1 лр (1). Лабораторная работа Распределительные устройства Распределительные устройства
 Скачать 0.52 Mb.
|
 Лабораторная работа Распределительные устройства Распределительные устройства - сооружения, предназначенные для приема и распределения электрической энергии. Распределительные устройства электрических станций и подстанций выполняются внутренней и наружной установки, соответственно называются закрытыми с расположением всего или основного оборудования в закрытых помещениях, открытые с расположением всего оборудования на открытом воздухе. Все РУ должны удовлетворять следующим техническим требованиям: - Надежность работы; - Удобство работы; - Безопасность обслуживания; - Возможность расширения. Обслуживание РУ должно быть удобным и безопасным, а его конструкция должна обеспечивать хорошую обозреваемость, удобное производство ремонтных работ, полную безопасность при ремонтах и осмотрах. Классификация РУ 1. По месту расположения: - Открытые распределительные устройства (ОРУ) — это такие распределительные устройства, которые располагаются на открытом воздухе. - Закрытые распределительные устройства (ЗРУ) — распределительные устройства, оборудование которых располагается в закрытых помещениях. 2. По напряжению: ОРУ применяются на напряжение: - от 35 до 1150кВ; - от 3 до 6 кВ для питания сельско- хозяйственных потребителей. ЗРУ применяются на напряжение: - от 3 до 20 кВ; - от 35 до 220 кВ – при наличии агрессивной среды. По числу сборных шин: - с одной системой сборных шин; - с двумя системами сборных шин; По структуре схемы: - РУ радиального типа; - РУ кольцевого типа. Сравнительная характеристика ОРУ — этот тип РУ, располагающиеся на открытом воздухе. Открытые распределительные устройства применяются на напряжения от 35 до 1150 кВ; для питания сельскохозяйственных потребителей могут выполняться ОРУ и на напряжения 3-6 кВ. Достоинства ОРУ: -меньший объем строительных работ; -существенная экономия строительных материалов; -меньшие капитальные затраты -меньшая опасность распространения повреждений из-за большего расстояния между аппаратами; -меньшие сроки сооружения; -хорошая обозреваемость; -удобное расширение и легкость замены аппаратов. Недостатки ОРУ: -менее удобное обслуживание и ремонт; -большая площадь сооружения; -аппараты подвержены влиянию окружающей среды. ЗРУ — распределительные устройства, оборудование которых располагается в закрытых помещениях. Закрытые распределительные устройства сооружаются обычно при напряжении 3-20 кВ, могут применяться ЗРУ и на напряжения 35-220 кВ – при наличии агрессивной среды. Достоинства ЗРУ: - ЗРУ имеет высокую степень заводской готовности, что позволяет быстро смонтировать объект и ввести его в эксплуатацию; - возможность быстрой замены выключателя резервным; -удобство и безопасность монтажа и технического обслуживания; -возможность осмотра без снятия напряжения. Недостатки ЗРУ: - ЗРУ менее удобны в плане расширения и модернизации - Невозможно визуальное наблюдение всех аппаратов ЗРУ. Стесненные условия, трудность проведения ремонтов. - Трудность локализации аварии (пожаров, взрывов) при крупных авариях в ЗРУ (сгорит всё ЗРУ) - Возможность использования только на напряжения до 220 кВ. - Требуют дополнительных затрат на строительство помещений. - Высокая стоимость. В современных электрических системах широкое применение имеют комплектные крупноблочные электротехнические устройства: комплектные распределительные устройства, комплектные трансформаторные подстанции, комплектные панели щитов и т.д., все элементы которых изготавливаются и испытываются на заводе, а затем поставляются на место установки (сборки). При применении комплектных устройств повышается качество электроустановки, надёжность её работы, удобство и безопасность обслуживания, обеспечивается быстрое расширение и мобильность при реконструкции. Особенности конструкции КРУ Комплектное распределительное устройство (КРУ) – это распределительное устройство, состоящее из закрытых шкафов со встроенными в них аппаратами, измерительными и защитными приборами и вспомогательными устройствами. Все комплектные распределительные устройства имеют одинарную систему шин. Могут подразделяться на: КРУ – комплектные распределительные устройства внутренней установки; КРУН - комплектные распределительные устройства для наружной установки. Конструкции КРУН должны обеспечивать защиту от попадания внутрь атмосферных осадков и пыли. В шкафах КРУН предусматривается местный подогрев, который обеспечивает нормальную работу приводов выключателей, реле, счетчиков и измерительных приборов в зимнее время. Комплектные распределительные устройства на напряжение 6 -10 кВ для внутренней установки имеют два конструктивных исполнения в зависимости от способа установки аппаратов ВН: в выкатном исполнении (КРУ) и в стационарном исполнении (КСО) – камера стационарная одностороннего обслуживания. Достоинствами выкатных КРУ является: возможность быстрой замены выключателя резервным, компактность устройств путём применения специальных скользящих втычных контактов, вместо громоздких разъединителей. Конструкция КСО обеспечивает безопасный осмотр и доступ к оборудованию без снятия напряжения со сборных шин. Стационарные камеры более просты и дешевы по сравнению с выкатными. Малогабаритные КРУ серии К-66 Предназначены для работы внутри помещения (климатическое исполнение УЗ и ТЗ по ГОСТ 15150—69). Сейсмостойкость камер — 9 баллов по шкале MSK-64. Могут использоваться для замены камер КСО серий 200 и 300, т. к. КСО 200-й и 300-й серий не полностью отвечают современным требованиям из-за больших габаритов и веса, из-за того, что силовые выключатели, установленные стационарно, неудобны в обслуживании. Кроме того, в этих камерах применяется только одноступенчатая дуговая защита от коротких замыканий и один тип блокировки (последнее может привести к ошибочным переключениям), а конструктивное исполнение ошиновки допускает возможность стекания статического электричества. Учитывая перечисленные параметры, стоимость таких КСО довольно высока. Таким образом, давно назрела необходимость создания изделия, которое могло бы устранить имеющиеся недостатки КСО и в то же время имело бы все преимущества КРУ с возможностью стыковки с изделиями различных серий. Любой специалист понимает сложность поставленной задачи, тем более что новое изделие должно быть сравнимо по стоимости с ячейками КСО. По отзывам специалистов РАО «ЕЭС России», ведущих проектных организаций и заказчиков, Самарский «Электрощит» справился с этой задачей успешно. Впервые в России появились устройства, которые полностью заменяют КСО 200-й серии, – это КРУ серии К-66. Выкатное исполнение предусматривается только для камер с выключателями, остальные камеры выполняются стационарного исполнения. При необходимости камеры К-66 могут применяться в составе камер КСО-ЗСЭЩ с выключателями нагрузки. Стыковка камер К-66 и КСО-ЗСЭЩ производится с помощью переходного шкафа шириной 400 мм, входящего в состав камер К-66. Типы основного высоковольтного оборудования: • выключатели ВБУП-10 или ВБУЭ-10 с пружинным или электромагнитным приводом (выключатель установлен на выкатном элементе); • выключатели нагрузки ВНА-10; • разъединители РВ-10У2 и РВЗ- 10У2; • трансформаторы тока типа ТОЛ-10У2; • трансформаторы напряжения типа ЗНОЛП-10УХЛ2; • трансформаторы собственных нужд типа ТСКС-40/145-10УЗ; • предохранители для трансформаторов напряжения ПКН-001-10УЗ; • предохранители типов ПКТ101-6(10)УЗ; ПКТ102-6(10)УЗ.  Рисунок 1 - Ячейка КРУ серии К-66 Конструкция К-66 Основной конструктивной особенностью камер К-66 является нетрадиционное расположение фаз по глубине камеры (как в КРУ/TEL), что позволило значительно сократить ширину камер. Отличительные особенности камер К-66 по сравнению с камерами традиционной конструкции: • выводы вертикально расположенных полюсов выключателя являются подвижными контактами разъединителей, которые также расположены вертикально (аналогичное решение использовано в камерах КРУ/TEL); • уменьшено количество шин до одной на фазу длиной 200 мм; • отсек релейной защиты и автоматики представляет собой корпус с выдвижным приборным контейнером, на дне которого установлена вертикальная панель с релейной аппаратурой. КРУ серии К-66 поставляются отдельными камерами или транспортными блоками до трех камер в блоке со смонтированными'в пределах блока соединениями главных и вспомогательных цепей. Камера имеет четыре изолированных отсека: • высоковольтного выключателя; • трансформаторов тока и кабельной разделки; • сборных шин; • релейной защиты. Присоединения (вводы, выводы) выполняются кабельными. Конструкция камеры позволяет подключать не более двух высоковольтных трехжильных кабелей сечением 240 мм2 или трех одножильных кабелей сечением до 630 мм2. Возможен ввод шинопроводом через боковую стенку крайних камер КРУ или через заднюю стенку камеры. Выкатной элемент с выключателем может перемещаться как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости. Перемещение выкатного элемента в вертикальной плоскости обеспечивает разрыв главной цепи камеры (рабочее и контрольное положение выкатного элемента). При перемещении в горизонтальной плоскости выкатной элемент может быть перемещен в ремонтное положение. Камеры КРУ оборудованы защитными автоматически закрывающимися шторками при перемещении выкатного элемента из рабочего положения в контрольное. Схемы вспомогательных цепей могут быть выполнены на переменном и выпрямленном оперативном токе на основе микропроцессорных, электронных и электромеханических устройств. Аппаратура вспомогательных цепей размещается в релейных отсеках камер и в камерах НКУ. В КРУ серии К-66 применена быстродействующая дуговая защита, выполненная на светочувствительных элементах, установленных в высоковольтных отсеках, в сочетании с клапанами разгрузки избыточного давления. Общий вид камер К-66 показан на рис., вариант распределительного устройства с камерами К-66 и КСО-ЗСЭЩ (стыковка камер осуществляется через переходной шкаф) представлен на рис. 2.  а - К-66 со снятой правой стенкой; б - доступ в отсек для разделки кабеля; в - внешний вид камер К-66; 1 - релейный шкаф; 2 - выдвижная панель; 3 - шкаф сигнализации; 4- отсек сборных шин; 5- отсек заземлителя и трансформаторов тока; 6 - отсек ввода кабелей; 7- съемная панель отсека ввода кабелей; 8 - выкатной элемент с вакуумным выключателем Рисунок 2 - КРУ серии К-66. Выводы В процессе изучения лабораторной работы выяснили, что выбор той или иной конструкции РУ производится на основании технико-экономических расчётов и с учётом технического задания. Обслуживание РУ должно быть удобным и безопасным. Распределительные устройства внутренней и наружной остановки имеют ряд достоинств и недостатков относительно друг друга. Достоинствами ОРУ является меньший объем строительных работ, существенная экономия строительных материалов, а следовательно и меньшие капитальные затраты, большие расстояния между аппаратами, что способствует повышению безопасности работы обслуживающего персонала; меньшие сроки сооружения, хорошая обозреваемость, высокая ремонтопригодность, удобное расширение, меньшая опасность распространения повреждений. Однако ОРУ обладает некоторыми недостатками: неудобное обслуживание, так как приходится работать в любых погодных условиях, большая площадь сооружения, аппараты и токоведущие части не защищены от загрязнения и подвержены резким перепадам температуры окружающей среды. Достоинствами ЗРУ является малая занимаемая площадь, защита от воздействия внешней среды, высокая безопасность. При применении комплектных устройств повышается качество электроустановки надёжность её работы, удобство и безопасность обслуживания, обеспечивается быстрое расширение и мобильность при реконструкции. Применение КРУ является прогрессивным методом. На высокие напряжения применяют КРУЭ, т.е. КРУ с элегазовой изоляцией. Элементы с такой изоляцией имеют меньшие габаритные размеры, меньший вес по сравнению с масляной или фарфоровой изоляцией, каждый элемент заключют в металлический герметичный заземленный кожух, заполненный под избыточным давлением. К достоинствами КРУЭ относятся: уменьшение площади КРУ, увеличение межремонтного периода, автоматизация обслуживания, пожаро- и взрывобезопасность, биологическая безопасность. А к недостаткам относят - высокую стоимость и ограниченность рабочих температур (до -50 ºС). Выяснили, что надежность ячеек К-66 обеспечивается следующим: 1. более точным изготовлением деталей КРУ и выключателей, в процессе производства которых для переработки листовой стали используется высокоточное швейцарское оборудование; 2. организацией действенного контроля качества в соответствии с международным стандартом ISO 9001. Удобство монтажа, эксплуатации и технического обслуживания достигается за счет: 1. простоты требуемого фундамента; 2. высокой степени заводской готовности ячеек; 3. возможности поставки распредустройств блоками до трех шкафов со смонтированными в пределах блока соединениями главных и вспомогательных цепей; 4. свободного доступа с фасада к отсеку кабельной сборки; 5. четкой информации на передней панели ячеек о последовательности действий оперативного персонала и состоянии оборудования. Безопасность обслуживающего персонала гарантируется: 1. применением двухступенчатой дуговой защиты от дуговых замыканий внутри ячейки (защита срабатывает под воздействием светового излучения и избыточного давления); 2. использованием многоуровневой системы механических и электрических блокировок, не допускающих ошибочных переключений; 3. наличием надежных защитных шторок, автоматически закрывающихся при перемещении выкатного элемента из контрольного положения в ремонтное; 4. оригинальным узлом заземления с пружинной доводкой, рассчитанным на номинальный ток короткого замыкания ячейки. Таблица 1 – Сравнительная характеристика распределительных устройств
Сравнив распределительные устройства, более предпочтительной является К-66, поскольку она имеет меньшие габаритные размеры, меньший вес, а также рассчитан на большие величины номинальных токов. К-66 – это малогабаритная КРУ, которая пришла на смену КСО 200 и 300 серии, поскольку они не отвечали требованиям в габаритах и весе, а также были неудобны в обслуживании, так как выключатели в них стационарного типа, допускали стекание статического тока по поверхности. КРУ серии К-66 в плане надежности во много раз превосходит КСО 200-й серии. Учитывая это и все вышесказанное, можно сделать вывод, что К-66 является более дорогостоящей КРУ, нежели КСО 200-й серии. Если проектировщик располагает значительным капиталом и ему важнее надежность и качество, нежели цена, то необходимо приобретать К-66, сэкономив в свою очередь на занимаемом пространстве. Если же капитал не столь велик и располагают большей занимаемой площадью, то следует приобретать КСО 200-й серии. С точки зрения более продолжительного срока службы предпочтительнее выбрать КСО 200-й серии, т.к. срок их службы составляет не менее 30 лет, а в К-66 – не менее 25 лет. Если же сравнить условия эксплуатации этих двух РУ, то можно заметить, что они одинаковы. По сейсмостойкости следует выбирать К-66, т.к. она набирает 9 баллов, в отличие от КСО-298, у которой всего лишь 5 баллов. |