1Описание работы
1.1Описание и работа выключателя
1.1.1Назначение выключателя
1.1.1.1Выключатели вакуумные серии ВВД28 трехполюсного исполнения предназначены для коммутации электрических цепей с изолированной или частично заземленной через дугогасительный реактор или высокоомный резистор нейтралью при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока частоты 50 Гц с номинальным напряжением 10 кВ, током нагрузки до 3150 А и токами короткого замыкания до 40 кА.
Выключатели вакуумные серии ВВД28 предназначены для установки в новых и реконструируемых комплектных распределительных устройствах станций и подстанций, осуществляющих производство, распределение и потребление электрической энергии.
1.1.1.2Структура условного обозначения выключателя.
Пример условного обозначения в технической документации и при заказе выключателя вакуумного ВВД28 на номинальное напряжение 10 кВ, с номинальным током отключения 20 кА, номинальным током 630 А, с электромагнитным приводом, вариант исполнения привода 17, стационарного исполнения, климатического исполнения У, категории размещения 3:
«Выключатель вакуумный типа ВВД28-10-20/630-ЭМ17-С-У3»
1.1.1.3Область применения выключателя
Вид климатического исполнения У, категория размещения 3 по ГОСТ15150-69.
Номинальные значения климатических факторов по ГОСТ 15543.1-89 и ГОСТ 15150-69, при этом:
а) высота над уровнем моря до 1000 м1);
б) верхнее рабочее и эффективное значение температуры окружающего воздуха +40°С;
в) нижнее рабочее значение температуры окружающего воздуха - минус 25°С. При более низких температурах должен осуществляться подогрев шкафов КРУ или помещений, в которых расположены выключатели;
г) относительная влажность воздуха не более 80% при температуре +15°С, верхнее значение относительной влажности 98% при +25°С и при более низких температурах без конденсации влаги;
д) окружающая среда взрывобезопасная, не содержащая пыли в концентрациях, снижающих параметры выключателя, содержание коррозионноактивных агентов по ГОСТ 15150-69 для атмосферы типа II.
Выключатели реализуются в двух исполнениях: для эксплуатации в стационарном исполнении (отдельно стоящий) и на выкатной тележке. В настоящем РЭ нашли отражения сведения о принципе, устройстве, режимах работы изделия, взаимодействии составных частей выключателя стационарного исполнения.
Выключатели предназначены для выполнения следующих операций:
- дистанционное оперативное включение и отключение напряжения с параметрами, указанными в таблице 1;
- ручное неоперативное включение и отключение;
- автоматическое повторное включение (выполнение нормированных циклов) по ГОСТ Р 52565-2006 «О-0,3с-ВО-20с-ВО»;
- отключение и включение номинальных токов с параметрами, указанными в таблице 1;
- автоматическое отключение и включение токов короткого замыкания с параметрами, указанными в таблице 1.
Включение выключателя осуществляется за счет использования электромагнитного привода, который питается от постоянного или переменного тока, а отключения выключателя производится за счет запасенной энергии пружины отключения.
При подаче оперативного питания на электромагнит включения выключатель включается, пружина отключения взведена и готова к операции отключения.
1.1.1.4Для защиты оборудования от перенапряжений при подключении выключателем индуктивной нагрузки необходимость применения защитных устройств (ограничители перенапряжений) определяется условиями конкретного применения выключателя.
1.1.1.5Выключатель сохраняет свои параметры в пределах норм и требований, установленных ТУ, в процессе и после воздействия следующих внешних факторов:
- синусоидальная вибрация в диапазоне частот 0,5-100 Гц с ускорением до 0,5 g;
- верхнее значение температуры воздуха при эксплуатации +40°С;
- нижнее значение температуры воздуха при эксплуатации минус 45°С;
- относительная влажность воздуха при температуре +25°С 98%;
- верхнее значение температуры воздуха при транспортировании и хранении +50°С;
- нижнее значение температуры воздуха при транспортировании и хранении минус 50°С.
Условия транспортирования и хранения соответствуют ГОСТ 15150-69.
1.1.2Технические характеристики
1.1.2.1Основные технические характеристики выключателей вакуумных серии ВВД28 представлены в таблице 1.
Таблица 1
Наименование параметра, характеристики
|
Значение
|
1
|
2
|
1 Номинальное напряжение, кВ
|
10
|
2 Наибольшее рабочее напряжение, кВ
|
12
|
3 Номинальный ток, А
|
630
1250
1600
|
630
1250
1600
|
630
1250
1600
2000
2500
|
1250
1600
2000
2500
3150
|
4 Номинальный ток отключения, кА
|
20
|
25
|
31,5
|
40
|
5 Ток термической стойкости (3 с), кА
|
20
|
25
|
31,5
|
40
|
6 Нормированные параметры тока включения, кА
- наибольший пик
- начальное действующее значение периодической составляющей
|
50
20
|
63
25
|
80
31,5
|
100
40
|
Продолжение таблицы 1
|
1
|
2
|
7 Нормированные параметры сквозного тока короткого замыкания, кА
- наибольший пик (ток электродинамической стойкости)
- среднеквадратичное значение тока за время его протекания
|
50
20
|
63
25
|
80
31,5
|
100
40
|
8 Время протекания тока короткого замыкания, с
|
3
|
3
|
3
|
3
|
9 Допустимое значение отключаемого тока одиночной конденсаторной батареи, А, не более
|
600
|
10 Бестоковая пауза при АПВ, с, не менее
|
0,3
|
11 Ресурс по коммутационной стойкости:
- при номинальном токе, циклов «ВО»
- при номинальном токе отключения, циклов «ВО»
|
10000
50
|
10000
50
|
10000
50
|
10000
20
|
12 Механический ресурс, циклов «ВО»
|
10000
|
13 Ход подвижного контакта, мм
|
11±1
|
14 Вжим (интервал поджатия) после замыкания контактов, мм
|
4±1
|
15 Средняя скорость подвижного контакта при включении, м/с
|
0,6±0,2
|
16 Средняя скорость подвижного контакта при отключении, м/с
|
1,1±0,2
|
17 Собственное время отключения, мс, не более
|
60
|
18 Собственное время включения, мс, не более
|
200
|
19 Время вибрации контактов полюса при включении, не более, мс
|
2
|
20 Разновременность замыкания и размыкания контактов, мс, не более
|
2
|
21 Уровень изоляции по ГОСТ 1516.3-96
|
Нормальная изоляция
|
22 Испытательное напряжение промышленной частоты для изоляции главной цепи выключателя, кВ
|
42
|
23 Испытательное переменное напряжение для изоляции цепей управления, кВ
|
2
|
Продолжение таблицы 1
|
1
|
2
|
24 Испытательное напряжение полного грозового импульса, кВ
|
75
|
25 Номинальное напряжение электромагнитов привода, В:
- постоянный;
- переменный
|
110; 220
220
|
26 Электрическое сопротивление главной цепи полюса, мкОм, не более:
- для выключателя на номинальный ток 630-1250 А;
- для выключателя на номинальный ток 1600-2000 А;
- для выключателя на номинальный ток 2500-3150 А
|
45
40
35
|
27 Масса выключателя, кг, не более:
|
130
|
28 Межполюсное расстояние, мм
|
Согласно приложению А
|
29 Количество коммутирующих контактов для внешних вспомогательных цепей, не менее:
- замыкающих;
- размыкающих
|
6
6
|
30 Сопротивление изоляции главных цепей при нормальных климатических условиях, МОм, не менее
|
1000
|
31 Сопротивление между заземляющим зажимом и каждой доступной прикосновению нетоковедущей частью выключателя, которая может оказаться под напряжением, Ом, не более
|
0,1
|
32 Габаритные и присоединительные размеры
|
Согласно приложению А
|
33 Срок службы выключателя до списания, лет
|
30
|
1.1.2.2Основные параметры электромагнитного привода выключателя и цепей управления представлены в таблице 2.
Таблица 2
Наименование параметра
|
Значение параметра
|
Тип привода
|
ЭМI
|
ЭМII
|
ЭМIII
|
1 Номинальное напряжение цепей управления при постоянном и выпрямленном токе, В
|
110; 220
|
2 Диапазон напряжения питания на зажимах привода, % от Uном:
- при включении;
- при отключении
|
85-105
70-110
|
3 Потребляемый (пусковой) ток электромагнита включения/отключения, А, при напряжении:
- 110 В;
- 220 В
|
110/3,0
71/1,5
|
256/3,0
89/1,5
|
276/3,0
138/1,5
|
4 Сопротивление обмоток электромагнита включения, Ом, при напряжении:
- 110 В;
- 220 В
|
1,0±0,05
4,0±0,2
|
0,43±0,03
1,72±0,1
|
0,43±0,04
1,6±0,15
|
5 Сопротивление обмоток электромагнита отключения, Ом, при напряжении:
- 110 В;
- 220 В
|
36,5±2
146±8
|
36,5±2
146±8
|
36,5±2
146±8
|
1.1.2.3Перечень параметров, проверяемых при изготовлении и поставке, их нормы и фактические значения приведены в паспорте на выключатель
ВУРИ.674152.003ПС.
1.1.2.4Наибольшая допустимая температура нагрева элементов главных цепей выключателя при номинальном токе не превышает +115оС.2)
1.1.2.5Наибольшая допустимая температура нагрева обмоток электромагнитов при номинальном напряжении питания привода не превышает +105оС.
1.1.3Состав выключателя
1.1.3.1Выключатель состоит из трех полюсов, установленных с помощью опорных изоляторов на корпусе выключателя.
В зависимости от типов исполнения выключатель поставляется в стационарном исполнении и на выкатной тележке.
1.1.3.2Общий вид вакуумного выключателя серии ВВД28 стационарного исполнения показан на рисунке 1.
1 – синхронизирующий вал привода; 2 – корпус выключателя; 3 – вакуумные дугогасительные камеры; 4 – нижние вывода выключателя; 5 – опорные изоляторы ВДК; 6 – верхние вывода выключателя; 7 – гибкая связь; 8 – изоляционная тяга; 9 – верхние опорные изоляторы; 10 – нижние опорные изоляторы.
Рисунок 1 – Внешний вид выключателя вакуумного
серии ВВД28 стационарного исполнения
1.1.4Устройство выключателя
1.1.4.1Принцип работы выключателя
Выключатель серии ВВД28 относится к высоковольтным вакуумным выключателям, в которых гашение дуги осуществляется в вакуумной дугогасительной камере.
При расхождении контактов в вакуумной камере возникает электрическая дуга, представляющая собой проводящую среду из паров металла контактов. Гашение дуги происходит в вакуумной камере, состоящей из коммутационной камеры, установленной внутри керамического цилиндра. Неподвижный и подвижный контакты подключаются к внешним токовым вводам. Неподвижный контакт жестко через опорный изолятор присоединяется к корпусу выключателя, а подвижный контакт – к приводу выключателя. Ход подвижного контакта в вакуумной камере составляет 11 мм. Герметичность ВДК достигается с помощью металлического сильфона, остаточное давление в вакуумной камере не превышает значения 10-6 атмосфер.
После расхождения контактов электрическая дуга гасится при первом переходе тока через ноль. Пары металла, образованные электрической дугой коммутируемого тока, конденсируются на поверхности контактов в течение нескольких микросекунд после гашения дуги, теряя при этом свои токопроводящие свойства. Пары металлов в очень малом количестве конденсируются на поверхности коммутационной камеры, которая защищает керамические изоляторы от напыления проводящим металлическим слоем, сохраняя их изоляционные свойства.
Для токов отключения до 10 кА электрическая дуга равномерно распределена по поверхности контактов (случай диффузной вакуумной дуги). При более высоких токах электрическая дуга в вакуумной камере сосредоточена в одной точке. С целью исключения термических перегрузок контактов при токах короткого замыкания до 40 кА в выключателе применена камера с аксиальным магнитным полем (AMF система). Идея этой системы состоит в наличии одного витка в структуре контакта выключателя, который создает аксиальное магнитное поле, удерживающее дугу равномерно распределенной по поверхности контакта при любой величине отключаемого тока, т.е. создает диффузионную дугу.
1.1.4.2Устройство выключателя показано на рисунке 2.
На несущей панели выключателя 27 устанавливаются механизм привода выключателя 26, опорные изоляторы 6 и 22, синхронизирующий вал выключателя 3 с установленными на нем рычагами 2 и 4.
Управление выключателем осуществляется встроенным электромагнитным приводом 26.
Вывод неподвижного контакта ВДК соединен с помощью болтового соединения с нижним выводом полюса 19 выключателя, который крепится посредством опорного изолятора 22 к несущей панели выключателя 27.
С помощью гибкого токоподвода 12 вывод подвижного контакта ВДК 11 соединен с верхним выводом полюса выключателя 14. Подвижный контакт ВДК 11 через изоляционную тягу 7 и рычаг 4 связан с синхронизирующим валом привода выключателя 3.
На изоляционной тяге 7 подвижного контакта ВДК установлена пружина поджатия контактов 5.
1 – пружина отключения; 2 – рычаг пружины; 3 – синхронизирующий вал привода; 4 – рычаг; 5 – пружина поджатия; 6 – верхний опорный изолятор; 7 – изоляционная тяга; 8 – болт регулирования хода контакта; 9 – рычаг подвижного контакта; 10 – крепежный болт; 11 – вывод подвижного контакта ВДК;
12 – гибкий токоподвод; 13 – болт крепления подвижного контакта с гибким токоподводом; 14 – верхний вывод выключателя; 15 – болт крепления изоляционной штанги; 16 – вакуумная дугогасительная камера; 17 – изоляционная штанга; 18 – болт крепления ВДК; 19 – нижний вывод выключателя; 20 – изоляционная перегородка; 21 – болт крепления нижнего вывода выключателя к нижнему опорному изолятору; 22 – нижний опорный изолятор; 23 – болт крепления нижнего опорного изолятора к раме выключателя; 24 – тяга крепления пружины; 25 – основание выключателя; 26 - механизм привода выключателя; 27 – несущая панель выключателя.
Рисунок 2 – Общий вид выключателя вакуумного
серии ВВД28 в разрезе
1.1.5Работа выключателя
1.1.5.1Включение выключателя.
При подаче напряжения на катушку 4 (рисунок 3) включающего электромагнита 11 якорь электромагнита 2 притягивается к стопу и толкатель воздействует на ролик рычага (промежуточный) 5 (рисунок 4), при этом другой ролик находится на защелке, синхронизирующий вал выключателя 1 (рисунок 1) поворачивается и через рычаги 4 (рисунок 2), изоляционные тяги 7, пружины поджатия 5 замыкает контакты ВДК, одновременно взводится пружина отключения 1. В конце хода под действием прижимной силы пружины основная защелка 4 (рисунок 4), шарнирно установленная на приводе, поворачивается и фиксирует выключатель во включенном положении. Под действием возвратной пружины якорь 2 (рисунок 3) возвращается в исходное положение.
Ручное неоперативное включение выключателя осуществляется рычагом для ручного включения 1 (рисунок 3) выключателя. Рукоятка для ручного включения устанавливается на рычаг ручного включения привода выключателя. Нажатием рукоятки вниз осуществляется включение выключателя.
1.1.5.2Отключение выключателя.
При подаче напряжения на катушку отключающего электромагнита 5 (рисунок 3) его якорь через толкатель воздействует на вал с флажком для отключения 7 (рисунок 4), который, в свою очередь, освобождает вспомогательную защелку 8 механизма свободного расцепления. Под действием пружины рычаг вала привода 6 воздействует на промежуточный рычаг 5, основная защелка 4 механизма свободного расцепления выходит из зацепления с роликом рычага 2, и происходит отключение выключателя за счет энергии, запасенной отключающей пружиной и пружинами узлов поджатия. Механизм подготовлен к включению.
Ручное отключение выключателя осуществляется путем воздействия на кнопку ручного аварийного отключения 7 (рисунок 3), которая через шток электромагнита воздействует на вал с флажком для отключения и выключатель отключается.
ВНИМАНИЕ! При ручном включении выключателя должны быть приняты меры, препятствующие его опрокидыванию.
1 – рычаг для ручного включения выключателя; 2 – якорь электромагнита
включения; 3 –корпус электромагнита включения; 4 – катушка электромагнита включения;
5 – электромагнит отключения; 6 – регулировочный винт; 7 – кнопка ручного аварийного отключения; 8 – шпилька; 9 – блок коммутирующих контактов вторичной цепи; 10 – колодка с клеммниками; 11 – электромагнит включения;
12 – вал привода; 13 – усилитель включения.
Рисунок 3 - Общий вид электромагнитного привода
1 – шток якоря электромагнита; 2 – ролик рычага; 3 – общая ось; 4 – основная защелка; 5 – рычаг (промежуточный); 6 – рычаг вала привода; 7 – вал с флажком для отключения; 8 - защелка вспомогательная; 9 - тяга
Рисунок 4 - Устройство механизма свободного расцепления
1.1.6Упаковка
1.1.6.1Выключатели упаковываются в ящики размером 900 × 800 ×
900 мм из восьмислойной фанеры. Корпус выключателя крепится к дну упаковочного ящика четырьмя болтами М10.
1.1.6.2Эксплуатационная документация (руководство по эксплуатации выключателя, паспорт) упаковывается в полиэтиленовый конверт и вкладывается в коробку с поставляемым оборудованием.
|
