Disjuntores SF6 de 110 kV e acima

Os disjuntores de alta tensão, nos quais o SF6 é usado como meio isolante e de arco, estão se tornando mais difundidos porque possuem altas taxas de comutação e recursos mecânicos, capacidade de interrupção, compacidade e confiabilidade em comparação com ar, óleo e baixa tensão de óleo disjuntores.

O sucesso no desenvolvimento de disjuntores SF6 teve um impacto direto significativo no comissionamento de painéis compactos externos, painéis internos e painéis isolados a gás SF6. Os disjuntores SF6 usam diferentes métodos de extinção de arco, dependendo da tensão nominal, corrente de interrupção nominal e características do sistema de energia (ou instalação elétrica individual).

Em dispositivos de extinção de arco isolados a gás, ao contrário dos dispositivos de extinção de arco a ar, quando o arco é extinto, a saída de gás através do bocal não ocorre na atmosfera, mas no volume fechado da câmara preenchida com gás SF6 a uma taxa relativamente pequeno excesso de pressão.

De acordo com o método de extinção do arco elétrico durante o disparo, distinguem-se os seguintes disjuntores SF6:

1. Interruptor de compressão automática SF6, onde a taxa de fluxo necessária de gás SF6 através dos bocais do dispositivo de extinção de arco de compressão é criada pelo sistema móvel do interruptor (interruptor de compressão automática de estágio de pressão única).

2. Disjuntor SF6 com blowout eletromagnético, no qual a extinção do arco no dispositivo de arco é assegurada pela sua rotação ao longo dos contatos anelares sob a ação do campo magnético criado pela corrente a ser extinta.

3. Disjuntor SF6 com câmaras de alta e baixa pressão, em que o princípio de fornecer uma explosão de gás através dos bicos no dispositivo de extinção de arco é semelhante aos dispositivos de extinção de arco a ar (interruptor SF6 com dois estágios de pressão).

4. Disjuntor autogerador de SF6, no qual a taxa de fluxo de massa necessária de gás SF6 através dos bocais do dispositivo de extinção de arco é criada pelo aquecimento e aumento da pressão do gás SF6 através do arco de disparo em uma câmara especial (autogeração SF6 gerador de disjuntor com um estágio de pressão).

Vejamos alguns projetos típicos de disjuntores SF6 para 110 kV e acima.

Os disjuntores SF6 110 kV e superiores para uma única interrupção de várias empresas têm os seguintes parâmetros nominais: Unom = 110-330 kV, Inom = 1-8 kA, Io.nom = 25-63 kA, pressão do gás SF6 = 0,45 -0,7 MPa (abs), tempo de disparo 2-3 períodos de corrente de curto-circuito.Pesquisas e testes intensivos de empresas nacionais e estrangeiras tornaram possível desenvolver e colocar em operação um disjuntor SF6 com uma única interrupção em Unom = 330-550 kV em Io.nom = 40-50 kA e um tempo de disparo atual de uma corrente período em curto-circuito.

Um projeto típico de disjuntor SF6 é mostrado na Fig. 1.

O dispositivo está na posição desligado e os pinos 5 e 3 estão abertos.

Arroz. 1.

A corrente é fornecida ao contato fixo 3 através do flange 2 e ao contato móvel 5 através do flange 9. Uma câmara com um adsorvente é instalada na tampa superior 1. A estrutura de isolamento de carga do disjuntor SF6 é fixada na almofada do pé 11. Quando o interruptor é ligado, um atuador pneumático 13 é ativado, cuja haste 12 é conectada por uma haste isolante 10 e uma haste de aço 8 com móvel. contato 5. Este último está firmemente conectado a um bico de fluoroplástico 4 e um cilindro móvel 6. Todo o sistema móvel do EV (elementos 12-10-8-6-5) se move para cima em relação ao pistão estacionário 7 e à cavidade K do sistema de extinção de arco da chave aumenta.

Quando o interruptor está desligado, a haste 12 do mecanismo de atuação puxa o sistema móvel para baixo e uma pressão aumentada é criada na cavidade K em comparação com a pressão na câmara do interruptor. Essa autocompressão do gás SF6 garante a saída do meio gasoso pelo bocal, resfriamento intenso do arco elétrico que ocorre entre os contatos 3 e 5 durante o desligamento. O indicador de posição 14 dá possibilidade de controle visual a posição inicial do sistema de contato da chave.Em vários projetos de disjuntores de autocompressão SF6, molas, atuadores hidráulicos são usados, e o fluxo de gás SF6 através de bicos para a calha de arco é realizado de acordo com o princípio de sopro bidirecional.

Na fig. 2 mostra um disjuntor de tanque de 220 kV com isolamento de gás tipo VGBU (Inom = 2500 A, Io.nom = 40 kA NIIVA OJSC com acionamento hidráulico autônomo 5 e transformadores de corrente integrados 2. EV tem controle trifásico (um acionamento para trifásico) e está equipado com tampas de porcelana (polímero) para 1 bucha de ar-SF6.

No tanque de gás 3, existe um dispositivo extintor de arco, que é conectado ao acionamento hidráulico 5 por meio de um mecanismo de transmissão localizado na câmara de gás 4. A estrutura do interruptor do tanque de gás é fixada em uma estrutura metálica 6 .Para encher o disjuntor com SF6 é usado o acoplamento 7. é igual a um atm (abs.) e então é necessário garantir que p = pnom.

Arroz. 2.

As vantagens dos disjuntores de tanque isolados a gás com transformadores de corrente embutidos em relação aos kits «disjuntor de núcleo isolado a gás mais transformador de corrente autônomo» são: maior resistência sísmica, menor área de distribuição da subestação, menos grandes obras necessárias no momento da construção de subestações, maior segurança do pessoal da subestação (os extintores de arco estão localizados em tanques de metal aterrados), possibilidade de uso de gás de aquecimento SF6 quando usado em regiões de clima frio.

Ao projetar disjuntores de tanque de 220 kV e superiores para aparelhagem externa, é necessário aumentar a pressão nominal do gás SF6 (pH> 4,5 atm (abs.)). Portanto, o aquecimento do meio gasoso é introduzido para evitar que o gás SF6 seja usado para liquefação em baixas temperaturas ambientes ou misturas de gás SF6 com nitrogênio ou tetrafluorometano.

Como mostra a prática, para uma tensão nominal de 330-500 kV, os disjuntores de tanque de interrupção única para correntes nominais de 40-63 kA são o tipo mais promissor de equipamento de comutação para aparelhagem e aparelhagem externa.

O disjuntor VGB-750-50 / 4000 U1 desenvolvido pela JSC NIIVA (Fig. 3) com um dispositivo de autocompressão de dois deslocamentos para extinção de arco, transformadores de corrente embutidos, buchas de ar de polímero SF6, é equipado com dois acionamentos hidráulicos por pólo , que permite um tempo total de disparo não superior à duração de dois períodos de corrente na frequência de alimentação.

Arroz. 3.

Na fig. 4 mostra uma seção de um supressor de arco VGB-750-50 / 4000U1 monopolar com resistores a montante (para limitar surtos de comutação). O contato móvel desses resistores é conectado mecanicamente ao sistema de disjuntor móvel.

Arroz. 4

Na posição fechada do disjuntor SF6, os resistores são ligados em ponte pelos contatos principais. Ao desligar, os contatos do resistor abrem primeiro, depois os contatos principais e depois os contatos de arco. Ao ligar, os contatos do resistor fecham primeiro, seguidos pelo arco e pelos contatos principais. Para equalizar a distribuição de tensão, cada interrupção é conectada com capacitores.

A distribuição é obtida a partir de disjuntores de coluna de interrupção simples do tipo SF6 para tensão nominal de 110-220 kV com corrente de interrupção nominal de 40-50 kA.

Arroz. 5

Um projeto típico de um disjuntor de fio isolado a gás VGP 110 kV (Inom = 2500 A, Io.nom = 40 kA) com acionamento por mola do Electroapparat OJSC é mostrado na fig. 5.

Veja também neste tópico: Características comparativas de disjuntores a óleo, vácuo e SF6 para alta tensão