2.2. Air-Blast Circuit-Breaker 2.2.1 Introduction Air blast circuit breakers are used today from 11 to 1100 KV, for various application. They offer several advantages such as faster operations, suitability for related operation, auto-reclosure, unit type multi-break construction, simple, assembly, modest maintenance, etc. A compressor plant is necessary to maintain high air pressure in the receiver. Air-blast circuit breakers operate repeatedly. Air-blast circuit breakers are used for interconnected lines and important lines when rapid operation is desired. 2.2.2 Construction of Air-Blast Circuit-Breaker In air blast circuit breaker (also called compressed air circuit breaker) high pressure air is forced on the arc through a nozzle at the instant of contact separation. The ionized medium between the contacts is blown away by the blast of the air. After the arc extinction the chamber is filled with high pressure air, which prevents restrike. In some low capacity circuit breakers, the isolator is an integral part of the circuit breaker. The circuit breaker opens and immediately after that the isolator opens, to provide addition gap. In EHV circuit of today, isolators are generally independently mounted (Fig. 2.2). ( a ) Schematic construction
Circuit Breakers & Substations 4th Y ear Electrical Power Eng. Dep.
Prof. Dr. Sayed A. Ward Eng. Essam M. Shaalan Page 30
( b ) Principle
Figure 2.2 Air blast circuit breaker isolator connection Figure 2.3 shows one pole of the EHV air blast circuit breaker. In the complete assembly there are three identical poles. Figure 2.3 One pole of an extra high voltage air blast circuit breaker
Circuit Breakers & Substations 4th Y ear Electrical Power Eng. Dep.
Prof. Dr. Sayed A. Ward Eng. Essam M. Shaalan Page 31
Description: High pressure air between 20 to kgf/cm2, is is stored in the air reservoir (item 1 in Fig. 2.3). Air is taken from compressed air system. Three hollow insulator columns (item 2) are mounted on the resrvoir with valves (6) at their base. The double arc extinguishing chambers (3) are mounted on the top of the hollow insulator chambers. The current carrying parts (7) connect the three arc extinction chambers to each other in series and the pole to the neighboring equipment. Since there exist a very high voltage between the conductor and the air reservoir, the entire arc extinction chamber assembly is mounted on insulators. The details of the double arc extinction chambers (3) are shown in Fig. 2.4. Since there three double arc extinction poles in series, there are six breakers per pole. Each arc extinction chamber (Fig. 2.4) consists of one twin fixed contact. There are two moving contacts which are shown in the closing process. The moving contacts can move axially so as to open or close. Its position open or close depends on air pressure and spring pressure. Figure 2.4 Extra high voltage air blast circuit breaker
The operation mechanism (item 4 in Fig. 2.3) operates the rods (item 5) when it gets a pneumatic or electrical signal. The valves (6) open so as to send the high pressure air in the hollow of the insulator. The high pressure air rapidly enters the double arc extinction chamber. As the air enters into the arc extinction chamber the pressure on the moving contacts becomes more than spring pressure and contacts open. The contacts travel through a short distance against the spring pressure. At the end of contacts travel the part for outgoing air is closed by the moving contacts and the entire arc extinction chamber is filled with high pressure air, as the air is not allowed to go out. However, during the arcing period the air goes out through the openings and takes away the ionized air of arc.
While closing, the valve (6) is turned so as to close connection between the hollow of the insulator and the reservoir. The valve lets the air from the hollow insulator to the atmosphere. As a result the pressure of air in the arc extinction chamber (3) is dropped
Circuit Breakers & Substations 4th Y ear Electrical Power Eng. Dep.
Prof. Dr. Sayed A. Ward Eng. Essam M. Shaalan Page 32
down to the atmospheric pressure and the moving contacts close over the fixed contacts by virtue of the spring pressure. the opening is fast because the air takes a negligible time to travel from the reservoir to the moving contact. The arc is extinguished within a cycle. Therefore, air blast circuit breaker is very fast in breaking the current. Closing is also fast because the pressure in the arc extinction chamber drops immediately as the value (6) operates and the contacts close by virtue of the spring pressure. The construction described below applies to air-blast circuit-breakers for EHV applications, for voltages above 145 KV. For voltages of 420 KV and more, the construction is modified by adding required number of arc interrupting chambers in series. Air blast circuit breaker requires an auxiliary compressed air system. Air blast circuit breakers for 12 KV are generally having a different type of construction. Air blast circuit breakers are preferred for furnace duty and traction systems are not satisfactory for such duties. Typical ratings of Air Blast Circuit Breaker are:
12 KV, 40 KA
22 KV, 40KA
145 KV, 40 KA, 3 cycles
245 KV, 40 KA, 50 KA, 2.5 cycles
420 KV, 40 KA, 50 KA, 63.5 KA, 2 cycles
The grading capacitors are connected across the interrupter unit for the equal distribution of voltage between the units. Closing resistors (Fig. 2.5) are connected across the interrupter units for limiting the over voltages during closing operation. Opening resistors are connected across the interrupter units to make the circuit breakers restrike free.
Figure 2.5 Configuration of switching resistor
Circuit Breakers & Substations 4th Y ear Electrical Power Eng. Dep.
Prof. Dr. Sayed A. Ward Eng. Essam M. Shaalan Page 33
2.2.3 Principle of Arc Quenching in Air Blast Circuit Breaker
The air blast circuit breaker needs an auxiliary compressed air system which supplies air to the air receiver of the breaker. For opening operation, the air is admitted in the arc extinction chamber. It pushes away the moving contacts against spring pressure. In doing so, the contacts are separated and the air blast takes away the ionized gases along with it and assists s arc extinction. After few cycles the arc is extinguished by the air blast and the arc extinction chamber is filled with high pressure air (30kgf/cm2 ). The high pressure air has higher dielectric strength than that of atmospheric pressure. Hence a small contact gap of a few centimeters is enough. The flow of air around contacts is guided by the nozzle shaped contacts. It may be axial, across or a suitable combination {Fig. 2.6(a), (b)}. Figure 2.6 Flow of air around contacts in air blast circuit breaker
Circuit Breakers & Substations 4th Y ear Electrical Power Eng. Dep.
Prof. Dr. Sayed A. Ward Eng. Essam M. Shaalan Page 34
In the axial blast type air flow Fig. 2.6 (a) the flow air is longitudinal, along the arc. In axial blast type air flow, the air flows from high pressure reservoir to the atmospheric pressure through a convergent divergent nozzle. The difference in pressure and the design of nozzle is such that as the air expands into the low pressure zone, it attains almost supersonic velocity. The mass flow of air through the nozzle is governed by the parameters like pressure ratio, area of throat, nozzle throat diameter and is influenced by the diameter of the arc itself. The air flowing at high speed axially along the arc causes removal of heat from the periphery of the arc and the diameter of the arc reduces to a low value at current zero. At this instant the arc is interrupted and the contact space is flushed with fresh air flowing through the nozzle. The flow of fresh air through the contact space ensures removal of hot gases and rapid building up of the dielectric strength. The principle of cross blast illustrated in Fig. 2.6 (b) is used only in the circuit breaker of relatively low rating such as 12 KV, 500 MVA. The experience has shown that in the cross blast flow, the air flows around the arc and the diameter of arc is likely to remain stable for higher values of current. During the period of arc extinction, the air continues to flow through the nozzle to the atmosphere. The mass flow rate can be increased by increasing the pressure system. The increase in the mass flow results in increased breaking capacity. After the brief duration of air flow, the interrupter is filled with high pressure air. The dielectric strength of air increases with pressure. Hence the fresh high pressure air in the contact space is capable of withstanding the transient recovery voltage. After the arc extinction the interrupter chamber is filled with high pressure air. For closing operation, the air from this chamber is let out to the atmosphere. Thereby the pressure on the moving contacts from one side is reduced and the moving contacts close rapidly by the spring pressure (Fig. 2.7). The air blast circuit breakers come under the class external extinguishing energy type. The energy supplied for arc extinction is obtained from high pressure air and is independent of current to be interrupted.
Circuit Breakers & Substations 4th Y ear Electrical Power Eng. Dep.
Prof. Dr. Sayed A. Ward Eng. Essam M. Shaalan Page 35
Figure 2.7 Principle of Operation in ABCB 2.2.4 Merits and Demerits of Air Blast Circuit Breaker Merits of Air Blast Circuit Breaker:
1. Can be used at high pressure.
2. Reliable operation due to external source of extinguishing energy.
3. Free from decomposition.
4. Clean, non-inflammable.
5. Air is freely available everywhere.
6. Fresh medium is used every time. Hence the breaker can be repeatedly operated, if designed for such duty.
7. At high pressure the small contact travel is enough.
8. The same are serves purpose of moving the contact and arc extinction.
9. High speed of operation. The compressed air moves very fast and brings ab
2.2 การระเบิดอากาศเบรคเกอร์ 2.2.1 แนะนำแอร์ระเบิดเบรคเกอร์ที่ใช้ในปัจจุบันจาก 11 ถึง 1100 KV สำหรับโปรแกรมประยุกต์ต่าง ๆ พวกเขามีข้อดีหลายประการเช่นการดำเนินงานได้เร็วขึ้น ความเหมาะสมสำหรับการดำเนินงาน auto reclosure หน่วยชนิดแบ่งหลายก่อ สร้าง เรื่อง ประกอบ บำรุงรักษาเจียมเนื้อเจียมตัว ฯลฯ โรงงานปั๊มจะต้องรักษาแรงดันอากาศในการรับสัญญาณ เบรคเกอร์แอร์ระเบิดทำงานซ้ำ ๆ เบรคเกอร์แอร์ระเบิดจะใช้สำหรับบรรทัดเชื่อมโยงถึงกันและสิ่งสำคัญเมื่อต้องดำเนินการอย่างรวดเร็ว 2.2.2 ก่อสร้างระเบิดอากาศตัดวงจรในอากาศความดันสูงอากาศระเบิดเบรก (เรียกว่าลมเบรก) ถูกบังคับบนส่วนโค้งโดยใช้หัวฉีดแบบที่โต้ตอบแบบทันทีของการแยกผู้ติดต่อ สื่อ ionized ระหว่างผู้ติดต่อถูกพัดไป โดยระเบิดของอากาศ หลังจากการดับอาร์ค หอการค้าจะเต็มไป ด้วยอากาศแรงดันสูง ซึ่งป้องกัน restrike ในบางความจุต่ำเบรคเกอร์ isolator ที่เป็นส่วนสำคัญของเบรคเกอร์ เปิดเบรคเกอร์ และทันทีหลังจากที่ isolator ที่ เปิด ให้เพิ่มช่องว่าง ในวันนี้ EHV วงจร isolators เป็นอิสระ (Fig. 2.2) ติดตั้ง (ก) แผนผังตัวอย่างการก่อสร้างเบรคเกอร์และสถานี 4 Y หูออกสุขาภิบาลพลังงานไฟฟ้ารศ.ดร. Sayed A. Ward สุขาภิบาลอิศอมม. Shaalan หน้า 30(ข) หลักรูป 2.2 อากาศระเบิดตัดวงจร isolator เชื่อมต่อรูป 2.3 แสดง EHV อากาศระเบิดเบรกขั้วหนึ่ง ในแอสเซมบลีที่สมบูรณ์ มีเสาสามเหมือนกัน 2.3 รูปหนึ่งขั้วมีแรงดันสูงพิเศษอากาศระเบิดเบรกเบรคเกอร์และสถานี 4 Y หูออกสุขาภิบาลพลังงานไฟฟ้ารศ.ดร. Sayed A. Ward สุขาภิบาลอิศอมม. Shaalan หน้า 31คำอธิบาย: อากาศความดันสูงระหว่าง 20 kgf/cm2 การเป็นอยู่ในห้วงอากาศ (รายการ 1 ใน Fig. 2.3) อากาศจะนำมาจากระบบอากาศอัด ฉนวนชนิดกลวงสามคอลัมน์ (รายการที่ 2) ติดตั้งอยู่บน resrvoir มีวาล์ว (6) ที่ฐานของพวกเขา ส่วนโค้งคู่หอ extinguishing (3) ติดตั้งอยู่บนหอฉนวนชนิดกลวง ส่วนถือครองปัจจุบัน (7) ในการเชื่อมต่อห้องดับ arc 3 กันในชุดและขั้วอุปกรณ์ใกล้เคียง เนื่องจากมีแรงดันสูงมากระหว่างคนและห้วงอากาศ สภาหอการค้าดับอาร์คทั้งจะติดตั้งบนลูกถ้วย มีแสดงรายละเอียดของห้องดับอาร์คคู่ (3) ใน Fig. 2.4 เนื่องจากมีสามคู่เสาดับอาร์คในชุด มีเบรคเกอร์ 6 ต่อเสา แต่ละห้องดับ arc (Fig. 2.4) ประกอบด้วยเตียงคงติดต่อ ติดต่อย้ายสองที่ปรากฏอยู่ในกระบวนการปิดบัญชีได้ ติดต่อย้ายสามารถย้าย axially เพื่อเปิด หรือปิด ตำแหน่งที่เปิด หรือปิดขึ้นอยู่กับความดันอากาศและแรงดันสปริง รูป 2.4 เพิ่มแรงดันไฟฟ้าสูงอากาศระเบิดเบรกกลไกการดำเนินงาน (รายการที่ 4 ใน Fig. 2.3) ทำงานก้าน (รายการที่ 5) เมื่อได้รับสัญญาณไฟฟ้า หรือลม เปิดวาล์ว (6) เพื่อส่งอากาศแรงดันสูงของการฉนวน อากาศแรงดันสูงเข้าสู่ห้องดับ arc คู่อย่างรวดเร็ว เป็นอากาศป้อนเข้าไปในห้องดับ arc ที่กลายเป็นความดันติดต่อย้าย มากกว่าสปริงกดดัน และติดต่อเปิด ติดต่อเดินทางผ่านระยะสั้นกับความดันของสปริง เมื่อสิ้นสุดการเดินทางติดต่อ ส่วนสำหรับอากาศขาออกถูกปิด โดยติดต่อย้าย และห้องดับ arc ทั้งเต็มไป ด้วยอากาศแรงดันสูง เป็นอากาศไม่อนุญาตให้ออกไป อย่างไรก็ตาม ช่วง arcing อากาศไปออกผ่านช่อง แล้วจะไปอากาศ ionized ของส่วนโค้งในขณะที่ปิด มีเปิดวาล์ว (6) เพื่อปิดการเชื่อมต่อระหว่างของการฉนวนและอ่างเก็บน้ำ วาล์วให้อากาศจากฉนวนกลวงเพื่อบรรยากาศ ดังนั้น ความดันของอากาศในห้องดับ arc (3) หลุดเบรคเกอร์และสถานี 4 Y หูออกสุขาภิบาลพลังงานไฟฟ้ารศ.ดร. Sayed A. Ward สุขาภิบาลอิศอมม. Shaalan หน้า 32ลงไปที่ความดันบรรยากาศและย้ายผู้ติดต่อปิดเหนือติดต่อถาวรอาศัยแรงดันของสปริง เปิดได้อย่างรวดเร็วเนื่องจากอากาศใช้ระยะเวลาเดินทางจากอ่างเก็บน้ำกับการเคลื่อนไหว อาร์คเป็นยกเลิกภายในวงจร ดังนั้น อากาศระเบิดเบรกได้อย่างรวดเร็วในปัจจุบันแบ่ง ปิดได้เนื่องจากความดันในห้องดับ arc หยดทันทีดำเนินการค่าห้องพัก (6) และผู้ติดต่อปิดอาศัยแรงดันของสปริง การก่อสร้างที่อธิบายไว้ด้านล่างใช้กับอากาศระเบิดเบรคเกอร์สำหรับโปรแกรมประยุกต์ EHV แรงดันสูงกว่า 145 KV สำหรับแรงดันของ 420 KV และก่อสร้างเพิ่มเติม แก้ไข โดยเพิ่มจำนวนโค้งที่รบกวนห้องในชุดที่ต้องการ เบรกเกอร์แอร์ระเบิดต้องมีระบบลมเสริม อากาศระเบิดเบรคเกอร์สำหรับ 12 KV โดยทั่วไปมีการก่อสร้างชนิดอื่น แอร์ระเบิดเบรคเกอร์เหมาะสำหรับเตาภาษี และระบบลากไม่พอสำหรับหน้าที่ดังกล่าว จัดอันดับโดยทั่วไปของอากาศระเบิดเบรกมี:คล้าย 12 KV, 40 ค่ะคล้าย 22 KV, 40KAคล้าย 145 KV, 40 KA รอบ 3คล้าย 245 KV, 40 KA, 50 KA รอบ 2.5คล้าย 420 KV, 40 KA, 50 KA, 63.5 KA รอบที่ 2ตัวเก็บประจุที่มีการจัดเกรดเชื่อมต่อข้ามหน่วย interrupter แจกเท่าของแรงดันระหว่างหน่วย ปิด resistors (Fig. 2.5) เชื่อมต่อระหว่างหน่วย interrupter สำหรับจำกัดกว่าแรงดันในระหว่างการปิดการดำเนินงาน เปิด resistors เชื่อมต่อข้ามหน่วย interrupter ให้เซอร์กิตเบรคเกอร์ restrike ฟรีรูป 2.5 การกำหนดค่าของตัวต้านทานสลับเบรคเกอร์และสถานี 4 Y หูออกสุขาภิบาลพลังงานไฟฟ้ารศ.ดร. Sayed A. Ward สุขาภิบาลอิศอมม. Shaalan หน้า 332.2.3 หลักโค้งชุบในอากาศระเบิดเบรกตัดวงจรระเบิดอากาศต้องเป็นระบบลมเสริมซึ่งหน้า ๆ อากาศผู้รับอากาศที่ตัด สำหรับการเปิดการดำเนินการ อากาศเป็นการยอมรับในห้องดับ arc มัน pushes ไปติดต่อย้ายกับแรงดันสปริง ในการทำเช่นนั้น ผู้ติดต่อจะถูกคั่น และระเบิดอากาศก๊าซ ionized นอกจากจะช่วยดับ arc s หลังจากไม่กี่รอบ ส่วนโค้งยกเลิก โดยระเบิดอากาศ และห้องดับ arc จะเติมอากาศแรงดันสูง (30kgf/cm2) อากาศความดันสูงมีความเป็นฉนวนสูงกว่าที่ความดันบรรยากาศ ดังนั้น ช่องว่างติดต่อเล็กของกี่เซนติเมตรก็พอ การไหลเวียนของอากาศรอบ ๆ ติดต่อรับคำแนะนำ โดยหัวฉีดรูปติดต่อ มันอาจจะแกน ข้าม หรือชุดเหมาะ {Fig. 2.6(a) (b) } รูป 2.6 การไหลเวียนของอากาศรอบ ๆ ติดต่อในอากาศระเบิดเบรกเบรคเกอร์และสถานี 4 Y หูออกสุขาภิบาลพลังงานไฟฟ้ารศ.ดร. Sayed A. Ward สุขาภิบาลอิศอมม. Shaalan หน้า 34ในการระเบิดของแกนชนิดอากาศไหล (a) 2.6 Fig. กระแสอากาศเป็นระยะยาว บริเวณอาร์ค ในแกนระเบิดชนิดอากาศไหล อากาศไหลจากอ่างเก็บน้ำแรงดันสูงสู่ความดันบรรยากาศผ่านหัวฉีดขันติธรรมเป็น convergent ความแตกต่างของความดันและการออกแบบของหัวฉีดจะให้เป็นอากาศขยายตัวในโซนความดันต่ำ attains ความเร็วเหนือเสียงเกือบ ไหลเชิงมวลของอากาศที่ผ่านหัวฉีดที่ควบคุม โดยพารามิเตอร์เช่นความดัน ที่ตั้งของคอ หัวฉีดคอเส้นผ่าศูนย์กลาง และได้รับอิทธิพลจากเส้นผ่าศูนย์กลางของส่วนโค้งเอง อากาศไหลเร็วสูง axially ตามอาร์คทำเอาความร้อนจากยสปริงอาร์ค และลดเส้นผ่าศูนย์กลางของส่วนโค้งเป็นค่าต่ำสุดที่ปัจจุบันศูนย์ ที่บัดนี้ หยุดอาร์ค และเป็นล้างพื้นที่ติดต่อกับอากาศที่ไหลผ่านหัวฉีด การไหลของอากาศผ่านช่องว่างติดต่อใจเอาก๊าซร้อน และอย่างรวดเร็วอาคารค่าความเป็นฉนวน ใช้หลักการข้ามระเบิด 2.6 Fig. (b) แสดงเฉพาะในการตัดวงจรของการประเมินค่อนข้างต่ำเช่น 12 KV, 500 MVA ประสบการณ์ได้แสดงในการระเบิดข้ามกระแส กระแสอากาศเส้นผ่าศูนย์กลางของส่วนโค้งและส่วนโค้งว่ายังคงมีเสถียรภาพในปัจจุบันสูงกว่าค่า ในช่วงเวลาของการดับอาร์ค อากาศยังคงไหลผ่านหัวฉีดเพื่อบรรยากาศ สามารถเพิ่มอัตราการไหลเชิงมวลได้ โดยเพิ่มความดันระบบ เพิ่มการไหลมวลผลแบ่งเพิ่มกำลังการผลิต หลังจากช่วงเวลาสั้น ๆ ของกระแสอากาศ interrupter ที่เต็มไป ด้วยอากาศแรงดันสูง ความเป็นฉนวนของอากาศเพิ่มขึ้นกับความดัน อากาศแรงดันสูงสดในพื้นที่ติดต่อดังนั้นจึง มีความสามารถในการซิแรงกู้ชั่วคราว หลังจากการดับอาร์ค หอ interrupter จะเต็มไป ด้วยอากาศแรงดันสูง สำหรับปิดการทำงาน อากาศจากหอนี้จะจัดให้ออกสู่บรรยากาศ จึงช่วยลดความดันในผู้ติดต่อย้ายจากด้านหนึ่ง และติดต่อย้ายปิดอย่างรวดเร็ว โดยแรงดันสปริง (Fig. 2.7) แอร์ระเบิดเบรคเกอร์มาภายใต้ชั้นภายนอก extinguishing พลังงานชนิด พลังงานที่กำหนดให้ดับอาร์คได้รับจากอากาศความดันสูง และเป็นอิสระปัจจุบันถูกขัดจังหวะเบรคเกอร์และสถานี 4 Y หูออกสุขาภิบาลพลังงานไฟฟ้ารศ.ดร. Sayed A. Ward สุขาภิบาลอิศอมม. Shaalan หน้า 35รูป 2.7 หลักของการดำเนินงานใน ABCB 2.2.4 บุญ และนิทานชาดกต่าง ๆ บุญอากาศระเบิดเบรกอากาศระเบิดเบรก:1. สามารถใช้ที่แรงดันสูง2. การดำเนินงานความน่าเชื่อถือจากแหล่งภายนอกของ extinguishing พลังงาน3. ฟรีจากแยกส่วนประกอบ4. สะอาด inflammable ไม่5. อากาศได้อย่างอิสระทุก6. สดกลางใช้ทุกครั้ง ดังนั้น เบรกเกอร์ที่สามารถซ้ำดำเนิน ถ้าภาษีดังกล่าวมา7. ที่ความดันสูง การเดินติดต่อเล็กก็พอ8. มีเดียวทำหน้าที่วัตถุประสงค์ย้ายดับติดต่อและส่วนโค้ง9. สูงความเร็วของการดำเนินงาน อากาศอัดย้ายอย่างรวดเร็ว และนำ ab
การแปล กรุณารอสักครู่..
