Коммутационные аппараты, виды и применение в сетях до и выше 1000 В. Доклад. Коммутационные аппараты. Доклад. Коммутационные аппараты. Виды коммутационных электрических аппаратов

Название	Коммутационные аппараты. Виды коммутационных электрических аппаратов
Анкор	Коммутационные аппараты, виды и применение в сетях до и выше 1000 В. Доклад.
Дата	29.03.2022
Размер	309.37 Kb.
Формат файла
Имя файла	Коммутационные аппараты. Доклад.docx
Тип	Документы #425150

Коммутационные аппараты. Виды коммутационных электрических аппаратов
Коммутационные аппараты представляют собой устройства, которые призваны подавать или прекращать поступление электрического тока в сети.

Назначение коммутационных аппаратов сводится к процессу пропускания электроэнергии благодаря замыканию и размыканию цепи.

Как правило, делятся на 2 категории: К первой группе относятся контактные (механические) приборы, а ко второй – бесконтактные (полупроводниковые или газоразрядные) разновидности.

Самыми часто встречаемыми приборами коммутационного типа являются выключатели, рубильники, контакторы, предохранители. Они обладают определенными особенностями, в зависимости от места эксплуатации.

Представленные агрегаты могут иметь в своей конструкции несколько полюсов. Их количество может составлять от одного до четырех. В соответствии с этим показателем приборы также разделяют на группы. Чаще всего в продаже представлены двухполюсные изделия. Они имеют два положения – «выключено» или «включено».

Рубильник

Управление коммутационными аппаратами может производиться вручную или посредством бесконтактного реагирования.

Самым простым вариантом механического типа является рубильник. Его управление выполняется вручную. Прибор применяется в эл, цепях с напряжением до 660В. Есть одно-двух и трехполюсные разновидности. Применяется для разъединения цепи как под напряжением, так и без него.

Разновидности рубильников

Коммутационные аппараты, которые относятся к типу рубильников, в свою очередь, делятся на подгруппы. Выделяют разъединитель, переключатель и короткозамыкатель.

Разъединитель – Прерывает подачу электричества в цепи, которая имеет незначительную силу тока. Применяется для осуществления осмотра и ремонта системы (имеет расстояние между контактами для изоляции).

Переключатели - переводят электрический ток из одной цепи в другую.

Короткозамыкатель - создает короткое замыкание.

Выключатель

Автоматический выключатель - общего назначения является коммутационным аппаратом до 1000 В (переменного тока) и до 440 В (постоянного тока). Этот агрегат относится к приборам механического типа.

Он может включать, пропускать или отключать подачу электрического тока. Он способствует защите электрических сетей от перегрузок, критического снижения напряжения или короткого замыкания. Классической в этом случае является УЗО (Устройство защитного отключения).

«УЗО способно защитить человека от поражения электрическим током при возникновении аварийной ситуации.

УЗО (устройство защитного отключения) — это коммутационный аппарат для защиты электрической цепи от токов утечки. В отличии от автоматического выключателя, защищающего проводку от короткого замыкания и значительных перегрузок, это устройство срабатывает только при возникновении токов утечки.

Дифференциальные выключатели представляют собой особый тип выключателя. В его конструкции УЗО соединяется с выключателем. Это обеспечивает комплексную защиту от поражения током.

Дифференциальный автомат – уникальный аппарат, сочетающий в едином корпусе функции сразу двух защитных устройств – это одновременно УЗО и автоматический выключатель.

Применяются для сети 110-380В.»
Три основный функции:

1) коммутация цепи (позволяет включать и отключать конкретный участок электрической цепи);

2) обеспечивает защиту от токов перегрузки, отключая защищаемую цепь, когда в ней протекает ток, превышающий допустимый (например, при подключении в линию мощного прибора или приборов);

3) отключает от питающей сети защищаемую цепь, когда в ней возникают большие по значению токи короткого замыкания.

По конструктивному исполнению выпускаются следующие основные типы автоматических выключателей:

— воздушные автоматические выключатели (применяются в промышленности в цепях с большими токами в тысячи ампер);

Воздушный автоматический выключатель принято использовать как коммутационное устройство, которое защищает высоковольтные линии и электрическое оборудование. Он использует воздушный зазор, возникающий между силовыми контактами.

«После разрыва контактов, происходит образование дуги, которая растет и достигает дугогасительной решетки. После этого она растягивается, а воздух, который находится в камере, выходит через решетки под воздействием повышенной температуры. Благодаря этому, с воздухом утекают продукты, возникшие под воздействием плазмы, что снижает активность дуги до нуля»
— автоматические выключатели в литом корпусе (рассчитаны на большой диапазон рабочих токов от 16 до 1000 Ампер);

Внешний корпус аппарата выполнен из специального негорючего пластика, нужная форма которого получается путём литья и формовки.

В номенклатуре EKF есть три серии автоматических выключателей в литом корпусе с номинальными токами от 12,5 до 1600. Эти серии отличаются возможностями индивидуальной настройки срабатывания.
Т.е. автоматический выключатель выполняет три основный функции:

1) коммутацию цепи (позволяет включать и отключать конкретный участок электрической цепи);

2) обеспечивает защиту от токов перегрузки, отключая защищаемую цепь, когда в ней протекает ток, превышающий допустимый (например, при подключении в линию мощного прибора или приборов);

3) отключает от питающей сети защищаемую цепь, когда в ней возникают большие по значению токи короткого замыкания.
По способам гашения дуги, выключатели делятся на:

Масляные - это коммутационное устройство, предназначенное для включения и отключения силовых высоковольтных цепей и электрооборудования как под нагрузкой, так и без нее. Этот процесс разрыва электрической цепи выполняется выключателем за счет размыкания силовых контактов, погруженных в трансформаторное масло - из-за этого происходит гашение электрической дуги между ними.
Маломасляные - Маломасляные выключатели (горшковые) получили широкое распространение в закрытых и открытых распределительных устройствах всех напряжений. Масло в этих выключателях в основном служит дугогасящей средой и только частично изоляцией между разомкнутыми контактами.
Воздушные - Воздушный выключатель — это особый коммутационный аппарат, который применяется только в высоковольтных цепях. Гашение дуги, перемещение контактной силовой группы выполняется сильным потоком сжатого воздуха, нагнетаемого отдельным механизмом резервуара (2/4Мпа).
Элегазовые – Данные устройства имеют очень похожую конструкцию с масляными, но при этом, используют для гашения дуги не масляную смесь, а соединение газов. Зачастую это сера. Главное достоинство элегаза в его долговечности: он не стареет и минимально загрязняет механические части устройства.
Вакуумные - это устройство, предназначенное для эксплуатации в составе электрических высоковольтных сетей. Название он унаследовал от особенности конструкции – вакуумной камеры, благодаря которой достигается моментное гашение электрической дуги. Прибор используют в качестве коммутаторов, призванных выполнять отключение оборудования на случай аварийных ситуаций.

Контактор — это коммутационный аппарат с единственным положением покоя, оперируемый не вручную, способный включать, проводить и отключать токи в нормальных условиях цепи, в том числе при рабочих перегрузках. Это устройство предназначенное для коммутирования (включения/отключения) каких-либо нагрузок, т.е. любых нагрузок.

Представляет из себя: магнитопровода состоящего, в свою очередь, из подвижной и неподвижной частей, электрической катушки, силовых контактов, предназначенных для включения и отключения нагрузки, в состав которых входят подвижные контакты, которые крепятся к подвижной части магнитопровода и неподвижные контакты, которые крепятся к верхней части корпуса контактора, блок-контактов предназначенных для использования в цепях управления, а так же пружины которая обеспечивает поддержание в разомкнутом состоянии силовых контактов.

Пускатель — это комбинация всех коммутационных устройств, необходимых для пуска и остановки двигателя, с защитой от перегрузок. Т.е. комплекс устройств предназначенный для управления конкретно электродвигателем, а так же обеспечивающий его защиту от перегрузок, при этом сами контакторы входят в состав пускателей.

Включает в себя: Кнопка для управления контактором, контактор, тепловое реле (для защиты электродвигателя от перегрузок), корпус.

Пускатель прямого действия — Пускатель, одноступенчато подающий сетевое напряжение на выводы двигателя.

Реверсивный пускатель — Пускатель, предназначенный для изменения направления вращения двигателя путем переключения его питающих соединений без обязательной остановки двигателя.

Пускатель с двумя направлениями вращения — Пускатель, предназначенный для изменения направления вращения двигателя путем переключения его питающих соединений только во время остановки двигателя.

КОММУТАЦИОННЫЕ АППАРАТЫ ВЫШЕ 1000В.

Разъединители – Аппарат, предназначенный для создания видимого разрыва. (Серии: РВ, РВЗ, РВФ, РВФЗ)

Применяется для отключения/включения под напряжением участков электрической цепи высокого напряжения при отсутствии нагрузочного тока или для изменения схемы соединения, а также для вкл/откл зарядных токов воздушных/кабельных линий, тока холостого хода трансформаторов и токов небольших нагрузок.

Состоит из подвижных/неподвижных контактов, укрепленных на изоляторах. Для приведения в действие подвижного контакта используется изолятор, с помощью которого он сочленяется с приводом.

«У разъединителя отсутствуют устройства гашения дуги, поэтому ими нельзя отключать нагрузку»
Отдельные типы разъединителей 6 - 10 кВ отличаются друг от друга:

По роду установки (разъединители внутренней и наружной установки);
По числу полюсов (разъединители однополюсные и трехполюсные);
По характеру движения ножа (разъединители вертикально-поворотного и качающегося типа).
Трехполюсные разъединители управляются рычажным приводом, однополюсные - оперативной изоляционной штангой.

Предохранитель – Аппарат, предназначенный для прерывания/отключения защищаемой цепи разрушением специальных элементов, при превышении определенных (номинальных) значений токов.

Защитным элементом предохранителя является плавкая вставка, включенная последовательно в электрическую цепь, защищаемой сети.

Плавкая вставка выполняется в виде спирали намотанной на керамическое основание, дуга высоковольтных предохранителей гасится за счет кварцевого песка.

«Н-р: ПК -10»

Отделители и короткозамыкатели работают в паре.

Отделитель - это разъединитель, способный быстро отключить обесточенную сеть, когда подаётся команда на его привод. Отделители срабатывают значительно медленней обычных разъединителей (в течение 0,5-1,0 секунд). Отключают обесточенную цепь в бестоковую паузу.

Основная задача отделителей – произвести оперативное отключение обесточенного проблемного сегмента сети. По сути, этот контактный аппарат является разъединителем со скоростью срабатывания 500-1000 м/с. Конструкция может иметь заземление или быть изолированной от него.
В сетях с классом напряжения до 110,0 кВ применяются трехполюсные аппараты, управляемые общим пусковым приводом. Для 220 кВ и выше используются однополюсные устройства (по одному на фазу). Отключаются отделители автоматически, а включаются вручную. Управление разъединителями осуществляется релейной защитой.

Короткозамыкатели: Предназначены для создания искусственного короткого замыкания по сигналу релейной защиты. Отличаются высоким быстродействием.

Под воздействием защиты замыкание вызывает отключения выключателей, установленных на питающих концах линии.

В зависимости от конструкции замыкание производится между фазами (в сетях до 35,0 кВ) или одной из фаз на «землю», для линий с классом напряжения от 110,0 кВ.

Включается короткозамыкатель автоматически при срабатывании привода от сигнала релейной защиты. Отключается короткозамыкатель только при ручном оперировании.

Выключатели: – Коммутационный аппарат для включения/отключения тока в любых режимах работы. Основными элементами являются контакты, между которыми, при коммутации цепи возникает дуга. По способам гашения дуги, выключатели делятся на:

Масляные - это коммутационное устройство, предназначенное для включения и отключения силовых высоковольтных цепей и электрооборудования как под нагрузкой, так и без нее. Этот процесс разрыва электрической цепи выполняется выключателем за счет размыкания силовых контактов, погруженных в трансформаторное масло - из-за этого происходит гашение электрической дуги между ними.
Маломасляные - Маломасляные выключатели (горшковые) получили широкое распространение в закрытых и открытых распределительных устройствах всех напряжений. Масло в этих выключателях в основном служит дугогасящей средой и только частично изоляцией между разомкнутыми контактами.
Воздушные - Воздушный выключатель — это особый коммутационный аппарат, который применяется только в высоковольтных цепях. Гашение дуги, перемещение контактной силовой группы выполняется сильным потоком сжатого воздуха, нагнетаемого отдельным механизмом резервуара (2/4Мпа).
Элегазовые – Данные устройства имеют очень похожую конструкцию с масляными, но при этом, используют для гашения дуги не масляную смесь, а соединение газов. Зачастую это сера. Главное достоинство элегаза в его долговечности: он не стареет и минимально загрязняет механические части устройства.
Вакуумные - это устройство, предназначенное для эксплуатации в составе электрических высоковольтных сетей. Название он унаследовал от особенности конструкции – вакуумной камеры, благодаря которой достигается моментное гашение электрической дуги. Прибор используют в качестве коммутаторов, призванных выполнять отключение оборудования на случай аварийных ситуаций.

Релейная защита — комплекс устройств, предназначенных для быстрого, автоматического (при повреждениях) выявления и отделения от электроэнергетической системы повреждённых элементов этой электроэнергетической системы в аварийных ситуациях с целью обеспечения нормальной работы всей системы. Действия средств релейной защиты организованы по принципу непрерывной оценки технического состояния отдельных контролируемых элементов электроэнергетических систем. Релейная защита (РЗ) осуществляет непрерывный контроль состояния всех элементов электроэнергетической системы и реагирует на возникновение повреждений и ненормальных режимов. При возникновении повреждений РЗ должна выявить повреждённый участок и отключить его от ЭЭС, воздействуя на специальные СИЛОВЫЕ ЗАМЫКАТЕЛИ, предназначенные для РАЗМЫКАНИЯ токов повреждения (короткого замыкания).

Релейная защита является основным видом электрической автоматики, без которой невозможна нормальная работа энергосистем.

Основные виды РЗА:

МТЗ – максимальная токовая защита. Срабатывает в тот момент, когда ток достигает определенного установленного значения.
направленная МТЗ. Дополнительно осуществляет контроль за направлением мощности.
ГЗ – газовая защита. Необходима для отключения трансформатора при появлении различных повреждений в следствии образования опасных газов.
ЛЗШ – логическая защита шин. Необходима для поиска места, где происходит короткое замыкание.
Дифференциальная защита. Необходима для предохранения трансформаторов, генераторов и шин, сравнивает величины тока на входе и выходе.
ДФЗ – дифференциально-фазная защита. Контролирует фазы тока с обеих сторон линии. Если они отклоняются от заданных параметров, то срабатывает защита.
ДЗ – дистанционная защита. При коротком замыкании срабатывает при снижении сопротивления сети.
ДЗ с ВЧ-блокировкой. При коротких замыканиях используется для отключения подачи тока на воздушных линиях.
Удаленная защита. Применяется в ситуациях, когда требуется быстрая скорость реакции и особая чувствительность.
Защита минимального напряжения. Отключает оборудование в том случае, когда напряжение падает ниже установленного минимального значения.
Защита максимального напряжения. Срабатывает, когда напряжение увеличивается и начинает превышать допустимое значение.

Реле напряжения — это устройство осуществляющее непрерывный контроль величины напряжения электросети с целью обеспечения отключения нагрузки либо включения сигнализации в случае выхода значения напряжения за установленные приделы.

Реле тока — это специальные устройства, которые устанавливаются на электрических трансформаторах, электрических двигателях, устройствах для нужд промышленности и пр. Их главное предназначение — защита цепи от перегрузок и короткого замыкания.