Распределительные устройства подстанций напряжением 35–110 кВ, как
правило, выполняются открытыми (ОРУ). Они должны обеспечивать надежность работы, безопасность и удобство обслуживания оборудования при минимальных затратах на сооружение. В открытых распределительных устройствахустанавливаются трансформаторы, применяются в соответствии со схемой коммутационные, защитные и контролирующие аппараты. В ОРУ могут применяться выключатели, разъединители, трансформаторы тока и напряжения, разрядники. С целью удешевления ОРУ на большинстве подстанций предприятий выключатели заменяются короткозамыкателями и отделителями. Все аппаратыОРУ располагаются на невысоких металлических или железобетонных основаниях. Трансформаторы устанавливаются на бетонированных или асфальтированных площадках, на фундаментах. Площадки подготавливают с уклоном всторону от закрытого распределительного устройства (ЗРУ) для отвода воды ипокрывают слоем гравия или ракушечника для обеспечения фильтрации воды ипредупреждения растительности. Под трансформаторами и аппаратами с трансформаторным маслом предусматриваются маслоприемники с уклоном днища всторону маслосборника. Укладывается слой гравия толщиной не менее 25 см.
Площадь гравийного покрытия должна быть не менее площади трансформатораили аппарата.
Основания под аппараты и фундаменты под опорные конструкции возвышаются над уровнем гравийной засыпки не менее 20 см. Основными строительными сооружениями являются П–или Т–образные металлические или железобетонные опорные конструкции.
Питание подстанций осуществляется по двухцепным или по двум радиальным линиям. Питающие линии подходят к порталам. Опорные конструкциидля крепления токопроводов рассчитывают на одностороннее тяжение проводовот ветра и гололеда.
Ошиновка в ОРУ может быть гибкой из многопроволочных проводов или
жесткой из шин различного сечения и конфигурации. Гибкие шины крепятся спомощью подвесных изоляторов, а жесткие – на опорных изоляторах.При проектировании и сооружении подстанции все оборудование должно
размещаться так, чтобы при монтаже, обслуживании и ремонте оборудованияможно было использовать грузоподъемные механизмы, был обеспечен проездавтотранспорта для доставки оборудования и вывоза его, при необходимости, времонт. На мощных подстанциях может быть предусмотрена закрытая площадка для ревизии и ремонта трансформаторов.
В ОРУ устанавливаются устройства защиты от грозовых разрядов, молниеотводы и разрядники. Все оборудование подстанции подлежит заземлению.
Кабели контрольных цепей и управления коммутационными аппаратами
прокладываются в лотках по конструктивным и опорным элементам. ОРУ
должно иметь ограждение (забор).
В соответствии с требованиями ПУЭ расстояния между токоведущими
частями и от них до различных устройств выбираются, как указано в табл. 9.1.
Таблица 9.1
Рис. 9.3. Схема первичных соединений тупиковой однотрансформаторной подстанции КТП 35/10 кВмощностью 630 – 1000 кВА: Q1 –
Q3 – выключатели; QS, QS1 – QS6 – разъединители; FU, FU1 – предохранители; FV, FV2 – разрядники; T – трансформатор; Т1 –
трансформатор собственных нужд; TA1 – TA3 –трансформаторы
тока; TV– трансформатор напряжения
Трансформаторы и аппараты ограждают, если высота от изолятора до уровня планировки менее 2,5 м. Ограждение может быть сетчатое высотой до2 м или в виде барьеров высотой 1,2 м. Расстояние между трансформаторами зависит от их мощности и должно быть не менее 1,25 м, а между трансформатором и огнеупорной стеной здания ЗРУ – не менее 0,8 м.
На рис. 9.3 представлена схема первичных соединений однотрансформаторной комплектной трансформаторной подстанции КТП 35/10 кВ с ОРУ и закрытым распределительным устройством наружной установки (КРУН).
На рис. 9.4 – ее конструкция.
Распределительными устройствами (РУ) называют электроустановки, служащие для приема и распределения электроэнергии и содержащие коммутационные аппараты, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства (компрессорные, аккумуляторные и др.), а также устройства защиты, автоматики и измерительные приборы.
Различают устройства открытые - ОРУ (все или основное оборудование расположено на открытом воздухе) и закрытые - ЗРУ (оборудование расположено в здании). Особо надо выделить комплектные распределительные устройства (КРУ) как наиболее распространенные. Комплектным распределительным устройством называют устройство, состоящее из полностью или частично закрытых шкафов или блоков с встроенными в них аппаратами, устройствами защиты и автоматики и поставляемое в собранном или полностью подготовленном для сборки виде. КРУ выполняют как для внутренней, так и для наружной установки.
Подстанцией называют электроустановку, служащую для преобразования и распределения электроэнергии и состоящую из трансформаторов или других преобразователей энергии, распределительных устройств, устройств управления и вспомогательных сооружений. Подстанции разделяют на трансформаторные и преобразовательные в зависимости от преобладания той или иной функции.
Подстанция, на которой преобразуется напряжение переменного тока с помощью трансформатора, называется трансформаторной (ТП). Если напряжение переменного тока на ТП преобразуется в более низкое, ее называют понижающей, а если в более высокое - повышающей.
Подстанция, питающаяся непосредственно от энергетической системы (или заводской электростанции), называется главной понижающей подстанцией (ГПП) предприятия, а подстанция, на которой электроэнергия преобразуется в пониженное напряжение непосредственно для питания электроприемников одного или нескольких цехов,- цеховой трансформаторной подстанцией (ТП).
Пункт, предназначенный для приема и распределения электроэнергии без ее преобразования и трансформации, называют распределительным (РП), а распределительный пункт, получающий питание непосредственно от энергетической системы (или заводской электростанции),- центральным распределительным пунктом (ЦРП).
Трансформаторные и преобразовательные подстанции, как и распределительные устройства, изготовляют и поставляют комплектными (КТП, КПП), в собранном или полностью подготовленном для сборки виде.
Источником электроснабжения большинства промышленных предприятий, как правило, являются энергетические системы. Лишь иногда предприятия получают энергию от собственных заводских электростанций. Электроснабжение и распределение энергии в пределах предприятия от собственных электростанций проводится в основном на генераторном напряжении 6 и 10 кВ.
Большинство предприятий питается от районных подстанций, входящих в состав энергосистемы, по линиям электропередачи высокого напряжения через понижающие трансформаторы, установленные на подстанциях потребителя, через пункты приема и распределения электроэнергии (ГПП, ЦРП, РП и ТП), максимально приближенные к потребителям.
Схема передачи и распределения электрической энергии показана на рис. 1. Она зависит от расстояния между предприятием и источником питания (электростанцией, сетью высокого напряжения энергосистемы), потребляемой мощности, территориального размещения нагрузок, требований надежности, категории электроприемников по бесперебойности питания, а также от числа приемных и распределительных пунктов на предприятии.
Рис. 1. Схема передачи и распределения электрической энергии:
Г1, Г2 - генераторы, РП - распределительный пункт
Распределительным устройством (РУ)
называют электроустановку, служащую для приема и распределения электроэнергии и содержащую коммутационные аппараты, сборные
и соединительные шины, вспомогательные устройства (компрессорные, аккумуляторные и др.), а также устройства зашиты, автоматики и измерительные приборы.
Распределительные
устройства электроустановок предназначены для приема и распределения
электричества одного напряжения для дальнейшей передачи потребителям, а
также для питания оборудования в пределах электроустановки.
Если все или основное оборудование РУ расположено на открытом воздухе., оно
называется открытым (ОРУ): при его расположении в здании - закрытым (ЗРУ). Распределительное устройство, состоящее из полностью или частично закрытых шкафов
и блоков со встроенными в них аппаратами, устройствами защиты и автоматики, поставляемое в собранном или полностью подготовленном для сборки виде называют комплектным и обозначают для внутренней установки КРУ, для наружной - КРУН.
Центр питания
- распределительное устройство генераторного напряжения или распределительное устройство вторичного напряжения понизительной подстанции, к которые присоединены распределительные сети данного района.
Распределительные устройства (РУ) классифицируют по нескольким критериям, ниже приведем их виды и особенности конструкции.
Распределительные устройства до 1000 В
Распределительные устройства до 1000 В выполняются, как правило, в помещениях в специальных шкафах (щитах). В зависимости от назначения распределительные устройства 220/380 В (класс напряжения 0,4кВ) могут быть выполнены для питания потребителей либо исключительно для собственных нужд электроустановки.
Конструктивно распределительные устройства 0,4 кВ
имеют защитные аппараты (автоматические выключатели, плавкие предохранители), рубильники, выключатели-разъединители и соединяющие их сборные шины, а также клеммные колодки для подключения кабельных линий потребителей.
Помимо силовых цепей в низковольтных щитах может быть установлен ряд дополнительных устройств и вспомогательных цепей, а именно:
приборы учета электроэнергии и трансформаторы тока;
цепи индикации и сигнализации положения коммутационных аппаратов;
измерительные приборы для контроля напряжения и тока в различных точках распределительного устройства;
устройства сигнализации и защиты от замыканий на землю (для сетей конфигурации IT);
устройства автоматического ввода резерва;
цепи дистанционного управления коммутационными аппаратами с моторными приводами.
К низковольтным распределительным устройствам можно также отнести щиты постоянного тока, осуществляющие распределение постоянного тока от преобразователей, аккумуляторных батарей для питания оперативных цепей электрического оборудования и устройств релейной защиты и автоматики.
Высоковольтные распределительные устройства
Распределительные устройства класса напряжения выше 1000 В могут быть выполнены, как вне помещений – открытого типа (ОРУ) , так и внутри помещений – закрытого типа (ЗРУ) .
В закрытых распределительных устройствах оборудование размещается в сборных камерах одностороннего обслуживания КСО либо в комплектных распределительных устройствах типа КРУ .
Камеры типа КСО более предпочтительны для помещений ограниченной площади, так как они могут устанавливаться вплотную к стене либо друг к другу задними стенками. Камеры КСО имеют несколько отсеков, закрытых сетчатыми ограждениями либо сплошными дверцами.
КСО комплектуются различным оборудованием, в зависимости от их назначения. Для питания отходящих линий в камеру устанавливается высоковольтный выключатель, два разъединителя (со стороны шин и со стороны линии), трансформаторы тока, на лицевой стороне размещаются рычаги управления разъединителями, привод выключателя, а также низковольтные цепи и устройства защиты, реализованные для защиты и управления данной линией.
Камеры данного типа могут быть укомплектованы трансформаторами напряжения, разрядниками (ограничителями перенапряжения), предохранителями.
Распределительные устройства типа КРУ представляют собой шкаф, разделенный на несколько отсеков: трансформаторов тока и отходящего кабеля, сборных шин, выкатная часть и отсек вторичных цепей.
Каждый отсек изолирован друг от друга для обеспечения безопасности при обслуживании и эксплуатации оборудования шкафов КРУ. Выкатная часть шкафа, в зависимости от назначения присоединения может быть укомплектована выключателем, трансформатором напряжения, разрядниками (ОПН), трансформатором собственных нужд.
Выдвижной элемент относительно корпуса шкафа может занимать рабочее, контрольное (разобщенное) или ремонтное положение. В рабочем положении главные и вспомогательные цепи замкнуты, в контрольном - главные цепи разомкнуты, а вспомогательные замкнуты (в разобщенном последние разомкнуты), в ремонтном - выдвижной элемент находится вне корпуса шкафа и его главные и вспомогательные цепи разомкнуты. Усилие, необходимое для перемещения выдвижного элемента, не должно превышать 490 Н (50 кГс). При выкатывании выдвижного элемента проемы к неподвижным разъемным контактам главной цепи автоматически закрываются шторками.
Токоведущие части КРУ выполняются, как правило, шинами из алюминия или его сплавов; при больших токах допускается применение медных шин, при номинальных токах до 200 А - стальных. Монтаж вспомогательных цепей производится изолированным медным проводом сечением не менее 1,5 кв. мм, присоединение к счетчикам - проводом сечением 2,5 кв. мм, паяные соединения - не менее 0,5 кв. мм. Соединения, подвергающиеся изгибам и кручению, выполняются, как правило, многожильными проводами.
Гибкая связь вспомогательных цепей стационарной части КРУ с выдвижным элементом осуществляется с помощью штепсельных разъемов.
Шкафы КРУ, а также заземляющие ножи должны удовлетворять требованиям по электродинамической и термической стойкости к сквозным токам короткого замыкания. Для обеспечения требований по механической стойкости регламентировано количество циклов, которые должны выдерживать шкафы КРУ и его элементы: разъемные контакты главных и вспомогательных цепей, выдвижной элемент, двери, заземляющий разъединитель. Количество циклов включения и отключения встроенного комплектующего оборудования (выключатели, разъединители и др.) принимается в соответствии с ПУЭ.
Для обеспечения безопасности шкафы КРУ снабжаются рядом блокировок. После выкатывания выдвижного элемента все токоведущие части главных цепей, которые могут оказаться под напряжением, закрываются защитными шторками. Эти шторки и ограждения не должны сниматься или открываться без помощи ключей или специальных инструментов.
В шкафах КРУ стационарного исполнения предусматривается возможность установки стационарных или инвентарных перегородок для отделения частей оборудования, находящихся под напряжением. Не допускается использовать для заземления болты, винты, шпильки, выполняющие роль крепежных деталей. В местах заземления должны быть надпись «земля» или знак заземления.
Вид шкафа КРУ определяется схемой главной цепи КРУ. Основным электрическим аппаратом, определяющим конструкцию шкафа, является выключатель: применяются маломасляные, электромагнитные, вакуумные и элегазовые выключатели. Схемы вторичных цепей чрезвычайно разнообразны и полностью пока не унифицированы.
Комплектные устройства могут иметь различную конструкцию, например, с элегазовой изоляций – КРУЭ либо предусмотренные для наружной установки – КРУН , которые можно монтировать вне помещений.
Распределительные устройства открытого типа предусматривают установку электрического оборудования на металлических конструкциях, на бетонных фундаментах, без дополнительной защиты от внешних воздействий. Вспомогательные цепи оборудования ОРУ монтируют в специальных шкафах, имеющих защиту от механических воздействий и влаги.
Распределительные устройства, как закрытого, так и открытого типов классифицируются по нескольким критериям, в зависимости от их конструктивного исполнения (схемы).
Первый критерий – способ выполнения секционирования . Различают распределительные устройства с секциями шин и системами шин. Секции шин предусматривают питание каждого отдельного потребителя от одной секции, а системы шин позволяют переключать одного потребителя между несколькими секциями. Секции шин соединяются секционными выключателями, а системы шин – шиносоеденительными. Данные выключатели позволяют запитывать секции (системы) друг от друга в случае потери питания на одной из секций (систем).
Второй критерий – наличие обходных устройств – одной или нескольких обходных систем шин, которые позволяют выводить в ремонт элементы оборудования без необходимости обесточения потребителей.
Третий критерий – схема питания оборудования (для открытых РУ) . В данном случае возможно два варианта схемы – радиальная и кольцевая. Первая схема упрощенная и предусматривает питание потребителей через один выключатель и разъединители от сборных шин. При кольцевой схеме питание каждого потребителя осуществляется от двух-трех выключателей. Кольцевая схема более надежная и практичная в плане обслуживания и эксплуатации оборудования.
4.1.24. Распределительные устройства, установленные в помещениях, доступных для неинструктированного персонала, должны иметь токоведущие части, закрытые сплошными ограждениями.
В случае применения РУ с открытыми токоведущими частями оно должно быть ограждено. При этом ограждение должно быть сетчатым, сплошным или смешанным высотой не менее 1,7 м. Расстояние от сетчатого ограждения до неизолированных токоведущих частей устройства должно быть не менее 0,7 м, а от сплошных - в соответствии с 4.1.14. Ширина проходов принимается в соответствии с требованиями, приведенными в 4.1.21.
4.1.25. Оконцевание проводов и кабелей должно быть выполнено так, чтобы оно находилось внутри устройства.
4.1.26. Съемные ограждения должны укрепляться так, чтобы их удаление было невозможно без применения инструмента. Дверцы должны запираться на ключ.
4.1.27. Установка комплектных распределительных устройств и подстанций (КРУ, КТП) должна соответствовать требованиям, приведенным в гл. 4.2 для КРУ и КТП выше 1 кВ.
Установка распределительных устройств на открытом воздухе
4.1.28. При установке распределительных устройств на открытом воздухе необходимо соблюдать следующие требования:
1. Устройство должно быть расположено на спланированной площадке на высоте не менее 0,2 м от уровня планировки и должно иметь конструкцию, соответствующую условиям окружающей среды. В районах, где наблюдаются снежные заносы высотой 1 м и более, шкафы следует устанавливать на повышенных фундаментах.
2. В шкафах должен быть предусмотрен местный подогрев для обеспечения нормальной работы аппаратов, реле, измерительных приборов и приборов учета в соответствии с требованиями ГОСТ.
Глава 4.2
Распределительные устройства и подстанции
Напряжением выше 1 кВ
Область применения, определения
4.2.1. Настоящая глава Правил распространяется на стационарные РУ и подстанции переменного тока напряжением выше 1 кВ. Правила не распространяются на специальные РУ и подстанции, регламентируемые особыми техническими условиями, и на передвижные электроустановки.
4.2.2. Распределительным устройством называется электроустановка, служащая для приема и распределения электроэнергии и содержащая коммутационные аппараты, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства (компрессорные, аккумуляторные и др.), а также устройства защиты, автоматики и измерительные приборы.
Открытым распределительным устройством (ОРУ) называется РУ, все или основное оборудование которого расположено на открытом воздухе.
Закрытым распределительным устройством (ЗРУ) называется РУ, оборудование которого расположено в здании.
4.2.3. Комплектным распределительным устройством называется 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.
4.2.4. Подстанцией называется электроустановка, служащая для преобразования и распределения электроэнергии и состоящая из трансформаторов или других преобразователей энергии, распределительных устройств, устройств управления и вспомогательных сооружений.
В зависимости от преобладания той или иной функции подстанций они называются трансформаторными или преобразовательными.
4.2.5. Пристроенной подстанцией (пристроенным РУ) называется подстанция (РУ), непосредственно примыкающая (примыкающее) к основному зданию.
4.2.6. Встроенной подстанцией (встроенным РУ) называется закрытая подстанция (закрытое РУ), вписанная (вписанное) в контур основного здания.
4.2.7. Внутрицеховой подстанцией называется подстанция, расположенная внутри производственного здания (открыто или в отдельном закрытом помещении).
4.2.8. Комплектной трансформаторной (преобразовательной) подстанцией называется подстанция, состоящая из трансформаторов (преобразователей) и блоков (КРУ или КРУН и других элементов), поставляемых в собранном или полностью подготовленном для сборки виде. Комплектные трансформаторные (преобразовательные) подстанции (КТП, КПП) или части их, устанавливаемые в закрытом помещении, относятся к внутренним установкам, устанавливаемые на открытом воздухе, - к наружным установкам.
4.2.9. Столбовой (мачтовой) трансформаторной подстанцией называется открытая трансформаторная подстанция, все оборудование которой установлено на конструкциях или на опорах ВЛ на высоте, не требующей ограждения подстанции.
4.2.10. Распределительным пунктом (РП) называется РУ, предназначенное для приема и распределения электроэнергии на одном напряжении без преобразования и трансформации, не входящее в состав подстанции.
4.2.11. Камерой называется помещение, предназначенное для установки аппаратов и шин.
Закрытой камерой называется камера, закрытая со всех сторон и имеющая сплошные (не сетчатые) двери.
Огражденной камерой называется камера, которая имеет проемы, защищенные полностью или частично несплошными (сетчатыми или смешанными) ограждениями.
Под смешанными ограждениями понимаются ограждения из сеток и сплошных листов.
Взрывной камерой называется закрытая камера, предназначенная для локализации возможных аварийных последствий при повреждении установленных в ней аппаратов и имеющая выход наружу или во взрывной коридор.
4.2.12. Коридором обслуживания называется коридор вдоль камер или шкафов КРУ, предназначенный для обслуживания аппаратов и шин.
Взрывным коридором называется коридор, в который выходят двери взрывных камер.
Электроустановки, которая составляется из трансформаторов или других преобразователь энергии, распределительных устройств напряжением до 1000 В и выше для преобразования и распределения электроэнергии, называется подстанцией.
В зависимости от назначения подстанции могут быть трансформаторными (ТП) или преобразовательными (ПП) - выпрямляя.
Трансформаторные подстанции являются Основным звено системы электроснабжения. В зависимости от положения в энергосистеме, назначение, значению первичного и вторичного напряжения их можно подразделить на Районный подстанции, подстанции промышленных предприятий, Тяговый подстанции, подстанции городской ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ сети и др.
Районный и узловые подстанции питаются от районных (основных) сетей энергетической системы и предназначенные для электроснабжения больших районов, в которых находятся промыслу, Городские, сельскохозяйственный и другие потребители электроэнергии. Первичное напряжение районных подстанций составляет 750, 500, 330, 220, 150 и 110кВ, а вторичная -220, 150, 110, 35, 20, 10 или 6кВ.
На территории промышленных предприятий размещают трансформаторные подстанции следующих видов.
1. Заводские подстанции, КОТОРЫЕ выполняются как:
а) Главные понижающие подстанции и подстанции глубокого введения с открытым распределительным устройством (РП) для приема электроэнергии от энергетический систем напряжением 110-35 кВ и превращение ее в напряжение заводской сеты 6-10 кВ для питания цеховых и межцеховых подстанций и могущественных потребителей;
б) подстанции и распределительные пункты из закрытыми РП, с установкой на них высоковольтного оборудования на 6-10 кВ.
2. Цеховые подстанции, предназначенные для питания одного или нескольких цехов, выполняются:
а) что отдельно стоят, пристроенными и встроенными с установкой трансформаторов в закрытых камерах и распределительных Щитов на напряжение 0,4-0,23 кВ;
б) внутрицеховых, в основном как комплектные трансформаторно-преобразовательные с установкой на них одного-двух трансформаторов мощностью 400 кВт и выше, размещаемым в отдельном помещении цеха или непосредственно в цехе в зависимости от условий окружающего среды и характера производства.
Основное Электрооборудование подстанций:
силовые трансформаторы; автотрансформаторы; токопроводящие части высоковольтного оборудования (изоляторы, вводы, разъединителе, предохранитель, Выключатели, поводы выключателем. трансформаторы напряжения; разрядника.
Каждая подстанция имеет распределительные устройства (РП), что содержащие коммутационные аппараты, устройства защиты и автоматики, измерительный приборы, Сборный и соединительные шины, вспомогательные устройства.
По конструктивному Выполнение РП делят на открытые и закрытые. Они могут быть комплектными (сборник на предприятии-изготовителе) или сборными (сборник частично или полностью на месте применения.
Открытое распределительное устройство (ОРУ) - такое устройство, у которого все или основное оборудование расположено на открытом воздухе; ЗАКРЫТОЕ распределительное устройство (ЗРУ) - устройство, оборудование которого расположено в здании.
Комплектное распределительное устройство (КРП) - распределительное устройство, которой составляется из шкафов, закрытых полностью или частично, или блоков со встроенными в них аппаратами, устройствами защиты и автоматики, измерительными приборами и вспомогательными устройствами, которая поставляется в собранно или полностью подготовленному для сборники виде и предназначенное для внутренней установки.
Комплектное распределительное устройство внешней установки (КРПЗУ) - это КРП, предназначенный для внешней установки.
Комплектная трансформаторная (преобразовательная) подстанция (КТП) - подстанция, которая составляется из трансформаторов (преобразователь) и блоков КРП или КРПЗУ, что поставляются в собранно или полностью подготовленному для сборники виде.
Распределительный переключая пункт (РП) - распределительное устройство, предназначенное для приема и распределения электроэнергии на одном напряжении без преобразования и трансформация.
Камера - помещение, предназначенное для установки аппаратов и шин: закрытая камера - закрытая со всех сторон и имеет сплошные (не сетчатые) двери. Защищенная камера имеет отверстия, защищенный полностью или частично несплошными (сетчатыми или смешанными) изгородями.
Каждая подстанция имеет три основных узла: РО высокого напряжения, трансформатор и РО низшего напряжения.