В чём разница между высоковольтным автоматическим выключателем и разъединителем?

Высоковольтный автоматический выключатель (или высоковольтный переключатель) является основным оборудованием управления электропитанием подстанции, обладающим дугогасящими свойствами. В нормальном режиме работы системы он может отключать и пропускать ток холостого хода и нагрузки различных электроприборов; при возникновении неисправности в системе он и релейная защита могут быстро отключить ток короткого замыкания, предотвращая распространение аварии.

Разъединитель не имеет устройства гашения дуги. Хотя правила предусматривают его использование при токе нагрузки менее 5 А, обычно его не используют при наличии нагрузки. Тем не менее, разъединитель имеет простую конструкцию, и его рабочее состояние можно определить по внешнему виду. При техническом обслуживании имеется очевидная точка отключения.

Используемый автоматический выключатель называется «выключателем», используемый разъединитель — «ножевым тормозом», они часто используются в комбинации. Различия между высоковольтным автоматическим выключателем и разъединителем заключаются в следующем:

1) Высоковольтный выключатель нагрузки может размыкаться под действием нагрузки и обладает функцией самозатухания дуги, однако его отключающая способность очень мала и ограничена.

2) Высоковольтный разъединитель, как правило, не имеет функции отключения нагрузки и не имеет дугозащитной конструкции. Существуют также высоковольтные разъединители, способные отключать нагрузку, но их конструкция отличается от конструкции обычного выключателя нагрузки и является относительно простой.

3) Высоковольтный выключатель нагрузки и высоковольтный разъединитель могут образовывать явную точку разрыва цепи. Большинство высоковольтных автоматических выключателей не имеют функции разъединения, и лишь немногие высоковольтные автоматические выключатели имеют эту функцию.

4) Высоковольтный разъединитель не имеет функции защиты; защита высоковольтного выключателя нагрузки обычно осуществляется с помощью предохранителя, обеспечивающего только быстрое срабатывание и защиту от перегрузки по току.

5) Отключающая способность высоковольтных автоматических выключателей может быть очень высокой в ​​процессе производства. В основном защита осуществляется с помощью трансформатора тока и вторичного оборудования. Могут быть предусмотрены функции защиты от короткого замыкания, перегрузки, утечки тока и другие.

Классификация механизмов управления переключателями

1. Классификация механизмов управления переключателями

В настоящее время мы сталкиваемся с выключателями, которые обычно делятся на более масляные (старые модели, которые сейчас почти не встречаются), менее масляные (некоторые станции потребителей все еще используют масло), элегазовые, вакуумные, КРУЭ (комбинированные электроприборы) и другие типы. Все они связаны с средой, в которой возникает дуга при работе выключателя. Для нас второстепенным, тесно связанным с этим, является механизм работы выключателя.

Типы механизмов можно разделить на электромагнитные (относительно старые, обычно ими оснащаются выключатели с масляным или маломасляным охлаждением); пружинные (в настоящее время наиболее распространенные, ими обычно оснащаются элегазовые, вакуумные, КРУЭ); недавно компания ABB представила новый тип привода с постоянными магнитами (например, вакуумный выключатель VM1).

2. Электромагнитный механизм управления

Электромагнитный механизм полностью основан на электромагнитном притяжении, создаваемом током замыкания, протекающим через катушку замыкания, для закрытия и нажатия на пружину срабатывания. Срабатывание в основном зависит от пружины срабатывания, обеспечивающей передачу энергии.

Поэтому ток срабатывания этого типа механизма невелик, но ток включения очень велик и в момент включения может превышать 100 ампер.

Именно поэтому система постоянного тока подстанции должна открывать и закрывать шину для управления ею. Материнская плата, отвечающая за закрытие, обеспечивает питание для закрытия, а материнская плата, отвечающая за управление, подает питание на контур управления.

Шина управления замыканием напрямую подключена к аккумуляторному блоку, напряжение замыкания — это напряжение аккумуляторного блока (обычно около 240 В), используется эффект разряда батареи для обеспечения большого тока при замыкании, и напряжение при замыкании очень резкое. Шина управления соединена через понижающий преобразователь и материнскую цепь (обычно управляется на 220 В), замыкание не влияет на стабильность напряжения на шине управления. Поскольку ток замыкания электромагнитного механизма управления очень велик, цепь защиты замыкания проходит не напрямую через катушку замыкания, а через контактор замыкания. Цепь отключения напрямую подключена к катушке отключения.

Катушка замыкающего контактора обычно является высоковольтной, с большим сопротивлением (несколько кОм). При согласовании защиты с этой цепью следует уделять внимание замыканию для обеспечения нормального запуска. Но это не проблема, срабатывание обеспечивает нормальный запуск TBJ, поэтому функция защиты от скачков напряжения сохраняется. Этот тип механизма имеет длительное время замыкания (120–200 мс) и короткое время размыкания (60–80 мс).

3. Пружинный механизм управления

Этот тип механизма является наиболее распространенным в настоящее время. Его закрытие и открытие основаны на энергии, передаваемой пружиной. Катушка замыкания с помощью скачка обеспечивает энергию только для вытягивания фиксирующего штифта пружины, поэтому ток замыкания с помощью скачка обычно невелик. Энергия, накопленная в пружине, сжимается двигателем-накопителем.

Вторичный контур оператора системы хранения энергии Spring

В механизме упругого управления замыкающая шина в основном подает питание на двигатель-накопитель энергии, и ток невелик, поэтому существенной разницы между замыкающей шиной и управляющей шиной нет. Защита осуществляется согласованно, и, как правило, особого внимания к месту установки не требуется.

4. Оператор постоянных магнитов

Механизм с постоянными магнитами — это разработка компании ABB для внутреннего рынка, впервые примененная в вакуумном выключателе VM1 на 10 кВ.

Принцип его работы в целом аналогичен электромагнитному типу: приводной вал изготовлен из материала, представляющего собой постоянный магнит, а постоянный магнит окружает электромагнитную катушку.

В нормальных условиях электромагнитная катушка не заряжается. При включении или выключении выключателя, изменение полярности катушки, основанное на принципе магнитного притяжения или отталкивания, приводит в действие механизм открытия или закрытия.

Хотя этот ток не мал, переключатель «накапливается» в конденсаторе большой емкости, который разряжается, обеспечивая большой ток во время работы.

Преимуществами этого механизма являются малые размеры, меньшее количество механических частей, передающих данные, поэтому его надежность выше, чем у механизма с упругим приводом.

В сочетании с нашим защитным устройством, наша петля отключения управляет твердотельным реле с высоким сопротивлением, для работы которого нам необходимо подать импульс.

Следовательно, переключатель, поддерживающий замкнутый цикл, безусловно, не сможет сработать, защита от скачков напряжения не сработает (сам механизм срабатывает при скачках напряжения).

Однако следует отметить, что из-за высокого рабочего напряжения твердотельного реле, в традиционной конструкции отрицательный полюс TW подключен к цепи замыкания, что не приводит к срабатыванию твердотельного реле, но может привести к тому, что позиционное реле не сработает из-за слишком высокого частичного напряжения.

1. Верхний изоляционный цилиндр (с вакуумной камерой для гашения дуги)

2. Опустите цилиндр изоляции.

3. Ручка для ручного открывания

4. Корпус (встроенный механизм управления с постоянным магнитом)

трансформатор напряжения

6. Под проволокой

7. Трансформатор тока

8. В сети

В данной статье подробно описаны конкретные ситуации, с которыми мы столкнулись на практике, а также процесс их анализа и обработки.

В Китае также существуют изделия с механизмами управления на постоянных магнитах, но их качество раньше не соответствовало стандартам. В последние годы качество постепенно улучшается, и на рынок поступает все более качественная продукция. Учитывая стоимость, отечественные механизмы на постоянных магнитах, как правило, не имеют конденсаторов, а ток подается непосредственно от замыкающей шины.

Наш механизм управления приводится в действие контактором типа «вкл/выкл» (обычно выбирается токовый тип), при этом обычно можно запустить функцию удержания и защиту от скачков напряжения.

5.FS типа «переключатель» и другие

Выше мы упомянули автоматические выключатели (обычно называемые переключателями), но в строительстве электростанций мы можем столкнуться с тем, что пользователи называют быстродействующими выключателями (FS-переключателями). Быстродействующий выключатель (FS-переключатель) — это сокращение от load switch + fast fuse (переключатель нагрузки + быстродействующий предохранитель).

Поскольку выключатель стоит дороже, для экономии средств используется эта схема с быстроразъемным предохранителем. Нормальный ток отключается выключателем нагрузки, а ток короткого замыкания — быстроразъемным предохранителем.

Такая схема широко распространена в системах электростанций напряжением 6 кВ. Защита в сочетании с такой схемой часто необходима для предотвращения срабатывания или для обеспечения быстрого отключения предохранителя с задержкой, когда ток короткого замыкания превышает допустимый ток отключения выключателя нагрузки. Некоторые пользователи электростанций могут не желать защищать контур удержания.

Из-за низкого качества выключателя вспомогательный контакт может быть не на месте, и после запуска цепи удержания она должна полагаться на размыкание вспомогательного контакта выключателя перед возвратом в исходное положение, иначе ток замыкания будет добавляться к катушке замыкания до тех пор, пока катушка не сгорит.

Катушка замыкания цепи рассчитана на кратковременное воздействие тока. При длительной подаче тока она легко может сгореть. Нам обязательно нужна удерживающая петля, иначе очень легко сгорят защитные контакты.

Конечно, если пользователь настаивает, удерживающую петлю можно также удалить. Как правило, самый простой способ — перерезать линию на печатной плате, которая удерживает нормально разомкнутый контакт реле с положительным управляющим контактом.

На месте отладки необходимо обращать внимание на то, что при включении и выключении выключателя индикатор положения гаснет (за исключением случаев, когда пружина не накапливает энергию, в этом случае на панели загорается сигнал тревоги о ненакоплении энергии пружины). Питание управляющего устройства необходимо немедленно отключить, чтобы предотвратить перегорание катушки выключателя. Это основной принцип, который следует помнить на месте.