Interruttori SF6 110 kV e oltre
Gli interruttori automatici ad alta tensione, in cui l'SF6 è utilizzato come mezzo isolante e antiarco, stanno diventando sempre più diffusi perché hanno elevate velocità di commutazione e risorse meccaniche, capacità di interruzione, compattezza e affidabilità rispetto all'aria, all'olio e all'alta tensione a basso contenuto di olio interruttori.
Il successo nello sviluppo degli interruttori SF6 ha avuto direttamente un impatto significativo sulla messa in servizio di quadri compatti per esterni, quadri per interni e quadri isolati in gas SF6. Gli interruttori SF6 utilizzano diversi metodi di estinzione dell'arco a seconda della tensione nominale, della corrente di interruzione nominale e delle caratteristiche del sistema di alimentazione (o del singolo impianto elettrico).
Nei dispositivi di estinzione dell'arco isolati in gas, a differenza dei dispositivi di estinzione dell'arco ad aria, quando l'arco si spegne, l'uscita del gas attraverso l'ugello non avviene nell'atmosfera, ma nel volume chiuso della camera riempita con gas SF6 a una velocità relativamente piccolo eccesso di pressione.
Secondo il metodo di estinzione dell'arco elettrico durante l'intervento, si distinguono i seguenti interruttori in SF6:
1. Interruttore di compressione automatico SF6, in cui la portata richiesta di gas SF6 attraverso gli ugelli del dispositivo di estinzione dell'arco di compressione viene creata dal sistema di movimento dell'interruttore (interruttore di compressione automatico a stadio di pressione singolo).
2. Interruttore in SF6 con scoppio elettromagnetico, in cui lo spegnimento dell'arco nel dispositivo arco è assicurato dalla sua rotazione lungo i contatti ad anello sotto l'azione del campo magnetico creato dalla corrente da estinguere.
3. Interruttore SF6 con camere ad alta e bassa pressione, in cui il principio di fornire uno scoppio di gas attraverso gli ugelli nel dispositivo di estinzione dell'arco è simile ai dispositivi di estinzione dell'arco ad aria (interruttore SF6 con due stadi di pressione).
4. Interruttore autogenerante SF6, in cui la portata massica richiesta di gas SF6 attraverso gli ugelli del dispositivo di estinzione dell'arco viene creata riscaldando e aumentando la pressione del gas SF6 attraverso l'arco di intervento in una camera speciale (SF6 autogenerante generatore di interruttore con uno stadio di pressione).
Diamo un'occhiata ad alcuni modelli tipici di interruttori automatici SF6 per 110 kV e oltre.
Gli interruttori automatici SF6 110 kV e superiori per una singola interruzione di varie società hanno i seguenti parametri nominali: Unom = 110-330 kV, Inom = 1-8 kA, Io.nom = 25-63 kA, pressione del gas SF6 = 0,45 -0,7 MPa (abs), tempo di intervento 2-3 periodi di corrente di corto circuito.L'intensa attività di ricerca e sperimentazione di aziende nazionali ed estere ha permesso di sviluppare e mettere in funzione un interruttore automatico SF6 con una singola interruzione a Unom = 330-550 kV a Io.nom = 40-50 kA e un tempo di intervento corrente di una corrente periodo in cortocircuito.
Un tipico design dell'interruttore SF6 è mostrato in Fig. 1.
Il dispositivo è in posizione off e i pin 5 e 3 sono aperti.
Riso. 1.
La corrente viene fornita al contatto fisso 3 attraverso la flangia 2 e al contatto mobile 5 attraverso la flangia 9. Una camera con un adsorbente è installata nel coperchio superiore 1. La struttura isolante portante dell'interruttore in SF6 è fissata sul piedino 11. All'accensione dell'interruttore viene attivato un attuatore pneumatico 13, la cui asta 12 è collegata da un'asta isolante 10 e un'asta in acciaio 8 con uno mobile. contatto 5. Quest'ultimo è saldamente collegato a un ugello fluoroplastico 4 e un cilindro mobile 6. L'intero sistema mobile dell'EV (elementi 12-10-8-6-5) si sposta verso l'alto rispetto al pistone fisso 7 e alla cavità K del sistema di estinzione dell'arco dell'interruttore aumenta.
Quando l'interruttore è spento, l'asta 12 del meccanismo di azionamento abbassa il sistema mobile e si crea una pressione maggiore nella cavità K rispetto alla pressione nella camera dell'interruttore. Tale autocompressione del gas SF6 garantisce il deflusso del mezzo gassoso attraverso l'ugello, un intenso raffreddamento dell'arco elettrico che si verifica tra i contatti 3 e 5 durante lo spegnimento. L'indicatore di posizione 14 dà possibilità di controllo visivo la posizione iniziale del sistema di contatto dell'interruttore.In un certo numero di modelli di interruttori di autocompressione SF6, vengono utilizzati molle, attuatori idraulici e il flusso di gas SF6 attraverso gli ugelli nello scivolo dell'arco viene effettuato secondo il principio del soffiaggio bidirezionale.
Nella fig. 2 mostra un interruttore automatico per serbatoio da 220 kV con isolamento in gas tipo VGBU (Inom = 2500 A, Io.nom = 40 kA NIIVA OJSC con azionamento idraulico autonomo 5 e trasformatori di corrente integrati 2. EV ha un controllo trifase (un azionamento per trifase) ed è dotato di coperchi in porcellana (polimero) per boccole 1 aria-SF6.
Nel serbatoio pieno di gas 3 è presente un dispositivo di estinzione dell'arco, che è collegato all'azionamento idraulico 5 tramite un meccanismo di trasmissione situato nella camera piena di gas 4. La struttura dell'interruttore del serbatoio del gas è fissata su un telaio metallico 6 Per riempire l'interruttore con SF6 si utilizza l'innesto 7. è pari ad una atm (ass.) e quindi occorre assicurare p = pnom.
Riso. 2.
I vantaggi degli interruttori automatici con serbatoio isolati in gas con trasformatori di corrente integrati rispetto ai kit «Interruttori automatici con isolamento in gas e trasformatore di corrente autonomo» sono: maggiore resistenza sismica, area di distribuzione della sottostazione più piccola, meno lavori importanti in tempi di costruzione delle sottostazioni, maggiore sicurezza del personale delle sottostazioni (i dispositivi di estinzione dell'arco si trovano in serbatoi metallici collegati a terra), la possibilità di utilizzare il gas di riscaldamento SF6 se utilizzato nelle regioni a clima freddo.
Quando si progettano interruttori automatici serbatoio da 220 kV e superiori per quadri esterni, è necessario aumentare la pressione nominale del gas SF6 (pH> 4,5 atm (ass.)). Pertanto, viene introdotto il riscaldamento del mezzo gassoso per evitare che il gas SF6 venga utilizzato per liquefazione a basse temperature ambiente o miscele di gas SF6 con azoto o tetrafluorometano.
Come dimostra la pratica, per una tensione nominale di 330-500 kV, gli interruttori automatici con serbatoio a rottura singola per correnti nominali di 40-63 kA sono il tipo più promettente di apparecchiature di commutazione per quadri e quadri esterni.
L'interruttore VGB-750-50 / 4000 U1 sviluppato da JSC NIIVA (Fig. 3) con un dispositivo di autocompressione a due spostamenti per l'estinzione dell'arco, trasformatori di corrente incorporati, passanti in aria polimerici SF6, è dotato di due azionamenti idraulici per polo , che consente un tempo di intervento totale non superiore alla durata di due periodi di corrente alla frequenza di alimentazione.
Riso. 3.
Nella fig. 4 mostra una sezione di un spegniarco unipolare VGB-750-50 / 4000U1 con resistenze a monte (per limitare le sovratensioni di commutazione). Il contatto mobile di queste resistenze è collegato meccanicamente al sistema dell'interruttore mobile.
Riso. 4
Nella posizione di chiusura dell'interruttore SF6, le resistenze sono ponticellate dai contatti principali. Quando si spegne, i contatti del resistore si aprono per primi, quindi i contatti principali, quindi i contatti ad arco. All'accensione, i contatti della resistenza si chiudono per primi, seguiti dall'arco e dai contatti principali. Per equalizzare la distribuzione della tensione, ogni interruzione è collegata con condensatori.
La distribuzione è ottenuta da interruttori di colonna unipolari tipo SF6 per tensione nominale 110-220 kV con corrente di interruzione nominale 40-50 kA.
Riso. 5
In fig. 5.
Vedi anche su questo argomento: Caratteristiche comparative degli interruttori in olio, vuoto e SF6 per alta tensione