Элегеаздық ажыратқыштардың негізгі сипаттамалары, олардың техникалық мінездемесі және конструкциясы, сонымен қатар кемшіліктері мен артықшылығы, қазіргі кездегі жабдық үшін элеткржабдықтау жүйесін жаңалау және модернизациялау
Кіріспе
1 Қосалқы станцияның элегазды жабдықтарын анализдеу және даму болашағы
1.1 Заманауи коммутациондық жабдықтар. Жағдайы және болашағы
1.2 Жоғары кернеу ажыратқыштарының негізгі параметрлері
1.3 Электроэнергетикада элегазды ажыратқыштарды қолдану
1.4 Элегазды талдау және физико.химиялық қасиеттері
1.5 Элегазды ажыратқыштардың кострукциясы және негізгі құрамдық бөліктері
1.5.1 Ажыратқыштардың полюстері
1.5.2 Доға өшіргіш құрылғы
1.5.3 Газдық жүйе
1.5.4 Жетек
2 қосалқы станцияға қондырғы таңдау
2.1 Тарату құрылғыларнының электрлік сұлбасын таңдау
2.2 Ажыратқыштарды есептеу және таңдау
2.3 Айырғыштарды есептеу және таңдау
2.4 КТҚ камерасын таңдау
2.5 Тоқ трансформаторын есептеу және таңдау
2.6 Керену трансформаторын есептеу және таңдау
2.7 ТП қоректендіретін кабель желісін есептеу және таңдау
2.8 ЭКТҚ.сын дәстүрлі ТҚ.сымен салыстыру және талдау
2.9 Қосалқы станцияны жарақтаудың альтернативті нұсқасы. Элегазды оқшауламалы комплектілі тарату құрылғысын (ЭКТҚ) таңдау.
3 Заманауи элегазды жабдықтардың конструктивті орындалуы
3.1 фирмасы өндірісінің 8DN8 типті ЭКТҚ.ы
3.2 Доға өшіргіш құрылғы
4 Өмір тіршілік қауіпсіздігі
4.1 Жұмыс шарттарын сараптау
4.2 Өрт қауіпсіздігі
4.3 ДЦ АЖК диспечерлік пункт бөлмесінің жасанды жарықтандыруын есептеу
4.4 қосалқы станцияның қорғаныстық аумағын есептеу
5 Экономикалық бөлігі
5.1 Төменгі кернеулі конденсаторлық блоктарды орнатуды экономикалық тиімділігі
5.2 Компенсаторлық қондырғының сипаттамалары
5.3 Электроэнергия шығындарының сипаттамалары
5.4 ресурстарға қажеттілікті есептеу
Қосымша 1
1 Қосалқы станцияның элегазды жабдықтарын анализдеу және даму болашағы
1.1 Заманауи коммутациондық жабдықтар. Жағдайы және болашағы
1.2 Жоғары кернеу ажыратқыштарының негізгі параметрлері
1.3 Электроэнергетикада элегазды ажыратқыштарды қолдану
1.4 Элегазды талдау және физико.химиялық қасиеттері
1.5 Элегазды ажыратқыштардың кострукциясы және негізгі құрамдық бөліктері
1.5.1 Ажыратқыштардың полюстері
1.5.2 Доға өшіргіш құрылғы
1.5.3 Газдық жүйе
1.5.4 Жетек
2 қосалқы станцияға қондырғы таңдау
2.1 Тарату құрылғыларнының электрлік сұлбасын таңдау
2.2 Ажыратқыштарды есептеу және таңдау
2.3 Айырғыштарды есептеу және таңдау
2.4 КТҚ камерасын таңдау
2.5 Тоқ трансформаторын есептеу және таңдау
2.6 Керену трансформаторын есептеу және таңдау
2.7 ТП қоректендіретін кабель желісін есептеу және таңдау
2.8 ЭКТҚ.сын дәстүрлі ТҚ.сымен салыстыру және талдау
2.9 Қосалқы станцияны жарақтаудың альтернативті нұсқасы. Элегазды оқшауламалы комплектілі тарату құрылғысын (ЭКТҚ) таңдау.
3 Заманауи элегазды жабдықтардың конструктивті орындалуы
3.1 фирмасы өндірісінің 8DN8 типті ЭКТҚ.ы
3.2 Доға өшіргіш құрылғы
4 Өмір тіршілік қауіпсіздігі
4.1 Жұмыс шарттарын сараптау
4.2 Өрт қауіпсіздігі
4.3 ДЦ АЖК диспечерлік пункт бөлмесінің жасанды жарықтандыруын есептеу
4.4 қосалқы станцияның қорғаныстық аумағын есептеу
5 Экономикалық бөлігі
5.1 Төменгі кернеулі конденсаторлық блоктарды орнатуды экономикалық тиімділігі
5.2 Компенсаторлық қондырғының сипаттамалары
5.3 Электроэнергия шығындарының сипаттамалары
5.4 ресурстарға қажеттілікті есептеу
Қосымша 1
Қазақстан тәуелсіздік алғаннан кейін энергетиканы либералды экономикалы демократиялық ел құрудың негізгі параметрлеріне сай қайта құру қажеттігі анық байқалды.
Үкіметтің 1999 ж. 9 сәуірдегі №384 жарлығы бойынша «2030 жылға дейінгі электорэнергетиканы дамыту бағдарламасы» бекітілді. Бұл документе Қазақстан энергетикасын дамытудың басым бағыттары тұжырымдалған, солардың бір бөлімі – электрмен қамтамасыз ету жүйесін жетілдіру және қайта құру.
АҚ «АЖК» Алматы қ.-ның 35 кВ және одан жоғары кернеулі электр жүйелерінің техникалық жағдайына тексеру жүргізілді. 35-110-220 кВ ҚС 29 жылдан артық және 35-110кВ ҚС 15 жылдан артық қолданыста екені анықталды.
Қосалқы станциялардың 45%-ы өткен ғасырдың 50-70 жылдары қолданысқа енгізілген. Сұлбалар кеңестік нормалар бойынша ҚЖ пен ҚТ-ға орындалған және қазіргі нормаларға сай келмейді; жабдықтар физикалық және моралдық тұрғыдан ескірген.
35-11 кВ-тық 10 қосалқы станцияда ремонттық режимде трансформаторлар нормадан (трансформаторға норма – 140%) асқын жүктелген. 1990 жылдан осы уақытқа дейін бүл жүктемелер 20%-ға өсті, ал трансформаторлардың қуаттары өзгерген жоқ. Бұның салдары 2004 жылғы электроэнергияның жиі ажырауы. Үлкен жүктемеге байланысты трансформаторларды жөндеуге шығару мүмкін емес, нәтижесінде олар қатардан шығады. Және осы қосалқы станциялардың барлығы іс жүзінде қала орталығында орналасқан.
Тұтынушыларды электр энергиямен сенімді қамтамасыз ету станциялардың және қосалқы станциялардың электр жабдықтардың апаттық жұмысынсыз, мезгілінде жөндеумен, жаңғыртумен және жетілдірумен қамтамасыз етіледі.
Ажыратқыштарға жаңа конструкциялар құруда тез дамы жатқан бағыттардың бірі айнымалы тоқта жоғары және өте жоғары кернеулерде жұмыс істейтін, аз гөлшемдерімен ерекшеленетін және коммутациялық қабілеттері бойынша жаңа заман энергетикасы талаптарын жауап беретін, ауамен және маймен салыстырғанда тиімді доға өшіргіш орталарды қолдану болып табылады. Вакуумды және элегазды аппараттарды қарқынды енгізу әзірге, доғаны өшіруге элегазбен және вакууммен бәсекелесе алатын, доғыны өшірудің тиімді әдістері табылған жоқ. Доға өшіргіш және электр оқшауламалық қасиеттері бойынша элегаз бен вакуумнан басым диэлектрикердің жаңа түрлері де пайда болған жоқ.
Элегазды жабдықтардың негзгі артықшылығы элегаздың ерекше физико-химиялық қасиетінде болып табылады. Элегазды дұрыс қолдансы кезінді элегаз ескірмейді және май сияқты өзіне мұқият күтімді қажет етпейді.
Сонымен қатар элегазды жабдықтарға тән: компактілік; тексеріс уақыттарының ұзақтығы, бүкіл қызмет ету уақытында эксплуатациялық қызмет етудің болмауына дейін; номиналды кернеулердің (6-1150 кВ) кең диапазоны; өрт қауіпсіздігі және қызмет етудің жоғары қауіпсіздігі.
Үкіметтің 1999 ж. 9 сәуірдегі №384 жарлығы бойынша «2030 жылға дейінгі электорэнергетиканы дамыту бағдарламасы» бекітілді. Бұл документе Қазақстан энергетикасын дамытудың басым бағыттары тұжырымдалған, солардың бір бөлімі – электрмен қамтамасыз ету жүйесін жетілдіру және қайта құру.
АҚ «АЖК» Алматы қ.-ның 35 кВ және одан жоғары кернеулі электр жүйелерінің техникалық жағдайына тексеру жүргізілді. 35-110-220 кВ ҚС 29 жылдан артық және 35-110кВ ҚС 15 жылдан артық қолданыста екені анықталды.
Қосалқы станциялардың 45%-ы өткен ғасырдың 50-70 жылдары қолданысқа енгізілген. Сұлбалар кеңестік нормалар бойынша ҚЖ пен ҚТ-ға орындалған және қазіргі нормаларға сай келмейді; жабдықтар физикалық және моралдық тұрғыдан ескірген.
35-11 кВ-тық 10 қосалқы станцияда ремонттық режимде трансформаторлар нормадан (трансформаторға норма – 140%) асқын жүктелген. 1990 жылдан осы уақытқа дейін бүл жүктемелер 20%-ға өсті, ал трансформаторлардың қуаттары өзгерген жоқ. Бұның салдары 2004 жылғы электроэнергияның жиі ажырауы. Үлкен жүктемеге байланысты трансформаторларды жөндеуге шығару мүмкін емес, нәтижесінде олар қатардан шығады. Және осы қосалқы станциялардың барлығы іс жүзінде қала орталығында орналасқан.
Тұтынушыларды электр энергиямен сенімді қамтамасыз ету станциялардың және қосалқы станциялардың электр жабдықтардың апаттық жұмысынсыз, мезгілінде жөндеумен, жаңғыртумен және жетілдірумен қамтамасыз етіледі.
Ажыратқыштарға жаңа конструкциялар құруда тез дамы жатқан бағыттардың бірі айнымалы тоқта жоғары және өте жоғары кернеулерде жұмыс істейтін, аз гөлшемдерімен ерекшеленетін және коммутациялық қабілеттері бойынша жаңа заман энергетикасы талаптарын жауап беретін, ауамен және маймен салыстырғанда тиімді доға өшіргіш орталарды қолдану болып табылады. Вакуумды және элегазды аппараттарды қарқынды енгізу әзірге, доғаны өшіруге элегазбен және вакууммен бәсекелесе алатын, доғыны өшірудің тиімді әдістері табылған жоқ. Доға өшіргіш және электр оқшауламалық қасиеттері бойынша элегаз бен вакуумнан басым диэлектрикердің жаңа түрлері де пайда болған жоқ.
Элегазды жабдықтардың негзгі артықшылығы элегаздың ерекше физико-химиялық қасиетінде болып табылады. Элегазды дұрыс қолдансы кезінді элегаз ескірмейді және май сияқты өзіне мұқият күтімді қажет етпейді.
Сонымен қатар элегазды жабдықтарға тән: компактілік; тексеріс уақыттарының ұзақтығы, бүкіл қызмет ету уақытында эксплуатациялық қызмет етудің болмауына дейін; номиналды кернеулердің (6-1150 кВ) кең диапазоны; өрт қауіпсіздігі және қызмет етудің жоғары қауіпсіздігі.
Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 91 бет
Таңдаулыға:
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 91 бет
Таңдаулыға:
Аңдатпа
Бұл дипломдық жұмыста подстанцияларды модернизациялау арқылы элегеаздық жабдықтардың болашақта дамуы, қазіргі элегаздық жабдық подстанцияларынына 22011010 есептеу мен талдау жүргізілген, электрлік схемаларға таңдау жасалынған, электр аппараттары мен өткізгіштер таңдалынған: ажыратқыштар, айырғыштар, өлшеуіш трансформаторлары және кернеу, камера КРУ, кабель, РП арқылы қөректенеді. Сонымен қатар подстанцияның альтернативті жабдықтандыру нұсқасы қарастырылған, комплексті тарату құрылғылары элегеаздық изоляциясының көмегімен іске асырылады.
Дипломдық жұмыста элегеаздық ажыратқыштардың негізгі сипаттамалары, олардың техникалық мінездемесі және конструкциясы, сонымен қатар кемшіліктері мен артықшылығы, қазіргі кездегі жабдық үшін элеткржабдықтау жүйесін жаңалау және модернизациялау қарастырылған.
Анотация
В дипломной работе был проведен анализ и рассмотрены перспективы развития элегазового оборудования при модернизации подстанции, выполнен расчет и выбор современного элегазового оборудования подстанции 22011010, для которой был произведен выбор электрической схемы, выбраны электрические аппараты и проводники: выключатели, разъединители, измерительные трансформаторы тока и напряжения, камера КРУ, кабель, питающий РП. Также был рассмотрен альтернативный вариант оснащения подстанции, с помощью комплектных распределительных устройств с элегазовой изоляцией (КРУЭ).
В дипломной работе будут рассмотрены основные свойства элегазовых выключателей, их технические характеристики и конструкция, а также преимущества и недостатки, как современного оборудования для реконструкции и модернизации существующих систем электроснабжения.
Кіріспе
Қазақстан тәуелсіздік алғаннан кейін энергетиканы либералды экономикалы демократиялық ел құрудың негізгі параметрлеріне сай қайта құру қажеттігі анық байқалды.
Үкіметтің 1999 ж. 9 сәуірдегі №384 жарлығы бойынша 2030 жылға дейінгі электорэнергетиканы дамыту бағдарламасы бекітілді. Бұл документе Қазақстан энергетикасын дамытудың басым бағыттары тұжырымдалған, солардың бір бөлімі - электрмен қамтамасыз ету жүйесін жетілдіру және қайта құру.
АҚ АЖК Алматы қ.-ның 35 кВ және одан жоғары кернеулі электр жүйелерінің техникалық жағдайына тексеру жүргізілді. 35-110-220 кВ ҚС 29 жылдан артық және 35-110кВ ҚС 15 жылдан артық қолданыста екені анықталды.
Қосалқы станциялардың 45%-ы өткен ғасырдың 50-70 жылдары қолданысқа енгізілген. Сұлбалар кеңестік нормалар бойынша ҚЖ пен ҚТ-ға орындалған және қазіргі нормаларға сай келмейді; жабдықтар физикалық және моралдық тұрғыдан ескірген.
35-11 кВ-тық 10 қосалқы станцияда ремонттық режимде трансформаторлар нормадан (трансформаторға норма - 140%) асқын жүктелген. 1990 жылдан осы уақытқа дейін бүл жүктемелер 20%-ға өсті, ал трансформаторлардың қуаттары өзгерген жоқ. Бұның салдары 2004 жылғы электроэнергияның жиі ажырауы. Үлкен жүктемеге байланысты трансформаторларды жөндеуге шығару мүмкін емес, нәтижесінде олар қатардан шығады. Және осы қосалқы станциялардың барлығы іс жүзінде қала орталығында орналасқан.
Тұтынушыларды электр энергиямен сенімді қамтамасыз ету станциялардың және қосалқы станциялардың электр жабдықтардың апаттық жұмысынсыз, мезгілінде жөндеумен, жаңғыртумен және жетілдірумен қамтамасыз етіледі.
Ажыратқыштарға жаңа конструкциялар құруда тез дамы жатқан бағыттардың бірі айнымалы тоқта жоғары және өте жоғары кернеулерде жұмыс істейтін, аз гөлшемдерімен ерекшеленетін және коммутациялық қабілеттері бойынша жаңа заман энергетикасы талаптарын жауап беретін, ауамен және маймен салыстырғанда тиімді доға өшіргіш орталарды қолдану болып табылады. Вакуумды және элегазды аппараттарды қарқынды енгізу әзірге, доғаны өшіруге элегазбен және вакууммен бәсекелесе алатын, доғыны өшірудің тиімді әдістері табылған жоқ. Доға өшіргіш және электр оқшауламалық қасиеттері бойынша элегаз бен вакуумнан басым диэлектрикердің жаңа түрлері де пайда болған жоқ.
Элегазды жабдықтардың негзгі артықшылығы элегаздың ерекше физико-химиялық қасиетінде болып табылады. Элегазды дұрыс қолдансы кезінді элегаз ескірмейді және май сияқты өзіне мұқият күтімді қажет етпейді.
Сонымен қатар элегазды жабдықтарға тән: компактілік; тексеріс уақыттарының ұзақтығы, бүкіл қызмет ету уақытында эксплуатациялық қызмет етудің болмауына дейін; номиналды кернеулердің (6-1150 кВ) кең диапазоны; өрт қауіпсіздігі және қызмет етудің жоғары қауіпсіздігі.
Элегазды ажыратқыштарды 1980 ж. бастап белсенді өндіріле бастады және 110-1150 кВ кернеуде және 80 кА ажырау тоғына дейін қолдану тиімді. Техникалық дамыған елдерде жоғары және өте жоғары кернеулі элегазды ажыратқыштар іс жүзінде аппараттардың басқа түрлерін ысырып тастады. Сонымен қатар шетелдің жетекші фирмалары іс жүзінде толықтай элегазды изоляциялы комплектілі тарату құрылғыларына (ЭКТҚ) және 110 кВ және одан жоғары кернеу класына жататын ашық тарату құрылғыларына арналған элегазды ажыратқыштарды шығаруға толық көшкен.
Дипломдық жұмыста элегазды ажыратқыштарды негізгі параметрлері, олардың техникалық сипаттамалары және конструкциясы, сныман қатар, электрмен қамтамасыз ету жүйесін қайта құру мен жетілдіру жабдығы ретінді кемшіліктері мен артықшылықтары қарастырылады.
1 Қосалқы станцияның элегазды жабдықтарын анализдеу және даму болашағы
0.1 Заманауи коммутациондық жабдықтар. Жағдайы және болашағы
Қазіргі уақытта жоғарывольтты коммутационды аппараттар шығару технологиясында сапалық секіріс орын алды, майлы және ауалы ажыратқыштардың орнына оқшаулама және доға өшіргіш орта ретінде вакуумды және элегазды қолданатын ажыратқыштар келді. (1.1 сурет).
1.1 Сурет - жоғары кернеулі ВГБУ ажыратқышы
Жоғары, өте жоғары және ультражоғары кернеулі (110-1150 кВ аралығында) элегазды ажыратқыштар техникалық дамыған елдерде элегазды ажыратқыштар іс жүзінде аппараттардың басқа типтерін ысырып тастады Жоғары сенімділік - коммутационды аппаратура саласында негізгі міндет болып табылады. Әлемде үнемі аппараттардың бас тартуына сараптамалар жүргізіліп отырады. АЗ СИГРЭ зерттеу комитетінде жоғары кернеу жабдықтарын зерттеумен айналасатын жұмыс группасы жұмыс атқарады. Жабдықтың сенімділігі аппараттардың жаңа буынын уақытылы жаңартумен, және ескірген аппараттарды уақытылы ауыстырудан тәуелді.
Келесі маңызды міндет - жаңғырған техникалық шешімдерді қолдану арқылы массагабариттік сипаттамаларын және аппараттардың металл көлемдігін кеміту. Бұл кезде осы міндетті орындау жабдықтың сеімділігінің кемуіне әкелмеуі тиіс.
Маңыздыларға қолданыстық шығындарды азайту, іс жүзінде ұзақ уақыт бойы қызмет етуді қажет етпейтін аппараттарды құру міндеттерін жатқызуға болады. Әлемде жабдықтың экологиялық тазалығына қойылатын талаптар қатаюда, бұрын келісімді деп есептелген шарттар қазір қатаң қайта қаралуда. Көптеген жағдайларда экологиялық тазалықты қамтамасы ету міндеті бірінші орынға шығады.
Элегазды аппараттарды белсенді енгізу себебі, қазіргі уақытта доғаны элегазда өшірумен бәсекелестікке түсе алатын, доға өшірудің тиімді әдістері табылған жоқ. Жартылайөткізгішті техникалар және жоғары өткізгіш құрылғыдардың дамуы, жартылайөткізгеш пен жоғары өткізгіш приборлар қолданылған аппараттар элегазды негізіндегі дәстүрлі аппараттармен бәсекеге түсе алмайтын деңгейде. Бірақ та әлемде бұл бағытта салмақыты жұмыстар жүргізілуде, және де жақын болашақта альтернативті аппараттардың пайда болатынын болжауға болады.
Элегазды жабдықтардың артықшылықтары элегаздың ерекше физико-химиялық қасиеттерімен анықталады: атмосфералық қысымда элегаздың электрлік беріктегі ауаның электрлік беріктегінен 3 есе жоғары, элегаздың қысымы 0,3-0,4 МПа онвң электрлік беріктігі трансформатор майыдың электрлік беріктігінен артық; бірдей жағдайларда элегазды коммутациялық аппараттардың ажырату қабілеттілігі ауалы ажыратқыштардан екі сатыға жоғары.
Сонымен қатар шетелдің жетекші фирмалары іс жүзінде толықтай элегазды изоляциялы комплектілі тарату құрылғыларына (ЭКТҚ), 110 кВ және одан жоғары кернеу класына жататын ашық тарату құрылғыларына (АТҚ) арналған элегазды ажыратқыштарды және 6-35 кВ (элегазды ажыратқыштардың және ЭКТҚ-ның үлкен үлесімен) кернеуге вакуумды ажыратқыштарды шығаруға толық көшкен.
Орта кернеу класстарына элегазды және вакуумды аппараттарды қолдану технологиялық базаны құрудағы тарихи шарттармен, және де өндірістегі және қолданыстағы аппараттардың технико-экономикалық көрсеткіштермен анықталады. Көрсетілген жабдықтардың әрқайсысының өз артықшылықтары бар. Егер вакуумды аппараттар аз қуаты жетектерді қажет етеді және көп комммутациялық ресурстарға ие, ал элегазды ажыратқыштар коммутациялар кезінде аз асқын кернеулер тудырады, демек басқа энергетикалық жабдық оқшауламасының жұмысын жеңілдетеді. Сондықтан орта кернеу класы жабдықтарының бірінің басқа типтерден асып түсулері жайлы айту орынсыз, ал жоғары, өте жоғары және ультражоғары кернеулерде (110 квВ1150 кВ дейін) негізгі басымшылық толығымен элегазды жабдықтарға тиесілі.
Орта кернеу классты элегазды ажыратқыштар әлем нарық жүйесіндегі барлық коммутациондық аппараттардың жалпы сандарының тұрақты түрде 20-30%-ын құрайды деп есептесе болады.
Элегазды аппараттардың артықшылықтар анық болса да, оларға қолдануға толық өту бір емес және бірнеше ондаған жылдан да көп уақытты қажет етеді. Жаңа заманғы аппаратураттар саны артқанымен де, қолданыста көптеген ескірген аппараттардан қалуда.
Бірыңғай ұлттық электр жүйесінде 110 кВ және 750 кВ-қа дейінгі кернеу классты 30000-дай ажыратқыштар қолданыста. Кернеу класстар бойынша жіктелуі: 110 кВ - 80,5%, 220 кВ - 15,2%, 330 кВ - 1,2%, 500 кВ - 3%, 750 кВ - 0,1%.
Номиналды кернеуі 110 және 220 кВ-тық ажыратқыштардың көп бөлігін майлы бактық ажыратқыштар құрайды. 110 және 220 кВ-тық майлы бактық ажыратқыштар ажыратқыштардың арасына 45,4% құрайды. 110 және 220 кВ-тық Аз майлы ажыратқыштар орнатылған ажыратқыштардың жалпы санынан 19% құрайды.
Ауалы ажыратқыштар тарату құрылғыларының барлық класстарына қолданылады. Олардың саны ажыратқыштардың барлық санының 15,6%-ын құрайды.
Бұл ажыратқыштар жаңа заман талаптарына, соның ішінді сенімділік, коммутациондық және механикалық ресурстарға, жөндеудің көлемдік жұмыстарына, массасы мен гарбариттері бойынша сәйкес кемейді.
1996 жылға кейін Қазақстанда тәжірибелік қолданыста бар деп есептеуге болатын, элегазды ажыратқыштарды құрылыста, техникалық қайта жарақтануда және 220-330-750 кВ қосалқы станциялары жабдықтарын алмастыруда қолдануды тиімділігін көрсеткен ,элегазды ажыратқыштардың бірлі-жарымды үлгілері болды. Өткен уақыттар ішінде барлық кернеулі тарату құрылғыларында элегазды ажыратқыштардың саны тұрақты түрде өсіп отырды, және қазіргі уақытта 20% [1] құрайды.
Бірыңғай ұлттық электр жүйесінде қолданылатын майлы және ауалы ажыратқыштардың көп бөлігі, әсіресе 110 және 220 кВ кернеулі ажыратқыштар, құжаттық нормативтік орнатылған қызмет ету мерзімін толық өтеп тастаған. Қазіргі уақытта осындай ажыратқыштар саны 40% құрайды. 1.1 кестеде ажыратқыштарды ауыстыру динамкасы көрсетілген.
1.1 кестеден көріп отырғанымыздай 2005 жылы орнатылған ажыратқыштардың 34%-ы алмастырылды, ал 2015 жылға қарай 58%-ын алмастыру жобалануда. 2001-2015 жылдар периодында 15418 110-750 кВ кернеулі ажыратқыштарды ауыстыру күтілуде.
1.1 кесте - ажыратқыштарды ауыстыру динамикасы
Жыл
Саны, шт.
Орнатылған ажыратқыштардың сандық % үлесі
2001-2005
9017
34,4
2006-2010
3659
13,9
2011-2015
2742
10,4
до 2015
15418
58,7
Бірыңғай ұлттық электр жүйесінің техникалық жарақтану, жетілдіру және реконструкциялау бағдарламасы өз мерзімін толық атқарған ажыратқыштарды ауыстыруды қарастырады. Әсіресе ВВН, ВВ, У, МКП, ММО сериялы ауалы және майлы ажыратқыштарды элегазды ажыратқыштарды ауыстырылу керек. Бұл кезде элегазды колонкалы және бактық ажыратқыштардың келесі типтерін: ВГТ, ВГК, ВГБ және т.б., сонымен қатар жетекші фирмалар ажыратқыштарын: ABB, Siemens, AREVA қолдану керек. СИГРЭ мәліметтері бойынша шетел желілерінде элегазды ажыратқыштар орнатылған ажыратқыштар (әр кернеу класында: 110 кВ - 52%, 220 кВ - 55%, 330 кВ - 55%, 330 кВ - 69%, 500 кВ - 66%, 750 кВ - 92%) санының 56% құрайды. Соңғы жылдары орнатылған ажыратқыштардың ішінен элегазды ажыратқыштардың үлесі 100% құрайды.
Элегазды оқшауламалы комплектілі тарату құрылғылары(ЭКТҚ)
1.2 сурет - КРУЭ залы
КСРО 70 жылдары КРУЭ топтамалармен шығару толық игерілгенімен де, біздің елде КРУЭ қолдану әзірге заманауи әлемдік тенденцияларға сай келмейді, АВВ концерні өндірісінің Қазақстанда 110 кВ 220 кВ дейінгі кернеулерге арнап 400-ге жуық КРУЭ (60% ресейлік өндіріс) ұяшығы, 330 кВ 12 КРУЭ ұяшығы, 500 кВ9 КРУЭ ұяшығы орнатылған, бұл кезде Жапонияда осы уақыт периодында 77 кВ 800 кВ дейінгі 7000 КРУЭ ұяшығы шығарылған. Басқа жағынан Ресейде номиналды 110 кВ 1150 кВ дейін кернеудің барлық спектріне КРУЭ-нің жасалынған, және іс жүзінде комплектілі тарату құрылғыларының үшінші буыны жасалған.
ЭКТҚ буындарының алмасуы, әдетте 6-8 жылда болып отырады.
Соңғы буынның ерекшеліктеріне жатқызуға болады: 362-500 кВ кернеуге дейін бір үзілістен артық болмайды, және 800 кВ кернеуге дейін екі үзілістен артық болмайды; ажыратұыштардың ажырау тоғы 63 кА-ге, номиналды тоғы 8000 А-ге дейін жетеді; желілік шықпаларда тез әрекет етуші жерге тұйықтауыштардың болуы; доғаны құрамаланған принциппен өшіретін доға өшіргіш құрылғыларды қолдану; іс жүзінде бүкіл маңызды сипаттамаларға диагностика жүйесін қолдану; сенімділік бойынша өте жоғары талаптардың (кейбір режидерде, мысалы көлемдік тоқтарды ажырату) қойылуы, сонымен қатар жұмыс жүргізілгеннен кейін де өте жоғары коммутациялық талаптар; коммутациялық аппараттардың - ажыратқыштардың және айырғыштардың, тез әрекет етуші жерге тұйықтағыштардың қатынасында; элегазды ажыратқыштарда - серіппелі және гидравикалық - автономды жетектерді басымырақ қолдану;
Әртүрлі аппараттардың функцияларын бір модульге біріктіру арқылы (мысалы, ажыратқыштардың, айырғаштардың және жерге тұйықтағыш аппараттардың функцияларын бір құрылғыға біріктіру арқылы) ЭКТҚ жетілдіру жұыстары жүргізлуде, 3 фаза бір қабықшада біріккен 500 кВ-қа дейінгі КРУЭ-ні құрға дейін
Мұндай шешімдер аппараттарды өте ықшамды етеді және КРУЭ-ге қажет ауданы мен бөлме көлемін азайтуға, технико-экономикалық көрсеткіштерді аррттыруға мүмкіндік береді.
1989 жылдан бастап бірыңғай ұлттық электр жүйесінде 110 және 220 кВ-тық 266 дана ЭКТҚ ұяшығы қолданысқа енгізілді, соның ішінде 110 кВ-тық - 228 дана, 220 кВ-тық - 38 дана. Осылардың көп бөлігі (60%-ға жуығы) ААҚЭлектроаппарат және осы ұйымнан бөлініп шыққан ААҚ Электромеханикалық завод шығарған. Ұяшықтардың 40% шетел фирмаларынан жеткізілген (ABB, Siemens, Alstom).
КРУЭ-ні Қазақстанда және шетелде қолданудың деңгейін салыстыру үшін, ABB тек компаниясымен әлемнің 75 еліне 2000-нан аса ұяшық жеткізілген, оның 200 жуығы 500 кВ кернеуге арналғанын айтуға блады.
КРУЭ-ні енгізудің жақын шаралары болып табылады: отандық КРУЭ-лерді қолданғанда анықталған кемшіліктерді жою; заманауи газотехникалық және сынақтық жабдықтарды енгізу; КРУЭ-ні қолдану аумағын кеңейту, бірінші ретте КРУЭ-ні қатал клматтық жағдайлы және жоғары сейсмикалық аудандарға енгізу. КРУЭ-ні енгізудің деңгейін арттыру, шығындарды және зақымдануды азайту үшін замануи автоматтандырылған диагностика және бақылау жүйесін енгізіу керек.
1.2 Жоғары кернеу ажыратқыштарының негізгі параметрлері
Ажыратқыштар энергожүйені оперативті және апаттық коммутацияға, яғни жеке тізбектреді қосу немесе ажырату операцияларын қолмен немесе автоматтық басқарумен ажыратуды орындау болып табылды. Қосылулы тұрған жағдайда ажыратқыштар жүктеме тоғын еш кедергісіз өткізуі тіс. Бұл аппараттардың жұмыс режимдері сипаты сәл өзгеше: оларға қалыпты жағдай деп жүктеме тоғы ағылатын, қосылулы күйі де және тізбектің ажыратылған бөліктеріне қажет оқшауламаны қамтамасыз ететін ажыратулы күйі де есептелінеді. Коммутациялық тізбек, біріншілік жағдайдан басқа жағдай кезінде ажыратқыш қосылуының іске асырылуы үнемі жүргізілмейді, уақыт өте келе, олардың орындалуында өзіндік талаптар тізбектің қысқа тұйықталудан өшуі сирек кездеседі. Ажыратқыштар өзінің функциясын берілген уақытқа дейін сенімді түрде атқаруы керек, кез келген көрсетілген жағдайда және бір уақытта коммутациялық операциялардың тиімді түрде орындалуына дайын болуы керек, көбінесе ұзақ уақыттық қозғалыссыз жағдайларда.
Секциялы ажыратқыштар құрама шиналарда қолданылады. Электростанцияда жоғары кернеу тарату құрылғыларында (ЖКТҚ) секциялы ажыратқыштар қалыпты жұмыс кезінде тұйықталған. Олар құрама шиналарда тек зақымдалған аумақта ғана автоматы ажыратылуы керек. Онымен бірге зақымдалған секцияның басқа да ажыратқыштар ажыратулыуы керек. Осылайша зақымданған ТҚ-сының секциясы ажыратылады, ал қалған бөліктері жұмыста қалады.
Ажыратқыштар ғимарат ішінде ғана емес, сондай-ақ ашық тарату құрылғысында (АТҚ) орналастырылуы мүмкін. Бұл кезде жұмыс шарты бірталай өзгереді, әсіресе бұл олардың конструктивті ерекшеліктерінде айқындалады. Эксплуатация кезінде АТҚ аппараттары қоршаған орта әсерлеріне тап болады. Бұл әсерлер әсіресе аппараттардың оқшаулама жағдайына кері әсер етеді. Сондықтан АТҚ барлық аппараттары суықтың, желдің және ластанудың әсероері ескеріледі.
Жоғары кернеу ажыратқыштарына келесі талаптар қойылады:
oo Кез келген тоқты сенімді (он амперден номиналды ажырау тоғына дейін;
oo әрекеттің тездігі , яғни ең аз ажырау уақыты;
oo тез әрекет етуші автоматты қайта қосуға жарамдылығы, демек ажыраудан кейін ажыратқыштың бірден тез іске қосылуы;
oo 110 кВ және одан жоғары кернеулі ажыратқыштар үшін пофазалы (пополюсті) басқару
oo тексеру және контаткілерді бақылау жеңілдігі;
oo жарылыс қауіпсіздігі және өрт қауіпсіздігі;
oo Транспорттаудың және қолданудың ыңғайлылығы.
Сенімділік талабы ең маңыздылардың бірі болып табылады, себебі ажыратқыштың сенімділігінен энергожүйенің сенімді жұмыс істеуі тәуелді, демек тұтынушыларды электрмен қамтамасыз ету сенімділігі де тәуелді. Ажыратқыштың қызмет ету уақыты 20 жылдан артық.
Әрекеттің тездігі деп ҚТ кезінде желіні барынша аз уақытта ажыратуды түсінеді. Ажырау уақыты ажырауға сигнал берген моменттен бастап барлық полюстерде доға өшкенге дейінгі уақытпен анықталады. ҚТ-дың ажырау уақытын азайту келесі себептермен тиімді:
- станция жүйесінің параллель жұмысында қор тұрақтылығы артады, осылайша тарату желісінің өткізгіштік қасиеті артады;
oo изоляторлардың және желі сымдарының электр доғасымен зақымдануы
азайады;
oo жерленген бөлігіне жанасу қауіптілігі азайады;
oo жабдық элементтерінде электродинамикалық күштерден пайда болғаг
механикалық кернеу кемиді;
Жоғары кернеу ажыратқыштарының негізгі параметрлері ішінен, барлық ажыратқыш типтерін және жұмыс жасау шарттарын анықтайтын, номиналды параметрлер тобын бөліп қарастыруға болады.
Халықаралық электротехникалық комиссия (ХЭК) ұсынымдары сәйкес ажыратқыштардың негізгі номиналды параметрлеріне жатады: номиналды кернеу Uном; ең үлкен жұмыстық кернеу Uн.р.; оқшауламаның номиналды деңгейі киловольтпен; номиналды жиілік fном номиналды тоқ Іном; номиналды ажырау тоғы Іо.ном; номиналды қосылу тоғы Ів.ном; алыс емес ҚТ-дың номиналды параметрлері; ҚТ-да ажыратқыштардың шықпаларындағы номиналды қайта қалпына келетін өтпелә кернеу (ҚҚКӨК); ҚТ-дың номиналды ұзақтығы; операциялардың номиналды реттілігі (номиналды циклдер); сенімділіктің нормаланған көрсеткіштері және т.б.
Кейбір ең маңызды параметрлерді қарастырайық.
1.2 кесте - Ажыратқыштардың номиналды кернеуі
Номиналды кернеулер классы
Фаза аралық (желілік) номиналды кернеу, әрекеттік мәні, кВ
Ең үлкен жұмыстық кернеуі (МЭК бойынша номиналды кернеу), әрекеттік мәні, кВ
3
3,6
6
7,2
10
12
15
17,5
20
24
35
40,5
110
126
150
172
220
252
330
363
500
525
750
787
1150
1200
Номиналды кернеу Uном (желілік) - жүйе мен электр жабдықтарының оқашаулама деңгейін анықтайтын кернеудің стандартталған ретінің базистік кернеуі.Ұзақ жұмыс істеуге орнатылған, кернеудің шынайы мәні жүйенің әр жерінде әртүрлі болуы мүмкін, бірақ ең үлкен жұмыстық кернеуден (ХЭК бойынша номиналды кернеу) аспауы керек. Ажыратқыштардың номиналды кернеуі кернеу классына сәйкес келеді. Мәндері 1.2 кестеде көрсетілген.
Ажыратқыштың номиналды оқшаулама деңгейі ажыратқыштың негізгі оқшауламасына әсер ететін сыналатын кернеу мәнімен сипатталады.
Номиналды тоқ - ұзақ уақыт бойы ажыратқыштың тоқ өткізгіш бөліктердің қызуы рұқсат етілген мәннен аспайтын, тоқтың ең үлкен әрекет етуші мәні және келесі мәндерді қабылдайды: 200; 400; 600; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500; 3150; 4000; 5000; 6300; 8000; 10000; 12 500; 16 000; 20 000; 25 000; 31 500 А.
Ажыратқыштың коммутациялық ажырау қабілеттілігі, ең үлкен жұмыстық кернеу кезінде және кернеудің қалпына келу нормаланған жағдайда ажыратқыш ажырата алатын, номиналды ажырау тоғымен сипатталады. Ажыратқыштың коммутациялық ажырау қабілеттілігі, ең үлкен жұмыстық кернеу кезінде және кернеудің қалпына келу нормаланған жағдайда ажыратқыш ажырата алатын, номиналды ажырау тоғымен î íîì I . сипатталады. Ажырау тоғы, доға пайда бола бастаған мезеттен есептелінетін және номиналды ажырау тоғы î íîì I . (2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 35,5; 40; 45; 50; 56; 63; 71; 80; 90; 100; 112; 125; 140; 160; 180; 200; 224; 250 кА), деп аталады, және оның периодикалық құраушысының î ï I . мәнімен, сонымен қатар, ажырау тоғының апериодикалық құраушының периодикалық құраушысының à i доға өшіргіш контактілер ажыраған мезеттегі ажырау тоғының амплитудасына қатынасымен анықталатын, апериодикалық құраушының нормаланған пайыздық құруымен сипатталады. Ажыратқыштың ажырау тоғы периодикалық және апериодикалық құрауышлардың қосындысымен анықталады.
Номиналды қосылу тоғы - ең жоғары кернеудем ажыратқыш қоса алатын ең үлкен тоқ. ҚТ пайда болған жағдайда тізбекте 10 мс-қа жуық уақытта тоқ өзінің ең үлкен мәніне жетеді, ол ҚТ-дың соққы тоғы д.а. Сондықтан да ҚТ бар тізбекке (автоматты қайта қосылу режимінде) қосылу мүмкіндігі шарты бойынша номиналды қосылу тоғы ҚТ-дың соққы тоғынан кем болмауы керек
ҚТ тоғының номиналды ұзақтығы ажыратқыштың қосулы тұрған жағдайда электродинамикалық беріктілік (соққы тоғы) және термиялық беріктілік тоғына зақымданусыз қабылдау мүмкіндігімен сипатталады. Тоқтың өту уақыты ажыратқышы үшін 1 немесе 2с және ажыратқышы үшін 1 немесе 3с.
ҚТ тоғын ажыратқанда ажыратқыштың шықпаларында, доға өшкенде қайта қалпына келетін өтпелі кернеумен (ҚҚКӨК) сипатталатын және ажыратылатын жүйенің өзіндік параметрлеріне тәуелді болатын, өтпелі процесс пайда болады.
Доға өшіргіш құрылғылардың ажырау қабілеттілігі ҚҚКӨК-ның сипатының өзгеруіне әртүрлі тәуелді. Ауалы және элегазды ажыратқыштар ҚҚКӨК-ның өсу жылдамдығына өте сезімтал, ал майлы - максималды ҚҚКӨК-ға. Осымен нормалау түсіндіріледі.
Ажыратқыштың ажырату қабілеті рұқсат етілетін қайта қалпына келетін кернеудің жылдамдығының ажырау тоғына (11 суреттегі 1 қисық) тәуелділігімен сипаттала алады. 1 қисықтың 2 қисықпен қиылысу нүктесі, алыс емес ҚТ болғанда, ажыратқыштрадың контактісі ажырағанда, ҚҚКӨК үдеу жылдамдығын тәуелділігін сипаттайтын, жылулық тесілусіз, ауалы ажыратқыштармен ажыратыла алатын, шектік ажырау тоғымен ситталады.
Кернеудің бірінші шыңын (жылулық тесілу орын алған жоқ) ойдағыдай өткенде максималды кернеуде тесілу мүмкін. Ажыратқыштардың әр типі үшін, ажырау тоғынан тәуелді - 3 қисық, шектік рұқсат етілетн максималды ҚҚКӨК анықталуы мүмкін.
4 қисық коммутацяға тәуелсіз, жүйенің максималды ҚҚКӨК-ді көрсетеді. Олардың қиылысу нүктесі электрлік тесілуден болған ажыратқыштың шектік ажырау тоғын көрсетеді.
1.3 - Сурет
Ажыратқыш ҚТ кезіндегі конткатілер арқылы өтетін ҚҚКӨҚ мәнінде кезінде де және алыс ҚТ кезінді бастапқы жоғары жылдамдықпен ҚҚКӨК әсер еткенде де жұмыстан шықпауы керек. Жылулық тесілу мүмкін болатын шектік тоқтан артық болатын, электрлік тесілу мүмкін болатын режиммен анықталатын 3,4 тәуелділікпен сипатталатын шектік тоқты анықтайды. Ажыратқышты қолдану аумағы тоғының мәнімен, ал кернеу бойынша - электрлік тесілу мүмкін болатын қисықпен (3 қисық) шектелген
Көптеген жағдайларда (статистикаға сйкес 80 %-ға дейін) ҚТ-ды болдыратын себептер кернеу қысқа уақытты ажыраған кезде, 0,3 с. аспайтын, ашық доғалы ҚТ аумағындағы деионизацияға кететін уақытта, өздігінен жойылады, және жүйеге кернеуді қайта қосуға мүмкіндік туады. Осыдан, ҚТ ажыраумен және осы тізбектің аумағаның келесі автоматты қайта қосылумен (АҚҚ) байланысты, ажыратқышпен орындалатын оперциялардың реттілігінің анықтамасы шығады.
1.3 Электроэнергетикада элегазды ажыратқыштарды қолдану
Элегазды ажыратқыш - жоғары кернеулі ажыратқыштардың ең заманауи түрлерінің бірі. Доға өшіруші орта ретінде,электрлік беріктігі жоғары және жақсы доға өшіруші қасиеті бар, алты фосфорлы күкірт (SF6, элегаз) қолданылады. Алты фосфорлы күкіртке элегаз (электрлік газ) атауын 1947 ж. кеңес физигі Б. Гохберг берді және элегазды жоғары кернеу электр жабдықтарына оқшауламалық орта ретінде қолдануды мүмкіндігі туралы бірінші болып болжам жасады.
Ажыратқыштарға жаңа конструкциялар құруда тез дамы жатқан бағыттардың бірі айнымалы тоқта жоғары және өте жоғары кернеулерде жұмыс істейтін, аз өлшемдерімен ерекшеленетін және коммутациялық қабілеттері бойынша жаңа заман энергетикасы талаптарын жауап беретін құрылғы элегазды ажыратқыштар болып табылады. Элегазды бұл мақсатта қолдану оның жоғары оқшауламалық және доға өшіргіштік қасиетіне негізделген.
Элегазды ажыратқыштардың доға өшіргіш құрылғыларында номиналды кернеуге, ажыраудың номиналды тоғына және кернеудің қалпына келу жағдайына байланысты доғаны өшірудің әртүрлі әдістерін қолданады.
Бірінші әдісі - жоғары қысымды (2 МПа жуық) резеравуардан төменгі қысымды (0,3 МПа) резервуарға газ ағызумен электрлік доғаны элегазбен салқындату, мұнда да ауалы ажыартқыштарда қолданылатын қағиданы қолданады. Бірақ олардың басты айырмашылығы, элегаздық ДУ доғаның сөнуі кезінде ондағы газ атмосфера арқылы өтпейді, ал тұйықталған камера көлемінде, аз қысымда элегазбен толтырылған.
Жоғары кернеу аппараттарындағы қуатты доғаны өшіру, жоғарывольтты ажыратқыштарда белсенді үрумен қамтамасыз етіетін, тек белсенді жылу шығарғанда мүмкін. Элегазды теріс температурада (-400С), элегаздың сұйық күйге өткенде оның газды фазалық тығыздығы азаятындықтан және оның доға өшіргіштік қабілеттілігі шамалылайтындықтан, сұйық күйге ауыспауас үшін жоғары қысымды бакты 120С температураға дейін қыздырып тұру керек. Газды ысыту үшін, ажыратқыштың конструкциясын өте күрделілендіретін, автоматтық жүйе істейді.
Доға өшірудің басқа әдісі, бак 0,3-0,4 МПа қысымды элегазбен толтырылған автокомпрессорлы ажыратқыштарда қолданылады. Сонымен қатар, газдың жоғары электрлік беріктігі және газды қыздармай -40оС температурада жасау мүмкіндігі қамтамасыз етіледі. Осындай ажыратқыштарда доғаны өшіруге қажет қысым құлауы, аппараттың жылжымалы контактісімен механикалық байланыстағы, арнайы компрессаторлық қондырғылармен жасалады. Өшіру процесінде қысым құлауы Δр=0,60,8 МПа құрайды. Мұнымен қоса доға өшірудің шектік өту жылдамдығы және тиімділігі шарттары қамтамасыз етіледі.
Үшінші әдіс те бар. Доғаны өшірудің бұл әдісі магнит өрісі 25 әрекетімен жылжымайтын элегаздағы доғаны өшіреді. Доғадан жылу шығару төменгі кернеу аппараттарында магнит өрісі күштерінің әсерімен тез орын ауыстырғанда артады. Ауаны элегазбен алмастырғанда доғаны өшірудің электормагниттік әдісін де жоғары кернеу аумақтарына тарату мүмкіндігін тудырды. Элегазды ажыратқыштардың кең тарауына келесі артықшылықтары себеп болды:
oo жарылыс және өрт қауіпсіздігі;
oo тез әсер етуі және кез келген циклде АҚҚ-да жұмысқа жарамдығы;
oo тоқ нөлден өтпес бұрын контактілерді тікелей синхронды ажырату мүмкіндіктері;
oo аса ауыр ажырату (сәтсіз қысқа тұйықталуларды және т.б.) жағдайларында жоғары ажырату қабілеттілігі;
oo бос жәлілердің көлемдік тоқтарын сенімді айыруы;
oo доғаны өшіруші контактілердің шамалы тозуы;
oo доға өшіргіштерге жеңіл қолдетімдігі және оларды тексерудің қарапайымдылығы;
oo салыстырмалы салмағы аз (майлы ажыратқыш багымен);
oo ірі түйіндерді сәйкестендіріп жаңа түйіндерді құру мүмкіндігі;
oo сыртқы және ішкі қондыруға тиімділігі.
Бірақ та кемшіліктерін де ескерген қажет:
oo элегазды толтыру, қайта құйу және тазалау үшін құрылғылар болғаны қажет;
oo бөлшектредің және түйіндердің конструкциясының салыстырмалы күрделілігі, және сеімділігі жоғары тығыздамаларды қолдану қажеттілігі;
oo Доғаны өшіруші ортаның және ажыратқышты толығымен алғанда салыстырмалы қымбаттығы.
1.4 Элегазды талдау және физико-химиялық қасиеттері
Электротехникалық жабдықтарда оқшауламалы, доға өшіруші және салқындатушы орта ретінде ең көп қолданылатыны минралды май мен ауа болып табылады. Газдар майлармен және қатты изоляциялық материалдармен салыстырғанда белгілі бір артықшылықтар бар, маңыздылары - өте аз өткізгіштігі және диэлектрлік шығындардың іс жүзінде жоқтығы, біртекті өрісте электрлік беріктіктің жиілікке тәуелсіздігі, доға және тәж әсерінен аз ластануы және анық газды өзгерістермен газды оқшауламаның зақымданбауы.
Біртекті және әлсіз біртекті емес өрістерде газды оқшауламаның электрлік беріктігі қысым өсуімен артады және белгілі бір жағдайларда трансформатор майының, фарфордың және жоғары вакуумның электрлік беріктігінен асып түсуі мүмкін.
Газды оқшауламалы жабдықтың конструкциясын ықшамдау үшін, қажет электрлік беріктік салыстырмалы аздаған артық қысымда қамтамасызданырылғаны жөн. Бірақ та, газды электротехникалық жабдықтарда қолданғанда оқшауламалық қасиетінен басқа да қасиеттерді еске алу керек, нақты: газ және оның ыдырау өнімдері улы болмауы керек; газ құрылғыда қолданылатын материалдарға қатысты химиялық бейтарап болуы керек; газ жақсы жылу шығарғыштық қасеттерге ие болуы керек; газ аз болуы керек; газ өртке және жарылысқа қауіпсіз болуы керек; газ қолжетімді және арзан болуы керек; эксплуатациялық шарттар бойынша газды жоғары қысымда және теспературада қолдана алу үшін, газдың сығылу температурасы төмен болуы керек.
Газы коммутациялық аппараттарда қолданғанда газ жақсы доға өшіргіштік қасиеттерге ие болғаны жөн. Қолжетімділі бойынша газдар басқа бүкіл газдардың алдында айтқысыз артықшылыққа ие, бірақ та талаптардың жиынтығы бойынша ол тімсіз. Кейбір газдар және булар ауамен салыстырғанда айтарлықта өте жоғары электрлік беріктікке ие. Бірақ олардың тек кейбіреулері ғана электрлік оқшауламаға қойылатын талаптарды қанағаттандырады. Көптеген заттар қалыпты жағдайда сұйық күйде болады, мысалы, газ күйінде электрлік беріктігі ауаныкінен 6,3 есеге жоғары қалыпты жағдайда сұйық күйде болады. Көптеген заттарға электрлік разряд жағдайында жоғары немесе шамалы белсенді ыдырау қасиетті. Соңында, кейбір заттар ыдырағанда, конструкцияның қатты оқшауламалық элементтерінің бетіне шөгетін, оны өткізкіш қылатын, бос көмір бөледі.
Қойылған талаптардың бәрін толығырақ қанағаттандыратын газ - элегаз болып табылады. Таза газ тәрізді элегаз мүлдем зиянсыз, химиялық белсенді емес, сондықтан қарапайым қолданыс жағдайында ол, аппарат құрылысында қолданылатын, ешбір материалдарға әсер етпейді, жоғары жылу шығарғыштық қасетке ие және кернеудің қайта қалпына келуі жоғары жылдамдықта өтетін, өте жоғары тоқтарды өшіруге мүмкіндік беретін, жақсы доға өшіргіш орта болып табылады.
Сығылудың және сублимацияның төмен температурада болуы, қалыпты жағдайда элегазды аппараттарды арнайы қыздырусыз қолдануға мүмуіндік береді. Элегаз жанбайды және жануды қолдамайды, демек элегазды аппараттар өртке және жарылысқа қауіпсіз болып табылады.
Элегеаз - токсинді емес, тұрақты, химиялық инертті, жанбайтын қосылыс, иіссіз, түссіз және дәмсіз. Қалыпты жағдайда (и ) - элегаз ауыр газ.
Бірақ температура төмендеп және қысым өскенде ол төмендейді. Газ тәрізді және сұйық фазалардың шекарасы, элегаздың тығыздығы кенет секіретін (1.4 сурет), конденсация қисығы болып табылады. Температура және қысым (критикалық нүкте) болғанда, сұйық және будың шекарасы жойылады және элегаз бу тәріздкес күйде болады. Температура минус және қысым дейін түскенде элегаз үш агрегаттық күйде бола алады - газ, сұйық және мұз. Бұл нүкте үштік деп аталады. Температура минус температурада элегаз газ тәріздес күйден, сұйық фазаға айналмай, қатты күйге айналады, және керісінше (АО қисығы). Қалыпты қысымда элегаздың қатты күйден газ күйге ауысуы температурада жүреді.ОВ пунктирмен қатты және сұйық фазаларының жобалы аралықтың шекарасы белгіленген.
Элегаздың күйінің диаграммасы, негізінен эксперименталды әдістермен, көптеген авторларымен және фирмаларымен зерттелген. Әртүрлі мәлімет көзінің айырмашылықтары көп және төмен температуларда артады, әсіресе конденсация қисығының аумағында, бұл тәжірибенің дәлдігіне және элегазды қоспалардан тазалау деңгейіне байланысты.
Элегаз - бұл өте тұрақты және инертті газ, қалыпты жағдайда өзімен жанасқан бірде - бір затпен реакцияға түспейді, суда ерімейді. Бұл ауыр газ, оның молекулярлық массасы 146,0 гмоль (21,5% күкірт және 78,05% фтор).
Молекула құрылысы төбесінде алты фтор атомы бар, сегіз қырлы, молекулаларының байланысы - ковалентті, молекула диаметрі - , ыдырай бастау температурасы - , ионизация потенциалы , Молекулалардың электрондағы энергиялары бірдей . Молекулалардың электр терістілігі ионизация потенциалының қосындысына және электрондардың бірдейлігіне тең болуы керек.
Молекулалардың электрондағы энергиялары бірдей болуы SF6, оң белгіге ие, еркін электрондар арқасында, элегаз өріске түсіп, теріс ионға айналады. Оң молекулалардың электрондары бірдей болуы және алынған теріс ион арқылы элегаздың жоғарғы электрлік беріктілігі басқа газдармен салыстырғанда, мысалы азот немесе ауа жақсы болып келеді. 6 SF
1.4 сурет - элегаз күйінің фазалық диаграммасы (қысым абсолютті)
Фазалардың теңдік сызығы:
ОК - сұйықтық - бу (газ), буға айналу сызығы (конденсации); ОА - қатты дене -- бу, сублимация сызығы; ОВ - қатты дене - сұйықтық, балқу сызығы.
Диаграмманың сипаттамалық нүктелері
К - критическалық нүкте: = 45,56 °С; p = 37,7 бар (3,77 МПа); тығыздығы p = 722,5 кгм[3].
O - үштік нүкте: = - 50,8 °С, p = 2,25 бар (0,225 МПа)
(кгсм ) қысымда элегаздың электрлік беріктігі ауаныкінен жобамен 2,5 есе жоғары, және электрлік беріктігі бойынша трансформатор майына теңеседі. Сондықтан бір кернеу классындағы элегазды жабдықтардың гарбариттері ауалық жабдықпен салыстырғанда әлдеқайда кіші. Бұл элегазды оқшауламалы комплектілі тарату құрылғыларымен (ЭКТҚ) қамтылған, ауалы ажыратқышпен қамтылған қосалқы станциялармен салыстырғанда аз аумақ алатын, жабық қосалқы станцияларды құруға мүмкіндік береді. Сонымен қатар қосалқы станциялар тығыз қоныстанған қалалар мен қорғаныстық объектілер үшін ауыстырғысыз болып табылады.
Электрлік разрядтар әсерінен, токсинді болып келетін еркін фтор, газ тәріздес және қатты фтороидтар түзіледі, элегаздың ыдырауы жүреді.
Электрлік аппараттарда бір немесе басқа қосылыстарды қолданудың қажет шарттарының бірі болып, оның химиялық инерттілігі болып табылады. Ол электроаппарат құрылысында қолданылатын ешбір материалдармен реакцияға түспеуі керек. Таза элегаз, оның құрамына ең активті химиялық элементтердің бірі - фтор кіретініне қарамастан, қалыпты жағдайда осы талаптарды қанағаттандырады. Элегаз химиялық инерттігі бойынша қалыпты жағдайда азотпен және инертті газдармен салыстыруға болады. Молекулалардың құрылысы және энергетикалық күйі элегаздың жоғары беріктігін анықтайды.
Элегаздың жылу өткізгіштігі және жылу сыйымдылығы ауаныкінен бірнеше есе кем, бірақ оның тығыздығының өте жоғары болуына байланысты, жылу бергіштік қасиеті бірнеше есе жоғары. Элегаздың көлемдік критикалық шығыны ауаныкінен әлдеқайда жоғары, соның арқасында қуатты автопневматкалық элегазды ажыратқыштарды жасау мүмкіндігі пайда болды.
Осылайша жоғары электрлік беріктілік, тесілу кернеуінің аз шығынының (12 орнына ) болуы, жоғары жылу шығарғыштық қасиеті, электотерістігі, жоғары массалық шығын және төменгі көлемдік шығыны - ауалы ажыратқыштармен салыстырғанда, қуаты көп және өте аз өлшемді доға өшіргіш камерасы бар, автокомпрессорлық доға өшіргіш құрылғыларды жасауға мүмкіндік беретін, ауамен салыстырғанда элегаздың артышылық қасиеттері.
Халықаралық нормаларға сәйкес жоғары вольтты жабдықтарда элегазды қолдану үшін элегаздың құрамы төменде клтірілген номралардан кем болмау керек, нақты:
масса бойынша
ауа
масса бойынша
масса бойынша
Су
масса бойынша
Минералды майлар
масса бойынша
HF қышқылдылыққа тексеру
масса бойынша
HF гидролизденетін фторидке тексеру
масса бойынша
Алтыфосфорлы фтор (элегаз) SF6 , оның молекулалары бос электрондарды қосып алып, теріс зарядталған ауыр және аз қозғалысты иондарға айналу қасиеттеріне байланысты, электртеріс газдарға жатады. Қалыпты температурада (20°С) және 0,1 МПа қысымда элегаз түссіз және иіссіз газ. Оның тығыздығы ауаның тығыздығынан 5 еседей жоғары, 30°С - да дыбыс жылдамдығы - 138,5 мс (ауда 300мс) құрайды. Элегаз доға бағаны каналында төменгі жылу сыйымдылыққа және доға бағанасын (2000К) қоршаған, ыстық газдарда жоғары жылу өткізгіштікке ие. Бұл элегазды жоғары жылуөткізгіш қасиетті орта ретінде сипаттайды.
Таза элегаз жанбайды, түссіз, инертті, 800°С дейін қызуға төзімді. Соынмен қатар, ол иіссіз және мүлде улы емес. Химиялық қатыста элегаз, азот сияқты, басқа заттарға қатысты белсенді емес.
Элегаздың аздаған кемшіліктерінің бірі ылғал ұстағыш синтетикалық материалды оқшауламамен жанасқанда оны ыдырату қасиеті болып табылады. Сондықтан элегазды конструкцияларда берік оқшауламалық материалдарды қолдану рұқсат етіледі, мысалы телфон.
Элегаздың кемшіліктеріне жоғары сығылу температурасын жатқызуға болады. Қысым 1,5 МПа болғанда ол бар болғаны 6°С құрайды. Элегаздың сығылуын болдырмау үшін, өшіруші ортасы жоғары қысымды ажыратқыштарда, элегаздың тұрақты температурасын ұстап тұру үшін, автопеаматикалық қыздырғыштар қарастырылған.
Тәжірибелер және арнайы зерттеулер, электрлік доға және тәждік разрядтың әсерінен (жылудан) элегаз химиялық белсенді қосылыстар түзіп, ыдырайтыны анықталды. Ыдыраудың газ тәріздес төменгі фторлы орта SF2, SF4 өнімдері болып табылады.
Ыдырау өнімдерінің (ЫӨ) құрамы доғаның интенсивтілігінен және элегаздағы бөтен қосылыстарға (ауа немесе ылғал) тәуелді. Элегаздың ЫӨ-н сараптау жабдықтарды қашан жөндеу керектігін және апаттық ең ықтимал себептерін көрсететін ең қуатты құрал болып табылады.
Сараптау сұлбасы майлы оқшаулама болғандағыдай: құрамында доға жылуының әсерінен пайда болған ыдырау өнімдерін, дефектілі газдың үлгілерін алу. Дефектілі газдарды зерттеу элегаздағы ЫӨ-ін анықтауды, газда ылғал болуын, доға жануының белсенділігін және ұзақтығын сараптауды қосады. ЫӨ сараптауда қолданылатын негізгі аспап термоэлектронды қақпанды және жалынды спектрофотометрлі газды хромотограф болып табылады.
Элегазды сараптау жүргізіледі:
- жабдықты қабылдауда сынаумен;
- жабдықтың қызмет мерзімі уақытында, белгілі бір уақыт аралықтарында ұдайы тексеріліп отырады, және әрдайым сараптаудың нәтижелері бастапқы нәтижелермен салыстырылып отырады.
- жабдықтың әр апаттынан жөндеуге дейін;
Элегаз молекулалары жеткілікті термиялық берік, бірақ доағының жоғары температурасының әсерінен дссоцияланады. Диссация кезінде көп энергия жұтылады, соның әсерінен доағы бағанасы суытылады және бұл доғының өшуіне себепші болады. Доға өшкеннен кейін иондардың белсенді рекомбинациясы жүреді және элегаз өзінің қасиеттерін толық болмаса да қалпына келтіреді. Ыдыраудың қалдық өнімдерін ұстап алу үшін молекулярлы фильтрлер немесе белсендірілген алюминийден жасалған газ тасалағыштар қолданылады. Бірақ бұл құрылғылар, апаттық жағдайларда түзілген, ыдырау өнімдерінің толық көлеміне есептеліне алмайды, және ерте немесе кеш элегазды ЫӨ-інен тазалау және ажыратқыштар жүйесін тексеру қажет болады
Ыдырау өнімдері элегаздың диссоцияланған аумағында орналасқан, төменгі күкірт фторидтерінің ылғалмен және ауамен қосылыстары болып табылады. Олардың құрамы көптеген факторларға тәуелді: доғалық разрядтың белсенділігі мен ұзақтығынан, конструктивті элементтердің материалынан, элегаздағы ылғал мен ауаның болуынан.
Реакция жолы келесідей болуы мүмкін: басында -ға және металл фторидтеріне диссоцияланады. Металл фторидтері қатты түзілістерді құайды. Күкірт фториді газ болып табылады және ауадағы оттегімен әрекеттесіп, және түзеді. Газдардың ары қарай диссоциясы , және түзілуіне әкеледі. Басқа жанама ЫӨ-рі басында , , болады. Бұл ЫӨ одан әрі қарай диссоцияланады және 1.5 суретте көрсетілген ЫӨ әкеледі.
1.5 сурет - Доға жылуы әсерінен элегаздың ыдырау реакциясы
Реакцияның осында жолы және ЫӨ таралуының сипаты тәждік разряд, бөлшектік ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Бұл дипломдық жұмыста подстанцияларды модернизациялау арқылы элегеаздық жабдықтардың болашақта дамуы, қазіргі элегаздық жабдық подстанцияларынына 22011010 есептеу мен талдау жүргізілген, электрлік схемаларға таңдау жасалынған, электр аппараттары мен өткізгіштер таңдалынған: ажыратқыштар, айырғыштар, өлшеуіш трансформаторлары және кернеу, камера КРУ, кабель, РП арқылы қөректенеді. Сонымен қатар подстанцияның альтернативті жабдықтандыру нұсқасы қарастырылған, комплексті тарату құрылғылары элегеаздық изоляциясының көмегімен іске асырылады.
Дипломдық жұмыста элегеаздық ажыратқыштардың негізгі сипаттамалары, олардың техникалық мінездемесі және конструкциясы, сонымен қатар кемшіліктері мен артықшылығы, қазіргі кездегі жабдық үшін элеткржабдықтау жүйесін жаңалау және модернизациялау қарастырылған.
Анотация
В дипломной работе был проведен анализ и рассмотрены перспективы развития элегазового оборудования при модернизации подстанции, выполнен расчет и выбор современного элегазового оборудования подстанции 22011010, для которой был произведен выбор электрической схемы, выбраны электрические аппараты и проводники: выключатели, разъединители, измерительные трансформаторы тока и напряжения, камера КРУ, кабель, питающий РП. Также был рассмотрен альтернативный вариант оснащения подстанции, с помощью комплектных распределительных устройств с элегазовой изоляцией (КРУЭ).
В дипломной работе будут рассмотрены основные свойства элегазовых выключателей, их технические характеристики и конструкция, а также преимущества и недостатки, как современного оборудования для реконструкции и модернизации существующих систем электроснабжения.
Кіріспе
Қазақстан тәуелсіздік алғаннан кейін энергетиканы либералды экономикалы демократиялық ел құрудың негізгі параметрлеріне сай қайта құру қажеттігі анық байқалды.
Үкіметтің 1999 ж. 9 сәуірдегі №384 жарлығы бойынша 2030 жылға дейінгі электорэнергетиканы дамыту бағдарламасы бекітілді. Бұл документе Қазақстан энергетикасын дамытудың басым бағыттары тұжырымдалған, солардың бір бөлімі - электрмен қамтамасыз ету жүйесін жетілдіру және қайта құру.
АҚ АЖК Алматы қ.-ның 35 кВ және одан жоғары кернеулі электр жүйелерінің техникалық жағдайына тексеру жүргізілді. 35-110-220 кВ ҚС 29 жылдан артық және 35-110кВ ҚС 15 жылдан артық қолданыста екені анықталды.
Қосалқы станциялардың 45%-ы өткен ғасырдың 50-70 жылдары қолданысқа енгізілген. Сұлбалар кеңестік нормалар бойынша ҚЖ пен ҚТ-ға орындалған және қазіргі нормаларға сай келмейді; жабдықтар физикалық және моралдық тұрғыдан ескірген.
35-11 кВ-тық 10 қосалқы станцияда ремонттық режимде трансформаторлар нормадан (трансформаторға норма - 140%) асқын жүктелген. 1990 жылдан осы уақытқа дейін бүл жүктемелер 20%-ға өсті, ал трансформаторлардың қуаттары өзгерген жоқ. Бұның салдары 2004 жылғы электроэнергияның жиі ажырауы. Үлкен жүктемеге байланысты трансформаторларды жөндеуге шығару мүмкін емес, нәтижесінде олар қатардан шығады. Және осы қосалқы станциялардың барлығы іс жүзінде қала орталығында орналасқан.
Тұтынушыларды электр энергиямен сенімді қамтамасыз ету станциялардың және қосалқы станциялардың электр жабдықтардың апаттық жұмысынсыз, мезгілінде жөндеумен, жаңғыртумен және жетілдірумен қамтамасыз етіледі.
Ажыратқыштарға жаңа конструкциялар құруда тез дамы жатқан бағыттардың бірі айнымалы тоқта жоғары және өте жоғары кернеулерде жұмыс істейтін, аз гөлшемдерімен ерекшеленетін және коммутациялық қабілеттері бойынша жаңа заман энергетикасы талаптарын жауап беретін, ауамен және маймен салыстырғанда тиімді доға өшіргіш орталарды қолдану болып табылады. Вакуумды және элегазды аппараттарды қарқынды енгізу әзірге, доғаны өшіруге элегазбен және вакууммен бәсекелесе алатын, доғыны өшірудің тиімді әдістері табылған жоқ. Доға өшіргіш және электр оқшауламалық қасиеттері бойынша элегаз бен вакуумнан басым диэлектрикердің жаңа түрлері де пайда болған жоқ.
Элегазды жабдықтардың негзгі артықшылығы элегаздың ерекше физико-химиялық қасиетінде болып табылады. Элегазды дұрыс қолдансы кезінді элегаз ескірмейді және май сияқты өзіне мұқият күтімді қажет етпейді.
Сонымен қатар элегазды жабдықтарға тән: компактілік; тексеріс уақыттарының ұзақтығы, бүкіл қызмет ету уақытында эксплуатациялық қызмет етудің болмауына дейін; номиналды кернеулердің (6-1150 кВ) кең диапазоны; өрт қауіпсіздігі және қызмет етудің жоғары қауіпсіздігі.
Элегазды ажыратқыштарды 1980 ж. бастап белсенді өндіріле бастады және 110-1150 кВ кернеуде және 80 кА ажырау тоғына дейін қолдану тиімді. Техникалық дамыған елдерде жоғары және өте жоғары кернеулі элегазды ажыратқыштар іс жүзінде аппараттардың басқа түрлерін ысырып тастады. Сонымен қатар шетелдің жетекші фирмалары іс жүзінде толықтай элегазды изоляциялы комплектілі тарату құрылғыларына (ЭКТҚ) және 110 кВ және одан жоғары кернеу класына жататын ашық тарату құрылғыларына арналған элегазды ажыратқыштарды шығаруға толық көшкен.
Дипломдық жұмыста элегазды ажыратқыштарды негізгі параметрлері, олардың техникалық сипаттамалары және конструкциясы, сныман қатар, электрмен қамтамасыз ету жүйесін қайта құру мен жетілдіру жабдығы ретінді кемшіліктері мен артықшылықтары қарастырылады.
1 Қосалқы станцияның элегазды жабдықтарын анализдеу және даму болашағы
0.1 Заманауи коммутациондық жабдықтар. Жағдайы және болашағы
Қазіргі уақытта жоғарывольтты коммутационды аппараттар шығару технологиясында сапалық секіріс орын алды, майлы және ауалы ажыратқыштардың орнына оқшаулама және доға өшіргіш орта ретінде вакуумды және элегазды қолданатын ажыратқыштар келді. (1.1 сурет).
1.1 Сурет - жоғары кернеулі ВГБУ ажыратқышы
Жоғары, өте жоғары және ультражоғары кернеулі (110-1150 кВ аралығында) элегазды ажыратқыштар техникалық дамыған елдерде элегазды ажыратқыштар іс жүзінде аппараттардың басқа типтерін ысырып тастады Жоғары сенімділік - коммутационды аппаратура саласында негізгі міндет болып табылады. Әлемде үнемі аппараттардың бас тартуына сараптамалар жүргізіліп отырады. АЗ СИГРЭ зерттеу комитетінде жоғары кернеу жабдықтарын зерттеумен айналасатын жұмыс группасы жұмыс атқарады. Жабдықтың сенімділігі аппараттардың жаңа буынын уақытылы жаңартумен, және ескірген аппараттарды уақытылы ауыстырудан тәуелді.
Келесі маңызды міндет - жаңғырған техникалық шешімдерді қолдану арқылы массагабариттік сипаттамаларын және аппараттардың металл көлемдігін кеміту. Бұл кезде осы міндетті орындау жабдықтың сеімділігінің кемуіне әкелмеуі тиіс.
Маңыздыларға қолданыстық шығындарды азайту, іс жүзінде ұзақ уақыт бойы қызмет етуді қажет етпейтін аппараттарды құру міндеттерін жатқызуға болады. Әлемде жабдықтың экологиялық тазалығына қойылатын талаптар қатаюда, бұрын келісімді деп есептелген шарттар қазір қатаң қайта қаралуда. Көптеген жағдайларда экологиялық тазалықты қамтамасы ету міндеті бірінші орынға шығады.
Элегазды аппараттарды белсенді енгізу себебі, қазіргі уақытта доғаны элегазда өшірумен бәсекелестікке түсе алатын, доға өшірудің тиімді әдістері табылған жоқ. Жартылайөткізгішті техникалар және жоғары өткізгіш құрылғыдардың дамуы, жартылайөткізгеш пен жоғары өткізгіш приборлар қолданылған аппараттар элегазды негізіндегі дәстүрлі аппараттармен бәсекеге түсе алмайтын деңгейде. Бірақ та әлемде бұл бағытта салмақыты жұмыстар жүргізілуде, және де жақын болашақта альтернативті аппараттардың пайда болатынын болжауға болады.
Элегазды жабдықтардың артықшылықтары элегаздың ерекше физико-химиялық қасиеттерімен анықталады: атмосфералық қысымда элегаздың электрлік беріктегі ауаның электрлік беріктегінен 3 есе жоғары, элегаздың қысымы 0,3-0,4 МПа онвң электрлік беріктігі трансформатор майыдың электрлік беріктігінен артық; бірдей жағдайларда элегазды коммутациялық аппараттардың ажырату қабілеттілігі ауалы ажыратқыштардан екі сатыға жоғары.
Сонымен қатар шетелдің жетекші фирмалары іс жүзінде толықтай элегазды изоляциялы комплектілі тарату құрылғыларына (ЭКТҚ), 110 кВ және одан жоғары кернеу класына жататын ашық тарату құрылғыларына (АТҚ) арналған элегазды ажыратқыштарды және 6-35 кВ (элегазды ажыратқыштардың және ЭКТҚ-ның үлкен үлесімен) кернеуге вакуумды ажыратқыштарды шығаруға толық көшкен.
Орта кернеу класстарына элегазды және вакуумды аппараттарды қолдану технологиялық базаны құрудағы тарихи шарттармен, және де өндірістегі және қолданыстағы аппараттардың технико-экономикалық көрсеткіштермен анықталады. Көрсетілген жабдықтардың әрқайсысының өз артықшылықтары бар. Егер вакуумды аппараттар аз қуаты жетектерді қажет етеді және көп комммутациялық ресурстарға ие, ал элегазды ажыратқыштар коммутациялар кезінде аз асқын кернеулер тудырады, демек басқа энергетикалық жабдық оқшауламасының жұмысын жеңілдетеді. Сондықтан орта кернеу класы жабдықтарының бірінің басқа типтерден асып түсулері жайлы айту орынсыз, ал жоғары, өте жоғары және ультражоғары кернеулерде (110 квВ1150 кВ дейін) негізгі басымшылық толығымен элегазды жабдықтарға тиесілі.
Орта кернеу классты элегазды ажыратқыштар әлем нарық жүйесіндегі барлық коммутациондық аппараттардың жалпы сандарының тұрақты түрде 20-30%-ын құрайды деп есептесе болады.
Элегазды аппараттардың артықшылықтар анық болса да, оларға қолдануға толық өту бір емес және бірнеше ондаған жылдан да көп уақытты қажет етеді. Жаңа заманғы аппаратураттар саны артқанымен де, қолданыста көптеген ескірген аппараттардан қалуда.
Бірыңғай ұлттық электр жүйесінде 110 кВ және 750 кВ-қа дейінгі кернеу классты 30000-дай ажыратқыштар қолданыста. Кернеу класстар бойынша жіктелуі: 110 кВ - 80,5%, 220 кВ - 15,2%, 330 кВ - 1,2%, 500 кВ - 3%, 750 кВ - 0,1%.
Номиналды кернеуі 110 және 220 кВ-тық ажыратқыштардың көп бөлігін майлы бактық ажыратқыштар құрайды. 110 және 220 кВ-тық майлы бактық ажыратқыштар ажыратқыштардың арасына 45,4% құрайды. 110 және 220 кВ-тық Аз майлы ажыратқыштар орнатылған ажыратқыштардың жалпы санынан 19% құрайды.
Ауалы ажыратқыштар тарату құрылғыларының барлық класстарына қолданылады. Олардың саны ажыратқыштардың барлық санының 15,6%-ын құрайды.
Бұл ажыратқыштар жаңа заман талаптарына, соның ішінді сенімділік, коммутациондық және механикалық ресурстарға, жөндеудің көлемдік жұмыстарына, массасы мен гарбариттері бойынша сәйкес кемейді.
1996 жылға кейін Қазақстанда тәжірибелік қолданыста бар деп есептеуге болатын, элегазды ажыратқыштарды құрылыста, техникалық қайта жарақтануда және 220-330-750 кВ қосалқы станциялары жабдықтарын алмастыруда қолдануды тиімділігін көрсеткен ,элегазды ажыратқыштардың бірлі-жарымды үлгілері болды. Өткен уақыттар ішінде барлық кернеулі тарату құрылғыларында элегазды ажыратқыштардың саны тұрақты түрде өсіп отырды, және қазіргі уақытта 20% [1] құрайды.
Бірыңғай ұлттық электр жүйесінде қолданылатын майлы және ауалы ажыратқыштардың көп бөлігі, әсіресе 110 және 220 кВ кернеулі ажыратқыштар, құжаттық нормативтік орнатылған қызмет ету мерзімін толық өтеп тастаған. Қазіргі уақытта осындай ажыратқыштар саны 40% құрайды. 1.1 кестеде ажыратқыштарды ауыстыру динамкасы көрсетілген.
1.1 кестеден көріп отырғанымыздай 2005 жылы орнатылған ажыратқыштардың 34%-ы алмастырылды, ал 2015 жылға қарай 58%-ын алмастыру жобалануда. 2001-2015 жылдар периодында 15418 110-750 кВ кернеулі ажыратқыштарды ауыстыру күтілуде.
1.1 кесте - ажыратқыштарды ауыстыру динамикасы
Жыл
Саны, шт.
Орнатылған ажыратқыштардың сандық % үлесі
2001-2005
9017
34,4
2006-2010
3659
13,9
2011-2015
2742
10,4
до 2015
15418
58,7
Бірыңғай ұлттық электр жүйесінің техникалық жарақтану, жетілдіру және реконструкциялау бағдарламасы өз мерзімін толық атқарған ажыратқыштарды ауыстыруды қарастырады. Әсіресе ВВН, ВВ, У, МКП, ММО сериялы ауалы және майлы ажыратқыштарды элегазды ажыратқыштарды ауыстырылу керек. Бұл кезде элегазды колонкалы және бактық ажыратқыштардың келесі типтерін: ВГТ, ВГК, ВГБ және т.б., сонымен қатар жетекші фирмалар ажыратқыштарын: ABB, Siemens, AREVA қолдану керек. СИГРЭ мәліметтері бойынша шетел желілерінде элегазды ажыратқыштар орнатылған ажыратқыштар (әр кернеу класында: 110 кВ - 52%, 220 кВ - 55%, 330 кВ - 55%, 330 кВ - 69%, 500 кВ - 66%, 750 кВ - 92%) санының 56% құрайды. Соңғы жылдары орнатылған ажыратқыштардың ішінен элегазды ажыратқыштардың үлесі 100% құрайды.
Элегазды оқшауламалы комплектілі тарату құрылғылары(ЭКТҚ)
1.2 сурет - КРУЭ залы
КСРО 70 жылдары КРУЭ топтамалармен шығару толық игерілгенімен де, біздің елде КРУЭ қолдану әзірге заманауи әлемдік тенденцияларға сай келмейді, АВВ концерні өндірісінің Қазақстанда 110 кВ 220 кВ дейінгі кернеулерге арнап 400-ге жуық КРУЭ (60% ресейлік өндіріс) ұяшығы, 330 кВ 12 КРУЭ ұяшығы, 500 кВ9 КРУЭ ұяшығы орнатылған, бұл кезде Жапонияда осы уақыт периодында 77 кВ 800 кВ дейінгі 7000 КРУЭ ұяшығы шығарылған. Басқа жағынан Ресейде номиналды 110 кВ 1150 кВ дейін кернеудің барлық спектріне КРУЭ-нің жасалынған, және іс жүзінде комплектілі тарату құрылғыларының үшінші буыны жасалған.
ЭКТҚ буындарының алмасуы, әдетте 6-8 жылда болып отырады.
Соңғы буынның ерекшеліктеріне жатқызуға болады: 362-500 кВ кернеуге дейін бір үзілістен артық болмайды, және 800 кВ кернеуге дейін екі үзілістен артық болмайды; ажыратұыштардың ажырау тоғы 63 кА-ге, номиналды тоғы 8000 А-ге дейін жетеді; желілік шықпаларда тез әрекет етуші жерге тұйықтауыштардың болуы; доғаны құрамаланған принциппен өшіретін доға өшіргіш құрылғыларды қолдану; іс жүзінде бүкіл маңызды сипаттамаларға диагностика жүйесін қолдану; сенімділік бойынша өте жоғары талаптардың (кейбір режидерде, мысалы көлемдік тоқтарды ажырату) қойылуы, сонымен қатар жұмыс жүргізілгеннен кейін де өте жоғары коммутациялық талаптар; коммутациялық аппараттардың - ажыратқыштардың және айырғыштардың, тез әрекет етуші жерге тұйықтағыштардың қатынасында; элегазды ажыратқыштарда - серіппелі және гидравикалық - автономды жетектерді басымырақ қолдану;
Әртүрлі аппараттардың функцияларын бір модульге біріктіру арқылы (мысалы, ажыратқыштардың, айырғаштардың және жерге тұйықтағыш аппараттардың функцияларын бір құрылғыға біріктіру арқылы) ЭКТҚ жетілдіру жұыстары жүргізлуде, 3 фаза бір қабықшада біріккен 500 кВ-қа дейінгі КРУЭ-ні құрға дейін
Мұндай шешімдер аппараттарды өте ықшамды етеді және КРУЭ-ге қажет ауданы мен бөлме көлемін азайтуға, технико-экономикалық көрсеткіштерді аррттыруға мүмкіндік береді.
1989 жылдан бастап бірыңғай ұлттық электр жүйесінде 110 және 220 кВ-тық 266 дана ЭКТҚ ұяшығы қолданысқа енгізілді, соның ішінде 110 кВ-тық - 228 дана, 220 кВ-тық - 38 дана. Осылардың көп бөлігі (60%-ға жуығы) ААҚЭлектроаппарат және осы ұйымнан бөлініп шыққан ААҚ Электромеханикалық завод шығарған. Ұяшықтардың 40% шетел фирмаларынан жеткізілген (ABB, Siemens, Alstom).
КРУЭ-ні Қазақстанда және шетелде қолданудың деңгейін салыстыру үшін, ABB тек компаниясымен әлемнің 75 еліне 2000-нан аса ұяшық жеткізілген, оның 200 жуығы 500 кВ кернеуге арналғанын айтуға блады.
КРУЭ-ні енгізудің жақын шаралары болып табылады: отандық КРУЭ-лерді қолданғанда анықталған кемшіліктерді жою; заманауи газотехникалық және сынақтық жабдықтарды енгізу; КРУЭ-ні қолдану аумағын кеңейту, бірінші ретте КРУЭ-ні қатал клматтық жағдайлы және жоғары сейсмикалық аудандарға енгізу. КРУЭ-ні енгізудің деңгейін арттыру, шығындарды және зақымдануды азайту үшін замануи автоматтандырылған диагностика және бақылау жүйесін енгізіу керек.
1.2 Жоғары кернеу ажыратқыштарының негізгі параметрлері
Ажыратқыштар энергожүйені оперативті және апаттық коммутацияға, яғни жеке тізбектреді қосу немесе ажырату операцияларын қолмен немесе автоматтық басқарумен ажыратуды орындау болып табылды. Қосылулы тұрған жағдайда ажыратқыштар жүктеме тоғын еш кедергісіз өткізуі тіс. Бұл аппараттардың жұмыс режимдері сипаты сәл өзгеше: оларға қалыпты жағдай деп жүктеме тоғы ағылатын, қосылулы күйі де және тізбектің ажыратылған бөліктеріне қажет оқшауламаны қамтамасыз ететін ажыратулы күйі де есептелінеді. Коммутациялық тізбек, біріншілік жағдайдан басқа жағдай кезінде ажыратқыш қосылуының іске асырылуы үнемі жүргізілмейді, уақыт өте келе, олардың орындалуында өзіндік талаптар тізбектің қысқа тұйықталудан өшуі сирек кездеседі. Ажыратқыштар өзінің функциясын берілген уақытқа дейін сенімді түрде атқаруы керек, кез келген көрсетілген жағдайда және бір уақытта коммутациялық операциялардың тиімді түрде орындалуына дайын болуы керек, көбінесе ұзақ уақыттық қозғалыссыз жағдайларда.
Секциялы ажыратқыштар құрама шиналарда қолданылады. Электростанцияда жоғары кернеу тарату құрылғыларында (ЖКТҚ) секциялы ажыратқыштар қалыпты жұмыс кезінде тұйықталған. Олар құрама шиналарда тек зақымдалған аумақта ғана автоматы ажыратылуы керек. Онымен бірге зақымдалған секцияның басқа да ажыратқыштар ажыратулыуы керек. Осылайша зақымданған ТҚ-сының секциясы ажыратылады, ал қалған бөліктері жұмыста қалады.
Ажыратқыштар ғимарат ішінде ғана емес, сондай-ақ ашық тарату құрылғысында (АТҚ) орналастырылуы мүмкін. Бұл кезде жұмыс шарты бірталай өзгереді, әсіресе бұл олардың конструктивті ерекшеліктерінде айқындалады. Эксплуатация кезінде АТҚ аппараттары қоршаған орта әсерлеріне тап болады. Бұл әсерлер әсіресе аппараттардың оқшаулама жағдайына кері әсер етеді. Сондықтан АТҚ барлық аппараттары суықтың, желдің және ластанудың әсероері ескеріледі.
Жоғары кернеу ажыратқыштарына келесі талаптар қойылады:
oo Кез келген тоқты сенімді (он амперден номиналды ажырау тоғына дейін;
oo әрекеттің тездігі , яғни ең аз ажырау уақыты;
oo тез әрекет етуші автоматты қайта қосуға жарамдылығы, демек ажыраудан кейін ажыратқыштың бірден тез іске қосылуы;
oo 110 кВ және одан жоғары кернеулі ажыратқыштар үшін пофазалы (пополюсті) басқару
oo тексеру және контаткілерді бақылау жеңілдігі;
oo жарылыс қауіпсіздігі және өрт қауіпсіздігі;
oo Транспорттаудың және қолданудың ыңғайлылығы.
Сенімділік талабы ең маңыздылардың бірі болып табылады, себебі ажыратқыштың сенімділігінен энергожүйенің сенімді жұмыс істеуі тәуелді, демек тұтынушыларды электрмен қамтамасыз ету сенімділігі де тәуелді. Ажыратқыштың қызмет ету уақыты 20 жылдан артық.
Әрекеттің тездігі деп ҚТ кезінде желіні барынша аз уақытта ажыратуды түсінеді. Ажырау уақыты ажырауға сигнал берген моменттен бастап барлық полюстерде доға өшкенге дейінгі уақытпен анықталады. ҚТ-дың ажырау уақытын азайту келесі себептермен тиімді:
- станция жүйесінің параллель жұмысында қор тұрақтылығы артады, осылайша тарату желісінің өткізгіштік қасиеті артады;
oo изоляторлардың және желі сымдарының электр доғасымен зақымдануы
азайады;
oo жерленген бөлігіне жанасу қауіптілігі азайады;
oo жабдық элементтерінде электродинамикалық күштерден пайда болғаг
механикалық кернеу кемиді;
Жоғары кернеу ажыратқыштарының негізгі параметрлері ішінен, барлық ажыратқыш типтерін және жұмыс жасау шарттарын анықтайтын, номиналды параметрлер тобын бөліп қарастыруға болады.
Халықаралық электротехникалық комиссия (ХЭК) ұсынымдары сәйкес ажыратқыштардың негізгі номиналды параметрлеріне жатады: номиналды кернеу Uном; ең үлкен жұмыстық кернеу Uн.р.; оқшауламаның номиналды деңгейі киловольтпен; номиналды жиілік fном номиналды тоқ Іном; номиналды ажырау тоғы Іо.ном; номиналды қосылу тоғы Ів.ном; алыс емес ҚТ-дың номиналды параметрлері; ҚТ-да ажыратқыштардың шықпаларындағы номиналды қайта қалпына келетін өтпелә кернеу (ҚҚКӨК); ҚТ-дың номиналды ұзақтығы; операциялардың номиналды реттілігі (номиналды циклдер); сенімділіктің нормаланған көрсеткіштері және т.б.
Кейбір ең маңызды параметрлерді қарастырайық.
1.2 кесте - Ажыратқыштардың номиналды кернеуі
Номиналды кернеулер классы
Фаза аралық (желілік) номиналды кернеу, әрекеттік мәні, кВ
Ең үлкен жұмыстық кернеуі (МЭК бойынша номиналды кернеу), әрекеттік мәні, кВ
3
3,6
6
7,2
10
12
15
17,5
20
24
35
40,5
110
126
150
172
220
252
330
363
500
525
750
787
1150
1200
Номиналды кернеу Uном (желілік) - жүйе мен электр жабдықтарының оқашаулама деңгейін анықтайтын кернеудің стандартталған ретінің базистік кернеуі.Ұзақ жұмыс істеуге орнатылған, кернеудің шынайы мәні жүйенің әр жерінде әртүрлі болуы мүмкін, бірақ ең үлкен жұмыстық кернеуден (ХЭК бойынша номиналды кернеу) аспауы керек. Ажыратқыштардың номиналды кернеуі кернеу классына сәйкес келеді. Мәндері 1.2 кестеде көрсетілген.
Ажыратқыштың номиналды оқшаулама деңгейі ажыратқыштың негізгі оқшауламасына әсер ететін сыналатын кернеу мәнімен сипатталады.
Номиналды тоқ - ұзақ уақыт бойы ажыратқыштың тоқ өткізгіш бөліктердің қызуы рұқсат етілген мәннен аспайтын, тоқтың ең үлкен әрекет етуші мәні және келесі мәндерді қабылдайды: 200; 400; 600; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500; 3150; 4000; 5000; 6300; 8000; 10000; 12 500; 16 000; 20 000; 25 000; 31 500 А.
Ажыратқыштың коммутациялық ажырау қабілеттілігі, ең үлкен жұмыстық кернеу кезінде және кернеудің қалпына келу нормаланған жағдайда ажыратқыш ажырата алатын, номиналды ажырау тоғымен сипатталады. Ажыратқыштың коммутациялық ажырау қабілеттілігі, ең үлкен жұмыстық кернеу кезінде және кернеудің қалпына келу нормаланған жағдайда ажыратқыш ажырата алатын, номиналды ажырау тоғымен î íîì I . сипатталады. Ажырау тоғы, доға пайда бола бастаған мезеттен есептелінетін және номиналды ажырау тоғы î íîì I . (2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 35,5; 40; 45; 50; 56; 63; 71; 80; 90; 100; 112; 125; 140; 160; 180; 200; 224; 250 кА), деп аталады, және оның периодикалық құраушысының î ï I . мәнімен, сонымен қатар, ажырау тоғының апериодикалық құраушының периодикалық құраушысының à i доға өшіргіш контактілер ажыраған мезеттегі ажырау тоғының амплитудасына қатынасымен анықталатын, апериодикалық құраушының нормаланған пайыздық құруымен сипатталады. Ажыратқыштың ажырау тоғы периодикалық және апериодикалық құрауышлардың қосындысымен анықталады.
Номиналды қосылу тоғы - ең жоғары кернеудем ажыратқыш қоса алатын ең үлкен тоқ. ҚТ пайда болған жағдайда тізбекте 10 мс-қа жуық уақытта тоқ өзінің ең үлкен мәніне жетеді, ол ҚТ-дың соққы тоғы д.а. Сондықтан да ҚТ бар тізбекке (автоматты қайта қосылу режимінде) қосылу мүмкіндігі шарты бойынша номиналды қосылу тоғы ҚТ-дың соққы тоғынан кем болмауы керек
ҚТ тоғының номиналды ұзақтығы ажыратқыштың қосулы тұрған жағдайда электродинамикалық беріктілік (соққы тоғы) және термиялық беріктілік тоғына зақымданусыз қабылдау мүмкіндігімен сипатталады. Тоқтың өту уақыты ажыратқышы үшін 1 немесе 2с және ажыратқышы үшін 1 немесе 3с.
ҚТ тоғын ажыратқанда ажыратқыштың шықпаларында, доға өшкенде қайта қалпына келетін өтпелі кернеумен (ҚҚКӨК) сипатталатын және ажыратылатын жүйенің өзіндік параметрлеріне тәуелді болатын, өтпелі процесс пайда болады.
Доға өшіргіш құрылғылардың ажырау қабілеттілігі ҚҚКӨК-ның сипатының өзгеруіне әртүрлі тәуелді. Ауалы және элегазды ажыратқыштар ҚҚКӨК-ның өсу жылдамдығына өте сезімтал, ал майлы - максималды ҚҚКӨК-ға. Осымен нормалау түсіндіріледі.
Ажыратқыштың ажырату қабілеті рұқсат етілетін қайта қалпына келетін кернеудің жылдамдығының ажырау тоғына (11 суреттегі 1 қисық) тәуелділігімен сипаттала алады. 1 қисықтың 2 қисықпен қиылысу нүктесі, алыс емес ҚТ болғанда, ажыратқыштрадың контактісі ажырағанда, ҚҚКӨК үдеу жылдамдығын тәуелділігін сипаттайтын, жылулық тесілусіз, ауалы ажыратқыштармен ажыратыла алатын, шектік ажырау тоғымен ситталады.
Кернеудің бірінші шыңын (жылулық тесілу орын алған жоқ) ойдағыдай өткенде максималды кернеуде тесілу мүмкін. Ажыратқыштардың әр типі үшін, ажырау тоғынан тәуелді - 3 қисық, шектік рұқсат етілетн максималды ҚҚКӨК анықталуы мүмкін.
4 қисық коммутацяға тәуелсіз, жүйенің максималды ҚҚКӨК-ді көрсетеді. Олардың қиылысу нүктесі электрлік тесілуден болған ажыратқыштың шектік ажырау тоғын көрсетеді.
1.3 - Сурет
Ажыратқыш ҚТ кезіндегі конткатілер арқылы өтетін ҚҚКӨҚ мәнінде кезінде де және алыс ҚТ кезінді бастапқы жоғары жылдамдықпен ҚҚКӨК әсер еткенде де жұмыстан шықпауы керек. Жылулық тесілу мүмкін болатын шектік тоқтан артық болатын, электрлік тесілу мүмкін болатын режиммен анықталатын 3,4 тәуелділікпен сипатталатын шектік тоқты анықтайды. Ажыратқышты қолдану аумағы тоғының мәнімен, ал кернеу бойынша - электрлік тесілу мүмкін болатын қисықпен (3 қисық) шектелген
Көптеген жағдайларда (статистикаға сйкес 80 %-ға дейін) ҚТ-ды болдыратын себептер кернеу қысқа уақытты ажыраған кезде, 0,3 с. аспайтын, ашық доғалы ҚТ аумағындағы деионизацияға кететін уақытта, өздігінен жойылады, және жүйеге кернеуді қайта қосуға мүмкіндік туады. Осыдан, ҚТ ажыраумен және осы тізбектің аумағаның келесі автоматты қайта қосылумен (АҚҚ) байланысты, ажыратқышпен орындалатын оперциялардың реттілігінің анықтамасы шығады.
1.3 Электроэнергетикада элегазды ажыратқыштарды қолдану
Элегазды ажыратқыш - жоғары кернеулі ажыратқыштардың ең заманауи түрлерінің бірі. Доға өшіруші орта ретінде,электрлік беріктігі жоғары және жақсы доға өшіруші қасиеті бар, алты фосфорлы күкірт (SF6, элегаз) қолданылады. Алты фосфорлы күкіртке элегаз (электрлік газ) атауын 1947 ж. кеңес физигі Б. Гохберг берді және элегазды жоғары кернеу электр жабдықтарына оқшауламалық орта ретінде қолдануды мүмкіндігі туралы бірінші болып болжам жасады.
Ажыратқыштарға жаңа конструкциялар құруда тез дамы жатқан бағыттардың бірі айнымалы тоқта жоғары және өте жоғары кернеулерде жұмыс істейтін, аз өлшемдерімен ерекшеленетін және коммутациялық қабілеттері бойынша жаңа заман энергетикасы талаптарын жауап беретін құрылғы элегазды ажыратқыштар болып табылады. Элегазды бұл мақсатта қолдану оның жоғары оқшауламалық және доға өшіргіштік қасиетіне негізделген.
Элегазды ажыратқыштардың доға өшіргіш құрылғыларында номиналды кернеуге, ажыраудың номиналды тоғына және кернеудің қалпына келу жағдайына байланысты доғаны өшірудің әртүрлі әдістерін қолданады.
Бірінші әдісі - жоғары қысымды (2 МПа жуық) резеравуардан төменгі қысымды (0,3 МПа) резервуарға газ ағызумен электрлік доғаны элегазбен салқындату, мұнда да ауалы ажыартқыштарда қолданылатын қағиданы қолданады. Бірақ олардың басты айырмашылығы, элегаздық ДУ доғаның сөнуі кезінде ондағы газ атмосфера арқылы өтпейді, ал тұйықталған камера көлемінде, аз қысымда элегазбен толтырылған.
Жоғары кернеу аппараттарындағы қуатты доғаны өшіру, жоғарывольтты ажыратқыштарда белсенді үрумен қамтамасыз етіетін, тек белсенді жылу шығарғанда мүмкін. Элегазды теріс температурада (-400С), элегаздың сұйық күйге өткенде оның газды фазалық тығыздығы азаятындықтан және оның доға өшіргіштік қабілеттілігі шамалылайтындықтан, сұйық күйге ауыспауас үшін жоғары қысымды бакты 120С температураға дейін қыздырып тұру керек. Газды ысыту үшін, ажыратқыштың конструкциясын өте күрделілендіретін, автоматтық жүйе істейді.
Доға өшірудің басқа әдісі, бак 0,3-0,4 МПа қысымды элегазбен толтырылған автокомпрессорлы ажыратқыштарда қолданылады. Сонымен қатар, газдың жоғары электрлік беріктігі және газды қыздармай -40оС температурада жасау мүмкіндігі қамтамасыз етіледі. Осындай ажыратқыштарда доғаны өшіруге қажет қысым құлауы, аппараттың жылжымалы контактісімен механикалық байланыстағы, арнайы компрессаторлық қондырғылармен жасалады. Өшіру процесінде қысым құлауы Δр=0,60,8 МПа құрайды. Мұнымен қоса доға өшірудің шектік өту жылдамдығы және тиімділігі шарттары қамтамасыз етіледі.
Үшінші әдіс те бар. Доғаны өшірудің бұл әдісі магнит өрісі 25 әрекетімен жылжымайтын элегаздағы доғаны өшіреді. Доғадан жылу шығару төменгі кернеу аппараттарында магнит өрісі күштерінің әсерімен тез орын ауыстырғанда артады. Ауаны элегазбен алмастырғанда доғаны өшірудің электормагниттік әдісін де жоғары кернеу аумақтарына тарату мүмкіндігін тудырды. Элегазды ажыратқыштардың кең тарауына келесі артықшылықтары себеп болды:
oo жарылыс және өрт қауіпсіздігі;
oo тез әсер етуі және кез келген циклде АҚҚ-да жұмысқа жарамдығы;
oo тоқ нөлден өтпес бұрын контактілерді тікелей синхронды ажырату мүмкіндіктері;
oo аса ауыр ажырату (сәтсіз қысқа тұйықталуларды және т.б.) жағдайларында жоғары ажырату қабілеттілігі;
oo бос жәлілердің көлемдік тоқтарын сенімді айыруы;
oo доғаны өшіруші контактілердің шамалы тозуы;
oo доға өшіргіштерге жеңіл қолдетімдігі және оларды тексерудің қарапайымдылығы;
oo салыстырмалы салмағы аз (майлы ажыратқыш багымен);
oo ірі түйіндерді сәйкестендіріп жаңа түйіндерді құру мүмкіндігі;
oo сыртқы және ішкі қондыруға тиімділігі.
Бірақ та кемшіліктерін де ескерген қажет:
oo элегазды толтыру, қайта құйу және тазалау үшін құрылғылар болғаны қажет;
oo бөлшектредің және түйіндердің конструкциясының салыстырмалы күрделілігі, және сеімділігі жоғары тығыздамаларды қолдану қажеттілігі;
oo Доғаны өшіруші ортаның және ажыратқышты толығымен алғанда салыстырмалы қымбаттығы.
1.4 Элегазды талдау және физико-химиялық қасиеттері
Электротехникалық жабдықтарда оқшауламалы, доға өшіруші және салқындатушы орта ретінде ең көп қолданылатыны минралды май мен ауа болып табылады. Газдар майлармен және қатты изоляциялық материалдармен салыстырғанда белгілі бір артықшылықтар бар, маңыздылары - өте аз өткізгіштігі және диэлектрлік шығындардың іс жүзінде жоқтығы, біртекті өрісте электрлік беріктіктің жиілікке тәуелсіздігі, доға және тәж әсерінен аз ластануы және анық газды өзгерістермен газды оқшауламаның зақымданбауы.
Біртекті және әлсіз біртекті емес өрістерде газды оқшауламаның электрлік беріктігі қысым өсуімен артады және белгілі бір жағдайларда трансформатор майының, фарфордың және жоғары вакуумның электрлік беріктігінен асып түсуі мүмкін.
Газды оқшауламалы жабдықтың конструкциясын ықшамдау үшін, қажет электрлік беріктік салыстырмалы аздаған артық қысымда қамтамасызданырылғаны жөн. Бірақ та, газды электротехникалық жабдықтарда қолданғанда оқшауламалық қасиетінен басқа да қасиеттерді еске алу керек, нақты: газ және оның ыдырау өнімдері улы болмауы керек; газ құрылғыда қолданылатын материалдарға қатысты химиялық бейтарап болуы керек; газ жақсы жылу шығарғыштық қасеттерге ие болуы керек; газ аз болуы керек; газ өртке және жарылысқа қауіпсіз болуы керек; газ қолжетімді және арзан болуы керек; эксплуатациялық шарттар бойынша газды жоғары қысымда және теспературада қолдана алу үшін, газдың сығылу температурасы төмен болуы керек.
Газы коммутациялық аппараттарда қолданғанда газ жақсы доға өшіргіштік қасиеттерге ие болғаны жөн. Қолжетімділі бойынша газдар басқа бүкіл газдардың алдында айтқысыз артықшылыққа ие, бірақ та талаптардың жиынтығы бойынша ол тімсіз. Кейбір газдар және булар ауамен салыстырғанда айтарлықта өте жоғары электрлік беріктікке ие. Бірақ олардың тек кейбіреулері ғана электрлік оқшауламаға қойылатын талаптарды қанағаттандырады. Көптеген заттар қалыпты жағдайда сұйық күйде болады, мысалы, газ күйінде электрлік беріктігі ауаныкінен 6,3 есеге жоғары қалыпты жағдайда сұйық күйде болады. Көптеген заттарға электрлік разряд жағдайында жоғары немесе шамалы белсенді ыдырау қасиетті. Соңында, кейбір заттар ыдырағанда, конструкцияның қатты оқшауламалық элементтерінің бетіне шөгетін, оны өткізкіш қылатын, бос көмір бөледі.
Қойылған талаптардың бәрін толығырақ қанағаттандыратын газ - элегаз болып табылады. Таза газ тәрізді элегаз мүлдем зиянсыз, химиялық белсенді емес, сондықтан қарапайым қолданыс жағдайында ол, аппарат құрылысында қолданылатын, ешбір материалдарға әсер етпейді, жоғары жылу шығарғыштық қасетке ие және кернеудің қайта қалпына келуі жоғары жылдамдықта өтетін, өте жоғары тоқтарды өшіруге мүмкіндік беретін, жақсы доға өшіргіш орта болып табылады.
Сығылудың және сублимацияның төмен температурада болуы, қалыпты жағдайда элегазды аппараттарды арнайы қыздырусыз қолдануға мүмуіндік береді. Элегаз жанбайды және жануды қолдамайды, демек элегазды аппараттар өртке және жарылысқа қауіпсіз болып табылады.
Элегеаз - токсинді емес, тұрақты, химиялық инертті, жанбайтын қосылыс, иіссіз, түссіз және дәмсіз. Қалыпты жағдайда (и ) - элегаз ауыр газ.
Бірақ температура төмендеп және қысым өскенде ол төмендейді. Газ тәрізді және сұйық фазалардың шекарасы, элегаздың тығыздығы кенет секіретін (1.4 сурет), конденсация қисығы болып табылады. Температура және қысым (критикалық нүкте) болғанда, сұйық және будың шекарасы жойылады және элегаз бу тәріздкес күйде болады. Температура минус және қысым дейін түскенде элегаз үш агрегаттық күйде бола алады - газ, сұйық және мұз. Бұл нүкте үштік деп аталады. Температура минус температурада элегаз газ тәріздес күйден, сұйық фазаға айналмай, қатты күйге айналады, және керісінше (АО қисығы). Қалыпты қысымда элегаздың қатты күйден газ күйге ауысуы температурада жүреді.ОВ пунктирмен қатты және сұйық фазаларының жобалы аралықтың шекарасы белгіленген.
Элегаздың күйінің диаграммасы, негізінен эксперименталды әдістермен, көптеген авторларымен және фирмаларымен зерттелген. Әртүрлі мәлімет көзінің айырмашылықтары көп және төмен температуларда артады, әсіресе конденсация қисығының аумағында, бұл тәжірибенің дәлдігіне және элегазды қоспалардан тазалау деңгейіне байланысты.
Элегаз - бұл өте тұрақты және инертті газ, қалыпты жағдайда өзімен жанасқан бірде - бір затпен реакцияға түспейді, суда ерімейді. Бұл ауыр газ, оның молекулярлық массасы 146,0 гмоль (21,5% күкірт және 78,05% фтор).
Молекула құрылысы төбесінде алты фтор атомы бар, сегіз қырлы, молекулаларының байланысы - ковалентті, молекула диаметрі - , ыдырай бастау температурасы - , ионизация потенциалы , Молекулалардың электрондағы энергиялары бірдей . Молекулалардың электр терістілігі ионизация потенциалының қосындысына және электрондардың бірдейлігіне тең болуы керек.
Молекулалардың электрондағы энергиялары бірдей болуы SF6, оң белгіге ие, еркін электрондар арқасында, элегаз өріске түсіп, теріс ионға айналады. Оң молекулалардың электрондары бірдей болуы және алынған теріс ион арқылы элегаздың жоғарғы электрлік беріктілігі басқа газдармен салыстырғанда, мысалы азот немесе ауа жақсы болып келеді. 6 SF
1.4 сурет - элегаз күйінің фазалық диаграммасы (қысым абсолютті)
Фазалардың теңдік сызығы:
ОК - сұйықтық - бу (газ), буға айналу сызығы (конденсации); ОА - қатты дене -- бу, сублимация сызығы; ОВ - қатты дене - сұйықтық, балқу сызығы.
Диаграмманың сипаттамалық нүктелері
К - критическалық нүкте: = 45,56 °С; p = 37,7 бар (3,77 МПа); тығыздығы p = 722,5 кгм[3].
O - үштік нүкте: = - 50,8 °С, p = 2,25 бар (0,225 МПа)
(кгсм ) қысымда элегаздың электрлік беріктігі ауаныкінен жобамен 2,5 есе жоғары, және электрлік беріктігі бойынша трансформатор майына теңеседі. Сондықтан бір кернеу классындағы элегазды жабдықтардың гарбариттері ауалық жабдықпен салыстырғанда әлдеқайда кіші. Бұл элегазды оқшауламалы комплектілі тарату құрылғыларымен (ЭКТҚ) қамтылған, ауалы ажыратқышпен қамтылған қосалқы станциялармен салыстырғанда аз аумақ алатын, жабық қосалқы станцияларды құруға мүмкіндік береді. Сонымен қатар қосалқы станциялар тығыз қоныстанған қалалар мен қорғаныстық объектілер үшін ауыстырғысыз болып табылады.
Электрлік разрядтар әсерінен, токсинді болып келетін еркін фтор, газ тәріздес және қатты фтороидтар түзіледі, элегаздың ыдырауы жүреді.
Электрлік аппараттарда бір немесе басқа қосылыстарды қолданудың қажет шарттарының бірі болып, оның химиялық инерттілігі болып табылады. Ол электроаппарат құрылысында қолданылатын ешбір материалдармен реакцияға түспеуі керек. Таза элегаз, оның құрамына ең активті химиялық элементтердің бірі - фтор кіретініне қарамастан, қалыпты жағдайда осы талаптарды қанағаттандырады. Элегаз химиялық инерттігі бойынша қалыпты жағдайда азотпен және инертті газдармен салыстыруға болады. Молекулалардың құрылысы және энергетикалық күйі элегаздың жоғары беріктігін анықтайды.
Элегаздың жылу өткізгіштігі және жылу сыйымдылығы ауаныкінен бірнеше есе кем, бірақ оның тығыздығының өте жоғары болуына байланысты, жылу бергіштік қасиеті бірнеше есе жоғары. Элегаздың көлемдік критикалық шығыны ауаныкінен әлдеқайда жоғары, соның арқасында қуатты автопневматкалық элегазды ажыратқыштарды жасау мүмкіндігі пайда болды.
Осылайша жоғары электрлік беріктілік, тесілу кернеуінің аз шығынының (12 орнына ) болуы, жоғары жылу шығарғыштық қасиеті, электотерістігі, жоғары массалық шығын және төменгі көлемдік шығыны - ауалы ажыратқыштармен салыстырғанда, қуаты көп және өте аз өлшемді доға өшіргіш камерасы бар, автокомпрессорлық доға өшіргіш құрылғыларды жасауға мүмкіндік беретін, ауамен салыстырғанда элегаздың артышылық қасиеттері.
Халықаралық нормаларға сәйкес жоғары вольтты жабдықтарда элегазды қолдану үшін элегаздың құрамы төменде клтірілген номралардан кем болмау керек, нақты:
масса бойынша
ауа
масса бойынша
масса бойынша
Су
масса бойынша
Минералды майлар
масса бойынша
HF қышқылдылыққа тексеру
масса бойынша
HF гидролизденетін фторидке тексеру
масса бойынша
Алтыфосфорлы фтор (элегаз) SF6 , оның молекулалары бос электрондарды қосып алып, теріс зарядталған ауыр және аз қозғалысты иондарға айналу қасиеттеріне байланысты, электртеріс газдарға жатады. Қалыпты температурада (20°С) және 0,1 МПа қысымда элегаз түссіз және иіссіз газ. Оның тығыздығы ауаның тығыздығынан 5 еседей жоғары, 30°С - да дыбыс жылдамдығы - 138,5 мс (ауда 300мс) құрайды. Элегаз доға бағаны каналында төменгі жылу сыйымдылыққа және доға бағанасын (2000К) қоршаған, ыстық газдарда жоғары жылу өткізгіштікке ие. Бұл элегазды жоғары жылуөткізгіш қасиетті орта ретінде сипаттайды.
Таза элегаз жанбайды, түссіз, инертті, 800°С дейін қызуға төзімді. Соынмен қатар, ол иіссіз және мүлде улы емес. Химиялық қатыста элегаз, азот сияқты, басқа заттарға қатысты белсенді емес.
Элегаздың аздаған кемшіліктерінің бірі ылғал ұстағыш синтетикалық материалды оқшауламамен жанасқанда оны ыдырату қасиеті болып табылады. Сондықтан элегазды конструкцияларда берік оқшауламалық материалдарды қолдану рұқсат етіледі, мысалы телфон.
Элегаздың кемшіліктеріне жоғары сығылу температурасын жатқызуға болады. Қысым 1,5 МПа болғанда ол бар болғаны 6°С құрайды. Элегаздың сығылуын болдырмау үшін, өшіруші ортасы жоғары қысымды ажыратқыштарда, элегаздың тұрақты температурасын ұстап тұру үшін, автопеаматикалық қыздырғыштар қарастырылған.
Тәжірибелер және арнайы зерттеулер, электрлік доға және тәждік разрядтың әсерінен (жылудан) элегаз химиялық белсенді қосылыстар түзіп, ыдырайтыны анықталды. Ыдыраудың газ тәріздес төменгі фторлы орта SF2, SF4 өнімдері болып табылады.
Ыдырау өнімдерінің (ЫӨ) құрамы доғаның интенсивтілігінен және элегаздағы бөтен қосылыстарға (ауа немесе ылғал) тәуелді. Элегаздың ЫӨ-н сараптау жабдықтарды қашан жөндеу керектігін және апаттық ең ықтимал себептерін көрсететін ең қуатты құрал болып табылады.
Сараптау сұлбасы майлы оқшаулама болғандағыдай: құрамында доға жылуының әсерінен пайда болған ыдырау өнімдерін, дефектілі газдың үлгілерін алу. Дефектілі газдарды зерттеу элегаздағы ЫӨ-ін анықтауды, газда ылғал болуын, доға жануының белсенділігін және ұзақтығын сараптауды қосады. ЫӨ сараптауда қолданылатын негізгі аспап термоэлектронды қақпанды және жалынды спектрофотометрлі газды хромотограф болып табылады.
Элегазды сараптау жүргізіледі:
- жабдықты қабылдауда сынаумен;
- жабдықтың қызмет мерзімі уақытында, белгілі бір уақыт аралықтарында ұдайы тексеріліп отырады, және әрдайым сараптаудың нәтижелері бастапқы нәтижелермен салыстырылып отырады.
- жабдықтың әр апаттынан жөндеуге дейін;
Элегаз молекулалары жеткілікті термиялық берік, бірақ доағының жоғары температурасының әсерінен дссоцияланады. Диссация кезінде көп энергия жұтылады, соның әсерінен доағы бағанасы суытылады және бұл доғының өшуіне себепші болады. Доға өшкеннен кейін иондардың белсенді рекомбинациясы жүреді және элегаз өзінің қасиеттерін толық болмаса да қалпына келтіреді. Ыдыраудың қалдық өнімдерін ұстап алу үшін молекулярлы фильтрлер немесе белсендірілген алюминийден жасалған газ тасалағыштар қолданылады. Бірақ бұл құрылғылар, апаттық жағдайларда түзілген, ыдырау өнімдерінің толық көлеміне есептеліне алмайды, және ерте немесе кеш элегазды ЫӨ-інен тазалау және ажыратқыштар жүйесін тексеру қажет болады
Ыдырау өнімдері элегаздың диссоцияланған аумағында орналасқан, төменгі күкірт фторидтерінің ылғалмен және ауамен қосылыстары болып табылады. Олардың құрамы көптеген факторларға тәуелді: доғалық разрядтың белсенділігі мен ұзақтығынан, конструктивті элементтердің материалынан, элегаздағы ылғал мен ауаның болуынан.
Реакция жолы келесідей болуы мүмкін: басында -ға және металл фторидтеріне диссоцияланады. Металл фторидтері қатты түзілістерді құайды. Күкірт фториді газ болып табылады және ауадағы оттегімен әрекеттесіп, және түзеді. Газдардың ары қарай диссоциясы , және түзілуіне әкеледі. Басқа жанама ЫӨ-рі басында , , болады. Бұл ЫӨ одан әрі қарай диссоцияланады және 1.5 суретте көрсетілген ЫӨ әкеледі.
1.5 сурет - Доға жылуы әсерінен элегаздың ыдырау реакциясы
Реакцияның осында жолы және ЫӨ таралуының сипаты тәждік разряд, бөлшектік ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz