Grunnleggende kunnskap om høyspenningsbryteranlegg

Høyspenningsbryterskap er mye brukt i kraftdistribusjonssystemer for å motta og distribuere elektrisk energi. Deler av kraftutstyret eller -linjene kan settes i eller ut av drift i henhold til driften av kraftnettet, og den defekte delen kan raskt fjernes fra kraftnettet når kraftutstyret eller -linjen svikter, for å sikre normal drift av den feilfrie delen av kraftnettet, samt utstyr og sikkerhet for drifts- og vedlikeholdspersonell. Derfor er høyspenningsbryteranlegg et svært viktig kraftdistribusjonsutstyr, og dets sikre og pålitelige drift er av stor betydning for kraftsystemet.

1. Klassifisering av høyspenningsbryteranlegg

Strukturtype:
Pansret type Alle typer er isolert og jordet med metallplater, for eksempel KYN-typen og KGN-typen
Intervalltype Alle typer er atskilt med en eller flere ikke-metalliske plater, for eksempel JYN-typen
Bokstypen har et metallskall, men antallet rom er mindre enn for pansret marked eller romtype, for eksempel XGN-typen
Plassering av effektbryteren:
Gulvtype Selve håndvognen til sikringsbryteren landet og ble dyttet inn i skapet
Den midtmonterte håndvognen er installert midt i koblingsskapet, og lasting og lossing av håndvognen krever en laste- og lossebil.

Midtmontert håndkjerre

Håndkjerre på gulvet

Isolasjonstype
Luftisolert metallinnkapslet bryteranlegg
SF6-gassisolert metallkapslet bryteranlegg (oppblåsbart skap)

2. Sammensetningsstruktur av KYN høyspenningsbryterskap

Koblingsskapet består av et fast kabinett og uttrekkbare deler (referert til som en håndvogn)

 

ett. Kabinett
Skallet og skilleveggene til bryteranlegget er laget av aluminium-sink stålplate. Hele skapet har høy presisjon, korrosjonsbestandighet og oksidasjonsbestandighet, men har også høy mekanisk styrke og et vakkert utseende. Skapet har en montert struktur og er koblet sammen med naglemuttere og høyfaste bolter. Derfor kan det monterte bryteranlegget opprettholde ensartede dimensjoner.
Koblingsskapet er delt inn i håndvognrom, samleskinnerom, kabelrom og reléinstrumentrom med skillevegger, og hver enhet er godt jordet.
A-bussrom
Samleskinnerommet er anordnet på den øvre delen av baksiden av koblingsskapet for installasjon og arrangement av trefasede høyspennings AC-samleskinner og for tilkobling til statiske kontakter gjennom forgreningssamleskinner. Alle samleskinner er plastforseglet med isolerende hylser. Når samleskinnen går gjennom skilleveggen i koblingsskapet, er den festet med en samlebøssing. Hvis det oppstår en intern feilbue, kan det begrense spredningen av ulykken til tilstøtende skap og sikre samleskinnens mekaniske styrke.

 

B-håndkjerre (sikringsbryter) rom
En spesifikk føringsskinne er installert i sikringsbryterrommet for at sikringsbrytervognen skal kunne gli og arbeide inni. Håndvognen kan bevege seg mellom arbeidsposisjon og testposisjon. Skilleveggen (fellen) for den statiske kontakten er installert på bakveggen i håndvognrommet. Når håndvognen beveger seg fra testposisjon til arbeidsposisjon, åpnes skilleveggen automatisk, og håndvognen beveges i motsatt retning for å kobles helt sammen, og dermed sikres det at operatøren ikke berører den ladede kroppen.
Sikringsbrytere kan deles inn i bueslukkemedier:
• Oljesikring. Den er delt inn i flere oljesikringer og færre oljesikringer. De er alle kontakter som åpnes og kobles til i olje, og transformatorolje brukes som lysbueslukkemiddel.
• Trykkluftsikring. En sikring som bruker høytrykkstrykkluft til å utløse lysbuen.
• SF6-sikring. En sikring som bruker SF6-gass til å utløse lysbuen.
• Vakuumsikring. En sikring der kontaktene åpnes og lukkes i vakuum, og lysbuen slukkes under vakuumforhold.
• Fastgassgenererende effektbryter. En effektbryter som bruker faste gassgenererende materialer til å slukke lysbuen ved å dekomponere gassen under påvirkning av lysbuens høye temperatur.
• Magnetisk viftebryter. En bryter der lysbuen blåses inn i lysbueslukkingsgitteret av et magnetfelt i luften, slik at den forlenges og avkjøles for å slukke lysbuen.

 

I henhold til de ulike energiformene for driftsenergien som brukes av driftsmekanismen, kan driftsmekanismen deles inn i følgende typer:
Manuell mekanisme (CS): Refererer til betjeningsmekanismen som bruker menneskelig kraft til å lukke bremsen.
2. Elektromagnetisk mekanisme (CD): refererer til betjeningsmekanismen som bruker elektromagneter for å lukke.
3. Fjærmekanisme (CT): refererer til en fjærlukkemekanisme som bruker arbeidskraft eller en motor til å lagre energi i fjæren for å oppnå lukking.
4. Motormekanisme (CJ): refererer til betjeningsmekanismen som bruker en motor til å lukke og åpne.
5. Hydraulisk mekanisme (CY): refererer til betjeningsmekanismen som bruker høytrykksolje til å skyve stempelet for å oppnå lukking og åpning.
6. Pneumatisk mekanisme (CQ): refererer til betjeningsmekanismen som bruker trykkluft til å skyve stempelet for å oppnå lukking og åpning.
7. Permanentmagnetmekanisme: Den bruker permanentmagneter for å opprettholde posisjonen til effektbryteren. Det er en elektromagnetisk operasjonsmekanisme, permanentmagnetretensjon og elektronisk kontrollmekanisme.

C-kabelrom
Strømtransformatorer, jordbrytere, lynavledere (overspenningsvern), kabler og annet tilleggsutstyr kan installeres i kabelrommet, og en slisset og avtakbar aluminiumsplate er forberedt i bunnen for å sikre bekvemmeligheten av bygging på stedet.

D-relé instrumentrom
Panelet i relérommet er utstyrt med mikrodatamaskinbeskyttelsesenheter, betjeningshåndtak, beskyttende trykkplater for utløp, målere, statusindikatorer (eller statusdisplayer), osv.; i relérommet er det terminalblokker, mikrodatamaskinbeskyttelseskontrollsløyfe DC-strømbrytere og mikrodatamaskinbeskyttelse. DC-strømforsyning, energilagringsmotorens arbeidsstrømbryter (DC eller AC), og sekundært utstyr med spesielle krav.

Tre posisjoner i koblingsutstyrets håndvogn

Arbeidsposisjon: Effektbryteren er koblet til primærutstyret. Etter slutning overføres strømmen fra bussen til overføringslinjen gjennom effektbryteren.

Testposisjon: Sekundærpluggen kan settes inn i stikkontakten for å få strøm. Sikringen kan være lukket, åpen drift, den tilhørende indikatorlampen; Sikringen har ingen forbindelse med primærutstyret og kan utføre forskjellige operasjoner, men den vil ikke ha noen effekt på lastsiden, så den kalles testposisjon.

Vedlikeholdsposisjon: det er ingen kontakt mellom effektbryteren og primærutstyret (bussen), driftsstrømmen er borte (sekundærpluggen er koblet fra), og effektbryteren er i åpen posisjon.

Forriglingsenhet for koblingsskap

Bryterskapet har en pålitelig sammenkoblingsenhet for å oppfylle kravene til fem forebygging, og effektivt beskytte sikkerheten til operatører og utstyr.

A. Døren til instrumentrommet er utstyrt med en varselknapp eller overføringsbryter for å forhindre at sikringen lukkes og deles ut ved et uhell.

B. Når sikringsbryteren er i testposisjon eller arbeidsposisjon, kan hånden beveges når sikringsbryteren er lukket. For å forhindre belastning fra feil kjørehåndtak, kan den ikke beveges.

C. Bare når jordbryteren er i åpningsposisjon, kan sikringsbryterens håndvogn flyttes fra test-/vedlikeholdsposisjon til arbeidsposisjon. Bare når sikringsbryterens håndvogn er i test-/vedlikeholdsposisjon, kan jordbryteren betjenes. På denne måten kan det forhindre at jordbryteren slås på ved en feiltakelse, og forhindre at jordbryteren slås på etter tid.

D. Når jordbryteren er i åpningsposisjon, kan ikke den nedre døren og bakdøren på koblingsskapet åpnes for å forhindre utilsiktet strømbrudd.

E, sikringsbryteren er i test- eller arbeidsposisjon, uten styrespenning, og kan kun åpnes manuelt, men ikke lukkes.

F. Når sikringsbryterens håndbremse er i arbeidsposisjon, er sekundærpluggen låst og kan ikke trekkes ut.

 

G, hvert skap kan realisere elektrisk sammenkobling.

H. Forbindelsen mellom sekundærlinjen på bryterutstyret og sekundærlinjen på sikringsbryterens håndvogn gjøres med en manuell sekundærplugg. Den bevegelige kontakten på sekundærpluggen er koblet til sikringsbryterens håndvogn gjennom et nylonkorrugert krympeslange. Bryterens håndvogn er kun i test- og frakoblingsposisjon. Den andre pluggen kan plugges inn og fjernes. Bryterens håndvogn er i arbeidsposisjon på grunn av mekanisk sammenkobling. Den andre pluggen er låst og kan ikke fjernes.

3. Driftsprosedyre for høyspenningsbryteranlegg

Selv om bryterutstyrets design har garantert korrekt sammenkoblingssekvens, må delene, men operatøren som skal bruke bryterutstyret, fortsatt overholde driftsprosedyrene og tilhørende krav. Driften skal ikke være valgfri og ikke bli sittende fast i drift uten analyse før drift. Ellers er det lett å skade utstyret og til og med forårsake ulykker.

Fremgangsmåte for drift av høyspenningsbryteranlegg

(1) Lukk alle skapdører og bakre tetningsplater og lås dem.

(2) Sett betjeningshåndtaket til jordbryteren inn i det sekskantede hullet nederst til høyre på midtdøren, vri det mot klokken i omtrent 90° for å åpne jordbryteren. Ta ut betjeningshåndtaket. Låsekortet ved betjeningshullet vil sprette tilbake automatisk, dekke betjeningshullet, og bakdøren til koblingsskapet vil låses.

(3) Observer om instrumentene og signalene på den øvre skapdøren er normale. Normalt lyser strømlampen til mikrodatamaskinens beskyttelsesenhet, posisjonslampen for håndtest, indikatorlampen for åpning av sikringsbryteren og indikatorlampen for energilagring. Hvis ingen av indikatorene lyser, åpner du skapdøren og bekrefter at bussens strømbryter er lukket. Hvis den er lukket, lyser indikatorlampen fortsatt ikke, og deretter må kontrollsløyfen kontrolleres.

(4) Sett inn sveivpinnen på sikringsbryteren og trykk den hardt. Vri sveiven med klokken. 6 kV-bryterutstyret går ca. 20 runder. Når sveiven tas ut, høres en tydelig "klikkelyd". På dette tidspunktet er den andre pluggen låst. Se på sikringsbryterens håndleddsposisjon og se det tilhørende signalet (arbeidslyset for håndleddsposisjonen er nå slukket). Det bør samtidig bemerkes at når håndleddet er i arbeidsposisjon, er låseplaten ved betjeningshullet på jordkniven låst og kan ikke trykkes ned.

(5) På betjeningsinstrumentet på døren, slå på sikringsbryteren, og samtidig tennes den røde indikatorlampen på døren for lukkeinstrumentet. Bremselyset peker grønt. Kontroller det elektriske displayet, plasseringen av sikringsbryterens mekaniske punkter og andre relaterte signaler. Alt er normalt. 6 (Bryteren viser håndtaket med klokken til panelets plassering. Håndtaket skal automatisk tilbakestilles til forhåndsinnstilt posisjon etter at det slippes).

(6) Hvis effektbryteren åpnes automatisk etter lukking eller åpnes automatisk under drift, er det nødvendig å finne årsaken til feilen og utbedre feilen, slik at den kan sendes tilbake i henhold til prosedyren ovenfor.

4. Betjeningsmekanisme for sikringsbryter

1, elektromagnetisk driftsmekanisme

Den elektromagnetiske betjeningsmekanismen er en moden teknologi som bruker en tidligere type brytermekanisme. Strukturen er enkel, det finnes omtrent 120 mekaniske komponenter. Den bruker elektromagnetisk kraft produsert av strømmen i lukkespolens drivbryterkjernen. Lukkemekanismen er en støtmekanisme for å lukke. Størrelsen på lukkeenergien avhenger fullstendig av størrelsen på bryterstrømmen. Derfor kreves det en stor lukkestrøm.

Fordelene med elektromagnetiske driftsmekanismer er som følger:

Strukturen er enkel, arbeidet er mer pålitelig, prosesseringskravene er ikke veldig høye, produksjonen er enkel, produksjonskostnadene er lave;

Kan realisere fjernkontrolldrift og automatisk gjeninnkobling;

Den har gode egenskaper for lukke- og åpningshastighet.

Ulempene med elektromagnetisk driftsmekanisme inkluderer hovedsakelig:

Lukkestrømmen er stor, og strømforbruket av lukkespolen er stort, noe som krever en kraftig likestrømsdriftsforsyning.

Lukkestrømmen er stor, og den generelle hjelpebryteren og relékontakten kan ikke oppfylle kravene. En spesiell likestrømskontakt må utstyres, og likestrømskontakten med lysbueundertrykkelsesspole brukes til å kontrollere lukkestrømmen, slik at lukke- og åpningsspolen styres.

Driftshastigheten til betjeningsmekanismen er lav, kontakttrykket er lite, det er lett å forårsake kontakthopp, lukketiden er lang, og endringen i strømforsyningsspenningen har stor innflytelse på lukkehastigheten;

Materialkostnader, klumpete mekanisme;

Utendørs transformatorstasjonsbryterhus og betjeningsmekanisme er vanligvis montert sammen. Denne typen integrerte sikringsbryter har vanligvis bare funksjoner som elektriske, elektriske og manuelle punkter, og har ikke manuelle funksjoner. Når betjeningsmekanismeboksen svikter og sikringsbryteren nekter å virke elektrisk, må den behandles med strømbrudd.

2, fjærmekanisme

Fjærmekanismen består av fire deler: fjærenergilagring, lukkevedlikehold, åpningsvedlikehold og åpning. Antall deler er mer, omtrent 200, og bruker energien som er lagret av fjærens strekking og sammentrekning av mekanismen til å kontrollere lukking og åpning av effektbryteren. Fjærens energilagring realiseres ved å betjene energilagringsmotorens retardasjonsmekanisme, og lukke- og åpningsvirkningen til effektbryteren styres av lukke- og åpningsspolen. Derfor avhenger energien i lukke- og åpningsvirkningen av effektbryteren av energien som er lagret av fjæren, og har ingenting å gjøre med størrelsen på den elektromagnetiske kraften. Den trenger ikke for mye lukke- og åpningsstrøm.

Fordelene med fjærmekanismen er som følger:

Lukke- og åpningsstrømmen er ikke stor, trenger ikke høy strømforsyning til drift;

Den kan brukes til fjernlagring av elektrisk energi, elektrisk lukking og åpning, samt lokal manuell energilagring, manuell lukking og åpning. Derfor kan den også brukes til manuell lukking og åpning når strømforsyningen forsvinner eller betjeningsmekanismen nekter å fungere. Rask lukking og åpning, påvirkes ikke av endringer i strømforsyningsspenningen, og kan levere rask automatisk gjeninnkobling;

Energilagringsmotoren har lav effekt og kan brukes til både vekselstrøm og likestrøm.

Fjærmekanismen kan overføre energi for å oppnå best mulig samsvar, og gjøre alle typer bryterspesifikasjoner for brytestrøm felles for én type betjeningsmekanisme, velg forskjellige energilagringsfjærer, kostnadseffektivt.

De viktigste ulempene med fjærmekanismen er:

Strukturen er kompleks, produksjonsprosessen er kompleks, prosesseringsnøyaktigheten er høy, produksjonskostnadene er relativt høye;

Stor driftskraft, høye krav til komponentenes styrke;

Lett å oppstå mekanisk svikt som gjør at betjeningsmekanismen nekter å bevege seg, brenner lukkespolen eller kjørebryteren;

Det er et fenomen med falskt hopp, noen ganger er det falske hoppet etter åpningen ikke på plass, ute av stand til å bedømme dets kombinerte posisjon;

Egenskapene til åpningshastigheten er dårlige.

3, permanentmagnetoperasjonsmekanisme

Den permanentmagnetiske betjeningsmekanismen følger samme arbeidsprinsipp og struktur som en ny type, og består av en permanentmagnet, en lukkespole og en bremsespole. Den kansellerer fjærmekanismen for den elektromagnetiske betjeningsmekanismen og bevegelsen, forbindelsesstangen og låsemekanismen. Strukturen er enkel, med få deler på omtrent 50, og det er bare én hovedbevegelig del i drift, noe som har svært høy pålitelighet. Den bruker en permanentmagnet for å holde sikringsbryterens posisjon. Det er en betjeningsmekanisme for elektromagnetisk drift, permanentmagnetholding og elektronisk kontroll.

Prinsipp for permanentmagnetens driftsmekanisme: Etter at spolen lukkes, genereres elektrisitet på toppen, og permanentmagnetens magnetiske krets beveger seg i motsatt retning av magnetisk fluks. Den magnetiske kraften som produseres av superposisjon av to magnetfelt, fører til at kjernen beveger seg dynamisk nedover. Etter bevegelsen er det omtrent halvparten av turen. Dette skyldes at den nedre delen av magnetisk luftspalte reduseres, og permanentmagnetens magnetfeltlinjer flyttes til den nedre delen, i samme retning som spolens magnetfelt og permanentmagnetfeltet, slik at jernkjernens hastighet beveger seg nedover. På dette tidspunktet forsvinner lukkestrømmen. Permanentmagneten bruker lavmagnetoimpedanskanalen som leveres av de bevegelige og statiske jernkjernene for å holde den bevegelige jernkjernen i en stabil lukkeposisjon. Når bremsespolen produserer elektrisitet, produseres den nederst i magnetkretsen og permanentmagneten i motsatt retning av magnetfluksen. Den magnetiske kraften som produseres ved superposisjon av to magnetfelt, gjør at kjernen beveger seg dynamisk oppover. Etter bevegelsen til omtrent halvparten av turen, reduseres det øvre luftgapet i magnetkretsen, og permanentmagnetens magnetiske kraftlinje overføres til den øvre delen av bremsespolen, og permanentmagnetens magnetfelt beveger seg i samme retning som permanentmagnetens magnetfelt. Dette gjør at jernkjernens hastighet beveger seg oppover. Til slutt når den en delvis lukkeposisjon. Når portstrømmen forsvinner, bruker permanentmagneten lavmagnetoimpedanskanalen som leveres av de bevegelige og statiske jernkjernene for å holde den bevegelige jernkjernen i en stabil åpningstilstand.

Fordelene med permanentmagnetens betjeningsmekanisme er som følger:

Bruk bistabil dobbel spolemekanisme. Permanent magnetisk driftsmekanisme for punktlukking av lukkespolen. En permanentmagnet som matcher punktlukkingspolen, løser problemet med punktene bedre når man bytter til høy effektenergi. På grunn av permanentmagneten med magnetisk energi kan den brukes som en lukkeoperasjon. Punktene som gir energi til lukkespolen kan reduseres, slik at du ikke trenger for mye punktlukkingsstrøm.

Ved å bevege jernkjernen opp og ned, gjennom svingarmen, virker isolasjonsstangen på den dynamiske kontakten til sikringsbryterens vakuumbuekammer. Dette implementerer eller utfører sikringsbryterpunkter. Dette erstatter den tradisjonelle mekaniske låsemetoden. Den mekaniske strukturen er sterkt forenklet, materialet reduseres, kostnadene reduseres, feilpunktene reduseres, påliteligheten til den mekaniske handlingen forbedres betraktelig, og vedlikeholdet kan reduseres med mindre vedlikehold.

Den permanentmagnetiske kraften til permanentmagnetens betjeningsmekanisme vil nesten ikke forsvinne, og levetiden er opptil 100 000 ganger. Den elektromagnetiske kraften brukes til åpning og lukking, og den permanentmagnetiske kraften brukes til å opprettholde bistabil posisjon, noe som forenkler overføringsmekanismen og reduserer energiforbruket og støyen til betjeningsmekanismen. Levetiden til permanentmagnetens betjeningsmekanisme er mer enn 3 ganger lengre enn den til den elektromagnetiske betjeningsmekanismen og fjærbetjeningsmekanismen.

Bruk kontaktløs, ingen bevegelige komponenter, ingen slitasje, ingen sprettfri elektronisk nærhetsbryter som hjelpebryter, det er ingen dårlig kontaktproblemer, pålitelig handling, drift påvirkes ikke av det ytre miljøet, lang levetid, høy pålitelighet, for å løse problemet med kontaktsprett.

Bruk synkron nullgjennomgangsbryterteknologi. Dynamisk og statisk kontakt med kretsbryteren styres av det elektroniske kontrollsystemet. Systemspenningsbølgeformen kan variere på hvert nivå i strømbølgeformen gjennom null ved brudd. Innkoblingsstrømmen og overspenningsamplituden er liten for å redusere påvirkningen på strømnettet og utstyrets drift. Den elektromagnetiske driftsmekanismen og fjærens drift er tilfeldig, noe som kan produsere høy innkoblingsstrøm og overspenningsamplitude. Dette har stor innvirkning på strømnettet og utstyret.

Permanentmagnetmekanismen kan realisere lokal/fjern åpning og lukking, kan også realisere beskyttende lukke- og gjeninnkoblingsfunksjon, kan åpnes manuelt. Fordi den nødvendige strømkapasiteten er liten, bruk av kondensatorer for direkte kobling av strømforsyning, er kondensatorens ladetid kort, ladestrømmen er liten, slagmotstanden er sterk, og etter strømbrudd kan sikringen fortsatt være av og på.

De viktigste ulempene med permanentmagnetiske betjeningsmekanismer er:

Kan ikke lukkes manuelt, strømforsyningen forsvinner under drift, kondensatorens strøm er uttømt, hvis kondensatoren ikke kan lades, kan den ikke lukkes ved drift;

Manuell åpning, den innledende åpningshastigheten bør være stor nok, så den trenger mye kraft, ellers kan den ikke betjenes;

Kvaliteten på energilagringskondensatorer er ujevn og vanskelig å garantere;

Det er vanskelig å oppnå den ideelle åpningshastighetskarakteristikken;

Det er vanskelig å øke åpningseffekten til permanentmagnetens betjeningsmekanisme.