книги / Электрические аппараты

КОМПЛЕКТНЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

24.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Распределительное устройство (РУ) представляет со­ бой совокупность соединенных между собой электрических аппаратов, предназначенных для приема и распределения электрической энергии. В функции РУ входит также за­ щита сети и обслуживающих ее электрических аппаратов от КЗ и ненормальных режимов. Различают сборные и ком­ плектные РУ (КРУ). Сборные РУ на напряжение 6—35 кВ монтируются в специально построенных кирпичных или железобетонных капитальных зданиях. Масляные выклю­ чатели монтируются в железобетонных ячейках, рассчи­ танных на возможность взрыва.

Сборные РУ на напряжение выше 35 кВ строятся от­ крытого типа (ОРУ) и не требуют строительства капиталь­ ных зданий. Отдельные электрические аппараты поступают с заводов, монтируются и налаживаются на месте уста­ новки. Значительного улучшения технических, эксплуата­ ционных и экономических характеристик можно достигнуть применением КРУ. Все входящие в КРУ электрические ап­ параты (коммутационные аппараты, измерительные транс­ форматоры, аппараты управления, устройства релейной защиты и автоматики и т. п.) монтируются заводом-изго- товителем вместе со всеми электрическими соединениями на общем металлическом основании.

Различают КРУ, предназначенные для работы в закры­ том помещении и для наружной установки на открытом воздухе (КРУН). В конструкции КРУН предусматривается защита электрических аппаратов и всех электрических со­ единений от воздействия окружающей среды (дождя, сне­ га, тумана, пыли, ветра).

По сравнению со сборными КРУ имеются следующие преимущества:

1. Значительно уменьшается трудоемкость проектиро­ вания и строительно-монтажных работ.

2. Улучшается качество электроустановок, увеличива­ ется надежность их работы, безопасность обслуживания и сокращаются эксплуатационные расходы.

3.Обеспечивается возможность модернизации и рекон­ струкции.

4.Изготовление КРУ ведется индустриальным методом

сшироким применением механизированного труда. Техно­ логические операции разбиваются на простейшие, что поз­ воляет автоматизировать изготовление и контроль качества.

24.2.КОМПЛЕКТНЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

НА НАПРЯЖЕНИЕ 6—35 кВ

С целью уменьшения размеров, улучшения эксплуата­ ционных характеристик и повышения надежности к элект­ рическим аппаратам КРУ предъявляются следующие тре­ бования:

1.Выключатели должны обладать малыми габаритами

ивстроенным приводом, высокой износостойкостью, пожаро- и взрывобезопасностью. Они должны снабжаться розеточными или пальцевыми контактами. С учетом этих тре­ бований в КРУ применяются маломасляные, электромаг­ нитные, элегазовые и вакуумные выключатели.

2. Трансформаторы тока и напряжения применяются с литой изоляцией, обладающей высокой электрической и механической прочностью. Такие трансформаторы не тре­ буют ухода в эксплуатации.

3. Разъединители должны быть механически связаны с выключателем и обеспечивать электробезопасность при выкатывании выключателя, смонтированного на тележке. Монтаж выключателя с приводом на выкатных тележках позволяет легко производить ревизию и профилактические работы. Подвижные контакты разъединителя выполняются в виде розетки или пальцевых контактов, устанавливаемых на выводах выключателя. Неподвижные контакты в виде штыря или шины крепятся на специальных опорных изо­ ляторах. При выкатывании тележки из КРУ контакты разъединителя размыкаются, а на концы выходного сило­ вого кабеля накладывается заземление с помощью заземлителя, привод которого сблокирован с механизмом тележки выключателя. При вкатывании тележки пальцы под­ вижных контактов разъединителя охватывают неподвиж­ ные и создают надежный контакт, Эта конструкция обес­ печивает пропускание номинальных токов до 3000 А.

4. Разрядники и предохранители должны иметь малые

Рис. 24.1, Типовая ячейка КРУ

зуютея вентильные разрядники типов РВО, РВРД. Предо­ хранители устанавливаются для защиты КРУ от повреж­ дений в измерительных ТН и трансформаторах собственных нужд, которые питаются через КРУ. Применяются пре­ дохранители с кварцевым наполнением серий ПКТН и ПК. Типовая ячейка КРУ с маломасляным выключателем по­ казана на рис. 24,1,6. Электрическая схема цепи высоко­ го напряжения приведена на рис. 24.1, а. Сборные шины / соединяются с неподвижным контактом 2 верхнего разры­ ва разъединителя. Подвижный контакт 3 расположен на верхнем выводе выключателя 4. Нижний вывод выключа­ теля соединяется с подвижным контактом 5 нижнего раз­ рыва разъединителя. Неподвижный контакт 6 соединяется с ТТ 7. Второй вывод ТТ связан с жилой высоковольтного кабеля 8.

Основой ячейки является стальной сварной каркас, к которому крепится входящее в нее оборудование. Внутри ячейка разбита на отсеки. Разбиение объема КРУ на ячей­ ки, а ячеек на отсеки диктуется тем, что возможные по­ вреждения отдельных элементов не должны вызывать вы­ ход из строя всей ячейки или повреждение всего КРУ.

Вотсеке А устанавливаются сборные шины / КРУ, за ­ крепленные на опорных изоляторах. В отсеке Б располага­ ется выключатель 4 с приводом 9. Отсек В содержит изме­ рительный трансформатор тока 7 и выходной кабель с кон­ цевой разделкой 8.

Вотсеке Д располагаются кабели управления, а в от­ секе Г — аппараты релейной защиты и приборы для изме­

рений.

Присоединение выключателя 4 к сборным шинам и ТТ производится с помощью втычных разъединителей 2, 3 и 5, 6 с розеточным или пальцевым контактом.

При возникновении дуги между шинами появляется электродинамическая сила, которая со скоростью в сотни метров в секунду перемещает дугу, при этом дуга причи­ няет большие разрушения. Для того чтобы воспрепятство­ вать движению дуги, в настоящее время начинает приме­ няться ошиновка с твердой изоляцией в виде стеклоткани, пропитанной эпоксидной смолой. При наличии такой изо­ ляции дуга не может перемещаться вдоль шин.

Ввиду того что перегородки между ячейками изготовле­ ны из листовой стали и имеют небольшую прочность, взрыв выключателя может привести к разрушению и ячейки,

рис. 24.1, применен выключатель ВМП-10.

Газы, выходящие из выключателя при отключении, дол­ жны иметь свободный выход из ячейки во избежание воз­ можного взрыва. При большой мощности отключения выхлопные газы должны выбрасываться в атмосферу с по­ мощью специальных газопроводов. Для уменьшения опас­ ности взрыва негерметизированные контакты схемы уп­ равления выключателем выносятся в другой отсек.

Стенки КРУ имеют небольшую толщину и большую по­ верхность. Деформация их возможна даже при небольших избыточных давлениях внутри ячейки. Поэтому желатель­ ны предохранительные клапаны сброса давления. При появлении повышенного давления внутри КРУ из-за нали­ чия электрической дуги предохранительный клапан откры­ вается и ограничивает давление.

При мощностях отключения до 350 МВ-А рациональным является пружинный привод, встроенный в механизм са­ мого выключателя. Ввиду малой мощности двигателя та­ кого привода (100 Вт) отпадает необходимость применения мощного автономного источника питания (аккумулятора).

В современных КРУ выключатель монтируется на те­ лежке. Механизм выкатывания тележки сблокирован с ме­ ханизмом выключателя. Выкатывание возможно только при отключенном включателе.

Тележка выключателя имеет три фиксированных поло­ жения: рабочее, когда разъединители включены, промежу­ точное, когда разъединители отключены, но цепи управле­ ния приводом выключателя остаются включенными, и тре­ тье — ремонтное, когда все цепи отключены и выключатель можно выкатить из ячейки полностью и направить на ре­ монт. Вместо него может быть установлен резервный вы­ ключатель на те же параметры.

При переводе тележки из рабочего положения в проме­ жуточное металлические шторы 6 (рис. 24, б) закрывают отверстия в перегородке ячейки и отделяют отсек Б вы­ ключателя от отсеков А и В, которые могут находиться под высоким напряжением. При вкатывании тележки с выклю­ чателем эти шторы открываются.

В промежуточном положении тележки механизм вы­ ключателя может быть проверен, так как цепи управления остаются включенными.

Рис. 24 3. КРУ с двухъярус­ ным расположением вакуум­ ных выключателей

положен на выкатной тележке. Соединение выключателя со схемой КРУ осуществляется с помощью розеточных контактов 3. Контакты защищены от пыли и грязи изоляционными колпаками 4. Сборные шины 6 соединены с кон­ тактом разъединителя 3 спуском 5.

Нижний вывод выключателя соединен с выходными ши­ нами 7 с помощью шин 8. Трансформатор тока 9 имеет литую изоляцию. После выкатывания тележки заземление шин 8 осуществляется заземлителем 10.

Малые габариты вакуумных выключателей позволяют резко сократить габариты КРУ. На рис. 24.3 показано схе­ матичное изображение КРУ с двухъярусным расположени­ ем вакуумных выключателей на напряжение 7,2 кВ, но­ минальный ток до 3 кА и номинальный ток отключения до

чений номинального тока. Время непрерывной работы КРУ без ревизии достигает 10 лет.

Для установок с частыми коммутациями номинальных токов выпускаются КРУ с электромагнитными выключа­ телями серий ВЭМ-10 и ВЭ-10. Для выключателей ВЭ-10 допустимое число коммутаций номинального тока достига­

1 расположен на тележке 2. На этой же тележке установ­ лен трансформатор тока 3. Для подключения используются разъемные контакты 4 и 5 пальцевого типа. Сетевое напря-

жение подается через проходной изолятор 6 на нижний контакт 5. Заземление входной линии осуществляется заземлителем 7. Верхний контакт 4 через проходной изолятор 8 соединяется со сборными шинами 9. При выкатывании тележки 2 шторка 10 перемещается вверх, а шторка 11 вниз и закрываются проемы к верхним и нижним непод­ вижным контактам разъединителя.

Развитие заводских методов изготовления привело

к созданию комплектных трансформаторных подстанций (КТП), в которых помимо приема и распределения элект­ рической энергии осуществляется ее преобразование. В КТП силовой понижающий трансформатор, коммута­ ционная и защитная аппаратура высокого и низкого напря­ жения, измерительные приборы комплектуются в заводских условиях, что дает большой экономический эффект, повы­ шает надежность энергоснабжения и ускоряет ввод новых мощностей. Большие преимущества КТП привели к их широкому распространению в сетях напряжением до

110кВ.

24.3.ЭЛЕГДЗОВЫЕ КОМПЛЕКТНЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

Всвязи с ростом городов, укрупнением промышленных предприятий и широкой автоматизацией производственных процессов резко возрастает потребление электроэнергии. При этом возникает необходимость максимального прибли­

жения линий 110, 220, 330 кВ к потребителям. При таких напряжениях допустимые изоляционные расстояния в воз­ духе между токоведущими частями РУ очень велики. Это приводит к резкому увеличению габаритов как самих РУ, так и зданий и площадей для их установки. Существующие открытые РУ создают большие радиопомехи и звуковые эффекты (выстрелы), связанные с работой воздушных вы­ ключателей.

Выходом из этого положения является создание РУ,

за пожаро- и взрывоопасности не применяется. Другие жидкости (негорючие хлорированные масла) дороги, вы­

а следовательно, большой прочности оболочек. Поэтому элегаз нашел преимущественное применение. Свойства эле­ газа рассмотрены в § 18.6. Площадь, занимаемая КРУ с на­ пряжением 110, 220 кВ, может быть уменьшена в 10— 15 раз за счет использования элегаза. В элегазовых КРУ (КРУЭ) элегаз используется и как изолирующая, и как дугогасящая среда. Заключение в металлические оболочки токоведущих цепей высокого напряжения (экранирование)