|
Реферат: Выплавка стали (Технология)
Задание.
Разработать технологию выплавки и сифонной разливки стали марки 30ХГСА в
130 т. мартеновской печи.
План выполнения задания.
1. Введение.
1. Технический прогресс в сталеплавильном производстве.
2. Технологическая часть.
1. Технология выплавки.
2. Химический состав, назначение, виды поставки.
3. Расчет металлической части шихты.
4. Расчет ферросплавов.
5. Периоды плавки.
6. Технология сифонной разливки.
7. Тепловой режим мартеновской печи.
8. Приемка печей и их осмотр перед сменой.
3. Организационно-экономическая часть.
1. Расчет плановой себестоимости одной тонны стали.
2. Техника безопасности.
1. Введение.
Технический прогресс в сталеплавильном производстве
сопровождается сменой технологических процессов все более
производительными, и созданием агрегатов и машин все более единичной
мощности и емкости. Но чем сложнее рабочий металлургический процесс и
чем больше производительность, размеры технологических агрегатов и
машин, тем более необходима механизация и автоматизация технологических
операций.
Первый этап: развитие сталеплавильного производства
характеризовался механизацией отдельных операций (например, подачи
дутья в печь, загрузки материалов, перевозка жидкого металла). Большую
часть работы выполняли вручную.
Второй этап: характеризуется комплексной механизацией всего
процесса труда, в результате чего рабочий только управляет машинами и
механизмами. Такие условия созданы в современных сталеплавильных цехах,
где имеются системы механизации не только основных технологических
операций, но и вспомогательных, а также механизированные и не
технологические операции.
К механизированным технологическим системам относятся системы
взвешивания, дозирования, транспортировки и загрузки сыпучих средств
шихтовых материалов.
Механизированы и не технологические операции.
Третий этап: характеризуется автоматизацией контрольных и
простейших операций управления. Для этого системы управления агрегатами
и машинами оснащают необходимыми приборами. Такие системы существуют
практически в каждом современном сталеплавильном цехе.
Многочисленные приборы, собирающие и передающие информацию о
ходе технологического процесса: различные средства автоматизации,
сигнализирующие о положении механизмов и характеризующие их
перемещение.
Четвертый этап: можно охарактеризовать комплексной
автоматизацией технологических процессов выплавки стали. Каждая машина
должна иметь для своего управления компьютер, а если машина сложная, то
систему компьютеров.
Однако внедрение комплексных автоматизированных систем с
сталеплавильное производство затруднено из-за смешанного характера
этого производства.
2. Технологическая часть.
1. Технология выплавки.
Сталь 30ХГСА – 30%; Cr - 1%; Mn – 1%; Si – 1%; Н/Л; В/К;
конструкционная
Заменитель - стали: 40ХФА; 35ХМ; 25ХГСА; 35 ХГСА.
Вид поставки – сортовой прокат, в том числе фасонный
калиброванный пруток, серебрянка, полоса, поковки и кованные заготовки.
Назначение – различные детали, работающие при температуре до
200°С, ответственные сварные конструкции, крепежные детали, работающие
при низких температурах.
2.2.1. Химический состав, назначение, виды поставки.
|Марка |Источник |Массовая доля элементов в % |
|стали | | |
| | |C |Mn |Si |Cr |P |S |Cu |Ni |
| | | | | | |не более |
|30ХГСА |ГОСТ |0,28 |0,80 |0,90 |0,80 |0,025|0,025|0,30 |0,30 |
| |45-43-71 |0,34 |1,10 |1,20 |1,10 | | | | |
Исходные материалы мартеновской плавки.
Шихта делится на металлическую группу и неметаллическую.
Металлическая группа.
Чугун – передельный твердый.
Металлический лом – оборотный, покупной.
Оборотный – отходы металлургического производства (плавка,
прокат, металл со шлакоотвалов).
Покупной – отходы обрабатывающей промышленности, амортизационный
лом, транспорт, с/х машины, военная техника и т.д.
Металлический лом по химическому составу делят на углеродистый и
легированный. По ГОСТ 2787-85 лом черных металлов делят на два вида:
стальной;
чугунный;
на две категории: легированный, не легированный;
на два класса: тяжеловесный, легковесный.
Неметаллическая группа.
Флюсы – не металлические материалы, обеспечивающие в процессе
выплавки получение шлака необходимого состава и свойств. По ГОСТ 1387-
91.
Флюсы делят на:
широко образующие – известняк, известь;
шлакоразжижающие – бокситы, шамотный бой, плавиковый шпат, окалина.
Окислители:
Твердые – железная руда, агломерат, окалина, сварочный шлак.
Газообразные – воздух, кислород.
2.1.2. Расчет металлической части шихты.
Сталь 30ХГСА
Печь – 130 т.
Углерод на выпуске – 0,3 % согласно инструкции ТИ1-86 для 130т. печей
запас по углероду составит:
0,30 + 0,45 = 0,75% С
Принимаем угар 50%, тогда в завалке углерода должно быть:
0,75 – 50%
х = =1,5%
х - 100%
Углерода в завалке должно быть 1,5 %.
Содержание углерода в чугуне принимаем равным 4%, содержание углерода в
стальной шихте – 0,20 %
х – количество чугуна
(130 -х) – количество стальной шихты
4х + 0,20· (130 -х) = 130·1,5
4х + 26 – 0,2х = 195
3,8х = 169
х = 44
130 – 44 = 86
Стальной лом – 43 т.
Пакеты – 22 т.
Стружка – 21 т.
Количество извести не менее 40 кг на 1 т.
130т. · 0,04т. = 5,2 т. извести.
2.1.3. Расчет ферросплавов.
Предварительно раскисление в печи (ТН1-86) проводят ФСХ33 из расчета
введения 0,30% Si без учета угара.
ФСХ33 = =1114 кг
Какое количество Si остается при угаре 90%
0,3 – 100%
х = = 0,03 %
х - 10%
Легирование Mn производим в ковше CMn17 Mn – 70%, Si – 18%
Среднее содержание Mn в марке 30ХГСА
е = = 0,95%
Остаточный Mn в ванне 0,10 % , Тогда необходимо добавить на 0,85 %
CMn17 = = 1661 кг
CMn17 внесет 0,23%
1661 – 100%
х = = 299 кг
х - 18%
ФСХ33 внесет Cr
1114 – 100%
х = 0,29 - остаточный
х - 40%
в ванне с учетом угара по Cr – 15%.
Остаточный Cr в ванне 0,25%
Средний Cr по марке:
е = (0,8 +1,10)/2 = 0,95 – 0,25 – 0,29 = 0,41 %
ФХ800 = = 896 кг
Легирование Si в ковше ФС75.
Среднее содержание Si в марке:
(0,9 +1,20)/2 = 1,05 %
ФСХ33 внес Si – 0,03%, CMn17 – 0,23%
Необходимо 1,05 – 0,26 = 0,79 %
ФС75 = = 1611 кг
Количество Al для раскисления в ковше берется из расчета 500 г/т по ТИ1-
86
130·0,5 = 65 кг алюминия
2.1.4. Периоды плавки.
Заправка печи.
Допускается совмещение заправки откосов задней стенки с выпуском
плавки. При этом загущение шлака заправочными материалами или за счет
снижения тепловой нагрузки не допускается.
Завалка.
Порядок завалки материалов в печь должен обеспечить равномерное
плавление, активный процесс шлакообразования, нормальное расплавление
по углероду, сохранность рабочего пространства и подины печи.
Устанавливается следующая последовательность завалки материалов в печь:
под низ загружается стружка или легковесный лом, после завалки 20-25 %
шихты, запускается известь или известняк. Завалка чугуна производится
после завалки извести или известняка вперемешку с шихтой. Допускается
заваливать чугун после загрузки всей шихты.
Не допускается завалка извести непосредственно вплотную к кладке
ванны во избежание заращивания, аналогично и чугуна – во избежание
разъедания.
Плавление.
Началом периода плавления считается момент окончания завалки
шихтовых материалов. В процессе плавления рекомендуется производить
растаскивание скоплений не расплавившейся шихты с целью сокращения
периода плавления. В конце плавления берется предварительная проба
металла, по результатам которой принимается решение о дальнейшем
ведении плавления.
Кипение. Окислительный период.
Началом периода кипения считается взятие первой, основной пробы
металла. Кипение делится на два периода: окислительный период; период
чистого кипения.
Окислительный период: Назначение периода – максимальное удаление
фосфора, окисление избыточного углерода. Окисление избыточного углерода
рекомендуется производить за счет присадок железной руды.
Присадку руды рекомендуется производить порциями, не более 10 кг
на тонну, с интервалом 10-15 минут. После присадок руды снижают подачу
в печь топлива и воздуха. При нормальном подготовленном шлаке
значительная часть его уходит самотеком. В случае необходимости
удаление шлака производят гребками. При этом недопустимо оголение
металла под факелом. Количество одновременно присаживаемых материалов
для наведения шлака не должно превышать 25 кг/т, следующую присадку
рекомендуется производить после растворения предыдущей.
Признаками, определяющими нормальное проведение окислительного
периода, являются:
1. Содержание фосфора в стали не более 0,015%.
2. Снижение содержания серы в металле, обеспечиваемое в окислительный
период снижением содержания закиси железа в шлаке, и повышение его
основности.
В окислительный период допускается производить следующие
операции:
1. Исправлять жидкие или густые шлаки присадками небольших порций
обоженной извести или хорошо просушенных флюсов в количестве не
более 10 кг/т, не допуская при этом заметного снижения интенсивности
кипения металла.
2. Использовать чугун не долее 20 кг/т, или алюминиевую стружку с
примесью чугунной, в количестве не более 10 кг/т, в случае
пониженного запаса углерода по расплавлении.
Период чистого кипа: Началом периода чистого кипа считается
момент окончания формирования однородного шлака, но не ранее, чем через
10 минут после последних присадок железной руды или шлакообразующих.
Ванна к этому времени должна закипеть ровным пузырем на площади
не менее 70% её поверхности. Чистое кипение проводится под активным
однородным жидкотекучим шлаком, количество которого должно исключить
возможность оголения металла под факелом. Окисление углерода на
протяжении всего периода чистого кипения должно быть равномерным.
За весь период чистого кипения должно быть окислено не менее
0,13% углерода. При этом продолжительность чистого кипения должна быть
не менее 30 минут. Содержание серы в металле перед раскислением
определяется категорией выплавки стали, и видом процесса. Основность
шлака в конце чистого кипения рекомендуется не менее 2,8. К концу
чистого кипа металл должен быть нагрет до заданной температуры,
приметно 1630є - 1640єС. Концом чистого кипения является начало
предварительного раскисления, а в случае полного раскисления в ковше –
выпуск плавки из печи.
Раскисление, легирование, выпуск.
Выпуск с предварительным раскислением кремнесодержащиими
материалами производится на всех марках стали. Предварительное
раскисление стали производится после отбора последней пробы металла.
После получения анализа на углерод из последней пробы производится
корректировка металла по углероду присадкой предварительно прокаленного
в мульде чугуна. Чугун присаживается сбоку от сталевыпускного отверстия
не позднее, чем за минуту до начала выпуска.
Выпуск, окончательное раскисление
и легирование стали.
Выпуск стали производится не ранее, чем через 5 минут после
присадки в печь ферросплавов для раскисления предварительного и
легирования. Окончательное раскисление стали производится в ковше во
время выпуска путем присадки подогретого алюминия на дно ковша, или с
первыми порциями металла. Введение ферросплавов в ковш производится из
навесного бункера, начиная с момента наполнения ковша, на ј его высоты,
и заканчивается при наполнении ковша на 2/3 его высоты, но не позднее
появления шлаков. Размер кусков, применяемых ферросплавов, должен быть
не более 100 мм. Применение пылевидной фракции запрещено.
Окисление и восстановление фосфора.
Фосфор в стали является вредной примесью, отрицательно влияющей
на её механические свойства. Поэтому содержание фосфора в стали, в
зависимости от её назначения, ограничивается пределами 0,015 – 0,07%
Основными условиями получения качественной стали является полное
окисление фосфора и перевод его в шлак по ходу плавки, т.е.
дефосфорация металла. Окисление фосфора можно представить в виде
следующей схемы:
2 [ P ] + 5 ( FeO) = (P2O5) + 5 [ Fe]
(P2O5) + 3 (FeO) = (FeO)3 · P2O5
(FeO)3 · P2O5 + 4 (CaO) = (CaO)4 · P2O5 + 3 (FeO)
Вывод:
2 [ P ] + 5 ( FeO) + 4 (CaO) = (CaO)4 · P2O5 + 5 [ Fe]
При отсутствии извести процесс окисления фосфора возможен при
относительно низких температурах с образованием фосфата железа. Однако,
это соединение непрочно, при высоких температурах происходит его
разложение и переход фосфора в металл. Поэтому главная роль в переводе
фосфора в шлак принадлежит CaO при условии присутствия FeO в шлаке, в
определенном соответствии с CaO.
С повышением температуры полнота дафосфорации снижается.
Для предотвращения восстановления фосфора из шлака в металл,
нужно поддерживать необходимую основность шлака.
Десульфурация металла.
Сера, так же как и фосфор, является вредной примесью в стали и
вносится в металл шихтовыми материалами и некоторыми видами топлива.
Содержание серы в стали допускается от 0,005 до 0,06%.
Сера обладает высокой химической активностью и образует
сернистые соединения – сульфиды. Сернистые соединения ухудшают многие
важные характеристики служебных свойств металлов и сплавов, усиливают
склонность к образованию горячих трещин при прокате и сварке. В то же
время серу специально вводят в автоматные стали с повышенным
содержанием марганца для получения хорошей обрабатываемости режущими
инструментами этой стали.
Учитывая вредные действия серы на качество стали, кроме
автоматной, металлурги стремятся как можно больше её удалить из металла
во время плавки.
Сера обладает большой поверхностной активностью, поэтому процесс
десульфурации осуществляется главным образом на поверхности раздела
металл – шлак. Для термодинамического анализа металлической ванны может
быть принята следующая схематическая реакция:
(CaO) + [ FeS ] > (CaS) + (FeO)
Успешно протекает процесс десульфурации металлической ванны при
наличии достаточно-основного и жидкоподвижного шлака. Чем выше
основность шлака, тем больше, при прочих равных условиях, он может
удерживать в своем составе серы, и тем выше должны быть показатели
десульфурации.
Когда повышение основности шлака не сопровождается снижением его
вязкости, концентрация серы в шлаке не увеличивается и показатели
десульфурации начинают ухудшаться.
2. Технология сифонной разливки.
При сифонной разливке металл из сталеразливочного ковша
направляется в центровой литник, после чего поступает по сифонным
трубкам в изложницы. Одновременно из одной центровой могут наполняться
от 2 до 64 изложниц, размещенных на чугунных поддонах.
Преимущества сифонной разливки.
Поверхность более чистая, т.к. металл при разливе поступает в
изложницу снизу, поднимается сравнительно медленно и спокойно. Такой
способ разливки обеспечивает меньшую окисленность металла, обеспечивает
возможность образования подкорковых пузырей. Слитки, отлитые сифонным
способом, не требуют обдирки и значительной зачистки; продолжительность
разливки меньше, т.к. одновременно осуществляется отливка нескольких
слитков, при этом плавку большой массы можно разливать в мелкие слитки.
Разливка сифонным способом дает возможность регулирования в
более широких пределах скорости наполнения изложниц и наблюдения за
поведением металла в изложницах на протяжении всего периода разливки.
Слиток получается качественный, однородный, плотный, нет расплескивания
металла по стенкам изложниц и трещин, вследствие меньшей скорости
разливки металла.
Недостатки сифонной разливки.
Необходимость нагрева металла в печи до более высокой
температуры из-за охлаждения металла в центровой и сифонных трубках.
Увеличенный расход металла на литниковую систему (0,7-2,0 % от
массы разливаемой стали). Повышенная стоимость разливки, связанная с
расходом сифонного кирпича, установка дополнительного оборудования,
большая трудоемкость сборки поддонов и центровых.
Сифонным способом разливают углеродистую и легированную сталь, к
поверхности которых предъявляют высокие требования.
При разливке стали не должно быть затворов корочки и прерывания
струи.
3. Тепловой режим мартеновской печи.
Изменение тепловой нагрузки по ходу плавки.
В период завалки из-за большой разницы между температурой
сыпучих материалов, металлического лома и факела происходит усиленная
передача тепла от факела к заваливаемой шихте. Тепловая нагрузка в этот
период в 1,5 раза больше его среднего значения.
В период нагрева шихты разница температур между факелом и шихтой
уменьшается, снижается тепловосприятие лома. Поэтому для предотвращения
перегрева футеровки и чрезмерного оплавления шихты тепловая нагрузка
снижается и составляет 85-90% от максимальной.
В период плавления условия теплообмена существенно меняются,
т.к. шлак первого периода плавления обладает относительно малой
теплопроводностью, что может вызвать перегрев кладки печи.
В период доводки условия теплообмена между факелом, ванной-
кладкой и ванной улучшаются в результате изменения физических свойств
шлака. Однако снижение концентрации углерода в металле приводит к
уменьшению выделения СО, в связи с чем тепловая нагрузка в этот период
обычно повышается и колеблется в зависимости от конкретных условий в
пределах 50-90% от максимальной.
В период заправки печи, которая происходит во время выпуска
плавки и частично во время прогрева сыпучих материалов, тепловая
нагрузка близка к максимальной, т.к. к моменту завалки печь должна быть
хорошо нагрета.
Топливно-кислородная горелка.
В лобовой части она имеет кольцевую, расширяющуюся в обе стороны
по направлению к выходу форкамеры.
Процесс горения начинается внутри форкамеры, и на выходе из неё
образуется высокотемпературный факел, у которого отсутствует
низкотемпературный начальный участок.
Природный газ на трехканальных печах подается по двум фурмам,
одна из которых вставлена в торец газового кессона, а через вторую
проходит 60-70% поступающего газа. Дополнительный воздух поступает
через бывший газовых вертикал печи. В этом канале происходит частичная
самокарбюрация газа с выделением частиц сажистого углерода. Получается
настильный, хорошо светящийся факел. Скорость истечения газа из нижней
фурмы меньше, чем из верхней.
4. Приемка печей и их осмотр перед сменой.
Сталевары мартеновских печей вместе со своими поручными перед
проведением предсменного оперативного совещания с начальником смены,
обязаны на рабочем месте ознакомиться с состоянием печей и ведением
технологического и теплотехнического процессов плавки.
Первый подручный сталевара при осмотре печи и приемке смены
обращает особое внимание на чистоту нажней площадки печи, точность
установки стендов для шлаковых чаш и самих чаш, состояние стендов для
ковшей и самих ковшей для приемки металла, установку сталевыпускного
желоба, просушку желоба, исправность шлаковой тележки и электролебедок
для транспортировки шлаковых чаш из-под печи, состояние бункеров для
ферросплавов.
Второй подручный сталевара помогает первому в уходе за
сталевыпускным отверстием, участвует в выпуске шлака через шлаковые
летки, наблюдает за ними, отвечает за чистоту на задней площадке печи.
Более качественной передаче-приемке смены способствует правильно
составленный и заполненный агрегатный журнал. В свою очередь,
сталевары, сдавшие смену, не имеют права покинуть печи, если сталевары,
принимающие смену, не приняли и не подписали агрегатный журнал.
2. Техника безопасности.
К самостоятельной работе на участке мартеновских печей
допускаются лица мужского пола не моложе 18 лет, получившие вводный
инструктаж, первичный инструктаж по охране труда в объеме инструкций,
действующих на участке, прошедшие практическое обучение безопасным
приемам под руководством опытных рабочих, владеющих знаниями и навыками
в соответствии с требованиями инструкций по эксплуатации оборудования
участка, аттестованные на знание правил Госгортехнадзора в объеме
выполняемой работы, имеющие допуск по состоянию здоровья к работе на
«горячем» участке и прошедшие проверку начальником цеха, знаний правил
охраны труда с оформлением допуска к самостоятельной работе в личной
книжке по технике безопасности и распоряжением по цеху.
Требования безопасности во время работы.
Завалка шихты в мартеновские печи.
После выпуска плавки и заправки печи сталевар дает указания
машинисту завалочного крана о порядке завалки шихты в печь. При садке
стружки, особенно масляной, главный шибер печи должен быть полностью
открыт, а топливо – сбавлено. Перед началом завалки сталевар обязан
выставить стойки и натянуть канаты, либо выставить аншлаги «опасная
зона» для ограждения зоны работы завалочного крана на время завалки
печи.
Не разрешается хождение людей за стеллажами печей во время
подъема и установки на них мульд.
Период плавления.
Сталевар и подручные, наблюдающие за ходом плавления, должны
соблюдать осторожность, особенно в момент перекидки клапанов, т.к может
быть выброс пламени через гляделки теплотности печи, что может
причинить ожоги.
В период плавления подручные сталевара подготавливают все
необходимое для кипения материалы.
Период кипения.
При необходимости в период кипения производится замена шлаковой
части. Порог среднего окна при этом тщательно заправляется, а люк
закрывается.
В случае аварийного состояния печи мастер и старший сменный
мастер обязаны принять меры к выпуску металла из печи, не считаясь с
химанализом и заданной маркой стали, а также принять все необходимые
меры по охране труда для аварийного выпуска металла.
Подготовка к выпуску и выпуск металла.
Перед разделкой сталевыпускного отверстия первый подручный
сталевара обязан проверить:
- подготовленность сталевыпускного желоба, его просушенность;
- наличие шлаковой чашки под желобом;
- наличие и исправность инструмента для разделки отверстия;
- наличие и исправность кислородного шланга и трубки для прожигания
отверстия;
- наличие сухих материалов для дачи в ковш.
Разделка сталевыпускного отверстия печи производится первым
подручным сталевара только по команде плавильного мастера и при наличии
под желобом подготовленного к приему ковша.
Разделка отверстия производится ломиком, при этом необходимо
остерегаться внезапного выброса металла и газов. Подручные сталевара,
разделывающие отверстия, должны находиться по сторонам желоба, не
находясь в выпускном желобе и на его борту. При разделке загоревшего
отверстия применяется остро заточенный ломик и кувалда.
Заправка печи и очистка ям на подине.
После выпуска плавки сталевар обязан тщательно осмотреть рабочее
пространство печи. При обнаружении ям на падине немедленно производится
очистка ямы от остатков металла сжатым воздухом, после чего
осуществляется заправка разрушенных мест подины печи.
Заправка подины после очередной плавки и очистки ям от металла
производится под руководством плавильного мастера, а при остановке печи
на планово-предупредительный ремонт – под руководством старшего мастера
мартеновской печи.
Перед началом заправки мастер обязан проверить установку
защитного экрана против выпускного отверстия и потребовать от мастера
разливки стали удалить работающих против печи людей в безопасное место.
За нарушение требований настоящей инструкции рабочие и
специалисты несут ответственность в дисциплинарном или уголовном
порядке, в зависимости от тяжести несчастных случаев.
Литература:
1. ТИ 1-86, «Выплавка стали в основных мартеновских печах».
2. Струговицкий Д.П., «Сталевар мартеновской печи»,
Свердловск, «Металлургиздат», 1961г.
3. Линчевский Б.В. и др., «Металлургия черных металлов»,
Москва, «Металлургия», 1986г.
4. Борнадский И.И. и др., «Подручный сталевара широкого профиля»,
Москва, «Металлургия», 1986г.
5. Панфилов М.И., «Справочное руководство сталеваров мартеновских
печей»,
Свердловск, «Металлургиздат», 1979г.
6. Заверюха Н.В. и др., «Сталевар мартеновской печи»,
Москва, «Металлургия», 1981г.
7. ТИ 92-88, «Разливка стали, выплавленной в основных мартеновских
печах».
Реферат на тему: Высоковольтные шунтирующие сопротивления
СОДЕРЖАНИЕ
I. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ШС ............ стр.2
II. КОНСТРУКЦИЯ ШС ВВ ............................... стр.3
III. СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ШС ............................. стр.8
IV. ПРИМЕНЕНИЕ ШС ................................... стр.13
V. ВЛИЯНИЕ ШС НА ВН НА КОНТАКТАХ .................... стр.14
ЛИТЕРАТУРА .......................................... стр.15
I. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ШУНТИРУЮЩИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ
Большинство современных воздушных выключателей (ВВ) снабжено
шунтирующими сопротивлениями (ШС), т.е. сопротивлениями, подключаемыми
параллельно контактам выключателей. От ШС в значительной мере зависит
эффективность работы выключателей.
По назначению ШС могут быть разделены на три основные группы:
- сопротивления, предназначенные для влияния на параметры переходного
восстанавливающегося напряжения на контактах выключателя при отключении
коротких замыканий;
- сопротивления, предназначенные для снижения коммутационных
перенапряжений;
- сопротивления, предназначенные для распределения напряжения между
разрывами.
Наибольшее распространение получили сопротивления первой группы. Ими
снабжаются генераторные выключатели для нейтрализации высоких частот
(скоростей) восстанавливающегося напряжения и увеличения тока отключения и
сетевые выключатели для этих же целей, а также выключатели для успешного
отключения неудалённых коротких замыканий (ВВ 110-330 кВ). Влияние этих
сопротивлений в зависимости от их значения на процесс отключения может
иметь место как до перехода тока через нуль, так и в процессе
восстановления напряжения после перехода тока через нуль. Сопротивление,
приходящееся на один разрыв выключателя, может изменяться от десятых долей
Ома на мощных генераторных выключателях до сотен Ом на сетевых
выключателях.
Поскольку проблема отключения тока через эти сопротивления становится
иногда весьма сложной, в ряде случаев применяется двухступенчатое
шунтирование. Как правило, в качестве сопротивлений первой группы
используются линейные металлические или керамические сопротивления.
Не менее важное значение, особенно для выключателей сверхвысокого
напряжения, имеют сопротивления второй группы. Их основное назначение –
- ограничивать перенапряжения при отключении ненагруженных
трансформаторов, реакторов, синхронных компенсаторов, а также при
коммутации ненагруженных линий. В отличие от сопротивлений первой группы,
вводимых в действие только при отключении, сопротивления второй группы в
ряде случаев вводятся при включении (предвключаемые сопротивления).
Значения сопротивлений второй группы колеблются от десятков Ом до
нескольких тысяч Ом на разрыв. Применяются как линейные, так и нелинейные
сопротивления.
Сопротивления третьей группы получили в современных ВВ ограниченное
применение ввиду интенсивного развития служащих для той же цели делительных
конденсаторов. Эти сопротивления составляют обычно несколько сотен тысяч Ом
на разрыв. В главе II рассмотрим особенности конструкций сопротивлений, а
затем (глава III, IV) основные схемы их подключения и некоторые
специфические вопросы, связанные с влиянием ШС на процесс коммутаций
выключателя.
II. КОНСТРУКЦИЯ ШУНТИРУЮЩИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ
ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
2.1. Общие сведения
Шунтируюшие сопротивления используются практически во всех современных
воздушных выключателях, однако число используемых конструкций сопротивлений
весьма ограничено. По роду установки шунтирующие сопротивления
классифицируются на три группы: наружной установки, внутренней установки и
для работы в средах с высокой электрической прочностью (например, в сжатом
воздухе, SF6, масле и т.п.).
По конструктивному исполнению сопротивления можно разделить на две
группы: сопротивления с металлическими токоведущими элементами (круглыми
или плоскими) и объёмные сопротивления (линейные или нелинейные),
выполненные из специальной керамики. В таблице 1 и в таблице 2 приведены
необходимые для расчётов характеристики отечественных металлических и
изоляционных материалов, применяемых в конструкциях сопротивлений.
Наиболее перспективными являются конструкции безындуктивных объёмных
шунтирующих сопротивлений. В мировой практике наибольшее распространение
получили керамические объёмные сопротивления фирмы «Морганайт», выпуск
аналогичных элементов сопротивлений освоен также российской
промышленностью. Для современных линейных объёмных сопротивлений достигнута
теплоёмкость в единице объёма при адиабатном нагреве до 300
Дж/см3, удельное объёмное сопротивление может меняться в широких пределах,
от 100 до 3000 Ом.см, что позволяет получать элементы с различным
сопротивлением. В России применяются в качестве объёмных сопротивлений
также сопротивления из бетэла с объёмной теплоёмкостью около 100 Дж/см3. На
базе объёмных керамических сопротивлений выпускаются также нелинейные
сопротивления, меняющие своё значение в зависимости от приложенного к ним
напряжения. Такие сопротивления, как отмечалось выше, весьма эффективны для
снижения коммутационных перенапряжений при отключении малых индуктивных
токов.
Если обозначить через i1 и i2 токи, протекающие через нелинейное
сопротивление соответственно при напряжениях u1 и u2, то справедливо
соотношение
i1/i2 = (u1/u2)mн
Минимальное значение mн для нелинейных сопротивлений обычно составляет
2, 8-4. Значение показателя mн для практически не зависят от температуры
сопротивления.
Для иллюстрации эффективности применения нелинейных сопротивлений при
отключении малых индуктивных токов на рис. приведена зависимость кратности
перенапряжений от отношения срезанного тока к его амплитуде при нелинейном
сопротивлении с характеристическим уравнением
ir = 0,0025.I.(uв/E)5, где I = E/((.L).
Рассмотрим более подробно конструкции сопротивлений различных типов.
2.2. Сопротивления с металлическими токоведущими элементами
На рис.1 приведена конструкция ШС наружной установки с ленточным
токоведущим элементом. Согнутая зигзагообразно лента из нихрома Х20Н80Т со
слюдопластовыми прокладками заложена в металлические коробочки,
изолированные друг от друга миканитовыми прокладками и собранные в пакет,
который в свою очередь помещён в фарфоровую герметизированную покрышку.
Пакет сжат пружиной. Подобные сопротивления в 70 Ом используются для
выключателей с газонаполненным отделителем для токов отключения вплоть до
31,5 кА. Сопротивления имеют пониженную индуктивность.
На рис.3 изображено ШС наружной установки, которое применяющееся в
отечественных ВВ для особо тяжёлых условий по скорости восстановления
напряжения. Две параллельные ленты 3 из нихрома ОХ23Ю5 с проложенными между
сгибами миканитовыми прокладками круглой формы 4 и концевыми латунными
контактами сжаты между основанием 1 и крышкой 5 посредством регулировочных
болтов 7 в фарфоровой герметизированной покрышке 2, в которую для
поглощения выделяющейся из миканита при нагреве остаточной влаги вложен
пакет с силикагелем 6. Поскольку сам пакет обладает пружинящими свойствами,
дополнительных сжимающих приспособлений в этом сопротивлении не требуется.
Ввиду большого коэффициента заполнения фарфоровой покрышки сопротивление
обладает очень высокой теплоёмкостью. Сопротивление выполняется в 4 и 5 Ом,
его индуктивность 0,001 мГн.
На рис.4 приведена конструкция сопротивления 150 Ом наружной установки
со спиральным токоведущим элементом, применяемого в отечественных ВВ с
газонаполненным отделителем. Спираль 3, выполненная из хромелевой проволоки
ОХ23Ю5 диаметром 1,8 мм, заложена в керамические плитки 2 таким образом,
что токи в смежных плитках направлены противоположно. ШС применяются в
выключателях с токами отключения до 25 кА из-за относительно большой
индуктивности.
На рис.5 показано сопротивление с ленточным токоведущим элементом для
генераторных выключателей внутренней установки. Нихромовая лента согнута
зигзагообразно, между отдельными зигзагами проложены миканитовые прокладки
Весь пакет заключён в текстолитовую коробку с отверстиями для охлаждения и
зажат между двумя латунными скобами, являющимися выводами.
На рис.6 тоже приведена конструкция шунтирующего сопротивления со
спиральным токоведущим элементом для работы в сжатом воздухе, применяющаяся
в отечественных воздушных выключателях с металлической гасительной камерой
на высоком напряжении. Спираль 5, выполненная из нихромовой проволоки
Х15Н60 диаметром 1,8 мм и предварительно изолированная шестью слоями
стеклоленты, намотана на эпоксидный цилиндр 6, после чего катушка залита
эпоксидным компаундом с кварцевым песком в качестве наполнителя. При
заливке пропитываются только 2 - 3 слоя стеклоленты, остальные играют роль
теплового и механического буфера при прохождении тока. Эпоксидный компаунд
играет также роль барьерной изоляции, поскольку всё сопротивление в
отключенном положении находится под высоким напряжением по отношению к
корпусу камеры. Спираль может наноситься на цилиндр как в виде одной ветви
с промежутком между выводами, так и в виде двух параллельных ветвей.
Сопротивление имеет две разновидности, 100 и 50 Ом с индуктивностью
соответственно 0,2 и 0,1 мГн. Сопротивление при помощи приливов из того же
компаунда крепится ко вводу дугогасительной камеры. Неподвижный
вспомогательный контакт устанавливается непосредственно на сопротивление и
крепится к контактным втулкам 1, а соединение с другим выводом
осуществляется при помощи съёмной перемычки 4, крепящейся к армированной
втулке 3 винтом 2.
2.3. Сопротивления с объёмными токоведущими элементами
Элементы объёмных сопротивлений, как правило, выполняются в виде
дисков, иногда с центральным отверстием, или цилиндров. На торцевые
поверхности элементов по специальной технологии наносится слой металлизации
для создания надёжного контакта с соседними элементами или контактной
арматурой; необходимое контактное нажатие составляет примерно 2,1 кг/см2;
боковая поверхность элементов обычно покрывается слоем жаропрочной
изоляционной эмали или глазуруется.
Блок керамических ШС, применяемых в ВВ с металлической камерой фирмы
«Рейролл» состоит из цилиндрических элементов сопротивлений, расположенных
по окружности и соединенных между собой последовательно специальной
экранной и контактной арматурой, с одной стороны создающей достаточную
жёсткость всей конструкции, а с другой – обеспечивающей достаточную
электрическую прочность блока по отношению к стенкам камеры. Блок крепится
в камерах непосредственно на вводах.
На рис.2 показано шунтирующее сопротивление наружной установки с
бетэловым элементом, применяющееся для отечественных выключателей с
газонаполненным отделителем. Бетэловый элемент (БЭ) представляет собой
цилиндр диаметром 0,25 м и высотой 1 м, армированный по торцам стальными
фланцами, приклеиваемыми специальным составом. Сопротивление элемента может
быть от 10 до 1000 Ом с адиабатным поглощением энергии до 5 МДж,
индуктивность его составляет 0,2 – 0,5 мГн. Бетэловый элемент помещён в
герметизированную фарфоровую покрышку, закрытую по торцам фланцами.
На рис.7 приведено нелинейное ШС, применяющееся на ВВ внутренней
установки напряжением 35 кВ, предназначенном для отключения
электротермических установок. Двадцать последовательно соединённых
керамических дисков 1 помещены для защиты от механических повреждений в
изоляционный цилиндр 2. Цилиндр с обеих сторон закрыт фланцами 3, с помощью
которых производится крепление сопротивления к камере. Электрическая цепь
керамических дисков с фланцами 3 создаётся пружиной 4 и шайбой 6.
Пространство между изоляционным цилиндром и дисками залито эластичным
компаундом 5. Сопротивление предназначено для снижения перенапряжений при
отключении ненагруженных трансформаторов.
На рис.8 представлена в разрезе вспомогательная камера воздушного
выключателя фирмы «Делль» с дисковыми керамическими сопротивлениями.
Сопротивление находится постоянно в сжатом воздухе. К выходному концу
сопротивления непосредственно прикреплён неподвижный вспомогательный
контакт. Соединение дисков между собой может осуществляться без специальной
арматуры, методом спекания, либо при помощи специальной соединительной
арматуры, припаянной к торцевой поверхности.
III. СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ШУНТИРУЮЩИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ
В зависимости от назначения щунтирующих сопротивлений в воздушных
выключателях имеется довольно много разновидностей схем их включения. Эти
схемы отличаются друг от друга как принципиально, по режиму протекания
основного и сопровождающего тока, так и функционально, по временной
координации разрывов в операции отключения и включения. Существенно также
различие самих сопротивлений, которые в основном определяются режимом
работы и параметрами выключателей.
На рис.16 приведены три основные схемы, классифицированные по способу
подсоединения шунтирующих сопротивлений; в свою очередь каждая из этих схем
имеет несколько исполнений – в зависимости от временной координации.
В схеме а номинальный ток протекает по главным контактам ГК, а по
вспомогательным ВК1 - только ток, ограниченный сопротивлением r1. Может
быть применено двухступенчатое шунтирование сопротивлениями r1 и r2 с
контактами ВК2 и отделителем Отд. Обязательным условием временной
координации при отключении является запаздывание в размыкании
вспомогательных контактов по отношению к главным на время, не меньше
максимальной длительности гашения основной дуги.
С учётом времени гашения вспомогательной дуги наибольшее время
обтекания сопротивлений током составляет 0,04 – 0,07 сек, что
предопределяет довольно тяжёлый термический режим сопротивлений, особенно
при работе в циклах. Схема позволяет во включенном положении выключателя
держать вспомогательные контакты разомкнутыми, включая их только после
подачи команды на отключение (до размыкания главных контактов). По данной
схеме возможно также двухстороннее использование сопротивлений (при
отключении и включении). При этом временная координация должна
предусматривать отключение вспомогательных контактов позже главных, а
включение – раньше. При наличии отделителя в этом случае он отключается
последним, а включается первым.
Особенностью схемы при отсутствии отделителя является необходимость
разомкнутого положения как главных, так и вспомогательных контактов в
отключенном положении выключателя и соответствующее их выполнение с точки
зрения изоляционной прочности.
В некоторых случаях, особенно для выключателей высоких классов
напряжения, сопротивления подключают только при включении. При этом после
завершения операции включения вспомогательные контакты размыкаются и
остаются в отключенном положении.
Схема а распространена в воздушных выключателях на все напряжения.
Сопротивление r1 колеблется от нескольких десятых Ома для генераторных
выключателей на большие токи до нескольких сотен Ом для выключателей на
высокие классы напряжения.
Назначение сопротивлений по этой схеме – снижение скорости
восстановления напряжения при отключении и ограничение коммутационных
перенапряжений при включении. В большинстве случаев применяются линейные
сопротивления, однако в некоторых специальных случаях сопротивления
выполняются нелинейными (для ограничения коммутационных перенапряжений при
отключении ненагруженных трансформаторов и малых индуктивных токов). При
этом при наличии отделителя вспомогательные контакты могут вообще
отсутствовать.
В схеме б номинальный ток протекает по главным (ГК) и вспомогательным
(ВК) контактам. Вспомогательный контакт рассчитан при размыкании только на
пропускание и гашение сопровождающего тока. Возможно последовательное
включение отделителя.
Обязательным условием для этой схемы, так же как и для схемы а,
является заданное запаздывание в размыкании вспомогательного контакта. В
схемах а и б аналогичны и требования к термической стойкости сопротивлений.
Поскольку в этой схеме сопротивление r1 всегда шунтирует главные контакты,
к последним в отношении изоляции предъявляются только требования,
обусловленные коммутационными режимами, что для некоторых классов
напряжения позволяет выполнить их конструктивно более простыми. Если не
предъявлять к этой схеме требования двухсторонней работы сопротивлений,
главные контакты могут быть выполнены импульсными, т.е. размыкающимися
только на время отключения, однако при этом вспомогательные контакты могут
быть рассчитаны на полную включающую способность. Назначение сопротивлений
такое же, как и в схеме а. К недостаткам этой схемы по сравнению со схемой
а следует отнести удвоение разрывов, пропускающих номинальный ток и
рассчитанных на полную термическую и динамическую стойкость.
Схема в по виду аналогична схеме б, однако принципиально её отличием
является конструктивное выполнение вспомогательного контакта ВК1, дающее
ему возможность при размыкании пропускать полный ток короткого замыкания и
гасить, по крайней мере, сопровождающий ток, ограниченный шунтирующим
сопротивлением r1.
Естественно, что при включенном положении этот контакт должен, как и в
схеме б, пропускать номинальный ток и сквозной ток короткого замыкания. Это
даёт возможность производить одновременно замыкание главных контактов ГК и
вспомогательных ВК1 и тем самым существенно уменьшить время обтекания током
шунтирующего сопротивления r1. Действительно, поскольку к моменту перехода
через нуль тока в главном контакте вспомогательный контакт ВК уже готов к
гашению, прерывание тока во вспомогательном контакте происходит при первом
же переходе через нуль после гашения тока в главном контакте ГК и,
следовательно, время протекания тока по сопротивлению r1 будет
t = [( - arcsin(r1/(x2+r12)]/(,
где x – реактивное сопротивление внешней цепи, Ом.
Поскольку обычно r1 >> x, время t при отключении токов КЗ близко к
5 мсек. Значительно меньшее здесь по сравнению со схемами а и б время
протекания тока по шунтирующему сопротивлению позволяет выполнить его
значительно более низкоомным и создать на базе этой схемы так называемые
выключатели для особо тяжёлых условий по скорости восстановления
напряжения. Замечательной особенностью этих выключателей является
практически полная независимость восстанавливающегося на контактах
напряжения при отключении КЗ, в том числе и неудалённых, от условий внешней
цепи.
Обычно для простоты конструкцию вспомогательных контактов ВК1 в
схеме в принимают аналогичной конструкции главных ГК. При необходимости
вспомогательные контакты ВК1 шунтируют второй, более высокоомной, ступенью
r2. При этом во многих случаях КЗ с неповышенными СВН, а также небольшие
токи отключает вспомогательный контакт ВК1 при первом переходе тока через
нуль, и шунтирующее сопротивление r1 вообще током не обтекается, что также
является преимуществом по сравнению со схемами а и б, где термическая
нагрузка сопротивлений при отключении КЗ практически не зависит от его
тяжести.
Рассмотрим эквивалентную схему (на основе рис.12) выключателя,
питающего присоединения, в режиме, наиболее тяжёлом для вспомогательных
контактов. При этом rв = (. Примем в этом расчёте, что шунтирующее
сопротивление r имеет индуктивность Lш. Из очевидных соображений следует,
что до размыкания вспомогательного контакта ток через сопротивление r
ic = Em/(([(.(L + Lш)]2 + r2).sin((.t) = (Em/z).sin((.t)
при напряжении источника питания e = Em.sin((.t + (), где tg( = (.(L +
Lш)/r
При отсутствии ёмкости на шинах после гашения сопровождающего тока на
вспомогательных контактах скачком восстановилось бы напряжение Em.sin(,
которое бы затем изменялось по синусоидальному закону. При наличии ёмкости
получим следующее выражение для восстанавливающегося напряжения на
вспомогательном контакте:
u(p) = ic(p).zвх(p)
При этом ток
ic(p) = Em.(/[zвх.(p2 + (2)];
Входное сопротивление схемы со стороны вспомогательных контактов
zвх(p) = r + p.Lш + p.L/(1 + p2.L.C).
Отсюда
u(t) ( Em[r.sin((.t) + (.(L + Lш).cos((.t) - (.L.cos((0.t)]/z,
где (0 = 1/((L.C).
Принимая ((0/()2 – 1 ( ((0/()2, получаем u(t) = Em.(.Lш/z, так как при
t = 0 (0 >> (, т.е. индуктивность шунтирующего сопротивления даже при
наличии ёмкости создаёт скачёк напряжения на вспомогательных контактах.
Начальная скорость восстановления напряжения на вспомогательных
контактах ( t = 0 )
(du/dt)t=0 = Em.(.r/z = Ic.(.r,
т.е. практически не зависит от индуктивности шунтирующего сопротивления.
Таким образом, при увеличении ШС уменьшается сопровождающий ток и СВН
на вспомогательном контакте, в то время как на главном контакте СВН
увеличивается.
IV. ПРИМЕНЕНИЕ ШУНТИРУЮЩИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ
4.1. Применение ШС для ограничения коммутационных перенапряжений при
отключении ненагруженных трансформаторов
ШС могут быть применены для ограничения коммутационных перенапряжений
при отключении ненагруженных трансформаторов и малых индуктивных токов.
Эквивалентная схема цепи при отключении ненагруженного трансформатора
изображена на рис.15,а. Для упрощения эквивалентной схемы можно пренебречь
индуктивностями Lc, L1 и L2 по сравнению с L(. Если пренебречь также
потерями на гистерезис, вихревыми токами и активными сопротивлениями
обмоток, то эквивалентная схема отключения ненагруженного трансформатора в
принципе не будет отличаться от схемы отключения малых индуктивных токов.
Наибольшие перенапряжения между контактами ВК и по отношению к земле
возникают в этом режиме при использовании дугогасительных устройств с
«жёстким» гашением, т.е. таких, где дуга сразу после размыкания контактов
перемещается на дугогасительные электроды и подвергается мощному обдуву
сжатым воздухом. При этом весьма вероятны обрывы тока до его естественного
перехода через нулевое значение. С учётом сделанных допущений расчётная
схема рис.15,а примет вид рис.15,б, где C = C1 + C2 – эквивалентная
ёмкость, а L – эквивалентная индуктивность. Напряжение, возникающее на
контактах выключателя при таком форсированном отключении выглядит следующим
образом:
uв = -Em.[cos((.t0) + ((0/().sin((.( + ().e-(( x
_________________________________________________
x ((cos((.t0) – ((/().sin ((.t0))2 + ((2/(2).sin2((.t0)],
где ( = arctg[(/((.ctg((.t0) - ()] – arctg((/-().
4.2. Применение ШС для ограничения коммутационных перенапряжений при
коммутации ненагруженных линий
Как известно, при коммутациях ВК ненагруженных линий опасные
перенапряжения могут появиться в двух основных режимах: при отключении
ненагруженной линии, сопровождающемся повторными пробоями межконтактного
промежутка ВК и при включении ВК на ненагруженную линию, в том числе при
БАПВ. Перенапряжения при отключении с повторными пробоями для современных
ВВ, обладающих весьма высокой скоростью восстановления электрической
прочности и, как правило, не дающих повторных пробоев, этот режим не
является характерным.
Большего внимания заслуживает другой режим, наиболее важный для
практики конструирования ВК, позволяющий оценить нужное значение
предвключаемых сопротивлений. Эквивалентная однофазная схема для первой
гармонической составляющей переходного режима представлена на рис.14. Хотя
эта схема и не учитывает поправки, обусловленной волновыми процессами,
высшими гармоническими, разбросом включения фаз, короной и т.д., однако
позволяет с достаточной для практических расчётов точностью оценить влияние
в этом режиме предвключаемых сопротивлений и момента включения линии. На
рис.14 Lэ и Cэ – эквивалентная индуктивность и ёмкость линии в Г-
образной схеме замещения, а r – предвключаемое сопротивление ВК.
V. ВЛИЯНИЕ ШС НА ВОССТАНОВЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ НА КОНТАКТАХ
5.1. Влияние при отключении КЗ вблизи ВК
Расчётными видами КЗ для этого случая, определяющими наиболее жёсткие
условия по параметрам восстанавливающегося напряжения (ВН), являются КЗ за
ВК в цепи мощных трансформаторов, а также КЗ на шинах или в
непосредственной близости от них при наличии ряда линий, отходящих от шин.
С точки зрения оценки влияния значения ШС на процесс отключения эти два
случая принципиально отличаются.
На рис.10 представлена характерная осциллограмма ВН при отключении КЗ
за трансформатором и параметры ВН (частота fв и коэффициент превышения
амплитуды первого пика kа), определённые на основании обследования
непосредственно в системах большого числа трансформаторов в зависимости от
их установленной мощности P и класса напряжения Uном. Процесс
восстановления напряжения при отключении КЗ за трансформаторами имеет в
подавляющем большинстве случаев одночастотный характер. Зависимыми от
параметров fв и kа для каждого трансформатора являются при определённых
токах КЗ собственная ёмкость и начальная скорость ВН. Рекомендованная ГОСТ
687-78 испытательная схема для этого режима отражает физический процесс ВН,
изложенный выше. Указанная схема изображена на рис.11. При анализе схемы
можно без заметного влияния на точность при практических расчётах
пренебречь активным сопротивлением цепи КЗ.
Математическое выражение общей зависимости коэффициента превышения
амплитуды первого пика от параметров рассматриваемой схемы и значения ШС
весьма сложно. Для иллюстрации влияния ШС на характер ВН на рис.9 построены
кривые кратности ВН uв по отношению к действующему значению наибольшего
рабочего фазного напряжения Uф для одного из конкретных случаев при КЗ со
стороны обмотки 110 кВ трансформатора при I = 9,2 кА, C =
5,43.10-9 Ф, L = 0,031 Гн и r1 = 854 Ом и значениях ШС от бесконечности до
1000 Ом, т.е. до перехода колебательного процесса в апериодический.
5.2. Влияние при отключении КЗ на линии (неудалённое КЗ)
Эквивалентная расчётная схема изображена на рис.13. Здесь zв –
- волновое сопротивление короткозамкнутой линии. Источник напряжения в
данном случае характеризует линейно нарастающее напряжение Em.t для
промежутка времени от момента погасания дуги до прихода волны, отражённой
от места КЗ, причём значение Em равно отклонению до этого момента
напряжения на стороне линии от начального плюс добавка напряжения к этому
моменту со стороны источника питания; Lш – индуктивность шунтирующего
сопротивления, а r – его активное сопротивление. При расчёте ВН можно
пренебречь ёмкостью C присоединённого к шинам оборудования и током,
протекающим через индуктивность L. Для случая, когда индуктивность ШС
Lш близка к нулю
z(p) = 1/(1/(rв + zв) + 1/r);
uв(p) = Em/[L.p2.(1/(rв + zв) + 1/r);
uв(t) = (Em/L).r.(rв + zв)/(r + rв + zв).t;
duв/dt = (Em/L).r.(rв + zв)/(r + rв + zв) = (.Im.r.(rв + zв)/(r + rв + zв).
Таким образом, при неудалённом КЗ ШС уменьшает СВН на контактах
выключателя в [1 + (rв + zв)/r] раз.
ЛИТЕРАТУРА
1. В.В. Афанасьев. Ю.И. Вишневский. Воздушные выключатели. Л.:
Энергоиздат. Ленинградское отделение, 1981. – 384 с., ил.;
2. Справочник по электрическим аппаратам высокого напряжения под
редакцией В.В. Афанасьева. Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение,
1987. – 544 с., ил.
| |
