1 Қосалқы станцияның элегазды жабдықтарын анализдеу

және даму болашағы

0.1 Заманауи коммутациондық жабдықтар. Жағдайы және болашағы

 

Қазіргі уақытта жоғарывольтты коммутационды аппараттар шығару технологиясында сапалық секіріс орын алды, майлы және ауалы ажыратқыштардың орнына оқшаулама және доға өшіргіш орта ретінде вакуумды және элегазды қолданатын ажыратқыштар келді.

Жоғары, өте жоғары және ультражоғары кернеулі (110-10 кВ аралығында) элегазды ажыратқыштар техникалық дамыған елдерде элегазды ажыратқыштар іс жүзінде аппараттардың басқа типтерін ысырып тастады.

Жоғары сенімділік – коммутационды аппаратура саласында негізгі міндет болып табылады. Әлемде үнемі аппараттардың бас тартуына сараптамалар жүргізіліп отырады. АЗ СИГРЭ зерттеу комитетінде жоғары кернеу жабдықтарын зерттеумен айналасатын жұмыс группасы жұмыс атқарады. Жабдықтың сенімділігі аппараттардың жаңа буынын уақытылы жаңартумен, және ескірген аппараттарды уақытылы ауыстырудан тәуелді.

Келесі маңызды міндет – жаңғырған техникалық шешімдерді қолдану арқылы массагабариттік сипаттамаларын және аппараттардың металл көлемдігін кеміту. Бұл кезде осы міндетті орындау жабдықтың сеімділігінің кемуіне әкелмеуі тиіс.

Маңыздыларға қолданыстық шығындарды азайту, іс жүзінде ұзақ уақыт бойы қызмет етуді қажет етпейтін аппараттарды құру міндеттерін жатқызуға болады. Әлемде жабдықтың экологиялық тазалығына қойылатын талаптар қатаюда, бұрын келісімді деп есептелген шарттар қазір қатаң қайта қаралуда. Көптеген жағдайларда экологиялық тазалықты қамтамасы ету міндеті бірінші орынға шығады.

 

 

Элегазды аппараттарды белсенді енгізу себебі, қазіргі уақытта доғаны элегазда өшірумен бәсекелестікке түсе алатын, доға өшірудің тиімді әдістері табылған жоқ. Жартылайөткізгішті техникалар және жоғары өткізгіш құрылғыдардың дамуы, жартылайөткізгеш пен жоғары өткізгіш приборлар қолданылған аппараттар элегазды негізіндегі дәстүрлі аппараттармен бәсекеге түсе алмайтын деңгейде. Бірақ та әлемде бұл бағытта салмақыты жұмыстар жүргізілуде, және де жақын болашақта альтернативті аппараттардың пайда болатынын болжауға болады.

Элегазды жабдықтардың артықшылықтары элегаздың ерекше физико-химиялық қасиеттерімен анықталады: атмосфералық қысымда элегаздың электрлік беріктегі ауаның электрлік беріктегінен 3 есе жоғары, элегаздың қысымы 0,3-0,4 МПа онвң электрлік беріктігі трансформатор майыдың электрлік беріктігінен артық; бірдей жағдайларда элегазды коммутациялық аппараттардың ажырату қабілеттілігі ауалы ажыратқыштардан екі сатыға жоғары.

Сонымен қатар шетелдің жетекші фирмалары іс жүзінде толықтай элегазды изоляциялы комплектілі тарату құрылғыларына (ЭКТҚ), 110 кВ және одан жоғары кернеу класына жататын ашық тарату құрылғыларына (АТҚ) арналған элегазды ажыратқыштарды және 110-10 кВ (элегазды ажыратқыштардың және ЭКТҚ-ның үлкен үлесімен) кернеуге вакуумды ажыратқыштарды шығаруға толық көшкен.

Орта кернеу класстарына элегазды және вакуумды аппараттарды қолдану технологиялық базаны құрудағы тарихи шарттармен, және де өндірістегі және қолданыстағы аппараттардың технико-экономикалық көрсеткіштермен анықталады. Көрсетілген жабдықтардың әрқайсысының өз артықшылықтары бар. Егер вакуумды аппараттар аз қуаты жетектерді қажет етеді және көп комммутациялық ресурстарға ие, ал элегазды ажыратқыштар коммутациялар кезінде аз асқын кернеулер тудырады, демек басқа энергетикалық жабдық оқшауламасының жұмысын жеңілдетеді. Сондықтан орта кернеу класы жабдықтарының бірінің басқа типтерден асып түсулері жайлы айту орынсыз, ал жоғары, өте жоғары және ультражоғары кернеулерде (110-10 кВ дейін) негізгі басымшылық толығымен элегазды жабдықтарға тиесілі.

Элегазды аппараттардың артықшылықтар анық болса да, оларға қолдануға толық өту бір емес және бірнеше ондаған жылдан да көп уақытты қажет етеді. Жаңа заманғы аппаратураттар саны артқанымен де, қолданыста көптеген ескірген аппараттардан қалуда.

Ауалы ажыратқыштар тарату құрылғыларының барлық класстарына қолданылады. Олардың саны ажыратқыштардың барлық санының 15,6%-ын құрайды.

Бұл ажыратқыштар жаңа заман талаптарына, соның ішінді сенімділік, коммутациондық және механикалық ресурстарға, жөндеудің көлемдік жұмыстарына, массасы мен гарбариттері бойынша сәйкес кемейді.

1996 жылға кейін Қазақстанда тәжірибелік қолданыста бар деп есептеуге болатын, элегазды ажыратқыштарды құрылыста, техникалық қайта жарақтануда және 110-10 кВ қосалқы станциялары жабдықтарын алмастыруда қолдануды тиімділігін көрсеткен ,элегазды ажыратқыштардың бірлі-жарымды үлгілері болды. Өткен уақыттар ішінде барлық кернеулі тарату құрылғыларында элегазды ажыратқыштардың саны тұрақты түрде өсіп отырды, және қазіргі уақытта 20% [1] құрайды.

Бірыңғай ұлттық электр жүйесінде қолданылатын майлы және ауалы ажыратқыштардың көп бөлігі, әсіресе 110 және 10 кВ кернеулі ажыратқыштар, құжаттық нормативтік орнатылған қызмет ету мерзімін толық өтеп тастаған. Қазіргі уақытта осындай ажыратқыштар саны 40% құрайды. 1.1 кестеде ажыратқыштарды ауыстыру динамкасы көрсетілген.

Бірыңғай ұлттық электр жүйесінің техникалық жарақтану, жетілдіру және реконструкциялау бағдарламасы өз мерзімін толық атқарған ажыратқыштарды ауыстыруды қарастырады. Әсіресе ВВН, ВВ, У, МКП, ММО сериялы ауалы және майлы ажыратқыштарды элегазды ажыратқыштарды ауыстырылу керек. Бұл кезде элегазды колонкалы және бактық ажыратқыштардың келесі типтерін:

ВГТ, ВГК, ВГБ және т.б., сонымен қатар жетекші фирмалар ажыратқыштарын: ABB, Siemens, AREVA қолдану керек. СИГРЭ мәліметтері бойынша шетел желілерінде элегазды ажыратқыштар орнатылған ажыратқыштар (әр кернеу класында: 110 кВ – 52%, 220 кВ – 55%, 330 кВ – 55%, 330 кВ – 69%, 500 кВ – 66%, 750 кВ – 92%) санының 56% құрайды. Соңғы жылдары орнатылған ажыратқыштардың ішінен элегазды ажыратқыштардың үлесі 100% құрайды.

1989 жылдан бастап бірыңғай ұлттық электр жүйесінде 110 және 10 кВ-тық 266 дана ЭКТҚ ұяшығы қолданысқа енгізілді, соның ішінде 110 кВ-тық – 228 дана, 10 кВ-тық – 38 дана. Осылардың көп бөлігі (60%-ға жуығы) ААҚ «Электроаппарат» және осы ұйымнан бөлініп шыққанААҚ «Электромеханикалық завод» шығарған. Ұяшықтардың 40% шетел фирмаларынан жеткізілген (ABB, Siemens, Alstom).

 

 

 

 

 

 

0.2 Жоғары кернеу ажыратқыштарының негізгі параметрлері

 

Ажыратқыштар энергожүйені оперативті және апаттық коммутацияға, яғни жеке тізбектреді қосу немесе ажырату операцияларын қолмен немесе автоматтық басқарумен ажыратуды орындау болып табылды. Қосылулы тұрған жағдайда ажыратқыштар жүктеме тоғын еш кедергісіз өткізуі тіс. Бұл аппараттардың жұмыс режимдері сипаты сәл өзгеше: оларға қалыпты жағдай деп жүктеме тоғы ағылатын, қосылулы күйі де және тізбектің ажыратылған бөліктеріне қажет оқшауламаны қамтамасыз ететін ажыратулы күйі де есептелінеді Коммутациялық тізбек, біріншілік жағдайдан басқа жағдай кезінде ажыратқыш қосылуының іске асырылуы үнемі жүргізілмейді, уақыт өте келе, олардың орындалуында өзіндік талаптар тізбектің қысқа тұйықталудан өшуі сирек кездеседі. Ажыратқыштар өзінің функциясын берілген уақытқа дейін сенімді түрде атқаруы керек, кез келген көрсетілген жағдайда және бір уақытта коммутациялық операциялардың тиімді түрде орындалуына дайын болуы керек, көбінесе ұзақ уақыттық қозғалыссыз жағдайларда.

Осыннан ажыратқыштар жоғары дайындық коэффицентіне ие болуы керектігі шығыды: коммутация процестерінің ұзақтығы аз болғанда да (жылына бірнеше минут) ажыратқыштар коммутация іске асырылуы қамтамасыз керек.

Секциялы ажыратқыштар құрама шиналарда қолданылады. Электростанцияда жоғары кернеу тарату құрылғыларында (ЖКТҚ) секциялы ажыратқыштар қалыпты жұмыс кезінде тұйықталған. Олар құрама шиналарда тек зақымдалған аумақта ғана автоматы ажыратылуы керек. Онымен бірге зақымдалған секцияның басқа да ажыратқыштар ажыратулыуы керек. Осылайша зақымданған ТҚ-сының секциясы ажыратылады, ал қалған бөліктері жұмыста қалады.

Ажыратқыштар ғимарат ішінде ғана емес, сондай-ақ ашық тарату құрылғысында (АТҚ) орналастырылуы мүмкін. Бұл кезде жұмыс шарты бірталай өзгереді, әсіресе бұл олардың конструктивті ерекшеліктерінде айқындалады. Эксплуатация кезінде АТҚ аппараттары қоршаған орта әсерлеріне тап болады. Бұл әсерлер әсіресе аппараттардың оқшаулама жағдайына кері әсер етеді. Сондықтан АТҚ барлық аппараттары суықтың, желдің және ластанудың әсероері ескеріледі.

Жоғары кернеу ажыратқыштарына келесі талаптар қойылады:

кез келген тоқты сенімді (он амперден номиналды ажырау тоғына дейін;

әрекеттің тездігі , яғни ең аз ажырау уақыты;

тез әрекет етуші автоматты қайта қосуға жарамдылығы, демек ажыраудан кейін ажыратқыштың бірден тез іске қосылуы;

110 кВ және одан жоғары кернеулі ажыратқыштар үшін пофазалы (пополюсті) басқару

тексеру және контаткілерді бақылау жеңілдігі;

жарылыс қауіпсіздігі және өрт қауіпсіздігі;

транспорттаудың және қолданудың ыңғайлылығы.

Сенімділік талабы ең маңыздылардың бірі болып табылады, себебі ажыратқыштың сенімділігінен энергожүйенің сенімді жұмыс істеуі тәуелді, демек тұтынушыларды электрмен қамтамасыз ету сенімділігі де тәуелді. Ажыратқыштың қызмет ету уақыты 20 жылдан артық.

Әрекеттің тездігі деп ҚТ кезінде желіні барынша аз уақытта ажыратуды түсінеді. Ажырау уақыты ажырауға сигнал берген моменттен бастап барлық полюстерде доға өшкенге дейінгі уақытпен анықталады. ҚТ-дың ажырау уақытын азайту келесі себептермен тиімді:

станция жүйесінің параллель жұмысында қор тұрақтылығы артады, осылайша тарату желісінің өткізгіштік қасиеті артады;

изоляторлардың және желі сымдарының электр доғасымен зақымдануы

азайады;

жерленген бөлігіне жанасу қауіптілігі азайады;

жабдық элементтерінде электродинамикалық күштерден пайда болған

механикалық кернеу кемиді;

Халықаралық электротехникалық комиссия (ХЭК) ұсынымдары сәйкес ажыратқыштардың негізгі номиналды параметрлеріне жатады: номиналды кернеу Uном; ең үлкен жұмыстық кернеу Uн.р.; оқшауламаның номиналды деңгейі киловольтпен; номиналды жиілік fном номиналды тоқ Іном; номиналды ажырау тоғы Іо.ном; номиналды қосылу тоғы Ів.ном; алыс емес ҚТ-дың номиналды параметрлері; ҚТ-да ажыратқыштардың шықпаларындағы номиналды қайта қалпына келетін өтпелә кернеу (ҚҚКӨК); ҚТ-дың номиналды ұзақтығы; операциялардың номиналды реттілігі (номиналды циклдер); сенімділіктің нормаланған көрсеткіштері және т.б.

Кейбір ең маңызды параметрлерді қарастырайық.