UNIVERZITET CRNE GORE
POMORSKI FAKULTET KOTOR
STUDIJSKI PROGRAM: POMORSKA ELEKTROTEHNIKA
-
SEMINARSKI RAD -
ULOGA, KONSTRUKCIJA I IZVEDBE SF
6
POSTROJENJA NA BRODOVIMA
Predmet
: Visokonaponski uređaji
Kotor, decembar 2019. godine
UNIVERZITET CRNE GORE
POMORSKI FAKULTET KOTOR
STUDIJSKI PROGRAM: POMORSKA ELEKTROTEHNIKA
- SEMINARSKI RAD -
ULOGA, KONSTRUKCIJA I IZVEDBE SF
6
POSTROJENJA NA BRODOVIMA
Predmet:
Visokonaponski uređaji
Kotor, decembar 2019. godine
1
POPIS SLIKA
1.PRVO POGLAVLJE........................................................................................2
2. DRUGO POGLAVLJE...................................................................................3
S
LIKA
2. SF
6
POSTROJENJE
U
TS L
ASTVA
400
K
V......................................................................................... 3
3. TREĆE POGLAVLJE....................................................................................5
S
LIKA
3. P
RIMJERI
IZVEDBE
SF
6
POSTROJENJA
.............................................................................................5
S
LIKA
3.1.1. VN SF
6
ĆELIJA
...........................................................................................................................6
S
LIKA
3.1.2 O
STVARIVANJE
FUNKCIJE
RASTAVLJAČA
IZVLAČIVIM
PREKIDAČOM
.........................................7
S
LIKA
3.2. S
ABIRNICE
IZOLOVANJE
ČVRSTOM
IZOLACIJOM
...........................................................................8
S
LIKA
3.3 S
ABIRNICE
IZOLOVANJE
U
OKLOPLJENOM
ODELJKU
......................................................................8
S
LIKA
3.4. D
JELOVI
JEDNOPRITISNOG
PNEUMATSKOG
PREKIDAČA
..............................................................10
S
LIKA
3.5. R
AZLIČITE
POZICIJE
PREKIDAČA
.................................................................................................10
S
LIKA
3.3.3. D
JELOVI
PREKIDAČA
SA
SAMOODUVAVANJEM
ILI
AUTOEKSPAZIONI
SF
6
PREKIDAČ
...............12
S
LIKA
3.3.4. R
AZLIČITE
POZICIJE
PREKIDAČA
..............................................................................................12
S
LIKA
3.3.5.SF
6
PREKIDAČI
SA
MAGNETNOM
ROTACIJOM
LUKA
..................................................................14
S
LIKA
3.3.6. D
JELOVANJE
ELEKTROMAGNETNE
SILE
NA
LUK
......................................................................15
S
LIKA
3.3.7. D
JELOVANJE
ELEKTROMAGNETNE
SILE
NA
LUK
......................................................................15
4. ČETVRTO POGLAVLJE............................................................................16
S
LIKA
4.3. L
OKALNI
UPREVLJAČKI
ORMAR
I
NJEGOVA
SHEMA
....................................................................17
S
LIKA
4.4. K
ONTROLNA
JEDINICA
................................................................................................................18
2
1. UVOD
Rastuća potreba za energijom kao i želja za minimizacijom elektroenergetskih postrojenja
doveli su do toga da SF
6
gas ima široku primjenu. Prva primjena SF
6
gasa kao izolatora je bila 1940.
godine u labaratorijama nuklearne fizike, a 1947. godine se pojavljuje prva visokonaponska
prekidačka jedinica ispunjena SF
6
gasom pod pritiskom.
Prvi visokonaponski SF
6
prekidač realizovao je "Westinghouse" 1956. godine. Njegova
prekidna struja bila je ograničena na samo 5 kA pri 115 kV. Ovaj prvi prekidač radio je na
kombinovanom potisnom principu sa samooduvavanjem. Već 1959. godine pojavili su se
dvopritisni SF
6
prekidači koji su imali znatno veću prekidnu moć. "Westinghouse" je proizveo prvi
dvopritisni SF
6
prekidač koji je mogao prekidati velike struje 40 kA pri 138 kV i 37 kA pri 230 kV.
Taj tropoIni prekidač sa uzemljenim kućištem imao je tri sklopna elementa vezana u seriju po polu i
koristio je gas SF
6
pod pritiskom od 13.5 bara za oduvavanje luka i 3 bara za izolaciju (odatle naziv
dvopritisni). Dakle, željene karakteristike su postignute zahvaljujući visokom pritisku gasa pa su
imali i dosta nedostataka vezanih za visoki pritisak gasa (rizik od isticanja gasa iz zone pod visokim
pritiskom, kompleksnost sklopnog elementa, itd). Zbog toga su se dvopritisni SF
6
prekidači
proizvodili samo početkom šezdesetih godina, kada su ih potpuno potisnuli jednopritisni (puffer)
SF
6
prekidači zbog brojnih prednosti. Od toga trenutka, zahvaljujući intezivnim istraživanjima
električnih pražnjenja u atmosferi, SF
6
gas dobija sve veću primjenu zbog svojih specifičnih
fizičko-hemijskih osobina tj. posjeduje superiorne karakteristike u pogledu električne izolacije i
gašenja električnog luka.
Osim kao medij za gašenje električnog luka, SF
6
gas se primjenjuje kao i izolacija u metalu
oklopljenim i gasom izolovanim postrojenjima srednjeg i visokog napona zbog odličnih
dielektričnih svojstava za koja su zaslužena velika gustina i elektronegativnost ovog gasa.
Zahvaljujući ovim karakteristikama SF
6
postrojenja su manjih dimenzija u odnosu na postrojenja
izolovana vazduhom.
U drugom poglavlju ovoga rada ćemo govoriti o tome šta je je SF
6
postrojenje i neke
njegove osobine. U trećem poglavlju ćemo govoriti vrsti i konstrukciji SF
6
prekidača. U četvrtom
ujedno i poslednjem poglavlju ćemo govoriti o načinima manipulacije sa SF
6
prekidačima.
4
Toplotna provodljivost mu je 2 – 2.5 puta veća od vazduha tako da odlično dovodi
toplotu.
Vremenska konstanta električnog luka mu je vrlo mala i zbog toga je moguća
upotreba gasa SF
6
na relativno malim pritiscima u poređenju sa vazduhom.
Elektronegativan gas (veže za sebe slobodne elektrone i stvara teško pokretljive jone).
Oko 100 puta je efikasniji u procesu gašenja električnog luka u poređenju sa
vazduhom.
Najvažnija činjenica u vezi SF
6
gasa za prekidanje struje je što pripada grupi
elektronegativnih gasova, odnosno gasova koji pokazuju afinitet prema negativnim nosiocima
naelektrisanja tj. elektronima. Njegova velika gustina, elektronegativnost, nezapaljivost i mala
vremenska konstanta luka osiguravaju mu izuzetne dielektrične i dejonizacijske karakteristike pa se
zbog toga upotrebljava u energetici kao medij za gašenju luka u SN (srednjenaponskim) i VN
(visokonaponskim) prekidačima, te kao izolacija u pomenutim postrojenjima.
Zbog dejonizacijskih svojstava SF
6
je danas praktično istisnuo iz upotrebe ostale medije za
gašenje luka u prekidačima visokog napona. Za uspješno prekidanje struje neophodno je postići što
brže gašenje električnog luka i uspostaviti veliku dielektirčnu čvrstoću međukontaktnog prostora.
Kod SF
6
gasa je uspostavljanje dielektrične čvrstoće među kontaktnog prostora, a time gašenje luka
gotovo trenutno.
Primjena SF
6
gasa ima negativne aspekte jer postoji mogućnost kontaminacije radnog
okruženja opreme zbog čega svaka primjena opreme sa SF
6
gasom podrazumjeva realizaciju
pratećeg sistema za automatsku detekciju koncentracije SF
6
gasa u radnom okruženju. Takođe
ispuštanje SF
6
gasa utiče na globalno zagrijavanje i efekat staklene bašte. Kada se formira električni
luk u SF
6
gasu dolazi do stvaranja male količine gasova koji su otrovni i mogu da izazovu iritaciju
očiju i respiratornog sistema.
2.2. Električne osobine SF6 gasa
SF
6
gas ima odlična dielektirčna svojstva zahvaljujući elektronegativnom karakteru njegovog
molekula. On ima tedenciju da veže slobodne elektrone formirajući time teške jone sa malom
pokretljivošću čime se razvoj lavine elektrona otežava.
SF
6
je odlično sredstvo za gašenje od električnog luka. Kada se električni luk u SF
6
gasu ohladi
on ostaje provodan, na relativno niskim temperaturama što smanjuje mogućnost prekidanja struje
prije njenog prolaska kroz nulu, i nastajanjem velikih prenapona.
Kada se tokom električnog pražnjenja molekul SF
6
gasa razgradi, brzo se rekombinuje nakon
što se uzrok nastajanja iskre ukloni i oporavlja se dielektrična čvrstoća gasa. Na primjer kad dodje
do pražnjnja svaki atom fluora iz jedinjenja SF
6
može da zarobi elektron i odvoji se od atoma
sumpora. Kada se pražnjenje završilo svaki atom fluora oslobađa zarobljeni elektron i dolazi do
njegove rekombinacije sa atomom sumpora pri čemu se ponovo stvara SF
6
gas. Ovo čini SF
6
gas
jedinstvenim u gašenju električnog luka.
Za gašenje naizmjenične struje luka, osnovni zahtjev je ne toliko suštinski velika dielektirčna
čvrstoća gasa nego velika sposobnost obnavljanja dielektrične čvrstoće.
