Disyuntores de SF6 de 110 kV y superiores
Los interruptores automáticos de alta tensión, en los que se utiliza SF6 como medio aislante y de formación de arcos, se están generalizando porque tienen altas tasas de conmutación y recursos mecánicos, capacidad de interrupción, compacidad y fiabilidad en comparación con aire, aceite y alta tensión con bajo contenido de aceite. rompedores de circuito.
El éxito en el desarrollo de interruptores automáticos de SF6 tuvo un impacto significativo directo en la puesta en servicio de celdas compactas para exteriores, celdas para interiores y celdas aisladas con gas SF6. Los interruptores automáticos de SF6 utilizan diferentes métodos de extinción de arco según la tensión nominal, la corriente de corte nominal y las características del sistema de potencia (o instalación eléctrica individual).
En los dispositivos de extinción de arco con aislamiento de gas, a diferencia de los dispositivos de extinción de arco con aire, cuando se extingue el arco, la salida de gas a través de la boquilla no tiene lugar hacia la atmósfera, sino hacia el volumen cerrado de la cámara llena de gas SF6 a una proporción relativamente alta. pequeño exceso de presión.
Según el método de extinción del arco eléctrico durante el disparo, se distinguen los siguientes interruptores automáticos de SF6:
1. Interruptor automático de compresión de SF6, donde el caudal requerido de gas SF6 a través de las boquillas del dispositivo extintor de arco de compresión es creado por el sistema de movimiento del interruptor (interruptor automático de compresión de una etapa de presión).
2. Interruptor automático de SF6 con soplado electromagnético, en el que la extinción del arco en el dispositivo de arco está asegurada por su rotación a lo largo de los contactos del anillo bajo la acción del campo magnético creado por la corriente a apagar.
3. Interruptor automático de SF6 con cámaras de alta y baja presión, en el que el principio de proporcionar una ráfaga de gas a través de las boquillas en el dispositivo de extinción de arco es similar a los dispositivos de extinción de arco de aire (interruptor de SF6 con dos etapas de presión).
4. Disyuntor autogenerador de SF6, en el que el caudal másico requerido de gas SF6 a través de las boquillas del dispositivo extintor de arco se genera calentando y aumentando la presión del gas SF6 a través del arco de disparo en una cámara especial (autoautogenerador de SF6). disyuntor generador con una etapa de presión).
Veamos algunos diseños típicos de disyuntores de SF6 para 110 kV y más.
Los interruptores automáticos SF6 de 110 kV y superiores para un solo corte de varias compañías tienen los siguientes parámetros nominales: Unom = 110-330 kV, Inom = 1-8 kA, Io.nom = 25-63 kA, Presión de gas SF6 = 0,45 -0,7 MPa (abs), tiempo de disparo 2-3 periodos de corriente de cortocircuito.La investigación intensiva y las pruebas de empresas nacionales y extranjeras permitieron desarrollar y poner en funcionamiento un interruptor automático de SF6 con una sola ruptura en Unom = 330-550 kV en Io.nom = 40-50 kA y un tiempo de disparo de corriente de una corriente. período en cortocircuito.
Un diseño típico de interruptor automático de SF6 se muestra en la Fig. 1.
El dispositivo está en la posición de apagado y los pines 5 y 3 están abiertos.
Arroz. 1.
La corriente se suministra al contacto fijo 3 a través de la brida 2 y al contacto móvil 5 a través de la brida 9. Se instala una cámara con un adsorbente en la tapa superior 1. La estructura de aislamiento portante del interruptor automático de SF6 se fija en la almohadilla del pie 11. Cuando se enciende el interruptor, se activa un actuador neumático 13, cuya varilla 12 está conectada por una varilla aislante 10 y una varilla de acero 8 con uno móvil. contacto 5. Este último está firmemente conectado a una boquilla de fluoroplástico 4 y un cilindro móvil 6. Todo el sistema móvil del EV (elementos 12-10-8-6-5) se mueve hacia arriba en relación con el pistón estacionario 7 y la cavidad K del sistema de extinción de arco del interruptor aumenta.
Cuando el interruptor está apagado, la varilla 12 del mecanismo de accionamiento tira hacia abajo del sistema móvil y se crea una mayor presión en la cavidad K en comparación con la presión en la cámara del interruptor. Tal autocompresión del gas SF6 asegura la salida del medio gaseoso a través de la boquilla, intenso enfriamiento del arco eléctrico que se produce entre los contactos 3 y 5 durante la parada. El indicador de posición 14 da posibilidad de control visual la posición inicial del sistema de contacto del interruptor.En varios diseños de disyuntores de autocompresión de SF6, se utilizan resortes, actuadores hidráulicos y el flujo de gas SF6 a través de boquillas hacia la cámara de arco se lleva a cabo de acuerdo con el principio de soplado bidireccional.
En la Fig. 2 muestra un interruptor automático de tanque de 220 kV con aislamiento de gas tipo VGBU (Inom = 2500 A, Io.nom = 40 kA NIIVA OJSC con accionamiento hidráulico autónomo 5 y transformadores de corriente incorporados 2. EV tiene control trifásico (un accionamiento para trifásico) y está equipado con cubiertas de porcelana (polímero) para 1 bushing de aire-SF6.
En el tanque lleno de gas 3, hay un dispositivo de extinción de arco, que está conectado al accionamiento hidráulico 5 a través de un mecanismo de transmisión ubicado en la cámara llena de gas 4. La estructura del interruptor del tanque de gas está fijada en un marco de metal 6 Para llenar el interruptor automático con SF6 se utiliza el acoplamiento 7. es igual a una atm (abs.) y luego hay que asegurarse de que p = pnom.
Arroz. 2.
Las ventajas de los interruptores automáticos de tanque aislados en gas con transformadores de corriente incorporados sobre los kits de "interruptor automático de núcleo aislado en gas más transformador de corriente independiente" son: mayor resistencia sísmica, menor área de distribución de la subestación, menos obras importantes requeridas en el tiempo de construcción de las subestaciones, mayor seguridad del personal de la subestación (los dispositivos de extinción de arco están ubicados en tanques metálicos conectados a tierra), la posibilidad de usar gas de calefacción SF6 cuando se usa en regiones de clima frío.
Al diseñar interruptores automáticos de tanque de 220 kV y superiores para celdas exteriores, es necesario aumentar la presión nominal del gas SF6 (pH> 4,5 atm (abs.)). Por lo tanto, se introduce el calentamiento del medio gaseoso para evitar que el gas SF6 se licuefacción a temperaturas ambiente bajas o mezclas de gas SF6 con nitrógeno o tetrafluorometano.
Como muestra la práctica, para una tensión nominal de 330-500 kV, los interruptores automáticos de tanque de interrupción simple para corrientes nominales de 40-63 kA son el tipo de equipo de conmutación más prometedor para aparamenta y aparamenta exterior.
El interruptor automático VGB-750-50/4000 U1 desarrollado por JSC NIIVA (Fig. 3) con dispositivo de autocompresión de dos desplazamientos para extinción de arco, transformadores de corriente incorporados, aisladores de aire de polímero SF6, está equipado con dos accionamientos hidráulicos por polo , que permite un tiempo de disparo total no mayor a la duración de dos periodos de corriente a la frecuencia de suministro.
Arroz. 3.
En la Fig. 4 muestra una sección de un supresor de arco VGB-750-50 / 4000U1 unipolar con resistencias aguas arriba (para limitar las sobretensiones de conmutación). El contacto móvil de estas resistencias está conectado mecánicamente al sistema de disyuntores móviles.
Arroz. 4
En la posición cerrada del interruptor automático de SF6, las resistencias están puenteadas por los contactos principales. Al apagar, primero se abren los contactos de la resistencia, luego los contactos principales y luego los contactos de arco. Al encender, los contactos de la resistencia se cierran primero, seguidos por el arco y los contactos principales. Para igualar la distribución de voltaje, cada ruptura está conectada con capacitores.
La distribución se obtiene mediante interruptores automáticos de columna de corte simple del tipo SF6 para tensión nominal 110-220 kV con corriente nominal de corte 40-50 kA.
Arroz. 5
En la fig. 5.
Ver también sobre este tema: Características comparativas de los interruptores automáticos de aceite, vacío y SF6 para alta tensión