เบรกเกอร์วงจร SF6 110 kV ขึ้นไป

เซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูงซึ่ง SF6 ใช้เป็นสื่อฉนวนและไฟฟ้ากำลังแพร่หลายมากขึ้นเนื่องจากมีอัตราการสลับสูงและทรัพยากรเชิงกล ความสามารถในการทำลาย ความกะทัดรัด และความน่าเชื่อถือเมื่อเทียบกับอากาศ น้ำมัน และไฟฟ้าแรงสูงแบบใช้น้ำมันต่ำ เบรกเกอร์วงจร

ความสำเร็จในการพัฒนาเซอร์กิตเบรกเกอร์ SF6 มีผลกระทบโดยตรงต่อการใช้งานสวิตช์เกียร์กลางแจ้งขนาดกะทัดรัด สวิตช์เกียร์ในอาคาร และสวิตช์เกียร์ฉนวนก๊าซ SF6 เบรกเกอร์วงจร SF6 ใช้วิธีการดับอาร์คที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด กระแสไฟทำลายที่กำหนด และลักษณะของระบบไฟฟ้า (หรือการติดตั้งไฟฟ้าแต่ละแบบ)

ในอุปกรณ์ดับเพลิงอาร์คที่หุ้มฉนวนก๊าซ ซึ่งแตกต่างจากอุปกรณ์ดับเพลิงอาร์คในอากาศ เมื่ออาร์คดับลง การไหลของก๊าซผ่านหัวฉีดจะไม่เกิดขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศ แต่เข้าสู่ปริมาตรปิดของห้องที่เต็มไปด้วยก๊าซ SF6 ที่ค่อนข้าง แรงดันส่วนเกินเล็กน้อย

ตามวิธีการดับอาร์กไฟฟ้าระหว่างการสะดุดเบรกเกอร์วงจร SF6 ต่อไปนี้มีความโดดเด่น:

1. สวิตช์การบีบอัดอัตโนมัติ SF6 ซึ่งอัตราการไหลของก๊าซ SF6 ที่ต้องการผ่านหัวฉีดของอุปกรณ์ดับเพลิงอาร์คการบีบอัดนั้นถูกสร้างขึ้นโดยระบบการเคลื่อนย้ายของสวิตช์ (สวิตช์การบีบอัดอัตโนมัติระดับแรงดันเดียว)

2. เบรกเกอร์ SF6 พร้อมการระเบิดของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งการดับของส่วนโค้งในอุปกรณ์ส่วนโค้งนั้นเกิดจากการหมุนไปตามหน้าสัมผัสวงแหวนภายใต้การกระทำของสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยกระแสที่จะดับ

3. เบรกเกอร์ SF6 พร้อมห้องแรงดันสูงและแรงดันต่ำ ซึ่งหลักการของการระเบิดของก๊าซผ่านหัวฉีดในอุปกรณ์ดับอาร์คนั้นคล้ายกับอุปกรณ์ดับเพลิงอาร์คในอากาศ (สวิตช์ SF6 ที่มีแรงดันสองระดับ)

4. เบรกเกอร์วงจรสร้างเอง SF6 ซึ่งอัตราการไหลของมวลที่ต้องการของก๊าซ SF6 ผ่านหัวฉีดของอุปกรณ์ดับเพลิงอาร์คถูกสร้างขึ้นโดยการให้ความร้อนและเพิ่มความดันของก๊าซ SF6 ผ่านส่วนโค้งสะดุดในห้องพิเศษ (SF6 เอง- สร้างเบรกเกอร์ด้วยแรงดันหนึ่งขั้น)

ลองดูการออกแบบเบรกเกอร์ SF6 ทั่วไปสำหรับ 110 kV ขึ้นไป

เบรกเกอร์วงจร SF6 110 kV และสูงกว่าสำหรับช่วงพักเดียวของบริษัทต่างๆ มีพารามิเตอร์ที่ระบุดังต่อไปนี้: Unom = 110-330 kV, Inom = 1-8 kA, Io.nom = 25-63 kA, แรงดันก๊าซ SF6 = 0.45 -0.7 MPa (abs) เวลาตัดวงจร 2-3 ช่วงของกระแสลัดวงจรการวิจัยและการทดสอบอย่างเข้มข้นของบริษัทในประเทศและต่างประเทศทำให้สามารถพัฒนาและใช้งานเซอร์กิตเบรกเกอร์ SF6 ได้ด้วยการหยุดเพียงครั้งเดียวที่ Unom = 330-550 kV ที่ Io.nom = 40-50 kA และเวลาสะดุดของกระแสเดียว ช่วงที่ไฟฟ้าลัดวงจร

การออกแบบเซอร์กิตเบรกเกอร์ SF6 ทั่วไปแสดงในรูปที่ 1.

อุปกรณ์อยู่ในตำแหน่งปิด และพิน 5 และ 3 เปิดอยู่

ข้าว. 1.

กระแสไฟฟ้าจ่ายให้กับหน้าสัมผัสคงที่ 3 ผ่านหน้าแปลน 2 และไปยังหน้าสัมผัสเคลื่อนที่ได้ 5 ผ่านหน้าแปลน 9 มีการติดตั้งห้องที่มีตัวดูดซับในฝาครอบด้านบน 1 โครงสร้างฉนวนรับน้ำหนักของเซอร์กิตเบรกเกอร์ SF6 ได้รับการแก้ไขบนแผ่นฐาน 11 เมื่อเปิดสวิตช์ ตัวกระตุ้นนิวแมติก 13 จะทำงาน แกน 12 ซึ่งเชื่อมต่อด้วยแท่งฉนวน 10 และแท่งเหล็ก 8 กับแบบเคลื่อนย้ายได้ หน้าสัมผัส 5. ส่วนหลังเชื่อมต่อแน่นกับหัวฉีดฟลูออโรเรซิ่น 4 และกระบอกสูบเคลื่อนที่ได้ 6. ระบบเคลื่อนที่ทั้งหมดของ EV (องค์ประกอบ 12-10-8-6-5) เคลื่อนที่ขึ้นเมื่อเทียบกับลูกสูบเคลื่อนที่ 7 และโพรง K ของระบบดับอาร์คของสวิตช์เพิ่มขึ้น

เมื่อปิดสวิตช์ แกน 12 ของกลไกสั่งงานจะดึงระบบที่เคลื่อนที่ได้ลง และสร้างแรงดันเพิ่มขึ้นในช่อง K เมื่อเทียบกับแรงดันในห้องสวิตช์ การบีบอัดอัตโนมัติของก๊าซ SF6 ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการไหลออกของตัวกลางก๊าซผ่านหัวฉีด การระบายความร้อนที่รุนแรงของอาร์คไฟฟ้าที่เกิดขึ้นระหว่างหน้าสัมผัส 3 และ 5 ระหว่างการปิดเครื่อง ตัวบ่งชี้ตำแหน่ง 14 ให้ ความเป็นไปได้ของการควบคุมด้วยภาพ ตำแหน่งเริ่มต้นของระบบสัมผัสของสวิตช์ในการออกแบบจำนวนมากของเบรกเกอร์วงจรอัดอัตโนมัติ SF6 สปริง ตัวกระตุ้นไฮดรอลิกถูกนำมาใช้ และการไหลของก๊าซ SF6 ผ่านหัวฉีดไปยังรางโค้งนั้นดำเนินการตามหลักการของการเป่าแบบสองทาง

ในรูป 2 แสดงเบรกเกอร์ถัง 220 kV พร้อมฉนวนแก๊สประเภท VGBU (Inom = 2500 A, Io.nom = 40 kA NIIVA OJSC พร้อมไดรฟ์ไฮดรอลิกอัตโนมัติ 5 และหม้อแปลงกระแสในตัว 2. EV มีการควบคุมสามเฟส (หนึ่งไดรฟ์สำหรับ สามเฟส) และติดตั้งฝาครอบพอร์ซเลน (โพลิเมอร์) สำหรับบุชอากาศ SF6 1 ตัว

ในถังบรรจุก๊าซ 3 มีอุปกรณ์ดับอาร์คซึ่งเชื่อมต่อกับไดรฟ์ไฮดรอลิก 5 ผ่านกลไกการส่งผ่านที่อยู่ในห้องบรรจุก๊าซ 4 โครงสร้างสวิตช์ของถังก๊าซได้รับการแก้ไขบนกรอบโลหะ 6 . เพื่อเติมเซอร์กิตเบรกเกอร์ด้วยการเชื่อมต่อ SF6 7 เท่ากับหนึ่ง atm (abs.) จากนั้นจำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่า p = pnom

ข้าว. 2.

ข้อดีของเซอร์กิตเบรกเกอร์ถังหุ้มฉนวนแก๊สพร้อมหม้อแปลงกระแสในตัวที่เหนือกว่าชุดอุปกรณ์ «คอร์เบรกเกอร์ฉนวนแก๊สบวกหม้อแปลงกระแสแยก» คือ: ต้านทานแผ่นดินไหวเพิ่มขึ้น พื้นที่กระจายสถานีย่อยเล็กลง งานหลักที่จำเป็นน้อยลงในเวลาก่อสร้าง ของสถานีย่อย, ความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้นของบุคลากรในสถานีย่อย (อุปกรณ์ดับเพลิงส่วนโค้งอยู่ในถังโลหะที่มีสายดิน), ความเป็นไปได้ของการใช้ก๊าซความร้อน SF6 เมื่อใช้ในพื้นที่ที่มีอากาศเย็น

เมื่อออกแบบเบรกเกอร์วงจรถังขนาด 220 kV และสูงกว่าสำหรับสวิตช์ภายนอกอาคาร จำเป็นต้องเพิ่มแรงดันเล็กน้อยของก๊าซ SF6 (pH> 4.5 atm (abs.)) ดังนั้น การให้ความร้อนแก่ตัวกลางของก๊าซจึงถูกนำมาใช้เพื่อป้องกันไม่ให้ก๊าซ SF6 ถูกใช้จากการทำให้เป็นของเหลวที่อุณหภูมิแวดล้อมต่ำ หรือก๊าซ SF6 ผสมกับไนโตรเจนหรือเตตระฟลูออโรมีเทน

ตามที่แสดงในทางปฏิบัติ สำหรับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดที่ 330-500 kV เบรกเกอร์วงจรถังพักเดี่ยวสำหรับกระแสไฟฟ้าที่กำหนดที่ 40-63 kA เป็นอุปกรณ์สวิตชิ่งประเภทที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับสวิตช์เกียร์และสวิตช์กลางแจ้ง

เซอร์กิตเบรกเกอร์ VGB-750-50 / 4000 U1 ที่พัฒนาโดย JSC NIIVA (รูปที่ 3) พร้อมอุปกรณ์บีบอัดอัตโนมัติแบบสองรางสำหรับการดับอาร์ค หม้อแปลงกระแสไฟฟ้าในตัว บูชอากาศโพลิเมอร์ SF6 ติดตั้งไดรฟ์ไฮดรอลิกสองตัวต่อเสา ซึ่งทำให้เวลาการเดินทางทั้งหมดไม่เกินระยะเวลาสองช่วงของกระแสไฟฟ้าที่ความถี่ของการจ่ายไฟ

ข้าว. 3.

ในรูป 4 แสดงส่วนของตัวต้านอาร์ค VGB-750-50 / 4000U1 แบบขั้วเดียวพร้อมตัวต้านทานอัพสตรีม (เพื่อจำกัดไฟกระชากสลับ) หน้าสัมผัสที่เคลื่อนย้ายได้ของตัวต้านทานเหล่านี้เชื่อมต่อทางกลไกกับระบบเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่เคลื่อนย้ายได้

ข้าว. 4

ในตำแหน่งปิดของเบรกเกอร์วงจร SF6 ตัวต้านทานจะถูกเชื่อมต่อโดยหน้าสัมผัสหลัก เมื่อปิดสวิตช์ หน้าสัมผัสของตัวต้านทานจะเปิดก่อน จากนั้นหน้าสัมผัสหลัก จากนั้นหน้าสัมผัสอาร์ค เมื่อเปิดสวิตช์ หน้าสัมผัสของตัวต้านทานจะปิดก่อน ตามด้วยส่วนโค้งและหน้าสัมผัสหลัก ในการทำให้การกระจายแรงดันไฟฟ้าเท่ากัน การหยุดพักแต่ละครั้งจะเชื่อมต่อกับตัวเก็บประจุ

การกระจายได้มาจากเซอร์กิตเบรกเกอร์แบบคอลัมน์เบรกเกอร์เดี่ยวชนิด SF6 สำหรับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด 110-220 kV พร้อมพิกัดกระแสไฟทำลาย 40-50 kA

ข้าว. 5

การออกแบบโดยทั่วไปของเบรกเกอร์ลวดหุ้มฉนวนก๊าซ VGP 110 kV (Inom = 2500 A, Io.nom = 40 kA) พร้อมสปริงไดรฟ์ของ Electroapparat OJSC แสดงในรูปที่ 5.

ดูเพิ่มเติมในหัวข้อนี้: ลักษณะเปรียบเทียบของเซอร์กิตเบรคเกอร์แบบน้ำมัน สุญญากาศ และ SF6 สำหรับไฟฟ้าแรงสูง