ВВЕДЕНИЕ
Элегазовые выключатели начали усиленно разрабатываться с 1980 г. и имеют большие перспективы при напряжениях 110…1150 кВ и токах отключения до 80 кА. Преимущества, которыми обладают электроотрицательные газы с их высокой электрической прочностью, побудили конструкторов использовать в газовых выключателях элегаз.
Выбор элегаза (шестифтористая сера SF6) не случаен. Чистый газообразный элегаз химически не активен, безвреден, не горит и не поддерживает горения, обладает повышенной теплопроводящеё способностью, удачно сочетает в себе изоляционные и дугогасящие свойства, легкодоступен и сравнительно не дорог. Электрическая прочность элегаза в 2,5 раза превышает прочность воздуха. Его электрические характеристики обладают высокой стабильностью. При нормальной эксплуатации элегаз не действует на материалы, применяемые в аппаратостроении; он не «стареет» и не требует ухода, как например, масло.
Учитывая перечисленные свойства элегаза, в выключателях применяют простые конструкции дугогасительных устройств при небольшом числе развывов и малой длительности горения дуги. Благодаря высокой плотности теплопередающая способность элегаза также оказывается намного лучшей по сравнению с воздухом.
Высокие электрическая прочность и теплопередающие свойства элегаза определяют и его прекрасную дугогасительную способность, что позволяет отключать в элегазе мощности в 70-100 раз большие, чем в воздухе. Этот газ не токсичен, химически нейтрален к конструктивным материалам, пожаробезопасен, имеет относительно низкую температуру сжижения.
Первые комплектно-распределительные устройства с элегазовой изоляцией появились на мировом рынке в середине 60-х годов двадцатого века.
Выключатель элегазовый ВЭГ-10-20-630 предназначен для установки в ячейку КРУ с применением используемого в ней пружинного привода. Выключатель горшкового типа, трёхфазный на напряжение 10 кВ с током отключения 20 кА и номинальным током 630 А.
Преимущества выключателя:
1.Увеличение коммутационного и механического ресурса (при токе 20 кА коммутационная износостойкость 40 операций «О» или 20 «О» и 20 «В», при номинальном токе 630 А-1000 операций; механический ресурс -3000 циклов ВО);
2.Снижение эксплуатационных затрат;
3.Уменьшение удельной материалоёмкости.
При давлении 0,2 Мпа электрическая прочность элегаза приблежается к прочности трансформаторного масла. Недостатком элегаза является высокая температура сжижения. При давлении 1,5 Мпа температура сжижения газа составляет всего 6 °C. Чтобы избежать снижения газа, специальная схема автоматики и нагреватель обеспечивают необходимую постоянную температуру газа.
Наиболее эффективно элегаз используется в том случае, когда струя газа с большой скоростью омывает горящую дугу.
Охлаждение дуги потоком газа можно получить в дугогасительном устройстве с автопневматическим дутьём и дутьём, создающимся при переходе газа из бака с высоким давлением (1,5….2 МПа) в бак с низким давлением (0,2 МПа)-система с двойным давлением. Выключатели со сжатым элегазом выполняются обычно с небольшим избыточным давлением 0,2…..0,4 МПа. Наиболее широко применяются конструкции с автопневматическим или магнитным дутьём.
В элегазе при атмосферном давлении может быть погашена дуга с током, который в 100 раз превышает ток, отключаемый в воздухе при тех же условиях. Исключительная способность элегаза гасить дугу объясняется его электроотрицательностью: его молекулы улавливают электроны дугового столба и образуют относительно неподвижные отрицательные ионы, которые рекомбинируют с положительными ионами, превращаясь в нейтральные молекулы. Интенсивная рекомбинация электрически заряженных частиц быстро понижает проводимость межконтактного промежутка (потеря электронов делает дугу неустойчивой, и она легко гаснет), а также существенно повышает скорость увеличения его электрической прочности после погасания дуги. При газовом дутье (в струе элегаза) поглощение электронов из дугового промежутка происходит еще интенсивнее.
Элегаз негорюч, бесцветен, не имеет запаха, химически крайне инертен и при отсутствии в нем примесей абсолютно безвреден для человека. Безвреден элегаз и в смеси с воздухом. Чистый элегаз не разлагается до температуры 8000С и не взаимодействует с металлами до высокой температуры. Даже при температуре около 5000С элегаз не действует на стекло, не реагирует с Н2, О2 и другими активными веществами. Одним из его немногочисленных недостатков является способность разлагать влагосодержащие синтетические изоляционные материалы при соприкосновении с ними. Поэтому рекомендуется применять в элегазовых конструкциях стойкие изоляционные материалы, например тефлон.
Кроме того, опыт и специальные исследования показали, что элегаз, сам по себе не являющийся ядовитым, под влиянием температуры дуги расщепляется на ядовитые составляющие (в основном низшие фториды серы). Состав продуктов разложения зависит от интенсивности дуги, материала конструктивных элементов и от посторонних включений в элегазе, таких как воздух или влага. Анализ продуктов разложения элегаза является мощным средством, указывающим, когда нужно ремонтировать оборудование и какова наиболее вероятная причина аварии. Исследование проб дефектного элегаза включает в себя анализ продуктов разложения элегаза, содержания влаги в элегазе, определение интенсивности и длительности горения дуги.
Молекулы элегаза термически достаточно стойки, однако под влиянием высокой температуры дуги диссоциируют. При диссоциации поглащается много энергии, вследствие чего ствол дуги охлаждается, что способствует ее гашению. После погасания дуги происходит интенсивная рекомбинация ионов и элегаз самовосстанавливает свои свойства, хотя и не полностью. Для улавливания остаточных продуктов разложения применяют молекулярные фильтры или газоочистители из активированного алюминия. Однако эти устройства не могут быть рассчитаны на весь объем продуктов разложения, образующихся в аварийных условиях, и рано или поздно требуется очистка элегаза от продуктов разложения и ревизия контактной системы выключателя.
В элегазовых выключателях применяют автопневматические дугогасительные устройства, в которых газ в процессе отключения сжимается поршневым устройством и направляется в зону дуги. Элегазовый выключатель представляет собой замкнутую систему без выброса газа наружу.
По конструкции различают колонковые и баковые выключатели. Колонковые ни внешне, ни по размерам принципиально не отличаются от маломасляных, кроме того, что в современных элегазовых выключателях 220 кВ только один разрыв на фазу. Баковые элегазовые выключатели имеют гораздо меньшие габариты по сравнению с масляными, имеют один общий привод на три полюса, встроенные трансформаторы тока.
Целью дипломного проекта является разработка проекта электроснабжения и монтажа электрооборудования механического участка цеха по ремонту электромеханического оборудования.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
- рассчитать силовую и осветительную нагрузки механического участка цеха по ремонту электромеханического оборудования;
- выбрать элементы питающей, распределительной сети;
- выбрать и проверить на устойчивость к токам короткого замыкания защитную аппаратуру;
- выполнить расчёт токов короткого замыкания;
- выполнить расчёт внутреннего контура заземления;
- составить сетевой график монтажа электрооборудования и рассчитать его параметры;
- разработать технологию подготовки монтажа элегазового выключателя LFP.
-выполнить чертёж элегазового выключателя LFP.
Общетехническая часть
Характеристика механического участка цеха по ремонту электромеханического оборудования.
Механический участок цеха по ремонту электромеханического оборудования –предназначен для ремонта и настройки электромеханических приборов. Он является одним из цехов металлургического завода, выплавляющего и обрабатывающего металл.
Механический участок цеха по ремонту электромеханического оборудования имеет два участка, в которых установлено необходимое для ремонта оборудование: манипуляторы электрические, станки слиткообдирочные, станки горизонтально-фрезерные, вентиляторы, станки настольно-сверлильные, кран мостовой. В помещениях с нормальной средой электрооборудование должно быть защищено от механических повреждений, а также от случайных прикосновений к голым токоведущим частям.
В цехе предусмотрены помещения для цеховой трансформаторной подстанции, склад, бытовая комната.
В качестве грузоподъёмного механизма используется кран мостовой. Потребители имеют 2 категорию надёжности электроснабжения (ЭСН).
Грунт в районе РМЦ-чернозём с температурой +10 °C.
Каркас здания цеха смонтирован из блоков-секций длиной 6м каждый.
Размер цеха AхBхH =24х18х6,5 м