Трансформаторная подстанция распределительное устройство высшего напряжения. Конструкция распределительных устройств

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.

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.

Распределительное устройство (РУ) - это 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 существу РУ – это конструктивное выполнение принятой электрической схемы подстанции , т.е. расстановка электрических аппаратов внутри помещений или на открытом воздухе с соединениями между ними голыми (редко изолированными) шинами или проводами строго в соответствии с электрической схемой.

Для энергетической системы РУ является узлом сети, оборудованным электрическими аппаратами и защитными устройствами, служащими для управления распределением потоков энергии, отключения поврежденных участков, обеспечения надежного электроснабжения потребителей.

Каждое РУ состоит из подходящих и отходящих присоединений, которые связаны между собой сборными шинами, перемычками, кольцевыми и многоугольными соединениями, с размещением различного числа выключателей, разъединителей, реакторов, измерительных трансформаторов и прочих электрических аппаратов, обусловленных принятой схемой. Все аналогичные присоединения выполняются одинаково, так что РУ собирается из стандартных, как бы типовых, ячеек.

РУ должны отвечать определенным требованиям, наиболее важными из них являются: надежность работы, удобство и безопасность обслуживания при минимальных затратах на сооружение, пожарная безопасность и экономичность эксплуатации, возможность расширения, максимальное применение крупноблочных узлов заводского изготовления.

Надежность работы РУ обеспечивается правильным выбором и правильной установкой электрооборудования (электрических аппаратов, токоведущих частей и изоляторов), а также хорошей локализацией аварий с электрооборудованием в случае их возникновения. Кроме того, надежность работы РУ в большей степени зависит от качества выполнения строительных и электромонтажных работ.

РУ выполняются для всех применяемых напряжений. По аналогии с аппаратами они делятся на РУ до 1000 кВ, РУ высокого напряжения от 3 до 220 кВ, РУ сверхвысокого напряжения: 330, 500, 750 кВ и перспективные РУ ультравысоких напряжений 1150 кВ и выше.

По конструктивному выполнению подразделяют распределительные устройства на закрытые (внутренние), в которых все электрооборудование размещено внутри здания, и открытые (наружные), в которых все электрооборудование расположено на открытом воздухе.

Рис. 2.1. ГРУ 6 – 10 кВ с одной системой шин и групповыми реакторами (разрез по цепям генератора и группового реактора) 1- трансформатор тока, 2 – проходной изолятор, 3 – камера генераторного выключателя, 4 – привод выключателя, 5 – блок сборных шин, 6 – блок шинных разъединителей, 7 – привод шинных разъединителей, 8 – камера сдвоенного реактора, 9 – шинопровод, 10 – ячейки КРУ

Закрытое распределительное устройство (ЗРУ) - это распределительное устройство, расположенное внутри здания. Обычно их сооружают при напряжении 3 – 20 кВ. В установках больших напряжений, 35 - 220 кВ, закрытые распределительные устройства сооружают только при ограниченной площади под РУ, при расположении их в непосредственной близости от промышленных предприятий, загрязняющих воздух токопроводящей пылью или газами, разрушающими изоляцию и металлические части электрооборудования, а также вблизи морских побережий и в местностях с очень низкими температурами воздуха (районы Крайнего Севера).

Обслуживание ЗРУ должно быть удобным и безопасным. Для безопасности соблюдаются минимально допустимые расстояния от токоведущих частей до различных элементов ЗРУ

Неизолированные токоведущие части во избежание случайных прикосновении к ним должны быть помещены в камеры или ограждены. Ограждение может быть сплошным или сетчатым. Во многих ЗРУ применяется смешанное ограждение – на сплошной части ограждения крепятся привода выключателей и разъединителей, а сетчатая часть ограждения позволяет наблюдать за оборудованием. Высота такого ограждения должна быть не менее 1,9 м, при этом сетки должны иметь отверстия размером не более 25×25 мм, а ограждения запираться на замок.

Из помещений ЗРУ предусматриваются выходы наружу или в помещения с несгораемыми стенами и перекрытиями: один выход при длине РУ до 7 м; два выхода по концам при длине 7÷60 м; при длине более 60 м – два выхода по концам и дополнительные выходы с таким расчетом, чтобы расстояние от любой точки коридора до выхода не превышало 30 м. Двери РУ должны открываться наружу, иметь самозапирающиеся замки и открываться без ключа со стороны РУ.

ЗРУ должно обеспечивать пожарную безопасность. При установке в ЗРУ масляных трансформаторов предусматриваются меры для сбора и отвода масла в маслосборную систему. В ЗРУ предусматривается естественная вентиляция помещений трансформаторов и реакторов, а также аварийна вытяжка коридоров обслуживания открытых камер с маслонаполненным оборудованием.

Сборное распределительное устройство (СБРУ) монтируется из укрупненных узлов (шкафов, панелей и т.п.), изготовленных и укомплектованных на заводах или в мастерских. В СБРУ здание сооружается в виде коробки, без каких-либо перегородок, зального типа. Основу камер составляет стальной каркас, а перегородки между камерами выполняют из асбоцементных или гипсолитовых плит.

Рис. 2.2. ЗРУ 110 кВ зального типа (разрез по ячейке воздушного выключателя) 1- выключатель ВНВ-110 кВ, 2 – первая система шин, 3 – шинные разъединители, 4 –вторая система шин, 5 – обходная система шин, 6 – обходной разъединитель, 7 – конденсатор связи, 8 – линейный разъединитель.

Комплектное распределительное устройство (КРУ) - это распределительное устройство полностью изготовленное на заводах, состоящее из закрытых шкафов со встроенными в них аппаратами, измерительными и защитными приборами и вспомогательными устройствами; на месте все элементу КРУ лишь монтируются. Эти распределительные устройства в наибольшей степени отвечают требованиям индустриализации энергетического строительства, поэтому в настоящее время они становятся наиболее распространенной формой исполнения распределительных устройств. Применение КРУ позволяет ускорить монтаж распределительного устройства. КРУ безопасно в обслуживании, так как все части, находящиеся под напряжением, закрыты металлическим кожухом. В качестве изоляции между токоведущими частями в КРУ могут быть использованы воздух, масло, пирален, твердая изоляция, инертные газы. КРУ с масляной и газовой изоляцией могут изготовляться на высокие напряжения 220 – 500 кВ. Наша промышленность выпускает КРУ 3 – 35 кВ с воздушной изоляцией и 110 – 220 кВ с изоляцией из элегаза (в мировой практике до 800 кВ). Комплектные распределительные устройства наружной установки (КРУН) предназначены для открытой установки вне

помещения. КРУН состоят из металлических шкафов со встроенными в них аппаратами, приборами, устройствами защиты и управления. КРУН рассчитаны для работы при температурах окружающего воздуха от -40 до +35 °С и влажностью воздуха не более 80%. КРУН могут иметь стационарную установку выключателя в шкафу или выкатную тележку с выключателем подобно КРУ внутренней установки.

Шкафы КРЗ-10 (рис. 2.3) для наружной установки 6 – 10 кВ предназначены для сетей сельского хозяйства, промышленности и электрификации железнодорожного транспорта. Шкафы КРЗ-10 рассчитаны на температуру окружающей среды от +50 до -45°С.

Вместе с тем в настоящее время широко сооружают также распределительные устройства смешанного типа, выполняемые частично как сборные и частично как комплектные.

Рис. 2. 4. Типовая компоновка ОРУ 110 – 220 кВ для схемы с двумя рабочими и обходной системами шин

1 – обходная СШ, 2 – разъединитель ОСШ, 3 – конденсатор связи, 4 – заградитель, 5 – линейный разъединитель, 6 – трансформатор тока, 7 – воздушный выключатель, 8 – вторая СШ, 9 – шинные разъединители килевого исполнения, 10 – шинные разъединители, 11 – первая СШ.

Открытое распределительное устройство (ОРУ) – это распределительное устройство, расположенное на открытом воздухе. Как правило, РУ в электроустановках напряжением 35 и выше сооружают открытыми. 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.

Все аппараты в ОРУ выполняются на невысоких основаниях (металлических или железобетонных). По территории ОРУ выполняются проезды для возможности механизации монтажа и ремонта оборудования. Шины могут быть гибкими из многопроволочных проводов или из жестких труб. Гибкие шины крепятся с помощью подвесных изоляторов на порталах, а жесткие – с помощью опорных изоляторов на железобетонных или металлических стойках.

Применение жесткой ошиновки позволяет отказаться от порталов и уменьшить площадь ОРУ.

Под силовым трансформаторами, масляными реакторами и баковыми выключателями 110 кВ и выше предусматривается маслоприемник, укладывается слой гравия толщиной не менее 25 см, и масло стекает в аварийных случаях в подземные маслосборники. Кабели оперативных цепей, цепей управления, релейной защиты, автоматики и воздухопроводы прокладываются в лотках из железобетонных конструкций без заглубления их в почву или в металлических лотках, подвешанных к конструкциям ОРУ.

ОРУ должно быть ограждено.

Преимущества ОРУ по сравнению с ЗРУ

1) меньший объем строительных работ; так кА необходимы лишь подготовка площадки, устройство дорог, сооружение фундаментов и установка опор;

2) существенная экономия строительных материалов (стали, бетона);

3) меньшие капитальные затраты;

4) меньшие сроки сооружения;

5) хорошая обозреваемость;

6) удобство расширения и легкость замены оборудования другим с меньшими или с большими габаритами, а также возможность быстро демонтажа старого и монтажа нового оборудования.

7) меньшая опасность распространения повреждений вследствие больших расстояний между аппаратами смежных цепей;

Недостатки ОРУ по сравнению с ЗРУ

1) менее удобное обслуживание, так как переключение разъединителей и наблюдение за аппаратами производятся на воздухе при любой погоде (низкие температуры, ненастье);

2) большая площадь сооружения;

3) подверженность аппаратов резкому изменению температуры окружающего воздуха, незащищенность их от загрязнения, запыления и т.д., что усложняет их эксплуатацию и принуждает применять аппараты специальной конструкции (для наружной установки), более дорогие.

Стоимость ЗРУ обычно на 10 – 25% выше стоимости соответствующих ОРУ.

В настоящее время в большинстве случаев применяют ОРУ так называемого низкого типа, при котором все аппараты располагаются в одной горизонтальной плоскости и устанавливаются на специальных основаниях сравнительно небольшой высоты; сборные шины укрепляются на опорах также сравнительно небольшой высоты.

В ОРУ (ТП) предусматривают проезд вдоль выключателей для передвижных монтажно-ремонтных механизмов и приспособлений, а также передвижных лабораторий; габарит проезда должен быть не менее 4 м по ширине и высоте (рис. 1).
Гибкие шины монтируют из многопроволочных проводов. Соединения гибких шин выполняют в петлях у опор сваркой, а ответвления в пролете - способом, не требующим разрезания шин.
Шины ОРУ подвешивают на одинарных гирляндах изоляторов. Сдвоенные гирлянды применяют лишь в случаях, когда одинарная гирлянда не удовлетворяет условиям механической прочности. Применение разделительных (врезных) гирлянд не допускается закрепления гибких шин и тросов в натяжных и подвесных зажимах в отношении прочности должны соответствовать требованиям, приведенным в ПУЭ. При определении нагрузок на гибкие шины учитывают вес гирлянд изоляторов и спусков к аппаратам и трансформаторам, а при расчете нагрузок на конструкции дополнительно вес человека с инструментом и монтажными приспособлениями.
Коэффициент запаса механической прочности для подвесных изоляторов при нагрузках должен быть не менее 3 по отношению к испытательной нагрузке. Расчетные механические усилия, передающиеся при коротком замыкании жесткими шинами на опорные изоляторы, принимают в соответствии с требованиями ПУЭ.
Коэффициент запаса механической прочности в сцепной арматуре для гибких шин при нагрузках должен быть не менее 3 по отношению к разрушающей нагрузке.
Для крепления и изоляции проводов и грозозащитных тросов в открытых распределительных устройствах (ОРУ) применяют подвесные изоляторы, которые состоят из изолирующего тела (стеклянного ПС или фарфорового ПФ), шапки из ковкого чугуна, стального стержня. С помощью цементной связки шапка и стержень армированы в изолирующем теле. Изоляторы ПС и ПФ предназначены для работы в районах с незагрязненной атмосферой, а ПСГ и ПФГ - в районах с загрязненной атмосферой.

Рис. 1. План и разрезы типовой ГПП 110/6-10 кВ с двумя трансформаторами мощностью 40 MB А:
а - план; б- разрез; 7 - ОРУ 110 кВ; 2 - ЗРУ 6-10 кВ; 3 - трансформатор; 4- BЛ 110 кВ; 5 - ремонтная площадка; 6 - молниеотвод; 7- защитный трос; 8- разъединитель; 9- отделитель; 10- короткозамыкатель; 11 - разрядник; 12 - железнодорожный путь; 13 - выводы от расщепленных обмоток трансформатора

Рис. 2. Выключатель МКП-35 в разрезе по полюсу:

1- приводной механизм; 2, 5 - вводы; 3 - крышка; 4 - трансформатор тока; 6 - труба; 7- штанга; 8 - дугогасительное устройство; 9- подвижные контакты

Силовые масляные выключатели предназначены для включения, отключения и переключения рабочих токов при нормальном и токов КЗ при аварийных режимах, которые могут возникнуть в линиях ОРУ. В зависимости от дугогасительной среды выключатели разделяют на жидкостные и газовые. Наиболее распространенными жидкостными выключателями являются масляные, которые в зависимости от объема классифицируют на много- и малообъемные. Для наружных РУ подстанций напряжением 35 кВ широко применяют многообъемные масляные выключатели серий С, МКП, У и др.
Выключатели МКП относят к масляным быстродействующим трехфазным аппаратам с отдельным баком на каждую фазу. Все полюсы выключателей связаны между собой и управляются приводом. Выключатели имеют два разрыва на полюс и применяются на токи 0,63 и 1 кА для напряжений 35-110 кВ и наружной установки. В выключателях на 35 кВ три бака (фазы) смонтированы на общем каркасе, а на 110 кВ каждый бак устанавливается отдельно на фундаменте. Все выключатели имеют встроенные трансформаторы тока.
Конструкция выключателя МКП-35 на напряжение 35 кВ показана на рис. 2. На крышке 3 смонтированы два ввода 5, наружная часть которых защищена фарфоровыми изоляторами 2 Под крышкой
установлены трансформаторы тока 4 и приводной механизм /, собранный в сварном корпусе. В нижней части корпуса укреплена бакелитовая направляющая труба 6 с внутренним масляным буфером. Через буфер и направляющую трубу проходит изолирующая штанга 7, внизу которой укреплены подвижные контакты 9. На нижнем конце токопроводящего стержня укреплены неподвижный контакт и дугогасительное устройство 8, выполненное по принципу поперечно-щелевой камеры масляного дутья.
Воздушные выключатели ВВУ-35А являются также коммутационными аппаратами, устанавливаемыми на ОРУ высокого напряжения для разрыва электрических цепей под нагрузкой и отключения токов КЗ.
Дугогасительная камера такого выключателя имеет два главных разрыва. Каждый разрыв шунтирован своим активным сопротивлением с вспомогательными контактами. Равномерное распределение напряжения между двумя разрывами обеспечивается шунтирующими конденсаторами, помещенными в фарфоровую покрышку. Вводы в дугогасительную камеру выполнены из эпоксидного компаунда и защищены от увлажнения фарфоровыми покрышками. Дугогасительные камеры выключателей на напряжение 35 кВ устанавливают на опорной колонне из полых фарфоровых изоляторов.
Внутри опорной изоляции камеры проходят два воздухопровода из стеклопластика: один - для подачи сжатого воздуха в дугогасительные камеры, другой - для импульсной подачи воздуха при отключении и его сброса при включении.
Основанием полюса или его элемента служит рама с цоколем, который соединен медными трубами с распределительным шкафом выключателя. Шкаф подсоединен к воздухопроводу компрессорной установки подстанции.
Для ручного включения и отключения обесточенных участков электрических цепей, находящихся под напряжением, а также заземления отключенных участков, если они снабжены стационарными заземляющими устройствами, применяют разъединители.
Разъединители серии РНД (3) горизонтально-поворотного типа изготовляют в виде отдельных полюсов. Стальная рама, на концах которой закреплены два подшипниковых узла, служит основанием каждого полюса.
В подшипниках вращаются валы с опорными изоляционными колоннами, на верхних фланцах которых закреплены ножи контактной системы и контактные выводы. Последние соединены с главными ножами гибкими проводниками из ленточной меди. Разъемный контакт главных ножей контактной системы состоит из ламелей, связанных между собой попарно стяжной шпилькой или болтом с пружиной, обеспечивающей необходимое контактное давление.
Полюс разъединителя, к которому присоединяется привод, называется ведущим, остальные полюсы, присоединяемые тягами к ведущему,- ведомыми. При оперировании разъединителем контактные ножи поворачиваются на угол 90°.
Заземляющий нож представляет собой стальную трубку, один конец которой снабжен ламельным контактом, другой приварен к его валу. Неподвижный контакт заземляющего ножа укреплен на контактном ноже разъединителя. Заземляющие ножи включаются и отключаются ручным, а главные контактные ножи - ручным, электродвигательным или пневматическим приводом.
Для автоматического отключения обесточенного поврежденного участка линии или трансформатора используют отделители. Однополюсные отделители на напряжение 35 кВ соединяют в один трехполюсный аппарат. Привод отделителя обеспечивает автоматическое отключение и ручное включение аппарата.
Короткозамыкатели КРН-35 предназначены для создания искусственного КЗ, вызывающего отключение защитной питающей линии выключателя.
Короткозамыкатель состоит из основания, изоляционной колонки, на которой закреплен неподвижный контакт, и заземляющего ножа, соединяется с приводом тягой. Основание короткозамыкателя представляет собой сварную конструкцию, предназначенную для установки изоляционной колонки с неподвижным контактом. Для совместной работы короткозамыкателя с отделителем в цепь заземления встраивают трансформатор тока ТШЛ-0,5, вторичные обмотки которого соединяются с реле привода отделителя. Основание короткозамыкателя изолируют от земли изоляторами. Тяга привода имеет изолирующую вставку. После включения короткозамыкателя ток проходит по цепи: подводящая шина - неподвижный контакт - нож заземления - гибкая связь - шина, расположенная на изолирующей планке основания,- шина заземления, пропущенная через окно трансформатора тока,- земля.
Трансформаторы тока ТФЭМ-35 изготовляют одноступенчатыми. Они состоят из первичной и вторичной обмоток, помещенных в фарфоровую покрышку, заполненную трансформаторным маслом. Обмотки выполняют в виде двух звеньев, вставленных одно в другое. Первичную обмотку изготовляют из двух или четырех секций, которые соединяют последовательно, параллельно и смешанно в зависимости от коэффициента трансформации. Переключение секций осуществляется перемычками на выводах первичной обмотки.
Трансформаторы напряжения представляют собой обычные понижающие трансформаторы малой мощности. Их изготовляют одно- и трехфазными. Вторичное (низшее) напряжение, на которое включают измерительные приборы и приборы защиты, всех трансформаторов напряжения равно 100 В. Такие трансформаторы служат для питания катушек напряжения измерительных приборов.
Силовые трансформаторы предназначены для повышения или понижения напряжения переменного тока (рис. 3).
В настоящее время применяют различные силовые трансформаторы, которые характеризуются номинальной мощностью, классом напряжения, условиями и режимами работы, конструктивным исполнением. В зависимости от номинальной мощности и класса напряжения их подразделяют на несколько групп (габаритов).
По условиям работы, характеру нагрузки или режиму работы различают силовые трансформаторы общего назначения, регулировочные и специальные (шахтные, тяговые, преобразовательные, пусковые, электропечные).


Рис. 3. Трехфазный трехобмоточный трансформатор мощностью 16 MB * А 110/38, 5/11 кВ:
1 - вводы высокого напряжения (в.н.); 2 - вводы среднего напряжения (с.н.); 3- изоляционный цилиндр; 4 - вводы низкого напряжения (н.н.); 5 - привод переключателя; 6- выхлопная труба; 7- расширитель; 8- магнитопровод; 9 - переключатель ответвлений обмотки (в.н.); 10- обмотка (в.н.); 11 - экранирующие витки обмотки (в.н.); 12 - термосифонный фильтр; 13 - тележка; 14 - бак трансформатора; 15- трубчатый радиатор; 16 - электрические вентиляторы

Условное обозначение различных трансформаторов состоит из букв, характеризующих количество фаз и обмоток, вид охлаждения и переключения ответвлений, и цифр, характеризующих номинальную мощность и класс напряжения, год выпуска трансформатора данной конструкции (две последние цифры), климатическое исполнение и категорию размещения.
Буквой Т обозначают трехобмоточные трансформаторы (двух- обмоточные обозначения не имеют), буквой Н - трансформаторы с устройством РПН. Применяют и другие буквы: А (для автотрансформаторов перед обозначением числа фаз), Р (для трансформаторов с расщепленной обмоткой НН после обозначения числа фаз), 3 (для герметичных масляных трансформаторов или с негорючим жидким диэлектриком с защитной азотной подушкой после обозначения вида охлаждения), С (для трансформаторов собственных нужд в конце буквенного обозначения).
Номинальную мощность и класс напряжения указывают через тире после буквенного обозначения в виде дроби (числитель - номинальная мощность в киловольт-амперах, знаменатель - класс напряжения трансформатора в киловольтах).
Исполнения трансформаторов, предназначенных для работы в определенных климатических районах, обозначают буквами У, XЛ, Т (с умеренным, холодным, тропическим климатом).
В настоящее время электротехническая промышленность изготовляет масляные трансформаторы I и II габаритов (мощность до 630 кВ * А, класс напряжения до 35 кВ) типов ТМГ и ТМВГ новой серии. Отличительной особенностью этих трансформаторов является разъемная герметизированная конструкция бака, позволяющая исключать контакт внутреннего объема трансформатора с окружающей средой.
Эти трансформаторы полностью, до крышки, заполнены трансформаторным маслом, и температурные колебания его объема компенсируются за счет изменения объема бака с гофрированными стенками. Трансформаторы заполняют дегазированным маслом под глубоким вакуумом.
В зависимости от типа трансформатора бак изготовляют овальной или прямоугольной формы. Он состоит из верхней уголковой рамы, гофрированной стенки из тонкой листовой стали нижней обечайки с приваренным дном. Из конструкции бака исключены маслорасширитель, термосифонный и воздушный фильтры и радиаторы охлаждения. Герметичное исполнение и применение гофрированных стенок бака позволяют существенно снижать массу и габариты. Срок службы трансформаторов составляет 25 лет при сокращенном объеме текущего ремонта и без проведения капитальных ремонтов. Однако трансформаторы типов ТМГ и ТМВГ требуют более высокого уровня монтажа и эксплуатации. Гофрированные стенки бака выполнены из тонколистовой стали и чувствительны к механическим воздействиям. Поэтому монтажный и эксплуатационный персонал должен соблюдать повышенную осторожность при транспортировке, монтаже и текущих ремонтах герметизированных трансформаторов. При транспортировке трансформаторов раскрепление их с применением пластин не допускается.
В настоящее время внедряют новую серию трансформаторов 35 кВ мощностью 1000-6300 кВ * А. Масса трансформаторов новой серии и потери холостого хода снижены в среднем на 20 %.