Что такое секционник в электрике

Секционный выключатель СВ1 включен, все секционные автоматы С А и неавтоматические выключатели в сети 0 4 отключены. При выходе из строя одного из генераторов мощностью 630 — 1000 кВт его нагрузку принимает ПАЭС. При выходе из строя ПАЭС автоматика быстрой разгрузки отключает всю неответственную нагрузку и АВО газа, а генераторы продолжают работать на цех. [7]

Секционный выключатель имеет следующие устройства РЗА: 1.1. МТЗ с выдержкой времени, МТЗ ускоренная. При срабатывании защиты отключается секционный выключатель, на дисплее появляются сообщения МТЗ, УРОВ, загорается сигнал Вызов, происходит запрет включения. Если работа защиты происходит при отключенном выключателе, то она без выдержки времени запускает УРОВ на отключение смежной секции шин. [8]

Секционный выключатель С при нормальных условиях разомкнут и включается при исчезновении напряжения на одной из секций шин. В случае исчезновения напряжения на / секции шин реле / Я замыкает свои контакты и дает питание катушке реле 1В от трансформатора напряжения, установленного на / / секции. Когда выключатель 1Л отключается, его размыкающие блок-контакты дают питание включающей катушке KB ( или контактору, включающему электромагнитный привод), и выключатель С включается. [9]

Секционный выключатель 5В нормально отключен и включается под действием средств АВР при отключении любого рабочего трансформатора. [11]

Секционные выключатели применяются в сборных шинах. В распределительных устройствах ( РУ) станций секционные выключатели при нормальной работе обычно замкнуты. Они должны автоматически отключаться только при повреждении в зоне сборных шин. Вместе с ними должны отключаться и другие выключатели поврежденной секции. Таким образом, поврежденная секция РУ будет отключена, а остальная часть останется в работе. [13]

В РУ с двумя системами сборных шин каждое присоединение содержит выключатель и 2 ШР, которые служат для изоляции выключателей от сборных шин при их ремонте, а также при переключении с одной системы сборных шин на другую без перерыва в их работе.

ЛР – линейный разъединитель

ШСВ – шиносоединительный выключатель

ЛР стоят для безопасного ремонта выключателей линий передач W1 и W2. Обе системы сборных шин являются рабочими. Источники и нагрузка равномерно распределяются между шинами разъединителями. Обычно QA нормально замкнут, иногда он нормально разомкнут для ограничения тока КЗ.

Переключение присоединений с одной шины на другую производится шинными разъединиителями — ШР. Операции разъединителями допускаются, если цепь отключена выключателем или разъединитель шунтирован ветвью с малым сопротивлением.

Все ШР шунтированы через сборные шины ШСВ. В этих условиях можно включить в любом присоединении разъединитель одной системы и отключить разъединитель другой системы. При переключениях ток присоединения перемещается из одного ШР в другой. При разомкнутом ШСВ недопустимы. Во избежание случайного отключения ШСВ, ПТЭ требует отключить цепь отключающего электромагнитного выключателя QA.

Во избежание неправильных операций с ШР предусматривают блокирующие устройства, запрещающие операции с ШР.

Возможность поочередного ремонта сборных шин без перерыва работы присоединений

Возможность деления системы на две части с целью повышения надежности

Возможность ограничения токов КЗ в сети, но при этом QA отключен.

При ремонте одной из систем шин нарушается нормальная работа РУ  снижается надежность на время ремонта

При КЗ в QA нарушается нормальная работа обоих систем сборных шин

В случае внешнего КЗ и отказе выключателя этого присоединения отключается вся система шин

Ремонт выключателя и ЛР связан с отключением на время ремонта данного присоединения

Частые переключения с помощью разъединителей увеличивают вероятность повреждения в зоне сборных шин по сравнению с одной системой сборных шин при том же числе присоединений

Недостатки частично устраняются путем усложнения и удорожания схемы. Чтобы обеспечить возможность поочередного ремонта выключателей без перерыва в работе предусматривают обходную систему шин и обходной выключатель. При большом числе присоединений используют секционирование сборных шин.

Лекция 10 Схемы с обходной системой шин

Секционирование производится с помощью нормально замкнутых выключателей и предусматривает 2 шиносоединительных и 2 обходных выключателя. Если на РУ более 8 присоединений, то их надо распределить на 2 секции. (Рис.10.1.)

QA – ШСВ (шиносоединительный выключитель)

ОВ – обходной выключатель

QB – секционный выключатель

ШР – шинный разъединитель

Схема должна быть симметричной.

Линия W1 подключается в какой-либо из двух систем шин, т.е. один ШР замкнут, а второй ШР разомкнут. При КЗ на секции, эта секция отключается секционным выключателем и шиносоединительным выключателями. В России больше 2-х систем шин не применятеся.

В такой схеме можно уменьшить число выключателей, объединив функции обходных и шиносоединительных выключателей. При двух секциях необходимо 2 выключателя QA1 и QA2 с совмещенными функциями ОВ и ШСВ.

СР – секционный разъединитель

При нормальной работе на двух системах сборных шин QS2 отключен, а QS5, QS8 и QS1 включены. Выключатель QА1 включен, он выполняет в нормальном режиме функции ШСВ.

В случае ремонта выключателя Q1, который был присоединен к СШ1 (т.е. QS3 – включен, QS4 – отключен) необходимо отключить QA1 и QS5, включить обходной разъединитель QS7. После этого надо включить выключатель QA1. На какое-то время блок включается через 2 параллельные ветви. Затем отключаем Q1, QS5, QS6, включаем заземляющие ножи и можно приступать к ремонту Q1, после окончания которого схему требуется привести в исходное состояние.

Такие схемы РУ (с 2 системами СШ и ОСШ) применяются на напряжения 110-220 кВ и большом числе подключений.

Секционные автоматические выключатели предназначены для включения резервного питания в распределительных устройствах низкого напряжения, для осуществления подключения резервного питания на ТП. Также они используются для поддержания подключения между работающими генераторами на электростанциях, но данный тип подключения используется только на подобных объектах. Основное применение они нашли именно в РУ для низкого напряжения. Также может применяться в быту, для переключения питания от сетевого ввода на запасное питание от генератора.

Рабочая схема выключателя следующая: с двух источников питания (основного и резервного) подводятся линии передачи тока на выключатель. Обе линии контролируются выключателем на наличие напряжения трансформаторами тока.

При отключении основной линии трансформатор реагирует на отсутствие питания, и через систему реле и исполнительных механизмов поступает сигнал на перемещение контактов выключателя на резервную линию. Переключение происходит с небольшой задержкой по времени. Как только питание на основном вводе восстанавливается, выключатель реагирует и возвращается в основное положение, отключая резервный ввод.

При установке данного выключателя линия должна быть оборудованной дополнительным автоматическим силовым выключателем на вводе. Устройство необходимо, чтобы исключить возможность автоматического переключения ввода в ячейке при ее ремонте, обслуживании. Порядок выключения следующий: выключается силовой автомат, после него должен среагировать секционный. Ячейка готова к работе людей. Без вводного силового автомата устанавливать секционный выключатель запрещено.

Секционные автоматические выключатели являются обычно частью устройств АВР – автоматического ввода резерва. Но небольшие выключатели можно использовать и как устройства управления, встраивая их в технологические процессы.

Для промышленных потребителей на устройствах ввода (РУ ТП) можно встретить подобные автоматы с функцией переключения с одного ввода на другой с массой дополнительных опций по контролю, управлению и программированию данных устройств. В случае возникновения аварийной ситуации эти выключатели работают как измерительные комплексы, способные оценить причину аварии, отследить параметры сработки, сигнализировать оператору о других состояниях сети в их рабочей зоне. Одно из преимуществ – возможность программирования на переключение на резервные линии или другие вводы при необходимости.

Источник

Быстродействующие выключатели: устройство и принцип действия

Компания ПромЭлектроСервис НКУ — сертифицированный производитель электрощитового оборудования 10/6/0,4кВ. В нашем распоряжении — 3 производственных площадки в Санкт-Петербурге (более 1600м2), большой штат инженеров и монтажников. Мы предлагаем вам конкурентные цены, высокое качество электрощитов и оперативные сроки поставки.

Контакты для связи

Шкафы автоматического ввода резерва АВР с секционированием — один из ключевых элементов в системах электроснабжения 1й категории надежности. В качестве алгоритмов переключения в АВР с секционированием используются схемы 2 в 2; 3 в 2; 3 в 3, когда происходит одновременное запитывание двух или трех секций шин через автоматы QF1, QF2, QF3 и др. В качестве питающих вводов могут быть использованы электросети, дизельные электростанции, или источники бесперебойного питания. Системы АВР с секционированием часто используются при производстве главных распределительных щитов ГРЩ АВР, и шкафов РУНН 0,4кВ. Более подробно о шкафах ГРЩ.

В качестве переключающего элемента в щитах АВР с секционированием используется секционные автоматические выключатели, к которому одновременно подключаются две секции сборных шин. В нормальном режиме работы каждый из подключенных к АВР потребителей получает питание от своей секции, при этом секционный выключатель находится в выключенном состоянии. При исчезновении напряжения на первой секции происходит срабатывание автоматики, взвод пружины секционного выключателя и перевод нагрузки с первого ввода на работающую вторую. При восстановлении напряжения на первом вводе секционный выключатель отключится, автоматический выключатель первого ввода включится и восстановится нормальное рабочее состояние АВР. При пропадании напряжения на втором вводе, алгоритм повторится в том же порядке.

В отличие от стандартных щитов АВР на 2 ввода по схеме 2 в 1 или АВР на 3 ввода (3 в 1) с релейной логикой управления шкафы АВР с секционированием имеют более сложную логику работу, где должны соблюдаться следущие параметры защиты и блокировок:

Для этих целей обычно используют микропроцессорные блоки управления АВР с предустановленными настройками. К таким блокам можно отнести АВР ATS ABB, Siemens Logo. При производстве шкафов АВР с секционированием мы обычно используем более бюджетные и проверенные временем программируемые реле Zelio Logic от Schneieder Electric в комбинации с трехфазными реле напряжения/контроля фаз.

Использование программируемого реле Zelio Logic в АВР обеспечивает:

Классификация высоковольтных выключателей

Все высоковольтные выключатели классифицируются по различным параметрам. В зависимости от способа гашения дуги, они могут быть автогазовыми и автопневматическими, вакуумными, воздушными, а также масляными и электромагнитными.

По своему назначению эти устройства классифицируются следующим образом:

Высоковольтный выключатель может устанавливаться разными способами. С соответствии с этим они бывают опорными, подвесными, настенными, выкатными. Кроме того, эти приборы могут встраиваться в КРУ – комплектные распределительные устройства.

Чем отличается автоматический выключатель от выключателя нагрузки

Главное отличие заключается в назначении. Автоматический выключатель входит в группу защитных устройств и служит для аварийного отключения сети в случае возникновения опасности. Это может быть из-за короткого замыкания (КЗ) или чрезмерного тока в цепи. Повышенный ток может возникнуть в нескольких случаях:

Нарушение изоляции (не короткое замыкание) может появиться из-за механического повреждения, неправильной эксплуатации или старения материала. От этого не застрахованы ни электроприборы, ни сама проводка. Со временем ситуация только ухудшается, что может привести к появлению и повышению тока утечки.

Также увеличение тока происходит, когда подключается слишком много или очень мощная нагрузка. Опасно такое состояние тем, что электропроводка начинает нагреваться, а это ведёт к дальнейшему разрушению изоляции.

Чтобы предотвратить такой процесс и исключить возгорание в автомате используется тепловая защита. Состоит она из биметаллической пластины, по которой проходит весь ток нагрузки. При превышении номинального тока пластина начинает нагреваться и изгибается, и этот процесс протекает тем быстрее, чем больше ток. При определённой температуре пластина деформируется настолько, что приводит в действие механизм отключения. Автомат размыкает цепь.

Стоит отметить, что при такой проблеме нагрев происходит постепенно. Биметаллическая пластина имеет инертность и это оправдано в этих ситуациях.

Другое дело, когда происходит КЗ. Ток КЗ может превышать номинальный в несколько раз, нагрев происходит очень быстро и пластина не успевает отреагировать. В этом случае на помощь приходит магнитный расцепитель.

Он представляет собой соленоид – электромагнит с подвижным сердечником. При номинальном токе силы магнита не хватает, чтобы открыть ту же самую защёлку, на которую давит биметаллическая пластина. Но при КЗ возникает мощная магнитная сила, которая справляется с этой работой.

Если вспомнить про модульный выключатель нагрузки, то он лишён всех этих защитных механизмов. Используется он исключительно для коммутации нагрузки.

Рабочие токи ВН

Номинальное значение рабочего тока выключателя нагрузки должно быть не меньше номинального значения используемых автоматов. Допускается использовать это значение на индекс выше. Однако следует помнить, что согласно ГОСТу вводные аппараты, а ВН таким и является, должны иметь номинал не ниже 40 А.

Не следует слишком завышать это значение, потому что выключатели имеют большой запас прочности. Например, они могут работать с кратковременным током, длительность которого не превышает 1 секунду, превышающим номинальный в 15 раз. Правда, после этого прибору необходимо дать время, чтобы его контакты остыли. Обычно заводы это оговаривают в своих инструкциях.

Баковые и маломасляные выключатели

Оба устройства представляют собой масляные типы высоковольтных выключателей. Деионизация дуговых промежутков в каждом из них осуществляется одними и теми же методами. Они отличаются друг от друга лишь количеством используемого масла, а также способами, с помощью которых контактная система изолируется от заземленного основания.

Баковые устройства в настоящее время сняты с производства, поскольку у них имелись серьезные недостатки. Уровень масла в баке требовалось постоянно контролировать. Оно использовалось в большом объеме, из-за чего замена масла отнимала много времени. Эти приборы относились к категории взрыво- и пожароопасных и не могли устанавливаться внутри помещений.

На смену им пришли маломасляные или горшковые выключатели, рассчитанные на все виды напряжений. Они могут устанавливаться в любые распределительные устройства, как закрытого, так и открытого типа. Масло в данном случае выступает прежде всего в качестве дугогасящей среды и лишь частично выполняет функции изоляции между разомкнутыми контактами.

Токоведущие части изолируются между собой с помощью фарфора и других твердых изолирующих материалов. Выключатели для внутренней установки оборудованы контактами, помещенными в стальной бачок или горшок. Эта конструктивная особенность дала название всему устройству. В зависимости от модели, приводы высоковольтных выключателей могут различаться между собой.

Приборы, рассчитанные на работу при напряжении 35 кВ, помещаются в фарфоровом корпусе. Наибольшее распространение получили подвесные устройства ВМГ-10 и ВМП-10 на 6-10 кВ. У них крепление корпуса осуществляется с помощью фарфоровых изоляторов к основанию, общему для всех полюсов. В свою очередь, каждый полюс оборудуется одним разрывом контактов и камерой для гашения дуги.

При работе с большими номинальными токами недостаточно одной пары контактов, которые одновременно являются рабочими и дугогасительными. Поэтому снаружи выключателя отдельно устанавливаются рабочие контакты, а внутри металлического бачка – дугогасительные.

Устройство выключателя нагрузки фирмы IEK

Модульный выключатель нагрузки получил своё название из-за корпуса. Выполненный из несгораемого пластика, он имеет специальное устройство для крепления на DIN-рейку.

Рейки выпускаются по стандарту и, чтобы заранее определить, сколько приборов может войти на одну рейку, необходимо чтобы каждый прибор имел одинаковую ширину. Снизу прибора имеется паз, в который входит один край рейки и защёлка, она удерживает устройство на месте.

Конструктивно модульный выключатель нагрузки может быть одно-, двух-, трех- и четырехполюсным. Полюс – это контактная система, предназначенная для одного проводника. Для трёхфазной сети можно использовать трёхполюсные, если отключаться будут только фазные провода и четырехполюсные для обесточивания всей сети. Провода вставляются в зажимы на корпусе и крепятся болтами.

Внутри находятся контакты и механизм переключения. Подвижные и неподвижные контакты образуют контактную группу. В более мощных мини рубильниках контакты могут быть двойными. В этом случае на противоположных краях контактной планки располагаются два контакта. При включении рубильника они замыкаются с неподвижными.

Чтобы защитить контакты от выгорания, их делают большими по площади и покрывают серебросодержащим материалом. В некоторых моделях используют дугогасительную камеру.

Во время возникновения дуги температура плазменного шнура может достигать несколько тысяч градусов по Цельсию. Выдержать такую температуру не сможет никакой материал, поэтому время жизни дуги стараются минимизировать. Этого можно достичь, увеличив скорость движения подвижных контактов. Вот почему выключатель нагрузки имеет контакты с мощной пружиной.

Выключатели воздушные

Для гашения дуги в выключателях воздушного типа используется сжатый воздух под давлением 2-4 Мпа. Дугогасительное устройство и токоведущие части изолируются с помощью фарфора и других аналогичных материалов. Воздушные выключатели конструктивно различаются между собой в зависимости от таких факторов, как номинальное напряжение, способ подачи сжатого воздуха и других.

Устройства высокого номинального тока, аналогично маломасляным выключателям, оборудованы главным и дугогасительным контурами. При включении основной ток попадает на главные контакты, расположенные открыто. После отключения они размыкаются первыми и далее ток попадает уже на дугогасительные контакты, расположенные в другой камере. Непосредственно перед их размыканием из резервуара в камеру осуществляется подача сжатого воздуха, гасящего дугу, в продольном или поперечном направлении.

В отключенном положении между контактами создается изоляционный зазор необходимых размеров. С этой целью контакты разводятся на достаточное расстояние. Выключатели для внутренней установки рассчитаны на ток до 20 тыс. ампер и напряжение 10-15 кВ. Они имеют отделитель открытого типа, после отключения которого сжатый воздух перестает поступать в камеры и происходит замыкание дугогасительных контактов.

Типовая конструктивная схема воздушного выключателя состоит из дугогасительной камеры, резервуара со сжатым воздухом, главных контактов, шунтирующего резистора, отделителя и емкостного делителя напряжения на 110 кВ, обеспечивающего два разрыва на фазу. В выключателях открытой установки, рассчитанных на напряжение 35 кВ, вполне достаточно одного разрыва на фазу.

Распространенные модели

Ранее довольно активно выпускались и применялись такие типы БВ, как АБ-2/4, ВАБ-28 и ВАБ-43. На сегодняшний же день им на смену идут такие устройства, как быстродействующие выключатели ВАБ-49 и ВАБ-50, а также их различные модификации.

Однако здесь стоит отметить одну важную деталь. Быстродействующий выключатель постоянного тока АБ-2/4 не выпускается уже пару десятков лет, однако все еще находится в активной эксплуатации на разного рода электрических участках с постоянным током. Он рассчитан на рабочий номинальный ток 2 кА и на напряжение 4 кВ.

Элегазовые высоковольтные выключатели

Элегазом называется смесь серы и фтора в определенной пропорции. В результате образуется инертный газ с плотностью выше чем у воздуха примерно в 5 раз и электрической прочностью в 2-3 раза больше воздушной.

Данный вид выключателей, используя элегаз, способен погасить дугу, ток которой примерно в 100 раз выше тока, отключаемого в обычном воздухе, в тех же самых условиях. Такая способность объясняется возможностями молекул улавливать электроны, находящиеся в дуговом столбе, с одновременным созданием относительно неподвижных отрицательных ионов. При потере электронов дуга становится неустойчивой и очень легко гаснет. Если элегаз подается под давлением, то электроны из дуги поглощаются еще быстрее.

Разновидности

У быстродействующих выключателей имеется специальный механизм, отключающий сеть. ПО принципу действия этого элемента их можно разделить на две категории. Первая категория — устройства с пружинным вариантом отключения, где разрыв цепи достигается за счет усилия мощных отключающих пружин. Вторая категория — магнитно-пружинные приспособления. В них также используется сила пружины, однако к ним добавляется еще и электромагнитное воздействие для отключения цепи.

Кроме этого, есть еще один пункт, по которому быстродействующие выключатели делятся на категории — способность реагировать на направление тока.

В данном случае выделяют поляризованные и неполяризованные аппараты. Первый вид способен произвести разрыв цепи при условии, что ток будет проходить в определенном направлении. Второй же вид будет размыкать цепь при достижении определенного значения тока, не обращая внимания на то, в каком направлении он протекает непосредственно через устройство.

Стоит отметить, что ранее выпускались отечественные быстродействующие автоматические выключатели, которые пользовались широкой популярностью на тяговых подстанциях. Здесь стоит добавить, что производство некоторых моделей данного оборудования уже завершилось, однако они все еще находятся в эксплуатации.

Дополнительные функции выключателей разъединителей

Рассмотрим несколько дополнительных функций выключателей разъединителей, которые реализуются посредством подключения дополнительных устройств.

Преимущества вакуумных коммутаторов

Вакуумные выключатели на 6, 10 и 35 кВ обладают очевидными преимуществами по сравнению с конкурентными решениями, что обуславливает широкое их применение. К очевидным достоинствам можно отнести:

Источник