Высоковольтное коммутационное оборудование

Электроэнергетическая система, работающая с напряжением выше 36 кВ, называется высоковольтным коммутационным оборудованием. Поскольку уровень напряжения высок, дуга, возникающая при переключении, также очень велика. Поэтому при проектировании высоковольтного коммутационного оборудования необходимо принять особые меры предосторожности. Высоковольтный автоматический выключатель является основным компонентом высоковольтного коммутационного оборудования, поэтому высоковольтный автоматический выключатель (АВ) должен обладать особыми характеристиками для безопасной и надежной работы. Неисправности в работе и переключении высоковольтных цепей случаются крайне редко. В большинстве случаев эти автоматические выключатели находятся в состоянии "включено" и могут быть приведены в действие через длительные промежутки времени. Поэтому АВ должны быть достаточно надежными, чтобы обеспечивать безопасную работу, когда это необходимо. Технология высоковольтных автоматических выключателей радикально изменилась за последние 15 лет. Маломасляные автоматические выключатели (МАВ), автоматические выключатели с воздушным потоком и автоматические выключатели на SF6 наиболее часто используются в высоковольтном коммутационном оборудовании.

Вакуумные автоматические выключатели редко используются для этой цели, поскольку до сих пор вакуумная технология не является достаточной для прерывания короткого замыкания с очень высоким током. Существует два типа автоматических выключателей на SF6: однодавленческий автоматический выключатель на SF6 и двухдавленческий автоматический выключатель на SF6. Однодавленческая система является современным стандартом для системы высоковольтного коммутационного оборудования в настоящее время. В наши дни SF6 газ как средство гашения дуги стал наиболее популярным для высоковольтных и сверхвысоковольтных электрических энергетических систем. Тем не менее, SF6 газ способствует парниковому эффекту. Его влияние на парниковый эффект в 23 раза сильнее, чем у CO2. Поэтому необходимо предотвращать утечку SF6 газа в течение всего срока службы автоматического выключателя. Для минимизации выбросов SF6 газа можно использовать смесь N2 – SF6 и CF4 – SF6 в качестве замены чистого SF6. При обслуживании АВ всегда следует следить, чтобы SF6 газ не попадал в атмосферу.

С другой стороны, автоматический выключатель на SF6 имеет значительное преимущество в виде низкого обслуживания.
Высоковольтные коммутационные устройства классифицируются как,

1. Газоизолированные внутреннего исполнения (ГИС),

2. Воздушно-изолированные внешнего исполнения.

Кроме того, воздушно-изолированные автоматические выключатели внешнего исполнения классифицируются как,

1. Автоматический выключатель с мертвым баком

2. Автоматический выключатель с живым баком

В автоматическом выключателе с мертвым баком, устройство переключения (сборка прерывателей) расположено с подходящими изоляторами внутри металлической емкости (или емкостей) с заземленным потенциалом, заполненной изолирующей средой. В автоматическом выключателе с живым баком, устройство переключения (сборка прерывателей) расположено на изолирующих втулках, на потенциале системы. Автоматические выключатели с живым баком дешевле и требуют меньше места для установки.

Основных типов автоматических выключателей, как мы уже говорили, используется в системах высоковольтного коммутационного оборудования, то есть автоматические выключатели с воздушным потоком, автоматические выключатели на SF6, масляные автоматические выключатели, а вакуумные автоматические выключатели редко используются.

Автоматический выключатель с воздушным потоком

В этом дизайне используется струя сжатого воздуха под высоким давлением для гашения дуги между двумя отсоединяющимися контактами, когда ионизация столба дуги минимальна при нулевом токе.

Масляный автоматический выключатель

Этот тип далее классифицируется как масляный автоматический выключатель с большим объемом масла (МАВ) и масляный автоматический выключатель с малым объемом масла (ММАВ). В МАВ устройство прерывания находится внутри масляного бака с заземленным потенциалом. Здесь масло используется как изолирующее, так и прерывающее средство. В ММАВ, с другой стороны, потребность в изолирующем масле может быть минимизирована путем размещения устройств прерывания в изолированной камере на живом потенциале на изолирующем столбе.

Автоматический выключатель на SF6

SF6 газ широко используется в качестве среды гашения дуги в высоковольтных применениях сегодня. Шестифтористая сера — это высокоэлектронегативный газ, обладающий отличными диэлектрическими и дугогасящими свойствами. Высокие диэлектрические и изолирующие свойства SF6 позволяют проектировать высоковольтные автоматические выключатели с меньшими общими размерами и более коротким расстоянием между контактами. Отличные изолирующие свойства помогают проектировать и строить внутренние коммутационные устройства в высоковольтных системах.

Вакуумный автоматический выключатель

В вакууме нет дальнейшей ионизации между двумя разделенными проводящими контактами после нулевого значения тока. Начальная дуга, вызванная им, погаснет сразу после следующего перехода через нуль, но поскольку нет возможности для дальнейшей ионизации после первого перехода через нуль, процесс гашения дуги завершается. Хотя метод гашения дуги очень быстр в ВАВ, до сих пор это не является подходящим решением для высоковольтного коммутационного оборудования, так как ВАВ, предназначенные для очень высокого уровня напряжения, совсем неэкономичны.

Необходимые характеристики высоковольтного автоматического выключателя

Необходимые характеристики, которые должны быть предусмотрены в высоковольтном автоматическом выключателе, чтобы обеспечить безопасную и надежную работу, используемые в высоковольтном коммутационном оборудовании, должны быть способны безопасно работать при следующих условиях:

1. Терминальные повреждения.

2. Повреждения на короткой линии.

3. Ток намагничивания трансформаторов или реакторов.

4. Подача питания на длинные линии передачи.

5. Зарядка

   Чаевые