Глава первая
КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИВОДОВ К ВЫКЛЮЧАТЕЛЯМ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Приводом к выключателю высокого напряжения называется отдельный или встроенный в выключатель механизм, предназначенный для включения выключателя, удержания его во включенном положении и для отключения или освобождения его при отключении. Конструкция и параметры привода к выключателю высокого напряжения прежде всего зависят от размеров и конструкции самого выключателя, места его установки и условий работы.
В настоящее время существует большое количество различных типов приводов. Основное требование, предъявляемое к приводу, состоит в том, что каждый привод должен развивать мощность, достаточную для включения выключателя. Мощность привода должна быть такой, чтобы привод мог включить выключатель даже на существующее короткое замыкание в сети. Привод должен быть быстродействующим, т. е. производить включение выключателя за весьма малый промежуток времени.
При включении выключателя работа привода в основном расходуется на:
- преодоление сил тяжести подвижных частей выключателя и привода;
- преодоление деформации отключающих и контактных пружин;
- преодоление трения в механизме выключателя и привода;
- сообщение подвижным частям выключателя необходимой кинетической энергии для создания нужной скорости включения.
Если обозначить через А работу включения, через t время включения, то мощность привода можно определить по формуле Р= A/t. Так как время t изменяется незначительно и его величина составляет доли секунды, то при увеличении работы включения выключателя А потребуется увеличение мощности Р. Все современные приводы по способу питания их энергией можно подразделить на приводы прямого действия и приводы косвенного действия.
Приводы прямого действия — это такие приводы, у которых энергия, идущая на операцию включения выключателя, сообщается приводу только во время совершения процесса включения. Таким образом, длительность работы привода равна времени включения выключателя. Следовательно, четкое и быстрое включение при таком образе действия можно осуществить только за счет увеличения мощности привода. К приводам прямого действия относятся: а) ручные приводы прямого действия с использованием мускульной силы человека;
б) электромагнитные или соленоидные приводы постоянного и переменного тока; в) электродвигательные приводы.
Приводы косвенного действия — это такие приводы, у которых энергия, необходимая для включения выключателя, предварительно запасается в приводе.
К таким приводам относятся:
а) пружинные приводы, у которых энергия запасается в заведенных пружинах;
б) грузовые приводы, у которых энергия запасается за счет поднятого груза; груз может быть поднят на некоторую высоту посредством мускульной силы человека или электрическим двигателем через редукционную передачу;
в) пневматические приводы, у которых энергия запасается в сжатом воздухе (газе);
г) гидравлические приводы, у которых энергия аккумулируется в жидкости (сосуд с жидкостью находится под большим давлением), и т. п.
Основное отличие приводов косвенного действия от приводов прямого действия заключается в том, что приводы косвенного действия требуют большого запаса энергии, так как работа включения выключателя должна совершаться запасенной энергией и эта энергия не должна значительно снижаться во всем процессе включения выключателя. Работа, необходимая для накопления достаточного количества энергии, производится
в течение сравнительно большого промежутка времени, поэтому мощность двигателей таких приводов даже для крупных выключателей мелеет быть небольшой (порядка 0,1—2 квт).
Так как приводы прямого действия питаются от источников энергии только во время процесса включения выключателя, то потребляемая ими от источника энергии мощность должна быть во много раз больше, чем у приводов косвенного действия. Эта особенность приводов косвенного действия является основным и весьма существенным их преимуществом по сравнению с приводами прямого действия. Кроме того, приводы косвенного действия не требуют наличия постоянного тока, а следовательно, и дорогостоящих аккумуляторных батарей большой емкости. К недостаткам приводов косвенного действия следует отнести сложность конструкции и трудоемкость в производстве; приводы прямого действия являются более простыми по конструкции и дешевыми в изготовлении.
В тех случаях, когда выключатель отключил короткое замыкание и требуется немедленное автоматическое повторное включение его (АПВ), привод косвенного действия может не обеспечить такое включение.
Так как в приводе косвенного действия энергия, необходимая для включения выключателя, запасается предварительно, то может оказаться, что в данный момент запаса энергии в приводе недостаточно для производства АПВ, а накопление вновь нужного запаса энергии потребует длительного промежутка времени. Это может привести к вредным последствиям в работе энергосистемы. Отсюда следует, что за приводами косвенного действия требуются более тщательное наблюдение и уход, чем за приводами прямого действия. Кроме того, они требуют такого запаса энергии, который сможет обеспечить во всех случаях повторное включение выключателя. В настоящее время все приводы косвенного действия, выпускаемые отечественными заводами, имеют достаточный запас энергии для производства цикла однократного АПВ. Кроме того, все современные автоматические приводы прямого и косвенного действия имеют механизм свободного расцепления.
Наличие в приводе такого механизма позволяет производить отключение выключателя как от руки оператора, так и от отключающих электромагнитов. Механизм свободного расцепления привода выполнен так. что в процессе отключения он не дает валу выключателя увлечь за собой другие части привода (например, маховик, рукоятку, сердечник включающего электромагнита и др.). Приводы классифицируются также по конструктивной связи c выключателем. По этому признаку они подразделяются на: а) отдельные соединенные с выключателем непосредственно или через соединительные звенья и б) встроенные в выключатель. Наконец, по роду установки и условиям работы приводы подразделяются на: а) приводы для внутренней установки и б) приводы для наружной установки.
Самой ответственной функцией механизма привода является безотказное обеспечение отключения выключателя в нужный момент. Отключение может быть произведено либо вручную действием оператора, либо воздействием реле на отключающую катушку привода (при неисправной работе линии). Особо важно безотказное отключение выключателя в момент неисправной работы линии (короткое замыкание, длительная перегрузка, исчезновение напряжения и др.). При срабатывании соответствующего реле отключающий электромагнит приходит в действие и воздействует на защелку (механизм свободного расцепления), удерживающую выключатель во включенном положении.
