Отключающая способность разъединителей выключателей нагрузки. Высоковольтные разъединители и выключатели нагрузки

10) 20; 11) 35 кВ

Ответ: ___4,8,9_____________

63. Какие напряжения не применяются для генераторов и синхронных компенсаторов, кВ? (выберите верный ответ)

1) 3; 2) 6,3; 3) 10,5; 4) 13,8; 5) 15,75; 6) 18; 7) 20; 8) 24; 9) 35; 10) 110;

Ответ: __1,4,6,8,9,10____________

64. Что называют турбоагрегатом?

Паровая турбина, соединненая с генератором

65. Что такое гидроагрегат?

Гидротурбина, соединненая с генератором

66. Какой КПД у современных мощных КЭС? (выберите верный ответ)

1) 30-32%; 2) 40-42% ; 3) 50-52%; 4) 60-62%.

Ответ: ____2______

67. На каких напряжениях выдается электроэнергия на КЭС? (выберите верный ответ)

1) 110-750 кВ ; 2) 35-220; 3) 10-220; 4) 110-220; 5) 220-500.

Ответ: _____1________

68. Установите соответствие между типом и системой охлаждения турбогенератора.

1. Косвенное воздушное - в А. ТВМ

2. Водородно – водяное - г Б. ТВФ

3. Непосредственное жидкостное - а В. Т

4. Непосредственное водородное обмотки ротора Г. ТВВ

и сердечника статора, косвенное водородное

Обмотки статора-б

Ответ: ____________

69. Сколько полюсов у турбогенераторов ТЭС? (выберите верный ответ)

1; 2; 4; 6; 8; 10.

Ответ: ___число пар полюсов 1,тогда полюсов 2_________

70. Начиная с какой мощности электродвигатели собственных нужд выполняется на напряжение 6 кВ? (выберите верный ответ)

1) > 50; 2) > 100; 3) > 150; 4) > 200; 5) > 300; 6) > 400 кВт.

Ответ: _____4_______

71. Для каких измерительных приборов требуется наиболее высокий класс точности ТА и Т V?

Счетчиков

72. Каковы преимущества турбогенераторов типа ТФ?

Ф-форсированное (непосредственное) охлаждение обмотки ротора – теплоотводящая среда подается внутрь полых проводников обмотки. ТВФ- статор имеет косвенное, а ротор непосредственное водородное охлаждение.

При непосредственном охлаждении теплоотводящие свойства среды могут быть использованы более эффективно, чем при косвенном. Это позволяет увеличить плотность тока в обмотках и соответственно мощность генератора более чем в 3 раза.

73. Каковы преимущества турбогенераторов ТЗВ?

Непосредственное охлаждение обмоток статора и ротора водой (коденсатом турбин или дистиллированная вода).

Водой охлаждаются не только обмотки, но и сталь ротора и его конструктивные элементы. Применение воды благодаря высокой теплоемкости и небольшой вязкости наиболее эффективно. Позволяет уменьшить расход активных металлов, уменьшить диаметр и повысить предельную мощность. Кроме этого коденсат турбин или дистиллированная вода обладают достаточно высокими изолирущими свойствами. Вода негорюча.

74. Из каких Т V можно составить схему соединения?

Из группы измерительных трансформаторов типа ЗНОМ

75. Какая ЭС имеет наименьший расход электроэнергии на собственные нужды? (выберите верный ответ)

1) КЭС на газе ; 2) пылеугольные КЭС; 3) газомазутные ТЭЦ; 4) пылеугольные ТЭЦ.

Ответ: ____1________

76. Какая ЭС имеет наибольший расход электроэнергии на собственные нужды? (выберите верный ответ)

1) газомазутная ТЭЦ; 2) пылеугольная ТЭЦ ; 3) пылеугольная КЭС; 4) КЭС на газе.

Ответ: 2____________

77. Какая ЭС имеет наименьший расход эл.энергии на собственные нужды? (выберите верный ответ)

1) АЭС; 2) ГЭС ; 3) КЭС; 4) ТЭЦ.

Ответ ____2______

78. Каково назначение обмотки ротора синхронных машин?

Обмотка ротора – обмотка возбуждения, к которой подводится постоянный ток от системы возбуждения. Вращаясь, ротор создает переменный магнитный поток, и в обмотке статора наводится эдс.

79. Какое охлаждение обмотки статора является наиболее эффективным?

Непосредственное охлаждение обмотки статора водой (благодаря высокой теплоемкости и небольшой вязкости).- ТВВ, Т3В

80. Какое охлаждение обмотки ротора является наиболее эффективным?

Непосредственное (форсированное) охлаждение ротора статора водой (благодаря высокой теплоемкости и небольшой вязкости). - Т3В

Самый мощный генератор ТВВ - 1200 имеет

81. По каким условиям выбираются провода РУ-110 кВ и выше?

1. По экономической плотности тока,

2. По допустимому току,

3. По условиям короны

4. Проверка на схлестывание при токах к.з. больше 20 кА

5. На термическое действие, кроме голых проводов на воздухе.

82. Чем отличается рубильник от разъединителя? Укажите не менее двух отличий.

1. Разъединитель применяется при напряжении больше 1 кВ, а рубульники до 1 кВ

2. У разъединителя нет специальных дугогасящих устройств, поэтому не может отключать токи, у рубильника есть дугогасительная камера, которая обеспечивает гашение дуги при отключении ном. токов.

83. В каком положении находится QВ на стороне НН-6-10 кВ подстанций в нормальном режиме? С какой целью?

Нормально включен для ограничения токов к.з.

84. В каких случаях в схемах ЭС следует определять КЗ с учетом различной удаленности источников от места КЗ?

Удаленная точка к.з. - это точка, находящиеся за двойным коэффициентом трансформации от рассматриваемого места к.з. Поэтому при к.з.в удаленной точке периодическая составляющая не изменяется и с первого момента к.з. принимает свое установившееся значение.

85. Чем отличается выключатель от разъединителя?

Выключатель предназначен для отключения и включения тока (как рабочего, так и тока к.з\), а разъединитель преднахзначен для отключения цепей БЕЗ ТОКА (не отключаает токи к.з, создает видимый разрыв)

86. Установите соответствие между типом и системой охлаждения турбогенератора.

1. Косвенное водородное Б А. ТФ

2. Непосредственное воздушное охлаждение обмотки ротора А Б. ТВ

3. Полное водяное В В. ТЗВ

4. Водородно-водяное Г Г. ТВВ

Довольно часто неопытные электрики путают назначение выключателей нагрузки и разъединителей с другими элементами силовой цепи (). Но между ними существуют серьезные различия, которые мы и рассмотрим в этой статье.

Выключатели нагрузки

Выключатель нагрузки типа ВН-16 (без предохранителей) и ВНП-16 (с предохранителями в комплекте) представляет собой маломощный высоковольтный аппарат, предназначенный для подключения и отключения электрических цепей, которые находятся под нагрузкой. Важно помнить, что он не рассчитан на отключение токов короткого замыкания. Эта задача выполняется при установке выключателей нагрузки с предохранителями типа ПК-6 или ПК-10.

Выключатель нагрузки представляет собой обычный трехполюсный разъединитель с пристроенным дугогаситеьным устройством, способным гасить маломощную дугу тока нагрузки в сетях 6 – 10 кВ. Данные выключатели допускают нечастые отключения токов до 800 А при напряжении 6 кВ или до 400 А при напряжении в 10 кВ.

Выключатель ВН-16 устанавливаться на подстанциях городского типа для отключения под нагрузкой кабельных линий и силовых трансформаторов. Довольно часто данные выключатели оборудуются включающими и отключающими магнитами, что позволяет использовать их при дистанционном управлении и в схемах на стороне высокого напряжения.

На рисунке ниже показан общий вид выключателя нагрузки типа ВН-16 на 10 кВ:

На раме выключателя нагрузки 1 установлены отключающие пружины 2, связанные с валом 3. На валу установлен проводной рычаг 4, к которому присоединяется тяга привода выключателя. Тяга привода и вал удерживаются защелкой привода в рабочем положении и отключающие пружины при этом сжаты. При включении вал выключателя нагрузки поворачивается и поступательное вращение фарфоровых тяг 5 приводит к врубанию ножей подвижных контактов 6 в неподвижные 7. Подвижные контакты выполнены в виде двухполосных ножей. Между полосами 8 расположены дугогасительные ножи 9.

Гашению электрической дуги при отключении способствуют газы, выделяемые из органического стекла вкладышей, расположенных внутри пластмассового корпуса дугогасительной камеры 10.

Основные технические данные выключателей нагрузки ВН-16 приведены в таблице ниже:

Разъединители

Разъединитель – это коммутационный аппарат назначением которого является создание видимого разрыва в электрической цепи, а также для включение и отключение силовых цепей под напряжением, но при отсутствии нагрузки (I c = I xx).

Разъединители бывают однополюсные и трехполюсные. Включение и отключение однополюсных разъединителей производится вручную, с помощью изолирующей штанги, а трехполюсные используют специальный привод. Разъединители могут изготавливаться для внутренней и наружной установок. Трехполюсные разъединители для внутренней установки на напряжения 6 – 10 кВ отличаются от выключателей нагрузки отличием дугогасительных устройств.

Выключатель нагрузки — высоковольтный коммутационный аппарат, предназначенный для коммутации токов трехфазной электрической сети в номинальном режиме. Коммутация токов данным элементом оборудования, в зависимости от типа, может осуществляться дистанционно, в том числе автоматически или вручную, с места. Данный тип устройств является достаточно популярным и применяется в электрических сетях высокого напряжения. Далее мы рассмотрим устройство, принцип действия и назначение выключателей нагрузки.

Назначение

Назначение ВН — коммутация рабочих токов в электроустановках, то есть мощностей, которые не превышают допустимые (номинальные) значения для того или иного участка электрической сети. Данное устройство не рассчитано на отключение токов аварийного режима, поэтому его можно устанавливать только при условии наличия в цепи защиты от короткого замыкания и перегрузки, которая реализуется плавкими предохранителями (ПК, ПКТ, ПТ) или защитным аппаратом, установленным со стороны источника питания или на группе потребителей.

При этом ВН имеет отключающую способность, которая соответствует электродинамической стойкости при коротких замыканиях, что позволяет использовать данный электрический аппарат для подачи напряжения на участок электрической сети, не зависимо от его текущего состояния, например, для пробного включения.

Таким образом, при условии наличия в цепи защиты от сверхтоков рассматриваемый элемент оборудования может эксплуатироваться как полноценный высоковольтный защитный аппарат (масляный, вакуумный или элегазовый). А при наличии моторного привода может участвовать в работе различных автоматических устройств (АВР, АПВ, АЧР, ЧАПВ), а также управляться удаленно автоматизированной системой диспетчерского технологического управления.

Применение

Область применения выключателя нагрузки – преимущественно сети класса напряжения 6 и 10 кВ. Применение данных коммутационных устройств обусловлено, прежде всего, экономией: ВН значительно дешевле полноценных высоковольтных защитных аппаратов, а также требуют значительно меньше затрат на обслуживание и ремонт.

Где применяются данные элементы оборудования? ВН являются альтернативой — их применяют для коммутации токов стороны высокого напряжения силовых трансформаторов. Но только при условии наличия в цепи присоединения трансформатора, как и упоминалось выше, предохранителей или защитных элементов оборудования на другом конце линии со стороны смежной питающей подстанции либо линейных выключателей, от которых запитано распределительное устройство, питающее данный трансформатор.

Выключатели нагрузки применяют в других сетях небольшой мощности в качестве самостоятельного коммутационного аппарата. На протяженных и разветвленных воздушных линиях устройства используются для удобства отключения участков линий без необходимости полного ее обесточивания. При этом на питающей подстанции устанавливается выключатель для защиты всей линии от повреждений.

Конструкция

Рассмотрим, из чего состоит выключатель нагрузки на примере устройства коммутационного аппарата типа ВНР-10/400

Основание (рама).
Опорный изолятор.
Держатели с контактами.
Подвижный рабочий нож.
Камера гашения дуги.
Неподвижный верхний контакт.
Изолирующая тяга.
Рычаг.
Гибкая связь.
Нож заземления.
Вал заземления.
Тяга блокировочного устройства.
Пружины.
Резиновые прокладки.
Вал рабочих ножей.

Принцип действия

Рассмотрим вкратце, как работают выключатели нагрузки на примере вышеупомянутого ВНР-10/400, предоставленного на фото:

Конструктивно данный коммутационный аппарат схож с разъединителем. Главное отличие разъединителя от ВН — наличие у последнего дугогасительного устройства и привода, обеспечивающего более быстрое выполнение операций.

Принцип действия выключателя нагрузки следующий. При включенном положении подвижные контакты находятся в дугогасительной камере. В нижней части дугогасительного устройства расположены дополнительные дугогасящие контакты. При выполнении операции отключения сначала размыкаются основные контакты, а затем дугогасительные. Образовавшаяся в процессе разрыва контактов электрическая дуга попадает в дугогасительную камеру, где нагревает до высокой температуры оргстекло, которое в свою очередь выделяет большое количество газов. Эти газы мощным потоком вырываются из дугогасительной камеры, чем гасят возникшую электрическую дугу за несколько миллисекунд.

Разъединители применяются для отделения участка сети на время ревизии или ремонта силового оборудования, для создания безопасных условий работы и отделения от смежных частей электрооборудования, находящихся под напряжением, а также для перефиксации присоединения с одной системы шин на другую, в электроустановках подстанций с двумя системами шин, без перерыва питания. Разъединители способны размыкать электрическую цепь только при отсутствии в ней тока или при весьма малом токе. В отличие от выключателей, разъединители в отключенном состоянии образуют видимый разрыв цепи. После отключения разъединителей с обеих сторон объекта, например, выключателя, трансформатора или другого оборудования, которое необходимо вывести в ремонт, последние должны заземляться с обеих сторон, либо при помощи переносных заземлений, либо с помощью специальных заземляющих ножей, встраиваемых в конструкцию разъединителя. Поэтому разъединители в электрических сетях занимают очень важное место и к их работе предъявляются довольно жесткие требования, как, впрочем, и к другим коммутационным аппаратам. Выпускаемые разъединители должны иметь довольно высокий показатель надежности, чтобы в нужный момент отделить поврежденный или выведенный в ремонт участок электрической схемы.

Главными недостатками разъединителя являются: невозможность отключения токов нагрузки, потому это, как правило, приводит к разрушению и повреждению разъединителя, невозможность работы разъединителя внутренней установки работать на открытом воздухе, а также малые показатели термической и динамической стойкости.

Как же происходит операция отключения электрической схемы разъединителем? Рассмотрим этот процесс поэтапно. На первом этапе, при размыкании контактов разъединителя образуется открытая электрическая дуга, которая под действием магнитного поля и выделяющегося тепла, вытягивается и поднимается в виде петель на расстояние нескольких метров. На втором этапе, когда расстояние между контактами стало значительно больше, дуга продолжает гореть, потому что происходит явление деионизации воздуха и проводимость его сохраняется в моменты прохождения тока через нуль. На третьем этапе происходит удлинение электрической дуги, т.к. расстояние между контактами наибольшее, сопротивление и напряжение ее увеличиваются, а ток при этом падает, и при критической длине дуги, ток уменьшается до нуля, а напряжение восстанавливается до напряжения сети, и дуга гаснет.

Из вышеописанного процесса можно сделать вывод, что надежность работы разъединителя зависит от степени его отключающей способности, т.е. способность разъединителя отключить ток порядка несколько ампер или десятка ампер. Это является весомым показателем при выборе разъединителя для установки его в конкретный участок сети. Также при выборе необходимо учитывать фактор опасности переброса дуги на корпус (раму) разъединителя и соседние фазы, что может возникнуть при отключении данным коммутационным аппаратом. Отсюда следует, что значение допустимых отключаемых токов напрямую зависит от расстояния между полюсами разъединителя.

За счет применения опорных изоляторов со значительным показателем механической прочности и устранения замкнутых и полузамкнутых контуров тока в токоведущих частях разъединителя, повышается способность токоведущих элементов к противостоянию электродинамическим усилиям, другими словами это динамическая стойкость.

Немаловажное значение, для обеспечения надежной работы, имеет состояние контактных частей разъединителя, которые должны обладать наименьшим переходным сопротивлением. Как видно из рис.1, в увеличенном виде контактные поверхности, как бы они отшлифованы не были, не идеально ровные и соприкасаются только в отдельных точках. Поэтому при отключении линии тока на нижнем контакте находятся под углом по отношению к верхнему контакту или будут параллельны. Вследствие этого возникают электродинамические силы, которые стремятся оторвать контакты друг от друга.

Рис. 1. Поверхность контакта разъединителя в увеличенном виде.

Явление электродинамики сопровождается значительным нагревом контакта, что может вызвать оплавление, обгорание и даже его полное разрушение.

Для уменьшения электродинамических сил на контактные поверхности наносится тонкий слой серебра.

Немаловажным фактором для выбора разъединителя является также его достаточная термическая стойкость, т.е. способность разъединителя пропустить предельный ток короткого замыкания в течение определенного промежутка времени без образования недопустимого нагрева. Это значение приводится в справочниках и равняется четырем секундам – для разъединителей на напряжение до 35 кВ, три секунды – для разъединителя напряжением 110 кВ и выше. Из этого следует, что в аварийной ситуации режим работы разъединителя характеризуется его термической стойкостью.

Как уже упоминалось, разъединители не предназначены для коммутации токов нагрузки, отключение или включение разъединителем нагрузочного тока приводит к полному разрушению и непригодности разъединителя к дальнейшей эксплуатации. Поэтому, чтобы безопасно эксплуатировать разъединители следует исключить возможности коммутации тока нагрузки, для этого применяются механические, электрические и электромагнитные блокировки, которые разрешают произвести операции только тогда, когда выключатель данного разъединителя находится в отключенном положении. Причем механическая блокировка монтируется еще при производстве и заложена в самой конструкции разъединителя.

«Можно ли использовать на вводе в частный дом (до счетчика) автомат вместо рубильника?» — такой вопрос регулярно встречается на строительных форумах. И вроде — почему нет? Ведь и то, и другое устройство по факту разъединяет электрическую сеть. Следует ли из этого, что они взаимозаменяемы?

Нет. Совсем. Почему — нам объяснил инженер компании «Аксиом Плюс», 12 лет занимающейся оптовыми и розничными продажами электротехнических товаров. Для начала разберемся с назначением двух устройств и их сферой применения.

Главное отличие «автомата» от рубильника (переключателя)

Рубильник, или силовой разъединитель — это обычный выключатель, только мощный. Его задача просто отключить питание на линии. В схеме устройства нет фактически ничего, кроме контактов, его конструкция долговечная и простая.

Конструкция «автоматов» более навороченная, ведь функционально это более сложный прибор с большей областью ответственности. Автоматический выключатель — выполняет защиту электрической цепи от перегрузок и сверхтоков короткого замыкания и рассчитан на определенное количество циклов включения-выключения (зависит от производителя, серии и модели). Например, износостойкость прибора BZMB1-A100 от Eaton (Moeller) составляет до 10 000 циклов.

Когда существует потребность включать и отключать электросеть ежедневно, а то и по несколько раз в день, использование «автомата» нерационально. Клацая вручную чувствительным оборудованием как простым выключателем, Вы исчерпаете ресурс его работы раньше срока и не по назначению. Ведь главная функция прибора — автоматически сработать в аварийном режиме.

Логичнее для простого «вкл/выкл» на вводе установить рубильник. Тем более, его стоимость значительно ниже. Так, за выключатель нагрузки на 250А в интернет-магазине Вы заплатите от 638 грн, а на автоматический выключатель такого номинала приготовьтесь потратить как минимум 1841 грн.

Зачем объединять рубильник с «автоматом»

На бытовом уровне это обеспечивает удобство управления электросетью и долговечность домашней электросети, но решение зависит все-таки от Вас. Планируете обесточивать линию считанные разы в году, например, только при проведении экстренных ремонтных работ? Тогда можно обойтись рычагом «автомата».

Если же речь идет об электросети многоквартирного дома или промышленного здания, к которым повышенные требования безопасности. На ответственные места на вводной кабель ставьте первым делом рубильник. Он будет работать как коммутационный аппарат, с помощью которого одним движением обесточивается линия. Причем устройство должно быть с видимым разрывом цепи, без защитных крышек.

К примеру, модель Р2М от Элекон на 250А или разъединитель серии РЕ19 от IEK в котором при отключении сети с помощью рычага визуально заметен разрыв контактов — нет крышек и панелей, заслонивших внутренности конструкции. Для чего? Чтобы при техобслуживании сети на объекте человек, проводящий работы, был на 100% уверен в том, что система обесточена. А конструкция «автомата» этой визуальной наглядности обеспечить не может, ведь корпус устройства закрыт.

Использование рубильников целесообразно на производствах, где персонал в конце рабочего дня или перед проведением ремонтных работ должен обесточивать оборудование. Или, к примеру, для включения и выключения системы освещения территории по периметру.

Не забывайте: и для промышленных объектов, и для многоквартирных зданий необходимо использовать «на вводе» рубильник в паре с «автоматом» для защиты системы от аварийных сверхтоков и возможности ручного отключения питания.