Öljykytkin: tyypit, merkinnät + käyttötarkoitukset
Kytkinlaitteiden joukossa veteraanin kunniapaikka on öljykatkaisija, jota käytetään sekä suljetuissa että avoimissa jännitekojeistoissa.
Sen päätehtävä on käynnistää ja sammuttaa normaalisti toimivan sähköjärjestelmän yksittäisiä linjoja tai epätavallisissa tilanteissa. Olosuhteista riippuen sammutus tapahtuu automaattisesti tai manuaalisesti.
Tässä artikkelissa tarkastellaan näiden laitteiden olemassa olevia tyyppejä, niiden luokitusta ja merkintöjä. Kiinnitämme huomiota myös tällaisten kytkimien etuihin ja haitoihin, ominaisuuksiin ja niiden käyttöä koskeviin sääntöihin. Materiaalin ymmärtämiseksi paremmin olemme valinneet kaavioita, taulukoita, visuaalisia valokuvia ja temaattisia videokatsauksia.
Artikkelin sisältö:
Öljykytkimien plussat ja miinukset
Näillä laitteilla on suhteellisen yksinkertainen rakenne. Niillä on hyvä kytkentäkyky, eivätkä sääolosuhteet vaikuta niihin. Jos toimintahäiriöitä ilmenee, korjaustyöt voidaan suorittaa. Tankkien MV:t soveltuvat ulkoasennukseen. Sisäänrakennettujen virtamuuntajien asennukselle on olemassa ehdot.
Kosketushajotusnopeudella on tärkeä rooli MV:n toiminnassa. Tilanne voi syntyä, kun koskettimet hajaantuvat valtavalla nopeudella ja kaari saavuttaa välittömästi sille kriittisen pituuden. Tässä tapauksessa palautuvan jännitteen suuruus ei välttämättä riitä murtautumaan kosketinraon läpi.
Säiliön kytkimillä on enemmän haittoja.Ensimmäinen on suuren öljymäärän läsnäolo, joten näiden yksiköiden ja kojeiston huomattavat mitat. Toinen on palo- ja räjähdysvaara; hätätilanteissa seuraukset voivat olla arvaamattomimpia.
Öljyn tasoa sekä säiliössä että imuaukoissa sekä sen kuntoa on valvottava säännöllisesti. Jos huolletuissa tehonsyöttöverkoissa on MV, on oltava erityinen öljylaitteisto.
Öljykytkimien luokitus
Öljykytkimien käyttö alkoi viime vuosisadan lopulla. Melkein 1900-luvun puoliväliin asti korkeajänniteverkoissa ei yksinkertaisesti ollut muita katkaisulaitteita.
Näitä laitteita on kaksi suurta ryhmää:
- Tankki, joille on ominaista suuri määrä öljyä. Tässä laitteessa se on sekä väliaine, jossa kaari sammuu, että eristys.
- Vähän öljyä tai pieni tilavuus. Itse nimi kertoo niiden sisältämän täyteaineen määrästä. Nämä kytkimet sisältävät dielektrisiä elementtejä ja vaativat öljyä vain valokaaren sammuttamiseen.
Ensin mainittuja käytetään pääasiassa 35 - 220 kV jakelulaitteistoissa. Toinen - jopa 10 kV. VMT-sarjan vähäöljyisiä laitteita käytetään myös 110 ja 220 kV:lle suunnitelluissa ulkokojeistoissa.
Valokaarisammutusperiaate on sama molemmissa tyypeissä. Valokaari, joka syntyy, kun kytkimen suurjännitekoskettimet avataan, aiheuttaa öljyn nopean haihtumisen. Tämä johtaa kaasukuoren syntymiseen kaaren ympärille. Tämä muodostus koostuu öljyhöyrystä (noin 20 %) ja vedystä (H2).
Valokaarirako deionisoituu valokaaren piipun nopean jäähtymisen seurauksena sekoittamalla korkean ja matalan lämpötilan kaasuja vaipassa.
Valokaarihetkellä kontaktivyöhykkeellä lämpötila on erittäin korkea - noin 6000⁰. Asennuksesta riippuen kytkimiä käytetään sisä-, ulkokäyttöön sekä käytettäväksi KRP-kokoisissa kojeistoissa.
Tyyppi #1 - säiliötyyppiset laitteet
Tämän tyyppisissä kytkinlaitteissa voi olla yksi tai useampi säiliö jännitteestä riippuen. Ensimmäisessä tapauksessa tämä on enintään 10 kV, joissakin tapauksissa jopa 35. Jokainen suurjänniteasennuksissa toimivien kytkimien vaihe sijoitetaan yksittäiseen säiliöön.
Sekä säiliön että vähäöljyn kytkimien käyttövoimat voivat olla manuaalisia, automaattisia, solenoidin käyttökelaan koottuja tai jousikuormitettuja. Toisessa tapauksessa käytetään solenoidin magneettista ominaisuutta, jonka avulla se voi kiristää metallisydämen, joka on liitetty erityisjärjestelmän kautta MV-akseliin.
Kun sähköinen tasavirta syötetään solenoidin käämiin, yksikkö kytketään päälle vetämällä magneettisydäntanko sisään ja kääntämällä sitten kytkimen akselia.
Erityinen salpa pitää akselin tässä asennossa. Samanaikaisesti päällekytkennän kanssa solenoidi asettaa tietyn asennon sulkujousille, jotka vastaanottaessaan erityisen sähköisen impulssin sammuttavat MV:n.
Sammutusprosessi käynnistää toisen solenoidin lyömällä ulos rullamekanismin (salpa).Tämän seurauksena akseli pyörii välittömästi jousen vaikutuksesta ja sammuu. Jotta solenoiditaajuusmuuttaja toimisi, siinä on oltava akku, joka antaa sille tasavirran.
Kun akkua ei ole, käytetään jousikäyttöä. Vaihtaminen tapahtuu sähkömoottorilla tai lihasvoimalla. Manuaalinen sammutus on mahdollista pienitehoisille laitteille, joiden oikosulkuvirta on enintään 30 kA, niiden sammuttamiseksi on käytettävä enintään 25 kg:n voimaa.
Yksisäiliöinen MV avoimella kaarella
Jotkut kojeistot on varustettu säiliökatkaisimilla, joissa ei ole kaarikourua. Sähkökaari sammutetaan tässä yksinkertaisimmalla tavalla - katkaisemalla koskettimet öljytäytteisessä säiliössä kahdesti. Tällaisia avokaarellisia laitteita ovat kotimaiset mallit VMB ja VME. Ne on suunniteltu 1,25 kA:n nimellisvirralle.
Symboli “E” tarkoittaa kaivinkonetta, numero 6 on 6 kV:n nimellisjännite, 200 on nimellisvirta ampeereina. Tämän MV:n kynnys sammutusvirta on 1,25 kA. Tämän MV:n säiliö on valmistettu teräksestä ja liitetty valurautaiseen kanteen pulteilla. Säiliön seinät on peitetty eristeellä (13).
Kuusi posliinieristettä, jotka kulkevat kannen pään läpi kuparikannattimissa, jotka toimivat kiinteinä työkoskettimina. VME-sarjassa on manuaalinen vauhtipyöräveto.
Poikittais- tai kosketinsillassa on liikkuvat koskettimet. Täällä sijaitsevat myös valokaaren sammuttavat mobiilikoskettimet messinkiruutujen muodossa.Kuparilevyt, joissa on messinkikärkiset eristeiden alapäät, ovat kiinteitä kaarikoskettimia. Eristystanko välittää liikkeen liikkuville koskettimille koskettamalla käyttömekanismia.
Kun poikkuri on nostetussa asennossa, kiinteät koskettimet suljetaan, sammutuksesta vastaava jousi puristetaan ja MV kytketään päälle. Kytkin on kytketty salvan käyttöakseliin, joka pitää sen käyttöasennossa. Aina kun se irrotetaan, salpa vapautetaan, jousi vapautuu ja poikkisuunta liikkuu nopeasti alaspäin. Tässä tapauksessa työkoskettimet avataan peräkkäin: 4 ja 5, sitten 7, 8.
Tämä aiheuttaa sen, että kytkimen jokainen napa avaa piirin kahdessa kohdassa, kipinöi ja hajottaa öljyä. Kuorien 12 sisällä paine saavuttaa 0,5 - 1 MPa, mikä aktivoi deionisaatioprosessin. Enintään 0,1 sekunnissa kaaret sammuvat ja kuoret nousevat päätyvät kannen alle ja lisäävät ilmatyynyn tilavuutta.
Jälkimmäinen toimii puskurina ja vähentää iskuvoimaa valokaaren sammutusprosessin aikana. Ilmatyynyn normaali korkeus on noin 25 % tilavuudesta. Tämän kynnyksen ylittäminen voi aiheuttaa räjähdyksen.
Tällaiset kytkimet ovat helppokäyttöisiä, suhteellisen edullisia ja käteviä käyttää avoimissa sähköasemissa. Mutta kuumat öljyhöyryt ovat helposti syttyviä, jopa yksinkertaisessa kosketuksessa hapen kanssa.
Kaaren polttaminen öljyympäristössä käynnistää polykondensaatioprosessin, joka heikentää öljyn sähköistä lujuutta. Säiliö tukkeutuu hiilihiukkasista koostuvalla sedimentillä. Siksi yksikön tarkastaminen öljynvaihdon yhteydessä on välttämätöntä.
Öljykytkimet valokaarella
Säiliötyyppisten katkaisijoiden katkaisukykyä ja luotettavuutta lisää merkittävästi kaarikouru. Se asetetaan säiliössä olevaan öljyyn. Kolmen säiliön katkaisijassa jokainen vaihe sijoitetaan erilliseen säiliöön.
Suunnittelu on monimutkaisempi kuin VM ilman kaarikouruja ja koostuu:
- pylväät (1);
- virtamuuntaja (2);
- käyttökotelo (3);
- tangot (4);
- kiinteä kosketin (5);
- valokaaren sammutuskammio (6);
- eristys (7);
- lämmityselementti (8);
- öljynpoistolaitteet (9).
Kameran yläosa on varustettu kiinteällä koskettimella. Kun se on kytketty päälle, siihen tunkeutuu sauvan muotoinen liikkuva kosketin. Katkostapauksessa sauva poistuu kiinteästä koskettimesta, jolloin kammioon muodostuu kaari. Tässä tapauksessa syntyvän paineen määrä on suuruusluokkaa suurempi kuin vastaava parametri kytkimissä, joissa ei ole kaarikourua.
Paine 8 -7 MPa pienentää kaaren halkaisijaa ja lisää raon murtumislujuutta sen jälkeen, kun virta kulkee nollamerkin läpi. Tämän seurauksena valokaaren sammutusprosessi on nopeampi. Kun liikkuva kosketin on poistunut kammiosta, kaasut vapautuvat vapaan reiän kautta, jolloin öljy vangitsee osittain.
Valokaaripiippu jäähtyy nopeasti ja tapahtuu voimakasta deionisaatiota. Virran kasvaessa kaarikourun tehokkuus kasvaa.MV voi toimia myös avokaarilaitteena pienen virtakatkon sattuessa.
Automaattipuhalluksen tyyppi määräytyy kaarikourun rakenteen mukaan. Ensimmäisessä tapauksessa höyryseoksen vektorilla on pitkittäinen suunta suhteessa kaariakseliin (fragmentti a). Poikittaisessa puhallussuunnassa virtaus liikkuu kohtisuoraan kaaripilarin suuntaan tai tietyssä kulmassa (fragmentti b).
Siinä tapauksessa, että virtauksen suunta on päinvastainen kuin liikkuvan kaaren kanssa olevan kosketuksen liikevektori, tapahtuu vastapuhallus. Valokaarisammutuslaitteissa käytetään usein näiden menetelmien yhdistelmiä.
Viimeisessä vaiheessa kammio valmistautuu osallistumaan seuraavaan sammutusjaksoon. Tämä vaihe on erittäin tärkeä automaattiselle uudelleensammutukselle.
Tyyppi #2 - kattila- tai matalaöljykytkimet
Suljetuissa asennuksissa katkaisijoita käytetään generaattoreina ja jakelupiireinä. Avoimissa - sähköasemana ja jakeluna. Öljy ei suorita eristäviä tehtäviä tämän tyyppisissä kytkimissä, se on välttämätön vain väliaineena valokaaren sammuttamiseen.
Pienikokoisten VM:ien palo- ja räjähdysvaara on huomattavasti pienempi kuin säiliöpohjaisten.Ne asennetaan sekä ulko- että sisäkojeistoihin, joiden jännite on aina 110 kV asti. Napojen eristystehtävänä suhteessa toisiinsa ja maahan suoritetaan eristeillä, kuten posliini, valuhartsi, steatiitti.
Näissä virtuaalikoneissa oleva öljy vie vain 3–4 % napatilavuudesta. Pieni öljymäärä, alhainen paino ja kätevät mitat ovat tämän laitteen kiistattomia etuja. Niitä käytetään kuitenkin sellaisissa järjestelmäkomponenteissa, joissa kytkimille ei aseteta suuria vaatimuksia.
Nämä rajoitukset selittyvät erotuskapasiteetin ja katkeavan virran välisellä vahvalla yhteydellä sekä rakenteen kyvyttömyydellä toimia toistuvien katkosten olosuhteissa.
Toinen syy on useiden nopeiden automaattisten uudelleensulkemisten toteuttamisen vaikeus. Pienen tilavuuden kytkimissä käytetään seuraavia öljypuhallustyyppejä: poikittaissuuntainen, pitkittäinen, sekoitettu. Asiantuntijat pitävät ensimmäistä tehokkaimpana.
Tämän tyyppisten kytkimien, jotka on tarkoitettu suljetuille kojeistoille, koskettimet sijoitetaan terässäiliöön. MV:t, joiden jännite on 35 kV tai korkeampi, on varustettu posliinikuorella. Yleisimmin käytetty laite on ripustettu 6-10 kV. Sen runko on kiinnitetty kaikille napoille yhteiseen runkoon. Kaikissa kolmessa navassa on kaarisammutuskammio, jokainen on suunniteltu yhdelle kosketinkatolle ja korkeilla jännitteillä kahdelle tai useammalle.
Yllä olevan kaavion mukaan valmistetaan VMP-, VMG-, MG-kytkimiä, jotka on suunniteltu jopa 20 kV jännitteille. Suurin virtaluokituksen kytkimien suunnitteluominaisuus on, että työkoskettimet sijaitsevat ulkopuolella ja valokaaren sammutuskoskettimet sijaitsevat säiliön sisällä.
VMP-sarjan katkaisijoita käytetään usein suljetuissa laitteissa sekä 6-10 kV kojeistoissa. VK-sarjan kytkinlaitteet asennetaan kokonaisiin kojeistoihin. Ne on varustettu sisäänrakennetulla sähkömagneettisella tai jousikäytöllä, ja ne on suunniteltu 20 - 31,5 kA:n katkaisuvirroille ja 630 - 3150 A:n virtaluokille.
Erityisesti kytkinlaitteita varten valmistetut pylväskytkimet erottuvat sisäänvedettävästä rakenteestaan. 35 kV asennuksissa asennetaan VMK- ja VMUE-sarjojen kolonnityyppiset VM:t. RU 110, 220 kV on varustettu VMT-sarjan katkaisijoilla. Laitteessa on hitsattu alusta, johon sen kolme napaa sijaitsevat. Ohjaus - jousikäyttö.
Kuvan oikealla puolella on moduuli, jossa: 1 on alajohdin, 2 on liikkuva kosketin, joka on kytketty alajohtimeen virrankeräinten kautta. Valokaarikammio on merkitty numerolla 3, kiinteä kosketin on 5. Kaikki yllä oleva on sijoitettu posliinista valmistettuun onttoon eristeeseen (4). Sen sisällä on muuntajaöljyä ja päällä korkki (6).
Jälkimmäinen on varustettu painemittarilla, joka valvoo moduulin painetta. Lisäksi kannessa on painekaasuseoksella täyttöyksikkö, automaattinen vapautusventtiili ja öljynilmaisin (8). Liikkuva kosketin ja ohjauslaite on yhdistetty eristystankoilla.
Pylvään rakenne on identtinen koko kytkinsarjalle. MV-säiliöt virtaluokille 630 - 1600 A sisältävät 5,5 kg öljyä, yli 1600 ja 3150 A mukaan lukien - 8 kg.
Luotettavuuden lisäämiseksi yksittäisten kytkimien suunnittelu sisältää lisäohjaus- ja suojaelementtejä:
- sähkömagneettien irrottaminen;
- releet, jotka toimivat välittömästi ja viiveellä kynnysvirralla;
- minimijänniterele;
- lisäkontakteja.
Asettelumenetelmästä riippuen on vähäöljyisiä katkaisimia, joiden kaariputki sijaitsee alareunassa ja vastakkainen ylhäällä. Ensimmäisessä tapauksessa liikkuva kosketin toteuttaa liikkeen ylhäältä alas, toisessa - päinvastoin. Jälkimmäisen katkaisukyky on suurempi.
Öljykytkimien merkintä
Valmistajan öljykytkimeen kiinnittämien merkintöjen purkaminen antaa sinun tutustua perustietoihin siitä. Katsotaanpa esimerkkinä VMG-133-kytkimen merkintöjä. Ensimmäinen merkki "B" tarkoittaa, että edessäsi on kytkin.
Toinen - "M" tarkoittaa kytkimen tyyppiä, tässä nimenomaisessa tapauksessa - vähän öljyä. Kirje "G" määrittää kuulumisen tiettyyn lajiin - ruukku. 133 - MV-sarja.
MV:n käyttöä koskevat säännöt
Korjaus- ja käyttöhenkilöstön sekä öljykytkimien huoltoon ja käyttöön liittyvien asiantuntijoiden edellytetään tuntevan laitteen asiaankuuluvat ohjeet, rakenne ja toimintaperiaate.
Käytön aikana MV:tä huoltavien työntekijöiden on valvottava:
- Tehollinen jännite, kuormitusvirta. Indikaattorit eivät saa ylittää taulukon arvoja.
- Öljypylvään korkeus pylväissä, vuotojen puuttuminen.
- Voiteluaineen läsnäolo hankautuvissa osissa.Koskettimet voivat menettää liikkuvuutensa ja jäätyä, jos hankauselementtien voiteluaine muuttuu paksuksi ja likaiseksi.
- Pölyä huoneissa, joissa kytkinlaitteet sijaitsevat.
- Käytettävien kytkinten mekaanisten ominaisuuksien vastaavuus taulukkostandardien kanssa.
Jokaisen oikosulkulaukaisun jälkeen laite on tarkastettava. Tiedot näistä katkoksista kirjataan erityiseen lokiin. Laitteen käytön aikana havaituista toimintahäiriöistä tallennetaan tiedot vikalokiin. Kytkin, jossa sammutus tapahtui oikosulun seurauksena, on tarkastettava.
Tarkista öljyvuoto. Jos näin tapahtuu, ja suuria määriä, tämä tarkoittaa oikosulun epänormaalia sammumista. Laite otetaan pois käytöstä ja tarkastetaan. Kun öljy on tummaa, se on vaihdettava. Avautumisnopeuteen vaikuttaa negatiivisesti öljyn viskositeetti, joka kasvaa lämpötilan laskiessa.
Joskus on tarpeen vaihtaa vanha voiteluaine uuteen korjauksen aikana: CIATIM-221, GOI-54 tai CIATIM-201.
Kun MV on poistettu käytöstä, tukieristeet, tangot ja säiliön eristeet tarkastetaan perusteellisesti halkeamien varalta. Voimakkaasti saastunut eristys pyyhitään. Hätäkorjauksen tarve ilmenee tietyn määrän oikosulkujen jälkeen.
Määräaikaistarkastus (PI) suoritetaan kuukausittain. Tässä tapauksessa kiinnitä huomiota kytkimen kuumennusasteeseen. TR (nykyiset korjaukset) suoritetaan vuosittain. Se sisältää työt, kuten kiinnikkeiden, käyttökinematiikan, öljytason ja tiivisteiden tarkastuksen ja poistamisen.Myös eristysosien eheys tarkistetaan.
3-4 vuoden kuluttua suurista korjauksista suoritetaan keskikokoinen korjaus (SR). Se sisältää koko sarjan TR-työt sekä lisäksi ne mittaavat napojen kosketusvastuksen ja tarkistavat mekaaniset ja nopeusparametrit.
Jos valvottujen ominaisuuksien ja taulukkotietojen välillä havaitaan poikkeama, kytkin puretaan, säädöt ja laaja valikoima suurjännitetestejä suoritetaan.
Ylimääräisissä korjauksissa yleensä yritetään jättää edellinen säätö ennalleen. Tästä syystä kytkin puretaan minimiin. Suurten korjausten taajuus on 6-8 vuotta. Sen laajuudessa suoritetaan yleistarkastus, sylinterit irrotetaan rungosta, renkaat irrotetaan, käyttö, valokaaren sammutuslaitteet ja lohkokoskettimet korjataan.
Kaiken jälkeen säädöt tehdään, maalaus, renkaat liitetään ja testit suoritetaan. Kaikesta työstä laaditaan dokumentaatio.
Öljytyyppisten kytkinten lisäksi suurjänniteverkoissa käytetään myös muita katkaisulaitteita. Esimerkiksi SF6 ja tyhjiö. Verkkosivustollamme on muita artikkeleita, joissa käsitellään yksityiskohtaisesti tämäntyyppisten kytkinten ominaisuuksia ja suunnittelua sekä niiden käytön ominaisuuksia:
- Tyhjiökytkin: laite ja toimintaperiaate + valinnan ja kytkennän vivahteet
- SF6-katkaisijat: valinta- ja liitäntäsäännöt
Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta
MV:n rakenne, tyypit, tarkoitus ja toiminta:
Yksityiskohtainen katsaus VMP-10:stä:
Öljykytkimet täyttävät myös kaikki korkeajänniteolosuhteissa toimivien katkaisijoiden perusvaatimukset.Useimmat niistä ovat turvallisia ja luotettavia käytössä, tarjoavat nopean sammutuksen ja ovat helppoja asentaa. Tästä huolimatta valmistajat pyrkivät varmistamaan entistä paremmin MV:lle asetettujen vaatimusten noudattamisen.
Onko sinulla tietoa öljykytkimistä ja haluat täydentää esitettyä materiaalia hyödyllisellä tiedolla? Ehkä olet huomannut ristiriidan tai virheen? Vai onko sinulla vielä kysyttävää aiheesta? Kirjoita meille tästä artikkelin alle - olemme sinulle kiitollisia.
Kerro minulle, mitä eroa on VMP- ja VPM-öljykytkimien välillä?
VPM:n (ja sen edeltäjän VMG:n) käyttöalue on sisäisissä asennuksissa ja VMP:n suljetuissa kojeistoissa sekä 6-10 kV kojeistoissa.
Selventääkseni asiaa, selitän hieman enemmän. VMP-10 ja VPM-10 esimerkkiä käyttäen. Molemmat kytkimet ovat vähäöljyisiä ja toteutettu kolminapaisten kytkinlaitteiden muodossa. VMP-10 ja VPM-10 on suunniteltu käytettäväksi suljetuissa asennuksissa korkeajännitteisellä vaihtovirralla. Ero on suunnitteluominaisuuksissa ja asennustavoissa. Kuvan liittäminen.