Základní znalosti o rozváděčích vysokého napětí

Vysokonapěťové rozvaděče se široce používají v rozvodných systémech pro příjem a distribuci elektrické energie. Část energetických zařízení nebo vedení lze uvést do provozu nebo vyřadit z provozu v závislosti na provozu elektrické sítě a vadnou část lze v případě selhání energetického zařízení nebo vedení rychle odpojit od sítě, aby se zajistil normální provoz bezporuchové části elektrické sítě, jakož i bezpečnost zařízení a personálu obsluhy a údržby. Vysokonapěťové rozvaděče jsou proto velmi důležitým zařízením pro distribuci energie a jejich bezpečný a spolehlivý provoz má pro energetickou soustavu velký význam.

1. Klasifikace rozváděčů vysokého napětí

Typ struktury:
Pancéřovaný typ Všechny typy jsou izolovány a uzemněny kovovými deskami, jako například typ KYN a typ KGN
Intervalový typ Všechny typy jsou odděleny jednou nebo více nekovovými deskami, například typ JYN
Krabicový typ má kovový plášť, ale počet přihrádek je menší než u obrněného trhu nebo typu s přihrádkami, jako je typ XGN
Umístění jističe:
Podlahový typ Ruční vozík s jističem se sám přistál a zatlačil do skříně
Středový ruční vozík je instalován uprostřed rozvaděče a nakládání a vykládání ručního vozíku vyžaduje nakládací a vykládací vůz.

Středně namontovaný ruční vozík

Podlahový ruční vozík

Typ izolace
Vzduchem izolovaný kovový rozváděč
Kovový rozváděč izolovaný plynem SF6 (nafukovací skříň)

2. Složení rozvaděče vysokého napětí KYN

Rozvaděč se skládá z pevného tělesa skříně a výsuvných částí (označovaných jako ruční vozík)

 

jedna. Kabinet
Plášť a přepážky rozváděče jsou vyrobeny z ocelového plechu s hliníkem a zinkem. Celá skříň se vyznačuje vysokou přesností, odolností proti korozi a oxidaci, ale také vysokou mechanickou pevností a krásným vzhledem. Skříň má smontovanou konstrukci a je spojena nýtovými maticemi a vysokopevnostními šrouby. Díky tomu si smontovaný rozváděč zachovává jednotnost rozměrů.
Rozvaděč je rozdělen přepážkami na místnost s ručními vozíky, místnost s přípojnicemi, místnost s kabely a místnost s reléovými přístroji a každá jednotka je dobře uzemněna.
Místnost autobusu A
Místnost s přípojnicemi je uspořádána v horní části zadní části rozváděče pro instalaci a uspořádání třífázových vysokonapěťových střídavých přípojnic a pro připojení ke statickým kontaktům přes odbočné přípojnice. Všechny přípojnice jsou plastově utěsněny izolačními pouzdry. Když přípojnice prochází přepážkou rozváděče, je upevněna průchodkou sběrnice. Pokud dojde k vnitřnímu oblouku poruchy, může to omezit šíření nehody do sousedních skříní a zajistit mechanickou pevnost přípojnice.

 

Místnost s ručním vozíkem B (jistič)
V místnosti s jističi je instalována speciální vodicí lišta, po které se vozík s jističi může pohybovat a pracovat uvnitř. Ruční vozík se může pohybovat mezi pracovní polohou a zkušební polohou. Přepážka (lapač) statického kontaktu je instalována na zadní stěně místnosti s ručním vozíkem. Když se ruční vozík přesune z testovací polohy do pracovní polohy, přepážka se automaticky otevře a ruční vozík se pohybuje v opačném směru, aby se plně spojil, čímž se zajistí, že se obsluha nedotkne nabitého tělesa.
Jističe lze rozdělit podle hasicích médií:
• Olejový jistič. Dělí se na jističe s více olejem a jističe s méně olejem. Všechny se jedná o kontakty, které se rozpojují a spojují v oleji a jako hasicí médium pro oblouk se používá transformátorový olej.
• Jistič na stlačený vzduch. Jistič, který k uhašení oblouku používá vysokotlaký stlačený vzduch.
• Jistič SF6. Jistič, který používá plyn SF6 k uhašení oblouku.
• Vakuový jistič. Jistič, u kterého se kontakty rozpínají a zapínají ve vakuu a oblouk zhasíná ve vakuových podmínkách.
• Jistič na bázi pevných látek generujících plyn. Jistič, který k uhašení oblouku používá pevné materiály generující plyn rozkladem plynu působením vysoké teploty oblouku.
• Magnetický jistič. Jistič, u kterého je oblouk vháněn do zhášecí mřížky magnetickým polem ve vzduchu, takže se prodlužuje a ochladzuje, aby se oblouk uhasil.

 

Podle různých forem energie používané ovládacím mechanismem lze ovládací mechanismus rozdělit na následující typy:
Ruční mechanismus (MS): Označuje ovládací mechanismus, který k uzavření brzdy využívá lidskou sílu.
2. Elektromagnetický mechanismus (CD): označuje ovládací mechanismus, který k zavírání používá elektromagnety.
3. Pružinový mechanismus (CT): označuje pružinový zavírací ovládací mechanismus, který využívá lidskou sílu nebo motor k ukládání energie v pružině k dosažení uzavření.
4. Motorový mechanismus (CJ): označuje ovládací mechanismus, který používá motor k zavírání a otevírání.
5. Hydraulický mechanismus (CY): označuje ovládací mechanismus, který používá vysokotlaký olej k tlačení pístu za účelem zavírání a otevírání.
6. Pneumatický mechanismus (CQ): označuje ovládací mechanismus, který používá stlačený vzduch k tlačení pístu za účelem zavírání a otevírání.
7. Mechanismus s permanentním magnetem: Používá permanentní magnety k udržení polohy jističe. Jedná se o elektromagnetický mechanismus s trvalým magnetem a elektronickým ovládáním.

kabelová místnost C
V kabelové místnosti lze instalovat proudové transformátory, uzemňovače, svodiče blesku (přepěťové ochrany), kabely a další pomocná zařízení a ve spodní části je připravena štěrbinová a odnímatelná hliníková deska pro zajištění pohodlí při montáži na místě.

Přístrojovna D-relé
Panel reléové místnosti je vybaven ochrannými zařízeními mikropočítače, ovládacími rukojeťmi, ochrannými přítlačnými deskami výstupů, měřiči, stavovými indikátory (nebo stavovými displeji) atd.; v reléové místnosti se nacházejí svorkovnice, řídicí smyčka ochrany mikropočítače, stejnosměrné napájecí spínače a ochranné prvky mikropočítače, stejnosměrný napájecí zdroj, napájecí spínač (DC nebo AC) pro motor akumulace energie a sekundární zařízení se speciálními požadavky.

Tři pozice v ručním vozíku rozváděče

Pracovní poloha: jistič je připojen k primárnímu zařízení. Po sepnutí je energie přenášena ze sběrnice do přenosového vedení přes jistič.

Testovací poloha: Sekundární zástrčku lze zasunout do zásuvky pro získání napájení. Jistič může být zapnutý, vypnutý, svítí odpovídající kontrolka; Jistič nemá žádné spojení s primárním zařízením a může provádět různé operace, ale nebude mít žádný vliv na stranu zátěže, proto se nazývá testovací poloha.

Údržbová poloha: mezi jističem a primárním zařízením (sběrnicí) není žádný kontakt, provozní napájení je přerušeno (sekundární zástrčka je odpojena) a jistič je ve vypnuté poloze.

Blokovací zařízení rozvaděče

Rozvaděč má spolehlivé blokovací zařízení, které splňuje požadavky pěti prevencí a účinně chrání bezpečnost obsluhy a zařízení.

A. Dveře přístrojové místnosti jsou vybaveny tlačítkem nebo přepínačem, který zabraňuje náhodnému sepnutí a rozdělení jističe.

B, pokud je ruka jističe v testovací nebo pracovní poloze, jistič lze ovládat a při zapnutí jističe se ruka nemůže pohybovat, aby se zabránilo zatížení nesprávnou rukojetí.

C. Ruční vozík s jističem lze přesunout z testovací/údržbové polohy do pracovní polohy pouze tehdy, když je zemnící spínač v poloze pro vypnutí. Uzemňovací spínač lze ovládat pouze tehdy, když je ruční vozík s jističem v testovací/údržbové poloze. Tímto způsobem lze zabránit nechtěnému sepnutí uzemňovacího spínače a jeho sepnutí včas.

D. Pokud je uzemňovací spínač v otevřené poloze, nelze otevřít spodní dvířka a zadní dvířka rozvaděče, aby se zabránilo náhodnému přerušení elektrického proudu.

E, jistič je v testovací nebo pracovní poloze, bez řídicího napětí, lze jej realizovat pouze manuálním otevřením, nelze jej zavřít.

F. Když je ruční vozík jističe v provozní poloze, sekundární zástrčka je zablokována a nelze ji vytáhnout.

 

G, každé tělo skříně může realizovat elektrické blokování.

H. Spojení mezi sekundárním vedením spínacího zařízení a sekundárním vedením ručního vozíku jističe je realizováno ruční sekundární zástrčkou. Pohyblivý kontakt sekundární zástrčky je spojen s ručním vozíkem jističe pomocí nylonové vlnité smršťovací trubice. Ruční vozík jističe může zasouvat a vyjímat druhou zástrčku pouze v testovací, odpojené poloze, ruční vozík jističe v pracovní poloze je díky mechanickému blokování druhá zástrčka zablokována a nelze ji vyjmout.

3. Postup provozu rozváděče vysokého napětí

Přestože konstrukce rozváděče zaručuje správnou blokovací sekvenci rozváděče, jeho součásti kromě obsluhy spínacího zařízení by měly být striktně v souladu s provozními postupy a souvisejícími požadavky. Neměly by být volitelně ovládané a neměly by být uvězněny v provozu bez provedení kontroly, jinak by mohlo dojít k poškození zařízení nebo dokonce k nehodám.

Postup provozu přenosu rozváděče vysokého napětí

(1) Zavřete všechna dvířka skříně a zadní těsnicí desky a zajistěte je.

(2) Vložte ovládací páku uzemňovacího spínače do šestihranného otvoru v pravé dolní části prostředních dvířek, otočte ji proti směru hodinových ručiček asi o 90°, aby se uzemňovací spínač dostal do otevřené polohy, vyjměte ovládací páku, blokovací deska u ovládacího otvoru se automaticky vrátí zpět, zakryje ovládací otvor a zadní dvířka rozvaděče se uzamknou.

(3) Zkontrolujte, zda jsou přístroje a signály na dvířkách horní skříně normální. Normálně svítí kontrolka napájení ochranného zařízení mikropočítače, kontrolka polohy ručního testu, kontrolka vypnutí jističe a kontrolka úložiště energie. Pokud všechny kontrolky nesvítí, otevřete dvířka skříně a ověřte, zda je vypínač sběrnice sepnutý. Pokud se sepnul, kontrolka stále nesvítí. Zkontrolujte řídicí smyčku.

(4) Vložte čep kliky jističe a silně jej stiskněte, otočte klikou ve směru hodinových ručiček. Rozváděč 6 kV se otočí asi o 20 otáček. Klika je zaseknutá v místě zasunutí, což je při vyjmutí kliky doprovázeno cvaknutím. Vozík je v tomto okamžiku v pracovní poloze, druhá zástrčka je zajištěna. Protáhněte jistič rukou a podívejte se na příslušný signál (v tomto okamžiku nesvítí kontrolka pracovní polohy vozíku a kontrolka testovací polohy ruky). Zároveň je třeba poznamenat, že když je ruka v pracovní poloze, blokovací destička v otvoru pro zemnící nůž je zajištěna a nelze ji stisknout.

(5) Ovládací přístroj na dveřích, zapněte napájení jističe, současně se na dveřích rozsvítí červená kontrolka zapnutí přístroje a zelené brzdové světlo. Zkontrolujte elektrický displej, umístění mechanických bodů jističe a další související signály, vše je normální. 6 (provoz, spínač, otočte rukojeť ve směru hodinových ručiček do polohy na panelu. Ovládací rukojeť by se po uvolnění měla automaticky vrátit do přednastavené polohy).

(6) Pokud se jistič po zapnutí automaticky vypne nebo se automaticky vypne za provozu, je nutné zjistit příčinu poruchy a odstranit ji tak, aby se porucha mohla znovu přenést podle výše uvedeného postupu.

4. Ovládací mechanismus jističe

1, elektromagnetický ovládací mechanismus

Elektromagnetický ovládací mechanismus je vyspělá technologie, která využívá dřívější jeden druh ovládacího mechanismu jističe. Jeho struktura je jednoduchá, počet mechanických součástí je přibližně 120. Využívá elektromagnetickou sílu vytvářenou proudem v jádru spínače spínací cívky. Zavírací mechanismus je založen na nárazovém uzavíracím článku a velikost jeho uzavírací energie zcela závisí na velikosti spínacího proudu. Proto je zapotřebí velký uzavírací proud.

Výhody elektromagnetického ovládacího mechanismu jsou následující:

Struktura je jednoduchá, práce je spolehlivější, požadavky na zpracování nejsou příliš vysoké, výroba je snadná a výrobní náklady nízké;

Může realizovat dálkové ovládání a automatické opětovné zapnutí;

Má dobré vlastnosti, pokud jde o rychlost zavírání a otevírání.

Mezi nevýhody elektromagnetického ovládacího mechanismu patří zejména:

Uzavírací proud je velký a spotřeba energie uzavírací cívky je velká, což vyžaduje vysoce výkonný stejnosměrný napájecí zdroj.

Zapínací proud je velký a obecný pomocný spínač a reléový kontakt nemohou splňovat požadavky. Musí být vybaven speciálním DC stykačem a kontakt DC kontaktu s cívkou pro zhášení oblouku se používá k řízení zapínacího proudu, aby se řídila činnost zapínací a vypínací cívky.

Rychlost ovládání je nízká, tlak na kontakt je malý, snadno dochází k přeskoku kontaktu, doba zavírání je dlouhá a změna napájecího napětí má velký vliv na rychlost zavírání.

Cena materiálu, objemný mechanismus;

Těleso jističe a ovládací mechanismus venkovní rozvodny jsou obvykle sestaveny dohromady. Tento typ integrovaného jističe má obecně pouze funkci elektrického, elektrického a ručního spínače a nemá funkci ručního spínače. Pokud dojde k poruše ovládacího mechanismu a jistič odmítne elektrickou energii, je nutné provést zpracování výpadku proudu.

2, pružinový ovládací mechanismus

Pružinový ovládací mechanismus se skládá ze čtyř částí: akumulace energie pružiny, udržování zapínání, udržování vypínání a vypínání. Počet částí je větší, přibližně 200, a energie uložená v natahování a smršťování pružiny mechanismu se využívá k řízení zapínání a vypínání jističe. Akumulace energie pružiny je realizována činností zpomalovacího mechanismu motoru akumulace energie a zapínání a vypínání jističe je řízeno zapínací a vypínací cívkou, takže energie zapínání a vypínání jističe závisí na energii akumulované pružinou a nemá nic společného s velikostí elektromagnetické síly a nevyžaduje příliš velký zapínací a vypínací proud.

Výhody pružinového ovládacího mechanismu jsou následující:

Zavírací a otevírací proud není velký, nepotřebuje se vysoký výkon provozního zdroje;

Lze jej použít pro dálkové ukládání elektrické energie, elektrické zavírání a otevírání, stejně jako pro lokální ruční ukládání energie, ruční zavírání a otevírání. Lze jej proto použít i pro ruční zavírání a otevírání, když dojde k výpadku napájení nebo když ovládací mechanismus odmítne fungovat. Rychlá rychlost zavírání a otevírání, neovlivněná změnou napájecího napětí, a umožňuje rychlé automatické opětovné zavírání.

Motor s akumulací energie má nízký výkon a lze jej použít pro střídavý i stejnosměrný proud.

Pružinový ovládací mechanismus dokáže přenést energii tak, aby dosáhl nejlepší shody, a umožňuje tak, aby všechny specifikace jističů splňovaly jeden typ ovládacího mechanismu, přičemž je možné zvolit různé pružiny pro ukládání energie a dosáhnout tak nákladové efektivity.

Hlavní nevýhody pružinového ovládacího mechanismu jsou:

Struktura je složitá, výrobní proces je složitý, přesnost zpracování je vysoká a výrobní náklady jsou relativně vysoké;

Velká provozní síla, vysoké požadavky na pevnost součástí;

Snadno se vyskytující mechanické selhání, které způsobí, že se ovládací mechanismus odmítne pohybovat, spálí se zapínací cívka nebo spínač chodu;

Existuje fenomén falešného skoku, někdy falešný skok po otevření není na místě, nelze posoudit jeho kombinovanou polohu;

Charakteristiky rychlosti otevírání jsou špatné.

3, mechanismus ovládání permanentním magnetem

Permanentní magnetický ovládací mechanismus využívá princip a strukturu nového, skládá se z permanentního magnetu, uzavírací cívky a brzdové cívky. Pružinový ovládací mechanismus je nahrazen elektromagnetickým ovládacím mechanismem a pohybem, ojnicí a blokovacím zařízením. Konstrukce je jednoduchá, má jen velmi málo součástí, přibližně 50. Hlavní pohyblivé části jsou pouze jedné, což má velmi vysokou spolehlivost. Pro udržení jističe v dané poloze používá permanentní magnet. Jedná se o ovládací mechanismus s elektromagnetickým ovládáním, uchycením permanentním magnetem a elektronickým ovládáním.

Princip činnosti mechanismu permanentního magnetu: Po uzavření cívky se elektrický proud nachází v horní části generátoru a magnetický obvod permanentního magnetu v opačném směru magnetického toku. Magnetická síla vyvolaná superpozicí dvou magnetických polí způsobí dynamický pohyb jádra směrem dolů. Po pohybu přibližně do poloviny dráhy se v důsledku zmenšení spodní části magnetické vzduchové mezery zmenší a siločáry magnetického pole permanentního magnetu se posunou do spodní části, ve stejném směru jako magnetické pole cívky a pole permanentního magnetu, takže rychlost pohybu železného jádra směrem dolů se zvýší. V tomto okamžiku uzavírací proud zmizí. Permanentní magnet využívá nízkomagnetoimpedanční kanál poskytovaný pohyblivými a statickými železnými jádry k udržení pohyblivého železného jádra v ustálené poloze uzavření. Při přerušení brzdné cívky se elektřina vytváří ve spodní části magnetického obvodu a permanentní magnet v opačném směru magnetického toku. Magnetická síla vyvolaná superpozicí dvou magnetických polí způsobí dynamický pohyb jádra směrem nahoru. Po pohybu přibližně na polovinu dráhy se v důsledku zmenšení horní vzduchové mezery magnetického obvodu siločarou permanentního magnetu přenese na horní magnetické pole brzdné cívky s magnetickým polem permanentního magnetu ve stejném směru, takže rychlost pohyblivého železného jádra směrem nahoru se srovnává. Nakonec dosáhne zlomkové polohy. Když proud hradla zmizí, permanentní magnet využívá nízkomagnetoimpedanční kanál poskytovaný pohyblivými a statickými železnými jádry k udržení pohyblivého železného jádra v ustáleném stavu otevření.

Výhody mechanismu ovládání s permanentními magnety jsou následující:

Použijte bistabilní mechanismus s dvojitou cívkou. Permanentní magnetický ovládací mechanismus pro uzavírání výhybek, uzavírací cívka, permanentní magnet odpovídající uzavírací cívce, lépe řeší problém výhybek při přepnutí na vysoký výkon. Díky permanentnímu magnetu s magnetickou energií lze výhybky použít jako uzavírací operaci a výhybky dodávat energii uzavírací cívce, což umožňuje snížit dodávku energie, takže není potřeba příliš mnoho uzavíracího proudu.

Pohybem pohyblivého železného jádra nahoru a dolů, skrz otočné rameno, izolační tyč PŮSOBÍ na dynamický kontakt vakuové zhášecí komory jističe, implementuje body jističe nebo funguje, nahrazuje tradiční způsob mechanického zámku, mechanická konstrukce je výrazně zjednodušena, snižuje se spotřeba materiálu, snižují se náklady, snižuje se počet bodů poruchy, výrazně se zlepšuje spolehlivost mechanického působení, lze dosáhnout bezplatné údržby a ušetřit náklady na údržbu.

Permanentní magnetická síla permanentního magnetického ovládacího mechanismu téměř nezmizí a jeho životnost je až 100 000krát delší. Elektromagnetická síla se používá pro otevírání a zavírání a permanentní magnetická síla pro udržování bistabilní polohy, což zjednodušuje převodový mechanismus a snižuje spotřebu energie a hluk ovládacího mechanismu. Životnost permanentního magnetického ovládacího mechanismu je více než třikrát delší než životnost elektromagnetického ovládacího mechanismu a pružinového ovládacího mechanismu.

Jako pomocný spínač použijte bezkontaktní elektronický bezdotykový spínač bez pohyblivých součástí, bez opotřebení a bez odskakování, nedochází k problémům se špatným kontaktem, spolehlivá funkce, provoz není ovlivněn vnějším prostředím, dlouhá životnost, vysoká spolehlivost, řeší se problém s odskakováním kontaktů.

Použijte technologii synchronního spínače s průchodem nuly. Dynamický a statický kontakt jističe je řízen elektronickým řídicím systémem a umožňuje měnit průběh napětí systému na každé úrovni. V případě průběhů proudu v nule v místě přerušení je zapínací proud a amplituda přepětí malá, což snižuje dopad na provoz sítě a zařízení. Elektromagnetický ovládací mechanismus a pružinový ovládací mechanismus jsou náhodné a mohou způsobovat vysoký zapínací proud a amplitudu přepětí. To má velký dopad na elektrické sítě a zařízení.

Ovládací mechanismus s permanentním magnetem dokáže realizovat lokální/dálkové otevírání a zavírání, také může realizovat ochranné zavírací a opětovné zavírací funkce a lze jej otevírat ručně. Protože potřebný výkon je malý, používají se kondenzátory pro přímé spínané napájení, doba nabíjení kondenzátoru je krátká, nabíjecí proud je malý, odolný vůči nárazům a po výpadku proudu může být jistič stále zapnutý a vypnutý.

Hlavní nevýhody mechanismu ovládání s permanentními magnety jsou:

Nelze ručně zavřít, během provozu zmizel zdroj napájení, kondenzátor je vybitý, pokud kondenzátor nelze nabít, nelze jej zavřít.

Ruční otevírání, počáteční rychlost otevírání by měla být dostatečně velká, takže je potřeba velká síla, jinak jej nelze ovládat;

Kvalita kondenzátorů pro ukládání energie je nerovnoměrná a obtížně zaručitelná;

Je obtížné dosáhnout ideální charakteristiky rychlosti otevírání;

Je obtížné zvýšit otevírací výstupní výkon ovládacího mechanismu s permanentním magnetem.