Короткозамыкатели и отделители: назначение, устройство, принцип работы

Современная организация высоковольтных ЛЭП не предусматривает использование выключателей в узловых точках, подключенных к питающим линиям. Вместо них на большинстве подстанций используются короткозамыкатели и отделители. Такая концепция позволила, сохраняя высокий уровень надежности, существенно снизить стоимость оборудования и, что не маловажно, упростить его. Об устройстве этих электрических аппаратов и принципе действия будет рассказано ниже.

Назначение короткозамыкателя и отделителя

Кратко расскажем, для чего предназначен каждый из коммутационных аппаратов:

  • Основная задача отделителей – произвести оперативное отключение обесточенного проблемного сегмента сети. По сути, этот контактный аппарат является разъединителем со скоростью срабатывания 500-1000 мс. Конструкция может иметь заземление или быть изолированной от него.
    Отделитель ОД-220

В сетях с классом напряжения до 110,0 кВ применяются трехполюсные аппараты, управляемые общим пусковым приводом. Для 220 кВ и выше используются однополюсные устройства (по одному на фазу). Отключаются отделители автоматически, а включаются вручную. Управление разъединителями осуществляется релейной защитой.

  • Короткозамыкателями называют быстродействующие приводы, используемые для создания искусственного замыкания в линии с целью вызвать ее защитное отключение. В такой операции возникает необходимость в случае возникновения нештатной ситуации или аварии, например, при повреждениях трансформаторов.
    Короткозамыкатель КЗ-110

В зависимости от конструкции замыкание производится между фазами (в сетях до 35,0 кВ) или одной из фаз на «землю», для линий с классом напряжения от 110,0 кВ. Включается короткозамыкатель автоматически, при срабатывании релейной защиты, но если возникнет необходимость, процесс может быть запущен вручную. Что касается отключения, то для него автоматический режим не предусмотрен.

Устройство короткозамыкателя и отделителя

Кратко расскажем о конструкции электромеханических аппаратов, изображенных выше, это будет полезно при объяснении их принципа работы. Начнем с отделителя, его упрощенный чертеж представлен ниже (рис.3 1).

Рисунок 3. 1) конструкция отделителя; 2)конструкция короткозамыкателя

Обозначения (часть 1 конструкция отделителя):

  • А1 – стойки изоляторы.
  • B1 – поворотные штанги с установленными контактами ножами.
  • С1 – пружинный механизм, приводящий в движение поворотные штанги.
  • D1 – платформа.
  • E1 – шкаф с электромагнитным «спусковым» механизмом, освобождающим пружинный привод, разводящий контактные части.

Как сами устройства, так и механика их работы не отличаются сложностью. Мы уже упоминали, что применение отделителя производится при снятом напряжении с сети, то есть, когда включаются выключатели на питающей магистрали. Следовательно, на разъединители можно не устанавливать специальные вакуумные дугогасительные контактные камеры.

Теперь рассмотрим основные элементы конструкции короткозамыкателя (рис.3 2):

  • A2 – основная (опорная) штанга-изолятор.
  • В2 – неподвижная штанга с контактными ножами.
  • С2 – пружинный привод.
  • D2 – платформа, на которой установлен короткозамыкатель.
  • E2 – шкаф для электромагнитного привода и трансформатора тока.
  • F2 – подвижная заземленная штанга, замыкающая полюса короткозамыкателя.

Конструктивно короткозамыкатель КЗ-35, а также другие модели, создающие искусственное межфазное КЗ, имеют несколько отличий от представленного на рисунке устройства. Поскольку имитируется линейное замыкание, то подвижная не соединена с «землей», она подключается к другой фазе. Соответственно, конструкция снабжена еще одним изолятором-стойкой.

Принцип действия

Механика действий этих устройств довольно простая, у отделителя она следующая: при поступлении сигнала срабатывает реле отключающее электромагнит, который блокирует пружинный механизм. В результате срабатывания привода отделителя, его поворотные штанги разводятся в разные стороны, размыкая контакты. Сигнал на отключения подают цепи управления релейной защиты.

Используются разъединители только с применением короткозамыкателей. Это связано с тем, что с помощью последних можно током КЗ вызвать срабатывание релейной защиты, как на текущей высоковольтной подстанции, так и той, к которой подключена питающая ЛЭП. Короткозамыкатель может быть запущен по сигналу защиты трансформатора или вручную, если в том возникла необходимость.

Как только сигнал на запуск получен, отключается электромагнит блокировки пружинного механизма и под его воздействием приводится в движение подвижный контакт. В результате короткозамыкатель вызовет КЗ линии, что моментально приведет в действие релейную защиту. По ее сигналу сработают высоковольтные выключатели питающей ЛЭП. Поскольку скорость срабатывания разъединителей существенно ниже, они будут производить отключение уже обесточенной магистрали.

Для закрепления материала рассмотрим несколько примеров.

Работа короткозамыкателя без отделителя

Ниже представлена принципиальная электрическая схема подстанции, где применяется короткозамыкатель без использования отделителя.

Схема подстанции 110/10

Значащие обозначения:

  • A – Линейный размыкатель в высоковольтной части ТП.
  • В – Короткозамыкатель.
  • С – Силовой трансформатор.

В данной схеме короткозамыкатель будет работать следующим образом:

  1. Если возникают проблемы с трансформатором «С» его подает сигнал на короткозамыкатель «В».
  2. Механизм электромеханического устройства производит короткозамкнутое соединение.
  3. КЗ отслеживает релейная защита, и формирует сигнал на ЛР «А».
  4. Силовой выключатель срабатывает и отключает ввод.

После того, как будет установлена и устранена причина срабатывания защиты, отключается выключатель (то есть, производится подключения вводной линии).

Описанный выше пример организации защиты на подстанции вполне работоспособен и надежен, но применение выключателя в данном случае не оправдывает себя ввиду его высокой стоимости.

Совместная работа короткозамыкателя с отделителем

Теперь рассмотрим связку ОД-КЗ на примере подстанции с двумя трансформаторными группами, запитанными от одной входящей ЛЭП.

Пример подстанции с ОД-КЗ

Обозначения:

  • Вк1 – силовой выключатель ВЛ (замкнут).
  • Вк2, Вк3 – силовые защитные выключатели на низкой стороне (замкнуты).
  • Вк4 – секторный выключатель (разомкнут).
  • Кз1, Кз2 – короткозамыкатели (разомкнуты).
  • Од1, Од2 – отделители (замкнуты).
  • Тр1, Тр2 – силовые трансформаторы 220/10

Для получения представления как работает данная схема, рассмотрим ситуацию с выходом из строя одного из трансформаторов:

  1. Представим, что в Тр2 нарушилась изоляция, что привело к образованию электроразрядов разлагающих масло, что обнаруживает газовое реле и подает соответствующий сигнал на щит управления короткозамыкателя Кз2.
  2. Сигнал, поступивший на блокирующее реле, приводит к его срабатыванию. Механизм разблокируется и пружинным приводом осуществляется толчок подвижной штанги, в результате замыкаются две фазы.
  3. Это включает Вк1, что приводит к отключению питающей линии обесточиванию Tp1 и Tp2. КЗ также вызывает соответствующую реакцию релейной защиты Tp2, она отключает Вк3 (снимается нагрузка) и запускает Од2. Поскольку у последнего самая низка скорость срабатывания, он приводится в действие последним, когда ВЛ и нагрузка отключены.
  4. Через определенную выдержку Вк1 вновь подключает ЛЭП (срабатывает система автоматического повторного включения).
  5. Автоматика ввода резерва включает Вк4.

По итогу на подстанции работает только Тр1, от которого запитываются обе секции.

Особенности

Идеальных систем не бывает, естественно, что у короткозамыкателей и отделителей имеется ряд особенностей, часть из которых можно причислить к недостаткам. Например, у последних резко снижается надежность срабатывания при оледенении. Эта проблема решается, если используются разъединители закрытого типа с элегазовым наполнением. Такие устройства стоят дороже обычных моделей, но все равно обходятся дешевле силовых выключателей.

К короткозамыкателям также имеются претензии, в частности, по скорости их срабатывания (она порядка 400-500 мс). Самое простое решение в данном случае – использование конструкций, где в качестве приводе используется пороховой заряд.

В остальном эксплуатация аппаратов, описанных в статье, вполне оправдывает себя, о чем говорит популярность связки ОД-КЗ.

www.asutpp.ru

Короткозамыкатель | Заметки электрика

Здравствуйте, уважаемые посетители сайта «Заметки электрика».

Еще перед летним отпуском в этом году, мы выводили в ремонт силовой трансформатор 110/10 (кВ) мощностью 63 (МВА). Ремонтная бригада производила замену разрядников на стороне 110 (кВ) на ОПН. А мы в это время занимались полной проверкой релейной защиты и автоматики этого самого трансформатора.

Схема электроснабжения данной подстанции выстроена с высокой стороны на отделителях и короткозамыкателях. Вот я и решил написать об этом более подробно. Тема сегодняшней статьи будет называться короткозамыкатель. Я Вам расскажу про назначение и применение короткозамыкателя, а также про принцип его работы.

Итак, начнем.

Назначение короткозамыкателя

Короткозамыкатель – это коммутационный аппарат, который необходим для создания искусственного короткого замыкания в электрической цепи.

Смысл его работы заключается в следующем. При внутреннем повреждении силового трансформатора включается короткозамыкатель и создает искусственное короткое замыкание. В это время на питающей подстанции релейная защита реагирует на ток искусственного короткого замыкания и отключает питающую линию, а соответственно, и силовой трансформатор от сети.

Короткозамыкатель может устанавливаться либо на одном полюсе, в электроустановках напряжением 110 (кВ) и выше, либо на двух полюсах, в электроустановках напряжением 35 (кВ).

В моем примере на одной подстанции короткозамыкатель установлен в ОРУ на стороне 110 (кВ) в фазе В, а на другой — в фазе С и А.

На фотографии выше видно, что короткозамыкатель КЗ-110 установлен в фазе В.

А на этой фотографии на одном вводе короткозамыкатель КЗ-110 установлен в помещении ЗРУ в крайней фазе С, а на другом вводе — в фазе А.

В общем это зависит в том числе и от конструктивных особенностей подстанции.

При установке короткозамыкателя высоковольтный выключатель на стороне 110 (кВ) не требуется, что значительно упрощает и удешевляет монтаж такого электрооборудования примерно на 40-50%, не теряя при этом надежность.

Хотя признаюсь Вам, что при написании своего дипломного проекта на тему: «Модернизация главной распределительной подстанции» я ушел от применения короткозамыкателей и отделителей, и установил на сторону 110 (кВ) вакуумные высоковольтные выключатели ВБЭ-110. На то это и дипломный проект, чтобы показать и доказать, что данная модернизация и расчеты имели право на жизнь.

На нашем предприятии имеются две главные распределительные подстанции (ГПП) напряжением 110/10 (кВ), где установлены короткозамыкатели. И у обеих подстанций схемы немного различаются. Давайте разберем работу короткозамыкателя на каждой из этих подстанций.

 

Работа короткозамыкателя без отделителя

Представляю Вашему вниманию электрическую принципиальную схему подстанции ГПП-1 110/10 (кВ) ввода № 1.

Питание силового трансформатора Т-1 осуществляется по воздушной линии 110 (кВ) через линейный разъединитель ЛР-110.

Вот этот самый силовой трансформатор Т-1 110/10 (кВ) мощностью 63 (МВА) .

На стороне 110 (кВ) в сторону линии установлен заземляющий нож ЗН для обеспечения электробезопасности при проведении ремонтных работ.

Как Вы видите, короткозамыкатель КЗ-110 установлен на стороне 110 (кВ) без отделителя.

В таком случае при внутреннем повреждении силового трансформатора Т-1 включается короткозамыкатель, который создает искусственное короткое замыкание на воздушной линии.

Под действием искусственного тока короткого замыкания релейная защита на питающей подстанции отключает с помощью выключателя эту линию. Линия остается без напряжения до выяснения конкретных причин повреждения силового трансформатора Т-1.

Работа короткозамыкателя с отделителем

А вот схема питания ГПП-2 110/10 (кВ) немного отличается от предыдущей схемы.

Питание силового трансформатора Т-1 осуществляется по воздушной линии 110 (кВ) через линейный разъединитель ЛР-110 и отделитель ОДЗ-110.

В данной схеме, в отличии от предыдущей, установлен отделитель ОДЗ-110. Устанавливается он на всех трех полюсах. Более подробно про отделитель я напишу в отдельной статье. Чтобы не пропустить, подпишитесь на получение извещения о выходе новых статей на сайте.

В нормальном режиме работы силового трансформатора Т-1 все три силовых контакта отделителя замкнуты. 

А при возникновении внутреннего повреждения силового трансформатора Т-1 срабатывает короткозамыкатель, который создает искусственное короткое замыкание на воздушной линии.

Под действием искусственного тока короткого замыкания релейная защита на питающей подстанции отключает с помощью высоковольтного выключателя эту линию. И только после того, как линия отключится, в эту бестоковую паузу отключается отделитель, размыкая свои силовые контакты и тем самым отделяя поврежденный силовой трансформатор от сети.

Выглядит это следующим образом. Специально для Вас я снял видео работы короткозамыкателя в паре с отделителем.

Затем на этот высоковольтный выключатель на питающей подстанции действует АПВ (автоматическое повторное включение) и он включается. Линия снова становится под напряжение.

Эта схема немного сложна тем, что в ней необходима более точная  и четкая слаженность работы релейной защиты на срабатывание короткозамыкателя и отделителя, а также высоковольтного выключателя на питающей подстанции. Этому способствуют различные виды блокировки устройств релейной защиты и автоматики, а также своевременное обслуживание приводов короткозамыкателя и отделителя.

Вот поэтому к релейной защите и предъявляются такие основные требования, как селективность (избирательность), быстродействие, чувствительность и надежность.

Но Вы только представьте себе, что произойдет, если релейная защита сработает не слаженно, и отделитель будет разрывать ток искусственного короткого замыкания. Это приведет к очень большим последствиям и аварии на подстанции.

P.S. Думаю, что смысл установки короткозамыкателя и отделителя на подстанции Вам ясна. В следующих статьях я расскажу Вам про конструкцию короткозамыкателя и отделителя, и их привода.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:


zametkielectrika.ru

Отделители и короткозамыкатели

Отделители
и короткозамыкатели

 

           Отделитель,
рассчитанный на напряжение 35 и 110 кВ
(рис. 1), представляет собой разъединитель
с автоматическим от­ключающим приводом
(ШПОМ). Отделитель на 220 кВ выпол­няется
в виде аппарата с тремя отдельными
полюсами с самосто­ятельными приводами.
Включается отделитель вручную. Отде­лители
могут отключать токи намагничивания
трансформаторов мощностью до 16 MB·А
при напряжении 35 кВ и до 63 MB·А
— принапряжении 110 кВ. Применяются
отделители с ножами заземления (типа
ОДЗ) и без ножей (типа ОД) (рис. 2).

 

Рис.
1. Отделитель типа ОДЗ-35 с ножами
заземления: 1 –
шкаф управления; 2 –
штанга; 3 –
изолятор фарфоровый; 4 –
ножи отделителя.

 

 

Рис.
2. Отделитель типа ОД-110: 1 –
изолятор; 
ножи отделителя; 3 –
механизм поворота колонок.

 

           Короткозамыкатель
(КЗ) 

аппарат, предназначенный для создания
искусственного короткого замыкания.
Короткозамыкатель на
напряжение 35 кВ выполняются в виде
двухполюсного аппарата, на напряжение
110 кВ и 220 кВ — в виде однополюс­ного
(рис. 3). Управление короткозамыкателями
осуществля­ется приводом типа ШПКМ,
выполненным с двумя реле мак­симального
тока и катушкой отключения. Включается
короткозамыкатель автоматически под
действием пружинного меха­низма при
срабатывании привода от релейной защиты.

 

Рис.
3. Короткозамыкатель типа КЗ: 1 –
изолятор колонки; 2 –
шина; 3 –
тяги механизма управления приводом; 4 –
привод; 5 –
заземлитель.

 

           Совместное
применение отделителя и короткозамыкателя
на подстанциях, рассчитанных на напряжение
35…220 кВ, позволяет отказаться от установки
выключателей высокого напряжения, а
также упростить и удешевить подстанции
без уменьшения надежности.

           На
рис. 4. приведена схема, поясняющая
совместную ра­боту отделителя ОД и
короткозамыкателя КЗ. Защита
трансфор­матора TP вызывает
срабатывание короткозамыкателя КЗ, ко­торый
создает ток короткого замыкания, на что
реагирует защи­та питающей линии.
Линия отключается. В течение бестоковой
паузы отключается отделитель ОД.На
этом операция вывода из работы
поврежденного трансформатора
окончена. Остает­ся восстановить
схему для питания потребителей П, подклю­ченных
к линии. Это выполняет автоматика
повторного вклю­чения АПВ.

 

Рис.
4. Схема, поясняющая работу отделителя
и короткозамыкателя: В –
выключатель; ЛЭП –
линия электропередачи; Р –
разъединитель; ОД –
отделитель; КЗ –
короткозамыкатель; ТР –
трансформатор; П –
потребитель. 

Назначение
и принцип действия.

В
настоящее время начинают широко
применяться высоковольтные подстанции
без выключателей на питающей линии. Это
позволяет удешевить и упростить
оборудование при сохранении высокой
надежности. Для замены выключателей на
стороне высокого напряжения используются
короткозамыкатели и отделители.
Крроткозамыкатель
— это быстродействующий контактный
аппарат, с помощью которого по сигналу
релейной защиты создается искусственное
КЗ сети.
Отделитель представляет собой
разъединитель, который быстро отключает
обесточенную цепь после подачи команды
на его привод. Если в обычном разъединителе
скорость отключения мала, то в отделителе
процесс отключения длится 0,5—1 с.
В
качестве примера применения
короткозамыкателей и отделителей на
рис. 9 приведена схема питания от одной
линии двух трансформаторных групп 77 и
Т2. В схему кроме быстродействующих
короткозамыкателей QK1 и QK2, введены
отделители Q1 и Q2, которые при нормальном
режиме работы замкнуты. Допустим,
вследствие ухудшения изоляции
трансформатора Т1 внутри него возникают
электрические разряды, которые приводят
к разложению масла и выделению газа.
Газовые пузырьки, поднимаясь вверх,
приводят к срабатыванию газового реле.
По сигналу этого реле включается
короткозамыкатель и в цепи возникает
искусственное КЗ. Под действием тока
КЗ срабатывает выключатель   защиты
QF1 и обе группы Т1 и Т2 обесточиваются.

Рис.
9. Схема
коммутации с отделителями и
короткозамыкателями

С
помощью релейной защиты трансформатора
77 отключается также выключатель QF2,
после чего с некоторой выдержкой
отключается отделитель Q1. Затем, так
как режим искусственного КЗ оказался
отключенным, снова включается выключатель
QF1. Если до аварии выключатель QF4 был
отключен, тс после включения выключателя
QFJ он может быть включен. При этом будет
восстановлено питание потребителей на
шинах 10 кВ первой трансформаторной
группы.

Таким
образом, в этой схеме удается не ставить
выключатели на стороне 220 кВ трансформаторов
Т1 и Т2. Однако для надежной работы
необходима четкая последовательность
в работе короткозамыкателей, выключателей
и отделителей. Иначе возможны такие
тяжелые аварийные случаи, как отключение
тока КЗ отделителями и др.
Эффективность
такой схемы тем выше, чем больше
номинальное напряжение сети. Указанный
эффект достигается за счет отсутствия
выключателей на стороне 35—220 кВ, а также
аккумуляторных батарей и компрессорных
установок. Уменьшается площадь подстанции.
Создается возможность приближения
напряжения 35—220 кВ непосредственно к
потребителям. Сокращаются сроки
строительства.
По справочным данным,
применение отделителей и короткозамыкателей
позволяет удешевить стоимость подстанции
на 40—50 % и практически сохранить ту же
надежность.
б) Конструкция
короткозамыкателей и отделителей. На
рис. 10
представлен короткозамыкатель
КЗ-110 на напряжение 110 кВ. На стальной
коробке 1 установлен опорный изолятор
2. Вверху опорного изолятора расположен
неподвижный контакт 3, находящийся под
высоким напряжением. Подвижный заземленный
контакт — нож 4 укреплен на валу 5 привода
короткозамыкателя. Для создания
необходимой прочности нож 4 имеет ребро
жесткости 6. Основание 1 изолировано от
земли и присоединяется к одному концу
первичной обмотки трансформатора тока,
второй конец которой заземлен (рис. 12).
На вал 5 действует пружина привода,
которая заводится в отключенном
состоянии. Для включения подается
команда на электромагнит привода,
который освобождает защелку механизма.
Под действием пружины нож перемещается
в вертикальной плоскости вверх и
заземляет контакт 3. Время включения
такого короткозамыкателя 0,15—0,25 с.
В
основу конструкции отделителя ОД-110У
на 110 кВ (рис. 11) положен двухколонковый
разъединитель с вращением ножей 1 в
горизонтальной плоскости. Приведение
в движение колонок 2 осуществляется
пружинным приводом 3 с электромагнитным
управлением. Во включенном положении
пружины привода заведены.


Рис.
10. Короткозамыкатель Рис.
11. Отделитель

При
подаче команды пружина   освобождается
и контакты   расходятся за время
0,4—0,5 с.
Параметры отечественных
короткозамыкателей и отделителей
приведены в справочной литературе.
Схема
релейной защиты при использовании
отделителей и короткозамыкателей
приведена на рис. 12. Короткозамыкатель
1 имеет пружинный привод 4. Механизм
расцепления 6 привода может срабатывать
от реле максимального тока мгновенного
действия 8 и независимого расцепителя
10. От трансформатора тока 3 питается
электромагнит 9 расцепителя отделителя
2. Отделитель отключается под действием
пружины 5. При нормальной работе подстанции
отделитель 2 включен, а короткозамыкатель
1 выключен. При внутреннем повреждении
трансформатора срабатывает либо реле
дифференциальной защиты КА, либо газовое
реле Вг. Промежуточное реле при этом
включает электромагнит независимого
расцепителя 10. В результате короткозамыкатель
1 включается и через трансформатор тока
3 течет ток КЗ. Электромагнит 9 включается,
и его якорь 11 заводит пружину 12. Схема
будет находиться в таком состоянии до
тех пор, пока от своей защиты не отключится
выключатель, установленный на стороне
высокого напряжения 220 кВ (выключатель
QF1 на схеме рис. 9). После отключения этого
выключателя ток через короткозамыкатель
1ив обмотке трансформатора 3 прекратится.
Электромагнит 9 обесточится, его якорь
под действием возвратной пружины
освобождает защелку 7, и отделитель 2
размыкается.
Рис.
12. Схема
релейной защиты при использовании
отделителей и короткозамыкателей

Рис.
13. Элегазовый
короткозамыкатель  110 кВ

Теперь
выключатель на питающем конце линии
может включаться вновь. Такая схема
применяется только тогда, когда
выключатель срабатывает (отключается)
от замедленно действующей защиты. При
быстродействующей защите линии
применяются другие схемы.
Описанные
выше конструкции короткозамыкателей
и отделителей имеют большое время
срабатывания (0,5—1 с), что удовлетворяет
современные требования к энергосистемам.
В перспективе это время должно быть
уменьшено до 0,08—0,12 с при напряжениях
до 220 кВ. Рассмотренные аппараты не
обеспечивают также достаточную надежность
работы при гололеде и сильных морозах.
Для уменьшения времени включения
замыкателя и времени отключения
отделителя необходимо сокращать
междуконтактное изоляционное расстояние
путем применения элегазогой или вакуумной
среды. Более перспективным является
использование элегазовых аппаратов,
так как удается получить необходимую
прочность при одном разрыве. Для вакуумных
аппаратов необходимо включение нескольких
разрывов последовательно.
На рис. 13
представлен элегазовый короткозамыкатель
на напряжение 110 кВ. В фарфоровом цилиндре
1 установлены контакты 2 и 3. Давление
элегаза в цилиндре составляет 0,3 МПа.
Привод подвижного контакта 3 осуществляется
тягой 5. Стальной сильфон 4 обеспечивает
герметизацию полости цилиндра 1.
Расстояние между контактами 85—110 мм.
Время срабатывания в 4—5 раз меньше, чем
у существующих короткозамыкателей
открытого типа. Короткозамыкатель
защищен от климатических воздействий
окружающей среды.

Выбор
разъединителей

Номинальное
напряжение разъединителя должно
соответствовать номинальному напряжению
высоковольтной сети.
Наибольший
длительный ток нагрузки потребителя
не должен превышать номинальное значение
длительного тока разъединителя.
Ударный
ток КЗ в месте установки разъединителя
не должен превышать допустимую амплитуду
ударного тока КЗ разъединителя.

Внешние
условия работы разъединителя должны
соответствовать реальным условиям
эксплуатации аппарата (скорость ветра,
температура, гололед).

Выбор
короткозамыкателей и отделителей

Номинальное
напряжение короткозамыкателя должно
соответствовать номинальному значению
напряжения сети.
Динамическая и
термическая стойкости короткозамыкателя
должны соответствовать току КЗ в месте
его установки.
Время включения
короткозамыкателя должно соответствовать
требованиям схемы автоматики.
Номинальные
данные по току и напряжению отделителя
выбираются так же, как и для разъединителя.
Кроме того, время отключения должно
соответствовать требованиям схемы
автоматики.

studfiles.net

Отделители и короткозамыкатели. Назначение, принцип работы.

Сегодня на высоковольтных подстанциях зачастую используются типовые схемы без установки выключателей на питающей линии. Благодаря такой конструктивной особенности удаётся настроить полнофункциональное оборудование, которое отличается простотой исполнения и дешевизной при неизменно высокой надёжности. Чтобы заменить выключатели на стороне высокого напряжения применяются отделители и короткозамыкатели.

Короткозамыкатели служат для того чтобы создавать искусственное КЗ сети по сигналу релейной защиты. Отличаются высоким быстродействием.

Отделитель — это разъединитель, способный быстро отключить обесточенную сеть, когда подаётся команда на его привод. Отделители срабатывают значительно медленней обычных разъединителей (в течение 0,5-1,0 секунд). Посредством отделителя отсоединяются повреждённые участки сети после того, как выполнено отключение защитного выключателя. В свою очередь выключатель срабатывает по причине короткого замыкания, которое создаётся короткозамыкателем.

Короткозамыкатели создают искусственное КЗ в случаях повреждения трансформатора. В результате этого под влиянием защиты происходит отключение выключателей, которые установлены на питающих выводах линий. Короткозамыкатели управляются посредством привода ШПК, а включение короткозамыкателя происходит в автоматическом режиме под влиянием пружинного механизма в результате срабатывания привода по сигналу релейной защиты. В случае необходимости короткозамыкатель можно также включить вручную. Отключить же его можно исключительно при ручном оперировании.

Отделитель на подстанции.

Особенности короткозамыкателей и отделителей

Разъединители бывают одно- и трёхполюсными, предназначены для внутренней и наружной установки. Для осуществления отключения и включения разъединителей используются пневматические, электродвигательные и ручные приводы.

Отделители, короткозамыкатели открытой конструкции не очень надёжно функционируют во время неблагоприятных погодных условий (гололёд, мороз). Немало зафиксировано случаев отказа в работе. Чтобы повысить стабильность работы таких изделий, была разработана конструкция с контактной системой, помещаемой в закрытую камеру, наполненную элегазом. Для того чтобы скомпенсировать утечки элегаза, имеется связанный через фильтр баллон с внутренней полостью камеры контакта.

В установках напряжением 35 кВ используются два полюса короткозамыкателя, которые когда срабатывают, создают искусственное двухфазное короткое замыкание. В более мощных установках (110 кВ и выше) с заземлённой нейтралью используется только один полюс короткозамыкателя.

Типичные короткозамыкатели имеют скорость включения порядка 0,4-0,5 секунд. Если такого времени срабатывания недостаточно, используются короткозамыкатели на основе порохового заряда, под действием взрыва которого происходит движение ножа.

В целях автоматизации подстанций отделители применяются не только для обесточивания электрических цепей, но также и для перевода подстанций на резервные источники питания.

При контроле состояние короткозамыкателей и отделителей в первую очередь необходимо обращать внимание на состояние изоляции изделий и контактных соединений.

pue8.ru

Короткозамыкатель – это… Что такое Короткозамыкатель?

Короткозамыкатель — электрический аппарат, предназначенный для создания искусственного короткого замыкания на землю в сетях электроснабжения.

Устройство

Конструктивно короткозамыкатель аналогичен заземлителю, но за счёт мощной контактной системы может включаться на короткое замыкание.

Применение

Короткозамыкатели совместно с отделителями применяются в упрощённых схемах подстанций вместо более дорогих силовых выключателей. Подобная замена позволяет экономить значительные денежные средства, так как стоимость силовых выключателей довольно высока. Чем больше присоединений на подстанции и выше напряжение высокой стороны, тем более заметной становится выгода от использования упрощённых схем. В основном упрощённые схемы получили распространение на напряжении 35, 110 кВ. Устанавливаются короткозамыкатели: в сетях с заземлённой нейтралью — на одну фазу, в сетях с изолированной нейтралью — на две. Включение короткозамыкателя происходит автоматически, отключение производят вручную.

В настоящее время применение короткозамыкателей ограничено теми подстанциями где они установлены, короткозамыкатели больше не производятся, так как схемы ПС где они применяются имеют меньшую надежность и большую вероятность повреждения дорогостоящего оборудования подстанции (силового трансформатора), чем схемы с применением выключателей.

Принцип действия защиты с использованием короткозамыкателей

Схема подстанции без выключателя на стороне высокого напряжения

В случае аварии на трансформаторе одного из присоединений (T1), установленная на нём защита подаст напряжение на катушку включения соответствующего короткозамыкателя (SC1). Короткозамыкатель замкнёт свои контакты, создав искусственное замыкание на землю. На это замыкание среагирует защита магистральной ЛЭП, в зоне действия которой находится подстанция, и с помощью головного выключателя (Q) отключит всю подстанцию. Через небольшой промежуток времени на линии сработает АПВ и включит головной выключатель. За это время, которое называется бестоковой паузой, сработает только отделитель повреждённого трансформатора (E1) и отключит его от сети. Таким образом, не используя отдельный выключатель на каждое присоединение, возможно отключить повреждённый участок, оставив подстанцию в работе.

Источники

  • ГОСТ 17703-72 «Аппараты электрические коммутационные. Термины и определения»
  • «Релейная защита и автоматика подстанций с короткозамыкателями и отделителями» М. Л. Голубев «Энергия» Москва 1973
  • «Релейная защита и автоматика систем электроснабжения» Андреев В. А. М. «Высшая школа» 2007 ISBN 978-5-06-004826-1
  • «Релейная защита энергетических систем» Чернобровов Н. В., Семенов В. А. М. Энергоатомиздат 1998 ISBN 5-283-010031-7

dic.academic.ru

Короткозамыкатель

Короткозамыкатель
– это коммутационный аппарат, предназначенный
для создания искусственного к. з. в
электрической цепи. 

Короткозамыкатели
применяются для того, чтобы обеспечить
отключение поврежденного трансформатора
после создания искусственного к. з.
действием релейной защиты питающей
линии. 

В
установках 35 кВ применяют два полюса
короткозамыкателя, при срабатывании
которых создается искусственное
двухфазное к. з. В установках с заземленной
нейтралью (110 кВ и выше) применяется один
полюс короткозамыкателя. Конструкция
короткозамыкателя КЗ-35. Привод
короткозамыкателей имеет пружину,
которая обеспечивает включение
заземленнога ножа на неподвижный
контакт, находящийся под напряжением.
Импульс для работы привода подается от
релейной защиты. Отключение производится
вручную. При включении короткой замыкателя
во избежание возникновения дуги и
повреждения аппарата необходимо
обеспечить большую скорость движения
ножа. В существующих конструкциях время
включения короткозамыкателя составляет
0,4—0,5 с. Для ускорения включения имеются
конструкции короткозамыкателей, в
которых движение ножу сообщается силой
взрыва порохового заряда. 

Рис.
2.1  Короткозамыкатель
КЗ-35

На
стальной коробке 1 установлен опорный
изолятор 2. Вверху опорного изолятора
расположен неподвижный контакт 3,
находящийся под высоким напряжением.
Подвижный заземленный контакт – нож 4
укреплен на валу 5 привода короткозамыкателя.

Основание
1 изолировано от земли. На
вал
5 действует пружина привода, которая
заводится в отключенном состоянии. Для
включения подается команда на электромагнит
привода, который освобождает защелку
механизма. Под действием пружины нож
перемещается в вертикальной плоскости
и заземляет контакт 3. Время включения
такого короткозамыкателя 0,15-0,25 с.

Отделитель

Отделитель
внешне не отличается от разъединителя,
но у него для отключения имеется пружинный
привод. Включение отделителя производится
вручную. Отделители, так же как
разъединители, могут иметь заземляющие
ножи с одной или двух сторон. Недостатком
существующих конструкций ОД является
довольно большое время отключения
(0,5—1 с). 

Отделители
могут отключать обесточенную цепь или
ток намагничивания трансформатора, но
отключать ток к. з., возникающий при
срабатывании короткозамыкателя,
отделителем нельзя, поэтому в схемах
управления ОД и КЗ имеется блокировка,
которая запрещает отключение отделителя,
если через трансформаторы тока ТТ,
установленные в цепи короткозамыкателя,
проходит ток . 

Отделители
и короткозамыкатели открытой конструкции
недостаточно надежно работают в
неблагоприятных погодных условиях
(мороз, гололед). В эксплуатации наблюдаются
случаи их отказа в работе. Взамен этих
конструкций разработаны отделители и
короткозамыкатели с контактной системой,
расположенной в закрытой камере,
заполненной элегазом. 

Рис.
2.2 Отделитель ОД-220

В
основу конструкции отделителя ОД-220 на
напряжение 220 кВ положен двухколонковый
разъединитель с вращением ножей 1 в
горизонтальной плоскости, рис. 2.2.
Приведение в движение колонок 2
осуществляется пружинным приводом 3 с
электромагнитным управлением. Во
включенном положении пружины привода
заземлены. При подаче команды пружина
освобождается и контакты расходятся
за 
время
0,4-0,5 с.

studfiles.net

Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Короткозамыкатель

Cтраница 4

Короткозамыкатели – аппараты, предназначенные для создания быстрого автоматического искусственного короткого замыкания электрической цепи на землю при ее повреждении. Эти аппараты создают замыкание на землю при повреждениях в трансформаторе, что приводит к отключению под действием защиты выключателя, установленного на питающем конце цепи. Короткозамыкатели имеют автоматическое включение, отделители – автоматическое отключение.
 [46]

Короткозамыкатели представляют собой двухполюсный аппарат, состоящий из сварного основания, на котором установлены изоляторы с неподвижными контактами, двух подшипников, на которых поворачиваются заземляющие ножи, и приводного механизма с пружинами, расположенными между швеллерами основания. Управление короткозамыкателя осуществляется приводом наружной установки НПК, выполненным в виде шкафа с вмонтированным внутри ручным и автоматическим приводом. Короткозамыкатель включается автоматически под действием пружины механизмов при получении команды от релейной защиты, а отключается вручную при оперировании приводом по часовой стрелке.
 [47]

Короткозамыкатели или однополюсные заземлители могут включаться также в нейтрали силовых трансформаторов для телемеханического управления режимом заземления нейтралей.
 [48]

Короткозамыкатели предназначены для передачи сигнала на отключение питающей ВЛ при возникновении повреждений на ПС, выполненной по упрощенной схеме, путем создания металлического однополюсного к.
 [49]

Короткозамыкатели выбираются по номинальному напряжению и по стойкости к токам к.
 [50]

Короткозамыкатель при аварии ( перегрузка, короткое замыкание) замыкает накоротко цепь переменного тока и тем самым шунтирует выпрямитель тяговой подстанции. Глухое короткое замыкание в цепи переменного тока отключается автоматическим выключателем.
 [52]

Короткозамыкатель – это коммутационный аппарат, предназначенный для создания искусственного КЗ в электрической цепи.
 [53]

Короткозамыкатели применяются в упрощенных схемах подстанций для того, чтобы обеспечить отключение поврежденного трансформатора после создания искусственного КЗ действием релейной защиты питающей линии. В установках 35 кВ необходимо применять два полюса короткозамыкателя для создания двухфазного КЗ, в установках 110 кВ и выше достаточно одного полюса.
 [54]

Короткозамыкатель должен быть установлен вне зоны дифференциальной защиты трансформатора.
 [55]

Короткозамыкатель предназначен для создания однополюсного или двухполюсного искусственного замыкания при внутренних повреждениях силовых трансформаторов с целью их отключения выключателем, установленным на питающем конце линии.
 [56]

Короткозамыкатели предназначены для быстрого автоматического дистанционного замыкания на землю электрической линии.
 [58]

Короткозамыкатели нужно присоединять после линейного разъединителя со стороны трансформатора, а не линии. В противном случае при проверке газовой защиты при замыкании поплавка реле короткозамыкатель может включиться на рабочее напряжение линии и вызвать ее отключение и перерыв питания всех подключенных к ней потребителей, что и имело место в эксплуатации.
 [59]

Короткозамыкатели не имеют дугогаси-тельных устройств, что значительно уменьшает их размеры и вес и делает особенно пригодными для моторных вагонов.
 [60]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

   5




www.ngpedia.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о