Приводы к коммутационной высоковольтной аппаратуре
Для включения и отключения разъединителей, выключателей нагрузки, масляных выключателей и другой коммутационной аппаратуры используют специальные устройства — приводы . Для автоматически отключаемых или включаемых аппаратов привод удерживает их соответственно во включенном или отключенном положении.
По роду используемой энергии приводы разделяют на ручные, электрические (электромагнитные, электродвигательные), пружинные, пневматические. Раньше применялись грузовые приводы, которые оказались недостаточно надежными в работе.
Различают также неавтоматические, полуавтоматические и автоматические приводы. Первые дают возможность включать или отключать аппарат только вручную. Вторые обеспечивают автоматическое (дистанционное) отключение или в некоторых случаях включение аппарата. Автоматические приводы дают возможность автоматически (от соответствующих устройств защиты и автоматики) или дистанционно включать и отключать коммутационные аппараты.
Для управления разъединителями наиболее часто используют ручной рычажной привод. Он может быть установлен как в закрытых, так и в открытых распредустройствах. Рукоятка такого привода перемещается в вертикальной плоскости на угол 120 — 150 °. Движение рукоятки при помощи тяг и рычагов передается валу ножей разъединителя. При отключении рукоятку привода поворачивают вниз, при включении — снизу вверх.
Ручные приводы устанавливают на тех же опорных конструкциях, на которых размещается разъединитель. Наличие привода дает возможность осуществить механическую или электрическую блокировку разъединителя и выключателя для предотвращения неправильных операций с разъединителем при включенном выключателе.
Однополюсными разъединителями часто управляют при помощи изолирующей штанги, которой захватывается петля, специально предусмотренная на ноже разъединителя.
Короткозамыкателями и отделителями управляют при помощи приводов типа ПГ-10К и ПГ-10-0 или ШПК и ШПО. Эти приводы, имеющие одинаковую кинематическую схему, размещают в шкафах для наружной установки. Вал этих приводов при помощи соответствующих рычагов и тя г соединен о короткозамыкателями или отделителями.
В приводе короткозамыкателя можно установить два реле прямого действия максимального тока и один электромагнит отключения. При срабатывании реле или электромагнит освобождает защелку привода и короткозамыкатель включается под действием введенной при его отключении пружины.
Отключают короткокозамыкатель вручную при помощи рукоятки управления приводом. В приводе отделителя устанавливают электромагнит отключения, который при срабатывании также освобождает защелку и обеспечивает автоматическое отключение отделителя под действием заведенной при его включении пружины. Раньше в этих в приводах устанавливались специальные блокирующие реле (БРО), однако они оказались недостаточно надежными, и поэтому, чтобы предотвратить отключение отделителя при включенном короткозамыкателе, используют токовую блокировку в схеме автоматического управления.
Выключатели нагрузки могут быть оснащены приводами нескольких модификаций: с ручным включением и отключением (типа ПР-17), с ручным включением и ручным или дистанционным отключением (типа ПРА-17), с дистанционным или автоматическим включением и отключением (типа ПЭ-11).
Выключателями нагрузки с заземляющими ножами управляют ври помощи отдельного, ручного привода с механической блокировкой, не позволяющей включить заземляющие ножи при включенном выключателе.
Для управления масляными и другими выключателями используются приводы, имеющие следующие основные узлы: включающий механизм, обеспечивающий включение выключателя, запирающий механизм (защелка), который удерживает выключатель во включенном положении, и расцепляющий механизм, освобождающий защелку, после чего выключатель отключается под действием отключающих пружин, заведенных при включении. Наибольшее усилие требуется при включении, так как в этом случае необходимо также преодолеть сопротивление отключающих пружин. Трение и силы инерции в подвижных частях. При включении на короткое замыкание. может потребоваться преодоление электродинамических усилий, отталкивающих контакты один от другого.
Наиболее часто для управления выключателями используют автоматические приводы. В сельских электрических сетях наибольшее распространение получили пружинные приводы. Более широкое применение их по сравнению с электромагнитными приводами объясняется тем, что для их работы не требуются аккумуляторные батареи и соответствующие зарядные агрегаты. В данном случае выключатель автоматически включается под действием заранее заведенных (натянутых) пружин.
Включающие пружины можно заводить от руки или специальным двигателем, который обычно снабжен редуктором (автоматический моторный редуктор — AMP). Пружинные приводы используют для управления масляными выключателями на напряжение 6 — 35 кВ. Они обеспечивают: ручное или дистанционное (посредством встроенных электромагнитов включения и отключения) включение и отключение выключателя, автоматическое отключение выключателя под действием защиты (при помощи встроенных реле или отдельного комплекта реле защиты), автоматическое повторное включение (АПВ) выключателя после его автоматического отключения при помощи специальной релейной схемы и встроенного электромагнита включения (возможно также механическое АПВ посредством рычажного механизма привода, которое в последнее время обычно не используется).
Имеется ряд конструкций пружинных приводов (типа ППМ-10, ПП-67, ПП-74 и др.). В сельских электрических сетях наиболее часто применяется привод типа ПП-67К.
Опыт эксплуатации пружинных приводов, в частности типа ПП-67, показал, что они относительно часто выходят из строя и из-за сложной механической части являются одним из наиболее ненадежных элементов электрооборудования. Поэтому существует несколько конструкций, в частности электромагнитные приводы с использованием мощных выпрямителей, для сельских электроустановок.
Электромагнитные приводы, получающие питание от аккумуляторной батареи, нашли широкое распространение в установках с постоянным оперативным током. Эти приводы представляют собой устройства управления выключателем прямого действия: энергия, необходимая для включения, непосредственно подается В процессе включения от источника большой мощности электромагниту включения. Отключение происходит под действием маломощного электромагнита отключения. Достоинство электромагнитных приводов — простота конструкции и надежность действия. Основной недостаток — большой ток, потребляемый электромагнитом включения.
Промышленность изготовляет электромагнитные приводы нескольких типов. Для выключателей на напряжение 10 кВ достаточно широко используются приводы типа ПЭ-11.
Большинство приводов различного типа снабжены устройством свободного расцепления. Это — механический узел привода, обеспечивающий свободное отключение выключателя независимо от положения подвижных элементов. Устройство свободного расцепления особенно необходимо для быстрого отключения выключателя при включении его на короткое замыкание.
Воздушными выключателями, работающими от компрессора, управляют при помощи пневматического привода. Действие этого привода обеспечивается за счет энергии сжатого воздуха от той же компрессорной установки.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Источник
Приводы выключателей
Изучение конструкции различных видов приводов выключателей
1. Изучить назначение, конструкцию и виды приводов выключателей
2. Изучить принцип работы приводов выключателей
3. Краткие теоретические сведения
Приводы служат для включения и отключения масляных выключателей за счет энергии, поступающей в них от внешнего источника. По виду используемой энергий они могут быть электромагнитными, пневматическими и пружинными. По способу включения и отключения выключателей приводы подразделяют на полуавтоматические, осуществляющие включение выключателя с помощью приложения мускульной силы, а отключение как дистанционно от ключа (устройства релейной защиты), так и вручную, и автоматические, осуществляющие включение и отключение выключателя дистанционно (от релейной защиты), а также отключение вручную.
Основными частями привода являются:
силовое устройство, служащее для преобразования подведенной к приводу энергии в механическую;
операционный и передаточный механизмы, служащие для передачи движения от силового устройства к механизму выключателя и для удержания его во включенном положении;
Электромагнитные приводыпостоянного тока применяются для управления всеми типами масляных выключателей напряжением 110 кВ. Привод представляет собой корпус с электромагнитом включения и операционным механизмом. В корпусе размещены также электромагнит отключения, контакты вспомогательных цепей, механизм ручного отключения и в ряде случаев механический указатель положения выключателя, жестко связанный с его валом.
1 — шток с пружиной; 2 — сердечник; 3 — обмотка электромагнита включения; 4 — удерживающий рычаг; 5 — ролик; 6, 8 — контакторы вспомогательных цепей; 7 — вал привода; 9 — рычаги механизма свободного расцепления; 10 — защелка; 11 — рычаг ручного отключения; 12 — электромагнит отключения; 13 — сборка зажимов; 14 -корпус привода.
Рис.7.1.Привод электромагнитный для маломасляных выключателей
На рис. 7.1 показан привод для маломасляного выключателя. Силовое устройство — электромагнит включения — представляет собой магнитопровод с обмоткой 3 и сердечником 2 со штоком 1. Тяговое усилие необходимое, для включения выключателя, создается сердечником 2, который втягивается электромагнитом при прохождении, по его обмотке тока. Усилие передается выключателю системой рычагов операционного и передаточного механизмов.
После завершения операции включения выключателя цепь электромагнита автоматически разрывается и сердечник под действием силы тяжести (и пружины) опускается вниз.
Для отключения выключателя в обмотку электромагнита отключения подается оперативный ток. Сердечник втягивается электромагнитом, и его боек ударяет в одно из звеньев механизма свободного расцепления 9. Звенья механизма свободного расцепления складываются, вал выключателя поворачивается под действием встроенных отключающих пружин — происходит отключение выключателя.
Остановимся более подробно на некоторых элементах электромагнитного привода, с которыми, часто сталкивается оперативный персонал в своей практической деятельности. К таким элементам относятся запирающий механизм, отключающее устройство и механизм свободного расцепления.
Рис. 7.2.Запирающий механизм.
Запирающий механизм необходим для удержания выключателя во включенном положении. Простейшая конструкция запирающего механизма приведена на рис. 7.2. Удерживающее (запирающее) звено 1 с роликом 2 прижимается защелкой 3 вращающим моментом М. Для расцепления механизма, т.е. для поворота звена 1 в направлении, указанном стрелкой М, надо защелку 3 повернуть против вращения часовой стрелки. Такой поворот выполняется электромагнитом отключения 4 или вручную, воздействием на рычаг отключения.
Для надежной работы запирающего механизма, трущиеся поверхности ролика и защелки подвергаются шлифовке, они должны содержаться в чистоте и регулярно смазываться незамерзающей смазкой.
Отключающее устройство состоит из электромагнита и перемещающегося внутри обмотки ферромагнитного сердечника со штоком. При подаче напряжения наобмотку электромагнита(ключом идеи от реле) его сердечник втягивается и, ударяя по «хвосту» защелки, расцепляет запирающий механизм привода. Основные требования, которые могут быть предъявлены к электромагнитным механизмам отключения, — это быстродействие и постоянство динамических характеристик независимо от колебаний: (в допустимых пределах) напряжения источника питания и температуры окружающей среды. Для этого должно быть обеспечено свободное (без «заеданий») перемещение сердечника электромагнита на всем его пути, отрегулирован запас хода сердечника, проверена надежная работа электромагнитного механизма отключения при отклонениях напряжения от номинального на его выводах.
Механизм свободного расцепления — система складывающихся рычагов в приводе — является связующим звеном между силовым устройством и передаточным механизмом. Он разобщает силовое устройство с передаточным механизмом для последующего отключения выключателя в любой момент времени независимо от того, продолжает или нет действовать сила, осуществляющая включение. Необходимость такого механизма связана с требованием немедленного отключения выключателя действием релейной защиты в случае включения его на устраненное КЗ.
Рис. 7.3.Схема управления выключателем с электромагнитным приводом
На рис. 7.3 показана принципиальная схема дистанционного управления масляным выключателем с электромагнитным приводом. Схема соответствует отключенному положению масляного выключателя.
Включение выключателя осуществляется поворотом рукоятки ключа SAна 45° но часовой стрелке, при этом замыкаются контакты 1—3 в цепи реле команды «включить» КСС. Это реле замыкает контакты КСС.1в цепи питания контактора КМ. Контактор срабатывает и замыкает цепь электромагнита включения УАС- выключатель включается, ключ SA возвращается в нейтральное положение. Aналогично включается выключатель и при действии устройства автоматики, где команда на включение подается реле.
Отключение выключателя осуществляется поворотом ключа на 45° против вращения часовой стрелки, при этом создается цепь питания реле команды «отключить» КСТ. Реле замыкает контакты КСТ.1, в результате чего через замкнутые вспомогательные контакты привода выключателя АкВ.1подается напряжение на электромагнит отключения YAT — выключатель отключается, ключ SA возвращается в нейтральное положение.
Срабатывание устройства релейной защиты также приводит к отключению выключателя, так как контакты выходного, реле защиты включены параллельно контактам реле KCТ.
Заметим, что реальные схемы управления выключателями выглядят более сложными; они содержат цепиблокировок и сигнальные цепи.
Важнейшей блокировкой является блокировки против повторения операций включения и отключения, когда предпринимается попытка включения выключателя после его автоматического отключения М неустранёное КЗ. В этом случае команда на включение поданная ключом, сможет затянуться, а выключатель тем временем отключится релейной защитой. Такое состояние схемы управления приводит к повторному включению выключателя. Блокировка запрещает в данном случае повторные включения.
Схемы управления обычно дополняются устройствами сигнализации в виде сигнальных ламп, показывающих включен или отключен выключатель после снятия соответствующей команды. В схемах предусматривается световая и звуковая сигнализация о несоответствии положения выключателя его ключа управления (например в случае автоматического отключения выключатся; релейной защитой), а также сигнализация контроля цепей включения и отключений выключателя.
В электрических схемах управления и сигнализации выключателей всегда имеются контакты, коммутирующие вспомогательные цепи; электромагнитов включения и отключения, сигнальных ламп и другие цепипостоянного тока. Контакты управляются с помощью кинематических передач между валом привода и валом контактора. Скорость срабатывания контактов определяется технологической необходимостью: есть контактные пары, которые должны быстро размыкаться (или замыкаться) в конце выполнения операции или даже после её завершения; имеются контакты, скорость срабатывания которых зависит от скорости движения перемещающихся частей, и т.д. Конструкции контактов весьма разнообразны, в отечественных приводах используются наборные контакты типа КСА (контакты сигнальные Аксентона). В эксплуатации необходимо следить за состоянием контакторов, нарушение в работе которых может привести к отказу в работе привода.
Схемы управления и сигнализации применяются на подстанциях в различных вариантах в зависимости от типа выключателя и его привода, использования устройств телемеханики и других условий.
 |
1 — подача сжатого воздуха; 2.. — цилиндр; 3 — поршень; 4 — пружина; 5 — шток Рис. 7.4.Принципиальная схема поршневого пневматического блока одностороннего действия.
 |
Рис. 7.5.Пневматический привод типа ШПВ – 46П для масляного выключателя с большим объемом масла типа У-220
Пневматические приводы применяются для управления масляными выключателями серий У, С и др. Источником энергии для них является сжатый воздух. В качестве силовых элементов используются поршневые пневматические блоки одностороннего действия (рис. 7.4), в которых сжатый воздух при работе Привода подается с одной стороны поршня 5, а обратный ход поршня осуществляется действием пружины 4. , Кинематическая схема пневматического привода подобна схеме электромагнитного привода.
На рис. 7.5 показан пневматический привод типа ШПВ-46П для масляного выключателя У-220,.созданный на базе электромагнитного привода. В нем вместо Электромагнита включения установлен пневматический блок, который состоит из рабочего цилиндра 4, дутьевого клапана 5, патрубка 6, соединяющего дутьевой клапан с; воздухосборником сжатого воздуха 1, устройства, ручного отключений 3, электроподогревателя 7, включаемого при низких температурах наружного воздуха. К воздухосборнику присоединен контактный манометр 2, контролирующий давление сжатого воздуха. Привод рассчитан на номинальное давление сжатого воздуха 2 МПа. Объем воздуха в воздухосборнике достаточен для осуществления цикла АПВ.
Привод крепится на баке выключателя и соединяется тягой с механизмом полюса выключателя. Каждый полюс имеет самостоятельную схему управлений, обеспечивающую дистанционное трехполосное и пофазное управление выключателем.
Пружинные приводы предназначаются для маломасляных выключателей 6-10 кВ. Источником энергии в приводах служат мощные предварительно заведенные рабочие пружины. Завод пружины обычно осуществляется с помощью электродвигателя, соединенного с редуктором, но возможен и ручной завод съемным рычагом. Время завода пружин для разных типов приводов составляет от нескольких секунд до десятков секунд.
Операция включения выключателя, выполняемая за счет потенциальной энергии рабочих пружин, может происходить лишь после их полного завода, что контролируется специальной блокировкой и сигнализируется указателем готовности привода к работе. В пружинных приводах ППМ-10, ПП-67 рабочие пружины должны заводиться перед каждой операцией включения. Завод рабочих пружин возможен как при отключенном, так и при включенном выключателе — в последнем случае для осуществления электрического АПВ.
4. Порядок выполнения работы
1. Рассмотреть принцип действия приводов выключателей
2. Определить различия между видами приводов
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Для чего служат приводы выключателей.
2. Основные части приводы выключателя.
3. Электромагнитные приводы.
4. Запирающий механизм в приводе.
5. Отключающее устройство привода.
10. Основные требования, предъявляемые к электромагнитным механизмам отключения
Выключатели масленые.
Источник
