قواطع الدائرة SF6 110 كيلو فولت وما فوق

أصبحت قواطع الدائرة ذات الجهد العالي ، حيث يتم استخدام SF6 كوسائط عازلة وتقوسية ، أكثر انتشارًا لأنها تتمتع بمعدلات تحويل عالية وموارد ميكانيكية ، وقدرة كسر ، واكتناز ، وموثوقية مقارنة بالهواء ، والزيت ، والجهد العالي منخفض الزيت القواطع.

كان للنجاح في تطوير قواطع الدائرة SF6 بشكل مباشر تأثير كبير على تشغيل المفاتيح الكهربائية المدمجة الخارجية والمفاتيح الكهربائية الداخلية ومجموعة المفاتيح الكهربائية المعزولة بالغاز SF6. تستخدم قواطع الدائرة SF6 طرقًا مختلفة لإطفاء القوس اعتمادًا على الجهد المقنن وتيار كسر التصنيف وخصائص نظام الطاقة (أو التركيبات الكهربائية الفردية).

في أجهزة إطفاء القوس الكهربائي المعزول بالغاز ، على عكس أجهزة إطفاء القوس الهوائي ، عندما يتم إطفاء القوس ، لا يحدث تدفق الغاز من خلال الفوهة في الغلاف الجوي ، ولكن في الحجم المغلق للغرفة المملوءة بغاز SF6 بشكل نسبي ضغط زائد صغير.

وفقًا لطريقة إطفاء القوس الكهربائي أثناء التعثر ، يتم تمييز قواطع الدائرة SF6 التالية:

1. مفتاح الضغط الأوتوماتيكي SF6 ، حيث يتم إنشاء معدل التدفق المطلوب لغاز SF6 من خلال فوهات جهاز إطفاء قوس الضغط بواسطة النظام المتحرك للمفتاح (مفتاح الضغط الأوتوماتيكي بمرحلة الضغط الفردي).

2. قاطع الدائرة SF6 مع انفجار كهرومغناطيسي ، حيث يتم ضمان إطفاء القوس في الجهاز القوسي من خلال دورانه على طول ملامسات الحلقة تحت تأثير المجال المغناطيسي الناتج عن التيار المراد إخماده.

3. قاطع الدائرة SF6 بغرف الضغط المرتفع والمنخفض ، حيث يكون مبدأ توفير تدفق الغاز عبر الفتحات الموجودة في جهاز إطفاء القوس الكهربائي مشابهًا لأجهزة إطفاء القوس الهوائي (مفتاح SF6 مع مرحلتين من الضغط).

4. قاطع دائرة التوليد الذاتي SF6 ، حيث يتم إنشاء معدل التدفق الكتلي المطلوب لغاز SF6 عبر فوهات جهاز إطفاء القوس عن طريق تسخين وزيادة ضغط غاز SF6 من خلال قوس التعثر في غرفة خاصة (SF6 self- توليد قاطع دارة بمرحلة ضغط واحدة).

دعونا نلقي نظرة على بعض التصميمات النموذجية لقواطع الدائرة SF6 ل 110 كيلو فولت وما فوق.

قواطع الدائرة SF6 110 كيلو فولت وأعلى لكسر واحد لشركات مختلفة لها المعلمات الاسمية التالية: Unom = 110-330 كيلو فولت ، Inom = 1-8 كيلو أمبير ، Io.nom = 25-63 كيلو أمبير ، ضغط غاز SF6 = 0.45 -0.7 MPa (abs) ، زمن الرحلة 2-3 فترات من ماس كهربائى الحالي.أتاحت الأبحاث والاختبارات المكثفة للشركات المحلية والأجنبية تطوير وتشغيل قاطع دائرة SF6 مع فاصل واحد عند Unom = 330-550 kV عند Io.nom = 40-50 kA ووقت التعثر الحالي لتيار واحد فترة في ماس كهربائى.

يظهر تصميم قاطع الدائرة SF6 النموذجي في الشكل. 1.

الجهاز في وضع إيقاف التشغيل والدبابيس 5 و 3 مفتوحة.

أرز. 1.

يتم توفير التيار لجهة الاتصال الثابتة 3 من خلال الحافة 2 ، وإلى جهة الاتصال المنقولة 5 من خلال الحافة 9. يتم تثبيت غرفة مع مادة ماصة في الغطاء العلوي 1. تم تثبيت هيكل العزل الحامل لقاطع الدائرة SF6 على وسادة القدم 11. عند تشغيل المفتاح ، يتم تنشيط مشغل هوائي 13 ، والقضيب 12 متصل بقضيب عازل 10 وقضيب فولاذي 8 مع متحرك. الاتصال 5. الأخير متصل بإحكام بفوهة البلاستيك الفلوري 4 وأسطوانة متحركة 6. يتحرك النظام المتحرك بالكامل لـ EV (العناصر 12-10-8-6-5) لأعلى بالنسبة للمكبس الثابت 7 والتجويف K من نظام إطفاء القوس للمفتاح.

عندما يكون المفتاح مغلقًا ، يسحب القضيب 12 لآلية التشغيل النظام المتحرك لأسفل وينشأ ضغط متزايد في التجويف K مقارنة بالضغط في حجرة التبديل. يضمن هذا الضغط التلقائي لغاز SF6 تدفق وسيط الغاز عبر الفوهة ، وتبريدًا مكثفًا للقوس الكهربائي الذي يحدث بين التلامس 3 و 5 أثناء الإغلاق. يعطي مؤشر المركز 14 إمكانية التحكم البصري موضع بدء نظام الاتصال الخاص بالمفتاح.في عدد من تصميمات قواطع الدائرة للضغط التلقائي SF6 ، يتم استخدام الينابيع والمشغلات الهيدروليكية ، ويتم تدفق غاز SF6 عبر الفتحات في مجرى القوس وفقًا لمبدأ النفخ ثنائي الاتجاه.

في التين. يوضح الشكل 2 قاطع دائرة للخزان بجهد 220 كيلو فولت مع نوع عزل الغاز VGBU (Inom = 2500 A، Io.nom = 40 كيلو أمبير NIIVA OJSC بمحرك هيدروليكي مستقل 5 ومحولات تيار مدمجة 2. يحتوي EV على تحكم ثلاثي الطور (محرك واحد لـ ثلاث مراحل) ومجهز بأغطية بورسلين (بوليمر) لجلب هواء واحد SF6.

في الخزان المملوء بالغاز 3 ، يوجد جهاز إطفاء القوس ، وهو متصل بالمحرك الهيدروليكي 5 من خلال آلية نقل موجودة في الحجرة المملوءة بالغاز 4. هيكل مفتاح خزان الغاز مثبت على إطار معدني 6 لملء قاطع الدائرة باستخدام اقتران SF6 يستخدم 7. يساوي واحد atm (abs.) ومن ثم فمن الضروري التأكد من p = pnom.

أرز. 2.

مزايا قواطع دائرة الخزان المعزولة بالغاز مع محولات التيار المدمجة على مجموعات «قاطع الدائرة المعزول بالغاز الأساسي بالإضافة إلى المحولات الحالية المستقلة» هي: زيادة المقاومة الزلزالية ، مساحة توزيع أصغر للمحطة الفرعية ، أعمال رئيسية أقل مطلوبة في وقت البناء من المحطات الفرعية ، وزيادة سلامة موظفي المحطات الفرعية (توجد أجهزة إطفاء القوس في خزانات معدنية مؤرضة) ، وإمكانية استخدام غاز تسخين SF6 عند استخدامه في مناطق المناخ البارد.

عند تصميم قواطع الدائرة الكهربائية للخزان بجهد 220 كيلو فولت وأعلى للمفاتيح الكهربائية الخارجية ، من الضروري زيادة الضغط الاسمي لغاز SF6 (الرقم الهيدروجيني> 4.5 ضغط جوي (abs.)). لذلك ، يتم إدخال تسخين وسط الغاز لمنع استخدام غاز SF6 من التسييل عند درجات حرارة محيطة منخفضة أو خليط من غاز SF6 مع النيتروجين أو رباعي فلورو الميثان.

كما تبين الممارسة ، بالنسبة للجهد المقنن من 330-500 كيلو فولت ، فإن قواطع الدائرة أحادية الفاصل للتيارات المقدرة 40-63 كيلو أمبير هي أكثر أنواع معدات التحويل الواعدة للمفاتيح الكهربائية والمفاتيح الكهربائية الخارجية.

تم تطوير قاطع الدائرة VGB-750-50 / 4000 U1 بواسطة JSC NIIVA (الشكل 3) مع جهاز ضغط تلقائي ثنائي الإزاحة لإطفاء القوس ، محولات التيار المدمجة ، البطانات الهوائية البوليمرية SF6 ، مزودة بمحركين هيدروليكيين لكل قطب ، والذي يسمح بإجمالي وقت الرحلة لا يزيد عن فترتين من التيار بتردد الإمداد.

أرز. 3.

في التين. يُظهر الشكل 4 قسمًا من مثبط القوس VGB-750-50 / 4000U1 أحادي القطب مع مقاومات المنبع (للحد من اندفاعات التبديل). يتم توصيل الاتصال المتحرك لهذه المقاومات ميكانيكياً بنظام قاطع الدائرة المتحركة.

أرز. 4

في الوضع المغلق لقاطع الدائرة SF6 ، يتم توصيل المقاومات بواسطة جهات الاتصال الرئيسية. عند إيقاف التشغيل ، تفتح جهات اتصال المقاوم أولاً ، ثم جهات الاتصال الرئيسية ، ثم جهات الاتصال القوسية. عند التبديل ، يتم إغلاق جهات اتصال المقاوم أولاً ، متبوعة بالقوس وجهات الاتصال الرئيسية. لمعادلة توزيع الجهد ، يتم توصيل كل فاصل بالمكثفات.

يتم الحصول على التوزيع من قواطع الدائرة ذات العمود الواحد من نوع SF6 للجهد المقنن 110-220 كيلو فولت مع تيار كسر مقنن 40-50 كيلو أمبير.

أرز. 5

يظهر في الشكل تصميم نموذجي لقاطع الدائرة السلكية المعزول بالغاز VGP 110 كيلو فولت (Inom = 2500 A ، Io.nom = 40 kA) مع محرك زنبركي من Electroapparat OJSC. 5.

راجع أيضًا حول هذا الموضوع: الخصائص المقارنة للزيت والفراغ وقواطع الدائرة SF6 للجهد العالي