5.4 Шины распределительных устройств

Основное электрическое оборудование электростанций и под­станций (генераторы, трансформаторы, синхронные компенса­торы) и аппараты в этих цепях (выключатели, разъединители и др.) соединяются между собой проводниками разного типа, ко­торые образуют токоведущие части электрической установки.

Сборными шинами называются короткие участки шин жесткой или гибкой конструкции, обладающие малым электрическим сопротивле­нием, предназначенные для объединения электрических присоединений (генераторов, трансформаторов, линий) в единую систему.По своему назначению сборные шины делятся на рабочие, резерв­ные и обходные.

Соединительные шины служат для соединения всех аппаратов одного присоединения в единую цепь.

На рисунке 5.36 упрощенно, без разъединителей, показаны элементы схем ТЭЦ, КЭС и подстанции.

Цепь генератора на ТЭЦ (рисунок 5.38,а). В пределах турбинного отделения от выводов генератора G до фасадной сте­ны (участок АБ) токоведущие части выполняются шинным мос­том из жестких голых алюминиевых шин или комплектным пофазно экранированным токопроводом (в цепях генераторов мощ­ностью 60 МВт и выше).

Шинный мост. Жесткие шины крепятся на штыревых изоляторах, установленных на металли­ческих или железобетонных конструкциях. Расстояния между фа­зами и изоляторами принимаются по расчету, обычно для уста­новок 610 кВ расстояния между фазами составляет 0,60,8 м, между изоляторами 11,5 м.

Достоинство шинного моста  простота, а при небольшой длине  надежность и экономичность.

Недостатки шинного моста. С увеличением длины шинного моста увеличи­вается количество изоляторов, возрастает стоимость и снижается надежность, так как более вероятно перекрытие по изоляторам, особенно при их загрязнении.

На ТЭС открытые шинные мосты обычно не приме­няют.

На ГЭС соединение генераторов с повы­шающим трансформатором может выполняться шинным мостом.

Комплектный пофазно-экранированный токопровод (рисунок 5.39). Токоведущие шины каждой фазы закреплены в заземленном кожухе (экране) с помощью изоляторов. Кожух выполнен из алюминия во избежа­ние сильного нагрева вихревыми токами, которые возникают при воздействии магнитного потока, созданного током нагрузки. За­крытое исполнение токопроводов каждой фазы обеспечивает вы­сокую надежность, так как практически исключаются междуфаз­ные КЗ на участке от генератора до повышающего трансформатора. Комплектные токопроводы рекомендуется применять для соединения генераторов 60 МВт и выше с трансформаторами.

а  элементы схем ТЭЦ; 6  КЭС и АЭС; в  подстанции

Рисунок 5.38  Типы проводников в основных электрических цепях

1  токоведущая шина; 2  изоляторы выемные;

3  кожух; 4  стальная балка

Рисунок 5.39  Пофазный экранированный токопровод

Для генераторов до 200 МВт комплектные токопроводы применяют, если блочный трансформатор удален от стены турбинного отделения не более чем на 30 м. При больших расстояниях соединение вне машинного зала выполняется гибким подвесным токопроводом. Ком­плектный пофазный токопровод применяется также для генерато­ров 60 и 100 МВт, работающих на сборные шины, в пределах тур­бинного отделения. Между турбинным отделением и ГРУ соедине­ние выполняется гибким токопроводом.

Пофазно-экранированные токопроводы (рисунок 5.39) с непрерыв­ным кожухом имеют выемные изоляторы 2, с помощью которых крепится токоведущая алюминиевая шина 1 цилиндрической фор­мы. Кожух 3 обеспечивает безопасность обслуживания, защищает проводники и изоляторы от пыли, влаги, случайного попадания посторонних предметов, исключает возможность междуфазных замыканий в пределах токопровода. Три фазы токопровода крепят на стальной балке 4.

При КЗ экранирующее действие кожухов приводит к сниже­нию электродинамических сил на проводники в несколько раз. Дальнейшим совершенствованием токопроводов является пе­реход от воздушной изоляции внутри токопровода к элегазовой (см. 1, с. 430]).

На участке БВ (рисунок 5.38) между турбинным отделе­нием и главным распределительным устройством (ГРУ) соедине­ние выполняется шинным мостом, гибким подвесным токопро­водом (рисунок 5.40) или комплектным токопроводом.

Все со­единения внутри ЗРУ 6-10 кВ, включая сборные шины, выполняются жесткими голыми алюминиевыми шинами прямоу­гольного или коробчатого сечения. Соединение от ГРУ до выво­дов трансформатора связи Т1 (участок ИК) осуществляется шин­ным мостом, гибким подвесным токопроводом или комплектным токопроводом.

а  гибкий токопровод от ГРУ до трансформатора связи

б  гибкий токопровод от машинного зала до ГРУ

Рисунок 5.40  Гибкие подвесные токопроводы

Токоведущие части в РУ 35 кВ и выше обычно выполняются сталеалюминиевыми проводами АС. В некоторых конструкциях ОРУ часть или вся ошиновка может выполняться алюминиевы­ми трубами.

Гибкие токопроводы состоят из пучков алюминиевых проводов, равномерно распределенныхпо окружности, для чего их закрепляют в кольцах-обоймах. Коль­ца с токоведущими проводами крепятся к сталеалюминиевым про­водам, воспринимающим механическую нагрузку. Число прово­дов определяется расчетом с учетом экономической плотности тока. Несущие провода подвешены на натяжных гирляндах к стене главного корпуса и к опорам. Расстояние между кольцами-обой­мами принимается 1 м. Переход от гибких проводов к линейным выводам в стене главного корпуса и ГРУ выполняется с помощью специальной концевой разделки. Расстояние между фазами гиб­кого токопровода составляет 3 м. Гибкие токопроводы надежны в работе, просты в изготовлении и имеют небольшую стоимость. Это привело к широкому применению их на ТЭЦ.

Цепь трансформатора собственных нужд (рисунок 5.38,а). От стены ГРУ до выводов Т2, установленного вблизи ГРУ, соединение выполняется жесткими алюминиевыми шина­ми. Если трансформатор собственных нужд устанавливается у фа­садной стены главного корпуса, то участок ГД выполняется гиб­ким токопроводом. От трансформатора до распределительного устройства собственных нужд (участок ЕЖ) применяется кабель­ное соединение.

В цепях линий 6-10 кВ вся ошиновка до реактора и за ним, а также в шкафах КРУ выполнена прямоугольными алюми­ниевыми шинами. Непосредственно к потребителю отходят ка­бельные линии.

В блоке генератортрансформатор на КЭС учас­ток АБ и отпайка к трансформатору собственных нужд ВГ (рисунок 5.38,б) выполняются комплектным пофазно экраниро­ванным токопроводом.

Для участка ЕД от Т2 до распределительного устройства соб­ственных нужд применяется закрытый токопровод 6 кВ.

В цепи резервного трансформатора собственных нужд участок ЖЗ может быть выполнен кабелем или гибким проводом. Выбор того или другого способа соединения зависит от взаимного рас­положения ОРУ, главного корпуса и резервного ТЗ. Так же как на ТЭЦ, вся ошиновка в РУ 35 кВ и выше выполняется провода­ми АС.

На подстанциях (в открытой части) могут применяться провода АС или жесткая ошиновка алюминиевыми трубами. Со­единение трансформатора с закрытым РУ 6-10 кВ или с КРУ 6-10 кВ осуществляется гибким подвесным токопрово­дом, шинным мостом или закрытым комплектным токопроводом. В РУ 6-10 кВ применяется жесткая ошиновка.

Сборные шины и ответвления от них к электрическим аппара­там (ошиновка) 6-10 кВ из проводников прямоугольного или коробчатого профиля крепятся на опорных фарфоровых изолято­рах. Шинодержатели, с помощью которых шины закреплены на изоляторах, допускают продольное смещение шин при их удли­нении вследствие нагрева. При большой длине шин устанавлива­ются компенсаторы из тонких полосок того же материала, что и шины. Концы шин на изоляторе имеют скользящее крепление через продольные овальные отверстия и шпильку с пружинящей шай­бой. В местах присоединения к аппаратам изгибают шины или ус­танавливают компенсаторы, чтобы усилие, возникающее при тем­пературных удлинениях шин, не передавалось на аппарат. Эскизы различных способов расположения шин на изоляторах показаны на рисунке 5.39. Соединение шин по длине обычно осуществляется сваркой. Присоединение алюминиевых шин к медным (латунным) за­жимам аппаратов производится с помощью переходных зажимов, предотвращающих образование электролитической пары медьалюминий.

Для лучшей теплоотдачи и удобства эксплуатации шины окра­шивают: при переменном токе фазу А  в желтый, фазу В  в зе­леный и фазу С  в красный цвета; при постоянном токе положи­тельную шину  в красный, отрицательную  в синий цвета.