Máy cắt SF6 110 kV trở lên

Bộ ngắt mạch điện áp cao, trong đó SF6 được sử dụng làm phương tiện cách điện và hồ quang, đang trở nên phổ biến hơn do chúng có tốc độ đóng cắt và nguồn cơ khí cao, khả năng cắt, độ nén và độ tin cậy so với điện áp cao không khí, dầu và ít dầu. bộ ngắt mạch.

Thành công trong việc phát triển bộ ngắt mạch SF6 đã trực tiếp tác động đáng kể đến việc đưa vào vận hành thiết bị đóng cắt nhỏ gọn ngoài trời, thiết bị đóng cắt trong nhà và thiết bị đóng cắt cách điện bằng khí SF6. Bộ ngắt mạch SF6 sử dụng các phương pháp dập tắt hồ quang khác nhau tùy thuộc vào điện áp định mức, dòng điện ngắt định mức và đặc điểm của hệ thống điện (hoặc hệ thống lắp đặt điện riêng lẻ).

Trong các thiết bị chữa cháy hồ quang cách điện bằng khí, không giống như các thiết bị chữa cháy hồ quang bằng không khí, khi dập tắt hồ quang, dòng khí thoát qua vòi không diễn ra vào khí quyển mà vào thể tích kín của buồng chứa đầy khí SF6 ở một tỷ lệ tương đối. áp suất dư nhỏ.

Theo phương pháp dập tắt hồ quang điện trong quá trình ngắt, các bộ ngắt mạch SF6 sau đây được phân biệt:

1. Công tắc nén tự động SF6, trong đó tốc độ dòng chảy cần thiết của khí SF6 thông qua các vòi của thiết bị chữa cháy hồ quang nén được tạo ra bởi hệ thống chuyển động của công tắc (công tắc nén tự động một tầng áp suất).

2. Bộ ngắt mạch SF6 có đầu ra điện từ, trong đó việc dập tắt hồ quang trong thiết bị hồ quang được đảm bảo bằng cách quay của nó dọc theo các tiếp điểm vòng dưới tác động của từ trường do dòng điện cần dập tắt tạo ra.

3. Bộ ngắt mạch SF6 có buồng áp suất cao và thấp, trong đó nguyên tắc cung cấp luồng khí qua các vòi trong thiết bị dập hồ quang tương tự như thiết bị dập tắt hồ quang bằng không khí (bộ ngắt mạch SF6 có hai giai đoạn áp suất).

4. Máy cắt tự tạo SF6, trong đó lưu lượng khối lượng yêu cầu của khí SF6 qua các vòi của thiết bị dập hồ quang được tạo ra bằng cách đốt nóng và tăng áp suất của khí SF6 qua hồ quang ngắt trong một buồng đặc biệt (SF6 tự tạo tạo ra bộ ngắt mạch với một giai đoạn áp suất).

Hãy xem xét một số thiết kế máy cắt SF6 điển hình cho 110 kV trở lên.

Bộ ngắt mạch SF6 110 kV trở lên cho một lần ngắt của nhiều công ty khác nhau có các tham số danh nghĩa sau: Unom = 110-330 kV, Inom = 1-8 kA, Io.nom = 25-63 kA, áp suất khí SF6 = 0,45 -0,7 MPa (abs), thời gian cắt 2-3 chu kỳ dòng điện ngắn mạch.Nghiên cứu và thử nghiệm chuyên sâu của các công ty trong và ngoài nước đã giúp phát triển và đưa vào vận hành máy cắt SF6 với một lần ngắt ở Unom = 330-550 kV tại Io.nom = 40-50 kA và thời gian cắt dòng điện của một dòng điện khoảng thời gian ngắn mạch.

Một thiết kế bộ ngắt mạch SF6 điển hình được thể hiện trong Hình. 1.

Thiết bị ở vị trí tắt và chân 5 và 3 đang mở.

Cơm. 1.

Dòng điện được cung cấp cho tiếp điểm cố định 3 qua mặt bích 2 và tới tiếp điểm di động 5 qua mặt bích 9. Một buồng có chất hấp phụ được lắp ở nắp trên 1. Cấu trúc cách điện chịu tải của bộ ngắt mạch SF6 được cố định trên miếng đệm chân 11. Khi bật công tắc, bộ truyền động khí nén 13 được kích hoạt, thanh 12 được nối với nhau bằng thanh cách điện 10 và thanh thép 8 với một cái di động. tiếp điểm 5. Cái sau được kết nối chắc chắn với vòi fluoroplastic 4 và xi lanh di động 6. Toàn bộ hệ thống di động của EV (các phần tử 12-10-8-6-5) di chuyển lên trên so với pít-tông cố định 7 và khoang K của hệ thống dập hồ quang của công tắc tăng lên.

Khi công tắc tắt, thanh 12 của cơ cấu truyền động sẽ kéo hệ thống di động xuống và tạo ra áp suất tăng trong khoang K so với áp suất trong khoang công tắc. Việc tự động nén khí SF6 như vậy đảm bảo dòng khí môi trường thoát ra ngoài qua vòi phun, làm mát mạnh hồ quang điện xảy ra giữa các tiếp điểm 3 và 5 trong khi tắt máy. Chỉ số vị trí 14 cho khả năng kiểm soát trực quan vị trí bắt đầu của hệ thống tiếp điểm của công tắc.Trong một số thiết kế của bộ ngắt mạch tự nén SF6, lò xo, bộ truyền động thủy lực được sử dụng và dòng khí SF6 qua các vòi vào máng hồ quang được thực hiện theo nguyên tắc thổi hai chiều.

Trong bộ lễ phục. Hình 2 cho thấy máy cắt thùng 220 kV với loại cách điện bằng khí VGBU (Inom = 2500 A, Io.nom = 40 kA NIIVA OJSC với bộ truyền động thủy lực tự trị 5 và máy biến dòng tích hợp 2. EV có điều khiển ba pha (một bộ truyền động cho ba pha) và được trang bị nắp sứ (polyme) cho 1 ống lót khí SF6.

Trong bình chứa đầy khí 3 có thiết bị dập hồ quang, được nối với bộ truyền động thủy lực 5 thông qua cơ cấu truyền động đặt trong buồng chứa khí 4. Cơ cấu công tắc của bình chứa khí được cố định trên khung kim loại 6 . Để lấp đầy bộ ngắt mạch bằng cách sử dụng khớp nối SF6 7. bằng một atm (abs.) và sau đó cần đảm bảo p = pnom.

Cơm. 2.

Ưu điểm của bộ ngắt mạch thùng cách nhiệt bằng khí có tích hợp máy biến dòng so với bộ «bộ ngắt mạch cách điện bằng khí lõi cộng với máy biến dòng độc lập» là: tăng khả năng chống động đất, diện tích phân phối trạm biến áp nhỏ hơn, ít yêu cầu các công việc chính đúng thời hạn xây dựng của trạm biến áp, tăng cường an toàn cho nhân viên trạm biến áp (thiết bị dập hồ quang được đặt trong bể kim loại nối đất), khả năng sử dụng khí đốt SF6 khi sử dụng ở vùng khí hậu lạnh.

Khi thiết kế bộ ngắt mạch thùng 220 kV trở lên cho thiết bị đóng cắt ngoài trời, cần phải tăng áp suất danh nghĩa của khí SF6 (pH> 4,5 atm (abs.)). Do đó, việc gia nhiệt môi trường khí được đưa vào để ngăn khí SF6 được sử dụng khỏi hóa lỏng ở nhiệt độ môi trường thấp hoặc hỗn hợp khí SF6 với nitơ hoặc tetrafluoromethane.

Như thực tế cho thấy, đối với điện áp định mức 330-500 kV, bộ ngắt mạch một lần cho dòng điện định mức 40-63 kA là loại thiết bị chuyển mạch hứa hẹn nhất cho thiết bị đóng cắt và thiết bị đóng cắt ngoài trời.

Cầu dao VGB-750-50 / 4000 U1 do Công ty cổ phần NIIVA phát triển (Hình 3) với thiết bị tự động nén hai chuyển vị để dập hồ quang, biến dòng tích hợp, ống lót khí bằng polyme SF6, được trang bị hai ổ đĩa thủy lực trên mỗi cực , cho phép tổng thời gian ngắt không lớn hơn khoảng thời gian của hai giai đoạn dòng điện ở tần số cung cấp.

Cơm. 3.

Trong bộ lễ phục. Hình 4 thể hiện một phần của bộ triệt hồ quang VGB-750-50 / 4000U1 một cực với các điện trở phía trên (để hạn chế xung đột biến do chuyển mạch). Tiếp điểm di động của các điện trở này được kết nối cơ học với hệ thống ngắt mạch di động.

Cơm. 4

Ở vị trí đóng của bộ ngắt mạch SF6, các điện trở được bắc cầu bởi các tiếp điểm chính. Khi tắt, các tiếp điểm điện trở sẽ mở trước, sau đó là các tiếp điểm chính, sau đó là các tiếp điểm hồ quang. Khi bật, tiếp điểm điện trở đóng trước, tiếp theo là tiếp điểm hồ quang và tiếp điểm chính. Để cân bằng phân phối điện áp, mỗi điểm ngắt được kết nối với các tụ điện.

Sự phân phối thu được từ các cầu dao cột ngắt một lần loại SF6 cho điện áp định mức 110-220 kV với dòng điện cắt định mức 40-50 kA.

Cơm. 5

Một thiết kế điển hình của máy cắt dây cách điện bằng khí VGP 110 kV (Inom = 2500 A, Io.nom = 40 kA) với ổ lò xo của Electroapparat OJSC được hiển thị trong hình. 5.

Xem thêm về chủ đề này: So sánh các đặc tính của máy cắt dầu, chân không và SF6 cho điện áp cao