Hoe hoogspanningsscheiders zijn gerangschikt en werken

Hoogspanningsapparaten: hoe scheidingsschakelaars zijn gerangschikt en werken Onder elektrische hoogspanningsapparatuur worden verschillende schakelapparaten gebruikt. Een van hun groepen heet "Disconnectors".

Afspraak

Deze structuren worden gebruikt om een ​​onderbreking in het elektrische circuit te creëren, die niet alleen de voeding uitschakelt, maar ook visueel zichtbaar moet zijn.

Feit is dat er gedurende de lange geschiedenis van de exploitatie van elektriciteit tradities zijn ontstaan ​​voor het veilige gebruik ervan. Stroomonderbrekingen door lastonderbrekers met geavanceerde technische apparaten zijn aan het zicht onttrokken. Bij ongevallen blijft de spanning in het voor buitengebruikstelling bestemde gebied. Dit is zeer gevaarlijk en is een directe voorwaarde voor elektrische schokken of schade aan elektrische apparatuur.

Om deze redenen worden scheiders in het hoogspanningscircuit geïnstalleerd in serie met de schakelaars en, in de regel, daarna, om de veiligheid van de werking te waarborgen.

Om dit proces te begrijpen, zullen we een deel van het elektrische circuit presenteren wanneer elektriciteit van de bron van transformatorstation nr. 1 wordt verzonden via een hoogspanningsleiding die is verdeeld in 5 werksecties naar onderstations nr. 2 en nr. 3.

Laten we aannemen dat in sectie nr. 3 (rood gemarkeerd) technische werkzaamheden moeten worden uitgevoerd die, in overeenstemming met de veiligheidsvoorwaarden, stressverlichting vereisen.

Om dit te doen, moet u de stroomschakelaars uitschakelen:

• krachtstation nr. 1;

• verbruikende onderstations nr. 2 en nr. 3, die in bedrijf zijn aan de lagere spanningszijde en elektriciteit zullen opwekken voor de lijn, inclusief sectie nr. 3, vanwege het omgekeerde transformatie-effect.

In het geval van een storing van een van de schakelaars of een fout of hun spontane ongeoorloofde inschakeling, zal de spanning verschijnen op werksectie nr. 3, en dit is onaanvaardbaar.

Daarom wordt er na elke schakelaar in het elektrische circuit een scheider geplaatst, die bovendien een veilige en zichtbare onderbreking van het circuit creëert.

De bovenstaande afbeelding is een eenvoudig eenregelig ontwerp. In de praktijk gebruiken hoogspanningslijnen echter minimaal drie fasen. Een nauwkeuriger diagram voor ons geval van voorbereiding van werklocatie nr. 3 voor onderhoud is als volgt.

Hierop wordt elke fase «A», «B», «C» van de hoogspanningslijn in zijn eigen kleur weergegeven: geel, groen en rood. Op alle onderstations wordt hij eerst uitgeschakeld door zijn eigen schakelaar en daarna door de scheider. Alleen dan is elke fase van de elektriciteitsleiding voor locatie nr. 3 geaard.

In deze figuur wordt het probleem van aarding niet volledig weergegeven, maar alleen om de noodzaak van implementatie aan te tonen.

De locatie van de scheider in het circuit bepaalt het vereenvoudigde ontwerp in vergelijking met de stroomonderbreker. Dit is te wijten aan het feit dat de schakelaar de elektriciteit die er doorheen gaat betrouwbaar moet onderbreken tijdens normaal bedrijf en noodkortsluitstromen van enorme omvang die op een onvoorzien moment overal in het gedeelte van het circuit dat door de schakelaar wordt beschermd, kunnen optreden.

Deze processen zijn zeer complex en houden verband met de ionisatie van de omgeving en het optreden van een krachtige elektrische boog die de contacten kan verbranden. Om dit fenomeen te voorkomen, worden verschillende technische oplossingen gebruikt, gebaseerd op het gebruik van dragers met isolerende eigenschappen. Ze vullen het werkgebied van de stroomonderbreker waar het circuit is verbroken.

De tweede richting om met de boog om te gaan, is om de maximale snelheid van het triggermechanisme te waarborgen. De bedrijfstijd is vergelijkbaar met een explosie en vindt plaats in ongeveer twee periodes van oscillatie van de harmonische van de sinusvormige stroom.

Dezelfde tijd is nodig voor moderne beveiligingen met automatische middelen om een ​​fout in het circuit te detecteren en een commando naar de onderbrekeraandrijving te sturen.

Daarom is de noodstoptijd door beveiliging en automatisering ongeveer 0,04 sec.

Voor scheiders zijn dergelijke complexe apparaten niet nodig. Ze zijn ontworpen om zonder haast te worden uitgeschakeld door de gebruiker of door elektrische motoren. Omdat de scheiders na de schakelaars worden geïnstalleerd, werken ze alleen nadat de spanning is verwijderd, wanneer er geen vonkvorming kan optreden.

De locatie van de scheider en vermogenschakelaar is te zien op een fragment van het bedieningsschema van de coördinator.

Zo ziet de foto van de locatie van dit onderstation eruit, uitgezonden door de satelliet.

Zicht op hetzelfde gebied vanaf de grond vanaf de zijkant van de leidende steun.

Daarom creëren scheiders een zichtbare onderbreking in het elektrische circuit voor veilig onderhoud nadat de schakelaar de spanning heeft uitgeschakeld... Dit is hun belangrijkste doel.

Scheidingsschakelaar ontwerp

Het apparaat van een hoogspanningsscheider is vrij complex, maar tegelijkertijd veel eenvoudiger dan dat van een aan / uit-schakelaar met dezelfde spanning. Laten we eens kijken naar voorbeelden van hun implementatie voor 330 kV-apparatuur.

De enige stromen die door dergelijke scheiders worden geactiveerd, zijn mogelijke capacitieve ontladingen van geïnduceerde spanningen. De vermogenscontacten van de scheiders zijn ontworpen om hun voeding te onderbreken. In werkende staat gaat de maximale belastingsstroom er doorheen.

De besturingskasten van de omvormer zijn ontworpen om elke fase van de scheider afzonderlijk of in combinatie te besturen.

Als u bovenstaande afbeeldingen goed bekijkt, ziet u dat de schakelcontacten van de schakelaar en de scheider zich op behoorlijke hoogte bevinden. Dit is om veiligheidsredenen voor de rest van de apparatuur en het onderhoudspersoneel.

In 110 kV buitenschakelapparatuur is de veilige hoogte van de scheider kleiner.

Het is dus beter om ze te onderhouden, gemakkelijker en goedkoper te installeren. Dit vereist echter speciale aandacht van het bedienend personeel onder de in bedrijf gestelde scheider. In de praktijk waren er gevallen waarin werknemers bij nat weer hun haren opstaken, de veilige afstand tot elektrische apparatuur verkleinden en onder een spanning van 110 kV vielen.

Dit bevestigt eens te meer dat veiligheidsmaatregelen niet alleen bekend moeten zijn, maar ook onberispelijk moeten worden uitgevoerd.

De locatie van 10 kV-onderbrekers voor bovengrondse transmissielijnen op palen nabij het binnenschakelapparaat met onderstation-stroomschakelaars wordt weergegeven op de foto.

De volgende afbeelding laat zien hoe de 10 kV-lijnscheider met een handmatige aandrijving bediend moet worden. De transformator is vlakbij.

Scheidingsschakelaars voor 6 kV-bovenleidingen hebben dezelfde inrichting als voor 10 kV-lijnen.

Alle foto's laten zien dat elke scheider uit de volgende structurele elementen bestaat:

• powerframe op veilige hoogte geplaatst;

• steunisolatoren die stevig op het frame zijn gemonteerd aan de uiteinden van de opening die voor elke fase is gevormd;

• een contactsysteem dat zorgt voor een betrouwbare doorgang van de nominale stroom van de lijn en de spanningstoevoer in open toestand verbreekt naar het voor service bestemde gedeelte;

• mes motion control systemen.

Voor scheiders die worden gebruikt voor circuits met een spanning van 110 kV en hoger, bestaat het contactsysteem uit twee beweegbare halve messen die in tegengestelde richtingen zijn gebogen. In andere ontwerpen wordt vaker een beweegbaar mes gebruikt, dat in een vast contact wordt gestoken.

Scheidingsschakelaars zijn geclassificeerd volgens:

• het aantal palen;

• de aard van de installatie (binnen of buiten);

• het type beweging van het mes om de kettingbreuk te veroorzaken (roterend, snijdend of schommelend);

• besturingsmethoden: handmatig met een werkend isolatiestang- of hefboomsysteem, of automatisch door elektromotoren (hydraulica en zelfs pneumatiek kan worden gebruikt) met een besturingssysteem.

Alle operaties met scheiders in het werkschema zijn geclassificeerd als gevaarlijk werk, ze worden alleen uitgevoerd door getraind en opgeleid personeel met behulp van speciaal ontworpen formulieren onder directe controle van de coördinator.

In elkaar grijpende scheiders

Een kenmerk van hoogspanningsscheiders is dat samen met hen, op hetzelfde platform, aardmessen zich vaak aan weerszijden van de gecreëerde opening bevinden. Het is handig om ze te manipuleren voor bedienend personeel dat schakelt in stroomcircuits.

Bij het inschakelen is het belangrijk om de volgorde van aanbrengen/verwijderen van aarding en aan/uit schakelen van de scheider goed in acht te nemen. De stroomonderbreker mag niet worden ingeschakeld terwijl de aarding aan beide zijden van de scheider is geïnstalleerd. Dit veroorzaakt kortsluiting.

U kunt ook geen massa forceren wanneer de scheider is ingeschakeld en er spanning op het circuit staat, wat ook kortsluiting veroorzaakt.

Om verkeerde situaties bij het schakelen te voorkomen, wordt gebruik gemaakt van het technisch blokkeren van de handelingen van het servicepersoneel met stationaire aarders, scheiders en schakelaars. Zij kan zijn:

• puur mechanisch;

• elektrisch (op basis van het gebruik van een elektromagnetisch slot);

• gecombineerd.

De ontwerpen van het slot zijn anders. Hun complexiteit en betrouwbaarheid nemen toe naarmate de gebruikte spanning in de primaire lus toeneemt.

Om elektrische soorten vergrendelingen te regelen, zijn extra contacten die in secundaire circuits worden gebruikt, gemonteerd op de roterende assen van de contactschoepen. Dit worden blokcontacten KSA genoemd. Ze herhalen de positie van de scheider volledig, terwijl ze tegelijkertijd sluiten of openen.Om de mogelijkheden van besturingscircuits, beveiligingen en automatisering van schakelaars en lijnen uit te breiden, zijn deze blokcontacten ontworpen met zowel normaal open als gesloten posities.

Een soortgelijk contactenblok is ook aangebracht op de aandrijvingen van stationaire aardmessen en lastscheidingsschakelaars.

Elektromagnetische blokkeerbesturingscircuits zijn gebaseerd op het principe van het creëren van serie- en parallelle circuits van elektrische circuits uit de contacten van de repeaters van de positie van de hoofdapparatuur: schakelaars, scheiders, aardingsmessen.

Wanneer de positie van een van deze schakelapparaten wordt gewijzigd door het servicepersoneel, worden hun secundaire contacten, samengesteld in een bepaald logisch schema, dienovereenkomstig geschakeld. Als de veiligheidseisen worden geschonden, verbiedt elektromagnetische blokkering verdere acties met elektrische apparatuur.

In dit geval is het noodzakelijk om de juistheid van de uitgevoerde acties te begrijpen en te zoeken naar de gemaakte fout.

In elkaar grijpende circuits voor onderstationscheiders worden gevoed door speciale DC-spanningsbronnen.

Verplichte eisen voor scheiders:

• zorgen voor een zichtbare opening;

• structurele weerstand tegen dynamische en thermische effecten;

• betrouwbaarheid van isolatie in alle weersomstandigheden;

• duidelijkheid van het werk in geval van verslechtering van de werkomstandigheden tijdens regen, sneeuwval, ijsvorming;

• eenvoud van ontwerp, gebruiksgemak en onderhoud.

Voor meer informatie over de werkingskenmerken van scheiders, zie Dit artikel.