SF6 effektbrytare 110 kV och över

Högspänningsbrytare, där SF6 används som isolerande och ljusbågsbildande media, blir mer utbredda eftersom de har höga kopplingshastigheter och mekaniska resurser, brytkapacitet, kompaktitet och tillförlitlighet jämfört med luft, olja och låg olja högspänning brytare.

Framgången med utvecklingen av SF6-brytare hade direkt en betydande inverkan på driftsättningen av kompakta utomhusställverk, inomhusställverk och SF6 gasisolerade ställverk. SF6-brytare använder olika bågsläckningsmetoder beroende på märkspänning, märkström och egenskaper hos kraftsystemet (eller enskild elektrisk installation).

I gasisolerade ljusbågssläckningsanordningar sker, till skillnad från luftbågssläckningsanordningar, när ljusbågen släcks, utflödet av gas genom munstycket inte till atmosfären, utan in i den slutna volymen av kammaren fylld med SF6-gas vid en relativt litet övertryck.

Enligt metoden för att släcka ljusbågen under utlösning, särskiljs följande SF6-brytare:

1. SF6 automatisk kompressionsomkopplare, där den erforderliga flödeshastigheten för SF6-gas genom munstyckena på kompressionsbågsläckaren skapas av omkopplarens rörliga system (automatisk kompressionsomkopplare med ett trycksteg).

2. SF6-strömbrytare med elektromagnetisk utblåsning, där släckningen av ljusbågen i ljusbågsanordningen säkerställs genom att den roterar längs ringkontakterna under inverkan av det magnetiska fält som skapas av strömmen som ska släckas.

3. SF6-strömbrytare med hög- och lågtryckskammare, där principen att ge en gasskur genom munstyckena i ljusbågssläckaren liknar luftbågssläckningsanordningar (SF6-brytare med två trycksteg).

4. SF6 självgenererande strömbrytare, i vilken den erforderliga massflödeshastigheten för SF6-gas genom munstyckena på ljusbågssläckningsanordningen skapas genom att värma upp och öka trycket på SF6-gas genom utlösningsbågen i en speciell kammare (SF6 själv- genererande strömbrytare med ett trycksteg).

Låt oss titta på några typiska SF6-kretsbrytare för 110 kV och högre.

Effektbrytare SF6 110 kV och högre för ett enstaka avbrott hos olika företag har följande nominella parametrar: Unom = 110-330 kV, Inom = 1-8 kA, Io.nom = 25-63 kA, SF6 gastryck = 0,45 -0,7 MPa (abs), utlösningstid 2-3 perioder med kortslutningsström.Intensiv forskning och testning av inhemska och utländska företag gjorde det möjligt att utveckla och sätta i drift en SF6-brytare med ett enda avbrott vid Unom = 330-550 kV vid Io.nom = 40-50 kA och en strömutlösningstid på en ström period vid kortslutning.

En typisk SF6-kretsbrytardesign visas i fig. 1.

Enheten är i avstängt läge och stift 5 och 3 är öppna.

Ris. 1.

Ström tillförs den fasta kontakten 3 genom flänsen 2, och till den rörliga kontakten 5 genom flänsen 9. En kammare med adsorbent är installerad i det övre locket 1. Den bärande isoleringsstrukturen hos SF6-strömbrytaren är fixerad på fotplattan 11. När omkopplaren slås på aktiveras ett pneumatiskt manöverdon 13, vars stång 12 är förbunden med en isoleringsstång 10 och en stålstång 8 med en rörlig. kontakt 5. Den senare är fast ansluten till ett fluoroplastmunstycke 4 och en rörlig cylinder 6. Hela det rörliga systemet hos EV (element 12-10-8-6-5) rör sig uppåt i förhållande till den stationära kolven 7 och hålrummet K av omkopplarens ljusbågssläckningssystem ökar.

När omkopplaren är avstängd drar manövermekanismens stång 12 ned det rörliga systemet och ett ökat tryck skapas i kaviteten K jämfört med trycket i omkopplarkammaren. Sådan autokomprimering av SF6-gas säkerställer utflödet av gasmediet genom munstycket, intensiv kylning av den elektriska ljusbågen som uppstår mellan kontakterna 3 och 5 under avstängning. Lägesindikator 14 ger möjlighet till visuell kontroll startpositionen för omkopplarens kontaktsystem.I ett antal konstruktioner av SF6-autokompressionsbrytare används fjädrar, hydrauliska ställdon, och flödet av SF6-gas genom munstycken in i bågrännan utförs enligt principen om tvåvägsblåsning.

I fig. 2 visar en 220 kV tankbrytare med gasisolering typ VGBU (Inom = 2500 A, Io.nom = 40 kA NIIVA OJSC med autonom hydraulisk drivning 5 och inbyggda strömtransformatorer 2. EV har trefasstyrning (en drivenhet för tre faser) och är utrustad med porslins (polymer) lock för 1 luft-SF6 bussningar.

I den gasfyllda tanken 3 finns en ljusbågssläckningsanordning, som är ansluten till den hydrauliska drivningen 5 genom en transmissionsmekanism placerad i den gasfyllda kammaren 4. Gastankens omkopplarstruktur är fixerad på en metallram 6 För att fylla effektbrytaren med SF6 används koppling 7. är lika med en atm (abs.) och då är det nödvändigt att säkerställa p = pnom.

Ris. 2.

Fördelarna med gasisolerade tankströmbrytare med inbyggda strömtransformatorer framför «gasisolerade kretsbrytare med kärna plus fristående strömtransformatorer»-satser är: ökat seismiskt motstånd, mindre distributionsområde för transformatorstationen, mindre erforderliga större arbeten vid byggtiden av transformatorstationer, ökad säkerhet för transformatorstationspersonal (ljussläckningsanordningar är placerade i jordade metalltankar), möjligheten att använda SF6-värmegas när den används i kalla klimatregioner.

Vid konstruktion av 220 kV och högre tankbrytare för utomhusställverk är det nödvändigt att öka det nominella trycket för SF6-gas (pH> 4,5 atm (abs.)). Därför införs uppvärmning av gasmediet för att förhindra att SF6-gas används från att kondensera vid låga omgivningstemperaturer eller blandningar av SF6-gas med kväve eller tetrafluormetan.

Som praxis visar, för en märkspänning på 330-500 kV, är enkelbrytare tankbrytare för märkströmmar på 40-63 kA den mest lovande typen av kopplingsutrustning för ställverk och utomhusställverk.

Strömbrytaren VGB-750-50 / 4000 U1 utvecklad av JSC NIIVA (Fig. 3) med en tvådeplacerad autokompressionsanordning för ljusbågssläckning, inbyggda strömtransformatorer, polymerluftbussningar SF6, är utrustad med två hydrauliska drivenheter per pol , vilket tillåter en total utlösningstid som inte är längre än två perioder av ström vid matningsfrekvens.

Ris. 3.

I fig. 4 visar en sektion av en enpolig VGB-750-50 / 4000U1 ljusbågsdämpare med uppströmsmotstånd (för att begränsa kopplingsstötar). Den rörliga kontakten hos dessa motstånd är mekaniskt ansluten till det rörliga strömbrytarsystemet.

Ris. 4

I stängt läge för SF6-brytaren överbryggas motstånden av huvudkontakterna. Vid avstängning öppnas först motståndskontakterna, sedan huvudkontakterna, sedan ljusbågskontakterna. Vid påslag stänger motståndskontakterna först, följt av ljusbågen och huvudkontakterna. För att utjämna spänningsfördelningen är varje avbrott anslutet med kondensatorer.

Fördelningen erhålls från SF6-typ enkelbrytare kolumnbrytare för märkspänning 110-220 kV med märkström 40-50 kA.

Ris. 5

En typisk utformning av en VGP 110 kV gasisolerad trådbrytare (Inom = 2500 A, Io.nom = 40 kA) med en fjäderdrivning av Electroapparat OJSC visas i fig. 5.

Se även om detta ämne: Jämförande egenskaper hos olje-, vakuum- och SF6-brytare för högspänning