Máy cắt khí SF6 500kV kiểu 3AP2 FI hãng SIEMENS
1. Cấu tạo
Mô tả cấu tạo máy cắt
11 Giá đỡ máy cắt
12 Tủ điều khiển
15.1 Tủ truyền động
16. Sứ đỡ
21 Cơ cấu tay quay kiểu nắp chuông
22 Khoang cắt
23 Tụ phân áp
1.1 Buồng dập
- Máy cắt sử dụng khí SF6 để cách điện và dập hồ quang.
- Có 3 bộ trụ cực thiết kế lắp ngoài trời. Trên mỗi cực gồm 2 bộ buồng cắt nối tiếp lắp trên trụ đỡ. Trụ cực lắp trên giá 11, một bên lắp tủ truyền động 15.1. Pha giữa lắp tủ đấu dây điều khiển máy cắt .
- Trụ sứ đỡ gồm 3 đoạn 16. Trên mỗi trụ đỡ có 2 khoang cắt 22 và 2 tụ phân áp gắn song song . Mỗi khoang cắt và tụ phân áp gắn vào 1 phía của cơ cấu tay quay kiểu nắp chuông 21.
- Máy cắt truyền động bằng bộ truyền động tích năng lò xo cho mỗi cực, thích hợp cho cả tự đóng lại 1pha và 3pha.
- Giá đỡ máy cắt (11) được lắp đặt trên trụ cột thép.
- Trụ cách điện bao gồm 2 tầng cách điện để cách điện pha với đất. Mỗi trụ đỡ lắp hai buồng cắt (22), hai tụ phân áp (23). Các buồng cắt và trụ đỡ được nạp đầy khí SF6 để dập hồ quang và cách điện.
- Mỗi trụ cách điện có một bộ truyền động vận hành tích năng lò xo. Năng lượng vận hành cho cực máy cắt được nén từ lo xo. Tiếp điểm máy cắt trong buồng cắt hoạt động qua thanh truyền động cách điện nằm bên trong trụ sứ và cơ
cấu khớp nối(21). - Ðấu nối 2 buồng ngắt (22) tạo thành bộ 2 tiếp điểm cắt nối tiếp trên 1 pha. 2 tụ phân áp (23) đảm bảo phân bố điều điện áp trên 2 tiếp điểm. Tuỳ theo yêu cầu có thể lắp thêm điện trở đóng trước giới hạn điện áp thao tác khi đóng/cắt không tải qua đường dây dài.
- Buồng ngắt (22) chứa vật liệu hấp thụ ẩm và tạp chất do khí SF6 phân huỷ khi dập hồ quang. Mật độ khí SF6 trên mỗi cực được giám sát bởi bộ giám sát gắn riêng trong tủ truyền động của từng pha và áp suất khí SF6 được hiển thị trên đồng hồ áp suất.
- Tủ điều khiển (12) gắn trên giá máy cắt (11), bao gồm toàn bộ các thiết bị điều khiển, giám sát của máy cắt và các khối hàng kẹp đấu nối nhị thứ cần thiết.
- Chỉ thị ON/OFF, tiếp điểm phụ và khối hàng kẹp đấu nối nhị thứ được lắp ở tủ truyền động(15.11). Dây dẫn điều khiển và tín hiệu được đấu nối từ hộp tiếp điểm phụ đến tủ điều khiển.
1.2 Trụ cực
- Máy cắt được thiết kế 3 trụ cực. Hình trên trình bày mặt cắt trụ cực. 2 buồng cắt lắp trên sứ đỡ cách ly với đất. Thao tác đóng cắt được truyền đến khoang cắt (mang điện áp cao) từ bộ truyền động lò xo (nối đất) bằng các thanh truyền động cơ khí , trục 15.8.3, thanh 16.9 và tay quay cơ khí 21.
- Các nắp lọc 15.11 chứa vật liệu lọc 15.16.3 thu thập các sản phẩm phân hủy SF6 và chất thải ẩm.
1.3 Buồng cắt
- Tiếp điểm chính của buồng ngắt bao gồm các đầu cực cao áp 22.22, Bệ đỡ tiếp điểm 22.32, tiếp điểm chịu tải 22.31, tiếp điểm lá 22.3 sắp xếp theo vòng tròn trong tiếp điểm động, các xi lanh nhiệt 22.41, các lỗ cắm bên trong 22.23 và vỏ ngoài hộp cơ cấu quay 21.1.
- Các tiếp điểm lá 22.3 tự tì vào chính giữa tiếp điểm chịu tải 22.31 về phía trong xi lanh nhiệt 22.41. Rãnh bên trong tiếp điểm lá 22.3 tạo ra áp lực cần thiết từ tiếp điểm chịu tải 22.31 đi vào xi lanh nhiệt 22.41.
- Bên trong tiếp điểm chính là tiếp điểm điện hồ quang, tiếp điểm đực hình que 22.9 (trong các tiếp điểm chịu tải 22.31) và tiếp điểm động kiểu ống 22.11( nằm trong xi lanh nhiệt 22.41).
- Tiếp điểm đực hình que 22.9 và tiếp điểm ống 22.11 được làm bằng vật liệu để tiếp điểm ít bị ăn mòn.
Tiếp điểm ống 22.11, piston 22.11.17 và nhiệt xi lanh 22.41 được kết nối với nhau bằng cơ khí và lắp vào các thanh kéo 22.17.1. Chúng tạo thành phần động của buồng cắt. - Ray dẫn hướng 22.5 được lắp tại họng phun 22.11.1. Khớp nối này nối đòn bẩy điều khiển 22.46 bằng chốt 22.52. Kết quả là đòn bẩy điều khiển là chủ thể của chuyển động quay, gây ra chuyển động thẳng của chốt chống xoay so với hướng chuyển động của vòi phun.
- Điện cực 22.45 được kết nối với các vòi phun bằng khớp dùng hai thanh kết nối và chốt có vỏ cách điện.
- Ở phía sau của piston 22.11.17 được trang bị một tấm van đĩa 22.11.18 và cùng với nhóm van 22.11.19 tạo nên bộ nén khí thổi tắt hồ quang.
1.4 Bộ truyền động kiểu lò xo của máy cắt
Tích năng lò xo
- Máy cắt ở vị trí OPEN. Lò xo đóng 18.4 được tích năng do cơ cấu tích năng 18.2 sử dụng động cơ 18.1 bằng trục tích năng 18.14 và thanh truyền 18.10. Tại giai đoạn cuối quá trình tích năng, trục tích năng được tách ra khỏi cơ cấu răng tự do 18.3 và chặn bởi lẫy đóng 18.17.
- Lò xo đóng18.4 bây giờ được tích năng cho chu trình đóng và do đó sẵn sàng đóng máy cắt.
Khi đóng
- Lẫy đóng 18.17 được giải phóng bởi truyền động của cuộn đóng 18.16. Năng lượng của lò xo đóng được xả 18.4 truyền qua các tấm cam 18.6 đến đòn bẩy 18.7 và trục thao tác 18.22 kết nối với nó.
- Trong quá trình này, lò xo cắt 18.11 được tích năng bằng chuyển động quay của trục thao tác 18.22, đòn bẩy thao tác 18.24 và thanh nối 18.27. Sự chuyển động của thanh nối 18.27.1 kéo theo cơ chế hoạt động thanh 15.9, trục mô-men xoắn 15.8.3 và thanh truyền động 16.9 được chuyển đến buồng cắt 22. Đồng thời, các tiếp điểm của buồng cắt 22 được đóng lại.
- Sau khi hoàn thành chu trình đóng, động năng còn lại được hấp thụ bằng bộ giảm xóc 18.41. cơ cấu Cam 18.19 và con lăn 18.41.1 ngăn chặn dao động ngược của trục tích năng 18.14.
- Đòn bẩy 18.7 được đồng thời tham gia với chốt cắt 18.9. Trụ cực bây giờ vị trí đóng và máy cắt có thể được cắt ra.
- Lò xo đóng 18.4 sau đó được tích năng lại hoàn toàn trong vòng chưa đầy 15 giây. Một khóa cơ khí cỏa bộ truyền động cơ khí ngăn chặn đóng lại trở lại trước khi thao tác cắt
Khi cắt
- Kích hoạt cuộn cắt 18.8 giải phóng chốt cắt 18.9. Tiếp điểm buồng cắt 22 được tách ra bằng lò xo cắt 18.11 thông qua thanh truyền 18.27, cơ cấu đòn bẩy truyền động 18.24, thanh truyền động cơ khí 18.27.1, đòn bẩy 15.9, trục quay 15.8.3 và thanh 16.9.
- Động năng vào cuối chu trình cắt sẽ được hấp thụ bằng bộ giảm xóc 18.15.Bộ giảm xóc 18.15 đáp ứng đồng thời như điểm dừng cuối cùng của chu trình cắt.
1.5 Bộ giám sát khí
- Khí trong buồng cắt được khóa kín và giám sát riêng rẽ. Khí trong buồng cắt và trụ cực được giám sát cặt chẽ, hệ thống gồm van 1 chiều, bộ giám sát khí B4, đồng hồ áp lực, đầu nạp W1, đầu thí nghiệm W2, ống nối các bộ phận.
1.6 Tủ điều khiển
- Tủ điều khiển bao gồm tất cả các thiết bị trung gian, nút nhấn, KĐK, hệ thống mạch điều khiển, mạch nội bộ MC
1.7 Tủ truyền động lò xo
- Tủ truyền động lò xo bao gồm động cơ và cơ cấu tích năng. Trạng thái lò xo được hiển thị trên nắp che lò xo
Mô tả tủ truyền động
a) Lò xo đã tích năng
b) Lò xo chưa tích năng
18.1: Động cơ
18.4: Lò xo đóng
11.8: Cuộn dây CẮT
18.11: Lò xo cắt
18.16: Cuộn dây ĐÓNG
18.20: Tiếp điểm giới hạn hành trình động cơ
2. Nguyên lý dập hồ quang.
- Trong quá trình cắt, máy cắt dùng khí SF6 trong buồng ngắt để thổi và dập tắt hồ quang.
Mô tả buồng ngắt hồ quang
a) vị trí CLOSED
b) cắt:tiếp điểm chính ở vị trí OPEN
c) cắt:tiếp điểm điện hồ quang ở vị trí OPEN
d) vị trí OPEN
HV : thể tích bị đốt nóng
KV : thể tích bị nén
22.3 tiếp điểm lá
22.5 thanh dẫn hướng
22.9 tiếp điểm đực hình que
22.11 tiếp điểm ống
22.11.1 họng thổi
22.11.2 họng thổi phụ
22.11.17 Piston
22.11.18 Van đĩa
22.11.19 nhóm van
22.41 xi lanh nhiệt
22.46 đòn bẩy cam
22.51 Đầu nối
22.52 chốt
22.56 đòn bẩy
- Trong chu trình cắt, tiếp điểm chính (nằm giữa tiếp điểm lá 22.3 và xy lanh nhiệt 22.41) được mở ra trước.
Tiếp điểm hồ quang (bao gồm tiếp điểm đực hình que 22.9 và tiếp điểm ống 22.11) mở ra sau. - Tiếp điểm ống 22.11.1 bắt đầu dịch chuyển ra xa tiếp điểm đực hình que 22.9.
- Trong quá trình liên tục của chu trình đi cắt, tiếp điểm hồ quang mở ra, tạo ra một vòng cung (Hình c).
- Đồng thời, xi lanh nhiệt 22.41 di chuyển sang trái và nén khí để dập tắt hồ quang giữa piston 22.11.17 và nhóm van 22.11.19.
- Điều này làm tạo áp lực cho khí dập tắt hồ quang được buộc theo hướng ngược lại sự chuyển động của các thành phần tiếp điểm động qua van một chiều, bao gồm piston 22.11.17 và van đĩa 22.11.18, đi vào xi-lanh nhiệt và đi qua các khe hở giữa tiếp điểm ống 22.11 và họng dập tắt hồ quang, do đó dập tắt hồ quang.
- Với dòng điện ngắn mạch lớn, khí dùng để dập hồ quang bao quanh Tiếp điểm đực hình que 22.9 trong buồng dập hồ quang bị nóng bởi năng lượng của hồ quang và đi vào xi-lanh nhiệt 22.41 ở áp suất cao. Khi dòng điện đi qua bằng không, luồng khí đổ ngược lại từ các xi lanh nhiệt vào vòi phun và dập hồ quang.
- Khi điều này xảy ra, van đĩa 22.11.18 trong xi lanh nhiệt 22.41 ngăn chặn áp lực cao xâm nhập vào buồng áp lực giữa piston 22.11.17 và nhóm van 22.11.19.
3. Nguyên lý điều khiển máy cắt
a.Chu trình tích năng lò xo đóng
- Vị trí bắt đầu: các máy cắt ở vị trí cắt. Lò xo đóng và cắt được thả lỏng, tức là không thể thao tác máy cắt .
Đĩa cam 18.6 và thanh nối 18.10 là gần các điểm chết dưới. - Đòn bẩy dẫn hướng 18.7 và đòn bẩy truyền động 18.24 được nối cứng và đang ở vị trí CẮT
18.4 lò xo đóng
18.4.1 đệm lò xo
18.6 đĩa Cam
18.7 đòn bẩy
18.7.1 con lăn
18.8 cuộn cắt
18.9 lẫy cắt
18.9.1 lẫy gài chống cắt
18.9.2 đòn bẩy chống
18.10 thanh nối (cho lò xo đóng)
18.11 lò xo cắt
18.14 trục tích năng
18.15 Giảm xóc cắt
18.16 cuộn đóng
18,17 lẫy đóng
18.17.1 đòn bẩy chống
18.19 Cam
18.22 trục truyền động
18.23 con lăn
18.24 đòn bẩy truyền động
18.27thanh nối (cho lò xo cắt)
18.27.1 thanh dẫn hướng
18.31 liên động cơ khí chống đóng
18.41 Giảm xóc đóng
18.41.1 con lăn
22 Buồng cắt
- Để tích năng lò xo đóng, trục tích năng 18.14 được quay bằng động cơ tích năng 18.1 và cơ cấu 18.2.
- Răng tự do 18.3 tham gia gài cam của trục tích năng 18.14 (xem Hình) và quay nó đến điểm chết trên.
- Trục tích năng 18.14 sau đó quay nhanh đến lẫy đóng 18.17 do tác động của lò xo đóng đang thả ra 18.4 chứ không hẳn là do răng tự do, nghĩa là không còn sự ăn khớp giữa răng tự do của cơ cấu tích năng và trục tích năng .
- Trục tích năng đi nhanh hơn cơ cấu tích năng.
- Trước khi cam đĩa 18.6 dừng lại ở vị trí 10 ° phia bên kia vùng chết trên của con lăn 18.23 và lẫy đóng 18.17 (xem Hình). Cam 18.20 được cố định vào khung cơ khí gỉải phóng răng tự do 18.3 khỏi trục tích năng 18.14 (xem Hình).
- Trục tích năng 18.14 và cơ cấu 18.2 được tách ra . Động cơ tự động dừng và chạy chậm lại cùng với các cơ cấu.
- Lò xo đóng được tích năng và bộ truyền động sẵn sàng cho quá trình đóng
18.4 : lò xo đóng
18.6 : Đĩa cam
18.17: lẫy đóng
18.23:con lăn
18.31: liên động chống đóng cơ khí
b. Chu trình đóng
- Kích hoạt cuộn đóng 18.16, làm cho lẫy đóng 18.17 và cơ cấu chống 18.17.1 giải phóng đĩa cam 18.6
18.6: Đĩa cam
18.16: cuộn đóng
18.17: lẫy đóng
18.17.1: đòn bẩy chống
18.23: con lăn
- Tác động của lò xo đóng quay trục tích năng 18.14. Các con lăn 18.7.1 của đòn bẩy 18,7 di chuyển theo cam 18,6 và truyền động đến trục động 18,22.
- Truyền động được truyền đi bởi đòn bẩy 18.24 (đặt trên trục thao tác 18,22) và thanh truyền động 18.27.1 đến buồng cắt 22.
- Tiếp điểm của buồng cắt 22 được đóng lại.
18.6 đĩa Cam
18.7 Đòn bẩy
18.7.1 con lăn
18.9 lẫy cắt
18.9.1 lẫy chống
18.11 lò xo cắt
18.14 trục tích năng
18.22 trục truyền động
18.24 đòn bẩy truyền động
18.27 thanh nối (cho lò xo cắt)
18.27.1 thanh dẫn hướng
22 buồng cắt
- Ở thời điểm tương ứng lò xo cắt 18.11 được tích năng bằng đòn bẩy 18.24 và thanh nối 18.27. Lẫy cắt 18.9 di chuyển theo con lăn của cơ cấu đòn bẩy18.9.1.
- Ở cuối của đường cong, đòn bẩy 18,7 quá hành trình, với kết quả là lẫy cắt 18,9 có thể thả phía sau con lăn của cơ cấu đòn bẩy 18.9.1.
18.7 Đòn bẩy
18.7.1 Conlăn
18.9 Lẫy cắt
18.9.1 Lẫy chống
18.19 Cam
18.41 Giảm xóc đóng
18.41.1 Con lăn
- Sau khi hoàn thành chu kỳ đóng cửa, cam 18.19 sẽ chạy trên con lăn 18.41.1 và chuyển động năng còn lại của mình đến giảm chấn đóng 18.41 .
- Tiếp sau con lăn 18.41.1 sẽ nhảy phía sau cam 18.19 để ngăn chặn đóng ngược lại của trục tích năng 18.14
- Sau khi rời khỏi đĩa cam 18,6, đòn bẩy 18,7 quay trở lại một chút về hướng cắt, cho đến khi lẫy cắt 18.9 không phải làm việc trên con lăn của lẫy chống 18.9.1.
- Máy cắt bây giờ gài ở vị trí CLOSED
18.6 đĩa Cam
18.7 đòn bẩy
18.9 lẫy cắt
18.9.1 lẫy chống
18.19 Cam
18.41.1 con lăn
- Khi quá trình đóng diễn ra, động cơ tích năng được bật lên. Quá trình tích năng của lò xo đóng được lặp lại như trên hình tích năng lò xo đóng.
- Sau đó trục tích năng phải phải gài vào điểm chết trên với lò xo đóng đã được tích năng.
- Khóa lock out đóng cơ khí 18,31 ngăn cản thao tác vô tình của bộ truyền động trước khi chu trình cắt được chặn bởi đòn bẩy chặn 18.17.1
- Các lò xo đóng và cắt được tích năng và máy cắt đã sẵn sàng cho một chu trình OCO.
18.4 lò xo đóng
18.14 trục tích năng
18.15 giảm xóc cắt
18.17 lẫy đóng
18.17.1 đòn bẩy chống
18.31 khóa liên động đóng cơ khí
c. Chu trình cắt
- Kích hoạt cuộn cắt 18.8 giải phóng lẫy cắt 18,.9 qua lẫy chống 18.9.1 và đòn bẩy chống 18.9.2. Đòn bẩy truyền động 18.24 và 18.7 đòn bẩy bị thu lại bằng lò xo cắt 18.11 qua thanh nối 18.27 đến vị trí mở
- Tiếp điểm buồng cắt 22 đồng thời thay đổi sang vị trí cắt bởi thanh truyền động 18.27.1.
- Vào cuối của chu trình cắt động năng được hấp thụ bởi giảm xóc cắt18.15. Bộ giảm xoc cuối cùng cũng dừng lại.
18.7 đòn bẩy
18.8 cuộn cắt
18.9 lẫy cắt
18.9.1 lẫy chống
18.9.2 đòn bẩy chống
18.11 lò xo cắt
18.15 giảm xóc cắt
18.24 đòn bẩy truyền động
18.27 thanh nối (cho lò xo cắt)
18.27.1 thanh dẫn hướng
22 buồng cắt
Có thể bạn quan tâm