Stru
č
ni rad
UDK:621.3.015.5::621.316.57:66-982
BIBLID:0350-8528(2013),23.p.177-188
doi:10.5937/zeint23-4694
Prenaponi pri operacijama vakuumskih sklopnih
aparata
Petar Vukelja, Radomir Naumov, Jovan Mrvi
ć
, Dejan Hrvi
ć
1
,
1
Elektrotehnicki institut Nikola Tesla,Koste Glavini
ć
a 8a,
11000 Beograd, Srbija
[email protected]
Kratak sadržaj:
U radu su prezentirani rezultati eksperimentalnih
istraživanja naponskih pojava pri uklju
č
enjima i isklju
č
enjima
vakuumskih prekida
č
a i kontaktora razli
č
itih proizvo
đ
a
č
a u više
konfiguracijama mreža 6 kV, 10 kV, 20 kV i 35 kV. Pri uklju
č
enjima
induktivnih optere
ć
enja dolazi do pojave prethodnih paljenja elektri
č
nog
luka izme
đ
u kontakta polova vakuumskih sklopnih aparata. Svako
paljenje elektri
č
nog luka dovodi do pojave prenapona sa strminama
bliskim strminama atmosferskih prenapona. Isklju
č
enja induktivnog
optere
ć
enja vakuumskim sklopnim aparatima dovodi do se
č
enja struje
pre njenog prolaska kroz prirodnu nulu i do pojave višestrukih ponovnih
paljenja elektri
č
nog luka izme
đ
u kontakta njihovih polova. Ovo dovodi
do zna
č
ajnih prenapona na izolaciji opreme. Izvršena je analiza
prenapona u istraživanim mrežama i predložene su mere i sredstva za
smanjenje naprezanja izolacije opreme
Klju
č
ne
r
e
č
i:
vakuumski prekida
č
, vakuumski kontaktor, prenapon,
mreža
1. Uvod
Revitalizacijom postrojenja 35 kV, 20 kV, 10 kV i 6 kV u industriji,
distribuciji, površinskim kopovima, rudnicima, termoelektranama,
hidroelektranama i termoelektranama-toplanama, umesto malouljnih
prekida
č
a, hidromatskih prekida
č
a i sklopnih aparata sa magnetnim
oduvavanjem luka (vazdušni sklopni aparati) uvode se vakuumski sklopni
aparati. Njihovim uklju
č
enjima i isklju
č
enjima javljaju se druga
č
iji prelazni
naponski i strujni režimi u odnosu na ove koji su postojali pri radu prethodnih
sklopnih aparata.
177
Vakuumski sklopni aparati pri uklju
č
enju induktivnog optere
ć
enja dovode
do specifi
č
ne pojave koja nije bila prisutna kod ranije koriš
ć
enih sklopnih
aparata. To je pojava prethodnih paljenja elektri
č
nog luka izme
đ
u kontakta
njihovih polova. Kod malouljnih, hidromatskih i vazdušnih prekida
č
a pri
uklju
č
enju, u toku približavanja kontakta njihovih polova, pojavljuje se na
nekom rastojanju elektri
č
ni luk koji traje dok se kontakti ne spoje. Vakuumski
sklopni aparati pri uklju
č
enju induktivnog optere
ć
enja elektri
č
ni luk izme
đ
u
kontakta polova više puta prekidaju sve dok se ne spoje. Pojavom elektri
č
nog
luka izme
đ
u kontakta polova sklopnog aparata pojavljuje se u induktivnom
kolu visokofrekventna struja. Vakuumski prekida
č
i imaju tu osobinu da mogu
da prekidaju visokofrekventnu struju pri njenom prolasku kroz nulu. To se
dešava više puta izme
đ
u kontakta svakog pola prekida
č
a. Pri tome dolazi do
pojave prenapona sa velikim strminama koji prevenstveno naprežu
me
đ
unavojnu izolaciju visokonaponskih motora i transformatora.
Isklju
č
enja induktivnog optere
ć
enja vakuumskim sklopnim aparatima
mogu da dovedu do znatnih prenapona. Njihova pojava je vezana sa
fenomenom prekidanja male induktivne struje pre njenog prolaska kroz
prirodnu nulu, koju prate višestruka ponovna paljenja elektri
č
nog luka izme
đ
u
kontakta prekida
č
a.
Saznanja o naponskim pojavama koje se dešavaju pri uklju
č
enju i
isklju
č
enju vakuumskih sklopnih aparata su dobijena eksperimentalnim
istraživanjima. Izvršena su brojna eksperimentalna istraživanja prelaznih
faznih napona pri uklju
č
enjima i isklju
č
enjima vakuumskih sklopnih aparata u
razli
č
itim konfiguracijama mreža 35 kV, 20 kV, 10 kV i 6 kV. Rezultati ovih
istraživanja prezentirani su u ovom radu.
2. Eksperimentalna istraživanja naponskih pojava pri
operacijama vakuumskih sklopnih aparata
U mrežama 35 kV, 20 kV, 10 kV i 6 kV izvršena su je brojna istraživanja
naponskih pojava pri uklju
č
enju i isklju
č
enju vakuumskih sklopnih aparata
(prekida
č
a i kontaktora) razli
č
itih tipova. Prekida
č
i 36 kV, 24 kV, 12 kV i 7,2
kV su od osam proizvo
đ
a
č
a, a kontaktori od jednog proizvo
đ
a
č
a. Ukupno je
izvršeno oko 600 operacija uklju
č
enja i isto toliko operacija isklju
č
enja
vakuumskih sklopnih aparata u razli
č
itim konfiguracijama u mrežama
distribucije, industrije, površinskih kopova i elektrana, ukupno 22 mreže.
Uklju
č
ivani su i isklju
č
ivani neoptere
ć
eni transformatori, neoptere
ć
eni
kablovski i nadzemno-kablovski vodovi, vodovi optere
ć
eni transformatorima,
transformatori optere
ć
eni vodovima i drugim transformatorima,
kondenzatorske baterije i kablovski vodovi sa visokonaponskim motorima.
Odre
đ
en broj isklju
č
enja je izvršen neposredno posle uklju
č
enja vakuumskih
sklopnih aparata. Pri manipulacijama vakuumskih sklopnih aparata snimane
su naponske pojave-prelazni fazni naponi na priklju
č
cima energetskih
178
a) b)
Slika 2.
a) Prelazni fazni naponi u
L1
, u
L2
i u
L3
na ulazu u 6 kV kablovske vodove dva
transformatora 6kV/0,4kV, 1600 kVA pri njihovom istovremenom uklju
č
enju u
neoptere
ć
enom stanju vakuumskim prekida
č
em 7,2 kV
b) Po
č
etni deo prelaznih faznih napona u
L1
, u
L2
i u
L3
a) b)
Slika 3.
a) Prelazni fazni naponi u
L1
, u
L2
i u
L3
na 35 kV priklju
č
cima neoptere
ć
enog
transformatora 30kV/20 kV, 8 MVA pri njegovom isklju
č
enju vakuumskim prekida
č
em
36 kV
b) Po
č
etni deo prelaznih faznih napona u
L1
, u
L2
i u
L3
180
