Аппараты высокого напряжения - Параметры и требования, предъявляемые к АВН

В.4. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ АВН

 Важнейшим параметром всех АВН является номинальное напряжение. Под номинальным напряжением аппарата понимается номинальное линейное напряжение трехфазной системы, в которой аппарат должен работать. К АВН относятся аппараты с номинальным напряжением 3 кВ и выше. Номинальные напряжения АВН переменного тока определены ГОСТ 1516.1-76 и представлены в гл. 1.
Для компенсации падения напряжения в сети и в обмотках источников энергии напряжение на зажимах источников поддерживается несколько выше номинального. В связи с этим вводится наибольшее рабочее напряжение, при котором аппарат может работать сколь угодно длительно. Это напряжение на 5—20 % выше номинального (см. гл. 1).
Номинальное напряжение определяет электрическую изоляцию аппарата.
В связи с тем, что при работе электроустановок возникают коммутационные и атмосферные перенапряжения, изоляция аппарата подвергается большим нагрузкам. Ее прочность регламентируется испытательным напряжением промышленной частоты и импульсным испытательным напряжением (ГОСТ 1516.1-76). Эти напряжения не должны приводить к пробою внутренней и внешней изоляции АВН.
Для АВН, которые в процессе эксплуатации обтекаются током нагрузки, важным параметром является номинальный ток. Согласно ГОСТ 687-78 устанавливаются следующие номинальные токи: 200, 400, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150, 4000, 5000, 6300, 8000, 10 000, 12 500, 16 000, 20 000, 25 000, 31 500 А.
Требования по нагреву АВН изложены в ГОСТ 8024-69.
При КЗ АВН обтекаются током КЗ, который в 10— 20 раз больше номинального. При этом токоведущая часть аппарата подвергается большим тепловым и механическим нагрузкам. Для характеристики АВН при больших токах вводятся понятия — термическая и электродинамическая стойкости.
Термическая стойкость выражается либо током в килоамперах, либо кратностью. Эта стойкость относится к определенному времени t (1—5 с).
Электродинамическая стойкость определяется ударным током, который аппарат может выдержать без повреждений, препятствующих его нормальной работе. Электродинамическая стойкость может выражаться либо амплитудой ударного тока, кА, Iуд=kуд√21к, либо кратностью этого тока относительно номинального значения nд=Iуд/Iном√2.
В аппаратах, имеющих разъемные контакты, вводится понятие стойкости при сквозных токах КЗ. Это токи электродинамической и термической стойкости, которые может выдержать без повреждений аппарат при номинальных нажатиях в разъемных контактах (полное включенное положение аппарата).

В.5. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К АВН

1. Высокая надежность. При аварийных режимах протекают токи до 300 кА. Поэтому ликвидация аварийных режимов должна происходить в минимальное время с целью ограничения разрушений оборудования. Мощности, поглощаемые оборудованием, достигают колоссальных величин. Так, в сети 750 кВ ток КЗ достигает 80 кА, а мощность КЗ равна √3·80·103·750·103=103 800 MB-А. При отказе высоковольтного выключателя происходит расширение аварии, возникают значительные разрушения, которые приводят к длительному перерыву в энергоснабжении. Остановка крупных заводов, лишение энергоснабжения электрифицированного транспорта может вызывать аварийные режимы в этих областях народного хозяйства.

Работа каждого АВН в номинальном режиме связана с передачей большой мощности. Поэтому авария аппарата ведет К недоотпуску большого количества энергии и большим материальным потерям.
Получение высокой надежности связано с большими трудностями, так как процессы, протекающие в АВН, особенно в выключателях, сложны, не поддаются достаточно полному математическому описанию. На надежность влияют также материалы и технология изготовления АВН.

1. Увеличение между ревизионных сроков. Вывод из эксплуатации АВН для ремонта и ревизии связан с большими трудностями технического порядка, часто является причиной аварий и обходится очень дорого. Не так давно между ревизионный срок для выключателя был 1 год За счет совершенствования конструкции и технологии этот срок увеличен до 3 лет. В настоящее время созданы вакуумные выключатели, у которых между ревизионный срок достигает 25 лет.
2. Стойкость к большим тепловым, механическим и электрическим перегрузкам. При расчете, изготовлении и эксплуатации АВН перегрузкам необходимо уделять большое внимание, так как повреждения аппаратов в этих случаях ведут к очень тяжелым последствиям.
3. Стойкость к атмосферным воздействиям. Аппараты, рассчитанные для работы в ОРУ, должны быть готовы противостоять всем воздействиям атмосферы: повышенной влажности, дождю, снегу, гололеду, загрязнению внешней изоляции, высокой ветровой нагрузке. Кроме того, АВН должны быть устойчивы против землетрясений.
4. Удобство при производстве, транспортировке и эксплуатации. Масса, габаритные размеры аппаратов должны быть минимальными.

Кроме того, к каждому из АВН предъявляются свои специфические требования. Так, например, сокращение времени отключения выключателя напряжением 500 кВ всего на 0,02 с позволяет по одной линии пропустить дополнительную мощность 250 МВт и получить большой экономический эффект. Трансформаторы тока, работающие в релейной защите, должны иметь малые погрешности в переходном режиме.