Конструкции комплектных распределительных устройств и подстанций
Прогрессивным методом сооружения распределительных устройств является использование комплектного электрооборудования, полностью изготовленного и отрегулированного на заводах. Монтаж комплектных распределительных устройств (КРУ) сводится к их укрупнительной сборке, установке на подготовленные основания, выполнению внешних электрических соединений, наладке и испытаниям.
- высокую степень готовности к монтажу, малые сроки монтажных работ;
- снижение стоимости монтажных работ;
- высокий уровень ремонтопригодности;
- быстроту расширения при реконструкции.
Комплектные распределительные устройства подразделяются на устройства напряжением до 1000 В и свыше 1000 В и представляют собой металлическую конструкцию, состоящую из закрытых шкафов. В шкафах смонтированы коммутационные и защитные аппараты, приборы измерения, устройства релейной защиты и вспомогательные устройства.
В зависимости от схемы аппаратура одного присоединения может быть размещена в одном или нескольких соединенных между собой шкафах КРУ.
Комплектные распределительные устройства напряжением до 1 кВ состоят из шкафов различных унифицированных конструкций (вводного, отходящих линий, секционного) со встроенными выдвижными автоматами втычного исполнения, измерительными, защитными и сигнальными приборами.
Рис. 130. Комплектное распределительное устройство ЩО-70:
1 — съемный карниз; 2 — амперметр; 3 — рамка для надписи; 4 — траверса с изоляторами; 5 — рубильник с предохранителями; 6 — трансформатор тока.
Для комплектации типовых подстанций промышленность выпускает для распределительного устройства 0,4 кВ унифицированные щиты серии ЩО (щиты одностороннего обслуживания) (рис. 130). Щиты серии ЩО-70 имеют несколько модификаций: вводные, секционные, распределительные, наружного освещения. Панели шкафов комплектуют рубильниками и предохранителями или автоматами. Шины 0,4 кВ секционируются воздушным автоматом или рубильником. Кабельные заделки 0,4 кВ располагаются внизу щитов. Для присоединения сети наружного освещения имеется специальная панель щита с установкой на ней трансформаторов тока и электросчетчика.
Комплектные распределительные устройства напряжением 6—10 кВ изготовляют двух типов, стационарного и выкатного.
Стационарные КРУ типа КСО (камера комплектная стационарная одностороннего обслуживания) выпускают в сериях КСО-336 и КСО-272.
Камеры КСО комплектуются электрооборудованием с приводами и приборами, установленными стационарно, без выдвижных элементов. Камера делится на три отсека листовой сталью или асбестоцементными плитами. В верхнем отсеке размещены сборные шины и шинный разъединитель, в среднем — масляный выключатель и трансформаторы тока, в нижнем — линейный разъединитель и кабельные заделки. Аппаратура измерения, защиты и управления размещается на верхней двери. Каркас камеры сварной из гнутой листовой стали. На передней части камеры расположены верхняя и нижняя двери, а в средней части имеется стальной пояс толщиной 2 — 3 мм, на котором монтируются приводы разъединителей и выключателей. За верхней дверью установлено сетчатое ограждение для осмотра оборудования без отключения напряжения. По верхней части камеры проходит карниз для светового табло, освещения камеры и прокладки контрольных кабелей.
Камеры КСО с масляными выключателями имеют типовое обозначение КСО-272 (рис. 131).
Рис. 131. Комплектная камера КСО-272:
1 — сборные шины; 2, 7 — разъединители; 3, 9 — приводы заземляющих ножей; 4 — привод шинного разъединителя; 5 — трансформатор тока; 6 — пружинный привод ПП-67; 8 — привод линейного разъединителя; 10 — выключатель ВМГ-10.
Камеры КРУ для внутренней установки (выкатные КРУ) смонтированы в сварных металлических шкафах, которые защищают персонал от случайного прикосновения к токопроводящим и подвижным частям, а оборудование — от вредных воздействий внешней среды. Распределительное устройство из камер типа КРУ состоит из необходимого набора отдельных шкафов со встроенными в них аппаратами коммутации, управления, измерения, защиты и регулирования, собранных на общей раме и объединенных сборными шинами и контактными зажимами цепей вторичной коммутации.
Рис. 132. Шкаф КРУ-2 с выключателем типа ВМП-10:
1 — трансформатор тока ТЗЛ: 2 — трансформаторы тока ТПЛ-10; 3 — проходные изоляторы; 4 — сборные шины; 5 — выключатель ВМП-10; 6 — привод ППМ-10.
Камера КРУ состоит из трех основных частей: корпуса, выкатной тележки с оборудованием и релейного шкафа (рис. 132). Она разделена стальными перегородками на отсеки: шинный, выкатной тележки, трансформаторов тока с кабельными заделками, верхних контактов разъединителей. На тележке установлено основное оборудование (масляный выключатель, трансформатор напряжения, привод, подвижный контактный разъединитель). Роль разъединителей (рис. 133) выполняют специальные штепсельные контакты, неподвижная часть которых находится в корпусе шкафа.
Рис. 133. Разъединяющие контакты первичных цепей:
1 — проходной изолятор; 2 — фиксирующая прокладка; 3 — неподвижный контакт; 4 — опорный изолятор; 5 — натяжная гайка; 6 — пружина, 7 — контактная пластина; 8 — шпилька.
При необходимости осмотра или ремонта аппаратуры тележка выкатывается из шкафа. Отсек трансформаторов тока и концевых заделок отделен от отсека тележки съемной крышкой и шторкой безопасности, открывающейся при вкатывании тележки в шкаф и закрывающейся при выкатывании ее.
Выкатная тележка может занимать три положения: рабочее, контрольное и ремонтное. При рабочем положении контакты первичной цепи и разъединяющие контакты вторичной цепи замкнуты, заземление тележки осуществлено через скользящие контакты на корпус шкафа. В рабочем положении тележка жестко закрепляется фиксаторами механизма вкатывания. В контрольном положении тележки первичные цепи остаются разомкнутыми, а вторичные могут быть замкнутыми. В этом положении производят опробование действия цепей защиты, сигнализации и управления. В ремонтном положении тележка полностью выдвинута из шкафа и контактБ1 первичной и вторичной цепей разомкнуты. В этом положении обеспечивается безопасность производства работ по осмотру и ремонту оборудования, расположенного на тележке.
Шкафы снабжены блокировочными устройствами, исключающими выкатывание или вкатывание тележки при включенном выключателе.
Комплектные распределительные устройства для наружной установки (КРУН) изготовляют трех типов: выкатные, стационарные и объемные.
КРУН выкатного типа скомпонованы так же, как и соответствующие КРУ внутренней установки. Выпускаются нормального и малого габаритов.
КРУН стационарного типа выпускают без штепсельных разъединителей. Они комплектуются масляными выключателями типа ВМГ-10 и предохранителями типа ПК-10 и отдельными разъединителями с приводами типа РВ-10. Шкафы с выключателями снабжены механической блокировкой от неправильных действий при оперировании выключателем и разъединителями.
КРУН объемного типа изготовляют нормального и малого габаритов с однорядным и двухрядным расположением ячеек. Его оборудование смонтировано в собственном помещении из стальных листовых панелей. Коридор обслуживания образуется между фасадами ячеек и имеет ширину около 2 м. Малогабаритные объемные КРУН изготовляют только с двухрядным расположением ячеек. В них применяют выключатели типа ВММ-10 и предусматривается более плотный монтаж оборудования.
Вводы во все типы КРУН выполняются одним из трех вариантов — кабелем, токопроводом и с воздушной линии.
Комплектные трансформаторные подстанции могут быть внутренней (КТП) и наружной (КТПН) установок и состоят из блока ввода высокого напряжения, силового трансформатора и распределительного устройства низкого напряжения 0,4 кВ. Комплектные подстанции выпускают с одним и двумя трансформаторами, с защитно-коммутационной аппаратурой, приборами измерения, учета электроэнергии и сигнализации.
Вводы комплектных подстанций могут быть воздушные и кабельные.
Блок высокого напряжения КТП мощностью до 630 кВ•А представляет собой короб со съемной дверью на лицевой стороне или шкаф из листовой стали с сетчатой дверью. Специальная блокировка сетчатой двери не дает возможности включить выключатель при открытой двери.
В КТП применяются силовые трансформаторы типов ТМЗ с естественным масляным охлаждением и с совтоловым заполнением типа ТМЗ. Трансформаторы типа ТМЗ выпускаются мощностью до 2500 кВ•А включительно.
Для питания токовых обмоток измерительных приборов н реле применяют трансформаторы тока: для измерения токов и мощности, а также учета электрической энергии — катушечные опорные трансформаторы тока.
Питание электроизмерительных приборов, релейной защиты от замыканий на землю, цепей автоматики и сигнализации осуществляется от трансформаторов напряжения типа НОСК. Для включения приборов измерения, защиты и учета на напряжение 0,4 кВ применяют трансформаторы напряжения шил НОС-0,5. Если на подстанции совмещают питание цепей измерения, защиты и автоматики с цепями контроля состояния изоляции, в первичной цепи применяют трансформаторы типа НТМИ (пятистержневые) с дополнительной обмоткой, соединенной в разомкнутый треугольник.
Дня питания сетей от комплектных трансформаторных подстанций применяют магистральные шинопроводы серии ШМА на токи 1600, 2500 и 4000 А в зависимости от мощности трансформатора (соответственно 1000, 1600 и 2500 кВ•А). Распределительные шинопроводы серии ШРА на токи 250, 400 и 630 А используют для распределительных сетей при большом количестве электроприемников. Для групповых сетей освещения применяют осветительные шинопроводы ШОС на токи 25 и 63 А.
Применение унифицированных комплексных шинопроводов позволяет обеспечивать высокую надежность электроснабжения, универсальность, индустриализацию монтажа и экономию материалов.
Источник
Оборудование распределительных устройств выше 1000 В
В состав оборудования распределительных устройств входят выключатели, разъединители, предохранители, измерительные трансформаторы тока и напряжения, разрядники, реакторы, система сборных шин, силовые кабели и т.д.
Все оборудование распределительных устройств выше 1000 В выбирается из расчета: длительной работы с номинальными токами, кратковременных перегрузок, токов коротких замыканий и значительных повышений напряжения, связанных с атмосферными или внутренними перенапряжениями (например, при замыкании на землю фазы через дугу, включение длинных холостых линий и др.).
Токоведущие части в нормальном режиме, когда устанавливается тепловое равновесие (т. е. когда тепло, выделяемое токоведущей частью при протекании номинального тока, равно количеству тепла, отдаваемого проводником в окружающую среду), не должны нагреваться выше предельно допустимых по нормам температур: 70° С — для голых (неизолированных) шин и 75° С — для подвижных и неподвижных соединений на шинах и аппаратах.
Длительное превышение температуры токоведущих частей сверх допустимого нормами запрещается . Такой режим влечет за собой увеличение переходного сопротивления в соединениях токоведущих частей оборудования, что в свою очередь ведет к дальнейшему повышению температуры контактного соединения с последующим увеличением переходного сопротивления в нем и т. д.
В результате такого процесса контактное соединение токоведущей части разрушается и возникает открытая дуга, которая приводит, как правило, к короткому замыканию и аварийному выходу из работы оборудования.
Протекание токов короткого замыкания через шины или аппараты сопровождается:
а) дополнительным выделением тепла через токоведущие части, по которым протекают токи короткого замыкания (так называемые термические действия токов короткого замыкания ),
б) значительными механическими силами притяжения или отталкивания между проводниками соседних фаз или даже одной и той же фазы, например у реактора (так называемые э лектродинамические воздействия между токоведущими частями ).
Аппараты распределительных устройств должны быть термически устойчивы . Это значит, что при возможных величинах и продолжительностях токов короткого замыкания возникающее кратковременное повышение температуры токоведущих частей не должно вызывать повреждения оборудования.
Кратковременные повышения температуры ограничены: для медных шин 300° С, для алюминиевых шин 200° С, для кабелей с медными жилами 250° С и т. д. После отключения короткого замыкания релейной защитой проводники охлаждаются до температуры, соответствующей установившемуся режиму.
Аппараты и шины распределительных устройств должны быть динамически устойчивы к токам короткого замыкания . Это значит, что они должны выдерживать динамические усилия, вызванные прохождением через них наибольшего (ударного) тока короткого замыкания, соответствующего начальному моменту возникновения тока короткого замыкания, возможного в данном распределительном устройстве.
Таким образом, аппараты для распределительных устройств должны быть так выбраны, а шины так рассчитаны, чтобы их термическая и динамическая устойчивость к воздействию токов короткого замыкания была больше или соответствовала таким максимальным величинам тока короткого замыкания, которые возможны в данном распределительном устройстве.
Для ограничения величины токов короткого замыкания применяют реакторы . Реактор представляет собой катушку без стального сердечника, обладающую значительным индуктивным сопротивлением и малым активным сопротивлением.
Из-за этого потеря мощности в реакторе составляет обычно не более 0,2-0,3% его пропускной мощности. Поэтому в нормальных условиях реактор не оказывает почти никакого влияния на протекание через него активной мощности (потеря напряжения в нем незначительна).
При коротких замыканиях реактор ограничивает величину тока короткого замыкания в цепи за счет своего значительного индуктивного сопротивления. Кроме того, реактор при коротких замыканиях за ним обеспечивает поддержание напряжения на шинах в связи с большим падением напряжения в нем, что обеспечивает другим потребителям возможность продолжать бесперебойную работу.
Реактор, установленный на присоединении, позволяет выбирать аппараты, установленные за реактором (трансформаторы тока, разъединители, выключатели), и, что особенно существенно, аппараты и кабели распределительной сети за линией, рассчитанные на меньшие термические и динамические действия токов короткого замыкания, что значительно упрощает конструкцию и снижает стоимость электрического оборудования распределительных устройств.
Класс изоляции электрооборудования должен быть не ниже номинального напряжения сети . Защитный уровень устройств защиты от перенапряжений должен быть согласован с уровнем изоляции электрооборудования.
При расположении распределительных устройств в местностях, где воздух содержит вещества, разрушительно действующие на оборудование или снижающие уровень изоляции, должны быть приняты меры, обеспечивающие надежную работу установки.
Изоляция электрических аппаратов должна обеспечить надежную их работу три номинальном напряжении, на которое рассчитаны данные аппараты, а также при максимальном длительном напряжении, допустимом в эксплуатации, и при возможных перенапряжениях.
Электрические аппараты распределительных устройств (высоковольтные выключатели, разъединители и т. д.) изготовляются на номинальные напряжения, которые соответствуют принятым номинальным напряжениям электрических сетей.
Устанавливать аппараты, рассчитанные на меньшие номинальные напряжения, в сетях с большим номинальным, напряжением недопустимо, так как при перенапряжениях они могут быть перекрыты, что приведет к аварийному выходу из работы оборудования. Поэтому номинальное напряжение оборудования должно соответствовать номинальному напряжению сети, к которой это оборудование присоединяется.
Оборудование, рассчитанное для работы в закрытых распределительных устройствах, без специальных мероприятий нельзя применять в открытых установках, так как это оборудование не обеспечивает для этих условий необходимую степень надежности.
В связи с тем, что при выборе уровня изоляции определяющую роль, как правило, играет атмосферное перенапряжение , уровень или класс изоляции данного номинального напряжения принято характеризовать импульсным испытательным напряжением .
На линиях ограничение импульсных напряжений в условиях эксплуатации должно обеспечиваться защитными устройствами ( трос и разрядники ). Защиту изоляции электрооборудования, установленного на подстанции, от волн импульсного напряжения, набегающих с линии на шины подстанции, должны осуществлять вентильные разрядники .
Характеристики этих разрядников должны также согласовываться с уровнем изоляции электрооборудования, чтобы при перенапряжениях разрядники срабатывали и отводили заряды в землю при импульсных напряжениях, меньших, чем те, которые могут привести к повреждениям изоляции оборудования распределительных устройств (координация изоляции).
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Источник