Tablourile de distribuție de înaltă tensiune sunt utilizate pe scară largă în sistemele de distribuție a energiei electrice pentru recepționarea și distribuirea energiei electrice. O parte din echipamentele sau liniile de alimentare pot fi puse în funcțiune sau scoase din funcțiune în funcție de funcționarea rețelei electrice, iar partea defectă poate fi scoasă rapid din rețeaua electrică atunci când echipamentul sau linia de alimentare se defectează, astfel încât să se asigure funcționarea normală a părții fără defecțiuni a rețelei electrice, precum și siguranța echipamentelor și a personalului de operare și întreținere. Prin urmare, tablourile de distribuție de înaltă tensiune sunt echipamente de distribuție a energiei foarte importante, iar funcționarea lor sigură și fiabilă este de mare importanță pentru sistemul energetic.
1. Clasificarea tablourilor de distribuție de înaltă tensiune
Tipul structurii:
Tip blindat Toate tipurile sunt izolate și împământate prin plăci metalice, cum ar fi tipul KYN și tipul KGN
Tip cu interval Toate tipurile sunt separate prin una sau mai multe plăci nemetalice, cum ar fi tipul JYN
Tipul cutie are o carcasă metalică, dar numărul de compartimente este mai mic decât cel al pieței blindate sau al tipului de compartimentare, cum ar fi tipul XGN
Amplasarea întrerupătorului de circuit:
Tipul de podea Căruciorul manual al întrerupătorului de circuit a aterizat și a fost împins în dulap
Căruciorul manual montat la mijloc este instalat în mijlocul dulapului de distribuție, iar încărcarea și descărcarea căruciorului manual necesită un vagon de încărcare și descărcare.
Cărucior manual montat la mijloc
Cărucior manual de podea
Tipul de izolație
Tablou de distribuție metalic izolat în aer, în carcasă metalică
Tablou de distribuție metalic izolat cu gaz SF6 (dulap gonflabil)
2. Structura compoziției tabloului de distribuție de înaltă tensiune KYN
Dulapul de distribuție este compus dintr-un corp fix și părți detașabile (denumite cărucior manual).
unu. Cabinet
Carcasa și pereții tabloului de distribuție sunt fabricate din tablă de oțel aluminiu-zinc. Întregul tablou de distribuție are precizie ridicată, rezistență la coroziune și oxidare, dar are și o rezistență mecanică ridicată și un aspect plăcut. Tabloul de distribuție adoptă o structură asamblată și este conectată cu piulițe nituitoare și șuruburi de înaltă rezistență. Prin urmare, tabloul de distribuție asamblat poate menține uniformitatea dimensiunilor.
Dulapul de distribuție este împărțit prin pereți despărțitori în camera cărucioarelor manuale, camera barelor colectoare, camera cablurilor și camera instrumentelor releelor, iar fiecare unitate este bine împământată.
Cameră A-Bus
Camera barelor colectoare este amplasată în partea superioară a spatelui dulapului de distribuție pentru instalarea și amplasarea barelor colectoare de curent alternativ trifazat de înaltă tensiune și pentru conectarea contactelor statice prin barele colectoare de derivație. Toate barele colectoare sunt etanșate din plastic cu manșoane izolatoare. Când bara colectoare trece prin pereții despărțitori ai dulapului de distribuție, aceasta este fixată cu o trecere izolatoare. Dacă apare un arc electric intern de defect, acesta poate limita răspândirea accidentului la dulapurile adiacente și poate asigura rezistența mecanică a barei colectoare.
B-camera căruciorului manual (întrerupător de circuit)
În camera întrerupătoarelor este instalată o șină de ghidare specifică pentru ca căruciorul întrerupătoarelor să poată glisa și lucra în interior. Căruciorul manual se poate deplasa între poziția de lucru și poziția de testare. Peretele despărțitor (capcana) contactului static este instalat pe peretele din spate al camerei cărucioarelor manuale. Când căruciorul manual se deplasează din poziția de testare în poziția de lucru, peretele despărțitor se deschide automat, iar căruciorul manual este deplasat în direcția opusă pentru a se închide complet, asigurându-se astfel că operatorul nu atinge corpul încărcat.
Întrerupătoarele de circuit pot fi împărțite în medii de stingere a arcului:
• Întrerupător de circuit în ulei. Acesta este împărțit în mai multe întrerupătoare de circuit în ulei și mai puține întrerupătoare de circuit în ulei. Toate sunt contacte deschise și conectate în ulei, iar uleiul de transformator este utilizat ca mediu de stingere a arcului.
• Întrerupător de circuit cu aer comprimat. Un întrerupător de circuit care utilizează aer comprimat la presiune înaltă pentru a stinge arcul.
• Întrerupător de circuit SF6. Un întrerupător de circuit care utilizează gaz SF6 pentru a stinge arcul.
• Întrerupător de circuit în vid. Un întrerupător de circuit în care contactele sunt deschise și închise în vid, iar arcul este stins în condiții de vid.
• Întrerupător automat generator de gaz solid. Un întrerupător automat care utilizează materiale generatoare de gaz solid pentru a stinge arcul prin descompunerea gazului sub acțiunea temperaturii ridicate a arcului.
• Întrerupător cu ventilator magnetic. Un întrerupător în care arcul este suflat în grila de stingere a arcului de către un câmp magnetic din aer, astfel încât acesta este alungit și răcit pentru a stinge arcul.
În funcție de diferitele forme de energie utilizate de mecanismul de operare, acesta poate fi împărțit în următoarele tipuri:
Mecanism manual (CS): Se referă la mecanismul de operare care folosește forța umană pentru a închide frâna.
2. Mecanismul electromagnetic (CD): se referă la mecanismul de acționare care folosește electromagneți pentru a se închide.
3. Mecanism cu arc (CT): se referă la un mecanism de acționare a închiderii cu arc care utilizează forța umană sau un motor pentru a stoca energie în arc pentru a realiza închiderea.
4. Mecanism motor (MC): se referă la mecanismul de operare care folosește un motor pentru a închide și deschide.
5. Mecanismul hidraulic (MC): se referă la mecanismul de acționare care utilizează ulei de înaltă presiune pentru a împinge pistonul în vederea închiderii și deschiderii.
6. Mecanism pneumatic (MC): se referă la mecanismul de acționare care folosește aer comprimat pentru a împinge pistonul în vederea realizării închiderii și deschiderii.
7. Mecanism cu magnet permanent: Utilizează magneți permanenți pentru a menține poziția întrerupătorului de circuit. Este un mecanism de operare cu funcționare electromagnetică, reținere cu magnet permanent și control electronic.
Cameră cu cablu C
Transformatoare de curent, întrerupătoare de împământare, descărcătoare de trăsnet (protectoare la supratensiune), cabluri și alte echipamente auxiliare pot fi instalate în camera cablurilor, iar în partea de jos este pregătită o placă de aluminiu decupată și detașabilă pentru a asigura confortul construcției la fața locului.
Camera de instrumente cu releu D
Panoul camerei releelor este echipat cu dispozitive de protecție a microcomputerelor, mânere de operare, plăci de presiune pentru prize de protecție, contoare, indicatori de stare (sau afișaje de stare) etc.; în camera releelor există blocuri terminale, întrerupătoare de alimentare CC pentru bucla de control a protecției microcomputerelor și echipamente de lucru pentru protecția microcomputerelor. Sursă de alimentare CC, întrerupător de alimentare CC pentru motorul de stocare a energiei (CC sau CA) și echipamente secundare cu cerințe speciale.
Trei poziții în căruciorul manual al tabloului de distribuție
Poziția de lucru: întrerupătorul este conectat la echipamentul principal. După închidere, energia este transmisă de la magistrală la linia de transmisie prin întrerupător.
Poziție de testare: Ștecherul secundar poate fi introdus în priză pentru a obține alimentarea cu energie electrică. Întrerupătorul poate fi închis, operațiune deschisă, indicatorul luminos corespunzător se aprinde; Întrerupătorul nu are nicio legătură cu echipamentul principal și poate efectua diverse operațiuni, dar nu va avea niciun efect asupra părții de sarcină, de aceea se numește poziție de testare.
Poziție de întreținere: nu există contact între întrerupătorul de circuit și echipamentul primar (bus), alimentarea cu energie este pierdută (ștecherul secundar a fost deconectat), iar întrerupătorul de circuit este în poziția de deschidere.
Dispozitiv de interblocare a dulapului de distribuție
Dulapul de distribuție are un dispozitiv de interblocare fiabil pentru a îndeplini cerințele a cinci măsuri de prevenire și a proteja eficient siguranța operatorilor și a echipamentelor.
A. Ușa camerei de instrumente este echipată cu un buton sugestiv sau un comutator de transfer pentru a preveni închiderea și divizarea greșită a întrerupătorului de circuit.
B, mâna întrerupătorului de circuit este în poziția de testare sau în poziția de lucru, întrerupătorul de circuit poate fi acționat, iar în timpul închiderii întrerupătorului de circuit, mâna nu se poate mișca, pentru a preveni încărcarea greșită a mânerului de împingere.
C. Numai atunci când întrerupătorul de împământare este în poziția de deschidere, căruciorul manual cu întrerupător de circuit poate fi mutat din poziția de testare/întreținere în poziția de lucru. Numai atunci când căruciorul manual cu întrerupător de circuit este în poziția de testare/întreținere, se poate acționa întrerupătorul de împământare. În acest fel, se poate preveni cuplarea accidentală a întrerupătorului de împământare și cuplarea în timp a acestuia.
D. Când întrerupătorul de împământare este în poziția deschis, ușa inferioară și ușa din spate ale dulapului de distribuție nu pot fi deschise pentru a preveni întreruperea accidentală a alimentării electrice.
E, întrerupătorul de circuit este în poziția de testare sau de lucru, fără tensiune de control, poate fi realizat doar prin deschidere manuală, nu și prin închidere.
F. Când caruciorul manual al întrerupătorului de circuit este în poziția de lucru, fișa secundară este blocată și nu poate fi scoasă.
G, fiecare corp al dulapului poate realiza interblocare electrică.
H. Conexiunea dintre linia secundară a echipamentului de comutare și linia secundară a căruciorului manual al întrerupătorului se realizează printr-un ștecher manual secundar. Contactul mobil al ștecherului secundar este conectat la căruciorul manual al întrerupătorului printr-un tub termocontractabil ondulat din nailon. Căruciorul manual al întrerupătorului se află doar în poziția de testare, de deconectare, putând conecta și scoate al doilea ștecher. Căruciorul manual al întrerupătorului se află în poziția de lucru, datorită interblocării mecanice, al doilea ștecher fiind blocat, nu poate fi scos.
3. Procedura de funcționare a tablourilor de distribuție de înaltă tensiune
Deși proiectarea tablourilor de distribuție a garantat o secvență corectă de interblocare a operațiunilor, componentele, cu excepția operatorului, care operează echipamentul trebuie să respecte strict procedurile de operare și cerințele aferente, nu trebuie să fie operate opțional și nu trebuie blocate în funcționare fără o analiză prealabilă, altfel se pot deteriora ușor echipamentul sau chiar se pot produce accidente.
Procedura de funcționare a transmisiei tablourilor de distribuție de înaltă tensiune
(1) Închideți toate ușile dulapului și plăcile de etanșare din spate și blocați-le.
(2) Introduceți mânerul de acționare al comutatorului de împământare în orificiul hexagonal din partea dreaptă inferioară a ușii din mijloc, rotiți-l în sens invers acelor de ceasornic cu aproximativ 90° pentru a aduce comutatorul de împământare în poziția de deschidere, scoateți mânerul de acționare, placa de interblocare de la orificiul de acționare va reveni automat, va acoperi orificiul de acționare, iar ușa din spate a dulapului de distribuție va fi blocată.
(3) Observați dacă instrumentele și semnalele ușii superioare a dulapului funcționează normal. Lampa de alimentare a dispozitivului de protecție a microcomputerului, lampa de poziție a testului manual, indicatorul luminos de deschidere a întrerupătorului și indicatorul luminos de stocare a energiei sunt aprinse. Dacă toți indicatorii nu sunt luminoși, deschideți ușa dulapului și confirmați că întrerupătorul de alimentare al magistralei este închis. Dacă s-a închis și indicatorul luminos încă nu este luminos, trebuie să verificați bucla de control.
(4) Introduceți știftul manivelei căruciorului manual al întrerupătorului și apăsați-l puternic, rotiți manivela în sensul acelor de ceasornic, aparatajul de comutație de 6 kV se blochează în manivelă, însoțit de un sunet evident de „clic” la scoaterea manivelei. Căruciorul manual se află în poziția de lucru. În acest moment, un al doilea ștecher este blocat. Bucla trece prin întrerupător, vedeți semnalul corespunzător (în acest moment, luminile de poziție a căruciorului se aprind, în același timp, lumina de poziție de testare a mâinii se stinge). În același timp, trebuie reținut că atunci când mâna este în poziția de lucru, placa de interblocare de la orificiul de operare al cuțitului de împământare este blocată și nu poate fi apăsată.
(5) Acționarea instrumentului de pe ușă, comutați întrerupătorul de circuit, indicatorul luminos roșu de închidere al instrumentului de pe ușă se aprinde simultan, indicatorul luminos de frână verde indică, verificați dispozitivul de afișare electrică, locația punctelor mecanice ale întrerupătorului de circuit și alte semnale conexe, totul este normal, 6 (la acționare, comutatorul va indica rotirea mânerului în sensul acelor de ceasornic către locația panoului, mânerul de operare ar trebui să se reseteze automat la poziția prestabilită după eliberare).
(6) Dacă întrerupătorul se deschide automat după închidere sau se deschide automat în timpul funcționării, este necesar să se determine cauza defecțiunii și să se elimine defectul, acesta putând fi retransmis conform procedurii de mai sus.
4. Mecanismul de acționare al întrerupătorului de circuit
1, mecanism de funcționare electromagnetică
Mecanismul de acționare electromagnetică este o tehnologie matură, care utilizează un mecanism de acționare a întrerupătorului de circuit anterior, structura sa este simplă, numărul componentelor mecanice este de aproximativ 120, utilizează forța electromagnetică produsă de curentul din miezul bobinei de închidere, impactul mecanismului de legătură de închidere pentru închidere, mărimea energiei sale de închidere depinzând complet de mărimea curentului de comutare. Prin urmare, este necesar un curent de închidere mare.
Avantajele mecanismului de acționare electromagnetică sunt următoarele:
Structura este simplă, lucrul este mai fiabil, cerințele de procesare nu sunt foarte mari, fabricația este ușoară, costul de producție este scăzut;
Poate realiza operarea prin telecomandă și reînchiderea automată;
Are caracteristici bune de viteză de închidere și deschidere.
Dezavantajele mecanismului de acționare electromagnetică includ în principal:
Curentul de închidere este mare, iar puterea consumată de bobina de închidere este mare, ceea ce necesită o sursă de alimentare de curent continuu de mare putere.
Curentul de închidere este mare, iar comutatorul auxiliar general și contactul releului nu pot îndeplini cerințele. Trebuie echipat un contactor special de curent continuu, iar contactul dintre contactul de curent continuu și bobina de suprimare a arcului electric este utilizat pentru a controla curentul de închidere, astfel încât să se controleze acțiunea bobinei de închidere și deschidere;
Viteza de funcționare a mecanismului de operare este scăzută, presiunea contactului este mică, este ușor să provoace saltul contactului, timpul de închidere este lung, iar schimbarea tensiunii de alimentare are o influență mare asupra vitezei de închidere;
Costul materialelor, mecanism voluminos;
Corpul întrerupătorului de circuit al substației exterioare și mecanismul de acționare sunt în general asamblate împreună, acest tip de întrerupător de circuit integrat are, în general, doar funcția de puncte electrice, electrice și manuale și nu are funcția de manuală. Când cutia mecanismului de acționare se defectează și întrerupătorul de circuit refuză să se alimenteze, trebuie să fie supus unui proces de întrerupere a curentului.
2, mecanism de acționare cu arc
Mecanismul de acționare a arcului este compus din patru părți: stocarea energiei arcului, menținerea închiderii, menținerea deschiderii, deschiderea. Numărul de părți este mai mare, aproximativ 200, utilizând energia stocată de întinderea și contracția arcului mecanismului pentru a controla închiderea și deschiderea întrerupătorului. Stocarea energiei arcului se realizează prin funcționarea mecanismului de decelerare al motorului de stocare a energiei, iar acțiunea de închidere și deschidere a întrerupătorului este controlată de bobina de închidere și deschidere, astfel încât energia operațiunii de închidere și deschidere a întrerupătorului depinde de energia stocată de arc și nu are nicio legătură cu mărimea forței electromagnetice și nu necesită un curent de închidere și deschidere prea mare.
Avantajele mecanismului de acționare cu arc sunt următoarele:
Curentul de închidere și deschidere nu este mare, nu necesită o sursă de alimentare de mare putere;
Poate fi utilizat pentru stocarea de energie electrică de la distanță, închiderea și deschiderea electrică, precum și pentru stocarea manuală locală a energiei, închiderea și deschiderea manuală. Prin urmare, poate fi utilizat și pentru închiderea și deschiderea manuală atunci când alimentarea cu energie electrică dispare sau mecanismul de operare refuză să funcționeze. Viteză rapidă de închidere și deschidere, nefiind afectată de schimbarea tensiunii de alimentare și putând fi reînchisă automat rapid;
Motorul de stocare a energiei are o putere redusă și poate fi utilizat atât pentru curent alternativ, cât și pentru curent continuu.
Mecanismul de acționare cu arc poate face transferul de energie pentru a obține cea mai bună potrivire și poate face ca toate tipurile de specificații ale întrerupătoarelor de circuit să fie comune pentru curentul de rupere, alegând diferite arcuri de stocare a energiei, eficiente din punct de vedere al costurilor.
Principalele dezavantaje ale mecanismului de acționare cu arc sunt:
Structura este complexă, procesul de fabricație este complex, precizia de procesare este ridicată, costul de fabricație este relativ ridicat;
Forță mare de operare, cerințe ridicate privind rezistența componentelor;
Defecțiuni mecanice ușor de produs, care pot face ca mecanismul de operare să refuze să se miște, pot arde bobina de închidere sau comutatorul de deplasare;
Există un fenomen de salt fals, uneori saltul fals după deschidere nu este la locul lui, incapabil să judece poziția sa combinată;
Caracteristicile vitezei de deschidere sunt slabe.
3, mecanism de funcționare cu magnet permanent
Mecanismul de acționare magnetic permanent adoptă principiul de funcționare și structura unuia nou, constând dintr-un magnet permanent, o bobină de închidere și o bobină de frânare-rupere. Mecanismul de acționare cu arc anulat al mecanismului de acționare electromagnetic și al mișcării, tija de conectare, dispozitivul de blocare, structură simplă, foarte puține componente, aproximativ 50, din care doar una dintre piesele mobile principale funcționează, are o fiabilitate foarte ridicată. Folosește un magnet permanent pentru a menține poziția întrerupătorului de circuit. Este un mecanism de acționare cu funcționare electromagnetică, fixare cu magnet permanent și control electronic.
Principiul de funcționare al mecanismului de acționare a magnetului permanent: După închiderea bobinei, aceasta generează electricitate în partea superioară a circuitului magnetic permanent, în direcția opusă fluxului magnetic. Forța magnetică produsă de suprapunerea a două câmpuri magnetice face ca miezul să se miște dinamic în jos. După deplasare, miezul ajunge la aproximativ jumătate din distanță, deoarece partea inferioară a spațiului magnetic scade, iar liniile câmpului magnetic al magnetului permanent se deplasează în partea inferioară, în aceeași direcție ca și câmpul magnetic al bobinei de închidere, astfel încât viteza de deplasare în jos a miezului de fier scade. În acest moment, curentul de închidere dispare. Magnetul permanent utilizează canalul de magnetoimpedanță redusă furnizat de miezurile de fier mobile și statice pentru a menține miezul de fier mobil în poziția stabilă de închidere. Când bobina de frână se rupe, electricitatea produsă în partea inferioară a circuitului magnetic și a magnetului permanent se deplasează în direcția opusă fluxului magnetic. Forța magnetică produsă prin suprapunerea a două câmpuri magnetice face ca miezul dinamic să se miște în sus. După o mișcare de aproximativ jumătate din cursă, datorită faptului că întrefierul superior al circuitului magnetic scade, linia de forță magnetică a magnetului permanent este transferată în partea superioară. Câmpul magnetic al bobinei de frână se deplasează în aceeași direcție cu câmpul magnetic al magnetului permanent, astfel încât viteza de mișcare ascendentă a miezului de fier atinge în final poziția fracționară. Când curentul de pe poartă dispare, magnetul permanent utilizează canalul de magnetoimpedanță redusă furnizat de miezurile de fier mobile și statice pentru a menține miezul de fier mobil în starea stabilă de deschidere.
Avantajele mecanismului de acționare cu magneți permanenți sunt următoarele:
Adoptă un mecanism bistabil cu bobină dublă. Mecanismul de acționare magnetică permanentă al închiderii punctelor. Bobina de închidere, un magnet permanent care se potrivește cu bobina de închidere a punctelor, rezolvă mai bine problema punctelor la trecerea la energie de mare putere. Datorită magnetului permanent cu energie magnetică, poate fi utilizat ca o operațiune de închidere. Punctele pentru a furniza energie pentru bobina de închidere pot fi reduse, astfel încât să nu fie nevoie de prea mult curent pentru închiderea punctelor.
Prin mișcarea ascendentă și descendentă a miezului de fier, prin brațul rotativ, tija izolatoare ACȚIONEAZĂ asupra contactului dinamic al camerei de arc în vid a întrerupătorului, implementând sau efectuând puncte de blocare a întrerupătorului, înlocuind modul tradițional de blocare mecanică, structura mecanică este mult simplificată, reducând materialele, costurile mai mici, reducând punctele de defect, îmbunătățind considerabil fiabilitatea acțiunii mecanice, putând realiza întreținere gratuită, economisind costurile de întreținere.
Forța magnetică permanentă a mecanismului de operare cu magnet permanent aproape că nu va dispărea, iar durata de viață este de până la 100.000 de ori. Forța electromagnetică este utilizată pentru operațiunea de deschidere și închidere, iar forța magnetică permanentă este utilizată pentru menținerea poziției bistabile, ceea ce simplifică mecanismul de transmisie și reduce consumul de energie și zgomotul mecanismului de operare. Durata de viață a mecanismului de operare cu magnet permanent este de peste 3 ori mai mare decât cea a mecanismului de operare electromagnetic și a mecanismului de operare cu arc.
Adoptă un comutator electronic de proximitate fără contact, fără componente mobile, fără uzură, fără sărituri ca întrerupător auxiliar, nu există probleme de contact nedorit, acțiune fiabilă, funcționarea nu este afectată de mediul extern, durată lungă de viață, fiabilitate ridicată, pentru a rezolva problema săriturii de contact.
Adoptă tehnologia de comutare sincronă la trecere prin zero. Contactul dinamic și static al întrerupătorului de circuit este controlat de sistemul electronic de control, putând varia forma de undă a tensiunii sistemului la fiecare nivel. De la forma de undă a curentului până la zero la întrerupere, amplitudinea curentului de pornire și a supratensiunii este mică, pentru a reduce impactul asupra funcționării rețelei și a echipamentelor. Mecanismul de operare electromagnetică și funcționarea mecanismului de operare cu arc sunt aleatorii, putând produce un curent de pornire și o amplitudine mare a supratensiunii, cu un impact mare asupra rețelelor electrice și a echipamentelor.
Mecanismul de acționare cu magnet permanent poate realiza o operațiune de deschidere și închidere locală/de la distanță, poate realiza, de asemenea, funcția de închidere și reînchidere cu protecție, putând fi deschis manual. Deoarece capacitatea de putere necesară în timpul funcționării este mică, se utilizează condensatoare pentru alimentarea cu comutare directă, timpul de încărcare a condensatoarelor este scurt, curentul de încărcare este mic, rezistența la impact este mare, iar după o pană de curent, întrerupătorul poate fi în continuare pornit și oprit.
Principalele dezavantaje ale mecanismului de acționare cu magneți permanenți sunt:
Nu se poate închide manual, în timpul funcționării sursei de alimentare dispare, condensatorul se epuizează, dacă condensatorul nu poate fi încărcat, nu poate fi închis;
Deschidere manuală, viteza inițială de deschidere trebuie să fie suficient de mare, astfel încât să necesite multă forță, altfel nu poate fi acționată;
Calitatea condensatoarelor de stocare a energiei este inegală și dificil de garantat;
Este dificil să se obțină caracteristica ideală a vitezei de deschidere;
Este dificil să se mărească puterea de ieșire la deschidere a mecanismului de operare cu magnet permanent.
