Майлы ажыратқыштар
Ажыратқыштар: анықтамасы және қолданылу талаптары
Ажыратқыш — электр тізбегін кез келген жұмыс режімінде қосуға және ажыратуға арналған коммутациялық аппарат. Жоғары кернеулі ажыратқыштар электр тізбегін қалыпты жағдайда да, қысқа тұйықталу кезінде де сенімді түрде ажыратуы тиіс.
Сенімділік
Қысқа уақытта әрекет етуі және ажырату қабілетінің жеткілікті болуы.
Қауіпсіздік
Өртке және қопарылысқа төзімді орындалу.
Қарапайым құрылым
Қызмет көрсетуі ыңғайлы, пайдалануға қолайлы.
Ықшамдық
Мөлшері мен салмағы мүмкіндігінше шағын болуы.
Жоғары кернеулі ажыратқыштардың негізгі топтары
Жоғары вольтты ажыратқыштар конструкциясы мен доғаны өшіру ортасына қарай екі үлкен топқа бөлінеді:
Майлы ажыратқыштар
Доғаны өшіруде май қолданылады. Майлы ажыратқыштар өз ішінде үлкен көлемді және аз көлемді болып бөлінеді.
Майсыз ажыратқыштар
Доғаны өшіру үшін басқа орта қолданылады (мысалы, сығылған ауа немесе элегаз). Ток жүретін бөліктерді оқшаулау көбіне керамикалық және басқа да оқшаулатқыш материалдар арқылы орындалады.
Түрлері және кернеу деңгейлері бойынша қолданылуы
Төмендегі кестеде жоғары кернеулі ажыратқыштардың кең тараған түрлері және әртүрлі кернеу деңгейлерінде қолданылуы жинақталып берілген.
| № | Ажыратқыш түрі | 6–10 кВ | 35 кВ | 110 кВ | 220 кВ | 500 кВ | 750 кВ | 1150 кВ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Үлкен көлемді майлы | — | + | + | + | — | — | — |
| 2 | Аз көлемді майлы | + | + | + | + | — | — | — |
| 3 | Ауалы | + | + | + | + | + | + | + |
| 4 | Элегаздық | — | + | + | + | + | — | — |
| 5 | Электромагниттік | + | — | — | — | — | — | — |
| 6 | Ауасыз | + | + | + | + | — | — | — |
| 7 | Синхрондайтын | — | — | + | + | + | — | — |
| 8 | Автогаздық | + | — | — | — | — | — | — |
| 9 | Тиристорлық | + | — | — | — | — | — | — |
Майлы ажыратқыштар
Жіктелуі және майдың атқаратын қызметі
Үлкен көлемді майлы
Май екі қызмет атқарады: электр доғасын өшіру және ток жүретін бөліктерді өзара әрі жерге қосылған бактан оқшаулау.
Аз көлемді майлы
Май негізінен доғаны өшіру үшін қолданылады, ал оқшаулау ауа және керамикалық/органикалық материалдар арқылы орындалады.
Үлкен көлемді майлы ажыратқыштар: үлгілері
-
МКП-35-1000-25 — камералы үлкен көлемді ажыратқыш: 35 кВ, 1000 А, ажырату тогы 25 кА; қоңыржай климат; сыртта (ашық ауада) орнатуға арналған.
-
С-35-3200-50У1 — бакты көп көлемді майлы ажыратқыш (С сериясы).
-
У-220-2000-40У1 — бакты көп көлемді майлы ажыратқыш (У сериясы).
-
ВМБ-10-400-15У1 — 10 кВ, 400 А, ажырату тогы 15 кА; қоңыржай климат; үй ішінде орнатуға арналған.
Құрылымы және ерекшеліктері
Үлкен көлемді майлы ажыратқыштар доға өшіретін арнайы құрылғысы жоқ және камералы (доғаны тез өшіретін) болып бөлінеді. Негізгі бөлшектері: бак, қақпақ, өтпелі оқшаулатқыш, жетек механизмі және түйіспелер.
10 кВ-қа дейінгі кернеулерде үш фаза көбіне бір бакқа орналастырылады. Кемшілігі — салмағы мен көлемінің үлкендігі: мысалы, 110 кВ деңгейінде үш фазалы ажыратқыштың жалпы салмағы шамамен 18,3 т (оның ішінде май — 8,5 т), ал 220 кВ ажыратқышының салмағы 90 т (май — 48 т).
Ескерту: арнайы доға өшіретін құрылғысы жоқ үлкен көлемді майлы ажыратқыштар (мысалы, ВМБ-10) доғаны өшіру қабілеті шектеулі болғандықтан, әдетте қуаты шағын және 10 кВ-қа дейінгі қондырғыларда ғана қолданылады.
Камералы майлы ажыратқыштар және доғаны өшіру
Камералы үлкен көлемді майлы ажыратқыштар доғаны өшіруді жеделдетеді және бактағы қысымды төмендетеді. Нәтижесінде ажырату қабілеті мен жұмыс сенімділігі артады. Қазіргі майлы ажыратқыштарда доғаны өшіру үшін жиі газбен үрлеу әдісі қолданылады.
Бойлық май үрлегіш камера
35–220 кВ қондырғыларында қолданылады (мысалы, МКП-76 (35 кВ), МКП-160 (110 кВ), МКП-274 (220 кВ)). Ажырату уақыты шамамен 0,15 с.
Көлденең май камера
МКП53, МКП110, МКП150, МКП200 типтерінде кездеседі. Доғаны өшіру уақыты әдетте 0,02–0,03 с-тан аспайды.
Аз көлемді майлы ажыратқыштар
Аз көлемді майлы ажыратқыштар әдетте 20 кВ-қа дейінгі кернеулерде қолданылады. Әр үзіліс үшін доға өшіргіші бар жеке бактар орнатылады. Екі қайтара үзілетін ажыратқыштарда фазада екі бак, ал бір рет үзілетін ажыратқыштарда фазада үш бак болуы мүмкін.
-
ВМГ (майлы горшокты) — 10 кВ-қа дейінгі қондырғыларда қолданылады. ВМГ-133: 10 кВ, ажырату қуаты 350 мың кВт-қа дейін.
-
МГТ (майлы, генераторлы, горшокты) — әр фаза екі бакты (барлығы алты бак). Кернеуі 20 кВ, номинал тогы 2000 А және одан жоғары болатын жабық қондырғыларда қолданылады.
-
МГГ-529 — номинал қуаты 2,5 млн кВт. МГГ-10 жинақты түрі — 500 мың кВт; құрылымы ВМГ-133 типіне ұқсас.
-
МГ-35 — сыртқа орнатылатын, 400 мың кВт. МГ-110 — 2,5 млн кВт. Артықшылығы: салыстырмалы ықшам және қарапайым. Кемшілігі: жанасу жүйесінің қолайсыздығы және ажырату қуатының шектеулілігі.
Соңғы жылдары 110–220 кВ қондырғыларда ВМТ, ал 6–10 кВ деңгейінде ВМПЭ немесе ВМПП типтері кең таралған. Номинал тогы 630–3150 А, ажырату тогы 20 немесе 31,5 кА.
Ауалы ажыратқыштар
Ауалы ажыратқыштарда доғаны өшіру сығылған ауамен үрлеу арқылы жүзеге асырылады. Қысым әдетте ажыратқыштың кернеуіне және ажырату қабілетіне қарай 8–20 атм аралығында болады, ал ауа компрессор қондырғысынан беріледі.
Үлгілері және белгіленуі
ВВУ-11Об-40-2000У1
ВВ — жоғары кернеулі ауалы ажыратқыш; 40 — ажырату тогы (кА); 2000 — номинал ток (А); У1 — қоңыржай климат және сыртта орнату.
ВВБК (бакты)
Қолданылуы: 35–750 кВ; номинал ток 2000–3200 А; қысым шамамен 2 МПа; әрекет уақыты 0,08 с және 0,055 с шамасында.
ВВБК (ірі модульды)
Қолданылуы: 110–1150 кВ; номинал ток 3200–4000 А; әрекет уақыты 0,04 с және 0,025 с шамасында.
Жұмыс ерекшеліктері және үзілістер саны
Кейбір конструкцияларда бөлгіштері жоқ ауалы ажыратқыштар 35 кВ-қа дейін қолданылады. Бөлгіштері бар түрлерінде түйіспелер доғаны өшіру үшін шағын аралыққа жылжып, доға сөнгеннен кейін ауалы жетек арқылы бөлектегіш іске қосылып, тізбекте көрінетін ажырату үзігі қалыптасады.
Үзілістер саны кернеуге тәуелді: 35 кВ-та әдетте 1, 110 кВ-та 2, 154 кВ-та 3, 220 кВ-та 4, 400 кВ-та 6 үзіліс қолданылады.
Артықшылықтары мен кемшіліктері
Артықшылықтары
- Ажырату уақыты қысқа (шамамен 0,08–0,1 с).
- Сұйық орта және газ генерациялайтын қатты материал жоқ.
- Өртке және қопарылысқа қауіпсіз.
- Жиі қосып-ажыратуға қолайлы, автоматты қайта қосу жеңіл.
- Ішкі және сыртқы қондырғыларда қолдануға болады; салмағы мен көлемі майлыға қарағанда шағын.
Кемшіліктері
- Құрылымы салыстырмалы күрделі.
- Қосымша ауалы жүйелерді қажет етеді (ресивер, ауа өткізгіштер, т.б.).
ТМД зауыттары 35–500 кВ диапазонында, ажырату қуаты 1–10 млн кВт болатын ВВН типтес ауалы ажыратқыштарды шығарады (көбіне сыртқа орнатуға арналған). Сонымен қатар 13,8 кВ, 5500 А және 2 млн кВт деңгейінде, ішке орнатылатын ВВ-15 типі де жасалады.
Элегазды ажыратқыштар
Элегаз (SF6) — электр доғасының жануын қолдамайтын, доғаны жылдам сөндіруге қабілетті инертті газ. Ол ауамен салыстырғанда 5 есе тығыз, ал электр беріктігі 2–3 есе жоғары. Қазіргі уақытта 35–500 кВ қондырғыларында элегазды ажыратқыштар белсенді енгізіліп, пайдаланылуда.
Артықшылықтары мен қауіп факторлары
Артықшылықтары
- Өртке және қопарылысқа қауіпсіз.
- Ажыратуға кететін уақыт аз (шамамен 10 мс деңгейіне дейін).
- Ашық ауада да, үй ішінде де орналастыруға болады.
- Мөлшері мен салмағы өте аз.
Кемшіліктері және сақтық
- Элегазбен жұмыс істеу үшін арнайы жабдық қажет.
- Газдың құны жоғары.
- Доғаны сөндіргеннен кейін ыдырау өнімдері улы болуы мүмкін, сондықтан арнайы қауіпсіздік әдістері қажет.
Жұмыс принципі (автопневматикалық үрлеу)
Элегазды ажыратқыштар көбіне герметикалық орындалған аппараттарға жатады. Ажырату кезінде цилиндр сопломен бірге жылжып, камера көлеміне элегаз беріледі. Түйіспелер ажыраған сәтте пайда болған доғаға 0,4–0,6 МПа қысыммен бағытталған газ ағыны әсер етіп, шамамен 10 мс ішінде доғаны сөндіреді. Ауалы ажыратқыштармен салыстырғанда қосу процесі әдетте шусыз орындалады.
ОЭ-110 типі туралы қысқаша
ОЭ-110 элегазды ажыратқышы күштік трансформаторларды және зарядталған желілерді қосып-ажыратуға арналған. Үш полюс тіреуіште орналасады, ал контакт камерасында розетка типті қозғалмайтын контакт және қозғалатын контакт жүйесі болады. Қосу серіппелі жетек арқылы орындалады, ажырату да серіппелер көмегімен жүзеге асады.
Элегаздың электр беріктігі жоғары болғандықтан, доғаны өшіру үшін арнайы қондырғы қарастырылады. Камерадан шығатын тартқыштың герметикалық тығыздалуы үшін майлы гидрозатвор қолданылуы мүмкін. 110 кВ және одан жоғары кернеулер үшін контакт камерасы модуль ретінде орындалады; 220 кВ деңгейінде екі камера қажет болуы ықтимал.
Ажыратқышты таңдау критерийлері
Ажыратқыштар, әдетте, келесі параметрлер бойынша таңдалады:
Жүктеме тогы
Номинал ток және жұмыс режімдері ескеріледі.
Құрылысы
Орнату орны, қызмет көрсету және жетек түрі.
Электродинамикалық беріктілік
Қысқа тұйықталу күштеріне төзімділік.
Термиялық беріктілік
Қызу және жылулық әсерлерге төзімділік.
Қорытынды
Жоғары кернеулі ажыратқыштар жоғары кернеулі электр тізбегін қосуға және ажыратуға, сондай-ақ қысқа тұйықталу кезінде тізбекті ажыратуға арналған. Олар сенімді, қауіпсіз, пайдалануға ыңғайлы әрі мүмкіндігінше ықшам болуы тиіс. Бұл материалда ажыратқыштардың жұмыс принципі, негізгі түрлері, қолданылу аймақтары, сондай-ақ артықшылықтары мен кемшіліктері жүйеленді. Сонымен бірге кернеу, ток және қоршаған орта шарттарына қарай ажыратқышты таңдаудың жалпы талаптары бар екені көрсетілді.