SF6 effektbrytere 110 kV og over

Høyspentbrytere, der SF6 brukes som isolasjons- og lysbuemedier, blir mer utbredt fordi de har høye koblingshastigheter og mekaniske ressurser, brytekapasitet, kompakthet og pålitelighet sammenlignet med luft, olje og lav-olje høyspenning effektbrytere.

Suksessen i utviklingen av SF6 effektbrytere hadde direkte en betydelig innvirkning på idriftsettelse av kompakte utendørs brytere, innendørs brytere og SF6 gassisolerte brytere. SF6-kretsbrytere bruker forskjellige lysbueslukkingsmetoder avhengig av nominell spenning, nominell brytestrøm og egenskapene til kraftsystemet (eller individuell elektrisk installasjon).

I gassisolerte lysbueslukkere, i motsetning til luftbueslukkeanordninger, når lysbuen er slukket, skjer ikke utstrømningen av gass gjennom dysen til atmosfæren, men inn i det lukkede volumet av kammeret fylt med SF6-gass ved en relativt lite overtrykk.

I henhold til metoden for å slukke den elektriske lysbuen under utløsning, skilles følgende SF6-kretsbrytere ut:

1. SF6 automatisk kompresjonsbryter, der den nødvendige strømningshastigheten av SF6-gass gjennom dysene til kompresjonsbueslukkingsanordningen skapes av bryterens bevegelige system (automatisk kompresjonsbryter med ett trykk).

2. SF6 effektbryter med elektromagnetisk utblåsning, der slukking av lysbuen i lysbueanordningen er sikret ved at den roterer langs ringkontaktene under påvirkning av magnetfeltet som skapes av strømmen som skal slukkes.

3. SF6 effektbryter med høy- og lavtrykkskamre, hvor prinsippet om å gi et gassutbrudd gjennom dysene i lysbueslukkeren ligner på luftbueslukkeanordninger (SF6-bryter med to trykktrinn).

4. SF6 selvgenererende effektbryter, der den nødvendige massestrømningshastigheten til SF6-gass gjennom dysene til lysbueslukkingsanordningen skapes ved å varme og øke trykket på SF6-gass gjennom utløsningsbuen i et spesielt kammer (SF6-selv- genererer effektbryter med ett trykktrinn).

La oss se på noen typiske SF6-kretsbryterdesign for 110 kV og over.

Effektbrytere SF6 110 kV og høyere for et enkelt brudd i ulike selskaper har følgende nominelle parametere: Unom = 110-330 kV, Inom = 1-8 kA, Io.nom = 25-63 kA, SF6 gasstrykk = 0,45 -0,7 MPa (abs), utløsningstid 2-3 perioder med kortslutningsstrøm.Intensiv forskning og testing av innenlandske og utenlandske selskaper gjorde det mulig å utvikle og sette i drift en SF6 effektbryter med et enkelt brudd ved Unom = 330-550 kV ved Io.nom = 40-50 kA og en strømutløsningstid på én strøm periode ved kortslutning.

En typisk SF6-kretsbryterdesign er vist i fig. 1.

Enheten er i av-posisjon og pinnene 5 og 3 er åpne.

Ris. 1.

Strøm tilføres den faste kontakten 3 gjennom flensen 2, og til den bevegelige kontakten 5 gjennom flensen 9. Et kammer med en adsorbent er installert i det øvre dekselet 1. Den bærende isolasjonsstrukturen til SF6-kretsbryteren er festet på fotputen 11. Når bryteren er slått på, aktiveres en pneumatisk aktuator 13, hvis stang 12 er forbundet med en isolasjonsstang 10 og en stålstang 8 med en bevegelig. kontakt 5. Sistnevnte er fast forbundet med en fluoroplastisk dyse 4 og en bevegelig sylinder 6. Hele det bevegelige systemet til EV (elementene 12-10-8-6-5) beveger seg oppover i forhold til det stasjonære stempelet 7 og hulrommet K av lysbueslukkesystemet til bryteren øker.

Når bryteren er av, trekker stangen 12 til aktiveringsmekanismen det bevegelige systemet ned og det skapes et økt trykk i hulrommet K sammenlignet med trykket i bryterkammeret. Slik autokompresjon av SF6-gass sikrer utstrømning av gassmediet gjennom dysen, intens avkjøling av den elektriske lysbuen som oppstår mellom kontaktene 3 og 5 under avstengning. Posisjonsindikator 14 gir mulighet for visuell kontroll startposisjonen til kontaktsystemet til bryteren.I en rekke utforminger av SF6-autokompresjonsbrytere, brukes fjærer, hydrauliske aktuatorer, og strømmen av SF6-gass gjennom dyser inn i lysbuen utføres i henhold til prinsippet om toveisblåsing.

I fig. 2 viser en 220 kV tankbryter med gassisolasjon type VGBU (Inom = 2500 A, Io.nom = 40 kA NIIVA OJSC med autonom hydraulisk drift 5 og innebygde strømtransformatorer 2. EV har trefasestyring (ett drev for tre faser) og er utstyrt med porselens (polymer) deksler for 1 luft-SF6 gjennomføringer.

I den gassfylte tanken 3 er det en lysbueslukkingsanordning som er koblet til den hydrauliske drivenheten 5 gjennom en overføringsmekanisme plassert i det gassfylte kammeret 4. Bryterstrukturen til gasstanken er festet på en metallramme 6 For å fylle effektbryteren med SF6 brukes kopling 7. er lik en atm (abs.) og da er det nødvendig å sikre p = pnom.

Ris. 2.

Fordelene med gassisolerte tankstrømbrytere med innebygde strømtransformatorer fremfor «kjernegassisolert effektbryter pluss frittstående strømtransformator»-sett er: økt seismisk motstand, mindre distribusjonsområde for transformatorstasjonen, mindre nødvendige store arbeider på byggetidspunktet av transformatorstasjoner, økt sikkerhet for nettstasjonspersonell (bueslukkingsanordninger er plassert i jordede metalltanker), muligheten for å bruke SF6 oppvarmingsgass ved bruk i regioner med kaldt klima.

Ved utforming av 220 kV og høyere tankbrytere for utendørs bryteranlegg, er det nødvendig å øke det nominelle trykket til SF6-gass (pH> 4,5 atm (abs.)). Derfor introduseres oppvarming av gassmediet for å forhindre at SF6-gass blir brukt fra flytendegjøring ved lave omgivelsestemperaturer eller blandinger av SF6-gass med nitrogen eller tetrafluormetan.

Som praksis viser, for en merkespenning på 330-500 kV, er enkeltbrytere tankbrytere for nominelle strømmer på 40-63 kA den mest lovende typen koblingsutstyr for koblingsutstyr og utendørs koblingsutstyr.

Strømbryteren VGB-750-50 / 4000 U1 utviklet av JSC NIIVA (fig. 3) med en to-forskyvnings autokompresjonsanordning for lysbueslukking, innebygde strømtransformatorer, polymer luftgjennomføringer SF6, er utstyrt med to hydrauliske drev per pol , som tillater en total utkoblingstid på ikke mer enn varighet på to perioder med strøm ved tilførselsfrekvens.

Ris. 3.

I fig. 4 viser et utsnitt av en enpolet VGB-750-50 / 4000U1 lysbueundertrykker med oppstrøms motstander (for å begrense svitsjestøt). Den bevegelige kontakten til disse motstandene er mekanisk koblet til det bevegelige kretsbrytersystemet.

Ris. 4

I den lukkede posisjonen til SF6-kretsbryteren er motstandene brokoblet av hovedkontaktene. Når du slår av, åpnes først motstandskontaktene, deretter hovedkontaktene, deretter lysbuekontaktene. Ved innkobling lukkes motstandskontaktene først, etterfulgt av lysbuen og hovedkontaktene. For å utjevne spenningsfordelingen er hvert brudd forbundet med kondensatorer.

Fordelingen er hentet fra SF6 type enkeltbrytere søylebrytere for merkespenning 110-220 kV med merkebrytestrøm 40-50 kA.

Ris. 5

En typisk utforming av en VGP 110 kV gassisolert ledningsbryter (Inom = 2500 A, Io.nom = 40 kA) med en fjærdrift av Electroapparat OJSC er vist i fig. 5.

Se også om dette emnet: Sammenlignende egenskaper for olje-, vakuum- og SF6-brytere for høyspenning