Назначение и классификация аппаратов высокого напряжения

25 янв 2020
Электрические аппараты высокого напряжения (АВН) используются в электроэнергетических системах для осуществления всех необходимых изменений схем электроснабжения потребителей как в нормальных эксплуатационных условиях, так и в аварийных условиях, для обеспечения непрерывного контроля за состоянием систем высокого напряжения, ограничения возникающих перенапряжений и токов короткого замыкания (КЗ) в процессе эксплуатации.
По функциональному признаку аппараты высокого напряжения подразделяются на следующие виды:
* коммутационные аппараты (выключатели, выключатели нагрузки, разъединители, короткозамыкатели, отделители);
* измерительные аппараты (трансформаторы тока и напряжения);
* ограничивающие аппараты (предохранители, токоограничивающие реакторы, разрядники, нелинейные ограничители перенапряжений);
* компенсирующие аппараты (управляемые и неуправляемые шунтирующие реакторы);
* комплектные распределительные устройства (КРУ).
Коммутационные аппараты используются для формирования необходимых схем передачи энергии от ее источника (электростанции) к потребителю.

Рассмотрим лишь наиболее важные аппараты.

Коммутационные аппараты (выключатели) предназначены для осуществления оперативной и аварийной коммутации в энергосистемах, для выполнения операций включения и отключения отдельных цепей при ручном или автоматическом управлении. Во включенном состоянии выключатели должны беспрепятственно пропускать токи нагрузки. Характер режима работы этих аппаратов несколько необычен: нормальным для них считается как включенное состояние, когда они обтекаются током нагрузки, так и отключенное, при котором они обеспечивают необходимую электрическую изоляцию между разомкнутыми участками цепи. Коммутация цепи, осуществляемая при переключении выключателя из одного положения в другое, производится нерегулярно, время от времени, а выполнение им специфических требований по отключению возникающего в цепи короткого замыкания чрезвычайно редко.
Выключатели должны надежно выполнять свои функции в течение срока службы (25 лет), находясь в любом из указанных состояний, и одновременно быть всегда готовыми к мгновенному эффективному выполнению любых коммутационных операций, часто после длительного пребывания в неподвижном состоянии. Отсюда следует, что они должны иметь очень высокий коэффициент готовности: при малой продолжительности процессов коммутации (несколько минут в год) должна быть обеспечена постоянная готовность к осуществлению коммутаций.

Основные параметры выключателей высокого напряжения
Среди основных параметров выключателей высокого напряжения следует выделить группу номинальных параметров, присущих всем типам выключателей и определяющих условия их работы.
К основным номинальным параметрам выключателей в соответствии с рекомендациями Международной электротехнической комиссии (МЭК) относятся:
номинальное напряжение;
наибольшее рабочее напряжение;
номинальный уровень изоляции;
номинальная частота;
номинальный ток;
номинальный ток отключения;
номинальный ток включения;
номинальное переходное восстанавливающееся напряжение (ПВН) при КЗ на выводах выключателя;
номинальные характеристики при неудаленных КЗ;
номинальная длительность КЗ;
номинальная последовательность операций (номинальные циклы);
нормированные показатели надежности и др.

До настоящего времени все еще широкое применение находят масляные выключатели — баковые и маломасляные и воздушные выключатели. Они исторически были первыми коммутационными аппаратами. Ввиду значительного срока службы до настоящего времени маломасляными выключателями укомплектованы до 70—80 % сетей до 35 кВ, до 60—70 % подстанций. Воздушные выключатели обладают до настоящего времени наибольшей отключающей способностью. Несмотря на это, ввиду значительных эксплуатационных расходов по их обслуживанию они являются неперспективными. На смену им приходят современные выключатели — элегазовые и вакуумные. Если элегазовые выключатели находят наибольшее применение на напряжениях свыше ПО кВ, то вакуумные выключатели практически используются до напряжения 35 кВ.


СПРАВОЧНИК
по энергоснабжению и электрооборудованию промышленных предприятий и общественных зданий
Под общей редакцией профессоров МЭИ (ТУ)
С.И.Гамазина, Б.И.Кудрина, С.А.Цырука

Электрика