Проектирование элегазового выключателя ВГУ-220В

Оглавление
Введение
1. Технические характеристики и область применеия
1.1 Общие сведения
1.2 Технические характеристики выключателя
2. Расчёт электрической изоляции
2.1. Расчет внешней изоляции
2.1.1. Выбор длины промежутков по одноминутному испытательному напряжению промышленной частоты.
2.1.2. Проверка выбранных изоляционных промежутков по влагоразрядному напряжению.
2.1.3 Проверка по импульсному напряжению.
2.1.4 Проверка по длине пути утечки для промежутков и .
2.2 Расчет внутренней изоляции
3. Контактный узел
3.1. Контактная система ВГУ-220
3.2. Расчёт контактной системы при номинальном токе
3.2 Расчет контактов по динамической стойкости
3.3 Расчет термической стойкости контактной площадки при
3.4 Расчет переходного сопротивления контактов
3.5 Расчет сваривающего тока
4. Расчёт токоведущего контура
4.1 Токовые характеристики
4.2 Расчет нагрева токоведущих элементов в элегазе
4.3 Расчет распределения температуры по токоведущим элементам
5. Расчёт параметров дугогашения
Заключение
Список литературы

Рисунок 2 – Распределение температуры по участкам токоведущей системы
5. Расчёт параметров дугогашения.
Дугогасительное устройство выключателя ВГУ-220 представляет собой устройство, основанное на автокомпрессионном способе гашения дуги. В устройствах данного типа гашение дуги создается за счет ее интенсивного охлаждения в аксиальном потоке элегаза. Течение газа создается за счет сжимания газа над неподвижным поршнем при движении подвижного контакта выключателя.
Основными требованиями, предъявляемыми к ду го гасительным системам с автокомпрессионым дутьём являются:
необходимость продольной стабилизации дуги, в результате чего проиходит наиболее активное охлаждение ствола дуги и после первого перехода тока через ноль дуга погасает
создание достаточных условий для предотвращения повторного возникновения дуги: воздействие на остаточный ствол дуги, достаточное межконтактное расстояние.
Требуемые газодинамические характеристики получаются за счет применения специальных сопел. Выбор размеров поршневого устройства, скорости движения поршня производится в основном по экспериментальным данным и опыту конструирования.
Для проведения расчета необходимо знать зависимости скорости поршня и сечения выхода элегаза от хода поршня (подвижного контакта). Для успешного гашения дуги необходимо, чтобы перепад давлений при истечении элегаза из подпоршневого объёма был достаточно большим, чтобы обеспечит надкритический режим истечения.
Исходные данные для расчета:
Путь движения подвижного контакта:
Полное время отключения:
Площадь сечения отверстия выхода элегаза:
Площадь сечения поршня:
Начальная плотность элегаза:
Зависимость скорости поршня от положения контакта: Движение контактов будем считать равноускоренным до размыкания, при этом контакты пройдут расстояние в 4 см и равномерным после размыкания, движущимися со скоростью 7 м/с.
Рисунок 3 – Зависимость скорости поршня от положения контакта.
1. Определяем начальные параметры элегаза.Объём элегаза под поршнем:
Масса элегаза под поршнем:
2. Пусть перемещение поршня составляет.
Определяем плотность и давление под поршнем при его смещении на заданную величину
объём газа под поршнем после его смещения на ;
плотность элегаза под поршнем после смещения на;
давление элегаза под поршнем после смещения на;
В начале хода подвижного контакта режим истечения газа через сопло обычно имеет подкритический характер, для эффективного же гашения дуги необходимо добиться надкритического режима истечения. Для подкритического режима:
Для надкритического режима истечения: ,где
- давление среды
– давление под поршнем
Определяем количество вытекающего газа
Секундный расход газа
- коэффициент истечения - площадь сечения отверстия, через которое вытекает газ
- среднее давление газа под поршнем
- средняя плотность газа под поршнем
Для под критического режима истечения:
Для надкритического режима истечения:
Средняя скорость движения на i -ом участке
Время истечения на участке
Масса газа к моменту времени:
Таблица 11
l p, МПа G 0,00 0,03 0,50 10,00 10,00 0,50 1,00 0,29 0,00 0,00 0,30 0,03 0,03 0,51 11,66 11,28 0,51 0,99 0,30 0,23 2,00 0,29 0,05 0,02 0,53 12,09 11,61 0,52 0,98 0,30 0,19 7,00 0,28 0,08 0,02 0,55 12,06 11,58 0,53 0,97 0,32 0,32 7,00 0,24 0,10 0,02 0,59 12,85 12,20 0,55 0,93 0,36 0,58 7,00 0,21 0,13 0,01 0,66 15,76 14,45 0,58 0,87 0,41 0,83 7,00 0,20 0,15 0,01 0,79 22,07 19,31 0,64 0,81 0,47 0,95 7,00 0,20 0,18 0,01 1,19 33,05 27,79 0,75 0,63 0,58 1,61 4,00 0,18 0,20 0,00           1,00 0,30 Построим графики изменения газодинамических характеристик элегаза под поршнем в момент гашения дуги.
Заключение
В ходе проектирования был рассчитан элегазовый выключатель типа ВГУ-220. Рассчитанный выключатель по параметрам электрической изоляции, тепловым параметрам и по параметрам контактной системы удовлетворяет требованиям ГОСТ и может применяться в современных энергетических системах. Рассчитанный выключатель обладает следующими преимуществами:
Высокая надежность работы;
Взрыво- и пожаробезопасность;
Быстродействие и пригодность для работы в любом цикле АПВ;
Быстрый монтаж и ввод в эксплуатацию;
Возможность осуществления синхронного размыкания контактов непосредственно перед переходом тока через нуль;
Высокая отключающая способность при особо тяжёлых условиях отключения (отключение неудалённых коротких замыканий и др.);
Надёжное отключение ёмкостных токов холостых линий;
Малый износ дугогасительных контактов;
Лёгкий доступ к дугогасителям и простота их ревизии;
Относительно малый вес (с баковыми масляными выключателями).
Список литературы
Кукеков Г. А. Выключатели переменного тока высокого напряжения. - Л.: Энергия. 1972. - 336 с.;
Справочник по расчёту и конструированию контактных частей сильноточных электрических аппаратов/ Под редакцией В. В. Афанасьева. - Л.: Энергоатомиздат. 1988. - 384 с.;
Справочник по электрическим аппаратам высокого напряжения/ Под редакцией В. В. Афанасьева. - Л.: Энергоатомиздат. 1987. - 544 с.;
Таев И. С. Электрические аппараты управления М.: Высшая школа. 1984. -247 с..