Yuqori bosladagi SF6 kontaktorasining hozirgi holati va rivojlanish tendentsiyasi

Юкта кучли айлана кесувчилари, юкта кучли тумтолар деган ном bilan ham ataladi. Ular yetarli ижоди ва аркни бекор қилиш қобилиятига эга. Улар юкта кучли айланалардаги бошқаришсиз жамоат ҳажми ва юк ҳажмини кесиш ва қўшиси мумкин, шунингdek, системада хатолик йўз берганда, himoya qurilmalari va avtomatik qurilmalar bilan ҳамкорлик қилиб, теңча хатолик ҳажмини кесиш, электр энергияси бекор қилинишининг ҳадини камайтириш ва авариянинг кенгаяшидан саклашиб олади. Бу электр энергияси системасининг ҳавфсиз ишлаб чиқишини ҳимоя қилиш учун маанили.

Юкта кучли айлана кесувчилари маслахатий айлана кесувчилар, сув қопитилган айлана кесувчилар, вакуум айлана кесувчилар ва SF₆ айлана кесувчилар орқали ривожланган. Бундан, алдинги иккита турлар яратиб чиқарилган, ва SF₆ айлана кесувчилар соңги иккита турларга nisbatan ko'proq qo'llanilmoqda. SF₆ айлана кесувчилар 1970-йилдар башиндa кеңишлиб кетди. Ular arkni bekor qilish uchun sulfur heksafluoridan foydalanadi. Bu turdagi айлана кесувчи ижоди қобилияти katta. Bevosita ижоди шартларда, uning ижоди қобилияти boshqa айлана кесувчилар гача 10 marta yuqori. U elektr energiyasi системасининг стабил ва ҳавфсиз ишлаб чиқишини ҳимоя қилиши, айрим экономика ва ijtimoiy faoliyatlar darajasida маанили.

1. SF₆ Айлана кесувчиларининг ишлаб чиқиш қобилияти

SF₆ айлана кесувчилари маслахатий айлана кесувчилар эмас, SF₆ газидан фойдаланади изоляция ва аркни бекор қилиш усуллари сифатида. Уларнинг изоляция қобилияти ва аркни бекор қилиш хусусиятлари маслахатий айлана кесувчилардан o'zroq yuqori. Sulfur heksafluorid айлана кесувчилари quyidagicha xususiyatlarga ega:

• Кучли аркни бекор қилиш қобилияти, юқори диэлектрика кучи ва юқори бир бирдан қатор кесиш ҳажмининг ҳамдаштириш даволантириш деярата. Natijada, bir xil reytinglangan напряжение деяратада, серия кесиш портлари сони камайтирилади, продуктning экономика қобилияти яхшилашади.

• Узок электр жисмони. U 50kA to'liq қобилият билан 19 marta davom etib ижоди қила олади, жами ижоди ҳажми 4200kA булади. Boshqaruv цикл узок, tez-tez ишлатиладиган операцияларга mos keladi.

• Яхши ижоди қобилияти. SF₆ гази электронегативлиги учун, u erkin elektronlarni chiqarishga kuchli imkoniyatga ega. SF₆ da yaratilgan арк "арк колонна структураси" (арк ядроси ва арк қопи) shakllantirishiga yordam beradi. Ionlanish плазмаси tarqalishi cheklanadi, samarali ion takrorlanishi mumkin. Ижоди ҳажми katta, 80-100kA, hatta 200kA. Аркни бекор қилиш вақти qisqa, umumiy 5-15ms. Ayni vaqt ichida, арқа қисм ижоди, yaqin joyda bo'lgan xatoliklar, bo'sh uzun линиялар ва трансформатор бос ҳолати учун ижоди қобилияти ham yaxshi.

• Юқори изоляция қобилияти. SF₆ изоляция кучи авоз қандай 5-10 marta yuqori.

• SF₆ гази rangsiz, bosim, ziyoratsiz, yonmas va juda barqaror газ, башқа ўрнинга munosabat bilan reaksiya qilishini oson emas. Албатта, айлана кесувчи ochilganda, арк иштироги таркиби босими ozroq oshadi, ishonchli ишлаб чиқиш va взрыв аварияларини oldini oladi.

2. Юкта кучли SF₆ Айлана кесувчиларининг ривожланиши
2.1 Ikki босимли SF₆ Айлана кесувчилар

Айлана кесувчидаги ички жерда икки SF₆ газ тизими (юқори босим тизими ва паст босим тизими) орнатилган. Факат ochilish jarayonida, босимни контрол қилувчи клаппингиз orqali юқори босимли камерадан паст босимли камерага юқори босимли газ ағыси yaratiladi. Ижоди tugallanganidan so'ng, босимни контрол қилувчи клаппингиз yopiladi. Аркни бекор қилиш камера принципи - газ компрессори ва трубкалар юқори босимли камерага ва паст босимли камерага ulangan. Agar юқори босимли камерадаги газ босими камайиши yoki паст босимли камерадаги газ босими белгиланган чегара qadar ошиши yuz berganda, газ компрессори ишга tushadi va паст босимли камерадаги SF₆ газини юқори босимли камерага pompalaydi, shunday qilib автоматик замкнут газ тизими yaratiladi.

2.2 Bir босимли SF₆ Айлана кесувчилар

Bir босимли конструкция sodda va ko'plab атмосфералар температурасига mos keladi. Газ компрессори турлари ham rivojlanish jarayonini o'tkazdi: аркни бекор қилиш бўйича, birinchi поколония bir босимли типи bir-blow структурага ega, ижоди ҳажми kam (umuman 31.5kA) va кесиш порт бозори нисбий қисқа (umuman 170kV). Ikkinchi поколония bir босимли типи ikki blow структурага ega, ижоди ҳажми (40-50kA)га оширилди, кесиш порт бозори hali ham нисбий қисқа. Umuman 252kV mahsulotlar ikki кесиш порт бозорига ega. Uchinchi поколония bir босимли типи ikki blow структура bilan термал расширение эффекти (аралаш аркни бекор қилиш) bilan ta'minlandi. Ижоди ҳажми katta, 63kA, кесиш порт бозори юқори. Bir кесиш порт 252kV, 363kV, 420kV, hatta 550kV ga erishadi.

Bir босимли турларининг ривожланиши, аркни бекор қилиш камера бўйича, kichik газ компрессори пистонини qo'llash orqali amalga oshirildi. Аркни бекор қилиш камерадаги пистоннинг kamayishi quyidagi afzalliklarni beradi:

• Mahsulotning ижоди процессида бутун харакат системасининг массаси kamayadi.

• Mahsulotning ишлатиладиган кучи kamayadi.

• Mahsulotning amortizatsiya қобилияти osonroq, механика жисмони узок.

2.3 O'z энергияли SF₆ Айлана кесувчилар

O'z энергияли SF₆ айлана кесувчилари икки аркни бекор қилиш принципига ega: термал расширение принципи ва арк айлана принципи. Hozirgi paytda, ko'proq o'z энергияли айлана кесувчилар термал расширение принципидан foydalanadi. O'z энергия принципи - арк энергиясидан foydalanади SF₆ газни расширение камера ichida issitish, босим yaratиш, газ ағыс yaratиш ва аркни бекор қилиш. Ammo, kichik арк энергияси бўлганда, kichik пистон газни компресс қилиш ва кўмакчи blow yaratиш uchun talab qilinadi. Ишлатиладиган кучи aniq kamayishi sababli, sodda структураси билиб келинган пружина ишлатиладиган механизмdan foydalanish mumkin. Термал расширение турлар биринчи поколонияга ривожланди. Birinchi поколония mahsulотлари аркни бекор қилиш усулларидан келтириб чиқарилган газ компрессори энергиясини камайтириш орқали ишлатиладиган кучи камайтириш натижаси bilan yaxshilandi. Газ компрессори пистони қиёмати 30% энг юқори хатолик ҳажмини кесиш учун таклiflower, харакат массаси ham kam, ишлатиладиган кучи камайтириш. Ikkinchi поколония mahsulотлари термал расширение эффектини ва ижоди қобилиятини yana yaxshiladi, не только повышает способность прерывания емкостного тока, но и еще больше снижает потребляемую мощность.

2.4 Интеллектуал SF₆ Айлана кесувчилар

Современные высоковольтные выключатели также характеризуются интеллектуальностью, переходя от традиционных электромеханических систем к современным интеллектуальным системам, центром которых являются компьютеры. В настоящее время содержание онлайн-диагностики высоковольтных выключателей следующее:

• SF6 газ;

• Механизм системы;

• Расцепление;

• Контроль и вспомогательные цепи;

• Цепь передачи энергии.

Благодаря этим проверкам, можно обнаружить более 90% неисправностей. Онлайн-диагностика может изменить регулярное техническое обслуживание выключателей на реальное техническое обслуживание по состоянию.

3. Фарфоровые столбчатые и корпусные SF₆ Выключатели и их применение

В Китае SF₆ выключатели были впервые применены в 1970 году, когда Северо-Восточное управление электроэнергетики импортировало три выключателя типа H-912 с двойным давлением, производства Siemens, и установило их в подстанции Хушитай в Шэньяне. Они до сих пор работают хорошо.

Высоковольтные выключатели серы гексафторида по своей конструкции делятся на фарфоровые столбчатые и корпусные. При сравнении двух типов, у каждого есть свои особенности:

• Оба типа, фарфоровые столбчатые и корпусные высоковольтные SF₆ выключатели, могут удовлетворять требованиям высокого напряжения и большой мощности. Камера дугогашения фарфорового столбчатого типа установлена на изолированной опоре. Посредством последовательного соединения камер дугогашения и установки их на изолированную опору на соответствующей высоте, можно получить любое номинальное значение напряжения. Изолированная опора в основном является фарфоровым столбом, хотя также появились органические композитные опоры. Камера дугогашения корпусного типа установлена в металлическом корпусе, соединенном с землей. При высоком напряжении несколько камер дугогашения должны быть последовательно соединены и установлены в одном корпусе для каждой фазы.

• Установка трансформаторов тока. Что касается установки трансформаторов тока, то фарфоровые столбчатые выключатели находятся в невыгодном положении. Поскольку камера дугогашения фарфорового столбчатого типа установлена внутри изолятора и на вершине изолированной опоры, трансформатор тока должен быть установлен отдельно на своей собственной изолированной опоре. Однако, трансформатор тока в виде ввода может быть установлен на вводе корпусного выключателя. В некоторых сценариях использования, выключатель не нуждается в трансформаторе тока, особенно при использовании его как переключателя для банок конденсаторов и параллельных реакторов. Здесь цена фарфорового столбчатого типа составляет всего 60% от цены корпусного выключателя, и благодаря использованию нескольких разрывов, он лучше справляется с повторными пробоями.

• Внешняя переносимость напряжения. С точки зрения внешней переносимости напряжения, несколько последовательно соединенных камер дугогашения фарфорового столбчатого выключателя могут удовлетворять любому номинальному значению напряжения, но его внешняя изоляционная переносимость ограничена длиной самой камеры дугогашения. Для корпусного выключателя, если можно разработать необходимую переносимость для уменьшения числа разрывов, можно изготовить изолированный ввод. Поэтому корпусный выключатель может достичь одиночного разрыва 550кВ/63кА и двойного разрыва 1100кВ/50кА.

• Потребление SF₆ газа. С точки зрения потребления SF₆ газа, фарфоровый столбчатый тип превосходит корпусный. Потребление газа корпусным выключателем значительно выше, чем у фарфорового столбчатого.

• Экологическая адаптивность. С точки зрения экологической адаптивности, объемный корпусный выключатель показывает свои преимущества. В корпусном выключателе можно установить нагреватель, тогда как это невозможно в фарфоровом столбчатом.

• Сейсмостойкость. С точки зрения сейсмостойкости, корпусный выключатель значительно превосходит фарфоровый столбчатый. Поскольку у фарфорового столбчатого выключателя высокий центр тяжести, его сейсмостойкость низкая.

• Сравнение цен. По цене, для одинаковой мощности, фарфоровый столбчатый выключатель лучше, чем корпусный. Обычно цена корпусного выключателя примерно на 20% выше, чем у фарфорового столбчатого выключателя с внешним трансформатором тока (например, SF₆ трансформатор).

4. Вопросы, которые следует учитывать при эксплуатации и обслуживании SF₆ выключателей

Для строгого контроля за утечкой газа и предотвращения попадания влаги и сырости в корпус, технологические процессы и требования к материалам гораздо выше, чем у обычных высоковольтных электроприборов. Одновременно требуется специальная система SF₆ газа, включающая клапан с хорошей герметичностью, оборудование для обнаружения утечек, устройство для сбора газа и мониторинг давления. Кроме того, из-за большого расхода металла увеличивается сложность производства.

Чистый газ SF₆ бесцветный, без запаха, нетоксичный и негорючий. Однако при синтезе серы гексафторида образуются низкофторированные соединения серы, которые токсичны. В выключателе газ при высокой температуре дуги через диссоциацию и ионизацию разлагается, образуя высоко токсичные газы. Поэтому в выключателе установлен абсорбер, в который помещается активированный алюминий для поглощения этих токсичных газов.

Несмотря на это, при обслуживании следует уделять особое внимание предотвращению отравления. Поэтому перед началом работы газ необходимо полностью откачать и вывести. Если все еще чувствуется неприятный запах, следует надеть противогаз и резиновые перчатки. Кроме того, продукты разложения дуги также содержат некоторые металлические фториды, которые рассеиваются в выключателе в виде порошка. Хотя эти порошки не являются сильно токсичными веществами, следует принять меры предосторожности, чтобы предотвратить их вдыхание при очистке.

5. Заключение

С увеличением напряжения в энергетических системах, будь то фарфоровые столбчатые или корпусные SF₆ выключатели, они постоянно развиваются вместе с прогрессом технологий. В частности, в последние годы разработан и внедрен принцип самоэнергетического гашения дуги, то есть используется высокое давление для создания газового потока, чтобы погасить дугу. Число разрывов уменьшается, и расход материалов снижается.

Из-за относительно высокой стоимости и высоких требований к применению, управлению и эксплуатации газа SF₆, он не широко применяется в среднем напряжении (35 кВ, 10 кВ). В целом, высоковольтные выключатели SF₆ имеют широкие перспективы применения, и научно-исследовательские разработки и модернизация продукции принесут значительные экономические и социальные выгоды.