© 2012 «ЭМЗ» Ведущий инженер-конструктор Д.Л. Негода Инженер-конструктор М.С. Агарков Особенности конструкции дугогасящих реакторов производства ООО «Электромашиностроительный. - презентация

1 © 2012 «ЭМЗ» Ведущий инженер-конструктор Д.Л. Негода Инженер-конструктор М.С. Агарков Особенности конструкции дугогасящих реакторов производства ООО «Электромашиностроительный завод»

2 Общие вопросы применения дугогасящих реакторов В связи с интенсивным развитием электроэнергетики России происходит рост протяжённости и плотности распределительных сетей, а также ужесточение требований к надёжности электроснабжения потребителей. Широко известен факт, что в электрических сетях 6-35 кВ наиболее распространённым видом повреждений (75% от общего числа нарушений в работе) являются однофазные замыкания на «землю». В силовой электроэнергетике одним из основных способов классификации линий электропередач (ЛЭП) является классификация по способу заземления нейтрали. Это достаточно важная характеристика, так как она определяет: ток в месте повреждения и перенапряжения на неповреждённых фазах при однофазном замыкании; схему построения релейной защиты от замыканий на землю; уровень изоляции электрооборудования; выбор аппаратов для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений (ограничителей перенапряжений); бесперебойность электроснабжения; допустимое сопротивление контура заземления подстанции; безопасность персонала и электрооборудования при однофазных замыканиях.

3 Сеть с дугогасящими катушками называют сетью с компенсацией емкостного тока. Нейтрали части трансформаторов в такой системе заземляются через настроенные индуктивности – регулируемые катушки со стальным сердечником. В месте однофазного замыкания на землю одновременно проходят ток сети, емкостной ток и небольшой активный ток, обусловленный утечками по изоляторам, потерями на корону в воздушных линиях и диэлектрическими потерями в кабелях. При применении в воздушных линиях дугогасящие реакторы зачастую позволяют восстановиться диэлектрическим свойствам изоляции после первого однофазного замыкания на землю и, таким образом исключить дальнейшее развитие аварии. В России режим заземления нейтрали через дугогасящий реактор применяется в основном в разветвлённых кабельных сетях с большими емкостными токами. Кабельная изоляция в отличие от воздушной не является самовосстанавливающейся. Поэтому, однажды возникнув, повреждение не устранится, даже несмотря на практически полную компенсацию (отсутствие) тока в месте повреждения. В последние десятилетия сети 6-10 кВ разрослись, а мощность компенсирующих устройств на подстанциях осталась той же, соответственно значительная доля сетей среднего напряжения сейчас работает с существенной недокомпенсацией. Это ведёт к исчезновению всех положительных свойств сетей с компенсированной нейтралью и, следовательно, приводит к необходимости замены устаревшего оборудования. При соответствующем выборе тока компенсации (мощности реактора и точности его настройки) емкостной ток однофазного короткого замыкания на землю может быть полностью скомпенсирован индуктивным током ДГР. Это в свою очередь позволяет полностью ликвидировать все неблагоприятные явления, связанные с однофазными КЗ на землю.

4 Основные проблемы, возникающие при эксплуатации дугогасящих реакторов 1)Ненадёжная работа датчиков крайних положений, выполненных на основе концевых выключателей и штока, прикреплённого к подвижному стержню. При эксплуатации дугогасящих реакторов плунжерного типа в условиях многократных циклов перемещений плунжера происходит увеличение механических зазоров и появление люфтов. Это приводит к возникновению ситуаций, при которых шток ненадёжно контактирует своей опорной площадкой с конечными выключателями, что приводит к превышению допустимого диапазона механического перемещения плунжера и, как следствие, к заклиниванию механической части ДГР. В дополнение к этому сама конструкция большинства концевых выключателей отечественного производства крайне критична к воздействию неравномерного механического нажатия.

5 2) Повышенный износ и заедание механического привода плунжера. Используемые в отечественных конструкциях ДГР исполнительные механизмы в виде винта и гайки с трапецеидальной резьбой не обеспечивают должного уровня надёжности. Преобразование вращательного движения винта в поступательное движение гаек с использованием трения скольжения сопряжено с повышенным износом. Это усугубляется использованием материалов не предназначенных для машиностроения, но удовлетворяющих требованиям работы в условии высоких электромагнитных нагрузок (например немагнитная сталь 12Х18Н10Т). Сопутствующим недостатком указанного является загрязнение трансформаторного масла продуктами износа в узле винт-гайка. Это увеличивает эксплуатационные затраты, связанные с необходимостью поддержания параметров трансформаторного масла на должном уровне.

6 3) Недостаточно высокая надёжность маслоохладителей. Применяемые рядом производителей трубчатые маслоохладители имеют низкую надёжность при длительной эксплуатации в условиях резкого перепада температур и давлений. Нарушение целостности сварных соединений приводит к появлению утечек масла с вероятностью возникновению аварийных режимов (перегрева) и отключения ДГР.

7

8 1)Применение качественно нового типа механической передачи Мы устанавливаем механическую часть производства Bosсh Rexroth (Германия). Данное оборудование производится уже более 10 лет и наиболее частое применение находит в высокоточном роботизированном машиностроении. Применение модулей Bosсh Rexroth позволяет обеспечить высокую точность и долговечность за счёт применения качественно нового для ДГР типа механической передачи – Шарико-Винтовой Пары (ШВП), в основе которой лежит трение качения, а не трение скольжения. 2) Объединение всех механических элементов в единую систему Стандартное модульное исполнение приводного вала (винт), гайки, направляющих и датчиков конечных положений обеспечивает высокую точность работы, установки зазора и безотказность системы сигнализации. 3) Установка интегрированных датчиков конечных положений Датчики конечных положений устанавливаются непосредственно в корпус линейного модуля, что обеспечивает их гарантированное срабатывание.

9 4) Дублирование системы сигнализации крайних положений Применяемые электромеханические приводы комплектуются поворотными механическими датчиками крайних положений. Таким образом, защитная сигнализации предельных положений плунжера обеспечивается двумя взаимонезависимыми системами: интегрированными в линейный модуль концевыми выключателями и многооборотными датчиками в приводе. Надёжность такой системы вместе с системой управления ДРГ значительно повышается. 5) Использование современных материалов и конструкции профилей Применяемые профили направляющих позволяют обеспечить максимальную механическую жёсткость и прочность при минимальных габаритах и массе. 6) Активная часть с одним подвижным стержнем позволяет значительно снизить электромагнитные усилия на механический узел винт-гайка. При протекании по основной обмотке ДГР тока компенсации в магнитопроводе, в частности и в подвижных стержнях, возникают электромагнитные усилия, стремящиеся уменьшить зазор между плунжерами. Если подвижных стержня два, то на приводной винт и гайки действуют встречные силы притяжения. Это приводит к неравномерному износу резьбы винта и, как следствие, уменьшению точности установки зазора. В нашей конструкции с одним подвижным стержнем мы используем механическую часть с одной гайкой (с преднатягом), что позволяет полностью избежать заклинивание из-за нарушения позиционирования гаек, вследствие возникновения люфтов.

10 *Материалы взяты из каталога «Compact Modules with ball screw drive and toothed belt drive», R310EN 2602 ( ) Rexroth Bosch Group

11 Спасибо за внимание