ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.03.2024
Просмотров: 70
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
4.7. Порядок работы:
Задание 1. Определить конструктивных элементов
коммутационного аппарата.
1. Изучить устройство и принцип работы основных типов коммутационных устройств;
2. На примере выключателя, тип которого задается преподавателем, найти все конструктивные элементы.
3. Изучить работу коммутационных аппаратов в различных режимах работы
Задание 2. Выбрать коммутационных аппаратов.
1.
Исходные данные и токи КЗ для выбора коммутационных аппаратов приведены в таб. 4.2.
2.
Выбрать высоковольтный выключатель Q1 и разъединитель QS1 в цепи трансформаторов (рис 4.7).
3.
Выбрать выключатель нагрузки в цепи трансформаторов цеховой ТП (рис. 4.8)
4. Проверять выбранных аппарат на термическую и динамическую устойчивость.
81
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
5. Технические данные выбранных коммутационных аппаратов занести в таблицы 4.3.
Исходные данные для расчета
Таблица 4.2.
№ U
ном
, кВ
I
ном,
А
I
по,
кА I
п.τ,
кА
I
уд,
кА I
а.τ,
кА
Каталожные данные
Таблица 4.3.
Вид аппара та
Марка оборудова ния
U
ном
,
кВ
I
ном,
А
I
отк.ном,
кА
I
дин,
кА
I
отк.ном,
кА
Рис. 4.7. Однолинейная электрическая схемы
трансформаторной подстанций.
82
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
Рис. 4.8. Однолинейная электрическая схема цеховых
трансформаторной подстанций.
Контрольные вопросы:
1. Назначение разъединителей.
2. Какие операции выполняются с помощью разъединителей.
3. Основные требования к разъединителям.
4. Расшифруйте марки разъединителей: РЛНДА-1-10/200
У1; РГ-35/2000УХЛ1: РПГ.2-330/3150УХЛ1.
5. Назначение механической блокировки разъединителей.
6. Устройство, принцип работы, достоинства и недостатки разъединителей рубящего типа.
7. Устройство, принцип работы разъединителей поворотного типа.
8. Устройство, принцип работы полупантографного разъединителя.
9. Устройство, принцип работы, достоинства и недостатки разъединителей подвесного типа.
10. Назначение короткозамыкателей и отделителей.
83
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
11. Устройство, назначение, достоинства и недостатки выключателей нагрузки.
12. Принцип гашения дуги в выключателях нагрузки.
13. Каковы особенности конструкции выключателя нагрузки?
14. Назовите основные способы гашения электрической дуги в выключателях переменного тока.
15. Сформулируйте требования к высоковольтным выключателям.
16. Перечислите электрические параметры высоковольтных выключателей.
17. Почему в новых типах КРУ отдают предпочтение вакуумным выключателям?
18. Назначение, достоинства и недостатки элегазовых выключателей.
19.
По каким принципам классифицируются высоковольтные выключателы?
20. Каковы преимущества вакуумных выключателей? Их недостатки.
84
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
5. Трансформаторные подстанции
Цель работы: Изучение конструкции, принцип работы, разновидности и компоновки трансформаторных подстанций.
5.1. Общее сведения
Трансформаторная подстанция - это электроустановка, предназначенная для преобразования и распределения электроэнергия между электроприемниками. Она состоит из следующих частей: одного или нескольких трансформаторов
(автотрансформаторов), РУ высшего напряжения, РУ пониженных напряжений
(среднего и низшего), вспомогательных устройств. На подстанциях могут быть установлены синхронные компенсаторы, статические конденсаторы и шунтирующие реакторы.
5.2. Типы трансформаторных подстанций схемы их
соединений и конструктивные особенности
В зависимости от потребляемой мощности и удаленности от источника питания в системе электроснабжения различают следующие виды подстанций: главная понизительная; глубокого ввода; трансформаторный пункт и узловая распределительная.
Главной
понизительной
подстанцией
(ГПП)
называется подстанция на напряжение 35÷220 кВ, получающая питание непосредственно от районной энергосистемы и распределяющая электроэнергию при более низком напряжении по всему предприятию [8].
Подстанцией глубокого ввода (ПГВ) называется подстанция на напряжение 35÷220 кВ, выполненная обычно по упрощенным схемам коммутации на стороне первичного напряжения, получающая питание непосредственно от энергосистемы или центрального распределительного пункта
85
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
данного предприятия и предназначенная для питания отдельного объекта или группы электроустановок предприятия. Схемы электроснабжения с ПГВ, называются схемами с глубоким вводом [11].
Трансформаторным
пунктом
(ТП)
называется подстанция с первичным напряжением 6, 10 или 35 кВ, непосредственно питающая приемники электроэнергии напряжением 400 и 230 В. В промышленных электрических сетях эти подстанции называются цеховыми.
Узловой распределительной подстанцией (УРП) называется центральная подстанция на напряжение 110÷220 кВ, получающая электроэнергию от энергосистемы и распределяющая ее (без трансформации или с частичной трансформацией) по подстанциям глубокого ввода напряжением 35÷220 кВ на территории предприятия.
В зависимости от способа присоединения подстанции к питающей линии трансформаторные подстанции делятся на тупиковые, проходные, ответвительные и узловые (рис. 5.1).
Тупиковая подстанция - это подстанция, получающая электроэнергию от одной электроустановки по одной или нескольким параллельным линиям (рис. 5.1.а). К тупиковым подстанциям относятся подстанции, получающие питание по радиальным схемам, и последние подстанции в магистральной схеме с односторонним питанием [8]. Проходная подстанция
- включается в рассечку к одной или двух линий с двухсторонним или односторонним питанием (рис. 5.1.б) [6].
Ответвительная
подстанция
присоединяется глухой отпайкой к одной или двум проходящим линиям.
(рис. 5.1.в).
Узловая подстанция - это подстанция, к которой присоединено более двух линий питающей сети, проходящих от двух или более электроустановок (рис. 5.1.г).
Подстанции могут предназначаться для питания отдельных потребителей или крупного района, для связи частей энергосистемы или различных энергосистем.
Главную схему подстанции проектируют на основании разработанной схемы развития электрических сетей системы
86
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
или сетей района. К схемам подстанций предъявляют следующие требования [8]: а) надёжное электроснабжение присоединённых к подстанции потребителей; б) надёжный транзит мощности через РУ высшего напряжение подстанции по межсистемным и магистральным линям; в) экономичность; г) техническая гибкость, т.е. способность легко адаптироваться к изменяющимся условиям работы электроустановки, и удобство эксплуатации первичных и вторичных целей, возможность автоматизации; д) безопасность обслуживания; е) возможность постепенного расширения подстанций; ж) экологическая чистота.
Выбор главной схемы подстанции производится на основании утверждённой схемы развития энергосистемы, а также уточнённой схемы развития электрических сетей района на ближайшие 5 лет с учётом перспективы на 10 лет или схемы электроснабжения района. В уточнённой схеме развития электрических сетей должны быть определены: район размещения подстанции; число, проходная мощность и номинальные напряжения отдельных обмоток трансформаторов, а также пределы регулирования напряжения:
Уровни напряжений на шинах подстанции: данные для расчёта токов к.з; число, назначение и нагрузка отходящих от подстанции электрических линий; предварительное принципиальное схема электрических соединений подстанции; необходимость, а также тип, количество и мощность источников реактивной мощности; режим заземления нейтралей трансформаторов; необходимость установки шунтирующих реакторов для компенсации зарядной мощности линий
ВН; необходимость коммутационных разрядников для защиты от внутренних
87
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
перенапряжении; а также число и мощность дугогасящих реакторов для компенсации токов в сетях 6-35 кВ.
а)
б)
в)
г)
Рис. 5.1. Схемы присоединения подстанций к
питающей линии: а – тупиковая; б – проходная; в –
ответвительная; г – узловая.
88
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
Определенное значение для выбора схемы имеет число трансформаторов на подстанциях. По существующей практике на подстанциях обычно устанавливают не более двух трансформаторов.
Компоновка и конструктивное выполнение трансформаторных и распределительных подстанций производятся на основании главной схемы электрических соединений [6].
Компоновка подстанции должна предусматривать удобный подвод автомобильной и, если требуется, железной дороги, удобные подходы и выходы воздушных линии электропередачи всех напряжении и кабельных сооружений в требуемых направлениях с учётом полного развития и очередности строительство подстанции или распределительного пункта. Расположение и компоновка зданий, сооружений и установка электрооборудования на подстанции и в распределительном пункте должны обеспечивать возможность производства всего комплекса строительная монтажных работ и ремонта оборудования при эксплуатации с применением строительных и монтажных машин и механизмов, доставки и вывоза трансформаторов, подъёма и перемещения тяжёлого оборудования, производства испытании придвижными лабораторными, проезд пожарных автомашин и т.п. Выбор конструкции и материалов производиться исходя из технико-экономической целесообразности применения принятых проектных решений в конкретных условиях строительства объектов электроснабжения и с обязательным учётом наличия соответствующих производственных без у подрядчика.
Компоновка распределительного устройства (РУ) выполняется после выбора и разработки электрической схемы подстанции, выбора оборудования, токоведущих частей и силовых трансформаторов.
По способу сооружения РУ подстанций могут быть:
1. сборные для внутренней установки;
2. сборные для наружной установки;
89
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
3. комплектные для внутренней установки (КРУ);
4. комплектные для наружной установки (КРУН).
Современные
РУ крупных подстанций имеют комбинированную конструкцию: частично как сборные и частично как комплектные.
Распределительное устройство
(РУ) как часть трансформаторных подстанций называется электроустановка, предназначенная для приема и распределения электрической энергии, содержащая электрические аппараты, шины и вспомогательные устройства.
Электрические станции, понижающие и повышающие подстанции, обычно имеют, несколько распределительных устройств разных напряжений
(РУ ВН, РУ СН, РУ НН).
По конструктивному выполнению РУ делят на открытые и закрытые. Они могут быть комплектными (сборка на предприятии-изготовителе) или сборными (сборка частично или полностью на месте применения).
5.3.Конструкция и компоновка открытых
распределительных устройств (ОРУ)
Открытое распределительное устройство (ОРУ) – это распределительное устройство, расположенное на открытом воздухе. Как правило, РУ в электроустановках напряжением
35 кВ и выше сооружают открытыми [8]. Широко распространены также простейшие открытые подстанции небольшой мощности с первичным напряжением 10(6)-35 кВ для электрификации сельскохозяйственных и загородных районов, промышленных поселков и небольших городов.
Конструкция ОРУ определяют следующие факторы схема электрических соединений, уровень номинального напряжения, тип и габаритные размеры электрооборудования, число и порядок подключения присоединений, возможность расширения, компоновка элементов, взаимосвязь с ОРУ других напряжений.
90
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
Распределительные устройства должны удовлетворять поставленным технических требования в отношении надёжности работы, удобства эксплуатации, безопасности обслужива- ния, возможности расширения, а также пожаробезопасности.
РУ выполняются таким образом, чтобы при нормальных условиях работы электроустановки исключилось опасность для обслуживающего персонала, а при аварийных условиях не происходило распространение повреждения, возникновение коротких замыканий или замыканий на земле.
Предусматривается чтобы при снятом напряжении с какой- либо цепи обеспечивался безопасный осмотр, смена или ремонт элементов этой цепи без нарушения нормальной работы соседних цепей.
Конструкция, на которых закреплено оборудование, рассчитывают на усилие от веса оборудования, ветра, гололеда и от электродинамических сил при коротких замыканиях.
Пример компоновки ОРУ-110 кВ показан на рис 5.2 и 5.3. [6]
В ОРУ аппараты устанавливаются как можно ниже, чтобы облегчить обслуживание, но вместе с тем так, чтобы исключить возможность случайного прикосновения к токоведущим частям. Для транспорта тяжёлого оборудования на площадке ОРУ предусматриваются бетонированные или рельсовые дороги.
В качестве проводников для сборных шин ОРУ и ответвлений от них применяются многопроволочные провода марок А и АС, а также жёсткие трубчатые шины. При напряжениях 220 кВ и выше необходимо расщепление проводов, чтобы уменьшить потери на коронирование.
Минимально допустимые изоляционные расстояния в воздухе между проводниками разных фаз, а также от проводников до заземлённых конструкций и частей здания регламентируются ПУЭ.
91
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
Рис. 5.2. Пример компоновки ОРУ-110 кВ (схема 110-4Н)
92
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
Рис. 5.3. Пример 3D-вид компоновки ОРУ-110 кВ
(схема 110-4Н)
Длина ОРУ определяется его схемой, принятой конфигурацией сборных шин, количеством и размером ячеек.
Шаг ячейки зависит от типа используемого оборудования.
Рекомендуемый шаг ячейки составляет: для 35 кВ — 6 м, для
110 кВ — 8 м, для 220 кВ — 11 м. Полная длина ОРУ, с учётом размеров до ограды, ориентировочно определяется как произведение шага ячейки на число ячеек, увеличенное на единицу.
ОРУ должно иметь ограду высотой не менее 2,4 м.
Опорные конструкции ОРУ изготавливаются из профильной
93
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
стали, а также из стандартизированных железобетонных конструкций — колонн, траверс и т.д.
В ОРУ токоведущие части аппаратов, проводники сборных шин и ответвления от сборных шин во избежание пересечений размещают на различной высоте в два и три яруса.
При гибких проводах сборные шины размещают во втором ярусе, а провода ответвлений в третьем.
Ширина ОРУ зависит от выбранной схемы подстанции, расположения выключателей (однорядное, двухрядное и т.д.) и линий электропередачи. Кроме того, должны быть учтены подъездные пути для автомобильного или железнодорожного транспорта.
Минимальное расстояние от проводников первого яруса до земли для 35 кВ — 3100 мм, 110 кВ — 3600 мм, 220 кВ —
4500 мм [1].
Минимальное расстояние по вертикали между проводами первого и второго ярусов с учётом провеса проводов для 35 кВ — 440 мм, для 110 кВ — 1000 мм, для 220 кВ — 2000 мм [1].
Минимальное расстояние между проводами второго и третьего ярусов для 35 кВ — 1150 мм, для 110 кВ — 1650 мм, для 220 кВ — 3000 мм [1].
Под силовыми трансформаторами и баковыми выключателями 110 кВ и выше укладывается слой гравия толщиной не менее 250 мм, и предусматривается сток масла в систему отвода ливневых вод. Между трансформаторами при расстоянии между ними менее 15 м устанавливаются железобетонные или кирпичные перегородки, предотвращающие распространения пожара.
Кабели оперативных цепей, цепей управления, релейной защиты и автоматики прокладываются в каналах, расположенных вдоль рядов оборудования, а также без заглубления их в почву.
Для выбора конструкции ОРУ необходимо иметь следующие данные:
94
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
Схему электрических соединений на всех напряжениях; типы электрических аппаратов и сечений проводников; направления подхода линий электропередачи; климатические условия и характер загрязнения среды; ограничения по территории, конфигурации ОРУ, рельефу местности (если они заданы).
При компоновке ОРУ сначала определяется общее количество присоединений, количество ячеек и их размеры.
Составляется схема заполнения ОРУ. При составлении схемы заполнения должны быть учтены направления подходящих линий электропередачи, возможность подъезда к тяжёлому оборудованию подъёмно-транспортных машин.
В схеме заполнения определяется взаимное расположение систем шин и электрических аппаратов, расположение аппаратов в каждой ячейке. Обращается особое внимание на выполнение кратчайших связей между РУ различных напряжений.
Принципы расположения выключателей в ОРУ
(однорядное или двухрядное), конфигурация систем шин, а также количество ярусов проводников по высоте ОРУ оценивается по площади занимаемой территории ОРУ, а также его высотой и удобством обслуживания выключателей.
Работа по компоновке ОРУ оформляется в виде эскизов- разрезов по ячейкам и схем заполнения, выполненных карандашом от руки на миллиметровой бумаге.
Заключительным этапом в разработке конструкции является план ОРУ и разрез по одной из ячеек. В чертежах используются упрощённые графические изображения элементов конструкций и аппаратов РУ, которые в масштабе отражают габаритные размеры оборудования и расстояния до токоведущих частей. На плане наносятся также дороги, вспомогательные сооружения и ограждение ОРУ.
Открытые РУ имеют следующие преимущества перед закрытыми:
- меньше объем строительных работ, так как необходимы лишь подготовка площадки, устройство дорог, сооружение
Задание 1. Определить конструктивных элементов
коммутационного аппарата.
1. Изучить устройство и принцип работы основных типов коммутационных устройств;
2. На примере выключателя, тип которого задается преподавателем, найти все конструктивные элементы.
3. Изучить работу коммутационных аппаратов в различных режимах работы
Задание 2. Выбрать коммутационных аппаратов.
1.
Исходные данные и токи КЗ для выбора коммутационных аппаратов приведены в таб. 4.2.
2.
Выбрать высоковольтный выключатель Q1 и разъединитель QS1 в цепи трансформаторов (рис 4.7).
3.
Выбрать выключатель нагрузки в цепи трансформаторов цеховой ТП (рис. 4.8)
4. Проверять выбранных аппарат на термическую и динамическую устойчивость.
81
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
5. Технические данные выбранных коммутационных аппаратов занести в таблицы 4.3.
Исходные данные для расчета
Таблица 4.2.
№ U
ном
, кВ
I
ном,
А
I
по,
кА I
п.τ,
кА
I
уд,
кА I
а.τ,
кА
Каталожные данные
Таблица 4.3.
Вид аппара та
Марка оборудова ния
U
ном
,
кВ
I
ном,
А
I
отк.ном,
кА
I
дин,
кА
I
отк.ном,
кА
Рис. 4.7. Однолинейная электрическая схемы
трансформаторной подстанций.
82
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
Рис. 4.8. Однолинейная электрическая схема цеховых
трансформаторной подстанций.
Контрольные вопросы:
1. Назначение разъединителей.
2. Какие операции выполняются с помощью разъединителей.
3. Основные требования к разъединителям.
4. Расшифруйте марки разъединителей: РЛНДА-1-10/200
У1; РГ-35/2000УХЛ1: РПГ.2-330/3150УХЛ1.
5. Назначение механической блокировки разъединителей.
6. Устройство, принцип работы, достоинства и недостатки разъединителей рубящего типа.
7. Устройство, принцип работы разъединителей поворотного типа.
8. Устройство, принцип работы полупантографного разъединителя.
9. Устройство, принцип работы, достоинства и недостатки разъединителей подвесного типа.
10. Назначение короткозамыкателей и отделителей.
83
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
11. Устройство, назначение, достоинства и недостатки выключателей нагрузки.
12. Принцип гашения дуги в выключателях нагрузки.
13. Каковы особенности конструкции выключателя нагрузки?
14. Назовите основные способы гашения электрической дуги в выключателях переменного тока.
15. Сформулируйте требования к высоковольтным выключателям.
16. Перечислите электрические параметры высоковольтных выключателей.
17. Почему в новых типах КРУ отдают предпочтение вакуумным выключателям?
18. Назначение, достоинства и недостатки элегазовых выключателей.
19.
По каким принципам классифицируются высоковольтные выключателы?
20. Каковы преимущества вакуумных выключателей? Их недостатки.
84
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
5. Трансформаторные подстанции
Цель работы: Изучение конструкции, принцип работы, разновидности и компоновки трансформаторных подстанций.
5.1. Общее сведения
Трансформаторная подстанция - это электроустановка, предназначенная для преобразования и распределения электроэнергия между электроприемниками. Она состоит из следующих частей: одного или нескольких трансформаторов
(автотрансформаторов), РУ высшего напряжения, РУ пониженных напряжений
(среднего и низшего), вспомогательных устройств. На подстанциях могут быть установлены синхронные компенсаторы, статические конденсаторы и шунтирующие реакторы.
5.2. Типы трансформаторных подстанций схемы их
соединений и конструктивные особенности
В зависимости от потребляемой мощности и удаленности от источника питания в системе электроснабжения различают следующие виды подстанций: главная понизительная; глубокого ввода; трансформаторный пункт и узловая распределительная.
Главной
понизительной
подстанцией
(ГПП)
называется подстанция на напряжение 35÷220 кВ, получающая питание непосредственно от районной энергосистемы и распределяющая электроэнергию при более низком напряжении по всему предприятию [8].
Подстанцией глубокого ввода (ПГВ) называется подстанция на напряжение 35÷220 кВ, выполненная обычно по упрощенным схемам коммутации на стороне первичного напряжения, получающая питание непосредственно от энергосистемы или центрального распределительного пункта
85
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
данного предприятия и предназначенная для питания отдельного объекта или группы электроустановок предприятия. Схемы электроснабжения с ПГВ, называются схемами с глубоким вводом [11].
Трансформаторным
пунктом
(ТП)
называется подстанция с первичным напряжением 6, 10 или 35 кВ, непосредственно питающая приемники электроэнергии напряжением 400 и 230 В. В промышленных электрических сетях эти подстанции называются цеховыми.
Узловой распределительной подстанцией (УРП) называется центральная подстанция на напряжение 110÷220 кВ, получающая электроэнергию от энергосистемы и распределяющая ее (без трансформации или с частичной трансформацией) по подстанциям глубокого ввода напряжением 35÷220 кВ на территории предприятия.
В зависимости от способа присоединения подстанции к питающей линии трансформаторные подстанции делятся на тупиковые, проходные, ответвительные и узловые (рис. 5.1).
Тупиковая подстанция - это подстанция, получающая электроэнергию от одной электроустановки по одной или нескольким параллельным линиям (рис. 5.1.а). К тупиковым подстанциям относятся подстанции, получающие питание по радиальным схемам, и последние подстанции в магистральной схеме с односторонним питанием [8]. Проходная подстанция
- включается в рассечку к одной или двух линий с двухсторонним или односторонним питанием (рис. 5.1.б) [6].
Ответвительная
подстанция
присоединяется глухой отпайкой к одной или двум проходящим линиям.
(рис. 5.1.в).
Узловая подстанция - это подстанция, к которой присоединено более двух линий питающей сети, проходящих от двух или более электроустановок (рис. 5.1.г).
Подстанции могут предназначаться для питания отдельных потребителей или крупного района, для связи частей энергосистемы или различных энергосистем.
Главную схему подстанции проектируют на основании разработанной схемы развития электрических сетей системы
86
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
или сетей района. К схемам подстанций предъявляют следующие требования [8]: а) надёжное электроснабжение присоединённых к подстанции потребителей; б) надёжный транзит мощности через РУ высшего напряжение подстанции по межсистемным и магистральным линям; в) экономичность; г) техническая гибкость, т.е. способность легко адаптироваться к изменяющимся условиям работы электроустановки, и удобство эксплуатации первичных и вторичных целей, возможность автоматизации; д) безопасность обслуживания; е) возможность постепенного расширения подстанций; ж) экологическая чистота.
Выбор главной схемы подстанции производится на основании утверждённой схемы развития энергосистемы, а также уточнённой схемы развития электрических сетей района на ближайшие 5 лет с учётом перспективы на 10 лет или схемы электроснабжения района. В уточнённой схеме развития электрических сетей должны быть определены: район размещения подстанции; число, проходная мощность и номинальные напряжения отдельных обмоток трансформаторов, а также пределы регулирования напряжения:
Уровни напряжений на шинах подстанции: данные для расчёта токов к.з; число, назначение и нагрузка отходящих от подстанции электрических линий; предварительное принципиальное схема электрических соединений подстанции; необходимость, а также тип, количество и мощность источников реактивной мощности; режим заземления нейтралей трансформаторов; необходимость установки шунтирующих реакторов для компенсации зарядной мощности линий
ВН; необходимость коммутационных разрядников для защиты от внутренних
87
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
перенапряжении; а также число и мощность дугогасящих реакторов для компенсации токов в сетях 6-35 кВ.
а)
б)
в)
г)
Рис. 5.1. Схемы присоединения подстанций к
питающей линии: а – тупиковая; б – проходная; в –
ответвительная; г – узловая.
88
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
Определенное значение для выбора схемы имеет число трансформаторов на подстанциях. По существующей практике на подстанциях обычно устанавливают не более двух трансформаторов.
Компоновка и конструктивное выполнение трансформаторных и распределительных подстанций производятся на основании главной схемы электрических соединений [6].
Компоновка подстанции должна предусматривать удобный подвод автомобильной и, если требуется, железной дороги, удобные подходы и выходы воздушных линии электропередачи всех напряжении и кабельных сооружений в требуемых направлениях с учётом полного развития и очередности строительство подстанции или распределительного пункта. Расположение и компоновка зданий, сооружений и установка электрооборудования на подстанции и в распределительном пункте должны обеспечивать возможность производства всего комплекса строительная монтажных работ и ремонта оборудования при эксплуатации с применением строительных и монтажных машин и механизмов, доставки и вывоза трансформаторов, подъёма и перемещения тяжёлого оборудования, производства испытании придвижными лабораторными, проезд пожарных автомашин и т.п. Выбор конструкции и материалов производиться исходя из технико-экономической целесообразности применения принятых проектных решений в конкретных условиях строительства объектов электроснабжения и с обязательным учётом наличия соответствующих производственных без у подрядчика.
Компоновка распределительного устройства (РУ) выполняется после выбора и разработки электрической схемы подстанции, выбора оборудования, токоведущих частей и силовых трансформаторов.
По способу сооружения РУ подстанций могут быть:
1. сборные для внутренней установки;
2. сборные для наружной установки;
89
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
3. комплектные для внутренней установки (КРУ);
4. комплектные для наружной установки (КРУН).
Современные
РУ крупных подстанций имеют комбинированную конструкцию: частично как сборные и частично как комплектные.
Распределительное устройство
(РУ) как часть трансформаторных подстанций называется электроустановка, предназначенная для приема и распределения электрической энергии, содержащая электрические аппараты, шины и вспомогательные устройства.
Электрические станции, понижающие и повышающие подстанции, обычно имеют, несколько распределительных устройств разных напряжений
(РУ ВН, РУ СН, РУ НН).
По конструктивному выполнению РУ делят на открытые и закрытые. Они могут быть комплектными (сборка на предприятии-изготовителе) или сборными (сборка частично или полностью на месте применения).
5.3.Конструкция и компоновка открытых
распределительных устройств (ОРУ)
Открытое распределительное устройство (ОРУ) – это распределительное устройство, расположенное на открытом воздухе. Как правило, РУ в электроустановках напряжением
35 кВ и выше сооружают открытыми [8]. Широко распространены также простейшие открытые подстанции небольшой мощности с первичным напряжением 10(6)-35 кВ для электрификации сельскохозяйственных и загородных районов, промышленных поселков и небольших городов.
Конструкция ОРУ определяют следующие факторы схема электрических соединений, уровень номинального напряжения, тип и габаритные размеры электрооборудования, число и порядок подключения присоединений, возможность расширения, компоновка элементов, взаимосвязь с ОРУ других напряжений.
90
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
Распределительные устройства должны удовлетворять поставленным технических требования в отношении надёжности работы, удобства эксплуатации, безопасности обслужива- ния, возможности расширения, а также пожаробезопасности.
РУ выполняются таким образом, чтобы при нормальных условиях работы электроустановки исключилось опасность для обслуживающего персонала, а при аварийных условиях не происходило распространение повреждения, возникновение коротких замыканий или замыканий на земле.
Предусматривается чтобы при снятом напряжении с какой- либо цепи обеспечивался безопасный осмотр, смена или ремонт элементов этой цепи без нарушения нормальной работы соседних цепей.
Конструкция, на которых закреплено оборудование, рассчитывают на усилие от веса оборудования, ветра, гололеда и от электродинамических сил при коротких замыканиях.
Пример компоновки ОРУ-110 кВ показан на рис 5.2 и 5.3. [6]
В ОРУ аппараты устанавливаются как можно ниже, чтобы облегчить обслуживание, но вместе с тем так, чтобы исключить возможность случайного прикосновения к токоведущим частям. Для транспорта тяжёлого оборудования на площадке ОРУ предусматриваются бетонированные или рельсовые дороги.
В качестве проводников для сборных шин ОРУ и ответвлений от них применяются многопроволочные провода марок А и АС, а также жёсткие трубчатые шины. При напряжениях 220 кВ и выше необходимо расщепление проводов, чтобы уменьшить потери на коронирование.
Минимально допустимые изоляционные расстояния в воздухе между проводниками разных фаз, а также от проводников до заземлённых конструкций и частей здания регламентируются ПУЭ.
91
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
Рис. 5.2. Пример компоновки ОРУ-110 кВ (схема 110-4Н)
92
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
Рис. 5.3. Пример 3D-вид компоновки ОРУ-110 кВ
(схема 110-4Н)
Длина ОРУ определяется его схемой, принятой конфигурацией сборных шин, количеством и размером ячеек.
Шаг ячейки зависит от типа используемого оборудования.
Рекомендуемый шаг ячейки составляет: для 35 кВ — 6 м, для
110 кВ — 8 м, для 220 кВ — 11 м. Полная длина ОРУ, с учётом размеров до ограды, ориентировочно определяется как произведение шага ячейки на число ячеек, увеличенное на единицу.
ОРУ должно иметь ограду высотой не менее 2,4 м.
Опорные конструкции ОРУ изготавливаются из профильной
93
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
стали, а также из стандартизированных железобетонных конструкций — колонн, траверс и т.д.
В ОРУ токоведущие части аппаратов, проводники сборных шин и ответвления от сборных шин во избежание пересечений размещают на различной высоте в два и три яруса.
При гибких проводах сборные шины размещают во втором ярусе, а провода ответвлений в третьем.
Ширина ОРУ зависит от выбранной схемы подстанции, расположения выключателей (однорядное, двухрядное и т.д.) и линий электропередачи. Кроме того, должны быть учтены подъездные пути для автомобильного или железнодорожного транспорта.
Минимальное расстояние от проводников первого яруса до земли для 35 кВ — 3100 мм, 110 кВ — 3600 мм, 220 кВ —
4500 мм [1].
Минимальное расстояние по вертикали между проводами первого и второго ярусов с учётом провеса проводов для 35 кВ — 440 мм, для 110 кВ — 1000 мм, для 220 кВ — 2000 мм [1].
Минимальное расстояние между проводами второго и третьего ярусов для 35 кВ — 1150 мм, для 110 кВ — 1650 мм, для 220 кВ — 3000 мм [1].
Под силовыми трансформаторами и баковыми выключателями 110 кВ и выше укладывается слой гравия толщиной не менее 250 мм, и предусматривается сток масла в систему отвода ливневых вод. Между трансформаторами при расстоянии между ними менее 15 м устанавливаются железобетонные или кирпичные перегородки, предотвращающие распространения пожара.
Кабели оперативных цепей, цепей управления, релейной защиты и автоматики прокладываются в каналах, расположенных вдоль рядов оборудования, а также без заглубления их в почву.
Для выбора конструкции ОРУ необходимо иметь следующие данные:
94
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
Схему электрических соединений на всех напряжениях; типы электрических аппаратов и сечений проводников; направления подхода линий электропередачи; климатические условия и характер загрязнения среды; ограничения по территории, конфигурации ОРУ, рельефу местности (если они заданы).
При компоновке ОРУ сначала определяется общее количество присоединений, количество ячеек и их размеры.
Составляется схема заполнения ОРУ. При составлении схемы заполнения должны быть учтены направления подходящих линий электропередачи, возможность подъезда к тяжёлому оборудованию подъёмно-транспортных машин.
В схеме заполнения определяется взаимное расположение систем шин и электрических аппаратов, расположение аппаратов в каждой ячейке. Обращается особое внимание на выполнение кратчайших связей между РУ различных напряжений.
Принципы расположения выключателей в ОРУ
(однорядное или двухрядное), конфигурация систем шин, а также количество ярусов проводников по высоте ОРУ оценивается по площади занимаемой территории ОРУ, а также его высотой и удобством обслуживания выключателей.
Работа по компоновке ОРУ оформляется в виде эскизов- разрезов по ячейкам и схем заполнения, выполненных карандашом от руки на миллиметровой бумаге.
Заключительным этапом в разработке конструкции является план ОРУ и разрез по одной из ячеек. В чертежах используются упрощённые графические изображения элементов конструкций и аппаратов РУ, которые в масштабе отражают габаритные размеры оборудования и расстояния до токоведущих частей. На плане наносятся также дороги, вспомогательные сооружения и ограждение ОРУ.
Открытые РУ имеют следующие преимущества перед закрытыми:
- меньше объем строительных работ, так как необходимы лишь подготовка площадки, устройство дорог, сооружение
