Балаковская АЭС электрооборудование - Генераторный выключатель КАГ-24

Цели обучения

После изучения данного пособия обучаемые смогут:
Назвать состав комплекса КАГ-24
Объяснить систему охлаждения КАГ-24
Объяснить назначение элементов

Объяснить назначение, принцип действия, состав и взаимодействие узлов КАГ-24

Введение

В электрических схемах выдачи мощности блоков генератор-трансформатор устанавливается выключатель между генератором и трансформатором.
На АЭС этот выключатель необходим по следующим соображениям:
при отключении генератора сохраняется питание с.н. от рабочего трансформатора с.н.;
уменьшается количество операций выключателями высокого напряжения ОРУ, т.к. останов и включение генератора могут производиться генераторным выключателем;
уменьшается количество операций выключателями рабочего и резервного питания на секциях 6 кВ, т.к. рабочий трансформатор с.н. используется для пуска и останова энергоблока.
На некоторых действующих АЭС генераторный выключатель в схемах энергоблоков не установлен, т.к. во время их ввода в эксплуатацию отсутствовали надежные выключатели на большие номинальные токи.
В настоящее время в качестве генераторного выключателя широко применяется (и в частности на Балаковской АЭС) специальный коммутационный аппарат КАГ-24, который используется для включения генератора при синхронизации и для коммутаций в нормальных режимах.

Состав, назначение, принцип взаимодействия при работе узлов КАГ-24

Устройство комплектное КАГ-24-30/30000УЭ (в дальнейшем КАГ-24) предназначено для выполнения коммутационных операций и измерений напряжения в цепи главных выводов турбогенераторов мощностью 800 и 1000 Мвт с номинальным напряжением 24 кВ частоты 50 Гц при нормальном режиме, а также для создания необходимого изоляционного промежутка в отключенном положении и заземления отсоединенного участка цепи. Устройство КАГ-24 встраивается в комплектный токопровод генераторного напряжения. Данная схема значительно увеличивает гибкость и надежность блочных электростанций.
Устройство комплектное климатического исполнения У, категории 3. Нижнее значение рабочей температуры окружающего воздуха 5° С.

Элементы комплектного устройства КАГ-24 предназначены для работы в следующих условиях:
рабочее положение - на горизонтальной плоскости, высота над уровнем моря не более 1000 м;
окружающая среда - не взрывоопасная, не содержащая пыли в концентрациях, снижающих параметры комплектного устройства, и агрессивных веществ, приводящих к коррозии;
место установки КАГ-24 должно быть защищено от попадания воды, масла, эмульсии.
Комплектное устройство состоит из трех полюсов и распределительного шкафа (рис. 5.5.01.).
Распределительный шкаф связывает электрически и пневматически между собой три полюса комплектного устройства и соединяет их с магистралью сжатого воздуха.

Технические данные комплектного устройства

Технические данные выключателя нагрузки

Основные параметры разъединителя

Взаимодействие элементов комплектного устройства обеспечивает работу коммутационного аппарата в генераторной цепи схемы выдачи мощности энергоблоков Балаковской АЭС от выводов генератора до трансформаторов.

5.5.01. Схема электрическая функциональная полюса
1,2,3 - токоведущие цилиндры главной токоведущей системы

1. - подвижный контакт разъединителя
2. - подвижный контакт выключателя
3. - розеточный контакт отделителя
4. - главная дугогасительная камера
5. - резистор
6. - вспомогательная дугогасительная камера
7. - заземлитель
8. - трансформаторы напряжения

5.5.02. Полюс комплектного устройства
1, 5, 9 - кожух
2 -устройство коммутирующее разъединителя
3 -устройство коммутирующее среднее
4 -устройство коммутирующее выключателя нагрузки
6 - глушитель
7 - трансформатор напряжения
8 - изолятор
10 - основание
11 - шкаф управления выключателем нагрузки
12 - заземлитель
13 - шкаф управления разъединителем
14 - резервуар со стойками
15 - клапан дутьевой

5.5.04. Контакт подвижный

1. - поршень
2. - втулка
3. - кольцо

Выключатель КАГ-24 является выключателем нагрузки и отключение его в аварийных режимах предусмотрено только от технологических защит.
КАГ-24 имеет блокировки, запрещающие отключение и включение разъединителя при включенном выключателе нагрузки, отключение и включение заземляющего разъединителя при включении выключателя или разъединителе.
Устройство элементов КАГ-24 удобно рассмотреть на одном полюсе комплектного устройства. Основные элементы полюса отражены на рисунке 5.5.02.
Коммутирующее устройство 2 принадлежит разъединителю, коммутирующее устройство 4 - выключателю нагрузки, среднее коммутирующее устройство 3 является общим для разъединителя и выключателя нагрузки.

5.5.03. Резервуар полюса

1. - цилиндр
2. - цилиндр

3 - стойка
4 - спускной клапан

Выключатель нагрузки включает и отключает нагрузочный ток, не превышающий номинальный ток комплектного устройства.
Основные элементы выключателя нагрузки:
главная дугогасительная камера;
вспомогательная дугогасительная камера; резистор;
пневматический привод; буферное устройство;
главная токоведущая система; главные неподвижные ламельные контакты; главный подвижный контакте подвижным контактом отделителя.
Главная дугогасительная камера состоит из подвижного и неподвижного контакта (рис. 5.5.07.). Подвижный контакт главной дугогасительной камеры состоит из поршня, на который навинчена стеклоэпоксидная втулка - диффузор с вставленным кольцом из оргстекла (рис. 5.5.04.).
Дутьевой и выпускной клапаны служат для подачи воздуха из резервуара полюса в дугогасительные камеры выключателя нагрузки (рис. 5.5.05.). Дутьевой клапан является клапаном дифференциального типа.
Выпускной клапан является клапаном прямого действия и служит для открытия дутьевого клапана.
Неподвижный контакт установлен в изоляторе, который представляет собой полый стеклоэпоксидный цилиндр с фланцами (рис. 5.5.07,08.).
Вспомогательная дугогасительная камера закрепляется на изоляторе главной дугогасительной камеры (рис. 5.5.09.).
Неподвижный контакт электрически соединен с подвижным контактом главной дугогасительной камеры (рис. 5.5.01.).

5.5.05. Клапан дутьевой и выпускной

1. - клапан
2. - поршень
3. - клапан впускной
4. - поршень выпускного клапана
5. - клапан отсечки
6. - цилиндр
7. - клапан отсечки

5.5.06. Выключатель нагрузки

1. - привод пневматический
2. - цилиндр медный
3. - воздухопровод
4. - фланец
5. - контакт главный подвижный с контактом отделителя
6. - контакт главный неподвижный ламельный
7. - камера дугогасительная вспомогательная
8. - камера дугогасительная главная
9. - шина
10. - резистор
11. - изолятор
12. -устройство буферное

5.5.07. Камера дугогасительная главная

1. - контакт неподвижный отделителя
2. - изолятор
3. - контакт неподвижный
4. - контакт подвижный
5. - корпус
6. - контрэлектрод
7. - демпфер

5.5.08. Контакт неподвижный
1 - контакт
2 - контакт розеточный
3 - корпус
5.5.09. Камера вспомогательная

1. - корпус
2. - клапан

3 - контакт неподвижный
4 - контакт подвижный
5 - демпфер
6 - цилиндр изоляцилнный
7 - болт регулировочный

Подвижный контакт через шину соединен с резистором, таким образом главная дугогасительная камера шунтируется вспомогательной камерой с последовательно соединенным резистором (рис. 5.5.01.).
Привод выключателя нагрузки состоит из системы пневматических клапанов и поршня (рис. 5.5.10.).
5.5.10. Привод выключателя нагрузки
1, 2, 5 - крышка 3 - поршень

1. - клапан включения спускной

6 - клапан отключения выпускной
7, 9 - трубка 8 - корпус

Буферное устройство состоит из трех буферов, поршневые полости которых соединены между собой трубками (рис. 5.5.11.).
5.5.11. Устройство буферное
1,2, 4, 12 - трубка
2 - буфер
5, 9 - крышка
6 - корпус
7 - поршень
8 - поршневое кольцо
10 - шпилька
11 - прокладка
13 - винт

Регулировка сброса воздуха из-под поршня производится винтами (13) и (14). Каждый буфер состоит из корпуса (6), крышек (5,9), поршня (7) с поршневым кольцом 8. Крепления буфера к фланцу токопровода осуществляется шпильками (10) через прокладки (11).
Подвижный контакт отделителя с розеткой крепится на фланце главного подвижного контакта (рис. 5.5.12.).

5.5.12. Контакт главный подвижный с контактом подвижным отделителя

1. - контакт подвижный
2. - розетка
3. - контакт отделителя подвижный
4. - кольцо охранное
5. -устройство пружинное
6. - корпус

Привод разъединителя состоит из системы пневматических клапанов и поршня (рис. 5.5.13.).
Разъединитель во включенном положении фиксируется устройством, расположенным на крышке (9), которое состоит из корпуса (1), штока (11) и фиксатора (10).

5.5.13. Привод разъединителя

1. - корпус
2. - клапан отключения выпускной
3. - корпус
4. - клапан включения выпускной
5. - крышка
6. - трубка
7. - поршень
8. - трубка
9. - крышка
10. - фиксатор
11. - шток

Подвижный контакт разъединителя токоведущей системы состоит из медного цилиндра (7) с цилиндрической тягой (9), связанной с поршнем привода через шток 12, цилиндрическая тяга перемещается в направляющей втулке (11), закрепленной на фланце (2) (рис. 5.5.14.).

5.5.14. Разъединитель

1. - привод пневматический

2 - фланец
3 - цилиндр медный
4 -устройство буферное
5 -устройство подвижное
6 - контакт главный неподвижный ламельный
7 - цилиндр медный
8 - бобышка для крепления заземлителя
9 - тяга цилиндрическая
10 - изолятор
11  - втулка направляющая
Заземлитель состоит из неподвижных и подвижных контактов блокировочных устройств. Неподвижные контакты центрируются с помощью изоляторов (рис. 5.5.15.).
5.5.15. Заземлитель
1 - контакт неподвижный
2 - изолятор
3 - контакт неподвижный
4 - контакт подвижный
5 - рукоятка ручного привода
6 - блок-замок
7 -устройство блокировочное
8 - корпус

Шкаф управления выключателем нагрузки и разъединителем состоит из системы клапанов и электромагнитов включения и отключения (рис. 5.5.16.). Распределительный шкаф связывает пневматически и электрически три полюса КАГ-24 и соединяет их с магистралью сжатого воздуха.

1. Шкаф управления разъединителем 1 - рама

2 - плита

3, 4, 6 - трубка

5 - клапан

7 - юлок клапанов

8 - катушка блокировочная

9 - электромагнит отключения
10 - зажимы контактные
11 - электромагнит включения

11 - привод контактов вспомогательной цепи

Поток газов в глушителе проходит через диффузоры, диффузионные решетки и через изоляторы, закрепленные между токопроводом и кожухом наружу (рис. 5.5.17.).

1. Глушитель
2. - кожух
3. - болт специальный
4. - изолятор
5. - шайба уплотнительная

5, 6,12,14 - фланец
7 - шпилька M16x100
8- гайка М16
9,10,11 - шайба пружинная и уплотнительная

1. - шпилька М16х90
2. - заглушка
3. - токопровод
4. - диффузионные решетки
5. - диффузор

1. Конструкция распределительного шкафа
2. - отверстие воздухопровода для подвода воздуха, идущего от магистрали
3. - отверстие воздухопровода для подвода воздуха, идущего к комплектному устройству

Крепление к распределительному шкафу воздухопровода, идущего к комплектному устройству (без изоляционных деталей)

II  Крепление к распределительному шкафу
Крепление к распределительному шкафу воздухопровода, идущего к комплектному устройству (с изоляцией) воздухопровода, идущего от магистрали

5.5.19. Блок пневматических клапанов
1 - фильтр
2 - клапан обратный
3 - вентиль
4 - клапан спускной
5, 6 - клапан
7 - гайка специальная
Через блок пневматических клапанов сжатый воздух подается из магистрали к комплектному устройству (рис. 5.5.19.).

Установленный в шкафу электроконтактный манометр показывает давление сжатого воздуха в магистрали и в резервуарах КАГ-24 и одновременно обеспечивает блокирование от срабатывания КАГ-24 при недостаточном давлении воздуха.
Манометр присоединяется к объему сжатого воздуха через клапан, позволяющий снять манометр без спуска воздуха, из резервуаров КАГ-24 и без отсоединения комплектного устройства от общей магистрали.