Министерство образования Республики Коми

Государственное образовательное учреждение

Среднего профессионального образования

«Усинский политехнический техникум»

Курсовая работа

Дисциплина: Электроснабжение отрасли

Тема: «Проект комплектного распределительного устройства

Напряжением 10 кВ»

Махмутов Айнур Азаматович

Специальность 140613

Техническое обслуживание и

эксплуатация электрического

и электромеханического

оборудования

Курс III, группа ТОЭ-03

Форма обучения: очная

Руководитель:

Гальмутдинова Лиана Радиковна

Усинск 2009

Отзыв на курсовую работу

Содержание

1. Введение

2. Общая часть

2.1. Назначение, устройство, аппараты комплектных распределительных устройств напряжением 10кВ

2.2 Принцип работы комплектных распределительных распределительных устройств напряжением 10кВ

3. Расчетно – технологическая часть

3.1 Выбор электрических аппаратов

3.2 Выбор и проверка высоковольтных выключателей

4. Техника безопасности

5. Заключение

6. Список используемой литературы

1 . Введение

Комплектным распределительным устрой­ством (КРУ) называется распределительное устройство (РУ), состоящее из полностью или частично закрытых шкафов или блоков со встроенными в них аппаратами, устройствами за­щиты и автоматики, поставляемое в собранном или полностью подго­товленном для сборки виде. Комплектное распределительное устройство, предназначенное для внутренней установки, сокращенно обозначается КРУ Комплектное рас­пределительное устройство, предназначенное для наружной установки, сокращенно обозначается КРУН.

/ ПУЭ. Шестое издание. Дополненное с исправлениями. – М.: ЗАО «Энергосервис», 2000. – 608с. стр. – 341 /

КРУ изготовляются на заводах и транспортируются к месту установки узлами и блоками без демонтажа оборудования. На месте монтажа производят установку узлов и блоков и присоединения между ними к сетям электроснабжения.

Они получили широкое распростра­нение в электроустановках различного назначения.

Применение КРУ дает значительное упрощение строительной части электроустановок. Практика эксплуатации КРУ показала более надежную их работу по сравнению с обычными сборными распределительными устройствами.

Комплектные распределительные устройства на напряжение 6... 10 кВ имеют два принципиально различных конструктивных ис­полнения в зависимости от способа установки аппаратов: выкатные (типа КРУ, КРУН), в которых аппараты напряжением выше 1 кВ с приводом располагается на выкатной тележке, и стационарные (типа КСО, КРУН), в которых аппараты, привод и все приборы уста­навливаются стационарно.

Ц елью моего курсового проекта является, доказать, что применение комплектных распределительных устройств более удобно в эксплуатации и безопасно, по сравнению со сборными распределительными устройствами.

2 . Общая часть

2.1 Назначение, устройство, аппараты комплектных распределительных устройств напряжением 10 кВ

Комплектные распределительные устройства (КРУ) предназначены для приема и распределения электрической энергии.

КРУ наружной установки (КРУН)– устройство, предназначенное для работы вне помещений или сооружений.

Применение КРУ по сравнению с обычными конструкциями распределительных устройств (РУ) дает возможность:

• значительно уменьшить объемы строительно-монтажных работ и сократить сроки их выполнения при расширении или реконструкции;

• получить большую экономию затрат труда;

• улучшить качество электроустановок, а также увеличить надежность и безопасность их обслуживания;

сократить эксплуатационные расходы.

/ Обслуживание и ремонт электрооборудования подстанций и распределительных устройств, Высшая школа, 1983. - 312 стр. стр. - 139 /.

КРУ на напряжение 6…10 кВ имеют два различных конструктивных исполнения в зависимости от способа установки аппаратов: выкатные (типа КРУ, КРУН), и стационарные (типа КСО, КРУН).

Основными достоинствами выкатных КРУ являются:

• возможность быстрой замены выключателя резервным выключателем, установленным на тележке;

• компактность устройств, так как вместо разъединителей применяются специальные скользящие контакты штепсельного типа;

• надежное закрытие токоведущих частей для защиты от прикосновения и чрезмерного запыления.

К онструкция стационарных КРУ обеспечивает достаточную и безопасную обозреваемость и доступность оборудования без снятия напряжения со сборных шин. Стационарные камеры КСО более просты и дешевы по сравнению с выкатными тележками КРУ.

По условию обслуживания КРУ могут быть:

• одностороннего обслуживания (прислонного типа) - устанавливаются прислонено к стене с обслуживанием с фасадной стороны;

• двустороннего обслуживания (свободностоящие) - устанавливаются свободно с проходами с фасадной стороны.

/ Конюхова Е. А. Электроснабжение объектов. Высшая школа, 2001. 320 стр. С. 100-102. /

Комплектные распределительные устройства 6 — 10 кВ типа КРУ изготовляются нашими заводами с одной системой изолированных и неизолированных шин и представляют собой металлические шкафы (ячейки), в которые установлены высоковольтные аппараты, различ­ные приборы и вспомогательные устройства. Шкаф (ячейку) выполня­ют из стали, что обеспечивает необходимую прочность и ограничи­вает разрушения при возникновении коротких замыканий, вентиля­цию и выброс газов. Все шкафы одной серии КРУ выпускаются одних и тех же габаритов, а размеры шкафов различных серий определяются применяемым оборудованием и его расположением.

Шкафы КРУ (рис. 1, а, б) с масляными выключателями состоят из отсеков: сборных шин 1, шинных разъединителей 2 (рис. 1, в), приборов измерений, учета, защиты и телемеханики 3, выкатной тележки 4, ка­бельных заделок 7. Расположение шин в отсеке зависит от типа КРУ.

Отсек сборных шин 1, расположенный чаще всего в верхней части шкафа, имеет откидывающиеся или снимающиеся крышки, позволяющие вести монтаж и ремонт оборудования.

Отсек 2 шинных разъединителей располагается под отсеком сборных шин. Отсек 3 приборов, расположенный над отсеком 4 выкатной тележки, имеет конструкции для крепления приборов защиты, автоматики, телемеханики и вспомогательной аппаратуры ( предохранителей, выключателей ).

О тсек 4 выкатной тележки является основным. В нем размещается тележка с оборудованием. Задняя стенка отсека выполняется складывающейся или с отверстиями, закрывающимися специальными штор­ками. Стенка складывается или отверстия открываются автомати­чески при вкатывании тележки.

а) б) в)

Рис.1. Шкафы КРУ с различным расположением сборных шин:

а – треугольным в нижней части шкафа, б – на задней стенке шинного отсека без специального отсека для соединения выключателя с шинами, в – на передней стенке шинного отсека; 1,2,3,4,7 – отсеки сборных шин, шинных разъединителей, приборов, выкатной тележки и кабельных заделок, 5 – выключатель, 6 – концевые заделки.

Отсек сборных шин 1, расположенный чаше всего в верхней части шкафа, имеет отки­дывающиеся или снимающиеся крышки, позволяющие вести монтаж и ремонт оборудования.

Отсек 2 шинных разъединителей располагается под отсеком сбор­ных шин. Отсек 3 приборов, расположенный над отсеком 4 выкатной тележки, имеет конструкции для крепления приборов защиты, авто­матики, телемеханики и вспомогательной аппаратуры (предохра­нителей, выключателей).

О тсек 4 выкатной тележки является основным. В нем размещается тележка с оборудованием. Задняя стенка отсека выполняется склады­вающейся или с отверстиями, закрывающимися специальными штор­ками. Стенка складывается или отверстия открываются автомати­чески при вкатывании тележки. При выкатывании тележки стенка и шторки занимают первоначальное положение. Шторки и складываю­щаяся стенка имеют приспособления, позволяющие запирать их специальным замком на время ремонта в отсеке выкатной тележки.

На боковых стенках отсека и его основании укреплены отдель­ные части механизма заземления тележки, открывания и закрывания задней стенки, фиксации положения тележки и доводки, а также привод заземляющих разъединителей. В нижней части отсека располо­жены направляющие для колес тележки. Отсек выкатной тележки всех типов КРУ, кроме К-ХII, закрывается двухстворчатой дверью.

Выкатная часть — тележка – представляет собой каркас с четырьмя колесами, на котором в зависимости от схемы первичной коммутации шкафа КРУ монтируют различное оборудование. Вверху и внизу задней части тележки располагают подвижные контакты шинных и ка­бельных разъединительных устройств. Имеются КРУ, где подвижные контакты являются принадлежностью выключателей. На верхней передней части каркаса тележки укрепляют подвижную часть контакт­ного устройства цепей вторичной коммутации. Наиболее надежное контактное устройство пеней вторичной коммутации — штепсельные разъемы.

Аппаратуру, установленную на тележке, осматривают через спе­циальное окно, расположенное в стальном фасадном листе. Тележки всех КРУ имеют механизм ее фиксации в рабочем и контрольном положениях. Фиксация достигается временным соединением карка­сов тележки и шкафа.

Н а тележке укреплены основные элементы механизма доводки, который уменьшает усилие оперативного персонала при ее вкатыва­нии из контрольного положения в рабочее и обратно. Некоторые типы КРУ имеют общий механизм фиксации и доводки. На нижней части каркаса укрепляют устройства, обеспечивающие надежное заземле­ние тележки при ее движении в отсеке.

Тележки с выключателями имеют блокировочные устройства, исключающие: вкатывание тележки в шкаф и выкатывание ее из рабо­чего положения при включенном выключателе; включение выключателя при не зафиксированном положении тележки.

Отсек 7 кабельных заделок и трансформаторов тока состоит из опорных изоляторов, неподвижных контактов разъединяющего устройства, трансформаторов тока, заземляющих ножей, трансформатора, тока путевой последовательности и скобы для крепления кабе­лей.

Все части оборудования, расположенного в отсеках шкафа КРУ, нормально не находящиеся под напряжением, но могущие его получить из-за нарушения изоляции, заземляют на корпус шкафа. Шкаф соединяют сваркой с закладными швеллерами, которые присоединяют к контуру заземления.

Основные составляющие элементы КРУ:

- Шины.

В распределительных устройствах применяют медные, алюминиевые и стальные шины.

Медные шины обладают высокой проводимостью, механической прочностью и стойкостью к атмосферной коррозии. Алюминиевые шины менее дефицитны, и поэтому их чаще всего используют в РУ. Алюминий в 3.3 раза легче меди, но имеет больше (в 1.68 раза) удельное сопротивление.

Стальные шины обладают значительным удельным сопротивлением (примерно в 7 раз больше медных). Они имеют низкую коррозийную стойкость, легко окисляются.

Ш ины могут быть прямоугольного, круглого и коробчатого сечений. В установках до 35 кВ используют в основном алюминиевые шины прямоугольного сечения, которые более экономичны, чем круглые шины сплошного сечения.

В КРУ шины соединяют сваркой. В местах, где по условиям эксплуатации необходим периодический разъем, соединения шин выполняют болтовыми.

- Изоляторы.

Изоляторы являются неотъемлемой частью высоковольтных и низковольтных аппаратов, и служат для электрической изоляции и механического крепления частей электрических устройств, находящихся под разными потенциалами.

Наиболее распространенный материал изоляторов 6 – 10 кВ – фарфор. В последние годы, особенно в аппаратостроении, фарфор стал вытесняться эпоксидными смолами.

Изоляторы бывают опорные и проходные и крепятся фланцами различных форм, выполненными из не магнитных материалов.

- Высоковольтные выключатели.

Высоковольтные выключатели – наиболее ответственные аппараты РУ – служат для включения и отключения под нагрузкой электрических цепей в нормальных режимах работы и для автоматического отключения при коротких замыканиях в аварийных режимах.

Для успешной работы выключатели должны обладать достаточной отключающей способностью и небольшим временем действия. По степени быстродействия выключатели разделяют на сверхбыстродействующие (с временем отключения до 0.06 с), быстродействующие (от 0.06 до 0.08 с), ускоренного действия (от 0.08 до 0.12 с), небыстродействующие (от 0.12 до 0.25 с).

В зависимости от среды, в которой расходятся контакты, и гасится дуга, выключатели бывают: масляные, со специальными жидкостями, воздушные (пневматические), электромагнитные, автогазовые (с газом, генерируемым твердым веществом под действием температуры дуги), элегазовые, вакуумные.

/ Г. С. Коротков, М. Я. Членов. Ремонт оборудования и аппаратуры распределительных устройств. 1990. – 270 с. С. 22-73. /

2.2 Принцип работы комплектных распределительных устройств напряжением 10кВ.

В последние годы начали выпускать КРУ типа КМ-1 (рис. 2) не­больших размеров благодаря использованию малогабаритных (с не­большим объемом масла) выключателей ВК-10 и ВКЭ-10. Сборные шины этих КРУ рассчитаны на номинальный ток от 1000 до 3150 А, а ячейки с выключателями до 1600 А (ВК-10 и ВКЭ-10) и от 2000 до 3150А (ВМПЭ). Для шкафов предусмотрено двустороннее обслужива­ние и размещение в кабельном отсеке (на 1600 А) четырех кабельных разделок.

Более подробно разберем отдельные элементы шкафа КРУ типа КМ-1.

Неподвижное состояние выкатной тележки в контрольном и рабо­чем положениях обеспечивается фиксатором (рис. 3) в корпусе шкафа и рычагом 1 на тележках. Шток 2 вводит в зацепление с фикса­тором и исключает перемещение тележки. Для нарушения фиксации нажимают на рычаг, который, преодолев действие пружины, выводит шток из зацепления. Рычаг может блокироваться электромагнитным замком, исключая нарушение фиксации при включенном выклю­чателе.

Шторки безопасности выполнены из изоляционого материала. При выкатывании тележки они опускаются под действием собствен­ной массы и закрывают проходные изоляторы с розеточными непод­вижными контактами.

Рис. 2. Шкаф КРУ типа KM-l с выключателем ВК - 10:

1 - заземляющий разъединитель, 2 - трансформатор тока, 3, 7 - нижние и верхние проходные изоляторы с неподвижными контактами, 4 - изоляционная перегородка, 5. 6, 12, 14, 20 - металлические перегородки, 8, 13 съемные задние листы, 9 - от­пайки от сборных шин. 10- отпайки от кабельной сборки, 11- шины кабельной сборки, 15 - поворотная крышка, 16 - блокировочный выключатель, 17 - разгрузочный клапан, 18 - проходной прессованный изолятор, 19 - сборные шины, 21 - релейный шкаф, 22 - выключатель ВК - I0

Рис.3 Фиксирующее устройство КМ – 1.

Шторочный механизм (рис. 4) находится на правой стороне те­лежки. Перемещение шторок до­стигается угольником, укреплен­ным на тележке, который при ее вкатывании упирается в па­лец 7 рычага 9, поднимая и пово­рачивая его, тем самым разбло­кируя рычаг 11. При дальнейшем движении тележки угольник упирается в ролик 8 рычага 11, поднимая и поворачивая его. При этом рычаг 11 сообщает поступательное движение вверх штоку 4, на кото­ром укреплены шторки. Отверстия 5 в рычагах 9 и 11 позволяют запе­реть навесным замком механизм шторок в закрытом положении.

Рис. 4. Механизм управления шторками безопасности КМ-1:

1—направляющая пластина. 2, 3 - верхняя и нижняя шторки, 4 -шток, 5 — отверстия в рычагах, 6 - прорезь в рычаге 9, 7- палец рычага 9, 8 — ролик рычага 11, 9, 11- рычаги,

10 — ось рычага 11

Механизм доводки (рис. 5) обеспечивает перемещение тележки из контрольного в рабочее положение с помощью рачажного меха­низма. Для этoгo палец 6 тяги 8 устанавливают в отверстие упора 4 на тележке, а паз рычага 9 — на неподвижную ось 7. Установив рычаг 9, расфиксировав тележку нажатием на рычаг 5 и подняв рычаг 9 вверх, достигают перемещения.

Рис. 5. Механизм доводки КМ-1:

а, б— положения рычага при вкатывании и выкатывании тележки; 1 — выкатная тележка, 2 - фиксатор, 3 - шток, 4 - упор, 5, 9 - рычаги, 6 - палец, 7 - ось, 8 - тяга

Механизм заземлителя (рис. 6) расположен в нижней части шкафа КМ-1. Для управления этим механизмом поворачивают по часовой стрелке съемную рукоятку 11 приводного вала 6 (ее устанавливают на приводе только при полностью выкаченной тележке).

П ри включении механизма заземлителя рукояткой 11 поворачива­ется вал 6, при этом «ножи» 1 механизма, вращаясь вокруг оси, входят в неподвижные контакты 2, смонтированные на выводах трансформа­тора тока 4. С помощью гибкой связи 13 вал заземляется на корпус шкафа

Привод механизма заземлителя может запираться в положениях «Включено» и «Отключено» механическим 12 и электромагнитным 15 замками. Съемная рукоятка блокируется шпилькой так, что ее можно вынуть из фиксатора или вставить в него только при крайних фиксированных положениях подвижных контактов. Конечный выклю­чатель 14 сигнализирует о положении заземлителя. Конструкция при­вода исключает возможность вкатывания тележки в рабочее положе­ние при включенном заземляющем разъединителе, а также включение разъединителя при рабочем положении тележки.

В отличие от ранее выпускаемых в КРУ типа КМ-1 отсек выкатной тележки соединен с отсеком выхлопа, который в верхней части (см. рис. 2) закрыт разгрузочным клапаном 17. При коротком замыка­нии, сопровождающемся дугой, клапан поворачивается, открывает отсек, благодаря чему сбрасывается избыточное давление, и одно­временно переключает контакты выключателя 16 цепи защиты от ду­говых замыкании.

Рис. 6. Механизм заземлителя КМ-1 с выключателем ВК-10:

1 – подвижный контакт (ножи), 2 – неподвижный контакт, 3 – отпайка от шин кабельной сборки, 4 – трансформатор, 5 – изоляционная перегородка, 6 – вал, 7 – пружина, 8 – основание разъединителя, 9 – шина заземления, 10 — колодка с фиксатором, 11 – съемная рукоятка, 12, 15 – замки механической и электромагнитной блокировки, 13 – гибкая связь заземления, 14 – конечный выключатель, 1,11 – положения механизма заземления «Включено», «Отключено».