Высоковольтное распределительное устройство

Высоковольтное распределительное устройство — это любое распределительное устройство, используемое для подключения или отключения части высоковольтной энергосистемы . Это оборудование необходимо для защиты и безопасной бесперебойной работы высоковольтной энергосистемы и важно, поскольку оно напрямую связано с качеством электроснабжения.

Термин «высокое напряжение» охватывает бывшее среднее напряжение (MV) и бывшее высокое напряжение (HV), поэтому относится к оборудованию с номинальным напряжением более 1000 В в случае переменного тока и более 1500 В в случае постоянный ток . Промышленное применение высоковольтных выключателей в настоящее время ограничено переменным током, поскольку они более экономичны, однако существуют высоковольтные разъединители для подключения постоянного тока.

Высоковольтные распределительные устройства были изобретены в конце XIX века для управления двигателями и другими электрическими машинами. ^[1] Технология со временем совершенствовалась и может использоваться при напряжении до 1100 кВ. ^[2]

Классификация

Функциональная классификация

Разъединители и заземлители

Разъединители и заземлители представляют собой устройства безопасности, используемые для размыкания или замыкания цепи при отсутствии через них тока . Они используются для изоляции части цепи, машины, части воздушной линии или подземной линии, чтобы можно было безопасно проводить техническое обслуживание.

Открытие линейного изолятора или изолятора секции шин необходимо для обеспечения безопасности, но недостаточно. Заземление должно быть проведено как на входной, так и на задней части обслуживаемого устройства. Это осуществляется с помощью заземлителей.

В принципе, разъединители не должны прерывать ток, так как они предназначены для использования в обесточенных цепях. На практике некоторые из них способны отключать токи (до 1600 ампер при напряжении 300 В, но только в том случае, если ток подается через ту же систему обхода полувыключателя), а некоторые заземлители должны прерывать наведенные токи, которые генерируются в обесточенной цепи. -несущая линия путем индуктивной и емкостной связи с близлежащими линиями (до 160 А до 20 кВ). ^[3]

Сильноточный механизм переключения

Сильноточные коммутационные механизмы используются для цепей под напряжением, несущих нормальную нагрузку. Некоторые из них можно использовать в качестве разъединителя. Но если они могут создать ток короткого замыкания, то не могут его прервать. ^[4]^[5]

Контактор

Контакторы по функциям аналогичны сильноточным переключающим механизмам, но могут использоваться с более высокими скоростями. Они обладают высокой электрической выносливостью и высокой механической выносливостью. ^[6]

Предохранители

Предохранитель . может автоматически прерывать цепь, в которой протекает сверхток, на фиксированное время Это достигается путем плавления электрического проводника градуированного .

Предохранители в основном используются для защиты от коротких замыканий . Они ограничивают пиковое значение тока повреждения.

В трехфазной электросети устраняют только те фазы , где протекает ток повреждения, что может представлять опасность как для неисправных устройств, так и для людей. Чтобы облегчить эту проблему, можно использовать предохранители в сочетании с сильноточными выключателями или контакторами.

Как и контакторы, высоковольтные предохранители используются только в диапазоне от 30 до 100 кВ. ^{[ нужна ссылка ]}

Автоматический выключатель

Высоковольтный выключатель способен подключать, проводить и отключать токи ниже номинального напряжения (максимального напряжения энергосистемы , которую он защищает).

В нормальных условиях эксплуатации автоматические выключатели могут использоваться для (отключения) линии. Автоматические выключатели также можно использовать для прерывания тока при обнаружении аномалий, таких как короткое замыкание.

Автоматические выключатели являются важными элементами высоковольтных энергосистем, поскольку они являются единственным средством безопасного прерывания тока короткого замыкания . Международный стандарт IEC 62271-100 определяет требования, связанные с характеристиками высоковольтного выключателя. ^[7]

Автоматический выключатель может быть оснащен электронными устройствами, позволяющими в любой момент определять его состояние, например, износ или давление газа, а также обнаруживать неисправности по характеристикам. Это также может позволить проводить плановые операции по техническому обслуживанию и избегать сбоев. ^[8]^[9]

Для работы на длинных линиях автоматические выключатели оснащаются включающим резистором для ограничения перенапряжений . ^[10]^[11]

Они могут быть оснащены устройствами для синхронизации закрытия и/или открытия, ограничения перенапряжений и пусковых токов в линиях, ненагруженных трансформаторах , шунтирующих реактивных сопротивлениях и батареях конденсаторов . ^[12]^[13]

Некоторые устройства имеют характеристики автоматического выключателя и разъединителя. ^[14] но их использование не получило широкого распространения.

Ссылки

^ Британский образец GB, 20069 г. Усовершенствования устройства для управления подачей или использованием электрических токов высокого напряжения и большого количества в 1893 г. , на espacenet.com
^ Линь Цзимин и др., Переходные характеристики автоматических выключателей на напряжение 1100 кВ , Международный симпозиум по международным стандартам для сверхвысокого напряжения , Пекин, июль 2007 г.
^ « МЭК 62271-102 для разъединителей переменного тока и заземлителей » (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 30 сентября 2007 г. Проверено 21 апреля 2008 г.
^ « Выключатели стандарта IEC 60265-1 на номинальное напряжение более 1 кВ и менее 52 кВ » (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 30 сентября 2007 г. Проверено 21 апреля 2008 г.
^ « Выключатели стандарта IEC 60265-2 на номинальное напряжение выше 52 кВ » (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 30 сентября 2007 г. Проверено 21 апреля 2008 г.
^ «Стандартные контакторы IEC 60470 для высоковольтного переменного тока и контакторные пускатели двигателей » (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 30 сентября 2007 г. Проверено 21 апреля 2008 г.
^ « Норма CEI 62271-100 Отключатели высокого напряжения » (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 27 сентября 2007 г. Проверено 21 апреля 2008 г.
^ Э.Тьюрис, Г.Эберсол, Ж.П.Дупраз, О.Чета, Ж.П.Монкорже, Внедрение цифровой электроники во вспомогательные распределительные устройства и повышение надежности , 1994, сессия CIGRE 1994, отчет 23/13-09
^ Дени Дюфурне, Элегазовые выключатели SF ₆ - Эволюция с 1959 по 1994 год, 1994 год , General Electricity Review № 5.
^ Д.Е. Хелдман, И.Б. Джонсон, Ч.Х. Титус, Д.Д. Уилсон, Переключение цепей сверхвысокого напряжения, Снижение перенапряжения с помощью резисторов автоматического выключателя , 1964, Транзакции IEEE по силовому оборудованию и системам , Том. 83 (1964–12)
^ Эжен Мори, Проблемы, возникающие при самых высоких напряжениях при срабатывании автоматических выключателей , 1964, сессия CIGRE, 1964 г.
^ Эжен Мори, Синхронное включение выключателей 525 кВ и 765 кВ, средства снижения рабочих перенапряжений на линиях холостого хода , 1966, сессия CIGRE 1966.
^ Groupe de travail CIGRE 13.07, Управляемое переключение выключателей переменного тока высокого напряжения , 1999, Electra N° 183
^ Стандарт IEC 62271-108 Автоматические выключатели-разъединители.

Внешние ссылки

Комитет IEEE по коммутационным устройствам , на ewh.ieee.org.

[1] Британский образец GB, 20069 г. Усовершенствования устройства для управления подачей или использованием электрических токов высокого напряжения и большого количества в 1893 г. , на espacenet.com

[1100kV-2] Линь Цзимин и др., Переходные характеристики автоматических выключателей на напряжение 1100 кВ , Международный симпозиум по международным стандартам для сверхвысокого напряжения , Пекин, июль 2007 г.

[3] « МЭК 62271-102 для разъединителей переменного тока и заземлителей » (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 30 сентября 2007 г. Проверено 21 апреля 2008 г.

[4] « Выключатели стандарта IEC 60265-1 на номинальное напряжение более 1 кВ и менее 52 кВ » (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 30 сентября 2007 г. Проверено 21 апреля 2008 г.

[5] « Выключатели стандарта IEC 60265-2 на номинальное напряжение выше 52 кВ » (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 30 сентября 2007 г. Проверено 21 апреля 2008 г.

[6] «Стандартные контакторы IEC 60470 для высоковольтного переменного тока и контакторные пускатели двигателей » (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 30 сентября 2007 г. Проверено 21 апреля 2008 г.

[7] « Норма CEI 62271-100 Отключатели высокого напряжения » (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 27 сентября 2007 г. Проверено 21 апреля 2008 г.

[8] Э.Тьюрис, Г.Эберсол, Ж.П.Дупраз, О.Чета, Ж.П.Монкорже, Внедрение цифровой электроники во вспомогательные распределительные устройства и повышение надежности , 1994, сессия CIGRE 1994, отчет 23/13-09

[Disjoncteur_SF6-9] Дени Дюфурне, Элегазовые выключатели SF ₆ - Эволюция с 1959 по 1994 год, 1994 год , General Electricity Review № 5.

[10] Д.Е. Хелдман, И.Б. Джонсон, Ч.Х. Титус, Д.Д. Уилсон, Переключение цепей сверхвысокого напряжения, Снижение перенапряжения с помощью резисторов автоматического выключателя , 1964, Транзакции IEEE по силовому оборудованию и системам , Том. 83 (1964–12)

[11] Эжен Мори, Проблемы, возникающие при самых высоких напряжениях при срабатывании автоматических выключателей , 1964, сессия CIGRE, 1964 г.

[12] Эжен Мори, Синхронное включение выключателей 525 кВ и 765 кВ, средства снижения рабочих перенапряжений на линиях холостого хода , 1966, сессия CIGRE 1966.

[13] Groupe de travail CIGRE 13.07, Управляемое переключение выключателей переменного тока высокого напряжения , 1999, Electra N° 183

[14] Стандарт IEC 62271-108 Автоматические выключатели-разъединители.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]