Гидравлическая приводная система выключателя.

 

Система гидравлического привода имеет унифицированное исполнение для данной серии выключателей и в каждом полюсе выключателя состоит из следующих основных узлов:

  - Гидравлический привод;

  - Гидравлический аккумулятор;

  - Блок управления.                                                                               Рис. 7 Гидравлическая схема.

 

           В1, В2 (В3)         М2     14.6                                               14.7  13 

 

 

             14.55

__ __ __     – Коммутационная штанга;
_____     – Трубопроводы под давлением;                – Трубопроводы без давления;
В1, В2 (В3) – Манометрическиевыключатели;
М2           Измерительный фланец подключения;
V 1             Патрубок для слива и заполнения;
11      Рама выключателя;
12           Блок управления;
13           Гидравлический аккумулятор;
14           Привод; 14.10      Пусковые устройства; 14.13      Блок клапанов; 14.3       Маслобак; 14.3.17 Масляный фильтр; 14.33      Маслонасос; 14.37      Клапан сброса давления;	14.38    Гидравлическое устройство контроля; 14.41    Предохранительный клапан; 14.5      Гидравлический цилиндр; 14.55    Манометр; 14.6      Обратный клапан; 14.7      Выпускной воздушный клапан 22         Дугогасительная камера с кожухом.

 

 

Гидравлический привод.

2.3.1.1. Гидравлический привод выключателя состоит из следующих конструктивных узлов:

- Гидравлический цилиндр;

- Маслобак;

- Блок клапанов.

Привод включается и отключается давлением масла и удерживается гидравлической сис-темой в конечных положениях.

При потере напряжения управления или понижении давления в гидравлической системе, полюса выключателя и клапаны привода остаются в конечном положении.

 

Рис.8 Привод с опорным изолятором.

13.12 Блок клапанов; 14       Гидравлический привод; 14.12.10  Ручное аварийное пусковое устройство; 14.3    Маслобак; 14.7    Поршневой шток; 15.1    Корпус привода; 15.13 Корпус вспомогательного выключателя; 15.21       Внутренний пакет уплотнений для SF6; 15.22       Наружный пакет уплотнений для SF6; 15.3    Фланец соединительной муфты; 15.7    Указатель положения выключателя; 15.7.1 Рычаг; 15.9    Коммутационная штанга;  16        Опорный изолятор.

                                   14.3

 

Рис.9 Маслобак.

                                                                                                                                                        14.3.12

14.3 14.3.10   14.3.12   14.3.13 14.3.14 14.3.17 14.3.3 14.3.5 14.3.6   14.3.9 14.6.5 R

Маслобак  Кольцевое уплотнение     круглого сечения;  Кольцевое уплотнение    круглого сечения;  Маслозаливное сито;  Пластина;  Масляный фильтр;  Смотровое окно;  Крышка;  Кольцевое уплотнение   круглого сечения;  Запорная пластина;  Губчатая резина;  Нагреватели.

14.3.13                                                                                                                                  14.6.5                                                                                                                                  14.3.17

                                                           14.6.5       14.3.9 14.3.10

 

2.3.1.2. Маслобак (Рис 9) имеет двойные стенки и содержит требуемое для силового выключателя количество гидравлического масла. При надлежащем рабочем состоянии гидравлическое масло видно в смотровом окне (14.3.3).

Нагреватель в вентилируемом пространстве между крышкой и маслобаком исключает возможность образования конденсационной влаги.

После подключения напряжения управления при каждом включении, а также после каждой коммутации гидравлическое масло посредством маслонасоса подается из маслобака через масляный фильтр (14.3.17) в гидравлический аккумулятор.

2.3.1.3. Блок клапанов представляет собой обогреваемую и вентилируемую камеру, в которой находятся клапаны (Рис 10, поз. 14.13). Блок клапанов состоит из главного клапана, блока управления клапанами, пускового устройства включения и одного или двух пусковых устройств отключения. Блок непосредственно (без трубопровода) соединен с гидравлическим аккумулятором.

                 Рис.10 Блок клапанов.

14.25			14.12                                                                                                                                                                                                    14.9                                                                                                               14.21                                                                                                               14.8                                                                                                               14.6.5                                                                                                           14.5
	14.12 14.13 14.21 14.25 14.47 14.5 14.50	Выпускной воздушный клапан; Блок клапанов; Кожух; Фланец привода; Клапанный блок управления; Главный клапан; Присоединительный патрубок трубопровода (от гидравлического аккумулятора);		14.6.5 14.7 14.7.1 14.7.3 14.8 14.9 R	Губчатая резина; Дифференциальный поршень; Поршневой шток; Амортизационная заглушка; Демпфирующий клапан; Гидравлический цилиндр; Нагреватели.

Главный и входной управляющий клапан даже при отсутствии давления стабильно удер-живаются в соответствующем конечном положении посредством системы шариковых защелок. Данная система самоудерживания обеспечивает следующее:

- силовой выключатель не переключается при продолжительности команды меньше
 минимальной (безопасность при нажатии клавиши);

- желаемая коммутационная операция проходит до конца и надлежащим образом, если достигнута или любым образом превышена минимальная продолжитель-ность команды (выполнение команды);

- при одновременной подаче команд «ВКЛ» и «ОТКЛ» коммутационное перемеще- ние не выполняется;

- выключатель надежно удерживается в своем положении даже при наличии возму-щающих воздействий, так как потери напорного масла компенсируются через сопло самоудержания.

Выполнение одновременно поступивших команд «ВКЛ» и «ОТКЛ» дополнительно блоки-руется электрическим путем.

 

Гидравлический аккумулятор.

Каждый выключатель оснащен гидравлическим аккумулятором, накапливающим необхо-димую для коммутации приводную энергию, требуемую для компрессии азота.

Гидравлический аккумулятор заполняется маслом по трубопроводу насоса. Соединение привода с аккумулятором осуществляется по трубопроводу высокого давления.

2.3.2.1. Гидравлический аккумулятор имеет поршневую конструкцию. Поршень (рис.11 поз.13.5.4) свободно перемещаясь отделяют сторону с азотом (N₂) от стороны с гидравлическим маслом.

 

 

Рис.11 Гидравлический аккумулятор.

13.3.1     13.5.9 13.5.6 13.5.7 13.5.8             13.1         13.3.1                                                                                                                                                        С →          D ←                                                                                                                                                                                                                                                                                                13.2.12                                                                                                                                                13.6.5

                 13.2. 13.2.9 13.5.4 13.2.8                           13.5.5 13.6.1  13.2.9

A B С D 13.1 13.2 13.2.8 13.2.9 13.2.12 13.2.14

Масло; N2; Насос; Привод; Трубка аккумулятора; Распределитель; Направляющее кольцо поршня; Кольцевое уплотнение круглого сечения; Кольцо; Газовый обратный клапан;

13.2.18 13.3.1 13.5.4 13.5.5 13.5.6 13.5.7 13.5.8 13.5.9 13.6.1 13.6.5

Заглушка; Резьбовое кольцо; Поршень; Упорная трубка; Гильза; Зажимное кольцо; Тарельчатая пружина; Опорное кольцо; Запорная пластина; Уплотнительное кольцо (медь).

 

Уплотнение поршня осуществляется посредством уплотнительного кольца круглого сечения (13.2.9) и двух опорных колец (13.5.9). Предварительное сжатие данного уплотнения поршня обеспечивается посредством гильзы (13.5.6) и зажимного кольца (13.5.7) под действием тарельчатых пружин (13.5.8.) За счет этого достигается постоянное прижатие кольцевого уплотнения круглого сечения к стенке цилиндра, даже при колебаниях давления и температуры.

Упорная трубка (13.5.5) ограничивает ход поршня.

В запорную пластину (13.6.1) встроен обратный клапан (13.2.14). При подключении арматуры заполнения этот клапан открывается и служит для заполнения гидравлического аккумулятора азотом (N₂).

2.3.2.2. Для нижеследующего описания принципа действия гидравлического аккумулятора

приняты следующие обозначения:

V	Объем со стороны масла.
Р0	Давление масла, соответствующее предварительному давлению заполнения N2.
Р1	Давление масла, соответствующее срабатыванию манометрического выключателя маслонасосного агрегата (включение маслонасоса).
Р2	Давление масла, соответствующее срабатыванию манометрического выключателя для сигнала «Потеря N2».
Р3	Давление масла, соответствующее срабатыванию предохранительного клапана.
РХ	Максимальное рабочее давление масла после отключения маслонасосного агрегата (достижение давления Р1 + дополнительная подача ∆V).
∆V	Постоянная минимальная производительность маслонасосного агрегата (дополнительная подача с управлением по времени).

Гидравлический агрегат при поставке предварительно заполнен требуемым для эксплуа-тации азотом, а гидравлическая система заполнена маслом. Поршень находится под действием предварительного давления заполнения Р₀ со стороны масла у основания цилиндра. После под-ключения напряжения управления, при включении силового выключателя масло закачивается в гидравлический аккумулятор до достижения максимального рабочего давления Р_х. Масло давит на поршень в сторону азота и соответствующим образом повышает там давление.

Увеличение давления происходит только в результате подкачки рабочей жидкости или повышения температуры окружающей среды.

Давление в гидравлическом аккумуляторе снижается вследствие:

- выполнения коммутационных операций;

- внутренних утечек в гидравлической системе (маслонасосный агрегат время от времени работает) даже в том случае, когда силовой выключатель не переключается;

- изменений окружающей температуры.

 

При коммутациях или в следствии других вышеуказанных причин, когда давление падает ниже давления срабатывания маслонасосного агрегата (Р₁), через манометрический выключатель включается маслонасос. Он подает масло из маслобака обратно в гидравлический аккумулятор.

При достижении давления Р₁, насос отключается (примерно через 3 секунды), при этом  благодаря постоянно выставленной уставки на реле времени происходит дополнительная подача масла (∆V).

Температура азота влияет на работоспособность гидравлического аккумулятора (Рис.12). Так, при понижении окружающей температуры кривая 1 сдвигается к кривой 2, и, тем самым, работоспособность выключателя снижается. Более высокой окружающей температуре соответст-вует кривая 3 с повышенной работоспособностью.

После достижения Р₁, производительность ∆V во всех трех состояниях, изображенных на Рис.12, одинакова (∆V₁= ∆V₂= ∆V₃). В результате на всех трех кривых достигается различное по величине давление Р_х  (Р_х ', Р_х, Р_х").

 

                                                  ∆V1                     ∆V2   ∆V3          V                       

Рис.12 Изменение работоспособности гидравлического аккумулятора при изменении количества азота

       и/ или температуры.

 

Для того, чтобы во всех случаях (например, при обусловленном погодными условиями повышении температуры) предотвратить образование в гидравлической системе недопустимо высокого давления, предусмотрен предохранительный клапан. Он срабатывает при давлении Р₃ и отводит масло через байпас из области высокого давления в безнапорную область гидравличес-кой системы (маслобак).

Потери азота (например, в результате диффузии через уплотнения), влияющие на работу силового выключателя, происходят очень медленно и через большие промежутки времени. Данные процессы необходимо контролировать путем регулярных проверок (осмотров) во время работы.

При потере азота рабочая зона поршня постепенно смещается в направлении упорной трубки, давление падает до значения Р₁ через все более короткие промежутки времени. Одновре-менно повышается крутизна подъема давления при подкачке масла. Данное явление соответст-вует снижению окружающей температуры, как это было описано выше, и представлено на рис. 12 кривой 2. Возрастает количество пусков поршня в единицу времени.

В конечной стадии потери азота поршень в гидравлическом аккумуляторе в процессе подачи масла упирается в упорную трубку. За счет постоянного времени накачки и постоянной производительности маслонасоса (∆V), давление резко возрастает выше значения Р₂ (рис.13).

Таким образом появление сигнала «Потеря N₂» обусловлено снижением давлением N₂ и быстрым возрастанием давления масла в системе, до величины уставки (Р₂), быстрее по времени чем обычная накачка до значения Р_х.

 

 

Рис.13 Изменение давления в следствии потерь азота.
	При достижении давления Р2 манометри-ческий выключатель: - выдает сигнал «Потеря N2»; - немедленно отключает маслонасосный агрегат, прерывая подкачку; - мгновенно блокирует силовой выключатель от включения и посредством дополнительного реле времени осуществляет возможность отклю-чения в последующие 3 часа (нормальная установка).

Работоспособность гидравлического аккумулятора обеспечивает достаточное для отключения гидравлическое давление даже после сигнала «Потеря N₂». При появлении данного сигнала в течение 3 часов обеспечивается возможность надежного отключения работающего в сети силового выключателя оставшимся количеством азота.

Блок управления.

Блок управления содержит все компоненты, необходимые для эксплуатации, контроля и управления силового выключателя.

Гидравлическое давление регулируется посредством манометрического выключателя и контролируется блоком управления, для давления газа предусмотрен только контроль.

Особенно важное значение для безотказной работы всех компонентов, размещенных в блоке управления, имеет нагреватель, предотвращающий образование конденсационной влаги на электронных органах управления.

 

       Рис. 14 Базовое исполнение блока управления с основными конструктивными узлами.

К      14.38 12.7.6      В 4 

12.1   12.7.6 14.32 14.33.2 14.38   В4 К R X

Шкаф управления с вентиляцией и обогревом;. Манометр элегаза; Маслонасосный агрегат; Шланг; Гидравлический блок контроля и манометр для напорного масла; Датчик плотности; Контакторы, реле, реле времени; Нагреватели; Крепление клемм.

                   

                   14.32                         R 14.33.2

Давление дугогасящей среды (элегаза) в газовой камере контролируется устройством контроля плотности. Датчик плотности сравнивает плотность элегаза, находящегося в кон-тролируемом газовом пространстве (газовой камере выключателя) с плотностью контрольного газа, находящегося в самом датчике плотности (камере контрольного газа). Оба газа имеют одинаковую температуру, равную температуре окружающей среды. Датчик срабатывает при изменении давления вследствие утечки газа из газовой камеры выключателя в атмосферу.

       Изменения давления, вызываемые изменением температуры, остаются без внимания.

Требования к эксплуатации элегазового выключателя 500кВ (3АТ2 DT).

3.1. Для нормальной работы элегазового выключателя 500кВ необходимо:

- давление элегаза в газовой камере выключателя должно поддерживаться в зависимости от температуры окружающего воздуха, в соответствии с графиком номинальной кривой плотности. (отклонение от номинального значения допускается не более чем на 0,03МПа/ 0,3 бар);

- максимально допустимая влажность элегаза при пуске в эксплуатацию и при эксплуатации должна быть не выше минус 100С (если выше, то газ должен быть осушен);

- объемная доля элегаза должно быть не менее 95%;

  - давление масла в гидравлической системе должно находится в диапазоне 260 ÷ 375 бар, при этом номинальным давлением считается 320 бар, при отключенном маслонасосном агрегате допустимая утечка может составлять 5 бар/час;

- защита от выпадения росы в блоке привода должна быть постоянно включена;

- силовой выключатель предназначен для применения в диапазоне температуры окружающей среды от -50°С до +40°С, при температурах ниже  -25°С должен работать обогрев термоизоля-ционной оболочки, регулируемый термостатом;

- во время ремонта выключателя запрещается производить пробные коммутации без заполне-ния выключателя элегазом, так как имеется опасность механических повреждений, пробные ком-мутации следует выполнять при номинальном давлении заполненного газа.

- в процессе эксплуатации необходимо вести учет количества выполненных коммутационных циклов и величины токов отключения (пофазно).

3.2. В период низких температур окружающего воздуха особое внимание следует обращать на исправность схем обогрева элегазовых выключателей 500кВ, так как при отказе обогрева и сни-жении давления элегаза в корпусе выключателя до уровне защитной уставки происходит блокиро-вание схемы управления данным выключателем.

В случае возникновения данных неисправностей оперативному персоналу необходимо сообщить о случившемся руководству цеха и вышестоящему оперативному персоналу, принять меры к восстановлению схемы пита-

ния обогрева, а в случае невозможности устранения неисправности своими силами, привлечь необходимый ремонтный персонал и персонал ЭТЛ для выполнения деблокирования схемы уп-равления выключателя и обеспечения обогрева выключателя от внешних источников тепла. В течении всего периода ликвидации данной аварийной ситуации необходимо обеспечить повы-шенный контроль за величиной давления элегаза в корпусе выключателя и температурой окру-жающего воздуха.

Внимание! Снижение давления может быть обусловлено только от влияния низких температур, а не утечками элегаза.

Если принятые меры не обеспечивают повышения давления элегаза в корпусе выключа-теля и продолжается его снижение, необходимо действовать аналогично ситуации при возник-новении утечки элегаза из корпуса выключателя (см. «Инструкция по ликвидации аварий в электрической части…»).

 

При недопустимом падении давления ЗР₆ выдается сообщение Потеря ЗР ₆. В этом случае необходимо как можно быстрее пополнить элегаз ЗР₆ из газового баллона через заправочный ввод \Л/1 в газовом контрольном блоке до номинального давления наполнения.

Если через некоторое время сообщение появляется снова, то необходимо найти место течи и уплотнить его. При этом действовать согласно разделу 4.8.3 Проверка герметичности после монтажа. Кроме того, необходимо известить об этом ближайшее представительство фирмы 3|етепз.

Если давление ЗР₆ в выключателе снизиться настолько, что больше не обеспечивается безотказное дугогашение, задействуется функциональная блокировка, предотвращающая всякую дальнейшую коммутацию.

 

Дозаправка (подкачка) посредством маслонасоса допускается только через интервалы времени до одного часа. При интервалах <1 часа необходимо уведомить ближайшее представительство фирмы 3|етепз. Если включение маслонасоса происходит через более короткие интервалы времени, необходимо понаблюдать за интервалами. Причиной интервалов <1 часа является внешняя или недопустимая внутренняя неплотность.

Посредством визуального контроля определить место внешней негерметичности высоконапорной части и устранить течь:

Снять давление и подтянуть резьбовые соединения с предписанными моментами затяжки.С соблюдением необходимых мер безопасности.

Услуга контроля и	Сроки	Примечания
технического	проведения по
обслуживания	времени или
(контрольно-	нагрузке
регламентная работа)
Контроль	через 12 лет или	1)
	после 3000
	коммутационных
	циклов при I < 1Г
Содержание в	через 25 лет или	2)
исправности	после 6000
	коммутационных
	циклов при I < I г
Контроль контактной	достигнуто	2)
системы	допустимое
	количество
	силовых
	коммутаций (см.
	6.4.1
	Допустимое
	количество
	отключений)

'ном ⁼ номинальный ток

1) Силовой выключатель необходимо вывести из
эксплуатации и полностью отключить. Газовые
камеры не открывают.

2) Силовой выключатель необходимо вывести из
эксплуатации и полностью отключить. Газовые
камеры открывают.

6.2