Grundlæggende viden om højspændingskoblingsudstyr

Højspændingsafbryderskabe anvendes i vid udstrækning i strømforsyningssystemer til modtagelse og distribution af elektrisk energi. Dele af strømforsyningsudstyret eller -ledningerne kan sættes i eller ud af drift afhængigt af elnettets drift, og den defekte del kan hurtigt fjernes fra elnettet, når strømforsyningsudstyret eller -ledningen svigter, for at sikre normal drift af den fejlfri del af elnettet, såvel som udstyr og sikkerhed for drifts- og vedligeholdelsespersonale. Derfor er højspændingsafbryderudstyr et meget vigtigt strømforsyningsudstyr, og dets sikre og pålidelige drift er af stor betydning for elsystemet.

1. Klassificering af højspændingsanlæg

Strukturtype:
Pansret type Alle typer er isoleret og jordet med metalplader, såsom KYN-typen og KGN-typen
Intervaltype Alle typer er adskilt af en eller flere ikke-metalliske plader, såsom JYN-typen
Kassetypen har en metalskal, men antallet af rum er mindre end for pansrede markeder eller rumtyper, såsom XGN-typen
Placering af afbryderen:
Gulvtype Selve afbryderens håndvogn landede og skubbede ind i kabinettet
Den midtermonterede sækkevogn er installeret midt i kontaktskabet, og lastning og losning af sækkevognen kræver en læsse- og losningsvogn.

Midtmonteret trækvogn

Gulvvogn

Isoleringstype
Luftisoleret metalindkapslet koblingsudstyr
SF6 gasisoleret metalindkapslet koblingsudstyr (oppusteligt kabinet)

2. Sammensætningsstruktur af KYN højspændingsafbryderskab

Styreskabet består af et fast kabinet og udtrækkelige dele (kaldet en trækvogn)

 

en. Kabinet
Koblingsudstyrets skal og skillevægge er lavet af aluminium-zink stålplade. Hele kabinettet har høj præcision, korrosionsbestandighed og oxidationsbestandighed, men har også høj mekanisk styrke og et smukt udseende. Skabet har en samlet struktur og er forbundet med nittemøtrikker og højstyrkebolte. Derfor kan det samlede koblingsudstyr opretholde ensartede dimensioner.
Styreskabet er opdelt i trækvognsrum, samleskinnerum, kabelrum og relæinstrumentrum med skillevægge, og hver enhed er godt jordet.
A-Bus-rum
Samleskinnerummet er arrangeret på den øverste del af bagsiden af ​​​​koblingsskabet til installation og placering af trefasede højspændings-AC-samleskinner og til tilslutning af statiske kontakter gennem forgreningssamleskinner. Alle samleskinner er plastforseglede med isolerende muffer. Når samleskinnen passerer gennem koblingsskabets skillevæg, er den fastgjort med en samlebøsning. Hvis der opstår en intern fejlbue, kan det begrænse spredningen af ​​​​ulykken til tilstødende skabe og sikre samleskinnens mekaniske styrke.

 

B-håndvognsrum (afbryder)
En specifik føringsskinne er installeret i afbryderrummet, så afbrydervognen kan glide og arbejde indeni. Håndvognen kan bevæge sig mellem arbejdspositionen og testpositionen. Skillevæggen (fælden) til den statiske kontakt er installeret på bagvæggen af ​​håndvognsrummet. Når håndvognen bevæger sig fra testpositionen til arbejdspositionen, åbnes skillevæggen automatisk, og håndvognen bevæges i den modsatte retning for at sammensætte den helt, hvilket sikrer, at operatøren ikke rører ved det opladede legeme.
Afbrydere kan opdeles i lysbueslukningsmedier:
• Olieafbryder. Den er opdelt i flere olieafbrydere og færre olieafbrydere. De er alle kontakter, der åbnes og tilsluttes i olie, og transformerolie bruges som lysbueslukningsmedium.
• Trykluftafbryder. En afbryder, der bruger højtrykstrykluft til at udblæse lysbuen.
• SF6-afbryder. En afbryder, der bruger SF6-gas til at udløse lysbuen.
• Vakuumafbryder. En afbryder, hvor kontakterne åbnes og lukkes i vakuum, og lysbuen slukkes under vakuumforhold.
• Fastgasgenererende afbryder. En afbryder, der bruger faste gasgenererende materialer til at slukke lysbuen ved at nedbryde gassen under påvirkning af lysbuens høje temperatur.
• Magnetisk blæserafbryder. En afbryder, hvor lysbuen blæses ind i lysbueslukningsgitteret af et magnetfelt i luften, så den forlænges og afkøles for at slukke lysbuen.

 

I henhold til de forskellige energiformer for den driftsenergi, der anvendes af driftsmekanismen, kan driftsmekanismen opdeles i følgende typer:
Manuel mekanisme (CS): Henviser til den betjeningsmekanisme, der bruger menneskelig kraft til at lukke bremsen.
2. Elektromagnetisk mekanisme (CD): henviser til den betjeningsmekanisme, der bruger elektromagneter til at lukke.
3. Fjedermekanisme (CT): refererer til en fjederlukkemekanisme, der bruger arbejdskraft eller en motor til at lagre energi i fjederen for at opnå lukning.
4. Motormekanisme (CJ): refererer til den betjeningsmekanisme, der bruger en motor til at lukke og åbne.
5. Hydraulisk mekanisme (CY): refererer til den betjeningsmekanisme, der bruger højtryksolie til at skubbe stemplet for at opnå lukning og åbning.
6. Pneumatisk mekanisme (CQ): refererer til den betjeningsmekanisme, der bruger trykluft til at skubbe stemplet for at opnå lukning og åbning.
7. Permanent magnetmekanisme: Den bruger permanente magneter til at opretholde afbryderens position. Det er en elektromagnetisk funktion, permanent magnetfastholdelse og elektronisk styringsmekanisme.

C-kabelrum
Strømtransformere, jordingsafbrydere, lynafledere (overspændingsbeskyttere), kabler og andet hjælpeudstyr kan installeres i kabelrummet, og en opslidset og aftagelig aluminiumsplade er forberedt i bunden for at sikre bekvemmeligheden ved konstruktion på stedet.

D-relæ instrumentrum
Relærummets panel er udstyret med mikrocomputerbeskyttelsesenheder, betjeningshåndtag, beskyttende trykplader til udløb, målere, statusindikatorer (eller statusdisplays) osv.; i relærummet er der terminalblokke, mikrocomputerbeskyttelseskontrolsløjfe DC-strømafbrydere og mikrocomputerbeskyttelsesarbejde. DC-strømforsyning, energilagringsmotorens arbejdsstrømafbryder (DC eller AC) og sekundært udstyr med særlige krav.

Tre positioner i switchgear-håndvognen

Arbejdsposition: Afbryderen er forbundet med det primære udstyr. Efter lukningen overføres strømmen fra bussen til transmissionsledningen via afbryderen.

Testposition: Det sekundære stik kan sættes i stikkontakten for at få strømforsyning. Afbryderen kan være lukket, åben drift, den tilsvarende indikatorlampe; Afbryderen har ingen forbindelse til det primære udstyr og kan udføre forskellige operationer, men den vil ikke have nogen effekt på belastningssiden, så den kaldes testpositionen.

Vedligeholdelsesposition: Der er ingen kontakt mellem afbryderen og det primære udstyr (bussen), strømmen er afbrudt (sekundærstikket er taget ud), og afbryderen er i åben position.

Afbryderskabets låseanordning

Skifteskabet har en pålidelig sammenkoblingsanordning, der opfylder kravene til fem forebyggelsesmetoder og effektivt beskytter operatørernes og udstyrets sikkerhed.

A. Døren til instrumentrummet er udstyret med en knap eller omskifter for at forhindre, at afbryderen ved et uheld lukker og deler sig.

B. Når afbryderen er i test- eller arbejdsposition, kan hånden bevæges, mens afbryderen lukkes. For at forhindre belastning fra det forkerte skubbehåndtag i bilen.

C. Kun når jordafbryderen er i åbningspositionen, kan afbryderens sækkevogn flyttes fra test-/vedligeholdelsespositionen til arbejdspositionen. Kun når afbryderens sækkevogn er i test-/vedligeholdelsespositionen, kan jordafbryderen betjenes. På denne måde kan det forhindres, at jordafbryderen tændes ved en fejl, og at jordafbryderen tændes med tiden.

D. Når jordafbryderen er i åben position, kan den nederste dør og bagdøren til styreskabet ikke åbnes for at forhindre utilsigtet spændingsafbrydelse.

E, afbryderhånden i test- eller arbejdsposition, ingen styrespænding, kan kun realiseres manuel åbning, kan ikke lukkes.

F. Når afbryderens håndtag er i arbejdsposition, er sekundærstikket låst og kan ikke trækkes ud.

 

G, hvert kabinet kan realisere elektrisk sammenkobling.

H. Forbindelsen mellem koblingsudstyrets sekundære linje og afbryderens sekundære linje opnås via et manuelt sekundært stik. Det sekundære stiks bevægelige kontakt er forbundet med afbryderens håndvogn via et nylonkrympeslange. Afbryderens håndvogn er kun i test- og afbrydelsesposition. Det andet stik kan tilsluttes og fjernes. Afbryderens håndvogn er i arbejdsposition på grund af mekanisk sammenkobling. Det andet stik er låst og kan ikke fjernes.

3. Driftsprocedure for højspændingsanlæg

Selvom koblingsudstyrets design er garanteret korrekt sammenkobling af koblingsudstyrets driftssekvens, skal operatøren stadig overholde driftsprocedurerne og relaterede krav for at sikre, at betjeningen af ​​delene overholdes nøje. Betjeningen bør ikke være valgfri og ikke fastlåst under drift uden analyse, da det ellers er let at forårsage skade på udstyret og endda ulykker.

Procedure for drift af transmission med højspændingskoblingsudstyr

(1) Luk alle skabslåger og bageste tætningsplader, og lås dem.

(2) Sæt betjeningshåndtaget på jordafbryderen ind i det sekskantede hul nederst til højre på den midterste dør, drej det mod uret i ca. 90° for at åbne jordafbryderen. Tag betjeningshåndtaget ud. Låsebrættet ved betjeningshullet vil automatisk springe tilbage, dække betjeningshullet, og bagdøren til kontaktskabet vil blive låst.

(3) Observer om instrumenterne og signalerne på den øverste skabslåge er normale. Normalt lyser mikrocomputerens beskyttelsesenheds strømlampe, positionslampe for håndtest, indikatorlampe for åbning af afbryder og indikatorlampe for energilagring. Hvis alle indikatorer ikke lyser, skal du åbne skabslågen og bekræfte, at bus-strømafbryderen er lukket. Hvis den er lukket, lyser indikatorlampen stadig ikke, og derefter skal du kontrollere kontrolkredsløbet.

(4) Sæt håndvognens krumtapstift i afbryderen, og tryk hårdt på den. Drej krumtapstangen med uret. 6 kV-koblingsudstyret kører ca. 20 omdrejninger. Der høres en tydelig "klik"-lyd, når krumtapstangen fjernes. På dette tidspunkt er det andet stik låst. Løft vognen i arbejdspositionen og se det tilhørende signal (på dette tidspunkt lyser arbejdslampen for håndtestpositionen. Samtidig er lyset for håndtestpositionen slukket). Bemærk samtidig, at når hånden er i arbejdsposition, er låsepladen ved betjeningshullet på jordkniven låst og kan ikke trykkes ned.

(5) Tænd for strømmen til afbryderen på betjeningsinstrumentet på døren. Samtidig lyser den røde indikatorlampe for lukket instrument på døren. Den grønne bremselampe lyser. Kontroller det elektriske display, placeringen af ​​afbryderens mekaniske punkter og andre relaterede signaler. Alt er normalt. 6 (betjening, kontakt viser håndtaget med uret til panelets placering. Betjeningshåndtaget skal automatisk nulstilles til den forudindstillede position, når det slippes).

(6) Hvis afbryderen automatisk åbner efter lukning eller åbner automatisk under drift, er det nødvendigt at bestemme årsagen til fejlen og afhjælpe fejlen, så den kan sendes igen i henhold til ovenstående procedure.

4. Betjeningsmekanisme for afbryder

1, elektromagnetisk driftsmekanisme

Den elektromagnetiske betjeningsmekanisme er en moden teknologi, der bruger en tidligere type afbryderbetjeningsmekanisme. Dens struktur er enkel, og antallet af mekaniske komponenter er omkring 120. Det er brugen af ​​elektromagnetisk kraft produceret af strømmen i lukkespolens drivkreds, der fungerer som en stødmekanisme til lukning. Størrelsen af ​​dens lukkeenergi afhænger fuldstændigt af størrelsen af ​​skiftestrømmen. Derfor kræves en stor lukkestrøm.

Fordelene ved elektromagnetiske driftsmekanismer er som følger:

Strukturen er enkel, arbejdet er mere pålideligt, forarbejdningskravene er ikke særlig høje, fremstillingen er nem, produktionsomkostningerne er lave;

Kan realisere fjernbetjening og automatisk genindkobling;

Den har gode egenskaber med hensyn til lukke- og åbnehastighed.

Ulemperne ved elektromagnetiske driftsmekanismer omfatter primært:

Lukkestrømmen er stor, og strømforbruget af lukkespolen er stort, hvilket kræver en kraftig DC-driftsstrømforsyning.

Lukkestrømmen er stor, og den generelle hjælpeafbryder og relækontakt kan ikke opfylde kravene. Der skal udstyres en speciel DC-kontakt, og DC-kontakten med lysbuedæmpningsspole bruges til at styre lukkestrømmen for at styre lukke- og åbnespolens funktion.

Betjeningsmekanismens driftshastighed er lav, kontakttrykket er lille, det er let at forårsage kontaktspring, lukketiden er lang, og ændringen i strømforsyningens spænding har stor indflydelse på lukkehastigheden;

Materialeomkostninger, klodset mekanisme;

Udendørs transformerstationsafbryderhus og betjeningsmekanisme er generelt samlet sammen. Denne type integrerede afbryder har generelt kun funktionen af ​​elektriske, elektriske og manuelle punkter og har ikke funktionen af ​​manuelle punkter. Når betjeningsmekanismens boks svigter, og afbryderen nægter at aktivere den elektriske, skal den behandles med strømafbryder.

2, fjederbetjeningsmekanisme

Fjederens betjeningsmekanisme består af fire dele: fjederenergilagring, lukkevedligeholdelse, åbningsvedligeholdelse og åbning. Antallet af dele er mere, omkring 200, og den energi, der er lagret af fjederens strækning og sammentrækning af mekanismen, bruges til at styre afbryderens lukning og åbning. Fjederens energilagring realiseres ved hjælp af energilagringsmotorens decelerationsmekanisme, og afbryderens lukke- og åbnefunktion styres af lukke- og åbnespolen, så energien i afbryderens lukke- og åbnefunktion afhænger af den energi, der er lagret af fjederen, og har intet at gøre med størrelsen af ​​den elektromagnetiske kraft og kræver ikke for meget lukke- og åbnestrøm.

Fordelene ved fjedermekanismen er som følger:

Lukke- og åbnestrømmen er ikke stor, kræver ikke strømforsyning med høj effekt;

Den kan bruges til fjernlagring af elektrisk energi, elektrisk lukning og åbning, samt lokal manuel energilagring, manuel lukning og åbning. Derfor kan den også bruges til manuel lukning og åbning, når strømforsyningen forsvinder, eller betjeningsmekanismen nægter at fungere. Hurtig lukke- og åbnehastighed, påvirkes ikke af ændringer i strømforsyningens spænding, og kan hurtigt automatisk genindlukke.

Energilagringsmotoren har lav effekt og kan bruges til både AC og DC.

Fjedermekanismen kan foretage energioverførslen for at opnå den bedste match og gøre alle slags afbryderspecifikationer for brydestrøm til én fælles type betjeningsmekanisme. Vælg forskellige energilagringsfjedere, hvilket er omkostningseffektivt.

De største ulemper ved fjedermekanismen er:

Strukturen er kompleks, fremstillingsprocessen er kompleks, forarbejdningsnøjagtigheden er høj, og fremstillingsomkostningerne er relativt høje;

Stor driftskraft, høje krav til komponenternes styrke;

Let at opstå mekanisk svigt, der kan få betjeningsmekanismen til at nægte at bevæge sig, hvilket kan brænde lukkespolen eller bevægelseskontakten;

Der er et fænomen med falsk spring, nogle gange er det falske spring efter åbningen ikke på plads, ude af stand til at bedømme dets samlede position;

Åbningshastighedens egenskaber er dårlige.

3, permanent magnetisk betjeningsmekanisme

Den permanentmagnetiske betjeningsmekanisme anvender samme arbejdsprincip og struktur som en ny type og består af en permanentmagnet, en lukkespole og en bremsespole. Den elektromagnetiske betjeningsmekanisme, plejlstang og låsemekanisme, har en simpel struktur med meget få dele (ca. 50), hvoraf kun én hovedbevægelig del er i drift, hvilket har en meget høj pålidelighed. Den bruger en permanentmagnet til at holde afbryderens position. Det er en betjeningsmekanisme med elektromagnetisk drift, permanentmagnetholdning og elektronisk styring.

Funktionsprincip for permanentmagnetens betjeningsmekanisme: Efter at spolen lukker, genereres elektricitet øverst, og permanentmagnetens magnetiske kredsløb bevæger sig i den modsatte retning af den magnetiske flux. Den magnetiske kraft, der produceres ved superposition af to magnetfelter, får kernen til at bevæge sig dynamisk nedad. Efter bevægelsen er det omkring halvdelen af ​​turen, hvilket skyldes, at den nederste del af magnetisk luftgab mindskes, og permanentmagnetens magnetfeltlinjer flyttes til den nederste del i samme retning som spolens magnetfelt og permanentmagnetfeltet, således at jernkernen bevæger sig nedad med en hastighed, hvorved lukkestrømmen forsvinder. Permanentmagneten bruger den lavmagnetoimpedanskanal, der leveres af de bevægelige og statiske jernkerner, til at holde den bevægelige jernkerne i en stabil lukkeposition. Når bremsespolen producerer elektricitet, produceres den i bunden af ​​det magnetiske kredsløb, og permanentmagneten bevæger sig i den modsatte retning af den magnetiske flux. Den magnetiske kraft, der produceres ved superposition af to magnetfelter, får kernen til at bevæge sig dynamisk opad. Efter bevægelsen af ​​spolen bevæger permanentmagneten sig ca. halvt rundt på grund af det øvre luftgab i det magnetiske kredsløb, og permanentmagnetens magnetiske kraft overføres til det øvre magnetfelt, hvor bremsespolens magnetfelt bevæger sig i samme retning som permanentmagnetens magnetfelt. Således bevæger jernkernen sig opad med en hastighed, der til sidst når en delvis lukkeposition. Når gatestrømmen forsvinder, bruger permanentmagneten den lavmagnetoimpedanskanal, der leveres af de bevægelige og statiske jernkerner, til at holde den bevægelige jernkerne i en stabil åbningstilstand.

Fordelene ved permanentmagnetiske betjeningsmekanismer er som følger:

Brug en bistabil dobbeltspolemekanisme. Den permanentmagnetiske driftsmekanisme til punktlukning af lukkespolen løser bedre problemet med punktlukning, når der skiftes til høj effekt. På grund af den permanente magnet med magnetisk energi kan den bruges som en lukkeoperation. Punkterne kan reducere energien til lukkespolen, så du ikke behøver for meget strøm til punktlukning.

Ved at bevæge jernkernen op og ned, via drejearmen, VIRKER den isolerende stang på den dynamiske kontakt i afbryderens vakuumbuekammer. Dette implementerer afbryderpunkter eller -punkter og erstatter den traditionelle mekaniske låsemetode. Den mekaniske struktur er betydeligt forenklet, hvilket reducerer materialeforbruget, omkostningerne er lavere, fejlpunktet er reduceret, pålideligheden af ​​den mekaniske handling er betydeligt forbedret, hvilket kan realisere vedligeholdelsesfrihed og spare vedligeholdelsesomkostninger.

Den permanente magnetiske kraft i den permanente magnetiske betjeningsmekanisme forsvinder næsten ikke, og levetiden er op til 100.000 gange. Den elektromagnetiske kraft bruges til åbning og lukning, og den permanente magnetiske kraft bruges til at opretholde den bistabile position, hvilket forenkler transmissionsmekanismen og reducerer energiforbruget og støjen fra betjeningsmekanismen. Levetiden for den permanente magnetiske betjeningsmekanisme er mere end 3 gange længere end levetiden for den elektromagnetiske betjeningsmekanisme og fjederbetjeningsmekanismen.

Brug kontaktløs, ingen bevægelige komponenter, ingen slitage, ingen hoppende elektronisk nærhedsafbryder som hjælpeafbryder, der er ingen problemer med dårlig kontakt, pålidelig handling, drift påvirkes ikke af det ydre miljø, lang levetid, høj pålidelighed, for at løse problemet med kontakthoppe.

Brug synkron nul-krydsningsafbryderteknologi. Dynamisk og statisk kontakt i afbryderen styres af det elektroniske styresystem. Systemspændingsbølgeformen kan variere på hvert niveau. Fra strømbølgeformen gennem nul ved bruddet er indkoblingsstrømmen og overspændingsamplituden lille for at reducere påvirkningen på nettet og udstyrets drift. Den elektromagnetiske driftsmekanisme og fjederens driftsmekanisme er tilfældig, hvilket kan producere en høj indkoblingsstrøm og overspændingsamplitude. Stor påvirkning af elnet og udstyr.

Permanentmagnetbetjeningsmekanismen kan udføre lokal/fjern åbning og lukning, og den kan også udføre beskyttende lukke- og genindkoblingsfunktion, og den kan åbnes manuelt. Da den nødvendige effektkapacitet er lille, bruges der kondensatorer til direkte strømforsyning, hvilket betyder kort opladningstid for kondensatoren, lav ladestrøm og stærk slagfasthed. Afbryderen kan stadig tændes og slukkes efter strømafbrydelse.

De største ulemper ved permanentmagnetiske betjeningsmekanismer er:

Kan ikke lukkes manuelt, når strømforsyningen forsvinder, og kondensatorens strøm er opbrugt. Hvis kondensatoren ikke kan oplades, kan den ikke lukkes under drift.

Manuel åbning, den indledende åbningshastighed skal være stor nok, så den kræver en stor kraft, ellers kan den ikke betjenes;

Kvaliteten af ​​energilagringskondensatorer er ujævn og vanskelig at garantere;

Det er vanskeligt at opnå den ideelle åbningshastighedskarakteristik;

Det er vanskeligt at øge åbningseffekten af ​​permanentmagnetens betjeningsmekanisme.