Вимикачі навантаження 6-10 кВ

Вимикач навантаження — комутаційний апарат, призначений для відключення й включення струмів навантаження в нормальному режимі.

Вимикачі навантаження можуть мати стаціонарні заземлюючі ножі.

Привод ВН може бути ручним (ПР), ручним з дистанційним відключенням (ПРА) або електромагнітним (ПЭ) з дистанційним відключенням і включенням.

Для захисту від струмів КЗ послідовно з вимикачем навантаження на загальній рамі встановлюється запобіжник ПК.-6 або ПК-10. Такі вимикачі навантаження можуть забезпечуватися електромагнітом відключення, що впливає на привод при перегорянні запобіжника в будь-якій фазі, запобігаючи роботі електроустановки двома фазами.

Вимикачі навантаження ВН дозволяють спростити конструкцію розподільних пристроїв 6-10кВ, знизити їхню вартість, тому вони знаходять широке застосування в системі електропостачання промислових підприємств, міст, будівельних майданчиків.

Вакуумний вимикач навантаження ВНВ-10/320 виготовляється на напругу 6 і 10кВ і номінальні струми до 320А. Він призначений для багаторазового відключення струму 900А і струм, що відключається гранично, 2кА. Основною частиною його є вакуумна дугогасна камера КДВ-21. Вимикач ВНВ призначений для установки в шафах КРП й застосовується в гірничовидобувній промисловості, на пунктах живлення екскаваторів, у рудничних установках, для комутації дугових печей.

Запобіжники 6-10 кВ

Запобіжник — це комутаційний електричний апарат, призначений для відключення струмоведучих частин під дією струму, що перевищує певне значення.

Запобіжники насипні серії ПК виготовляються на напругу 3—35кВ і номінальні струми до 400А.

Запобіжники з автогазовим гасінням ПВТ виконуються на напругу 10 і 35кВ для зовнішньої установки. Основною частиною запобіжника є трубка з вініпласту, у яку затягується дуга після розплавлювання плавкого елемента. Інтенсивне виділення газу створює потужний вихлоп і дуга гасне. Номінальний струм відключення ПВТ-35 становить 3,2кА.

Запобіжники ПВТ застосовуються в КТП. Вони захищають силові трансформатори від струмів КЗ, але не захищають від інших видів ушкоджень.

Вимірювальні трансформатори струму

Трансформатор струму призначений для зниження первинного струму до стандартної величини (5 або 1 А) і для відділення ланцюгів вимірювання й захисту їх від первинних ланцюгів високої напруги.

Т рансформатор струму має замкнутий магнітопровід 2 (мал. 3.13) і дві обмотки: первинну 1 і вторинну 3. Первинна обмотка включається послідовно в ланцюг вимірюваного струму I₁, до вторинної обмотки приєднуються вимірювальні прилади, обтічні струмом I₂.

Рис. 3.13. Схема включення трансформатора струму

6. Основні вимоги до схем підстанцій

Схеми РП підстанцій при конкретному проектуванні розробляються на підставі схем розвитку енергосистеми, схем електропостачання району або об'єкта й інших робіт з розвитку електричних мереж і повинні:

• забезпечити необхідну надійність електропостачання споживачів відповідно до категорій електроприймачів і транзитних каналів потужності по міжсистемних і магістральних зв'язках у нормальному й післяаварійному режимах;

• враховувати перспективу розвитку ПС;

• враховувати вимоги протиаварійної автоматики;

• забезпечувати можливість безпечного проведення ремонтних й експлуатаційних робіт на окремих елементах схеми без відключення суміжних приєднань;

• забезпечувати наочність, економічність й автоматичність.

Схеми РП повинні передбачати вивід вимикачів й віддільників у ремонт, здійснюваний:

• для всіх схем РП напругою 6...35кВ, а також для блокових і мостових схем РП напругою 110, 220квВ (за винятком ланцюга, по якому здійснюється транзит потужності) - шляхом тимчасового відключення ланцюга, у якому встановлений апарат, що ремонтується;

• для мостових схем РП напругою 35-220кВ - шляхом застосування ремонтних перемичок, за винятком випадків, коли перемички відсутні;

• для схем зі збірними шинами РП напругою 110, 220кВ - шляхом застосування обхідних вимикачів, за винятком випадків, коли обхідна система шин відсутня;

• для схем РП напругою 6-220кВ - шляхом установки підмінного вимикача, якщо застосовується такий тип вимикача (схеми з вимикачами, КРУЭ);

• для схем РП напругою 330...750кВ (крім схеми блоку 330, 500кВ), а також 110-220кВ за схемою чотирикутника - відключенням вимикача без відключення приєднання.

Число одночасно спрацьовуючих вимикачів, у межах РП однієї напруги повинне бути не більше:

• при ушкодженні лінії - двох;

• при ушкодженні трансформаторів напругою до 500кВ - чотирьох, 750кВ - трьох.

Порівняння конкуруючих варіантів схем, розроблених на підставі перерахованих вимог, і їхній остаточний вибір здійснюється на підставі техніко-економічних розрахунків з урахуванням показників надійності.

Загальні вказівки по застосуванню типових схем.

Схеми РП, зазначені в схемі розвитку енергосистеми, електричних мереж району, міста або електропостачання об'єкта, є попередніми й вибираються при конкретному проектуванні ПС.

Кількість трансформаторів, установлюваних на ПС, приймається, як правило, не більше двох.

При наявності на ПС більше двох трансформаторів вони можуть підключатися до РП однієї напруги одночасно обмотками СН одних й обмотками ВН інших трансформаторів.

При установці 4-х автотрансформаторів 330-750кВ, наприклад, коли на ПС потрібні дві середніх напруги, допускається приєднання їх на стороні ВН попарно, через один вимикач із установкою роз'єднувача в ланцюзі кожного автотрансформатора. При цьому керування роз'єднувачами рекомендується включати в схему автоматики, що забезпечує при ушкодженні одного з автотрансформаторів відключення в безструмову паузу ушкодженого автотрансформатора за допомогою роз'єднувача.

Схеми з віддільниками припустимо застосовувати тільки на напрузі 110кВ у випадку, коли замовник не може забезпечити укомплектування ПС необхідною кількістю вимикачів і за винятком наступних випадків:

• у РП, розташованих у зонах холодного клімату за ДСТ 15150-69, а також в особливо ожеледних районах,

• у районах із сейсмічністю більше 6 балів по шкалі MSK-64;

• коли дія віддільників і короткозамикачів призводить до випадання із синхронізму синхронних двигунів у споживача або порушенню технологічних процесів,

• на ПС транспорту й видобутку нафти й газу;

• для приєднання трансформаторів потужністю більше 25 MBA,

• у ланцюгах трансформаторів, приєднаних до ліній, що мають ОАПВ.

У схемах без вимикачів у ланцюгах трансформаторів для забезпечення відключення головного вимикача живильної лінії при ушкодженні трансформатора застосовуються наступні рішення:

• короткозамикачі в одній фазі - для мереж 110кВ;

• передача сигналу на відключення вимикача із застосуванням присрою телевідключення або по кабелях.

Застосування передачі відключаючого сигналу, повинно мати техніко-економічне обґрунтування. З метою резервування для РП напругою 110кВ допускається установка короткозамикача.

Допустимість застосування короткозамикачів на споруджувану нову ПС, що живляться від діючих ПС із повітряними вимикачами, що не відповідають ДЕРЖСТАНДАРТ 678-78 для 110кВ, і розташованих на відстані до 4 км від останніх, підлягає перевірці за умовами відключення не вилучених коротких замикань головним вимикачем.

При застосуванні типових схем для конкретного об'єкта підлягають визначенню:

• типи, кількість і технічні параметри основного устаткування й ошиновки (з урахуванням виключення ушкоджень трансформаторів напруги від феррорезонансних перенапруг);

• кількість повітряних і кабельних ліній;

• необхідність і місця установки регулюючих і компенсуючих пристроїв, струмообмежуючих і дугогасних реакторів, а також схеми їхнього приєднання;

• режими нейтралей трансформаторів всіх класів напруг,

• необхідність високочастотної обробки ліній і кількість оброблюваних фаз;

• необхідність установки шукачів ушкоджень і пристроїв для плавки ожеледі на проводах і тросах ПЛ.

Вказівки по застосуванню блокових схем. Блокові схеми застосовуються на стороні ВН тупикових ПС до 500кВ включно або розгалужуючих ПС, що приєднуються до однієї або двох ліній до 220кВ включно.

Схема 1 (блок трансформатор-лінія без комутаційного обладнання або з роз'єднувачем) застосовується на напрузі 35...330 кВ при живленні лінією, що не має відгалужень, одного трансформатора. При цьому, для захисту лінії й устаткування РП напругою 330кВ із трансформаторами будь-якої потужності й РП напругою 110кВ, 220кВ і з трансформаторами потужністю більше 25 МВА передбачається передача сигналу, що відключає; для захисту устаткування РП напругою 35...220кВ із трансформаторами потужністю 25 MBА і менше допускається використання релейного захисту лінії з боку живильного кінця, що забезпечує відключення лінії при короткому замиканні на ній і частини обмотки трансформатора без затримки часу, а при короткому замиканні, на іншій частині обмотки трансформатора - затримкою часу другого рівня.

При кабельному введенні в трансформатор роз'єднувач і ВЧ обробка не передбачаються.

Схема 3 (див. табл. 3.1 - блок лінія-трансформатор з віддільником) застосовується на напрузі 110 кВ і трансформаторах потужністю до 25 MBА при необхідності автоматичного відключення ушкодженого трансформатора від лінії, що харчує трохи ПС.

РП по схемах 1 й 3 (див. табл. 3.1) можуть розвиватися за рахунок установки аналогічного блоку без перемички на ВН. Таке рішення рекомендується застосовувати в умовах інтенсивного забруднення й при обмеженій площі забудови. Застосування однотрансформаторної ПС допускається при забезпеченні необхідної надійності електропостачання споживачів.

Схема 4 (див. табл. 3.1 - два блоки з віддільниками й неавтоматичною перемичкою з боку ліній) застосовується на напрузі 110кВ і трансформаторах потужністю до 25MBA.

Залежно від схем мережі початковим етапом розвитку схеми 4 можлива схема укрупненого блоку (блок лінія-2 трансформатори) на напрузі 110кВ з віддільниками й на напрузі 35, 220кВ із вимикачами - схема 4Н.

При одній лінії й двох трансформаторах роз'єднувачі в перемичці допускається не встановлювати.

Схема 3Н застосовується на напрузі 35-220, 500кВ, а схема 4Н - на напрузі 35-220кВ.

У схемі 3Н (блок лінія - трансформатор 500кВ із вимикачем) допустима установка двох паралельно включених вимикачів за умови подальшого розвитку схеми, наприклад, при освоєнні нових типів вимикачів або їхніх приводів.

У схемі 35-3Н і 35-4Н допускається встановлювати ТН у трьох фазах при наявності обґрунтування.

У схемах 3Н, 4Н при застосуванні на ПС системи випрямленого оперативного струму допускається встановлювати ТН між вимикачем і силовим трансформатором.

Вказівки по застосуванню місткових схем.

Місткові схеми застосовуються на стороні ВН ПС 35...320кВ при необхідності здійснення секціонування ліній і потужності трансформаторів до 63MBА включно.

На напрузі 110...220кВ місткові схеми застосовуються, як правило, з ремонтною перемичкою; при відповідному обґрунтуванні перемичка може не передбачатися. На напрузі 35кВ при електрифікації сільських мереж перемичка, як правило, не передбачається.

Схема 5 (див. табл. 3.1 - місток з вимикачем у перемичці й віддільниками в ланцюгах трансформаторів) застосовується на напрузі 110кВ і трансформаторах потужністю до 25МВА включно.

Залежно від схеми мережі початковим етапом розвитку схеми 5 можлива схема укрупненого блоку на напрузі 110кВ із віддільниками й, при відповідному обґрунтуванні, з вимикачами.

Схеми 5Н (див. табл. 3.1 – місток з вимикачами в ланцюгах трансформаторів і ремонтною перемичкою з боку ліній) і 5АН (місток з вимикачами в ланцюгах трансформаторів і ремонтною перемичкою з боку трансформаторів), застосовуються відповідно до умов, викладених вище, на напрузі 35-220кВ. Застосування схеми 5 із заміною віддільників на вимикачі на споруджувану нову ПС не рекомендується.

При необхідності секціонування мережі на даній ПС у режимі ремонту будь-якого вимикача бажано застосовувати схему 5АН.

Таблиця 3.1

Найменування схеми	Номер схеми
Блок (трансформатор-трансформатор-лінія-трансформатор) з роз'єднувачем	110-1
Блок (трансформатор-трансформатор-лінія-трансформатор) з віддільником	110-3
Блок (трансформатор-трансформатор-лінія-трансформатор) з вимикачем	110-3Н
Два блоки з віддільниками й неавтоматичною перемичкою зі сторони ліній	110-4
Два блоки з вимикачами й неавтоматичною перемичкою з боку ліній	110-4Н
Місток з вимикачем у перемичці й віддільниками в ланцюгах трансформаторів	110-5
Місток з вимикачами в ланцюгах трансформаторів і ремонтною перемичкою з боку ліній	110-5Н
Місток з вимикачами в ланцюгах трансформаторів і ремонтною перемичкою з боку трансформаторів	110-5АН
Вихід-вихід	110-6
Чотирикутник	110-7
Одна робоча, секційована вимикачем, і обхідна системи шин	110-12
Два робітники й обхідна системи шин	110-13
Два робітники, секційовані вимикачами, і обхідна системи шин, із двома обхідними й двома шиноз’єднувальними вимикачами	110-14

Схеми 5, 5Н, 5АН (див. табл. 3.1) можуть бути застосовані при установці на першому етапі розвитку ПС одного трансформатора. Кількість вимикачів при цьому визначається технічною необхідністю.

У роботі [14] дані схеми по інших напрямках від 35 кВ до 750 кВ. У дійсній книзі наведені для приклада номера схем 110 кВ.