Cum sunt aranjate și cum funcționează separatoarele de înaltă tensiune

Dispozitive de înaltă tensiune: cum sunt aranjate și funcționează deconectatoarele. Printre echipamentele electrice de înaltă tensiune, sunt utilizate diverse dispozitive de comutare. Unul dintre grupurile lor se numește „Deconectatori”.

Programare

Aceste structuri sunt folosite pentru a crea o întrerupere a circuitului electric, care nu numai că oprește alimentarea cu tensiune, dar trebuie și să fie vizibilă vizual.

Cert este că de-a lungul istoriei lungi a exploatării energiei electrice s-au dezvoltat tradiții pentru utilizarea în siguranță a acesteia. Întreruperile de alimentare prin întrerupătoarele de sarcină cu dispozitive tehnice sofisticate sunt ascunse observării. În caz de accidente, tensiunea rămâne în zona destinată scoaterii din funcțiune. Acest lucru este foarte periculos și este o condiție prealabilă directă pentru șoc electric sau deteriorarea echipamentelor electrice.

Din aceste motive, în circuitul de înaltă tensiune sunt instalate deconectatoare în serie cu întrerupătoarele și, de regulă, după acestea, pentru a asigura siguranța funcționării.

Pentru a înțelege acest proces, vom prezenta o parte din circuitul electric atunci când energia electrică de la sursa postului de transformare nr. 1 este transmisă printr-o linie de alimentare împărțită în 5 secțiuni de lucru către stațiile nr. 2 și nr. 3.

Să presupunem că în secțiunea nr. 3 (marcată cu roșu) este necesar să se efectueze lucrări tehnice care necesită, conform condițiilor de siguranță, detensionare.

Pentru a face acest lucru, va trebui să opriți întrerupătoarele de alimentare:

• statia electrica nr 1;

• stațiile consumatoare nr.2 și nr.3, care sunt în funcțiune pe partea de joasă tensiune și vor genera energie electrică pe linie, inclusiv secțiunea nr.3, datorită efectului de transformare inversă.

În cazul unei defecțiuni a oricăruia dintre comutatoare sau a unei erori sau a pornirii lor spontane neautorizate, tensiunea va apărea pe secțiunea de lucru nr. 3, iar acest lucru este inacceptabil.

Prin urmare, după fiecare întrerupător din circuitul electric este instalat un deconectator, ceea ce creează în plus o întrerupere sigură și vizibilă a circuitului.

Imaginea de mai sus este un design simplu cu o singură linie. În practică, totuși, liniile de înaltă tensiune folosesc cel puțin trei faze. O diagramă mai precisă pentru cazul nostru de pregătire a șantierului nr. 3 pentru întreținere va fi următoarea.

Pe ea, fiecare fază «A», «B», «C» a liniei de alimentare este afișată în propria sa culoare: galben, verde și roșu. La toate substațiile este deconectat mai întâi de propriul întrerupător și apoi de separator. Abia atunci fiecare fază a liniei de alimentare pentru amplasamentul nr. 3 este împământat.

În această figură, problema împământării nu este prezentată complet, ci doar pentru a demonstra necesitatea implementării acesteia.

Locația deconectatorului în circuit determină proiectarea sa simplificată în comparație cu întrerupătorul. Acest lucru se datorează faptului că comutatorul trebuie să întrerupă în mod fiabil electricitatea care trece prin el în timpul funcționării normale și curenții de scurtcircuit de urgență de marimi mari care pot apărea la un moment neprevăzut în timp oriunde în secțiunea circuitului protejată de comutator.

Aceste procese sunt foarte complexe, sunt legate de ionizarea mediului și de apariția unui arc electric puternic care poate arde contactele. Pentru a preveni acest fenomen se folosesc diverse solutii tehnice, bazate pe folosirea suporturilor cu proprietati izolante. Ele umplu zona de lucru a întreruptorului unde circuitul este întrerupt.

A doua direcție de tratare a arcului este de a asigura viteza maximă a mecanismului de declanșare. Timpul său de funcționare este comparabil cu o explozie și are loc în aproximativ două perioade de oscilație a armonicii curentului sinusoidal.

Același timp este necesar pentru protecțiile moderne cu mijloace automate de detectare a unei defecțiuni în circuit și de trimitere a unei comenzi la antrenarea întreruptorului.

Prin urmare, timpul de oprire de urgență prin protecție și automatizare este de aproximativ 0,04 sec.

Pentru deconectatoare, astfel de dispozitive complexe nu sunt necesare. Sunt proiectate pentru a fi oprite de mâna operatorului sau de motoarele electrice fără grabă. Deoarece separatoarele sunt instalate după comutatoare, aceștia funcționează numai după ce tensiunea este îndepărtată, când nu poate exista arc.

Locația întreruptorului și a întreruptorului poate fi văzută pe un fragment din schema de funcționare a dispecerului.

Așa arată imaginea locației acestei substații, transmisă de satelit.

Vedere a aceleiași zone de la sol din partea laterală a suportului principal.

Prin urmare, deconectatoarele creează o întrerupere vizibilă a circuitului electric pentru întreținerea lui în siguranță după ce întrerupătorul oprește tensiunea... Acesta este scopul lor principal.

Design de deconectare

Dispozitivul unui deconectator de înaltă tensiune este destul de complex, dar în același timp este mult mai simplu decât cel al unui întrerupător de putere de aceeași tensiune. Să ne uităm la exemple de implementare a acestora pentru echipamente de 330 kV.

Singurii curenți care declanșează astfel de deconectatoare sunt posibile descărcări capacitive de la tensiuni induse. Contactele de alimentare ale deconectatoarelor sunt proiectate pentru a întrerupe alimentarea cu energie a acestora. În stare de funcționare, curentul maxim de sarcină trece prin ele.

Dulapurile de comandă ale convertizorului sunt proiectate pentru a controla fiecare fază a deconectatorului individual sau în combinație.

Dacă te uiți cu atenție la imaginile de mai sus, vei vedea că contactele de comutare ale comutatorului și ale separatorului sunt situate la o înălțime considerabilă. Acest lucru este din motive de siguranță pentru restul echipamentelor și personalului de service.

În instalațiile de distribuție exterioare de 110 kV, înălțimea de siguranță a deconectatorului este mai mică.

Deci este mai bine să le întreținem, mai ușor și mai ieftin de instalat. Cu toate acestea, acest lucru necesită o atenție specială din partea personalului care operează sub deconectatorul pus în funcțiune. În practică, au existat cazuri când lucrătorii pe vreme umedă își ridicau părul, reducând distanța de siguranță față de echipamentele electrice și căzând sub o tensiune de 110 kV.

Acest lucru confirmă încă o dată că măsurile de siguranță nu trebuie doar bine cunoscute, ci și executate impecabil.

Locația deconectatoarelor de linie de transmisie aeriană de 10 kV pe stâlpi în apropierea tabloului de distribuție interioară cu întrerupătoare de alimentare a stației este prezentată în fotografie.

Următoarea imagine arată cum să operați separatorul de linie de 10 kV utilizând o acționare manuală. Transformatorul de putere este în apropiere.

Separatoarele pentru liniile aeriene de 6 kV au același dispozitiv ca și pentru liniile de 10 kV.

Toate fotografiile arată că fiecare deconectator este format din următoarele elemente structurale:

• cadru electric plasat la o înălțime sigură;

• izolatoare de susținere montate ferm pe cadru la capetele golului format pentru fiecare fază;

• un sistem de contact care asigură trecerea fiabilă a curentului nominal al liniei și deconectează alimentarea cu tensiune în stare deschisă la secțiunea destinată serviciului;

• sisteme de control al mișcării cuțitului.

Pentru deconectatoarele utilizate pentru circuite cu o tensiune de 110 kV și mai sus, sistemul de contact este format din două semicuțite mobile care sunt îndoite în direcții opuse. În alte modele, se folosește mai des un cuțit mobil, care este introdus într-un contact fix.

Separatoarele sunt clasificate dupa:

• numărul de poli;

• natura instalației (interior sau exterior);

• tipul de mișcare a cuțitului pentru a crea ruperea lanțului (rotativ, tăiat sau balansat);

• metode de control: manual cu o tijă de izolare de acționare sau sistem de pârghie, sau automat cu motoare electrice (se pot folosi hidraulice și chiar pneumatice) cu sistem de control.

Toate operațiunile cu deconectatoare din schema de lucru sunt clasificate drept lucrări periculoase, ele sunt efectuate numai de personal instruit și instruit folosind formulare special concepute sub controlul direct al dispecerului.

Separatoare de interblocare

O caracteristică a deconectatoarelor de înaltă tensiune este că împreună cu acestea, pe aceeași platformă, cuțitele de împământare sunt adesea amplasate pe ambele părți ale golului creat. Este convenabil să le manipuleze pentru personalul de exploatare care efectuează comutarea în circuitele de alimentare.

La pornire, este important să respectați corect secvența de aplicare/înlăturare a legăturii la pământ și de pornire/oprire a separatorului. Întrerupătorul nu trebuie pornit în timp ce împământarea este instalată pe ambele părți ale separatorului. Acest lucru va provoca un scurtcircuit.

De asemenea, nu puteți forța împământarea atunci când deconectatorul este pornit și tensiunea este aplicată circuitului, ceea ce va crea și un scurtcircuit.

Pentru a preveni situațiile greșite în timpul comutării, blocarea tehnică a acțiunilor personalului de service este utilizată cu împământare, deconectatoare și întrerupătoare staționare. Ea poate fi:

• pur mecanic;

• electrice (pe baza utilizării unei încuietori electromagnetice);

• combinate.

Modelele de blocare sunt diferite. Complexitatea și fiabilitatea lor cresc pe măsură ce crește tensiunea utilizată în bucla primară.

Pentru a controla tipurile electrice de interblocare, contacte suplimentare utilizate în circuitele secundare sunt montate pe arborii rotativi ai paletelor de contact. Acestea se numesc bloc de contact KSA. Ele repetă complet poziția deconectatorului, în același timp se închid sau se deschid.Pentru a extinde capacitățile circuitelor de control, protecțiile și automatizarea întrerupătoarelor și liniilor, aceste blocuri de contact sunt proiectate atât cu poziții normal deschise cât și închise.

Un bloc similar de contacte este, de asemenea, montat pe acționările cuțitelor staționare de împământare și întrerupătoarelor de întrerupere.

Circuitele de control al blocării electromagnetice se bazează pe principiul creării de circuite în serie și paralele ale circuitelor electrice din contactele repetoarelor de poziție a echipamentului principal: întrerupătoare, deconectatoare, cuțite de împământare.

Când poziția unuia dintre aceste dispozitive de comutare este schimbată de către personalul de service, contactele lor secundare, asamblate într-o anumită schemă logică, sunt comutate în mod corespunzător. Dacă cerințele de siguranță sunt încălcate, atunci blocarea electromagnetică interzice acțiuni ulterioare cu echipamentele de putere.

În acest caz, este necesar să se înțeleagă corectitudinea acțiunilor efectuate și să se caute greșeala făcută.

Circuitele de interblocare pentru deconectatoarele substațiilor sunt alimentate de surse de tensiune DC dedicate.

Cerințe obligatorii pentru deconectatoare:

• asigurarea unui gol vizibil;

• rezistenta structurala la efectele dinamice si termice;

• fiabilitatea izolației în toate condițiile meteorologice;

• claritatea muncii în caz de deteriorare a condițiilor de lucru pe timp de ploaie, ninsoare, formațiuni de gheață;

• simplitatea designului, oferind ușurință în utilizare și întreținere.

Pentru mai multe detalii despre caracteristicile de funcționare ale deconectatoarelor, vezi Acest articol.