN
Типът кутия има метална обвивка, но броят на отделенията е по-малък от този на бронирания пазар или типа отделения, като например тип XGN
Разположение на прекъсвача:
Тип на пода. Ръчната количка на прекъсвача сама се приземи и се вкара в шкафа.
Средно монтираната ръчна количка е монтирана в средата на разпределителния шкаф, а товаренето и разтоварването на ръчната количка изисква товаро-разтоварна кола.

Ръчна количка, монтирана в средата

Подова ръчна количка

Тип изолация
Метална затворена разпределителна апаратура с въздушна изолация
Метално затворено разпределително устройство, изолирано от SF6 газ (надуваем шкаф)

2. Структура на състава на високоволтовия разпределителен шкаф KYN

Разпределителният шкаф се състои от неподвижно тяло на шкафа и изтегляеми части (наричани ръчна количка)

 

едно. Кабинет
Корпусът и преградите на разпределителното устройство са изработени от алуминиево-цинкова стоманена плоча. Целият шкаф е с висока прецизност, устойчивост на корозия и окисляване, но също така има висока механична якост и красив външен вид. Шкафът е сглобен и е свързан с нитове-гайки и високоякостни болтове. По този начин сглобеното разпределително устройство може да запази еднакви размери.
Разпределителният шкаф е разделен чрез прегради на помещение за ръчни колички, помещение за шини, помещение за кабели и помещение за релейни инструменти, като всяко устройство е добре заземено.
Стая A-Bus
Помещението за шини е разположено в горната част на задната част на разпределителния шкаф за монтаж и подреждане на трифазни високоволтови променливотокови шини и за свързване със статични контакти чрез разклонителни шини. Всички шини са пластмасово уплътнени с изолационни ръкави. Когато шината преминава през преградата на разпределителния шкаф, тя се фиксира с шинна втулка. В случай на вътрешна дъга на повреда, това може да ограничи разпространението на аварията към съседни шкафове и да осигури механичната здравина на шината.

 

B-стая с ръчна количка (прекъсвач)
В помещението с прекъсвачите е монтирана специална направляваща релса, по която количката с прекъсвачите да се плъзга и работи вътре. Ръчната количка може да се движи между работно положение и тестово положение. Преградата (капанът) на статичния контакт е монтирана на задната стена на помещението с ръчната количка. Когато ръчната количка се премести от тестово положение в работно положение, преградата се отваря автоматично и ръчната количка се премества в обратна посока, за да се съедини напълно, като по този начин се гарантира, че операторът няма да докосне зареденото тяло.
Прекъсвачите могат да бъдат разделени на средства за гасене на дъга:
• Маслен прекъсвач. Той се разделя на прекъсвачи с повече масло и прекъсвачи с по-малко масло. Всички те са контакти, които се отварят и свързват в масло, а трансформаторното масло се използва като средство за гасене на дъга.
• Предпазител със сгъстен въздух. Предпазител, който използва сгъстен въздух под високо налягане за гасене на дъгата.
• SF6 прекъсвач. Прекъсвач, който използва SF6 газ за гасене на дъгата.
• Вакуумен прекъсвач. Прекъсвач, в който контактите се отварят и затварят във вакуум и дъгата се гаси под вакуумни условия.
• Твърдофазен прекъсвач, генериращ газ. Прекъсвач, който използва твърди газогенериращи материали за гасене на дъгата чрез разлагане на газа под действието на високата температура на дъгата.
• Магнитен предпазител с вентилатор. Прекъсвач, при който дъгата се вдухва в решетката за гасене на дъга от магнитно поле във въздуха, така че тя се удължава и охлажда, за да се угаси дъгата.

 

Според различните енергийни форми на използваната от работния механизъм работна енергия, той може да бъде разделен на следните видове:
Ръчен механизъм (РМ): Отнася се за работния механизъм, който използва човешка сила за затваряне на спирачката.
2. Електромагнитен механизъм (CD): отнася се до работния механизъм, който използва електромагнити за затваряне.
3. Пружинен механизъм (CT): отнася се до пружинен механизъм за затваряне, който използва човешка сила или двигател за съхраняване на енергия в пружината, за да се постигне затваряне.
4. Моторен механизъм (CJ): отнася се до работния механизъм, който използва мотор за затваряне и отваряне.
5. Хидравличен механизъм (ХМ): отнася се до работния механизъм, който използва масло под високо налягане, за да избута буталото, за да постигне затваряне и отваряне.
6. Пневматичен механизъм (CQ): отнася се до работния механизъм, който използва сгъстен въздух, за да натисне буталото, за да постигне затваряне и отваряне.
7. Механизъм с постоянен магнит: Използва постоянни магнити за поддържане на позицията на прекъсвача. Това е електромагнитен механизъм за управление, задържане с постоянен магнит и електронно управление.

C-кабелна стая
В кабелното помещение могат да се монтират токови трансформатори, заземителни прекъсвачи, мълниезащити (предпазители от пренапрежение), кабели и друго спомагателно оборудване, а в долната част е подготвена прорезна и подвижна алуминиева плоча, за да се осигури удобството при изграждане на място.

Инструментална зала с D-реле
Панелът на релейното помещение е оборудван с устройства за микрокомпютърна защита, дръжки за управление, защитни притискащи плочи за изходи, измервателни уреди, индикатори за състояние (или дисплеи за състояние) и др.; в релейното помещение има клемни блокове, контролни контури за микрокомпютърна защита, DC прекъсвачи и защитни устройства за микрокомпютър, DC захранване, захранващ прекъсвач (DC или AC) за работа на двигателя за съхранение на енергия и вторично оборудване със специални изисквания.

Три позиции в ръчната количка на разпределителното устройство

Работно положение: прекъсвачът е свързан с основното оборудване. След включване, захранването се предава от шината към преносната линия през прекъсвача.

Тестова позиция: Вторичният щепсел може да се постави в контакта, за да се получи захранване. Прекъсвачът може да бъде затворен, отворен, съответният индикатор свети; Прекъсвачът няма връзка с основното оборудване и може да извършва различни операции, но няма да има никакъв ефект върху товара, така че се нарича тестова позиция.

Положение за поддръжка: няма контакт между прекъсвача и основното оборудване (шина), захранването за работа е изключено (вторичният щепсел е изключен) и прекъсвачът е в отворено положение.

Устройство за блокиране на разпределителния шкаф

Разпределителният шкаф има надеждно заключващо устройство, което отговаря на изискванията за пет превенции и ефективно защитава безопасността на операторите и оборудването.

A. Вратата на инструменталната зала е оборудвана с бутон или превключвател за включване, за да се предотврати погрешно затваряне и разделяне на прекъсвача.

B, ръката на прекъсвача е в тестово или работно положение, прекъсвачът може да се задейства, а при затваряне на прекъсвача ръката не може да се движи, за да се предотврати натоварването на грешната дръжка на автомобила.

C. Само когато заземителният превключвател е в отворено положение, ръчната количка с прекъсвача може да се премести от позиция за тест/поддръжка в работна позиция. Само когато ръчната количка с прекъсвача е в позиция за тест/поддръжка, заземителният превключвател може да се задейства. По този начин може да се предотврати погрешно включване на заземителния превключвател и евентуално включване на заземителния превключвател.

D. Когато заземителният превключвател е в отворено положение, долната врата и задната врата на разпределителния шкаф не могат да се отварят, за да се предотврати случайно прекъсване на електричеството.

E, ръката на прекъсвача е в тестово или работно положение, няма управляващо напрежение, може да се осъществи само ръчно отваряне, не може да се затвори.

F. Когато ръчният прекъсвач е в работно положение, вторичният щепсел е заключен и не може да бъде изваден.

 

G, всяко тяло на шкафа може да реализира електрическо блокиране.

H. Връзката между вторичната линия на комутационното оборудване и вторичната линия на ръчната количка на прекъсвача се осъществява чрез ръчен вторичен щепсел. Подвижният контакт на вторичния щепсел е свързан с ръчната количка на прекъсвача чрез найлонова гофрирана свиваема тръба. Само в тестово, изключено положение ръчната количка на прекъсвача може да включва и изважда втория щепсел, а в работно положение ръчната количка на прекъсвача поради механичното заключване вторият щепсел е заключен и не може да бъде изваден.

3. Процедура за работа на разпределителни устройства за високо напрежение

Въпреки че конструкцията на разпределителното устройство гарантира правилна последователност на работа на разпределителното устройство, частите, освен оператора, трябва стриктно да отговарят на експлоатационните процедури и свързаните с тях изисквания. Не трябва да се извършва по избор или да се оставят да работят без предварително зададени инструкции, в противен случай е лесно да се повреди оборудването и дори да се причинят инциденти.

Процедура за работа на предавателната кутия за високо напрежение

(1) Затворете всички врати на шкафовете и задните уплътнителни плочи и ги заключете.

(2) Поставете дръжката за управление на заземяващия превключвател в шестоъгълния отвор в долната дясна част на средната врата, завъртете я обратно на часовниковата стрелка на около 90°, за да отворите заземяващия превключвател, извадете дръжката за управление, заключващата платка на отвора за управление ще се върне автоматично назад, ще покрие отвора за управление и задната врата на разпределителния шкаф ще се заключи.

(3) Наблюдавайте дали инструментите и сигналите на вратата на горния шкаф са нормални. Нормално е да светят лампата за захранване на защитното устройство на микрокомпютъра, лампата за положение на ръчния тест, индикаторът за отваряне на прекъсвача и индикаторът за съхранение на енергия. Ако всички индикатори не светят, отворете вратата на шкафа и проверете дали превключвателят за захранване на шината е затворен. Ако е затворен, индикаторът все още не свети. Проверете управляващия контур.

(4) Поставете щифта на манивелата на ръчната количка на прекъсвача и го натиснете силно, завъртете манивелата по посока на часовниковата стрелка. 6 kV разпределително устройство за около 20 обиколки, заседнал в манивелата, очевидно придружен от „щракащ“ звук при изваждане на манивелата. В този момент ръчната количка е в работно положение, вторият щепсел е заключен. Прекарайте през ръката на прекъсвача, вижте съответния сигнал (в този момент работната светлина в положението на количката, в същото време светлината в положението за тестване на ръката е изключена). В същото време трябва да се отбележи, че когато ръката е в работно положение, заключващата плоча в отвора за работа на ножа за заземяване е заключена и не може да се натисне.

(5) с инструмента за управление на вратата, включете захранването на прекъсвача, едновременно с това светва червената индикаторна светлина на инструмента за затваряне на вратата и светва зелената светлина на спирачката. Проверете електрическия дисплей, местоположението на механичните точки на прекъсвача и други свързани сигнали. Всичко е нормално. 6 (работа, превключвателят ще ни покаже местоположението на панела, завъртайки дръжката по часовниковата стрелка. Дръжката за управление трябва автоматично да се върне в предварително зададеното положение след освобождаване).

(6) Ако прекъсвачът се изключи автоматично след затваряне или се изключи автоматично по време на работа, е необходимо да се определи причината за повредата и да се отстрани повредата, която може да бъде предадена отново съгласно горната процедура.

4. Механизъм за управление на прекъсвача

1, електромагнитен механизъм за работа

Електромагнитният оперативен механизъм е зряла технология, използваща по-ранен вид оперативен механизъм на прекъсвач, неговата структура е проста, механичните компоненти са около 120. Използва се електромагнитна сила, произведена от тока в затварящата бобина на задвижващото ядро ​​на превключвателя. За затваряне се използва ударен механизъм за затваряне, а размерът на енергията на затваряне зависи изцяло от размера на комутационния ток. Следователно е необходим голям затварящ ток.

Предимствата на електромагнитния оперативен механизъм са следните:

Структурата е проста, работата е по-надеждна, изискванията за обработка не са много високи, производството е лесно, производствените разходи са ниски;

Може да реализира дистанционно управление и автоматично повторно затваряне;

Има добри характеристики по отношение на скоростта на затваряне и отваряне.

Недостатъците на електромагнитния механизъм за работа включват главно:

Затварящият ток е голям, а консумираната от затварящата бобина мощност е голяма, което изисква захранване с постоянен ток с висока мощност.

Затварящият ток е голям и общият спомагателен превключвател и релейният контакт не могат да отговорят на изискванията. Трябва да се оборудва специален DC контактор, а DC контактът с дъгогасителна бобина се използва за управление на затварящия ток, за да се контролира действието на затварящата и отварящата бобина;

Скоростта на работа на оперативния механизъм е ниска, налягането на контакта е малко, лесно е да се предизвика прескачане на контакта, времето за затваряне е дълго, а промяната на захранващото напрежение има голямо влияние върху скоростта на затваряне;

Цена на материалите, обемист механизъм;

Корпусът и работният механизъм на прекъсвача на външната подстанция обикновено са сглобени заедно. Този вид интегриран прекъсвач обикновено има само функцията на електрически, електрически и ръчни точки и няма функцията на ръчно управление. Когато кутията на работния механизъм се повреди и прекъсвачът откаже да се захранва, е необходима обработка при прекъсване на електрическата мрежа.

2, пружинен механизъм

Пружинният задействащ механизъм се състои от четири части: съхранение на пружинна енергия, поддръжка на затваряне, поддръжка на отваряне, отваряне. Броят на частите е повече от 200, като се използва енергията, съхранена от разтягането и свиването на пружината на механизма, за да се контролира затварянето и отварянето на прекъсвача. Съхранението на енергия от пружината се осъществява чрез работата на механизма за забавяне на двигателя за съхранение на енергия, а затварянето и отварянето на прекъсвача се контролира от бобината за затваряне и отваряне. Така енергията на затварянето и отварянето на прекъсвача зависи от енергията, съхранена от пружината, и няма нищо общо с размера на електромагнитната сила, и не изисква твърде голям ток на затваряне и отваряне.

Предимствата на пружинния механизъм са следните:

Токът на затваряне и отваряне не е голям, не се нуждае от захранване с висока мощност;

Може да се използва за дистанционно съхранение на електрическа енергия, електрическо затваряне и отваряне, както и локално ръчно съхранение на енергия, ръчно затваряне и отваряне. Следователно, може да се използва и за ръчно затваряне и отваряне, когато работното захранване изчезне или оперативният механизъм откаже да работи. Бърза скорост на затваряне и отваряне, която не се влияе от промяната на захранващото напрежение, и може да се използва за бързо автоматично повторно затваряне;

Моторът за съхранение на енергия е с ниска мощност и може да се използва както за променлив, така и за постоянен ток.

Пружинният механизъм за работа може да осигури най-добро съвпадение при преноса на енергия и да направи всички видове спецификации на прекъсвачи с общ ток на прекъсване един вид работен механизъм, като изберете различни пружини за съхранение на енергия, което е рентабилно.

Основните недостатъци на пружинния задвижващ механизъм са:

Структурата е сложна, производственият процес е сложен, точността на обработка е висока, а производствените разходи са сравнително високи;

Голяма работна сила, високи изисквания към здравината на компонентите;

Лесно възникнала механична повреда, която кара работния механизъм да откаже да се движи, изгаря затварящата бобина или превключвателя за движение;

Съществува феномен на фалшив скок, понякога фалшивият скок след отварянето не е на мястото си, неспособен да прецени комбинираната му позиция;

Характеристиките на скоростта на отваряне са лоши.

3, механизъм за работа с постоянен магнит

Постоянният магнитен оперативен механизъм използва принципа на работа и структурата на нов механизъм. Състои се от постоянен магнит, затваряща бобина и спирачна бобина. Пружинният оперативен механизъм е анулиран от електромагнитния оперативен механизъм и движение, свързващ прът и заключващо устройство. Структурата е проста, с много малко части, около 50. Основните движещи се части са само една, което го прави много надежден. Използва постоянен магнит за задържане на прекъсвача. Това е оперативен механизъм с електромагнитно задействане, задържане с постоянен магнит и електронно управление.

Принцип на работа на механизма за работа на постоянния магнит: След затваряне на бобината, тя се намира в горната част на генериращата верига и магнитният поток се движи в обратна посока. Магнитната сила, създадена от суперпозицията на две магнитни полета, кара динамичното ядро ​​да се движи надолу. След като се движи около половината от разстоянието, долната част на магнитната въздушна междина намалява, а линиите на магнитното поле на постоянния магнит се изместват в долната част, в същата посока като затварящото магнитно поле на бобината и полето на постоянния магнит, така че скоростта на движение на желязната сърцевина надолу се увеличава. В този момент затварящият ток изчезва. Постоянният магнит използва канал с нисък магнитоимпеданс, осигурен от движещите се и статичните железни ядра, за да поддържа движещото се желязо в стабилно затворено положение. Когато спирачната бобина се счупи, то се генерира в долната част на магнитната верига и постоянният магнит в посока, обратна на магнитния поток. Магнитната сила, създадена от суперпозицията на две магнитни полета, кара динамичното ядро ​​да се движи нагоре. След като се движи около половината от разстоянието, горната въздушна междина на магнитната верига намалява, а силовата линия на постоянния магнит се прехвърля към горната част на спирачната бобина и към постоянното магнитно поле в същата посока, така че скоростта на движещото се желязо нагоре се увеличава. Накрая, достигайки частичното си положение, когато токът на затвора изчезне, постоянният магнит използва канал с нисък магнитоимпеданс, осигурен от движещите се и статичните железни ядра, за да поддържа движещото се желязо в стабилно отворено състояние.

Предимствата на механизма за работа с постоянен магнит са следните:

Приемете бистабилен механизъм с двойна намотка. Постоянен магнитен механизъм за затваряне на щифтовете, затварящата намотка, постоянен магнит, съответстващ на затварящата намотка на щифтовете, решава по-добре проблема с щифтовете при превключване към висока мощност. Тъй като постоянният магнит има магнитна енергия, може да се използва като затварящ механизъм. Струнките осигуряват енергия за затварящата намотка, което може да намали тока на затваряне, така че не е необходим твърде голям ток.

Чрез движението нагоре и надолу на движещата се желязна сърцевина, през въртящото се рамо, изолационният прът ДЕЙСТВА върху динамичния контакт на вакуумната дъгогасителна камера на прекъсвача, осъществявайки точки или функции на прекъсвача, замествайки традиционния начин на механично заключване, механичната структура е значително опростена, намалява материалите, намалява разходите, намалява точките на повреда, значително подобрява надеждността на механичното действие, може да се реализира безплатна поддръжка и да се спестят разходи за поддръжка.

Постоянната магнитна сила на механизма за управление с постоянен магнит почти не изчезва, а експлоатационният му живот е до 100 000 пъти по-дълъг. Електромагнитната сила се използва за отваряне и затваряне, а постоянната магнитна сила се използва за поддържане на бистабилно положение, което опростява предавателния механизъм и намалява консумацията на енергия и шума на механизма за управление. Животът на механизма за управление с постоянен магнит е повече от 3 пъти по-дълъг от този на електромагнитния механизъм и пружинния механизъм.

Използвайте безконтактен, без движещи се компоненти, без износване, без отскачане електронен безконтактен превключвател като спомагателен превключвател, няма проблем с лош контакт, надеждно действие, работата не се влияе от външната среда, дълъг живот, висока надеждност, за да решите проблема с отскачането на контакта.

Приемете технология за синхронно преминаване през нула. Динамичният и статичният контакт на прекъсвача под контрола на електронната система за управление може да променя формата на вълната на системното напрежение на всяко ниво, във формата на вълната на тока през нулата при прекъсване, амплитудата на пусковия ток и пренапрежението са малки, за да се намали въздействието върху работата на мрежата и оборудването. Електромагнитният работен механизъм и действието на пружинния работен механизъм са произволни, могат да генерират висок пусков ток и амплитуда на пренапрежение, което има голямо въздействие върху електрическите мрежи и оборудването.

Механизмът за работа с постоянен магнит може да реализира локално/дистанционно отваряне и затваряне, както и функция за защитно затваряне и повторно затваряне, като може да се отваря ръчно. Тъй като необходимата мощност за работа е малка, се използват кондензатори за директно импулсно захранване. Времето за зареждане на кондензатора е кратко, токът на зареждане е малък, а устойчивостта на удар е висока. След прекъсване на захранването прекъсвачът все още може да се включва и изключва.

Основните недостатъци на механизма за работа с постоянен магнит са:

Не може да се затвори ръчно, по време на работа захранването е изчезнало, кондензаторът е изтощен, ако кондензаторът не може да се зареди, не може да се затвори;

Ръчно отваряне, началната скорост на отваряне трябва да е достатъчно голяма, така че е необходима голяма сила, в противен случай не може да се управлява;

Качеството на кондензаторите за съхранение на енергия е неравномерно и трудно за гарантиране;

Трудно е да се постигне идеалната характеристика на скоростта на отваряне;

Трудно е да се увеличи изходната мощност на отваряне на механизма за работа с постоянен магнит.