Расчеты показывают, что срез тока 90 А дополнительной дугогасительной камерой (амплитуда тока, отключаемая дополнительной дугогасительной камерой в рассматриваемом режиме) может увеличить перенапряжения на контактах выключателя нагрузки до 18 кВ, что ниже нормированной величины ПВН 24,5 кВ.
Если отключение генератора происходит до повышения токов, т.е. при токах до 500 А, то снижается ток, отключаемый вспомогательной дугогасительной камерой, до 10 - 20 А. Срез таких токов не приводит к перенапряжениям выше 5 кВ.
Меньшие отключаемые токи могут сократить время гашения дуги дугогасительными камерами. В этом случае расстояния между главными токоведущими контактами уменьшаются по сравнению с таковыми при гашении номинального тока, а следовательно, отключение может происходить при более низком значении межконтактной электрической прочности.
1.4 Параметры современных генераторных выключателей
Элегазовый выключатель с двумя ступенями давления изготовляется японской фирмой Mitsubishi на напряжение 24 и 36 кВ, номинальные токи 16кА при естественном охлаждении и 36 кА при обдуве воздухом совместно с токопроводом пофазно-экранированного шинопровода. Давление элегаза 1,5/0,3 МПа. Он может применяться как выключатель на ГАЭС и ГЭС с генераторами до 300 МВА, на ТЭС и АЭС он может применяться как генераторный выключатель нагрузки, или как генераторный выключатель с ограниченной мощностью отключения отключающий только ток к.з. генератора мощностью до1000 МВА. Достоинством этого выключателя является относительная бесшумность в работе и допустимость большого количества отключений номинального тока (16кА – 1000 раз). Недостатком являются относительная сложность конструкции, наличие компрессора (для рекомпрессии элегаза), значительно осложненная процедура ревизии и ремонта, заключающаяся в необходимости откачки элегаза, затрудненности доступа к токоведущим деталям при ревизии и ремонте и необходимости осушки внутренней поверхности кожуха и элегаза перед повторным вводом в эксплуатацию. Масса полюса выключателя в два раза превышает массу полюса выключателя Brown, Boveri на такие же параметры.
Фирма Brown, Boveri (Швейцария) начала выпускать мощные генераторные выключатели серии DR с 1969 г. Благодаря постоянно проводимым исследованиям и опытно-конструкторским работам номинальный ток выключателей серии DR доведен до 50000 А, а ток отключения до 250 кА.
Токи от 10 до 50 кА охватывает 7 типоисполнений. Главная токоведущая система выключателя и отделителя состоит из подвижного контакта, выполненного в виде медной трубы, и неподвижных контактов в виде розетки, содержащей около 200 посеребренных, подпружиненных контактных пальцев. Это основное типоисполнение при естественном охлаждении обеспечивает номинальный ток 10 кА при частоте 60 Гц и 11 кА при частоте 50 Гц. При установке выключателя в пофазно-экранированный продольно-продуваемый шинопровод, когда выключатель обдувается тем же потоком воздуха, что и шинопровод, номинальный ток выключателя увеличивается до 20 кА. Номинальный ток 24 кА достигается охлаждением токоведущего контура деионизированной проточной водой. Если выключатель установлен в продольно-продуваемый шинопровод, то его номинальный ток достигает 34 кА.
У выключателей на номинальные токи 40 и 45 кА, кроме водяного охлаждения токоведущих частей, охлаждается также и кожух.
Номинальный ток 50 кА обеспечивается, если выключатель водяного охлаждения смонтирован в продольно-продуваемом шинопроводе. Все контакты главной токоведущей цепи имеют надежное серебряное покрытие, поэтому максимальное превышение температуры нагрева принято равным 65 при расчетной окружающей температуре 40(допустимая температура нагрева 105).
Допустимы кратковременные температуры нагрева до 150 без повреждения изоляции, ухудшения переходных сопротивлений и нарушения механических характеристик.
Характеристики, присвоенные выключателям серии DR, были подтверждены типовыми испытаниями. Испытания на механическую стойкость проводились 5000 циклами ВО при нагретой контактной системе до предельно допустимой по нормам температуре.
Фирма Mitsubishi разработала генераторный выключатель тип 20-SFW-110.В табл.1.3. приведены основные параметры выключателя [4].
Таблица 1.3.
|
Параметры |
Значения |
|
Номинальное напряжение, кВ |
24 и 36 |
|
Номинальный ток, кА при естественном охлаждении |
16 |
|
при принудительной конвекции, охлаждение потоком продольно обдуваемого шинопровода |
36 |
|
Номинальный ток отключения, кА |
|
|
симметричный ток |
110 |
|
асимметричный ток |
144 |
|
Время отключения, периоды |
5 |
|
Время включения, с |
0,15 |
|
Ток включения и динамической стойкости, кА (амплитуда) |
360 |
|
Двухсекундная термическая стойкость, кА |
144 |
Выключатель прошел все предусмотренные нормами виды типовых испытаний.
При испытании на нагрев оболочка выключателя выполняла роль «обратного» провода.
При длительной нагрузке током 16 кА и естественном охлаждении наибольшее превышение температуры контактных деталей было равно 44(при допустимой норме 65 для посеребренных контактов). При длительном токе нагрузки 36 кА и продольном обдуве шинопровода и выключателя воздухом, при производительности вентилятора 250 наибольшее превышение температуры было в пределах 53. Как показали дополнительные расчеты, выключатель будет соответствовать номинальному току 36 кА, если длина пофазно-экранированных шинопроводов не превышает 35 м.
Возможность отключения токов с большой апериодической составляющей, когда ток в одной из фаз не переходит через нулевое значение, было проверено расчетным путем, при том в расчет были введены величины падения напряжения на дуге, полученные экспериментальным путем (порядка 9 мОм при отключаемом токе 110 кА и 25 мОм при токе 60 кА). Большое внимание при исследованиях было уделено коммутационному ресурсу контактов. В условиях эксплуатации выключателей на ГАЭС дважды в сутки происходит переключение с генераторного на двигательный режим, причем по условиям работы гидротурбин при этом практически должен отключаться номинальный ток 16 кА.
Поскольку по техническим условиям ревизия и смена контактов должна осуществляться не чаще, чем один раз в три года, то ресурс контактов должен обеспечить не менее 365*2*3=2200 отключений до ревизии.
Для подтверждения этого требования было проведено 1000 отключений в однофазном режиме тока 16,3 кА при длительности горения дуги 0,65-0,75 периода. В процессе испытаний была установлена минимальная длительность горения дуги 0,2-0,35 периода.
Технические характеристики элегазовых генераторных выключателей, выпускаемых компанией АББ представлены в табл.1.4 и табл. 1.5. Конструкции выключателей и их основные размеры показаны на рис.1.17 – 1.19.
Рис 1.17. Генераторный выключатель типа HEK
1 – трансформатор тока, 2 – заземлитель, 3 – силовой выключатель, 4 – разъединитель, 5 – корпус выключателя.
Таблица 1.4.
Технические данные выключателя типа HEK/HEI.
|
Параметры выключателя |
|
HEK1 |
HEI1 |
HEK2 |
HEI2 |
HEK3 |
HEK4 |
HEK5 |
HEK6 |
|
Номинальное напряжение |
кВ |
24 |
24 |
24 |
24 |
24 |
24 |
24 |
24 |
|
Испытательное напряжение относительно земли 50Гц, 1 мин |
кВ |
60 |
60 |
60 |
60 |
80 |
80 |
80 |
80 |
|
Для промежутка разъединителя 1 |
кВ |
70 |
70 |
70 |
70 |
88 |
88 |
88 |
88 |
|
Испытательное напряжение грозового импульса 1,2/50 мкс |
кВ |
125 |
125 |
125 |
125 |
150 |
150 |
150 |
150 |
|
Для промежутка разъединителя 1 |
кВ |
145 |
145 |
145 |
145 |
165 |
165 |
165 |
165 |
|
Номинальный ток2 3 при естественном охлаждении 50 Гц |
А |
7000 |
8000 |
8500 |
10000 |
11000 |
13000 |
11500 |
13500 |
|
Номинальный ток2 3 при естественном охлаждении 60 Гц |
А |
7000 |
8000 |
8000 |
9500 |
11000 |
12500 |
11500 |
13000 |
|
Номинальный ток2 3 при вынужденном охлаждении 50+60 Гц |
А |
- |
- |
- |
- |
16500 |
20000 |
16500 |
20000 |
|
Номинальный ток отключения |
кА |
63 |
63 |
63 |
63 |
100 |
100 |
120 |
120 |
|
Номинальный ток включения |
кА |
190 |
190 |
190 |
190 |
300 |
300 |
360 |
360 |
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
