Grundläggande kunskaper om högspänningsställverk

Högspänningsställverk används ofta i kraftdistributionssystem för att ta emot och distribuera elektrisk energi. Delar av kraftutrustningen eller ledningarna kan tas i eller ur drift beroende på elnätets drift, och den felaktiga delen kan snabbt tas bort från elnätet när kraftutrustningen eller ledningen går sönder, för att säkerställa normal drift av den felfria delen av elnätet, såväl som utrustning och säkerhet för drift- och underhållspersonal. Därför är högspänningsställverk en mycket viktig kraftdistributionsutrustning, och dess säkra och tillförlitliga drift är av stor betydelse för elsystemet.

1. Klassificering av högspänningsställverk

Strukturtyp:
Pansartyp Alla typer är isolerade och jordade med metallplattor, såsom KYN-typ och KGN-typ
Intervalltyp Alla typer är separerade av en eller flera icke-metalliska plattor, såsom JYN-typ
Lådtypen har ett metallskal, men antalet fack är färre än för bepansrade marknader eller facktyper, såsom XGN-typen.
Placering av strömbrytaren:
Golvtyp Själva brytarens handvagn landade och trycktes in i skåpet
Den mittmonterade handkärran är installerad mitt i kopplingsskåpet, och lastning och lossning av handkärran kräver en lastnings- och lossningsvagn.

Mittmonterad handkärra

Golvhandkärra

Isoleringstyp
Luftisolerat metallkapslat ställverk
SF6-gasisolerat metallkapslat ställverk (uppblåsbart skåp)

2. Sammansättningsstruktur för KYN högspänningskopplingsskåp

Kopplingsskåpet består av en fast skåpskropp och utdragbara delar (kallas handlekärra)

 

ett. Skåp
Ställverkets skal och skiljeväggar är tillverkade av aluminium-zinkstålplåt. Hela skåpet har hög precision, korrosionsbeständighet och oxidationsbeständighet, men har också hög mekanisk hållfasthet och vackert utseende. Skåpet har en monterad struktur och är anslutet med nitmuttrar och höghållfasta bultar. Därför kan det monterade ställverket bibehålla enhetliga dimensioner.
Kopplingsskåpet är uppdelat i vagnrum, samlingsskenrum, kabelrum och relärum med skiljeväggar, och varje enhet är väljordad.
A-Bussrum
Samlingsskenrummet är anordnat på den övre delen av baksidan av kopplingsskåpet för installation och arrangemang av trefas högspännings-AC-samlingsskenor och för anslutning till statiska kontakter genom förgreningsskenor. Alla samlingsskenor är plasttätade med isolerande hylsor. När samlingsskenan passerar genom kopplingsskåpets skiljevägg är den fixerad med en samlingsgenomföring. Om en intern felbåge uppstår kan det begränsa spridningen av olyckan till intilliggande skåp och säkerställa samlingsskenans mekaniska hållfasthet.

 

B-handkärra (automatsäkring) rum
En specifik styrskena är installerad i brytarrummet för att brytarvagnen ska kunna glida och arbeta inuti. Handvagnen kan röra sig mellan arbetspositionen och testpositionen. Skiljeväggen (fällan) för den statiska kontakten är installerad på bakväggen i handvagnsrummet. När handvagnen rör sig från testpositionen till arbetspositionen öppnas skiljeväggen automatiskt och handvagnen flyttas i motsatt riktning för att helt sammansättas, vilket säkerställer att operatören inte vidrör den laddade kroppen.
Säkringar kan delas in i bågsläckningsmedia:
• Oljebrytare. Den är uppdelad i fler oljebrytare och färre oljebrytare. De är alla kontakter som öppnas och ansluts i olja, och transformatorolja används som ljusbågssläckningsmedium.
• Tryckluftsbrytare. En brytare som använder högtryckstryckluft för att släcka ljusbågen.
• SF6-brytare. En brytare som använder SF6-gas för att släcka ljusbågen.
• Vakuumbrytare. En brytare där kontakterna öppnas och sluts i vakuum, och ljusbågen släcks under vakuumförhållanden.
• Fastgasbrytare. En brytare som använder fasta gasgenererande material för att släcka ljusbågen genom att bryta ner gasen under inverkan av ljusbågens höga temperatur.
• Magnetisk blåsbrytare. En brytare där ljusbågen blåses in i ljusbågssläckningsgallret av ett magnetfält i luften, så att den förlängs och kyls för att släcka ljusbågen.

 

Beroende på de olika energiformerna för den driftsenergi som används av manövermekanismen kan manövermekanismen delas in i följande typer:
Manuell mekanism (CS): Avser den manövermekanism som använder mänsklig kraft för att stänga bromsen.
2. Elektromagnetisk mekanism (CD): hänvisar till den manövermekanism som använder elektromagneter för att stänga.
3. Fjädermekanism (CT): avser en fjäderstängningsmekanism som använder arbetskraft eller en motor för att lagra energi i fjädern för att uppnå stängning.
4. Motormekanism (CJ): avser den manövermekanism som använder en motor för att stänga och öppna.
5. Hydraulisk mekanism (CY): hänvisar till den manövermekanism som använder högtrycksolja för att trycka på kolven för att uppnå stängning och öppning.
6. Pneumatisk mekanism (CQ): hänvisar till den manövermekanism som använder tryckluft för att trycka på kolven för att uppnå stängning och öppning.
7. Permanentmagnetmekanism: Den använder permanentmagneter för att bibehålla brytarens position. Det är en elektromagnetisk funktion, permanentmagnetretention och elektronisk styrmekanism.

C-kabelrum
Strömtransformatorer, jordningsbrytare, åskskydd (överspänningsskydd), kablar och annan hjälputrustning kan installeras i kabelrummet, och en slitsad och avtagbar aluminiumplåt förbereds i botten för att säkerställa bekvämligheten vid konstruktion på plats.

D-relä instrumentrum
Relärummets panel är utrustad med mikrodatorskydd, manöverhandtag, skyddande utloppstryckplattor, mätare, statusindikatorer (eller statusdisplayer) etc.; i relärummet finns kopplingsplintar, mikrodatorskyddskontrollslinga för likströmsbrytare och mikrodatorskyddsarbete. Likströmförsörjning, energilagringsmotorns arbetsströmbrytare (likström eller växelström) och sekundärutrustning med speciella krav.

Tre positioner i ställverkets handvagn

Arbetsläge: brytaren är ansluten till primärutrustningen. Efter slutning överförs strömmen från bussen till överföringsledningen via brytaren.

Testläge: Sekundärkontakten kan sättas in i uttaget för att få strömförsörjning. Säkringen kan vara sluten, öppen drift, motsvarande indikatorlampa; Säkringen har ingen anslutning till den primära utrustningen och kan utföra olika operationer, men den kommer inte att ha någon effekt på lastsidan, så den kallas testläge.

Underhållsläge: det finns ingen kontakt mellan strömbrytaren och den primära utrustningen (bussen), driftströmmen är borta (sekundärkontakten har urkopplats) och strömbrytaren är i frånslaget läge.

Förreglingsanordning för kopplingsskåp

Kopplingsskåpet har en pålitlig förreglingsanordning för att uppfylla kraven för fem förebyggande åtgärder och effektivt skydda operatörernas och utrustningens säkerhet.

A. Dörren till instrumentrummet är utrustad med en funktionsknapp eller omkopplare för att förhindra att strömbrytaren av misstag sluts och delas.

B. När brytaren är i test- eller arbetsläge kan handen manövreras. När brytaren är stängd kan handen inte röra sig för att förhindra belastning från fel körhandtag.

C. Endast när jordbrytaren är i öppningsläge kan automatsäkringens handvagn flyttas från test-/underhållsläge till arbetsläge. Endast när automatsäkringens handvagn är i test-/underhållsläge kan jordbrytaren manövreras. På så sätt kan man förhindra att jordbrytaren slås på av misstag och förhindra att jordbrytaren slås på med tiden.

D. När jordbrytaren är i öppningsläge kan den nedre dörren och bakdörren på kopplingsskåpet inte öppnas för att förhindra oavsiktlig strömavbrott.

E, brytarens hand i test- eller arbetsläge, ingen styrspänning, kan endast realiseras manuell öppning kan inte stängas.

F. När brytarens handhållare är i arbetsläge är sekundärkontakten låst och kan inte dras ut.

 

G, varje skåpkropp kan realisera elektrisk förregling.

H. Anslutningen mellan kopplingsutrustningens sekundärledning och brytarens handvagns sekundärledning sker med hjälp av en manuell sekundärkontakt. Den rörliga kontakten på sekundärkontakten är ansluten till brytarens handvagn via ett korrugerat nylonkrymprör. Brytarens handvagn är endast i test- och frånkopplingsläge. Den andra kontakten kan sättas i och tas bort. Brytarens handvagn är i arbetsläge på grund av mekanisk förregling. Den andra kontakten är låst och kan inte tas bort.

3. Driftsprocedur för högspänningsställverk

Även om ställverkets konstruktion har garanterats att ställverkets driftssekvens är korrekt sammankopplad, måste delarna, utöver operatören, fortfarande strikt följa driftsprocedurerna och relaterade krav. Manövrering bör inte vara valfri och inte fastna utan analys för att säkerställa driften, annars kan utrustningen skadas och till och med orsaka olyckor.

Driftsprocedur för högspänningsställverksöverföring

(1) Stäng alla skåpdörrar och bakre tätningsplattor och lås dem.

(2) Sätt i jordbrytarens manöverhandtag i det sexkantiga hålet på den nedre högra sidan av mittdörren, vrid det moturs cirka 90° för att öppna jordbrytaren. Ta ut manöverhandtaget. Förreglingskortet vid manöverhålet kommer att fjädra tillbaka automatiskt, täcka manöverhålet och kopplingsskåpets bakre dörr låses.

(3) Kontrollera om instrumenten och signalerna från den övre skåpsdörren är normala. Mikrodatorns skyddsanordnings strömlampa lyser normalt, handtestets positionslampa, indikatorlampan för brytaröppning och indikatorlampan för energilagring lyser. Om alla indikatorer inte lyser, öppna skåpsdörren och bekräfta att bussens strömbrytare är sluten. Om den har slutit lyser indikatorlampan fortfarande inte och styrslingan behöver kontrolleras.

(4) Sätt i brytarens handvagnsvevsstift och tryck hårt. Vrid veven medurs. Vrid 6 kV-ställverket cirka 20 varv. När veven tas bort hörs ett tydligt "klick"-ljud. Vid denna tidpunkt är den andra kontakten låst. Gå igenom brytarens handvagnshållare och se till att den har motsvarande signal (arbetslampan för handvagnsläge tänds samtidigt som handtestpositionslampan släcks). Observera att när handvagnen är i arbetsläge är låsplattan vid manöverhålet på markkniven låst och kan inte tryckas ner.

(5) På manöverinstrumentet på dörren, slå på strömbrytaren, samtidigt som den röda indikatorlampan på dörren lyser, lyser bromsljuset grönt. Kontrollera den elektriska displayen, brytarens mekaniska punkters placering och andra relaterade signaler. Allt är normalt. 6 (Manöver, brytare, visar handtaget medurs till panelens position. Handtaget ska automatiskt återställas till det förinställda läget efter att det släppts).

(6) Om strömbrytaren öppnas automatiskt efter att den stängts eller öppnas automatiskt under drift, är det nödvändigt att fastställa orsaken till felet och åtgärda felet som kan återföras enligt ovanstående procedur.

4. Manöverdon för kretsbrytare

1, elektromagnetisk driftsmekanism

Den elektromagnetiska manövermekanismen är en mogen teknik som använder en tidigare typ av brytarmanövermekanism. Dess struktur är enkel, antalet mekaniska komponenter är cirka 120. Den använder elektromagnetisk kraft som produceras av strömmen i slutspolens drivkrets, en stötande länkmekanism för att stänga. Storleken på dess stängningsenergi beror helt på storleken på omkopplingsströmmen. Därför krävs en stor stängningsström.

Fördelarna med elektromagnetiska manövermekanismer är följande:

Strukturen är enkel, arbetet är mer tillförlitligt, bearbetningskraven är inte särskilt höga, tillverkningen är enkel, produktionskostnaden är låg;

Kan realisera fjärrkontrolldrift och automatisk återinkoppling;

Den har goda egenskaper vad gäller stängnings- och öppningshastighet.

Nackdelarna med elektromagnetisk driftmekanism inkluderar huvudsakligen:

Stängningsströmmen är stor och den effekt som förbrukas av stängningsspolen är stor, vilket kräver en högeffekts likströmsförsörjning.

Stängningsströmmen är stor, och den allmänna hjälpbrytaren och reläkontakten kan inte uppfylla kraven. En speciell DC-kontakt måste vara utrustad, och DC-kontakten med ljusbågsdämpningsspole används för att styra stängningsströmmen, för att styra stängnings- och öppningsspolens funktion.

Manövermekanismens drifthastighet är låg, kontakttrycket är litet, det är lätt att orsaka kontakthopp, stängningstiden är lång och förändringen i strömförsörjningsspänningen har stor inverkan på stängningshastigheten;

Materialkostnad, skrymmande mekanism;

Brytarens hus och manövermekanism för utomhusstationer monteras vanligtvis tillsammans. Denna typ av integrerade brytare har i allmänhet endast funktionen för elektriska, elektriska och manuella uttag, och har inte funktionen för manuella uttag. När manöverboxen felar och brytaren vägrar att fungera elektriskt, måste den strömavbrottsförsörjas.

2, fjädermanövermekanism

Fjäderns manövermekanism består av fyra delar: fjäderenergilagring, stängningsunderhåll, öppningsunderhåll och öppning. Antalet delar är fler, cirka 200, och använder energin som lagras av fjäderns sträckning och sammandragning för att styra brytarens stängning och öppning. Fjäderns energilagring uppnås genom att energilagringsmotorns retardationsmekanism används, och brytarens stängnings- och öppningsfunktion styrs av stängnings- och öppningsspolen. Därför beror energin i brytarens stängnings- och öppningsfunktion på den energi som lagras av fjädern och har inget att göra med storleken på den elektromagnetiska kraften, och behöver inte för mycket stängnings- och öppningsström.

Fördelarna med fjädermanövermekanismen är följande:

Stängnings- och öppningsströmmen är inte stor, kräver ingen hög effekt på driften;

Den kan användas för fjärrlagring av elektrisk energi, elektrisk stängning och öppning, såväl som lokal manuell energilagring, manuell stängning och öppning. Därför kan den också användas för manuell stängning och öppning när strömförsörjningen försvinner eller manövermekanismen vägrar att fungera. Snabb stängnings- och öppningshastighet, påverkas inte av förändringar i strömförsörjningsspänningen, och kan snabbt återinställas automatiskt;

Energilagringsmotorn har låg effekt och kan användas för både växelström och likström.

Fjädermanövermekanismen kan göra energiöverföringen för att uppnå bästa möjliga matchning och göra alla typer av brytarspecifikationer för brytström gemensamt för en typ av manövermekanism, välj olika energilagringsfjädrar, kostnadseffektivt.

De största nackdelarna med fjädermekanismen är:

Strukturen är komplex, tillverkningsprocessen är komplex, bearbetningsnoggrannheten är hög, tillverkningskostnaden är relativt hög;

Stor manöverkraft, höga krav på komponenternas styrka;

Lätt att uppstå mekaniskt fel som gör att manövermekanismen vägrar att röra sig, vilket bränner slutspolen eller körbrytaren;

Det finns ett fenomen med falskt hopp, ibland är det falska hoppet efter öppningen inte på plats, oförmöget att bedöma dess kombinerade position;

Öppningshastigheten har dåliga egenskaper.

3, permanentmagnetens manövermekanism

Den permanentmagnetiska manövermekanismen använder samma funktionsprincip och struktur som en ny mekanism och består av en permanentmagnet, en slutspole och en bromsspole. Den har en fjäderfunktion för den elektromagnetiska manövermekanismen och rörelsen, vevstången och låsmekanismen. Den har en enkel struktur med få delar, cirka 50, och endast en huvudsaklig rörlig del i drift. Den har mycket hög tillförlitlighet. Den använder en permanentmagnet för att hålla brytarens position. Det är en manövermekanism för elektromagnetisk drift, permanentmagnethållning och elektronisk styrning.

Funktionsprincip för permanentmagnetens mekanism: Efter att spolen stängts genereras elektricitet ovanpå den och permanentmagnetens magnetiska krets matas i motsatt riktning mot det magnetiska flödet. Den magnetiska kraften som produceras genom superposition av två magnetfält gör att kärnan rör sig dynamiskt nedåt. Efter att den rör sig till ungefär halva resans riktning minskar det magnetiska luftgapet i den nedre delen och permanentmagnetens magnetfältslinjer förskjuts till den nedre delen, i samma riktning som spolens magnetfält och permanentmagnetfältet, så att järnkärnans hastighet rör sig nedåt. Vid denna tidpunkt försvinner stängningsströmmen. Permanentmagneten använder den lågmagnetoimpedanskanal som tillhandahålls av de rörliga och statiska järnkärnorna för att hålla den rörliga järnkärnan i ett stadigt stängningsläge. När bromsspolen producerar elektricitet, produceras den i den nedre delen av magnetkretsen och permanentmagneten i motsatt riktning mot magnetflödet. Den magnetiska kraften som produceras genom superposition av två magnetfält gör att kärnan rör sig dynamiskt uppåt. Efter att den rör sig till ungefär halva resans riktning minskar det övre luftgapet i magnetkretsen. Permanentmagnetens magnetiska kraft överförs till den övre delen av bromsspolen, där permanentmagnetens magnetfält rör sig i samma riktning som permanentmagnetens magnetfält. Detta gör att järnkärnans hastighet rör sig uppåt. Den når slutligen ett delläge. När grindströmmen försvinner använder permanentmagneten den lågmagnetoimpedanskanal som tillhandahålls av de rörliga och statiska järnkärnorna för att hålla den rörliga järnkärnan i ett stadigt öppningsläge.

Fördelarna med permanentmagnetens manövermekanism är följande:

Använd bistabil dubbelspolmekanism. Permanentmagnetisk manövermekanism för punktstängning av stängningsspolen. En permanentmagnet som matchar punktstängningsspolen löser bättre problemet med punkterna vid övergång till hög effekt. På grund av permanentmagneten med magnetisk energi kan den användas som stängningsmanöver. Punkterna som ger energi till stängningsspolen kan minskas, så att du inte behöver för mycket punktstängningsström.

Genom den rörliga järnkärnans upp- och nedrörelse, genom vridarmen, VERKAR den isolerande stången på den dynamiska kontakten i brytarens vakuumbågskammare, för att implementera brytarpunkter eller utföra, ersätta det traditionella sättet med mekaniska lås, den mekaniska strukturen förenklas avsevärt, vilket minskar material, sänker kostnaderna, minskar felpunkterna, förbättrar avsevärt tillförlitligheten hos den mekaniska funktionen, kan realisera gratis underhåll och spara underhållskostnader.

Den permanentmagnetiska kraften i permanentmagnetens manövermekanism försvinner nästan obehindrat, och livslängden är upp till 100 000 gånger. Den elektromagnetiska kraften används för öppnings- och stängningsfunktion, och den permanentmagnetiska kraften används för att bibehålla den bistabila positionen, vilket förenklar transmissionsmekanismen och minskar energiförbrukningen och bullret från manövermekanismen. Livslängden för permanentmagnetens manövermekanism är mer än 3 gånger längre än för den elektromagnetiska manövermekanismen och fjädermanövermekanismen.

Använd kontaktlös, inga rörliga komponenter, inget slitage, ingen studsfri elektronisk närhetsbrytare som hjälpbrytare, det finns inga problem med dålig kontakt, tillförlitlig verkan, driften påverkas inte av den yttre miljön, lång livslängd, hög tillförlitlighet, för att lösa problemet med kontaktstuds.

Använd synkron nollgenomgångsbrytarteknik. Dynamisk och statisk kontakt mellan kretsbrytare styrs av det elektroniska styrsystemet. Systemspänningsvågformen kan variera på varje nivå. Vid strömvågformen genom noll vid brytningen är startströmmen och överspänningsamplituden liten för att minska påverkan på elnätet och utrustningen. Den elektromagnetiska manövermekanismen och fjädermanövermekanismen är slumpmässig, vilket kan ge hög startström och överspänningsamplitud. Stor påverkan på elnät och utrustning.

Permanentmagnetmekanismen kan möjliggöra lokal/fjärröppning och -stängning, samt skyddande stängning och återinkoppling, och kan öppnas manuellt. Eftersom den erforderliga effektkapaciteten är liten används kondensatorer för direkt strömförsörjning, vilket ger kort laddningstid för kondensatorn, liten laddningsström och stark slagtålighet. Efter strömavbrott kan strömbrytaren fortfarande slås på och av.

De största nackdelarna med permanentmagnetens manövermekanism är:

Kan inte stängas manuellt, strömförsörjningen försvinner när kondensatorn är i drift och strömmen förbrukas. Om kondensatorn inte kan laddas kan den inte stängas.

Manuell öppning, den initiala öppningshastigheten bör vara tillräckligt stor, så den kräver mycket kraft, annars kan den inte manövreras;

Kvaliteten på energilagringskondensatorer är ojämn och svår att garantera;

Det är svårt att uppnå den ideala öppningshastighetskarakteristiken;

Det är svårt att öka utgångseffekten för permanentmagnetens manövermekanism.