SF6 stroomonderbrekers 110 kV en hoger

Hoogspanningsstroomonderbrekers, waarin SF6 wordt gebruikt als isolerend en boogvormend medium, worden steeds wijdverspreider omdat ze hoge schakelsnelheden en mechanische middelen, uitschakelvermogen, compactheid en betrouwbaarheid hebben in vergelijking met lucht, olie en hoogspanning met een laag oliegehalte stroomonderbrekers.

Het succes bij de ontwikkeling van SF6-stroomonderbrekers had direct een aanzienlijke invloed op de inbedrijfstelling van compacte buitenschakelapparatuur, binnenschakelapparatuur en SF6 gasgeïsoleerde schakelapparatuur. SF6-stroomonderbrekers gebruiken verschillende boogdovende methoden, afhankelijk van de nominale spanning, nominale uitschakelstroom en kenmerken van het voedingssysteem (of individuele elektrische installatie).

In gasgeïsoleerde boogblusapparaten vindt, in tegenstelling tot luchtboogblusapparaten, wanneer de boog wordt gedoofd, de uitstroom van gas door het mondstuk niet plaats in de atmosfeer, maar in het gesloten volume van de kamer gevuld met SF6-gas tegen een relatief lage snelheid. kleine overdruk.

Volgens de methode voor het doven van de elektrische boog tijdens het trippen, worden de volgende SF6-stroomonderbrekers onderscheiden:

1. SF6 automatische compressieschakelaar, waarbij de vereiste stroomsnelheid van SF6-gas door de mondstukken van het compressieboogblusapparaat wordt gecreëerd door het bewegende systeem van de schakelaar (automatische compressieschakelaar met één druktrap).

2. SF6-stroomonderbreker met elektromagnetische uitbarsting, waarbij het doven van de boog in het boogapparaat wordt verzekerd door zijn rotatie langs de ringcontacten onder invloed van het magnetische veld dat wordt gecreëerd door de te doven stroom.

3. SF6-stroomonderbreker met hoge- en lagedrukkamers, waarbij het principe van het leveren van een gasstoot door de mondstukken in het boogblusapparaat vergelijkbaar is met luchtboogblusapparaten (SF6-schakelaar met twee druktrappen).

4. SF6 zelfgenererende stroomonderbreker, waarbij het vereiste massadebiet van SF6-gas door de mondstukken van het boogblusapparaat wordt gecreëerd door verwarming en verhoging van de druk van SF6-gas door de uitschakelboog in een speciale kamer (SF6 zelf- genererende stroomonderbreker met één druktrap).

Laten we eens kijken naar enkele typische SF6-stroomonderbrekerontwerpen voor 110 kV en hoger.

Vermogensschakelaars SF6 110 kV en hoger voor een enkele onderbreking van verschillende bedrijven hebben de volgende nominale parameters: Unom = 110-330 kV, Inom = 1-8 kA, Io.nom = 25-63 kA, SF6 gasdruk = 0,45 -0,7 MPa (abs), uitschakeltijd 2-3 perioden van kortsluitstroom.Intensief onderzoek en testen van binnen- en buitenlandse bedrijven maakte het mogelijk om een ​​SF6 vermogensschakelaar te ontwikkelen en in bedrijf te stellen met een enkele onderbreking bij Unom = 330-550 kV bij Io.nom = 40-50 kA en een stroomuitschakeltijd van één stroom periode bij kortsluiting.

Een typisch SF6 stroomonderbrekerontwerp wordt getoond in Fig. 1.

Het apparaat staat in de uit-stand en pin 5 en 3 zijn open.

Rijst. 1.

Er wordt stroom geleverd aan het vaste contact 3 via flens 2 en aan het beweegbare contact 5 via flens 9. In de bovenste kap 1 is een kamer met een adsorbens geïnstalleerd. De dragende isolatiestructuur van de SF6 stroomonderbreker is bevestigd op het voetkussen 11. Wanneer de schakelaar wordt ingeschakeld, wordt een pneumatische actuator 13 geactiveerd, waarvan de stang 12 is verbonden door een isolatiestang 10 en een stalen staaf 8 met een beweegbare. contact 5. Deze laatste is stevig verbonden met een fluorkunststof mondstuk 4 en een beweegbare cilinder 6. Het gehele beweegbare systeem van de EV (elementen 12-10-8-6-5) beweegt omhoog ten opzichte van de stationaire zuiger 7 en de holte K van het boogblussysteem van de schakelaar toeneemt.

Wanneer de schakelaar uit staat, trekt de stang 12 van het bedieningsmechanisme het beweegbare systeem naar beneden en ontstaat er een verhoogde druk in de holte K in vergelijking met de druk in de schakelkamer. Een dergelijke automatische compressie van SF6-gas zorgt voor de uitstroom van het gasmedium door het mondstuk, intense koeling van de elektrische boog die optreedt tussen contacten 3 en 5 tijdens het uitschakelen. Positie-indicator 14 geeft mogelijkheid tot visuele controle de uitgangspositie van het contactsysteem van de schakelaar.In een aantal ontwerpen van SF6-stroomonderbrekers met automatische compressie worden veren, hydraulische actuatoren gebruikt en wordt de stroom van SF6-gas door mondstukken in de booggoot uitgevoerd volgens het principe van tweerichtingsblazen.

In afb. 2 toont een 220 kV tankonderbreker met gasisolatie type VGBU (Inom = 2500 A, Io.nom = 40 kA NIIVA OJSC met autonome hydraulische aandrijving 5 en ingebouwde stroomtransformatoren 2. EV heeft driefasenregeling (één aandrijving voor drie fasen) en is voorzien van porseleinen (polymeer) deksels voor 1 air-SF6 bussen.

In de met gas gevulde tank 3 bevindt zich een boogdovend apparaat, dat is verbonden met de hydraulische aandrijving 5 via een transmissiemechanisme in de met gas gevulde kamer 4. De schakelstructuur van de gastank is bevestigd op een metalen frame 6 Om de vermogenschakelaar te vullen met SF6 wordt koppeling 7 gebruikt, is gelijk aan één atm (abs.) en dan is het noodzakelijk om ervoor te zorgen dat p = pnom.

Rijst. 2.

De voordelen van gasgeïsoleerde tankstroomonderbrekers met ingebouwde stroomtransformatoren ten opzichte van "kerngasgeïsoleerde stroomonderbreker plus stand-alone stroomtransformator" -sets zijn: verhoogde seismische weerstand, kleiner distributiegebied van het onderstation, minder vereiste grote werken tijdens de bouw van onderstations, verhoogde veiligheid van onderstationpersoneel (boogblusapparaten bevinden zich in geaarde metalen tanks), de mogelijkheid om SF6-verwarmingsgas te gebruiken bij gebruik in koude klimaatgebieden.

Bij het ontwerpen van 220 kV en hogere tankonderbrekers voor buitenschakelapparatuur, is het noodzakelijk om de nominale druk van SF6-gas te verhogen (pH> 4,5 atm (abs.)). Daarom wordt verwarming van het gasmedium geïntroduceerd om te voorkomen dat SF6-gas vloeibaar wordt bij lage omgevingstemperaturen of mengsels van SF6-gas met stikstof of tetrafluormethaan.

Zoals de praktijk laat zien, zijn voor een nominale spanning van 330-500 kV enkelvoudige tankonderbrekers voor nominale stromen van 40-63 kA het meest veelbelovende type schakelapparatuur voor schakelapparatuur en buitenschakelapparatuur.

De stroomonderbreker VGB-750-50 / 4000 U1 ontwikkeld door JSC NIIVA (Fig. 3) met een autocompressie-apparaat met twee verplaatsingen voor boogdoving, ingebouwde stroomtransformatoren, polymeer luchtbussen SF6, is uitgerust met twee hydraulische aandrijvingen per pool , wat een totale uitschakeltijd mogelijk maakt die niet langer is dan twee stroomperioden bij de voedingsfrequentie.

Rijst. 3.

In afb. 4 toont een doorsnede van een enkelpolige VGB-750-50 / 4000U1 vlamboogonderdrukker met stroomopwaartse weerstanden (om schakelpieken te beperken). Het beweegbare contact van deze weerstanden is mechanisch verbonden met het beweegbare stroomonderbrekersysteem.

Rijst. 4

In de gesloten stand van de SF6 vermogenschakelaar zijn de weerstanden overbrugd door de hoofdcontacten. Bij het uitschakelen openen eerst de weerstandscontacten, dan de hoofdcontacten en dan de boogcontacten. Bij het inschakelen sluiten eerst de weerstandscontacten, daarna de boog- en hoofdcontacten. Om de spanningsverdeling gelijk te maken, is elke pauze verbonden met condensatoren.

De distributie wordt verkregen van SF6-type stroomonderbrekers met enkelvoudige onderbreking voor een nominale spanning van 110-220 kV met een nominale uitschakelstroom van 40-50 kA.

Rijst. 5

Een typisch ontwerp van een VGP 110 kV gasgeïsoleerde stroomonderbreker (Inom = 2500 A, Io.nom = 40 kA) met een veeraandrijving van Electroapparat OJSC wordt getoond in Fig. 5.

Zie ook over dit onderwerp: Vergelijkende kenmerken van olie-, vacuüm- en SF6-stroomonderbrekers voor hoogspanning