Hem Svampar Vrs 110 avskrift. Vakuumbrytare. Enligt högsta driftspänning

Svampar

Vrs 110 avskrift. Vakuumbrytare. Enligt högsta driftspänning

A. Nazarychev, chefsingenjör för Contact T&D LLC, chef. Institutionen för Ivanovo Energy University, vicerektor för vetenskapligt arbete PEIPK, doktor i tekniska vetenskaper, professor; A. Surovov, direktör för Contact T&D LLC; V. Chaika, chefsdesigner för JSC NPP Kontakt; A. Tadzhibaev, rektor för St. Petersburgs energiinstitut för avancerade studier (PEIPK), doktor i tekniska vetenskaper, professor

Teknisk omutrustning av det elektriska distributionsnätet är grunden för att modernisera ekonomin i ryska regioner. Renoveringsprogrammet för elnätskomplexet för perioden 2011 till 2020, utvecklat av IDGC Holding, sätter som prioriterade uppgifter att minska slitaget på utrustningen till 46-48 %, elförlusterna till 6,1 %, samt en dubbel minskning. i antalet tekniska överträdelser.

LUFT- OCH OLJEBRYTARE

Den viktigaste utrustningen i distributionsnätverk är omkopplingsanordningar, vars funktion bestämmer tillförlitligheten hos alla transformatorstationer, kraftledningar och ställverk i alla driftslägen.

Högspänningsbrytare är huvudströmbrytarna i elektriska installationer och används för att stänga av och slå på kretsar i alla lägen: nominell kontinuerlig, överbelastning, kortslutning (kortslutning), tomgång, asynkron drift. Den svåraste och mest ansvarsfulla operationen är att koppla bort kortslutningsströmmar och slå på en befintlig kortslutning. Det totala antalet högspänningsbrytare med en spänning på 110-750 kV i drift är cirka 30 tusen. De är fördelade enligt spänningsklasser enligt tabellen. 1.

Från bordet 1 är det klart att största antal effektbrytare - 95,7% drivs i spänningsklassen 110-220 kV.

Tillräckligt länge sedan i kraftsystem i dessa spänningsklasser användes oljetank, lågoljepelare och luftbrytare olika typer. Idag är antalet brytare som har fullbordat sin normala livslängd 40% av det totala antalet brytare i drift, inklusive 90% av tankoljebrytare av typen MKP-110 och 40% av typen U-110 strömbrytare, 30 % av luftströmbrytarna har tjänat sin standardlivslängd VVN-110, 40 % av luftströmbrytarna VVN-220. Bakom senaste åren Antalet skador på hushållsbrytare har ökat märkbart. De främsta skälen är:
. slitage på huvudenheterna av strömbrytare;
. ofullständig design av enheter i drift;
. bristande efterlevnad av klimatförhållandena;
. defekter orsakade av dålig kvalitet på reparationer och material som används vid reparationer;
. tillverkningsfel;
. överträdelser av reglerande och direktivdokument om reparationsperioder och driftsätt;
. installation av shuntreaktorer och kondensatorbanker i kretsar för vilka omkopplare inte är avsedda;
. installation i kretsar där kortslutningsströmmar och återställningsspänning överstiger omkopplarens normaliserade parametrar.

Bestämmelserna i den tekniska policyn i distributionsnätverkskomplexet ställer följande ganska höga krav på moderna högspänningsbrytare:
. pålitlig avstängning av alla strömmar (inklusive kortslutningsströmmar);
. operationshastighet, dvs. minst tid stänga av och på;
. Lämplig för snabb automatisk återstängning, d.v.s. snabb påslagning av strömbrytaren omedelbart efter avstängning;
. möjlighet till fas-för-pol (pol) styrning för effektbrytare 110 kV och högre;
. Tillgång till omkopplings- och mekaniska resurser, vilket säkerställer en livslängd mellan reparationer på minst 15-20 år;
. minimal mängd operationer Underhåll Under operationen;
. maximal minskning av vikt- och storleksindikatorer;
. minskning av driftskostnaderna;
. explosion och brandsäkerhet.

Dessa krav är svåra att uppfylla traditionella metoder ljusbågssläckning i olja eller luft. Möjligheter till ytterligare betydande förbättring av växlar med traditionella sätt bågsläckning är nästan slut.

VAKUUM- OCH SF6-GASBRYTARE

Uppfyllelse av ökade krav på effektbrytare är möjlig genom att använda moderna SF6 och vakuumbrytare (VC) i ställverk av transformatorstationer. För närvarande ersätter strömbrytare med vakuum- och gasisolerade ljusbågssläckare (EA) olje-, elektromagnetiska och luftströmbrytare. Faktum är att fjärrkontroller för vakuum- och SF6-brytare inte kräver reparationer. minst i 20 år, medan i oljeväxlar blir oljan förorenad med fria kolpartiklar vid driftstopp och dessutom minskar oljans isolerande egenskaper på grund av att fukt och luft tränger in i den. Detta leder till att oljan måste bytas minst en gång vart fjärde år. Ljusbågsdämpningsanordningar på luftbrytare kräver rengöring vid ungefär samma tidpunkt. Dessutom har slitna luftströmbrytare tryckluftsläckor från fjärrkontrollen, vilket förhindrar normal drift. Ljusbågsanordningarna hos vakuum- och SF6-brytare är inneslutna i förseglade kapslingar och deras inre isolering påverkas inte av yttre miljön. En ljusbåge vid avstängningar i vakuum eller i SF6-gas minskar praktiskt taget inte heller egenskaperna hos ljusbågssläcknings- och isoleringsmediet.

FGC UES och IDGC Holdings regleringsdokument har fastställt beslutet om primär användning av SF6-brytare vid konstruktion, ombyggnad, teknisk omutrustning och utbyte av utrustning vid transformatorstationer med spänningar på 330-750 kV, och vakuumbrytare på transformatorstationer med spänningar på 6, 10, 20, 35 kV. I spänningsklassen 110-220 kV idag, vid nystartade transformatorstationer, i avsaknad av alternativa alternativ, föreslås det att använda SF6-brytare, som, för alla sina fördelar, också har ett antal av efter problematiska frågor.

De fysiska egenskaperna hos användningen av SF6-gas (svavelhexaurid - SF 6) i högspänningsbrytare som ett isolerande och ljusbågssläckande medium innebär behovet av att underhålla högt blodtryck(1,5-2,5 atm.) för att säkerställa den erforderliga nivån av omkopplingskapacitet och elektrisk styrka hos interkontaktgapet. Under långvarig drift av strömbrytaren är SF6-gasläckor möjliga. Samtidigt minskar trycket i ljusbågssläckningskammaren. I vakuumbrytare modern teknik Tillverkningen av vakuumbågssläckningskammare (VAC) har förts till en nivå som garanterar det erforderliga vakuumet under hela VACs livslängd - 25-40 år.

Trycket i fjärrkontrollen till SF6-omkopplare kan också minska med betydande fluktuationer i omgivningstemperaturen. Om trycket sjunker under de angivna kritiska värdegränserna, som bestäms individuellt för olika typer av fjärrkontroll, finns det risk för att SF6-gapet går sönder eller att omkopplaren går sönder vid bytet. För att förhindra denna typ av fel är det nödvändigt att övervaka driftstrycket i ljusbågssläckningskammaren i SF6-strömbrytaren med hjälp av en tryckmätare och snabb pumpning av SF6-gas till de angivna gränserna. Dessutom, när man integrerar SF6-gasväxlar i ett digitalt transformatorstationssystem, är kostnaden för att organisera överföringen av information om SF6-gastryck jämförbar med kostnaden för själva växeln. Vakuumbrytaren kan användas i temperaturområdet från +50° till -60°C, och det finns inget behov av att installera en vakuumtillståndsövervakningssensor i VDK.

Till exempel finns det ett känt fall av blockering av styrkretsarna för 59 110-500 kV SF6-tankomkopplare tillverkade av ett antal europeiska företag vid en omgivningstemperatur på -41°C i Tyumen-regionen 2006 på grund av ofullständig design, otillräcklig effekt, låg tillförlitlighet hos tankuppvärmningsanordningar och systembrister kontroll av trycket (densiteten) av SF6-gas. Därför, när du väljer strömbrytare för regioner med kallt klimat, bör företräde ges antingen till strömbrytare fyllda med en gasblandning som inte kräver uppvärmning, eller följande är nödvändiga: installation av ytterligare värmeisolering av tankar, ytterligare uppvärmning av pulsad gas rör, vilket ökar kraften hos värmare. Allt detta komplicerar och ökar kostnaden för konstruktionen av SF6-växlar och ökar förbrukningen av el för deras egna behov, och gör därför SF6-växlar energiineffektiva. Det bör också noteras att de relativt höga kostnaderna för produktion, rening och bortskaffande av SF6-gas.

Trots den beprövade säkerheten hos SF6-brytare under normala driftsförhållanden uppstår miljöproblem akut vid reparation och kassering av brytare som har gått ut. Faktum är att vissa SF6-gasnedbrytningsprodukter är mycket giftiga och kan skada människor och miljön. I tabell Tabell 2 visar graden av fara för SF6-gasnedbrytningsprodukter.

Analyserar tabellen. 2, kan vi dra slutsatsen att det miljöfarligaste är att komma in miljö både själva SF6-gasen och dess nedbrytningsprodukter, som innehåller giftiga ämnen. Eftersom miljökrav aktualiseras idag, förbjuder Rysslands lagstiftning och de länder som deltar i Montrealprotokollet utsläpp till atmosfären av fluorhaltiga ämnen, inklusive SF6-gas. Därför, för att säkerställa säkerheten och uppfylla moderna miljökrav, förbättra driftkvaliteten och kulturen vid introduktion av SF6-utrustning, är det nödvändigt att utrusta företag i det elektriska distributionsnätkomplexet med moderna gastekniska enheter, såväl som utrustning för rening av SF6 gas och återvinning av dess nedbrytningsprodukter, vilket kommer att kräva betydande ekonomiska kostnader.

Avtalet (Climate Change Pact), som undertecknades av de flesta länder i världen i den japanska staden Kyoto 1997, nämner uttryckligen SF 6 som en potentiell farlig gas, som har växthuseffekt, och avtalsparter åläggs att avstå från att använda den. Därför har man i många länder försökt att utveckla högspännings-VDC som skulle ersätta de SF6-brytare som används idag.

Vakuumbrytare Idealiska ur miljösynpunkt, de är mycket tillförlitliga, har längre kopplingslivslängd och kan arbeta vid temperaturer ner till -60°C.

I spänningsklassen 6-35 kV har vakuumbrytare länge ersatt positionen för SF6-brytare och har använts framgångsrikt i mer än 15 år. Vid modernisering och nybyggnation av 6-10 kV slutna ställverk vid transformatorstationer av FGC UES och IDGC Holding beaktas inte andra typer av brytare än vakuum alls. Det enda undantaget är 6 kV inomhusställverk i vissa kärnkraftverk och värmekraftverk, där man, på grund av befintliga stereotyper om möjliga överspänningar under drift av vakuumbrytare, fortfarande överväger att installera SF6-brytare, och som en regel, importerade sådana - Schneider Electric, ABB, Areva.

Utvecklingen av 110-220 kV vakuumbrytare har upprepade gånger diskuterats i rapporter och material från International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum (ISDEIV - International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum), vilket utan tvekan indikerar utvecklarnas intresse och tillverkare av vakuumkopplingsutrustning i högspänningsklasser. Baserat på symposiets material kan vi prata om följande trender inom forskning och utveckling av vakuumkopplingsteknik för högspänningsklasser:
. Att reducera dimensionerna på vakuumbrytare är möjligt genom att optimera den elektriska styrkan hos VDC-kontaktsystemet och öka tätheten av omkopplade strömmar per enhetskontaktarea;
. baserat på de senaste resultaten av forskning om elektrisk hållfasthet i vakuum, skapandet av konstruktioner för strömbrytare och VDC för stora spänningsklasser (konstruktion av enkelbrytarkammare för högspänning) och designlösningar för flerbrytarkammare och flerkammarströmställare ;
. lösning på problemet med att säkerställa återställandet av elektrisk styrka i VDC efter att ljusbågen har släckts. Erosionsprocesser och termisk uppvärmning av kontakter begränsar avsevärt hastigheten och nivån av återställande av den elektriska styrkan hos VDC. Toppmodern kunskap gjorde det möjligt för oss att utveckla VDC för spänningar upp till 145 kV, vilket gör det möjligt att skapa enkel- och dubbelbrytande vakuumbrytare 110 kV och dubbelbrytande vakuumbrytare 220 kV;
. Arbetet fortsätter med att optimera kontaktmaterial och VDC-design.

VAKUUMBÅGSKAMMARE

Historien om utvecklingen av VDC för högspänningsklasser går tillbaka många år i världen. Länder som Ryssland, Tyskland, Frankrike, Storbritannien, USA, Kina bedriver aktivt forskning om skapandet av vakuumbrytare baserade på högspänning och höga kopplingsströmmar. Siemens har utvecklat vakuumgeneratorbrytare med märkströmmar på upp till 80 kA. Problemet med att passera stora märkströmmar i dessa enheter löses av parallellkoppling flera vakuumbågarrännor vid varje stolpe.

De mest betydande resultaten erhölls i Japan, på grund av den växande energiförbrukningen i detta land, såväl som aspekter nationell säkerhet. Så småningom senaste prestationerna: på hemmamarknad I Japan uppträdde VDC för spänningar på 126 kV, 145 kV (Fig. 1, längd 700 mm, diameter 200 mm, Cu-Cr-kontakter, med axiella magnetiskt fält) och även en dubbel VDC i porslin för en spänning på 168 kV.

I japanska kraftsystem har dubbel- och enkelbrytande vakuumbrytare baserade på VDC framgångsrikt använts för spänningar på 126–168 kV, märkströmmar upp till 2000 A och märkström på upp till 40 kA. I fig. 2, 3 visar exempel på sådana vakuumbrytare.

För närvarande, i Japan, har en av huvudriktningarna blivit användningen av VDC inte bara i mellanspänningsområdet, utan också i högspänningsställverk av transformatorstationer, vilket beror på sådana unika egenskaper VDK, som hög brottkapacitet, hållbarhet, säkerhet och effektivitet.

Det finns också en trend i Japan att kombinera höghastighets VDC med supraledningsteknik. Aktiv forskning bedrivs på problemet med att använda supraledande material i VDC-strukturer. Det visade sig att en sådan innovation skulle vara lämplig för strömbegränsningsanordningar i energisystem med hög effekt. Hela raden laboratorieforskning utförs i syfte att fastställa principerna för driften av sådana anordningar där strömbegränsaren skulle anslutas till ett element med högtemperatursupraledning parallellt med kretsen för en kraftfull energikälla. När det supraledande elementet börjar släcka strömmen som ett resultat av en överbelastning, öppnar VDC enkelt kretsen och riktar all ström till strömbegränsaren, vilket leder till säkerheten för det supraledande materialet och en minskning av dess storlek.

Ryssland, när det gäller utveckling och implementering av vakuumbrytare för spänningar på 110-220 kV, håller jämna steg med sina japanska kollegor och ligger betydligt före europeiska forskare och ingenjörer. Under 2008 testade FSUE VEI (Moskva) framgångsrikt prototyper av ryska VDK-typer KDV-60-31.5/2000 och KDV-126-40/3150, designade för spänningar på 60 respektive 126 kV AC med en frekvens på 50 Hz komplettering av dubbelbrytande och enkelbrytande vakuumbrytare 110-220 kV.

Kameran KDVA-60-31.5/2000 visas i fig. 4., konstruerad för en märkspänning på 60 kV, 50 Hz och är avsedd för en dubbelbrytande vakuumbrytare för en spänning på 110 kV (högsta driftspänningen 126 kV), märkström 31,5 kA, märkström 2000 A.

Nästa generations kamera - KDV-126-40/3150, som visas i fig. 5, är avsedd att användas för att komplettera en enkelbrytande vakuumbrytare för en spänning på 110 kV, 50 Hz, en märkström på 3150 A och en märkström på 40 kA. Dessutom, i framtiden, kan en dubbelbrytande vakuumbrytare för en spänning på 220 kV skapas på grundval av den.

Den första ryska vakuumbrytaren för en spänning på 110 kV började utvecklas 2007 i Saratov vid JSC NPP Kontakt. Tekniska krav för omkopplingsenheten godkändes av FGC UES. Under 2009 tillverkade företaget en prototyp av en dubbelbrytande vakuumbrytare baserad på KDVA-60-31.5/2000-kammare med en fjädermagnetisk drivning (Fig. 6).

Samma år påbörjades fullskalig testning av switchen i laboratorierna i själva anläggningen, FSUE VEI och Research Center VVA. Samtidigt fördes en dialog med driftspecialister, rekommendationer dök upp och ändringar gjordes i utformningen av effektbrytaren.

År 2010, baserat på positiva testresultat, mottogs ett certifikat för den första ryska 110 kV vakuumbrytaren och serieproduktion av VBP-110 kV började.

Den korta tid som NPP Kontakt OJSC spenderar på utveckling och produktion av VBP-110 kV förklaras av användningen av en strömbrytare i konstruktionen tekniska lösningar och enheter masstillverkade för vakuumbrytare i VBPS-35kV-serien. Dessa inkluderar en fjädermagnetisk drivning (för VBP-110 kV stärktes drivningen, inställningarna ändrades), brytarpoler, mekaniska enheter av stavar och axlar. Parametrarna för VBP-110-omkopplaren anges i tabellen. 3.

I slutet av 2010, i överenskommelse med IDGC Holding, kommer den första seriella VBP-110 kV att installeras vid transformatorstationer till IDGC Holdings filialer - IDGC i Center och Volga Region, nordvästra, Sibirien, Volga, norra Kaukasus.

Under 2009-2010 Baserat på KDV-126-40/3150-kammaren utvecklades en enkelbrytande vakuumbrytare för spänning 110 kV, 50 Hz, märkström 3150 A och märkström 40 kA. Växeln har en klassisk layout för kolumnväxlar. Utseende switch typ VBP-110III-40/3150 UHL1 visas i Fig. 7. Serietillverkning av en sådan brytare planeras att påbörjas 2011. Liksom i dubbelbrytaren är VBP-110III-40/3150 UHL1 avsedd att användas tidigare utvecklad och testad under driftsförhållanden (på 35 kV-klassbrytare och på de första VBP-110 kV ) enheterna och designlösningar.

Fördelarna med switchar VBP-110III-31, 5/2000 och 40/3150 UHL1 är:
. miljösäkerhet;
. möjlighet att manuellt slå på och av;
. stor omkopplings- och mekanisk resurs;
. stabil drift under svåra klimatförhållanden;
. en fri frigöringsmekanism för enheten, som gör att du kan stänga av strömbrytaren när som helst, oavsett mekanismens position;
. brand- och explosionssäkerhet;
. små dimensioner och vikt.

För Rysslands distributionsnätskomplex, när du väljer SF6 eller vakuumbrytare, kan reparations- och driftskostnader för hela standardperioden vara av avgörande betydelse. Beräkningar har visat att reparations- och underhållskostnaderna för SF6-brytare är betydligt högre (upp till 100-300 gånger) än för vakuumbrytare.

Den unika utvecklingen av ryska forskare och ingenjörer av dubbel- och enkelbrytande vakuumbrytare kommer inte bara att skapa ett verkligt alternativ till SF6-brytare, utan också vara grunden för ett program för att ersätta oljebrytare och separator-kortslutningspar (OD-kortslutning) 110 kV, och i framtiden 220 kV. Dessutom kommer användningen av innovativa typer av högspänningsvakuumbrytare att göra det möjligt att utveckla och förbättra 110-220 kV ställverk för att skapa nya blockmodulära kretslösningar som ger:
. miljösäkerhet för utrustning;
. hög grad driftsäkerhet och driftsäkerhet;
. öka nivån på fabriksberedskapen och förstora leveransblocken;
. maximal minskning av vikt och dimensioner;
. minska driftskostnaderna och säkerställa enkel underhåll och reparation;
. utveckling av obevakade fjärrstyrda digitala transformatorstationer;
. skapande av slutna ställverksställverk och inomhusställverk-110 kV med luft och kombinerad isolering, utan användning av SF6-gas.

Användningen av vakuumbrytare 110-220 kV är särskilt viktig vid användning av underhållsfria, olje- och SF6-fria ström- och spänningstransformatorer i en komplett transformatorstation. Sådana transformatorer - med optiska sensorer - används ofta i Nordamerika och Kanada, var är frågan miljösäkerhet utrustning kommer först. Optiska ström- och spänningstransformatorer integreras enkelt i digitala transformatorstationssystem, eftersom har digitala signaler vid utgången.

I följande artiklar kommer vi att titta på ideologin för att bygga moderna blocktransformatorstationer på 110 och 220 kV med de mest moderna elektriska enheterna och designlösningarna, inklusive 110-220 kV vakuumbrytare och optiska ström- och spänningstransformatorer som beskrivs i denna artikel.

VAKUUMBRYTARE 110 kV VRS-110-serien
Hittills har vakuumbrytare traditionellt ockuperat en nisch på upp till 40 kV när det gäller nätspänningsklass. I nästan alla fall användes engångsbågssläckningsanordningar.

För att skapa vakuumbrytare för högre spänningar, till exempel för en nätverksspänning på 110 kV, användes ljusbågssläckningsanordningar, bestående av flera enkelbrytare (omkopplare från Fuji, ELVEST och andra), vilket avsevärt komplicerade designen av strömbrytare.

Tack vare introduktionen av moderna tekniska framsteg blev det möjligt att skapa en enkelbrytningsvakuumbågssläckningskammare för en märknätspänning på 110 kV och att utveckla en motsvarande vakuumbrytare.

Denna typ av switch VRS-110 utvecklades och tillverkades av High-Voltage Union Concern. Växeln har klarat hela cykeln av typprov och är planerad för installation i drift vid transformatorstationer med spänningsklass 110 kV.

En av de största tekniska utmaningarna i samband med användningen av vakuumbrytare är att bestämma nivåerna för omkopplingsöverspänningar och utveckla effektiva och praktiska åtgärder för att begränsa dem.

Syftet med denna presentation är:

bestämning genom beräkning av nivåerna för omkopplingsöverspänningar vid omkoppling med en 110 kV vakuumbrytare producerad av JSC "High-Voltage Union";
utveckling av rekommendationer för begränsning av överspänningar som uppstår när
slå på vakuumbrytare för högspänningselektriska motorer och transformatorer
dike
demonstration av vakuumbrytaren VRS-110 med fjäderdrift

Information för beräkning av överspänningar vid omkoppling med vakuumbrytare av typ VRS-110 av krafttransformatorer vid 110 kV transformatorstationer såsom Vostochnaya Substation, Yuzhnaya Substation och R-29 Substation tillhandahålls av IDGC i South OJSC, dessa är anläggningar där för närvarande tiden går arbete med att installera vakuumbrytare vid 110 kV.

Som mjukvaruverktyg För numerisk analys av transienta processer användes programmet "TRIADA", utvecklat vid Institutionen för elektriska kraftverk och nätverk vid St. Petersburg State Technical University.

1. DESIGNKRETS OCH DESS PARAMETRAR.

För att beräkna överspänningar vid byte av transformatorer användes elektriska kretsscheman för 110 kV transformatorstationer som presenterats av kunden,

Ris. 1. Beräknad ekvivalent krets när elmotorn är avstängd. I den ekvivalenta kretsen i fig. 1 innehåller följande element:

För att beräkna överspänningar vid frånkoppling av transformatorer med vakuumbrytare, upprättades en ekvivalent krets, presenterad i enkellinjeform i fig. 1.

Eс - nätverksspänning;

Lc - ekvivalent nätverksinduktans;

Cс och Rc - ekvivalent kapacitans och dämpningsmotstånd för nätverket på bussarna
sektioner;

B - vakuumbrytare;

L t, C st och R t - ekvivalent induktans, kapacitans och transförlustresistans
formatterare;

Element i motsvarande krets i fig. 1 bestämdes enligt följande. Nätspänningen Ec antogs vara 127 kV.

Den ekvivalenta nätverksinduktansen Lс bestäms av strömvärdena kortslutning(Ik.z.) på sektionsdäck.

Lc =-
kortslutning

Enligt kundens uppgifter var värdena för kortslutningsströmmar på transformatorstationsbussar

Bord 1.

Transformatorstation	Trefas kortslutningsström, kA
söder	7,1
Östra	11,0
R-29	23,0

Den ekvivalenta kapaciteten för nätverket Сс bestämdes av värdena för kapaciteten som sträcker sig från transformatorstationerna på 110 kV luftledning.

Det togs hänsyn till att reparationsbyglarna vid de södra och östra transformatorstationerna är påslagna i normalt läge, och dubbla längder av utgående dubbelkretsledningar är involverade i bildandet av CC. Vid PS R-29 är transformatorerna T1 och T2 anslutna till sektionerna 1 respektive 2. Dessutom är sektionerna 1 och 2 normalt anslutna till två utgående enkelkretsledningar.

Därmed uppgick de totala längderna av utgående luftledningar enligt Kunden (bilaga 2) till

Tabell 2.

Värdet på den linjära kapacitansen VL 110 kV valdes med hänsyn till följande.

För att beräkna överspänningar är det vanligt att använda ekvivalentvärdet för den linjära kapacitansen, som kan uppskattas av värdet laddningsström(laddningskraft). För en 110 kV luftledning med ett ledningstvärsnitt från 70 till 240 mm2, enligt referensdata, ligger laddningsströmvärdena inom intervallet 18 - 20 A/100 km ledning. Om vi för bestämdhet tar medelvärdet på 19 A/100 km, så kommer detta att motsvara ett linjärt kapacitansvärde på 9,5 nF/km.

Kopplingskondensatorkapacitansen på 6,4 nF lades till nätverkskapacitansen om den var ansluten till en luftledning.

Således var de totala längderna av utgående luftledningar enligt kunden (bilaga 2) och värdena för Сс

Tabell 2.

Transformatorstation	Totala längder av utgående luftledningar, km	Ekvivalent nätverkskapacitet Сс, nF
söder	24,22	236,5
Östra	19,03	187,2
R-29 1 sektion 2 sektion	19,42 13,37	190,9 139,8

Det bör noteras att värdet av Сс är en uppskattning och, inom vissa gränser, inte påverkar signifikant inflytande till de beräknade värdena för överspänningar, som kommer att visas nedan under beräkningarna.

Motsvarande nätverksdämpningsmotstånd Rс tillhandahålls för att ta hänsyn till dämpningen fria vibrationer på sektionsdäck.

För att beräkna omkopplingsöverspänningar vid frånkoppling av transformatorer valdes följande lägen med den frånkopplade strömmens induktiva karaktär:

Viloläge Iхх;
induktivt lastläge med ström 0,1 In
induktivt lastläge med ström 0,3 In
symmetriskt kortslutningsläge på LV-sidan, Is.c..

Transformatorn ersattes av en ekvivalent induktans Lt, vars värde bestämdes med en formel liknande (1), vid motsvarande strömvärden (olastström, induktiv lastström 0,1 Inom., induktiv lastström 0,3 Inom ., ström på HV-sidan under en kortslutning på LV-sidan - enligt värdena för U k). Värdena för tomgångsströmmar och Uk tas från tekniska egenskaper transformatorer som tillhandahålls av kunden, eller hämtade från referensdata.

Värdet på kapacitansen St, parallellt med transformatorns HV-lindning, är lika med samlingsskenas kapacitans plus ingångskapacitansen.

Samlingsskenas kapacitet bestämdes genom att multiplicera längden på samlingsskenan från omkopplaren till transformatorterminalerna med samlingsskenans linjära kapacitet, taget lika med 8 pF/m in . 110 kV ingångskapacitanserna antas vara 400 pF. Således:

för transformatorstation South and East St = 15 m x 8 pF/m +400 pF = 520 pF

för PS R-29 - St = 20 m x 8 pF/m +400 pF = 560 pF. Värdet på Rt bestämdes av värdet av tomgångsförluster. Egenskaperna för de transformatorer som används i beräkningarna ges i tabell 3.

Tabell 3.

Transformatorstation	Disp. projektets namn	Tr-ra typ	Unom. (HV), kV	Inom. (VN),	Iх.х.,	Ph.x., kW	Storbritannien, %
söder	T1	TRDN-	115	85	0,42	114,3	10,77
söder	T2	TRDN-	115	85	0,44	115,27	9,59
Östra	T1	TDN-	115	74,5	0,97	65	11,10
Östra	T2	TDN-	115	80,3	0,46	22,68	11,15
Östra	T *	TRDN- 25000/110/77-U1	115	125,5	0,75	31,5	10,95
R-29	T1 (T2)	TDN-	115	80,3	0,85	21,0	10,5

*) - planerad att ersätta transformatorerna T1 och T2.

Eftersom det i detta skede av utvecklingen av strömbrytaren inte finns några experimentella data med vilka det skulle vara möjligt att uppskatta ökningshastigheten och det slutliga värdet av den elektriska styrkan hos interkontaktgapet, för beräkningarna av dessa parametrar i den matematiska modellen av VRS-110 vakuumbrytare valdes baserat på följande:

slutvärdet för elektrisk styrka (Umax) togs lika med testet
blixtimpulsspänning på 450 kV för utrustning utan förhöjd nivå
isolering enligt GOST 1516.-96, tabell. G6. Detta värde Umax. antogs som mi
minimal;
minsta tid för att flytta bågrännans kontakter från ögonblicket
öppning innan man når ändläget är 16,7 ms. För att få en marginal i beräkningarna togs denna tid till 20 ms;
Avstängningsströmvärdet för vakuumkammaren antas vara 5 A.

Val av överspänningsavledare för att skydda 110 kV transformatorer från blixtnedslag och switchade överspänningar.

I enlighet med " Metodiska instruktioner om användningen av begränsare i elektriska nätverk 110 - 750 kV" valet av överspänningsavledare i 110 kV-nätverk görs enligt följande indikatorer och villkor:

Enligt högsta driftspänning.
Enligt GOST 1516.3-96 bör den maximala driftspänningen för ett 110 kV-nätverk inte överstiga 126 kV.

I detta fall måste överspänningsavledarens maximala driftspänning vara minst Un.r. = (126/√3)∙1,05 = 76,4 kV.

Eftersom förbrukare med en belastning som innehåller högre övertoner, t.ex. traktionsstationer, inte är anslutna till 110 kV-bussarna för de aktuella transformatorstationerna, krävs inte ytterligare hänsyn till inverkan av högre övertoner.

I det följande kommer vi för bestämdhetens skull att acceptera Un.r. = 77 kV, som ett av de närmaste värdena för tillverkade överspänningsavledare.

Under driftförhållanden i kvasistationärt läge.

Som ett typiskt designfall av ett kvasistationärt läge för den aktuella punkten i ett 110 kV-nätverk, anses en enfas kortslutning till jord vara en enfas kortslutning, där spänningarna på de "friska" faserna öka.

Eftersom transformatorn i normalläge är fast jordade, förväntas inte en signifikant ökning av spänningen på friska faser under ett enfas jordfel. För att få en marginal kan en spänningsökningsfaktor på 1,4 tas, då blir det största förväntade värdet på den kvasi-stadiga överspänningen Uk.p. = 1,4-(126/l/3) = 102 kV.

Som en preliminär version av överspänningsavledaren övervägs den planerade överspänningsavledaren-110/550/77-IV-UHL1, tillverkad av ZAO Polimer-Apparat.

Enligt spännings-tidskarakteristiken som presenteras av tillverkaren, motsvarande fallet med maximal belastning av överspänningsavledaren, Fig. 2, och enligt förhållandet Uk.p./Un.r. = 102/77 = 1,32 bestämmer vi att avledaren i detta fall kommer att motstå överspänningar i ett kvasistationärt läge i cirka 1 sekund, vilket kanske inte är tillräckligt om vi antar att skyddets maximala drifttid är 4 s.

Om du ökar Un.r. upp till 84 kV, då enligt förhållandet Uk.p./Un.r. = 102/84 = 1,21 det kan fastställas att i kvasistationärt läge kommer avledaren att klara cirka 100 s.

Efter energiintensitet.

Den största totala längden av utgående luftledningar motsvarar transformatorstation R-29 och är 25,72 km. Det finns inga andra objekt med stor kapacitet.

Energin (Wopn) som absorberas av avledaren vid begränsning av kopplingsöverspänningar som kommer från en 110 kV luftledning kan uppskattas med hjälp av formeln

Svl - luftledningskapacitet, Svl = 0,0058 (μF/km) -25,79 km = 0,149 μF,

Ukp max. - den högsta beräknade kopplingsspänningen, taget lika för ett nätverk på 110 kV 3Uph.,

Du vilar. - det minsta värdet av den återstående spänningen vid avledaren vid begränsning av kopplingsöverspänningar antas vara 182 kV.

För de övervägda luftledningarna är värdet på Wopn = 5,8 kJ eller 0,061 kJ/kV av den högsta driftspänningen för avledaren avsedd för installation. Motsvarande värde för den specifika absorberade energin för överspänningsavledaren som föreslås för installation är max 3,1 kJ/kV, i drift. Spänning.

Enligt nivån för överspänningsbegränsning.

Avledarens återstående spänning vid en urladdningsström på 8/20 ms med en amplitud på 10 kA är 244 kV, vilket är lägre än testspänningen på 450 kV blixtimpuls för en 110 kV krafttransformator.

En minuts testspänningsvärde industriell frekvens isoleringen i förhållande till marken av lindningarna på 110 kV krafttransformatorer är 200 kV, vilket motsvarar 200∙√2∙1,15 = 325 kV av omkopplingspulsen.

Överspänningsbegränsningsnivåerna för den övervägda OPNp-110/550/84-IV-UHL1 ligger inom intervallet 185 - 201 kV för omkopplingspulsen, det vill säga betydligt lägre än motsvarande isolationstestspänningar för den skyddade utrustningen.

Enligt det explosionssäkra strömvärdet.

Värdet på den explosionssäkra strömmen måste vara högre än det högsta värdet på kortslutningsströmmen vid en given punkt i nätet.

Det högsta kortslutningsströmvärdet är 23 kA. sker vid transformatorstationen R-29, vilket är betydligt lägre än det explosionssäkra strömvärdet, OPNp-110/550/84-IV-UHL1, lika med 40 kA.

Slutsats om valet av 110 kV överspänningsavledare.

För att skydda 110 kV krafttransformatorer från blixtnedslag och omkopplingsöverspänningar vid transformatorstationerna Yuzhnaya, Vostochnaya och R-29, kan OPNp-110/550/84-IV-UHL1 tillverkad av Polymer-Apparat CJSC användas.

Utformningen av överspänningsavledare baserat på graden av förorening och klimatförhållanden kan specificeras i konstruktionen.

Det är möjligt att använda överspänningsavledare från andra tillverkare som har egenskaper som inte är sämre än den valda överspänningsavledaren.

2. BERÄKNINGSRESULTAT OCH DERES ANALYS.

I beräkningarna antogs att när induktiva strömmar stängs av i området från 0,1 In till Ik.c. Brytarkontakterna öppnas när strömmen närmar sig noll. I detta fall, som beräkningserfarenhet och experimentella data visar, bör de högsta överspänningarna förväntas på grund av upprepade haverier mellan kontakter.

I beräkningar vid frånkoppling av tomgångsströmmar antogs att ett strömavbrott kunde inträffa när som helst av dess halvvåg på grund av båginstabilitet i intervallet från noll till maxvärdet för brytströmmen. I detta fall motsvarade ögonblicket för kontaktöppning i beräkningarna början av den aktuella halvvågen.

Som beräkningar har visat, när de induktiva strömmarna hos transformatorer är avstängda, kan upprepade avbrott mellan brytarkontakterna inträffa i alla övervägda lägen.

De högsta överspänningarna i frånvaro av överspänningsavledare uppstår när induktiva strömmar stängs av (0,1 - 0,3) In och ligger inom området (206 - 234) kV eller (2,0 - 2,3) Uph.

När det gäller deras storlek utgör sådana överspänningar inte någon fara för transformatorernas isolering, eftersom de inte överskrider testspänningsnivåerna för antingen en blixtimpuls (550 kV) eller effektfrekvensamplituden (200x√2 = 283 kV) . Men med tanke på att dessa överspänningar åtföljs av många högfrekventa fall (cuts), som negativt påverkar lindningarnas svängisolering, är det lämpligt att vidta åtgärder för att begränsa dessa överspänningar.

Som beräkningar har visat, vid installation av överspänningsavledare, reduceras storleken på överspänningarna vid avstängning av induktiva strömmar (0,1 - 0,3) In till (137 - 157) kV eller (1,3 - 1,5) Uph, vilket följaktligen också minskar de farliga effekterna på svängisolering av lindningar.

För att bestämma inverkan av den ekvivalenta nätkapacitansen Cc på överspänningsnivåerna under drift av en vakuumbrytare, utfördes jämförande beräkningar, vars resultat återspeglas i bilaga 4. Förändringen i Cc mot en minskning med cirka 100 nF (raden "Southern, Cc reducerad, Cc = 147,4 nF") eller i ökningsriktningen (raden "Southern, Сс ökad, Сс = 340 nF") har ingen märkbar effekt på de beräknade värdena för maximivärdet spänningar.

Beräkningar visar också att ersättning av befintliga transformatorer vid transformatorstationen Vostochnaya med transformatorer med en kapacitet på 25 000 kVA inte har någon betydande inverkan på de beräknade överspänningsnivåerna (se bilaga 4, linje "Vostochnaya", T* planerad för utbyte) och är inte en hinder för installation av VRS vakuumbrytare -110.

3.1. När vakuumbrytare av typen VRS-110 tillverkade av High-Voltage Union Concern stänger av de induktiva strömmarna från 110 kV transformatorer vid transformatorstationerna PO kV South, East och R-29 av IDGC i South OJSC, uppstår överspänningar med en amplitud på upp till 2,3 Uph.

3.2. För att begränsa överspänningar vid frånkoppling av 110 kV transformatorer med vakuumbrytare VRS-110 vid transformatorstationer PO kV Yuzhnaya, Vostochnaya och R-29, rekommenderas att installera överspänningsavledare av typ OPNp-110/550/84-IV-UHL1 tillverkad av JSC "Polymer-Apparat" eller överspänningsavledare från andra tillverkare med liknande egenskaper

Vakuumbrytare 110 kV är högteknologisk utrustning idag. De har inte sådana nackdelar som brandrisk och arbetsintensitet under drift, vilket är typiskt för olje- och luftströmbrytare, och i framtiden kommer det inte att finnas några problem relaterade till behovet av att göra sig av med SF6-gas, vilket är typiskt för SF6-kretsar. brytare.

Huvudmärken och tillverkare av vakuumbrytare 110 kV och högre

På ryska marknaden Det finns två företag som tillverkar vakuumbrytare för spänningsklassen 110 kV:

NTEAZ Electric LLC, en del av High-Voltage Union Concern. Företaget tillverkar vakuumbrytare för spänningsklass 110 kV typ (VRS-110 kV med ett avbrott per fas).

JSC NPP Kontakt, Saratov. Företaget tillverkar vakuumbrytare för spänningsklasserna 110 kV (typ VBP-110) och 220 kV (typ VBP-220)

Huvudsakliga fördelar och nackdelar med vakuumbrytare 110 kV och över

Huvudfördelarna med 110 kV vakuumbrytare:

hög switchlivslängd - 10 000 I/O-cykler (2 gånger fler än SF6)
låga driftskostnader (kräver ingen gaspåfyllning)
möjlighet till drift i ett brett temperaturområde från -60 (utan extra uppvärmning) till +50 ° C
är miljövänliga säker utrustning(det finns inga läckor av SF6-gas, luft eller tekniska vätskor till miljön)
kräver inga extra kostnader för bortskaffande av olja eller SF6-gas
hög fabriksberedskap (kräver inte påfyllning med tekniska vätskor och gaser under installationen), vilket minskar tiden för installationen (kräver 6-8 timmar)

Nackdelarna med vakuumbrytarteknik kan betraktas som deras begränsade användning i spänningsklasser (upp till 220 kV). Detta beror på svårigheten att skapa strömbrytare med små dimensioner (det är svårt att optimera dimensionerna för vakuumbågsläckande kammare, VAC), svårigheten att säkerställa återställandet av den elektriska styrkan i VAC efter att ljusbågen har släckts. Erosionsprocesser och termisk uppvärmning av kontakter begränsar avsevärt hastigheten och nivån av återställande av den elektriska styrkan hos VDC.

Tillverkningen av vakuumbrytare utförs vid Nizhneturinsk Electrical Apparatus Plant under kontrollerade förhållanden etablerade av ett kvalitetsledningssystem som fungerar i enlighet med kraven i ISO 9001:2008. Anläggningen har ett eget laboratorium, utrustat med automatiserade testbänkar och moderna multifunktionella mätinstrument. Varje enhet kontrolleras och testas noggrant innan den skickas till kunden.

Fördelar med vakuumbrytare:

Hög mekanisk hållfasthet;
Hög kopplingslivslängd vid märkström och avstängningsström;
Pålitlig och stabil till- och frånkoppling med standardiserade parametrar;
Möjlighet till manuell driftavstängning i frånvaro av driftskraft;
Materialet och designen av stolpen förhindrar ansamling av damm på dess yta;
Kräver inga justeringar under hela livslängden.

Tillverkaren av vakuumbrytaren garanterar effektbrytarens funktion under hela dess livslängd och överensstämmelse med alla tekniska parametrar som anges i bruksanvisningen och certifikaten om överensstämmelse.

Tillverkaren av vakuumbrytare tillhandahåller tjänster, rådgivning och teknisk support under hela driftperioden.

Vakuumbrytare: poler och kammare, drivning

Vakuumbrytare inomhus använder epoxigjutna stolpar. Utomhusbrytare har solida stolpar i silikonisolering. Stavarna är utrustade med de modernaste vakuumkamrarna, som är specialdesignade och optimalt lämpade för användning i gjutna stolpar.

Vakuumkamrarnas kontakter är gjorda av speciallegerade legeringar. Förbränningen av bågen, som uppstår när kontakterna separeras när belastningen stängs av, stöds av metallpar på grund av förångningen av elektrodmaterialet. Den elektriska ljusbågen släcks försiktigt när strömmen naturligt passerar genom noll, vilket eliminerar risken för överspänningar vid byte av de flesta typer av laster.

Vakuumbrytare använder en universell elektromagnetisk enhet. Kraftfulla permanentmagneter används för att hålla strömbrytaren i på eller av. Fixering sker genom användning av "magnetisk lås"-principen, nämligen att stänga den magnetiska kretsen på eller av med ett ankare, som är mekaniskt anslutet till de rörliga kontakterna i vakuumkamrarna.

För att styra drivningen används den den elektroniska enheten styrning, som är utrustad med en vakuum högspänningsbrytare. Styrenheten kan byggas in i brytarkroppen eller tillverkas i en fjärrversion. Avstängningen sker på grund av energin från förladdade kondensatorer.

Omkopplarna använder även fjäderdrift, som förutom den normaliserade strömbrytaren till/från ger möjlighet att manuellt slå på och av.

Grundläggande tekniska specifikationer

alternativ	VR1, VR2, VR3	VR27NS	VR35NT	VRS-110
Märkspänning, kV	10	27,5	35	110
Högsta driftspänning, kV	12	30,5	40,5	126
Märkström, A	630-3 150	1 600; 2 000	1 600	2 500; 3 150
Märkbrytström, kA	20-40	25	25	31,5; 40
Termisk resistansström, kA (3 s)	20-40	25	25	31,5; 40
Elektrodynamisk resistansström, kA	52-102	64	64	81; 102
Total avstängningstid, ms, inte mer	57-70	70	80	47
Egen starttid, ms, inte mer	90-120	100	80	80
Egen avstängningstid, ms, inte mer	35-55	30-55	60	32
Mekanisk livslängd, VO-cykler	30 000-100 000	30 000	25 000	10 000
Växlingslivslängd vid märkströmmar, VO-cykler	30 000-50 000	30 000	20 000	10 000
Växlingslivslängd vid nominella avstängningsströmmar, VO-cykler	40-100	30	30	25
Vikt (kg	65-285	270	640	1 645

Här kan du se hela katalogen över vakuumbrytare, samt välja produkter som bäst passar dina aktuella behov.

För att ta reda på vad priset är för vakuumbrytare i Jekaterinburg, Moskva, Novosibirsk eller andra städer kan du

Skicka en förfrågan

Vakuumbrytare 6(10) kV

Vakuumbrytare i serierna VR och VRS för drift i nätverk med en märkspänning på 10 kV. Kortslutningsströmmar 20; 31,5; 40 kA. Märkdriftström 630 - 4 000 A.

VakuumbrytareVRS-110-serien

VAKUUMBRYTARE 110 kV VRS-110-serien

Hittills har vakuumbrytare traditionellt ockuperat en nisch på upp till 40 kV när det gäller nätspänningsklass. I nästan alla fall användes engångsbågssläckningsanordningar.

Syftet med denna presentation är:

Bestämning genom beräkning av nivåerna för omkopplingsöverspänningar vid omkoppling med en 110 kV vakuumbrytare producerad av JSC "High-Voltage Union";

Demonstration av vakuumbrytaren VRS-110 med fjäderdrivning

Information för beräkning av överspänningar under omkoppling med vakuumbrytare av typ VRS-110 av krafttransformatorer vid 110 kV transformatorstationer som Vostochnaya Substation, Yuzhnaya Substation och R-29 Substation tillhandahålls av IDGC i South OJSC, dessa är anläggningar där arbete för närvarande pågår pågår för att installera vakuumbrytare på 110 kV.

Som ett mjukvaruverktyg för numerisk analys av transienta processer användes programmet "TRIADA", utvecklat vid Institutionen för elektriska kraftverk och nätverk vid St. Petersburg State Technical University.

1. DESIGNKRETS OCH DESS PARAMETRAR.

För att beräkna överspänningar vid byte av transformatorer användes elektriska kretsscheman för 110 kV transformatorstationer som presenterats av kunden,

För att beräkna överspänningar vid frånkoppling av transformatorer med vakuumbrytare, upprättades en ekvivalent krets, presenterad i enkellinjeform i fig. 1.

Eс - nätverksspänning;

Lc - ekvivalent nätverksinduktans;

Cс och Rc - ekvivalent kapacitans och dämpningsmotstånd för nätverket på bussarna
sektioner;

B - vakuumbrytare;

Lt, Ct och Rt - ekvivalent induktans, kapacitans och transförlustresistans
formator;

Element i motsvarande krets i fig. 1 bestämdes enligt följande. Nätspänningen Ec antogs vara 127 kV.

Den ekvivalenta nätverksinduktansen Lc bestäms av värdena för kortslutningsströmmar (I.c.) på sektionsbussarna.

Enligt kundens uppgifter var värdena för kortslutningsströmmar på transformatorstationsbussar

Bord 1.

Transformatorstation	Trefas kortslutningsström, kA

Östra

Den ekvivalenta kapaciteten för nätverket Сс bestämdes av värdena för kapaciteten som sträcker sig från transformatorstationerna på 110 kV luftledning.

Därmed uppgick de totala längderna av utgående luftledningar enligt Kunden (bilaga 2) till

Tabell 2.

Transformatorstation

Östra
R-29 1 sektion 2 sektion

Den linjära kapaciteten VL 110 kV valdes med hänsyn till följande.

För att beräkna överspänningar är det vanligt att använda ekvivalentvärdet för den linjära kapaciteten, vilket kan uppskattas av värdet på laddningsströmmen (laddningseffekt). För en 110 kV luftledning med ett ledningstvärsnitt från 70 till 240 mm2, enligt referensdata, ligger laddningsströmvärdena inom A/100 km från ledningen. Om vi för bestämdhet tar medelvärdet på 19 A/100 km, så kommer detta att motsvara ett linjärt kapacitansvärde på 9,5 nF/km.

Kopplingskondensatorkapacitansen på 6,4 nF lades till nätverkskapacitansen om den var ansluten till en luftledning.

Således var de totala längderna av utgående luftledningar enligt kunden (bilaga 2) och värdena för Сс

Tabell 2.

Transformatorstation	Totala längder av utgående luftledningar, km	Ekvivalent nätverkskapacitet Сс, nF

Östra
R-29 1 sektion 2 sektion

Det bör noteras att värdet på Cc är en uppskattning och, inom vissa gränser, inte har någon betydande effekt på de beräknade värdena av överspänningar, vilket kommer att visas nedan under beräkningarna.

Det ekvivalenta dämpningsmotståndet för nätverket Rc tillhandahålls för att ta hänsyn till dämpningen av fria vibrationer på sektionsbussarna.

För att beräkna omkopplingsöverspänningar vid frånkoppling av transformatorer valdes följande lägen med den frånkopplade strömmens induktiva karaktär:

Viloläge Iхх;

Induktivt belastningsläge med ström 0,1 In

Induktivt belastningsläge med ström 0,3 In

Symmetriskt kortslutningsläge på LV-sidan, Ik. h..

Transformatorn ersattes av en ekvivalent induktans Lt, vars värde bestämdes med en formel liknande (1), vid motsvarande strömvärden (olastström, induktiv lastström 0,1 Inom., induktiv lastström 0,3 Inom ., ström på HV-sidan under en kortslutning på LV-sidan - enligt Uk-värden). Värdena för tomgångsströmmar och Uk är hämtade från de tekniska egenskaperna hos transformatorer som tillhandahålls av kunden, eller hämtade från referensdata.

Värdet på kapacitansen St, parallellt med transformatorns HV-lindning, är lika med samlingsskenas kapacitans plus ingångskapacitansen.

för transformatorstation South and East St = 15 m x 8 pF/m +400 pF = 520 pF

för PS R-29 - St = 20 m x 8 pF/m +400 pF = 560 pF. Värdet på Rt bestämdes av värdet av tomgångsförluster. Egenskaperna för transformatorerna som används i beräkningarna anges i tabell 3.

Tabell 3.

Transformatorstation	Disp. projektets namn	Tr typ	Unom. (HV), kV	Inom. (VN),	Px. h, kW


Östra
Östra
Östra		25000/110/77-U1

*) - planerad att ersätta transformatorerna T1 och T2.

Slutvärdet för elektrisk styrka (Umax) togs lika med testet
blixtimpulsspänning på 450 kV för utrustning utan förhöjd nivå
isolering enligt GOST 1516.-96, tabell. G6. Detta värde Umax. antogs som mi
minimal;

Minsta rörelsetid för bågrännans kontakter från ögonblicket
öppning innan man når ändläget är 16,7 ms. För att få en marginal i beräkningarna togs denna tid till 20 ms;

Avstängningsströmvärdet för vakuumkammaren antas vara 5 A.

Val av överspänningsavledare för att skydda 110 kV transformatorer från blixtnedslag och switchade överspänningar.

I enlighet med "Riktlinjer för användning av begränsare i kV-elektriska nät" görs valet av överspänningsavledare i 110 kV-nät enligt följande indikatorer och villkor:

Enligt högsta driftspänning.

Enligt GOST 1516.3-96 bör den maximala driftspänningen för ett 110 kV-nätverk inte överstiga 126 kV.

I detta fall måste överspänningsavledarens maximala driftspänning vara minst Un. R. = (126/√3)∙1,05 = 76,4 kV.

I det följande kommer vi att acceptera Un. R. = 77 kV, som ett av de närmaste värdena för tillverkade överspänningsavledare.

Under driftförhållanden i kvasistationärt läge.

Eftersom transformatorns nolla i normalläge är fast jordade, förväntas inte en signifikant ökning av spänningen på friska faser under ett enfas jordfel. För att erhålla en marginal kan en spänningsökningsfaktor på 1,4 tas, då blir det största förväntade värdet på den kvasi-stabila överspänningen Uк. p. = 1,4-(126/l/3) = 102 kV.

Som en preliminär version av överspänningsavledaren övervägs den planerade överspänningsavledaren-110/550/77-IV-UHL1, tillverkad av ZAO Polimer-Apparat.

Enligt spännings-tidskarakteristiken som presenteras av tillverkaren, motsvarande fallet med maximal belastning av överspänningsavledaren, Fig. 2, och enligt förhållandet Uк. vits. R. = 102/77 = 1,32 bestämmer vi att avledaren i detta fall kommer att motstå överspänningar i ett kvasistationärt läge i cirka 1 sekund, vilket kanske inte är tillräckligt om vi antar att skyddets maximala drifttid är 4 s.

Om du ökar Un. R. upp till 84 kV, då enligt förhållandet Uk. vits. R. = 102/84 = 1,21 det kan fastställas att i kvasistationärt läge kommer avledaren att klara cirka 100 s.

Efter energiintensitet.

Den största totala längden av utgående luftledningar motsvarar transformatorstation R-29 och är 25,72 km. Det finns inga andra objekt med stor kapacitet.

Energin (Wopn) som absorberas av avledaren vid begränsning av kopplingsöverspänningar som kommer från en 110 kV luftledning kan uppskattas med hjälp av formeln

Svl - luftledningskapacitet, Svl = 0,0058 (μF/km) -25,79 km = 0,149 μF,

Ukp max. - den högsta beräknade kopplingsspänningen, taget lika för ett nätverk på 110 kV 3Uph.,

Urest. - det minsta värdet av den återstående spänningen vid avledaren vid begränsning av kopplingsöverspänningar antas vara 182 kV.

Enligt nivån för överspänningsbegränsning.

Värdet på en minuts testspänning för industriell frekvensisolering i förhållande till marken av lindningarna på 110 kV krafttransformatorer är 200 kV, vilket motsvarar 200∙√2∙1,15 = 325 kV av omkopplingspulsen.

Överspänningsbegränsningsnivåerna för den övervägda OPNp-110/550/84-IV-UHL1 ligger inom kV-omkopplingspulsen, det vill säga betydligt lägre än motsvarande isolationstestspänningar för den skyddade utrustningen.

Enligt det explosionssäkra strömvärdet.

Värdet på den explosionssäkra strömmen måste vara högre än det högsta värdet på kortslutningsströmmen vid en given punkt i nätet.

Det högsta kortslutningsströmvärdet är 23 kA. sker vid transformatorstationen R-29, vilket är betydligt lägre än det explosionssäkra strömvärdet, OPNp-110/550/84-IV-UHL1, lika med 40 kA.

Slutsats om valet av 110 kV överspänningsavledare.

Utformningen av överspänningsavledare baserat på graden av förorening och klimatförhållanden kan specificeras i konstruktionen.

Det är möjligt att använda överspänningsavledare från andra tillverkare som har egenskaper som inte är sämre än den valda överspänningsavledaren.

2. BERÄKNINGSRESULTAT OCH DERES ANALYS.

Beräkningarna antog att när induktiva strömmar stängs av i området från 0,1 In till Ik. h. Brytarkontakterna öppnas när strömmen närmar sig noll. I detta fall, som beräkningserfarenhet och experimentella data visar, bör de högsta överspänningarna förväntas på grund av upprepade haverier mellan kontakter.

Som beräkningar har visat, när de induktiva strömmarna hos transformatorer är avstängda, kan upprepade avbrott mellan brytarkontakterna inträffa i alla övervägda lägen.

De högsta överspänningarna i frånvaro av överspänningsavledare uppstår när induktiva strömmar är avstängda (0,1 - 0,3) In och ligger inom intervallet (kV eller (2,0 - 2,3) Uph.

Som beräkningar har visat, vid installation av en avledare, reduceras storleken på överspänningarna vid avstängning av induktiva strömmar (0,1 - 0,3) In till (kV eller (1,3 - 1,5) Uph, vilket följaktligen också minskar de farliga effekterna på svängisoleringen av lindningarna.