ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ТИПА ВМД-35

Выключатель типа ВМД-35

Челябинск 1998

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ТИПА ВМД-35

Цель работы: изучить конструкцию масляного выключателя типа ВМД-35 с приводом ШПС-10 и ознакомиться со схемой управления и сигнализации.

1. ПОЯСНЕНИЯ К РАБОТЕ

Многообъемные выключатели на большую отключаемую мощность и высокие напряжения, как правило, имеют специальные дугогасительные камеры. Применение гасительных камер ускоряет гашение дуги и понижает давление в баке выключателя, вследствие чего увеличивается его отключающая способность и надежность работы.

В действующих электроустановках напряжением 35 кВ большое распространение имеют масляные выключатели типа С-35 (с ручным приводом) и ВМД-35 (с дистанционным приводом).

2. КОНСТРУКЦИЯ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

Масляные выключатели С-35 и ВМД-35 изготовляются для наружной установки на напряжение 35 кВ, номинальный ток 630 А и отключающую мощность 400 МВ∙А. В выключателях 35 кВ и выше (в том числе и в ВМД-35) каждая фаза помещается в отдельном баке. Баки выполняют сварными из котельной стали. Внутренняя поверхность баков изолирована электротехническим картоном или фанерой.

Баки имеют указатели уровня масла, маслоспускные краны, пробки для доливки масла. Газы, выделяющиеся в момент отключения, выбрасываются в атмосферу через газоотводную трубу. Баки выключателя подвешиваются к крышкам и могут опускаться (для обеспечения доступа к контактам) при помощи лебедки с тросами.

Каждый ввод выключателя выполнен бакелитовой втулкой конденсаторного типа, сквозь которую пропущен стержень с контактным наконечником. На наружную часть втулки надета фарфоровая покрышка. Пространство между фарфоровой покрышкой и бакелитовой втулкой заполняется компаундной массой для предохранения бакелита от влаги.

2.1. Разберите и изучите гасительую камеру.

Выключатели типа ВМД-35 и С-35 изготовляются с продольно-щелевой камерой масля­ного дутья ( с деионными решетками), эскиз которой приве­ден на рис. 8.1.

Выключатель имеет два разры­ва на фазу, гаси­тельные камеры устанавливаются на каждом раз­рыве.

Продольно-щелевая камера масляного дутья состоит из нес­кольких пакетов, каждый из которых составлен из одной стальной и нескольких изоляционных пластин подковообразной формы, уложенных в следующем порядке: внутрь стальной пластины 1 вставлена вставка 2, предназначенная для изоляции стальной пластины от щели, а затем изоляционная пластина 3 и несколько пластин 4 и еще одна пластина 3.

Сверху и снизу нескольких таких совмещенных пакетов наложены толстые фанерные пластины, которые при помощи шпилек 8 из изоляционного материала плотно затянуты и прикреплены к металлическому держателю 11, укрепленному при помощи хомута 13 на токоведущем стержне проходного изолятора 14. Благодаря полукруглым вырезам 5, в пластине 4 на внутренней поверхности узкой щели камеры образуются углубления (карманы).

Неподвижный плоский контакт 9 соединен гибкой связью 12 с хомутом 13; подвижный контакт выполнен в виде ножа 16 и подвешен на изолирующей штанге 17. Пружина 15 обеспечивает необходимое давление в контакте и смягчает удар при включении.

При размыкании контактов дуга возникает в начале щели камеры. Образующийся вокруг дуги магнитный поток замыкается через стальные пластины и воздушный промежуток (пунктирная линия на рис. 1). Стремясь сократиться, магнитные силовые линии затягивают дугу вглубь щели. Движению дуги вглубь щели способствует также взаимодействие токов в дугах двух разрывов выключателя.

Горение дуги внутри масляной щели сопровождается соприкосновением ее с твердым диэлектриком (что способствует деионизации), энергичным газообразованием, повышением давления в щели. Газы, прорываясь через дугу, расщепляют ее на параллельные волокна (поперечное дутье) дуга интенсивно охлаждается и деионизируется. Часть газов отжимается внутрь щели, в «карманы» пластин 4. Когда ток проходит через нуль, дуга гаснет, давление в зоне дуги падает, газы из карманов вырываются в бак, производят энергичную деионизацию искрового промежутка.

При недостаточном расстоянии между контактами дуга зажигается повторно. Окончательно дуга гаснет через несколько полупериодов после расхождения контактов. Полное время отключения составляет 0,1-0,15 с.

Таким образом, деионизация дугового промежутка здесь обеспечивается газовым дутьем и за счет интенсивной поверхностной рекомбинации ионов.

2.2 Обратите внимание на конструкцию встроенных трансформаторов тока.

Выключатель ВМД-35 имеет встроенные трансформаторы тока типа ТВ-35 и ГВД-35(«Д»-для дифференциальной защиты).

Встроенный трансформатор тока состоит из ленточного (кольцевого) сердечника и намотанной на него вторичной обмотки, выполненной из круглого изолированного провода. Для предохранения вторичной обмотки от повреждений наружная поверхность трансформатора покрывается электрокартоном и заматывается миткалевой лентой. Для защиты от влаги изоляция пропитывается влагостойким изоляционным лаком. Сердечники надеты на внутреннюю часть проходного изолятора ввода (один или два на изолятор, т.е. два или четыре на фазу) и укреплены под крышкой выключателя.

Первичной обмоткой служит токоведущий стержень проходного аппаратного изолятора ввода. В целях использования одного и того же трансформатора на различные номинальные токи вторичная обмотка выполняется с ответвлениями. Выводные концы вторичной обмотки обозначаются буквами А, Б, В, Г, Д. Начало (А) и конец (X) вторичной обмотки выводятся на сборку зажимов в шкаф привода выключателя.

Варианты исполнения трансформаторов тока ТВ-35 и ТВД-35 приведены в таблице.

Таблица 8.1

Поскольку встроенные трансформаторы тока одновитковые, то при небольших первичных токах погрешность их велика. Для повышения мощности применяется либо параллельное, либо последовательное соединение двух трансформаторов тока, расположенных в одной фазе.

2 3 Познакомьтесь с приводным механизмом выключателя.

Для управления выключателем ВМД-35 устанавливается соленоидный привод ШПС-IO (привод ПС-10 в шкафу для наружной установки). На выключатель ВМД-35 можно установить и пружинный привод ПП-67.

Привод ШПС-10 работает на постоянном токе. При помощи привода ШПС-10 можно выполнить следующие операции: дистанционное включение и отключение, автоматическое включение, (например АПВ), автоматическое отключение (от релейной защиты), ручное включение и отключение. Основными частями привода ШПС-10 (рис. 8.2. являются включающий электромагнит 2 с сердечником 1, отключающий электромагнит 3, механизм свободного расцепления с защелкой и блок-контакты выключателя (типа КСА) 4, 5. Кроме того, в шкафу расположены промежуточный ко­нтактор КП и сбор­ки зажимов.

Блок-контакты, которые при нор­мальном (обесто­ченном) состоянии выключателя ра­зомкнуты, называ­ются замыкающи­ми, а те, которые в нормальном состо­янии выключателя замкнуты, называ­ются размыкающи­ми.

Катушки электромагнитов рассчитаны на кратковременное протекание тока, поэтому для автоматического разрыва цепей после завершения операции в цепь отключения вводят замыкающий блок-контакт выключателя, а в цепь включения - размыкающий.

Отключение можно произвести либо вручную - нажатием на сердечник отключающего электромагнита, либо дистанционно (или автоматически) - путем подачи питания на катушку электромагнита отключения.

Привод имеет простую конструкцию, высокую надежность в работе, быстродействие. Основной недостаток - большой ток, потребляемый электромагнитом при включении (195 А - при 1 10 В и 98 А - при 220 В).

3. Зарисуйте схему управления и сигнализации выключателя и объясните ее работу.

Дистанционное управление выключателем - это управление на расстоянии до нескольких сотен метров. При существовании дистанционного управления команду на включение и отключение подают с поста управления при помощи ключа управления,

В данной работе рассматривается схема управления с применением ключа КВФ, который состоит из корпуса, рукоятки и набора контактных пакетов. Диаграмма его работы приведена на рис. 8.3. Ключ имеет шесть положений, из которых четыре фиксированных («предварительно включено», «включено», «предварительно отключено» и «отключено»), и два кратковременных («включить» и «отключить»).

Операции ключом выполняются в два приема: поворот рукоятки на 90°(«предварительно включено» или «предварительно отключено»), дополнительный поворот на 45 ( «включить» или «отключить»), после чего оператор снимает руку с ключа, и рукоятка автоматически возвращается обратно на 45° в положение «включено» или «отключено». Схема управления и сигнализации приведена на рис. 8.4. В схеме ключ SA находится в положении «отключено». Контакты 10-11 замкнуты. Размыкающий блок-контакт выключателя Q1 в цепи контактора КМ тоже замкнут (соответствие). Лампа HLG горит ровным светом, сигнализирует отключенное положение выключателя ключом и контролирует целостность цепи включения и предохранителей. Напряжение на катушке КМ ограничено сопротивлением лампы, поэтому КМ не срабатывает.

Ввиду того, что включающий электромагнит потребляет большой ток, команду на включение подают косвенную, через промежуточный контактор КМ. При переводе ключа SA в положение «предварительно включено» его контакты 9-10 замыкаются. Лампа HLG горит мигающим светом. При дополнительном повороте ключа на 45° в положение «включить» замыкаются его контакты 5-8, закорачивающие лампу HLG и подающие команду на включение. Лампа HLG гаснет. Контактор КМ срабатывает и замыкает свои контакты в цепи включающего электромагнита YAC. Выключатель включается, и его размыкающий блок-контактор Q1 размыкает цепь катушки контактора КМ, контакты которого отключают электромагнит YAC.

Одновременно от другого (замыкающего) блок-контакта Q2 в цепи отключения загорается ровным светом лампа «включено» HLR через замкнутые контакты 13-16 SA. Выключатель включен ключом, ключ SA находится в положении «включено». Лампа HLR горит ровным светом, сигнализирует включенное ключом положение выключателя и контролирует целость цепи отключения и предохранителей.

При автоматическом включении (от АПВ) замыкаются контакты KB, выключатель включается и образуется цепь несоответствия (ключ в положении «отключено», контакты 14-15 замкнуты, а выключатель включен и его замыкающий контакт Q2 в цепи YAT тока замкнут). Красная лампа будет гореть мигающим светом. Устранить мигающий свет можно поворотом ключа в положение «включено», т.е. привести схему управления в соответствие.

При переводе ключа в положение «предварительно отключено» контакты 13-14 SA замыкаются. Лампа HLR горит мигающим светом.

Подача на отключение производится при дополнительном повороте ключа в положение «отключено» замыканием его контактов 6-7. При этом закороченная лампа HLR гаснет, отключающий электромагнит YAT срабатывает. Выключатель отключается, его блок-контакт размыкает цепь отключения. Загорается зеленая лампа, сигнализирующая отключение выключателя и исправность цепи включения.

При работе релейной, защиты замыкаются контакты КА. Выключатель отключается. Образуется цепь несоответствия (ключ в положении «включено», контакты 9-10 SA замкнуты, а выключатель отключен и его размыкающий блок-контакт в цепи КМ тоже замкнут), лампа HLG будет мигать. Аналогичная цепь несоответствия (контакты 1-3 и 17-19 SA) используются для звукового сигнала НА. Устранить мигающий свет можно поворотом ключа в положение «отключено».

4. ПОРЯДОК ОФОРМЛЕНИЯ ОТЧЕТА.

1. Записать паспортные данные выключателя.

2. Отразить конструкцию выключателя, обратив внимание на :

2.1 баки, их крепление на конструкции;

2.2 лебедка для спуска баков;

2.3 подвижные и неподвижные контакты;

2.4 проходные втулки с изоляторами;

2.5 вал выключателя, вал привода;

2.6 отключающие пружины.

3. Описать устройство гасительной камеры, встроенных трансформаторов тока, привода ШПС-10, ключа управления, схемы управления и сигнализации.

4. Объяснить ручное и дистанционное включение и отключение, аварийное отключение выключателя.

5. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ.

1. Каковы особенности устройства проходной втулки конденсаторного типа?

2. Как проверить выключатель на термическую устойчивость в режиме короткого замыкания?

3. Почему дуга затягивается внутрь гасительной камеры?

4. Для чего требуется промежуточный контактор в цепи электромагнита включения?

5. Каково назначение замыкающего блок-контакта выключателя в цепи отключения и размыкающего - в цепи включения?

6. Каково назначение красной и зеленой ламп?

1.Что такое цепь несоответствия? Как эта цепь образуется, когда ключ управления находится в положении «включено», «отключено»?

Литература.

1. Электротехнический справочник (гл. ред. И.Н. Орлов), 7 изд., М.:Энергоатомиздат, 1986.

2. Электрическая часть станций и подстанций. Под ред. А.А. Васильева,- М.:Энергия, 1980.