Устройство вакуумного выключателя bb tel 10 кв

Выключатель вакуумный трехфазный ВВ/TEL (Часть 1)

24 ноября 2011 в 14:00

Одним из лидеров в производстве вакуумной коммутационной техники является предприятие «Таврида Электрик» (г. Москва). Продукция предприятия выпускается под общей маркой TEL. Выключатели вакуумные серии BB/TEL предназначены для коммутации электрических цепей с изолированной нейтралью при нормальных и аварийных режимах работы в сетях переменного тока частоты 50 Гц с номинальным напряжением 6—10 кВ.

Вакуумные выключатели серии BB/TEL — это коммутационные аппараты нового поколения, в основе принципа действия которых лежит гашение возникающей при размыкании контактов электрической дуги в глубоком вакууме, а фиксация контактов вакуумных дугогасительных камер (ВДК) в замкнутом положении осуществляется за счет остаточной индукции приводных электромагнитов («магнитная защелка»).

Отличительная особенность конструкции вакуумных выключателей серии BB/TEL по сравнению с традиционными коммутационными аппаратами заключается в использовании принципа соосности электромагнита камеры в каждом полюсе выключателя, которые механически соединены между собой общим валом.

Оригинальность конструкции выключателей BB/TEL позволила достичь следующих преимуществ по сравнению с другими коммутационными аппаратами:

  • высокий механический и коммутационный ресурс;
  • малые габариты и вес;
  • небольшое потребление энергии по цепям управления;
  • возможность управления по цепям постоянного, выпрямленного и переменного оперативного тока;
  • простота встраивания в различные типы КРУ и КСО и удобство организации необходимых блокировок;
  • отсутствие необходимости ремонта в течение всего срока службы;
  • доступная цена.

Принцип фиксации контактов ВДК в замкнутом положении с применением магнитной защелки в настоящее время активно используется в новых конструкциях вакуумных выключателей ряда различных фирм (GEC Alsthom, Whipp & Bourne, Cooper), однако «Таврида Электрик» является первым предприятием-изготовителем, открывшим дорогу вакуумным выключателям с магнитной защелкой к массовому потребителю (оригинальность выключателей BB/TEL защищена патентом Российской Федерации № 2020631).

Благодаря своим преимуществам вакуумные выключатели BB/TEL широко применяются во вновь разрабатываемых комплектных распределительных устройствах (КРУ, КСО, КРН), а также для реконструкции ячеек КРУ, находящихся в эксплуатации и имеющих в своем составе на момент реконструкции выключатели других конструкций, которые устарели морально и физически.

Устройство и работа выключателя ВВ/TEL

Выключатель вакуумный серии BB/TEL состоит из трех полюсов, установленных на общем основании. Все три полюса имеют одинаковую конструкцию, изображенную на рис. 1 .

Рис. 1. Устройство выключателя ВВ/TEL

Привод вакуумного выключателя серии BB/TEL состоит из электромагнитов (по одному на каждую фазу), электрически соединенных между собой параллельно, и блока управления БУ.

Механически якори 7 приводных выключателей соединены между собой общим валом 10, который в процессе включения и отключения поворачивается вокруг своей продольной оси, и обеспечивает выполнение следующих функций:

  • управление указателем положении выключателя «ВКЛ — ОТКЛ»;
  • ручное отключение выключателя при аварийных ситуациях;
  • управление контактами для внешних вспомогательных цепей с помощью постоянного магнита;
  • предотвращение срабатывания выключателя в неполно-фазном режиме.

Включение выключателя

Исходное разомкнутое состояние контактов 1, 3 вакуумной дугогасительной камеры выключателя обеспечивается за счет воздействия на подвижный контакт 3 отключающей пружины 8 через тяговый изолятор 4. При подаче сигнала «ВКЛ» блок управления выключателя формирует импульс напряжения положительной полярности, который прикладывается к катушкам 9 электромагнитов. При этом в зазоре магнитной системы появляется электромагнитная сила притяжения, по мере своего возрастания преодолевающая усилие пружин отключения 8 и поджатия 5, в результате чего под действием разницы указанных сил якорь электромагнита 7 вместе с тяговыми изоляторами 4 и 2 в момент времени 1 начинают движение в направлении неподвижного контакта 1, сжимая при этом пружину отключения 8.

Вам понравится:  Сопротивление одного резистора 10 ом второго 15 ом

После замыкания основных контактов (момент времени 2 на осциллограммах) якорь электромагнита продолжает двигаться вверх, дополнительно сжимая пружину поджатия 5. Движение якоря продолжается до тех пор, пока рабочий зазор в магнитной системе электромагнита не станет равным нулю (момент времени 2а на осциллограммах). Далее кольцевой магнит 6 продолжает запасать магнитную энергию, необходимую для удержания выключателя во включенном положении, а катушка 9 по достижении момента времени 3 начинает обесточиваться, после чего привод оказывается подготовленным к операции отключения. Таким образом, выключатель становится на магнитную защелку, т.е. энергия управления для удержания контактов 1 и 3 в замкнутом положении не потребляется.

В процессе включения выключателя пластина 11, входящая в прорезь вала 10, поворачивает этот вал, перемещая установленный на нем постоянный магнит 12 и обеспечивая срабатывание герконов 13, коммутирующих внешние вспомогательные цепи.

Отключение выключателя

При подаче сигнала «ОТКЛ» блок управления формирует импульс тока, который имеет противоположное направление по отношению к току включения и меньшее амплитудное значение (интервал времени 4 — 5 на осциллограммах). Магнит 6 при этом размагничивается, привод снимается с магнитной защелки, и под действием энергии, накопленной в пружинах отключения 8 и поджатия 5 якорь 7 перемещается вниз, в процессе движения ударяя по тяговому изолятору 4, связанному с подвижным контактом 3. Контакты 1 и 3 размыкаются (момент времени 5 на осциллограммах), и выключатель отключает нагрузку.

Ручное отключение выключателя

Ручное оперативное отключение выключателя осуществляется путем механического воздействия на кнопку ручного отключения, которая в свою очередь через толкатель, шарнирно связанный с валом 10 выключателя, воздействует через этот вал на якоря 7 электромагнитов привода. При этом разрывается магнитная система привода, ее магнитная энергия уменьшается, после чего механической энергии пружины отключения 8 оказывается достаточно для размыкания контактов 1 и 3 выключателя.

Кнопка ручного отключения одновременно выполняет функцию указателя положения выключателя «ВКЛ — ОТКЛ».

Ручное включение выключателя не предусмотрено. Для первого включения выключателя, когда на подстанции отсутствует питание цепей оперативного тока, разработан способ включения выключателя электрическим путем от автономного источника питания.

Конструктивные исполнения выключателя ВВ/TEL

В настоящее время выпускаются выключатели двух основных конструктивных исполнений:

  • конструктивное исполнение с межполюсным расстоянием 200 мм;
  • конструктивное исполнение с межполюсным расстоянием 250 мм.

Выключатели конструктивного исполнения с межполюсным расстоянием 200 мм предназначены преимущественно для замены в ячейках КРУ выключателей типов ВМР-10, ВМПЭ-10, ВМПП-10, ВК-10, ВКЭ-10 и других, а также для применения во вновь разрабатываемых ячейках КРУ.

Выключатели данного конструктивного исполнения выпускаются двух модификаций:

  • с выводом толкателя кнопки ручного отключения в сторону силовых токосъемников;
  • с выводом толкателя кнопки ручного отключения в сторону, противоположную силовым токосъемникам.

Выключатели конструктивного исполнения с межполюсным расстоянием 250 мм предназначены преимущественно для замены в камерах КСО и КРН выключателей типа ВМГ-133 и других, а также для применения во вновь разрабатываемых камерах КСО и КРН.

Техническая характеристика выключателей серии BB/TEL

Номинальное напряжение, кВ 10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ. 12
Номинальный ток, А. 630, 1000
Номинальный ток отключения, кА 1 2,5 20
Сквозной ток короткого замыкания, наибольший пик, кА 32 52
Нормированное процентное содержание апериодической составляющей, %, не более.. 40 40
Время отключения полное, мс, не более. 25 25
Время отключения собственное, мс, не более. 15 15
Время включения собственное, мс, не более. 70 70
Ресурс по коммутационной стойкости при отключении:
номинального тока, операций «ВО»
50 000 50 000
(60 — 100) % от номинального тока отключения, операций 1 00 100
Ресурс по механической стойкости, операций «ВО». 50 000 50 000
Номинальное напряжение электромагнитов управления, В 220 220
Диапазон напряжений электромагнитов при включении,
% от номинального значения..
85—110 85— 11 0
Диапазон напряжений электромагнитов при отключении, % от номинального значения 65— 1 20 65— 1 20
Наибольший ток электромагнитов управления при номинальном напряжении, А 10 10
Срок службы до списания, лет 25 25
Масса, кг:
исполнение с межполюсным расстоянием 200 мм 32 32
исполнение с межполюсным расстоянием 250 мм 35,5 35,5
Вам понравится:  Сопоставьте укажите соответствие для всех 4 вариантов ответа радиотелескоп антенны

Условия эксплуатации выключателей

Вакуумные выключатели серии BB/TEL предназначены для эксплуатации в следующих условиях.

Климатическое исполнение и категория размещения У2 по ГОСТ 15150—69, при этом:

  • наибольшая высота над уровнем моря — до 1000 м;
  • верхнее рабочее значение температуры окружающего воздуха не должно превышать плюс 55 °С, эффективное значение температуры окружающего воздуха — плюс 40 °С;
  • нижнее рабочее значение температуры окружающего воздуха — минус 40 °С;
  • верхнее значение относительной влажности воздуха 1 00 % при температуре плюс 25 °С;
  • окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая газов и паров, вредных для изоляции, не насыщенная токопроводящей пылью в концентрациях, снижающих параметры выключателя;
  • рабочее положение выключателей в пространстве — любое.

Устройства управления вакуумными выключателями BB/TEL

Устройства управления вакуумными выключателями серии TEL являются неотъемлемой частью привода этих выключателей, хотя конструктивно они выполняются в виде отдельных модулей и могут быть установлены как в релейном отсеке шкафов КРУ, так и на выкатных элементах этих шкафов.

Устройства управления серии TEL обеспечивают функционирование вакуумных выключателей BB/TEL при управлении ими от любого источника постоянного, выпрямленного или переменного оперативного тока.

В настоящее время выпускаются следующие виды устройств управления:

  • блок управления BU/TEL-220-05;
  • блок управления BU/TEL-220-02.

Для адаптации блоков управления типа BU/TEL-01-220-05 к различным источникам оперативного питания и различным схемам вторичных соединений шкафов КРУ разработаны и выпускаются следующие дополнительные виды устройств управления:

  • блок управления и размножения сигналов PR/TEL-01; блок управления и размножения сигналов PR/TEL-03; блок питания ВР/TEL-01-220-02-У2; фильтр O/TEL-220-01; фильтр O/TEL-220-02;
  • блок автономного включения BU/TEL-220-02.

Выбор необходимых устройств управления для организации вторичных цепей модернизируемых КРУ определяется видом источника оперативного питания (аккумуляторная батарея, БПНС, БПТ, УПНС и др.), а также схемой цепей защит и управления этих КРУ. Выбор устройств управления для вновь разрабатываемых КРУ осуществляется на стадии их проектирования.

Предприятием «Таврида Электрик» разработан ряд схем подключения выключателя BB/TEL и устройств управления ко вторичным цепям шкафов различных КРУ.

В настоящее время разработан проект привода БУ/TEL-220-10У2, который совмещает в себе функции всех перечисленных устройств управления и является функционально взаимозаменяемым с большинством приводов других выключателей.

Источник

Принцип работы и конструкция вакуумного выключателя BB-TEL

Выпускаемые в настоящее время на Украине вакуумные выключатели отличаются высоким механическим и коммутационным ресурсом. Срок эксплуатации этих выключателей до списания составляет 25 лет, причем у выключателей в течение всего срока их эксплуатации отсутствует необходимость обслуживания вакуумных камер.

Элегазовые выключатели напряжением 6-10 кВ на Украине не выпускаются. Наибольшее применение в электрических сетях Украины приобрели трехфазные элегазовые выключатели внутренней установки серии LF производства Merlin Gerin, технические параметры которых приведены, например, в каталоге производителя. Эти выключатели отличаются высоким качеством изготовления, удобны и просты при монтаже, экологически безопасны, имеют механический и электромагнитный ресурс, соответствующий требованиям норм МЭК 56 и ГОСТ 687.

Вам понравится:  Схема подключения водяного теплого пола двухэтажного дома

Особенности конструктивного исполнения вакуумных высоковольтных выключателей

Рассмотрим подробнее особенности конструктивного исполнения вакуумного выключателя серии BB/TEL предприятия «Таврида Электрик».

На рис. 1 обозначено:
1 — вакуумная дугогасящая камера;
2 — основание модуля;
3 — крышка;
4 — синхронизирующий вал;
5 — вспомогательные контакты;
6 — блокировочная тяга;
7 — привод, особенности работы которого будут рассмотрены в дальнейшем;
8 — торцевой блокировочный узел.
Как видно из рис. 1, этот выключатель состоит из трех полюсов с пофазно встроенными электромагнитными приводами, размещенными на общем основании. Приводы каждой из фаз, расположенные внутри основания выключателя, механически соединены между собой посредством общего вала, выполняющего три функции: обеспечивает синхронизацию фаз, предохраняя от неполнофазных режимов; приводит в действие вспомогательные контакты выключателя; обеспечивает механическую блокировку работы распредустройства, в котором установлен данный выключатель; управляет визуальными индикаторами положения выключателя.

Основные конструктивные элементы одного полюса этого выключателя с номинальным током 2000 А показаны на рис.2, где
1 — верхний вывод;
2 — вакуумная дугогасящая камера, установленная внутри полых опорных изоляторов, причем подвижные контакты каждой из дугогасящих камер жестко соединены со своими приводами посредством изоляционных тяг, также расположенных внутри опорных изоляторов;
3 — вспомогательные контакты;
4 — кулачок;
5 — блокировочная тяга;
6 — синхронизирующий вал;
7 — электромагнитный привод с магнитной защелкой, в состав которого входят конструктивные детали 8-13;
8 — пружина дополнительного поджатия контактов;
9 — отключающая пружина;
10 — якорь привода;
11 — кольцевой постоянный магнит;
12 — катушка электромагнитного привода;
13 — плоский магнитопровод;
14 — тяговый изолятор;
15 — опорный изолятор;
16 — нижний вывод.
Электромагнитный привод может находиться в двух устойчивых положениях: «Отключено» и «Включено», причем фиксация якоря в этих положениях производится без применения механических защелок. Это обеспечивается: силой упругости отключающей пружины — в положении «Отключено»; силой, создаваемой остаточным магнитным потоком кольцевого постоянного магнита, — в положении «Включено». Операция включения и отключения производится путем подачи управляющих импульсов напряжения разной полярности на однообмоточную катушку электромагнитного привода.

Принцип работы вакуумной дугогасящей камеры выключателя серии ВВ/TEL

В момент размыкания контактов в вакуумном промежутке коммутируемый ток инициирует возникновение электрического
разряда — вакуумной дуги, существование которой поддерживается за счет металла, испаряющегося с поверхности контактов в вакуумный промежуток. Плазма, образованная ионизированными парами металла, является проводящей, поэтому она поддерживает протекание тока между контактами до момента его перехода через ноль. В момент перехода тока через ноль дуга гаснет, а оставшиеся пары металла мгновенно (за 7. 10 микросекунд) конденсируются на поверхности контактов и других деталей дугогасящей камеры, восстанавливая электрическую прочность вакуумного промежутка. В то же время на разведенных контактах восстанавливается приложенное к ним напряжение. В том случае, когда при восстановлении напряжения на поверхности контакта (обычно анода) остаются перегретые участки, они могут служить источником эмиссии заряженных частиц, вызывающих пробой вакуумного промежутка, с последующим протеканием через него тока. Для предотвращения подобных отказов необходимо управлять вакуумной дугой, равномерно распределяя тепловой поток по всей поверхности контактов путем наложения на нее продольного, т.е. совпадающего с направлением тока, магнитного поля, которое индуцируется самим током. Именно этот весьма эффективный способ управления вакуумной дугой был осуществлен в вакуумных дугогасящих камерах выключателей серии BB/TEL.

Источник

Поделиться с друзьями
Радиолюбительские схемы
Adblock
detector