Модернизация выключателя нагрузки 10кВ - Требования ВН к методам испытаний

1. Трехполюсный выключатель нагрузки испытывается на нагрев при длительном протекании по его главной цепи трехфазного тока, равного номинальному току выключателя нагрузки при номинальной частоте 50 Гц. Отклонение частоты от номинального значения не должно превышать ±5%. Выключатели нагрузки со встроенными предохранителями дополнительно испытываются на нагрев при наибольшем номинальном токе предусмотренных для встраивания предохранителей.
2. Для испытания на механическую работоспособность выключатель нагрузки и его привод, а также предохранители, если они предусмотрены, должны быть установлены на специальной (инвентарной) раме или другом достаточно жестком основании в соответствии с монтажным чертежом. Буферные устройства, предназначенные для заполнения жидкостью, должны быть заполнены ею до установленного уровня. Если предусмотрено заполнение выключателя нагрузки дугогасящей жидкостью или газом, то он должен быть заполнен дугогасящей средой до предусмотренного уровня или давления. Допускается проводить приемосдаточные испытания без заполнения дугогасящей средой, если допустимость этого установлена предварительными исследованиями и это предусмотрено программой приемо-сдаточных испытаний.
3. Проверка электромеханических характеристик производится пятью операциями включения и пятью операциями отключения при номинальном напряжении на обмотке электромагнита включения (если применяется электромагнитный привод) и на электромагните отключения. При этом измеряются собственное время включения и собственное время отключения и скорости включения и отключения (если эти измерения предусмотрены программой испытаний).Выключатель нагрузки с механическим управлением должен пройти следующие испытания:
4. 900 рабочих циклов при номинальном напряжении питания и/или номинальном давлении сжатого газа;
5. 50 рабочих циклов при заданном минимальном напряжении питания и/или минимальном давлении сжатого газа.
6.  50 рабочих циклов при заданном максимальном напряжении питания и/или максимальном давлении сжатого газа.

Выключатель нагрузки с ручным управлением должен пройти следующие испытания:

1.  1  000 рабочих циклов в диапазоне рабочих усилий, обычно ожидаемом в процессе эксплуатации.

Не требуется никаких особых временных интервалов между рабочими циклами или между операциями включения и отключения. Тем не менее, эти испытания должны выполняться в таком режиме, чтобы нагрев электрических элементов системы управления под напряжением не превышал нормированных значений.

1. Испытания на стойкость при сквозных токах короткого замыкания проводятся трехфазным или однофазным током частоты 50 Гц от источника, напряжение и мощность которого достаточны для обеспечения протекания токов необходимых величин и длительности. Напряжение источника должно обеспечивать непрерывность протекания тока в случае ослабления нажатия в контактах или их отброса под действием электродинамических усилий. Испытания выключателя нагрузки на соответствие требованиям 5 проводятся путем пропускания через включенный выключатель нагрузки тока со следующими параметрами при любом подходящем для опыта напряжений частоты 50 Гц ±10%:
2. наибольший пик в пределах (1.0 — 1.1) ig;
3. начальное действующее значение периодической составляющей в пределах (1.0 — 1.15) Iнп;
4. среднеквадратичное значение периодической составляющей тока за время его протекания в пределах (1,0 — 1,15) IТ .

Время протекания тока должно быть таким, чтобы произведение квадрата среднеквадратичного значения тока на время его протекания было в пределах (1,0 — 1,1)IТ2tкз.

1. Испытательная схема для испытаний на коммутационную способность состоит из источника питания и нагрузки. Источником питания могут служить лабораторные генераторно-трансформаторные установки или электрическая сеть. При испытаниях коммутационной способности при преимущественно активной нагрузке нагрузка должна состоять из комбинации индуктивностей и резисторов; коэффициент мощности нагрузки должен быть равен 0,7±0,05. Основная часть активной мощности должна приходиться на резисторы. Периодическая составляющая тока короткого замыкания источника не должна превышать номинальный ток Iнп выключателя нагрузки при сквозном токе короткого замыкания или быть не меньше 95% этой величины. Полное сопротивление источника питания при испытаниях по режиму 1 должно составлять от 12 до 18% от суммарного полного сопротивления всей испытательной цепи. Характеристики источника питания в отношении пика ожидаемого переходного восстанавливающегося напряжения и скорости восстановления напряжений для первого гасящего полюса, представленные двумя параметрами (рис. 2.1), должны соответствовать значениям, приведенным в таблице 2.2

Рис. 2.1. Переходное восстанавливающееся напряжение для ВН
Таблица 2.2

Переходное восстанавливающееся напряжение между разомкнутыми контактами выключателя нагрузки при испытании на отключение тока нагрузки имеет вид (1-сos). Составляющие переходных процессов источника питания выключателя нагрузки и переходного режима при изменении нагрузки приведены ниже. В соответствии с рис 2.2. максимальное значение составляющей источника Uc будет приблизительно 15 % Uc в момент времени t3. Фактическое U'c и время до максимума будут зависеть от коэффициента мощности цепи нагрузки и последовательно включенного импеданса цепи питания.

Рис. 2.2. Переходное восстанавливающееся напряжение. ис - пик составляющей цепи питания переходного восстанавливающегося напряжения выключателя нагрузки.

Последовательно включенное сопротивление источника питания составляет (12-18) % полного сопротивления с коэффициентом мощности 0,2 или меньше. Нагрузка состоит из параллельного сопротивления и реактивного сопротивления. ПВН от нагрузки представляет собой затухающее по экспоненте         напряжение, пик которого определяется коэффициентом мощности нагрузки. Таким образом, ПВН на стороне нагрузки полностью определяется цепью нагрузки и его можно не задавать (определять).
Последовательно включенное сопротивление источника питания представляет собой комбинацию распределенного сопротивления трансформатора и сопротивления удаленного источника питания. Коэффициент первого полюса. Коэффициент амплитуды принимается равным 1,4.
Испытательные схемы, цепи распределительной линии, должны включать соединенные последовательно реакторы, и резисторы, и иметь коэффициент мощности, не превышающий 0,3. Полное сопротивление нагрузки (Ζл) может быть на стороне питания выключателя нагрузки, стороне нагрузки или секционированным. Если полное сопротивление нагрузки находится на стороне нагрузки, импеданс на стороне питания (Zu) должен быть насколько возможно малым, но не таким, чтобы ток короткого замыкания превышал ток включения выключателя нагрузки. Ожидаемые переходные восстанавливающиеся напряжения не должны быть менее максимального напряжения ис, 12 кВ
Испытательные схемы, цепи параллельных силовых трансформаторов для выключателей нагрузки специального назначения, должны включать соединенные последовательно реакторы и резисторы, и иметь коэффициент мощности, не превышающий 0,2. Ожидаемые переходные восстанавливающиеся напряжения, не должны быть менее максимального напряжения ис, 12 кВ.
Испытательное междуфазное напряжение холостого хода для трехфазных испытаний трехполюсных выключателей нагрузки составляет 15 % от номинального напряжения.
Испытания при 50 Гц могут считаться доказательством характеристик при 60 Гц при условии, что напряжение между разомкнутыми контактами выключателя нагрузки в течение первых 8,3 мс не меньше, чем оно могло бы быть при испытаниях при 60 Гц при заданном напряжении. Если через 8,3 мс возникают повторные пробои, из-за того, что мгновенное напряжение, выше чем оно было бы при испытаниях при 60 Гц с заданным напряжением, а выключатель нагрузки имеет очень малую ожидаемую вероятность повторного пробоя, то испытательный режим должен быть повторен при 60 Гц с испытательным напряжением, заданным, для испытаний на 60 Гц. Если повторные пробои не возникают, считается, что выключатель нагрузки прошел испытание.

Выводы по главе 2:

1. В соответствии с нормативными документами выключатель нагрузки отключает преимущественно активные токи.
2. В соответствии с нормативными документами выключатель нагрузки должен выдерживать сквозные токи короткого замыкания в течении 1с, что достаточно для использования его в комбинации ВН-ВП.
3. В отечественной нормативной документации не регламентируется применение ВН-ВП. Требуется изучение международной документации для применения ВН-ВП в отечественных электрических сетях.