2.3.3 Измерительные трансформаторы тока и напряжения

Однофазные трансформаторы тока и напряжения индуктивного типа устанавливаются для целей измерения и релейной защиты. В обоих аппаратах первичной изоляцией является элегаз. Так как изоляция не подвергается старению, то измерительные трансформаторы имеют высокую надежность работы. Линейные трансформаторы тока размещаются на линейном фланце выключателя. Размеры сердечника уменьшены, что позволяет размещать до четырёх сердечников. Трансформатор тока выполнен на основе низковольтной конструкции. Коэффициент трансформации, номинальная вторичная нагрузка и точность трансформатора тока соответствуют принятым требованиям к современным методам измерений и релейной защиты. На рис. 5 представлен трансформатор тока типа TLK-04.

Рис. 5. Трансформатор тока типа TLK-04

1. опорный изолятор или изолирующая переборка, 2 - проходной изолятор, 3 – опора обмотки трансформатора тока, 4 - активная часть трансформатора тока, 5- клеммник.

Трансформатор напряжения имеет так называемую первичную изоляцию элегаз-фольга. Пластмассовая плёнка разделяет отдельные слои обмотки, в это пространство специальными методами вводится элегаз. Имеется возможность разместить до двух вторичных измерительных обмоток и дополнительную обмотку схемы открытого треугольника цепи для определения аварийного однофазного замыкания на землю. На рис. 6 представлен трансформатор напряжения типа TLK-04.

Рис. 6. Трансформатор напряжения типа TLK-04

1 - разделительная переборка между газовыми отсеками, 2 - сердечник, 3 - первичная обмотка, 4 - вторичная обмотка, 5 - клеммная коробка, 6 - втычной контакт, 7 - предохранительный диск.

4. Вспомогательные модули

Элегазовые воздушные вводы предназначены для подсоединения КРУЭ к воздушной линии или к свободному вводу трансформатора. Разработаны специальные кабельные муфты втычного типа EHSVS (см. рис. 7).

Рис. 7. Кабельная муфта втычного типа EHSVS (КРУЭ типа EXK-0)

Этот тип идеальный для применения с любыми стандартными кабелями с площадью поперечного сечения до 2000 мм² (ELK-04) или 800 мм² (EXK-0). По сравнению с традиционными оконечными устройствами кабелей они имеют следующие преимущества:

• полное соответствие требованиям стандарта Международной электротехнической комиссии (МЭК) 859;

• уплотняющий конец кабеля с изолятором приемного типа и соединителя кабеля входящего типа;

• изолятор встроен в конструкцию КРУЭ, поэтому нет необходимости в размыкании сети газового отсека при подсоединении или проведении испытания кабеля, при этом отпадает необходимость в контроле в супервизоре КРУЭ;

• только твёрдая изоляция - что очень удобно при выполнении монтажа и испытаний, нет необходимости в техническом обслуживании;

• устройство прошло испытания при токе 50 кА и уровне 750 кВ импульсной прочности изоляции.

Конечно, возможно использовать другие оконечные приспособления кабелей, которые, тем не менее, должны соответствовать требованиям стандарта Международной электротехнической комиссии (МЭК) 859.

Чтобы создать функциональную установку, требуются дополнительные вспомогательные модули, в том числе:

• прямые шинопроводы различной длины;

• 90-градусные колена;

• модули Т - образной формы и.т.д.

Каждый модуль оборудован опорой или газовой изоляционной перегородкой. Электрическое соединение осуществляется посредством розеточного контакта.

В связи с тем, что элегаз выполняет двойную функцию дугогасительной и изоляционной среды, имеются различия в давлении элегаза между отсеками выключателя и отсеками с изоляционным газом-шины, разъединитель, выключатели нагрузки и т.д. Различные газовые отсеки отделяются друг от друга изолирующими переборками, давление газа при этом контролируется реле с температурной компенсацией (реле плотности). При вводе в эксплуатацию каждый отсек окончательно заполняется элегазом с учётом его исключительно малой утечки в течение длительного периода работы. Все газовые отсеки имеют штуцера для подсоединения газовой или вакуумной системы, так что все работы по обслуживанию, например отбор образцов газа, подкачка или замена элегаза, могут быть выполнены при нормальной работе без затруднений или потери газа.

4. Краткая информация о сериях КРУЭ: ELK-14, 8DN9-2, B-105, ЯЭ-110

Описание КРУЭ ELK-14

Комплектное распределительное устройство с элегазовой изоляцией типа ELK-14 - модульное КРУЭ на 220 кВ. Новейшее устройство в серии ELK компании АББ - компактное распределительное устройство ELK-14, включающее все хорошо зарекомендовавшие себя технологии в сочетании с несколькими инновационными особенностями. Одним из наиболее важных преимуществ является размер. Имея в своём составе меньшее количество элементов, модульная конструкция ELK-14 еще более компактна, чем предыдущие версии, что упрощает эксплуатацию и выполнение различных операций, позволяя сократить расходы на монтаж и обслуживание. Устройства этой модели рассчитаны на напряжение до 253 кВ. Большинство элементов устройства имеет модульную конструкцию, включая устройства управления и защиту. Это обеспечивает гибкость, необходимую при расширении и сопряжении тогда, когда это необходимо.

Достоинством выше указанных КРУЭ является:

Безопасность

Все компоненты заключены в заземлённый газонепроницаемый корпус, при этом каждый заполненный газом отсек оборудован устройством сброса давления.

Надёжная и безотказная работа

Все части, находящиеся под током, защищены и надежно изолированы от внешних воздействий даже в случае работы в экстремальных условиях.

Минимальное время простоя

Организация обслуживания устройств АББ, в сочетании с совершенной концепцией применения запасных частей, гарантирует минимальное время простоя в случае технического обслуживания и ремонта.

Увеличенное время эксплуатации

Применение материалов высочайшего качества и высокий профессионализм гарантируют максимальный срок службы при минимальной потребности в техническом обслуживании.

Компактность

Модельная конструкция ELK-14 настолько совершенна, что занимает еще меньше места, что является особенно важным преимуществом в городах и населённых зонах.

Универсальные модули

Конструкция ELK-14 предусматривает стандартизованные решения для КРУЭ, а также для местного управления, гарантируя таким образом кратчайшие сроки поставки и реализации проектов в сочетании с максимальной гибкостью.

Экономичность

Применение алюминиевых корпусов снижает вес системы, уменьшая стоимость фундамента и элементов, воспринимающих нагрузку.

Эффективность

Полностью изготавливаемые на предприятии модули, включая шкаф местного управления, в сочетании с жёстким контролем качества в процессе производства, упрощают монтаж и ввод в эксплуатацию, а также способствуют сокращению сроков реализации проекта.

Безопасность для окружающей среды

Удобство доступа и эргономичность. Все ключевые элементы легкодоступны, что упрощает выполнение таких операций как замена газа, считывание показаний приборов, определяющих плотность газа, или работа в ручном режиме. На рис. 8 представлена ячейка распределительного устройства с двойной системой шин ELK-14. В последующих поколениях были применены горизонтальные компрессионные выключатели и низкое расположение центра тяжести, что снизило воздействие сейсмической активности. В 1993 году АББ представила КРУЭ типа ELK-14, также имеющее номинальное напряжение 245 кВ, но оборудованное совершенным автокомпрессионным выключателем на 50 кА (Auto-Puffer™) и дисковыми изоляторами. Оба элемента позволяют уменьшить размер и вес системы. В следующих поколениях было применено цифровое управление и контроль, а также электронные измерительные трансформаторы.

Рис. 8. Ячейка распределительного устройства с двойной системой шин

ELK-14

Базовые модули

Эффективный высоковольтный автокомпрессионый выключатель, не требующий большого объёма технического обслуживания.

Безопасные разъединители и заземлители

Простые в эксплуатации и эффективные разъединители и заземлители ELK-14 являются важной составляющей, гарантирующей безопасную эксплуатацию устройств.

Надёжные трансформаторы тока и напряжения

Измерительные трансформаторы ELK-14 предназначены для измерения, управления и защиты.

Широкий спектр соединительных элементов

Устройства типа ELK-14 оборудованы большим набором соединительных элементов, позволяющих использовать распределительное устройство практически при любых требованиях проекта.

Инновационная технология управления и защиты

Технология управления и защиты АББ обеспечивает интеллектуальное, сетевое, цифровое управление, а также возможность мониторинга и дистанционной диагностики.

Распределительные устройства с элегазовой изоляцией составлены из нескольких модулей, позволяющих создать все распространённые варианты компоновки и схемы соединения шин. Каждый элемент, такой как разъединитель, сборные шины, выключатель, заключён в газонепроницаемый корпус, заполненный элегазом под давлением. Элегаз полностью заключён в системе и не расходуется. Барьерные изоляторы разделяют распределительное устройство на отдельные функциональные газовые отсеки. Каждый отсек оборудован устройством сброса давления и материалом, поглощающим влагу и продукты разложения.

Совершенная модульная конструкция КРУЭ ELK-14 обеспечивает следующие возможности:

Во всех модулях применены однофазные изоляторы. Компоненты всех трех фаз заключены в один кожух, позволяющий соединить заполненные газом отсеки трех фаз без использования наружных трубопроводов.

Форма каждого корпуса оптимизирована таким образом, чтобы минимизировать необходимый объем элегаза. За счёт уменьшенного количества фланцев и герметизирующих систем, лёгкая конструкция ELK-14 требует меньшее количество ресурсов, чем все распределительные устройства предыдущих поколений.

В основе устройства лежит однофазная конструкция, позволяющая избежать соприкосновения фаз во время землетрясений.

Схема разделения устройства ELK-14 на отсеки удовлетворяет самым строгим требованиям к непрерывности работы, так как предоставляет возможность замены любого модуля двойной системы шины без отключения соседних фидеров.

Приводы, указатели положения и исполнительные элементы имеют удобное расположение в шкафу местного управления, что упрощает эксплуатацию, осмотр и техническое обслуживание.

Гибкость вспомогательной системы - наряду со стандартным встроенным шкафом управления, АББ предлагает современные ячейки управления с расширенным набором функций.

Концепция местного управления, защита и управление - ELK-14 220 кВ.

Основные функции:

• безопасное местное управление всем моторизированным оборудованием;

• ключ выбора режима работы (местный/дистанционный/аварийный и нормальный/блокировка/байпас);

• интерфейс для дистанционного управления и защиты, с непосредственным подключением или подключением через шину станции;

• блокировка фидера и распредустройства в зависимости от состояния высоковольтной аппаратуры, а также других условий блокировки;

• запрет местных команд (например, установкой рукоятки) - контроль состояния выключателя, включая устройство измерения плотности газа, указатель положения, счётчики операций, контроль рассогласования полюсов, а также контроль работы исполнительных механизмов;

• измерение плотности газа во всем распределительном устройстве;

• визуализация данных измерений и индикация неисправностей;

Дополнительные функции современных шкафов местного управления:

• дистанционный обмен данными с системой автоматизации станции, например, по стандарту IEC 61850;

• передача данных по горизонтали между электронными интеллектуальными устройствами управления и/или защиты при помощи сообщений IEC 61850 GOOSE;

• контроль синхронизации с помощью интеллектуальных электронных устройств защиты и управления;

• возможность встраивания функции автоматического повторного включения, а также резервной или основной защиты в интеллектуальные устройства управления;

• при необходимости, возможность интеграции специализированных устройств защиты или контроля внутри ШМУ.

Шкаф местного управления (ШМУ) обеспечивает все необходимые функции управления и контроля КРУЭ. Как правило, ШМУ интегрирован в устройство и расположен в верхней части шкафа исполнительного механизма.

Описание КРУЭ 8DN9-2

В данном описании представлены основные отличительные особенности

КРУЭ 8DN9-2, эксплуатируемых в ОАО «МОЭСК». В каждой ячейке КРУЭ-110 кВ установлено по два трансформатора тока: ТТ1 с четырьмя вторичными обмотками и ТТ2 с тремя вторичными обмотками. Трансформаторы тока ТТ1 и ТТ2 размещаются по разные стороны от выключателя; причём, трансформатор ТТ1 размещается ближе к сборным шинам, а ТТ2 - ближе к кабельному модулю. На сборных шинах 110 кВ в трех фазах установлены 4^х-обмоточные однофазные трансформаторы напряжения с 3-мя вторичными обмотками (одна обмотка класса 0,2 для автоматического коммерческого учета). В качестве встроенных в ячейки КРУЭ-110 трансформаторов тока используются ТТ типа АМТ-1/170 с коэффициентом трансформации 1200-1500-2000-2400/1 фирмы "Аrеvа", Германия (сертификат соответствия РОСС DE.ME65. В01324 ОС, метрологический сертификат DE.C.34.004.A № 30640 от 13.03.08). В качестве шинных трансформаторов напряжения используются однофазные 4^х-обмоточные ТН типа STE1/170 с коэффициентом трансформации 110:; 0,1:; 0,1:; 0,1 кВ фирмы "Аrеvа", Германия (сертификат соответствия РОСС DE.ME65.B01329 ОС, метрологический сертификат DE.C.34.004.A № 30643 от 13.03.2008). Быстродействующие заземлители сборных шин КРУЭ-110 устанавливаются по краям ряда ячеек КРУЭ (слева и справа). Допустимо размещение быстродействующих заземлителей вместе с ТН шин. В КРУЭ-110 выполняется дополнительная электромеханическая блокировка между линейными и заземляющими разъединителями в соответствии с указанием МОЭСК (письмо № 36-20/172 от 09.06.2008). Вторичные цепи дополнительной блокировки выполняются независимыми от вторичных цепей стандартной электромагнитной блокировки фирмы "Siemens" и должны выводиться на отдельный источник питания 220 В. Все соединения вспомогательных цепей (как элементов ячеек КРУЭ-110, так и шкафов управления LCC) должны производиться только с помощью пружинных клемм. Места присоединения ячеек КРУЭ-110 к магистрали защитного заземления ПС (точки заземления ячеек) должны быть определены фирмой "Siemens" так, чтобы сопротивление по оболочке от самого дальнего элемента ячейки, включая фланцевые болтовые соединения, до точек заземления не превышало 0,1 Ом.

Описание КРУЭ ячеек ЯЭ-110

Ячейки элегазовые трёхполюсные серии ЯЭ-110 предназначены для работы в закрытых комплектных распределительных устройствах с элегазовой изоляцией (КРУЭ) на номинальное напряжение 110 кВ частотой 50 Гц в нормальном и аварийном режимах в сетях переменного тока с заземлённой нейтралью. Металлические корпуса ячеек КРУЭ, в которых расположены элементы главной цепи (по которым протекает ток нагрузки), герметично соединены между собой, заполнены элегазом и заземлены. Корпуса (оболочки) элементов токоведущего контура ячеек и подсоединённых к ним кабельных вводов или элегазовых токопроводов выполняют функции электромагнитных экранов и проводников наведённых экранирующих токов. Входящие в состав ячеек выключатели имеют трёхполюсное управление и приводятся в действие электропневматическими приводами. Управление приводами осуществляется дистанционно с центрального пульта управления. Разъединители оборудованы электродвигательными приводами, которые также имеют трёхполюсное дистанционное управление. Кроме того, для наладки они имеют по полюсное ручное управление. Заземлители имеют только ручное по полюсное управление. Правильное взаимодействие всех аппаратов, а также необходимые блокировки, контроль за давлением элегаза в элементах ячеек и сжатого воздуха в резервуарах приводов выключателя, требуемая сигнализация, а также правильная работа измерительных трансформаторов тока и трансформаторов напряжения обеспечиваются функциональными электрическими схемами. Для удобства оперирования и демонтажа при эксплуатации элементы ячеек разделены на герметичные, изолированные полости. В пределах герметизированной полости отдельные элементы имеют сообщение через отверстия в деталях крепления токоведущих частей к изолятору. Каждая герметичная полость снабжена своим вентилем и подсоединена трубками к шкафу контроля давления (ШКД). Полости, находящиеся под разным давлением, изолированы друг от друга. Герметичность полостей обеспечивается специальной конструкцией крепления токоведущих частей к изолятору.