|
Страница 8 из 38
3.2. Условия работы и выбор выключателей конденсаторных установок
Основной схемой подключения конденсаторных установок к шинам распределительных устройств является присоединение через отдельный коммутирующий аппарат. Это может быть рубильник, контактор или автоматический выключатель для напряжения 380 В и выключатель нагрузки, масляный или воздушный выключатель для напряжения 3—10 кВ. Однако условия работы этих выключателей, как указано выше, при нормальной эксплуатации конденсаторной установки отличаются от условий работы выключателей другого электрооборудования. Поэтому к выключателям КУ предъявляются специальные требования.
Для КУ 380 В необходим быстродействующий малогабаритный автоматический выключатель или контактор для коммутации чисто емкостной нагрузки на номинальный ток 300—800 А, допускающий 20— 30 операций в сутки при автоматическом регулировании. Ударный ток КЗ, допустимый в защищаемой этими выключателями сети (например, в сети 380 В), должен быть не менее 50 кА в соответствии с принятым ударным током КЗ для распределительных щитов ниже 1000 В трансформаторных подстанций.
При отсутствии выключателя, специально приспособленного для работы с конденсаторной установкой ниже 1000 В, могут быть применены контакторы типа КТУ-4 или КТ6043 с предохранителями или автоматические выключатели типа А400 с дистанционным, управлением с необходимыми видами защит. Следует учитывать, что эти выключатели предназначены для управления ЭП с индуктивной нагрузкой, поэтому при применении для управления конденсаторных установок их нужно выбирать с запасом по току не менее 50% номинального тока КУ.
Для КУ 3—10 кВ обычные масляные и воздушные выключатели неполностью удовлетворяют специальным требованиям, предъявляемым к выключателям, коммутирующим чисто емкостную нагрузку. Их следовало бы дооборудовать специальными гасительными камерами или дополнительными шунтирующими сопротивлениями, как это делается зарубежными фирмами. Наиболее пригодны для работы в конденсаторных установках широко применяемые за рубежом вакуумные и элегазовые выключатели, допускающие быстрые и частые переключения и практически исключающие повторные зажигания дуги. Однако отключающая мощность их еще недостаточна для применения в качестве основного выключателя.
Рис. 3.2. Схемы подключения конденсаторных установок в распределительных сетях
Поэтому они могут применяться как выключатели для включения и отключения отдельных секций конденсаторных установок. Эти выключатели в отличие от основного выключателя не должны отключать токи КЗ и поэтому выбираются из расчета отключения тока, равного 1,3—1,5 номинального тока секции.
При отсутствии специального выключателя для управления конденсаторных установок 3—10 кВ применяются малообъемные масляные выключатели типов ВМГ-133, ВПМ-10 и др. с запасом по току не менее 50% номинального тока КУ, но они не приспособлены для отключения чисто емкостной нагрузки и в процессе отключения не исключена возможность повторного зажигания дуги.
На промышленных предприятиях применяются типовые схемы подключения КУ мощностью 500—2500 квар к двум секциям одного распределительного устройства 6—10 кВ. При этом аварий с выключателями из-за параллельного включения или отключения конденсаторных установок не отмечалось. Это объясняется тем, что переходные процессы, сопровождающиеся значительными бросками тока, происходят настолько быстро (около 1/4 периода, или 0,005 с), что термический эффект и динамические усилия не представляют опасности для выключателей.
В малообъемных масляных выключателях в процессе отключения установки возможны повторные зажигания, однако в большинстве случаев эти однократные зажигания, появляющиеся спустя 1/4 периода после прохождения тока через нуль, не приводят к опасным перенапряжениям. Эти выключатели (например, типа ВМП-10) могут применяться для управления конденсаторных установок мощностью 500—2500 квар, при этом не требуются устройства (реакторы и т. п.) для ограничения токов переходных процессов. Однако износостойкость этих выключателей недостаточна, и при большом количестве коммутационных операций во время эксплуатации требуется замена их контактной системы.
Для масляного выключателя типа ВМП-10 при номинальном токе 1000 А, напряжении 10 кВ и мощности КЗ 500 MB-А ток отключения доставляет 29 кА, ток динамической стойкости 52 кА, время отключения 0,1 с, время включения 0,3 с, скорость размыкания контактов 3—4,5 м/с.
В ВЭИ была проведена исследовательская работа по испытанию Выключателя типа ВМП-10-1000/500 в режимах отключения и включения на параллельную работу КУ мощностью до 2500 квар. Исследования проводились для различных вариантов испытательных схем. Результаты испытания показали, что малообъемный масляный выключатель типа ВМП-10-1000/500 надежно включает и. отключает токи КУ мощностью до 2500 квар при номинальном напряжении 10,5 кВ и максимальном рабочем напряжении 12 кВ без повторных зажиганий и перенапряжений.
Заводами электропромышленности совместно с ВЭИ разработан и прошел испытание вакуумный выключатель, предназначенный для коммутации секций конденсаторных установок при автоматическом или ручном управлении. Отключать ток КЗ им не допускается [8].
Вакуумные камеры с контактами могут включаться параллельно для увеличения номинального тока отключения и последовательно для получения больших рабочих напряжений. Такие конструкции разработаны на напряжение от 4 до 230 кВ.
Зарубежные фирмы выпустили первые промышленные вакуумные предохранители на номинальный ток 150—300 А с симметричным током отключения до 12 кА. Они срабатывают бесшумно, без повреждения и выхлопа газов. Аварийный ток прекращается после первого полупериода. Предохранители не требуют защитных кожухов, имеют малые размеры и не нуждаются в специальных местах установки. Предохранитель состоит из контактов с плавкой вставкой и экрана для конденсации паров.
Анализ зарубежного опыта показывает, что для коммутации конденсаторной установки высокого напряжения наиболее целесообразно применять элегазовые выключатели [9]. Камера этого выключателя заполняется элегазом, обладающим превосходными дугогасящими и изоляционными свойствами. С подвижным контактом выключателя связано поршневое устройство, которое при движении на отключение одновременно создает ноток элегаза, обеспечивающий гашение дуги (рис. 3.3).
Время отключения элегазового выключателя 0,01 с, что исключает Возможность повторного зажигания. Выключатель управляется как электромагнитным, так и пружинным приводом и допускает большое количество коммутационных операций без частых ревизий и замены деталей. Элегазовый выключатель не пожароопасен вследствие отсутствия внешнего выброса пламени и газов и, таким образом, может устанавливаться во взрывоопасных помещениях, подземных распределительных устройствах, на подстанциях глубокого ввода промышленных предприятий и т. п.
Опытные образцы автопневматических элегазовых выключателей проверялись в ВЭИ при напряжении до 35 кВ. Учитывая, что электрическая прочность в элегазе нарастает чрезвычайно быстро (со скоростью несколько киловольт в микросекунду), можно считать, что выключатели этого типа могут эффективно использоваться для коммутации
Рис. 3.3. Принципиальная схема автопневматического дугогасительного устройства элегазового выключателя КУ. До разработки и выпуска специальных выключателей для управления конденсаторных установок до 35 кВ и мощностью 5—10 Мвар могут применяться обычные масляные и воздушные выключатели с запасом по току не менее 50% номинального тока установки.
|
