Закрытые распределительные устройства. (ЗРУ). Распределительные устройства - конструкция и разработка

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;
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.

Конструкция закрытых распределительных устройств (ЗРУ)

1. Строительная часть ЗРУ выполняется из стандартных железобетонных элементов. Габариты зданий ЗРУ должны быть кратны: длина - 6 м, ширина - 3 м, высота - 0,6 м.
2. Электрические аппараты и токоведущие части размещаются так, чтобы выдерживались установленные наименьшие изоляционные расстояния в воздухе между проводниками разных фаз, а также от проводников до заземлённых конструкций и частей здания. Не огражденные токоведущие части должны быть недоступны для случайного прикосновения.

Практически рекомендуемые расстояния между осями фаз составляют:
для 6 кВ - 250-500 мм; для 10 кВ - 300-700 мм; для 35 кВ - 500-700 мм; для 110 кВ - 1250-1600 мм; для 220 кВ - 3000 мм.
Неизолированные токоведущие части, расположенные над полом на высоте меньше 2,5 м в установках 6-10 кВ и 2,7 м в установках 35 кВ, должны ограждаться сетками, причём высота прохода под сеткой должна быть не менее 1,9 м.

1. Длина ЗРУ определяется его схемой, принятой конфигурацией сборных шин, количеством и размером ячеек.

Для обслуживания сборных ЗРУ и перемещения оборудования предусматриваются коридоры обслуживания и коридоры управления. Ширина коридоров обслуживания в свету между ограждениями принимается не менее 1 м при одностороннем расположении оборудования и 1,2 м при двухстороннем. В коридорах управления указанные размеры должны быть увеличены соответственно до 1,5 и 2 м. Количество выходов из ЗРУ принимается исходя из его длины: при длине РУ до 7 м допускается один выход, расположенный таким образом, чтобы расстояние от любой точки коридора до выхода было не более 30 м.
Отечественные заводы изготавливают КРУ с односторонним и двухсторонним обслуживанием. При двухстороннем обслуживании КРУ ширина прохода с задней стороны КРУ должна быть не менее 0,8 м. Расположение шкафов КРУ в здании РУ может быть однорядным и двухрядным. При однорядном расположении КРУ ширина коридора управления должна быть больше длины выкатной тележки не менее чем на 0,6 м, но не менее 1,5 м, а при двухрядном расположении больше длины тележки на 0,8 м, но не менее 2 м.

1. Токоограничивающие реакторы располагаются в отдельных камерах ЗРУ. Размещение реакторов в цепях трансформаторов может быть выполнено в пристройках к зданию РУ с горизонтальным расположением фаз в один ряд или по треугольнику. Линейные и групповые реакторы размещаются в ячейках вертикально в виде колонн из трёх фаз. Наличие линейных реакторов, как правило, приводит к необходимости сооружения ЗРУ смешанного типа.
2. Силовые и контрольные кабели на понижающих подстанциях небольшой и средней мощности могут выводиться из РУ либо через трубы, либо до выхода их наружу могут быть проложены в кабельных каналах, закрытых съёмными плитами. При большом количестве кабелей устраиваются специальные кабельные сооружения: тоннели, кабельные подвалы. Кабели прокладываются вдоль стен на конструкциях, выполненных в виде полок. Высота тоннеля в свету должна быть не менее 1,8 м. Наименьшее расстояние в свету между конструкциями для прокладки кабелей при двухрядном их расположении - 1 м, от конструкций до стены при однорядном расположении конструкций - 0,9 м.
3. Подводка от трансформатора до ЗРУ выполняется шинами: посредством гибких связей или в виде шинного моста. Вводы в здание РУ осуществляются через проходные изоляторы. Для трансформаторов небольшой мощности может быть выполнен кабельный ввод.

Вводы в шкафы КРУ выполняются по-разному: сверху, сбоку или сзади. Схемы вводов также могут быть весьма разнообразными: глухое присоединение к сборным шинам КРУ, через разъединитель или штепсельные разъединяющие контакты и выключатель. В связи с этим выбор вводов следует производить обязательно по каталогам.

Разработка компоновки и конструкции ЗРУ

1. Разработка конструкции исследует за выбором типа РУ и сводится, главным образом, к компоновке электрооборудования в распределительных устройствах и в ячейках.

Компоновка электрооборудования в РУ складывается из размещения секций сборных шин в здании РУ, распределения ячеек всех присоединений в пределах каждой секции и в размещении электрооборудования в пределах каждой ячейки (для сборных РУ). При этом не должно быть никаких отступлений от разработанной ранее электрической схемы.
Работа по компоновке электрооборудования в РУ оформляется в виде эскизов - разрезов по ячейкам, поэтажных планов и схем заполнения, выполненных карандашом от руки на миллиметровой бумаге.
Приступая к компоновке, нужно сначала определить общее количество вcex присоединений и их шинных разъединителей для каждой секции сборных шин, включая межсекционные и междушинные соединения, заземляющие разъединители на сборных шинах, трансформаторы напряжения и все другие присоединения, предусмотренные схемой электрических соединений. Для каждой секции выявляется потребное количество ячеек или камер для размещения шинных разъединителей, выключателей, реакторов (с учетом способа их установки), измерительных трансформаторов напряжения, разрядников и другого оборудования. Составляется схема заполнения ЗРУ.

1. Схема заполнения наглядно связывает схему электрических соединений с конструкцией РУ. Она выполняется карандашом на миллиметровой бумаге. Все аппараты и соединения между ними показываются в условных обозначениях, принятых для схем, в пределах контуров тех камер РУ, в которых они устанавливаются. Чертеж выполняется не в масштабе. На нем показывают в плане все камеры, а также коридоры и проходы. Стенки и перегородки, отделяющие камеры друг от друга и от проходов и коридоров, и перекрытия между этажами наносятся тонкими сплошными линиями. Все этажи условно объединяются в одном чертеже.

На рис. 2 показана схема заполнения ЗРУ, соответствующая упрощённой схеме электрических соединений подстанции, изображённой на рис. 1.



Рис. 1. Схема электрических соединений ЗРУ 6-10 кВ комплектных подстанций

Рис. 2. Схема заполнения ЗРУ 6-10 кВ

При определении конфигурации сборных шин и расположения секций следует учитывать удобство эксплуатации и требования надежности. В частности, как при однорядном, так и при двухрядном расположении камер РУ, секции вдоль здания располагаются одна за другой, что позволяет отделить секции одну от другой поперечными перегородками и избежать распространения аварии на другие секции.
Вместе с расположением секции следует наметить и расположение шинных перемычек между сборными шинами одной секции, находящимися по разные стороны коридора управления, а также межсекционные связи.
Следующей весьма важной частью компоновки является определение местоположения вводов в РУ трансформатора. Расположение камер для этих присоединений должно быть выбрано так, чтобы соединения шинами получились короткими и прямыми. Ячейки для отходящих линий желательно распределить по обе стороны от вводов, чтобы потоки мощности от них распределились в сборных шинах примерно поровну в обе стороны от вводов.
Камеры для трансформаторов напряжения, разрядников, трансформаторов с.н. размещают в последнюю очередь, занимая свободные камеры.
Заключительным этапом в разработке конструкции является план ЗРУ, выполненный в масштабе на листе № 2 графической части проекта.

Конструкция открытых распределительных устройств (ОРУ)

1. В проектах закладываются, как правило, типовые конструкции ОРУ с учётом возможности дальнейшего расширения ОРУ и использования на всех этапах строительства и эксплуатации современных средств механизации работ .
2. В ОРУ аппараты устанавливаются как можно ниже, чтобы облегчить обслуживание, но вместе с тем так, чтобы исключить возможность случайного прикосновения к токоведущим частям. Многообъёмные масляные выключатели 110-220 кВ могут быть установлены на фундаментах высотой 0,6-0,8 м. Малообъёмные масляные и воздушные выключатели, разъединители, измерительные трансформаторы тока и напряжения устанавливаются на стальных или железобетонных основаниях высотой 2-4,5 м. Для транспорта тяжёлого оборудования на площадке ОРУ предусматриваются бетонированные или рельсовые дороги.
3. 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.
Практически рекомендуемые расстояния между осями фаз приведены в табл. 1 в мм.
Таблица 1

Тип ошиновки ОРУ	Напряжение, кВ

1. 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.

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.
ОРУ должно иметь ограду высотой не менее 2,4 м.

1. Опорные конструкции ОРУ изготавливаются из профильной 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.
Минимальное расстояние от проводников первого яруса до земли для 35 кВ - 3100 мм, 110 кВ - 3600 мм, 220 кВ - 4500 мм.
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.
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.

Разработка компоновки и конструкции ОРУ

Для выбора конструкции ОРУ необходимо иметь следующие данные:
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.

Закрытое распределительное устройство (ЗРУ)

Закрытые распределительные устройства и подстанции.

Закрытые РУ наиболее часто сооружают до 10 кВ включительно. При затруднении с получением нужной для размещения ОРУ площадки, при расположении на предприятиях в стесненных условиях, в районах с загрязненным воздухом, разрушающе действующим на открытые токоведущие части и снижающим изоляционные свойства фарфора, а также в северных районах с очень низкой температурой и обильными снегопадами, строят ЗРУ 35 и 110 кВ. При этом ЗРУ 110 кВ сооружают с применением оборудования, предназначенного для ОРУ.
Закрытые РУ размещают в одно-, двух- или трехэтажных зданиях из унифицированных сборных железобетонных конструкций. Закрытые РУ 6 и 10 кВ и подстанции, размещают во встроенных, пристроенных или отдельно стоящих зданиях из кирпича или сборного железобетона, сооружаемых на фундаментах из железобетонных блоков.
Закрытые РУ 35 и 110 кВ размещают в отдельно стоящих зданиях из сборного железобетона. Размеры помещений зависят от типа применяемого электрооборудования, схемы главных цепей, схемы заполнения и допустимых размеров ширины коридоров и проходов в ЗРУ, камерах трансформаторов и помещениях щитов (табл. 4). При компоновке ЗРУ и подстанций учитывают действующие строительные стандарты и размеры типовых элементов из сборного железобетона: железобетонные плиты, балки, кровельные и междуэтажные перекрытия.

При проектировании помещений ЗРУ и подстанций учитывают требования ПУЭ, основные из которых приведены ниже. Помещения РУ отделяют от прочих помещений стенами или перегородками и перекрытиями. Распределительные устройства выше 1 и до 1 кВ, как правило, размещают отдельно. В зависимости от длины в помещении РУ устраивается один (при длине до 7 м) или два выхода (при длине свыше 7 и до 60 м), расположенные по его концам (допускается располагать выходы из РУ на расстоянии до 7 м от его торцов).
Двери из РУ открываются в направлении других помещений, наружу или в сторону РУ с низшим напряжением, и имеют самозапирающиеся замки, открываемые с внутренней стороны помещения без ключа. Устройство порогов в дверях не допускается.
Наибольшее распространение при монтаже современных ЗРУ и подстанций 6 и 10 кВ получили комплектные устройства. Комплектные распределительные устройства компонуются из сборных камер одностороннего обслуживания (КСО-272 и КСО-366) или шкафов КРУ-2-6, КРУ-2-10, КР-Ю/500, K-XII, K-XV. Они поставляются по заказным схемам с установленными в камерах и шкафах аппаратами главной цепи, с приборами защиты, измерения, учета и сигнализации, с полной ошиновкой и проводками вторичной цепи в пределах камер.

Открытое распределительное устройство (ОРУ)

Масляный выключатель в ОРУ

Конструктивные особенности

Открытое распределительное устройство (ОРУ) - это такое распределительное устройство, оборудование которого располагается на открытом воздухе. Все элементы ОРУ размещаются на бетонных или металлических основаниях. Расстояния между элементами выбираются согласно ПУЭ. На напряжении 110 кВ и выше под устройствами, которые используют для работы масло (масляные трансформаторы, выключатели,реакторы) создаются маслоприемники - заполненные гравием углубления. Эта мера направлена на снижение вероятности возникновенияпожара и уменьшение повреждений при аварии на таких устройствах.

Сборные шины ОРУ могут выполняться как в виде жёстких труб, так и в виде гибких проводов. Жёсткие трубы крепятся на стойках с помощью опорных изоляторов, а гибкие подвешиваются на порталы с помощью подвесных изоляторов.

Территория, на которой располагается ОРУ, в обязательном порядке огораживается.

Преимущества

§ ОРУ позволяют использовать сколь угодно большие электрические устройства, чем, собственно, и обусловлено их применение на высоких классах напряжений.

§ Изготовление ОРУ не требует дополнительных затрат на строительство помещений.

§ ОРУ удобнее ЗРУ в плане расширения и модернизации

§ Возможно визуальное наблюдение всех аппаратов ОРУ

Недостатки

§ Эксплуатация ОРУ затруднена в неблагоприятных погодных условиях, кроме того, окружающая среда сильнее воздействует на элементы ОРУ, что приводит к их раннему износу.

§ ОРУ занимают намного больше места, чем ЗРУ.

Комплектное распределительное устройство (КРУ) - распределительное устройство, собраное из типовых унифицированых блоков (т. н. ячеек) высокой степени готовности, собранных в заводских условиях. На напряжении до 35 кВ ячейки изготовляют в виде шкафов, соединяемых боковыми стенками в общий ряд. В таких шкафах элементы с напряжением до 1 кВ выполняют проводами в твердой изоляции, а элементы от 1 до 35 кВ - проводниками с воздушной изоляцией.

Для напряжений выше 35 кВ воздушная изоляция не применима, поэтому элементы, находящиеся под высоким напряжением помещают в герметичные камеры, заполненные элегазом. Ячейки с элегазовыми камерами имеют сложную конструкцию, внешне похожую на сеть трубопроводов. КРУ с элегазовой изоляцией сокращённо обозначают КРУЭ.

Область применения

Комплектные распределительные устройства могут использоваться как для внутренней, так и для наружной установки (в этом случае их называют КРУН). КРУ широко применяются в тех случаях, где необходимо компактное размещение распределительного устройства. В частности, КРУ применяют на электрических станциях, городских подстанциях, для питания объектов нефтяной промышленности (нефтепроводы, буровые установки), в схемах энергопотребления судов.

КРУ, у которого все аппараты размещены в одном отсеке, называется камерой сборной одностороннего обслуживания (КСО). Как правило, КСО действительно одностороннего обслуживания, чаще всего имеет открытые сборные шины, задняя стенка отсутствует.

Устройство КРУ

Как правило, шкаф КРУ разделён на 4 основных отсека: 3 высоковольтных - кабельный отсек (ввода или линии), отсек выключателя и отсек сборных шин и 1 низковольтный - релейный шкаф.

§ В релейном отсеке (3) располагается низковольтное оборудование: устройства РЗиА, переключатели, рубильники. На двери релейного отсека, как правило, располагаются светосигнальная арматура, устройства учёта и измерения электроэнергии, элементы управления ячейкой.

§ В отсеке выключателя (4) располагается силовой выключатель или другое высоковольтное оборудование (разъединительные контакты, предохранители, ТН). Чаще всего в КРУ это оборудование размещается на выкатном или выдвижном элементе.

§ В отсеке сборных шин (6) располагаются силовые шины (8), соединяющие шкафы секции РУ.

§ Отсек ввода (5) служит для размещения кабельной разделки, измерительных трансформаторов тока (7) ,трансформаторов напряжения, ОПН.

РУ до 1000В.

Основным видом распределительных устройств напряжением до 1000 В являются распределительные щиты. С их помощью осуществляют питание внешних нагрузок и собственных нужд подстанций. Распределительные щиты разнообразны по схемам и по установленным в них аппаратам и приборам. Щиты комплектуют из панелей или шкафов, соединенных между собой в количествах и сочетаниях, соответствующих проектной схеме и строительной части щитового помещения. Панель (или шкаф) является полностью законченным элементом щита, а щит в целом - комплектным электротехническим устройством.
Панель представляет собой металлоконструкцию (каркас с лицевой панелью), на которой установлены аппараты и приборы для коммутации, измерения и защиты. Панели щита связаны сборными шинами и проводками вторичных цепей, к которым присоединяют аппаратуру, смонтированную на панелях. Они разделяются на вводные, линейные и секционные в зависимости от назначения установленных на них аппаратов, а также торцовые, назначение которых - защитное и декоративное закрытие боковых сторон крайних панелей щита. Панели всех серий имеют в своей основе единый каркас из гнутых стальных листов толщиной 2-3 мм с деталями из стальных гнутых профилей для креплений аппаратов и одинаковую конструкцию: две фасадные стойки, верхний фасадный лист для измерительных приборов, двери для обслуживания аппаратов, установленных на каркасе внутри, две задние стойки, поперечные и продольные связи. Рукоятки приводов автоматов и рубильников через прямоугольные отверстия выведены на фасад панели.
Монтаж щитов начинается с разметки места установки фундаментной рамы, которая должна быть установлена на первой стадии монтажных работ. Проверяются проходы между стеной и щитом, симметричное расположение продольных и поперечных осей щита к щитовому помещению, сопряжение с кабельными каналами и проемами с учетом отметки чистого пола.
Щиты устанавливают после окончания строительных и отделочных работ на фундаментной раме, выверяют в горизонтальной и вертикальной плоскостях и временно закрепляют. После установки, соединения блоков или панелей между собой и выверки щит окончательно закрепляют болтами или сваркой. Производят монтаж сборных шин и установку приборов, поступивших в отдельной упаковке.

По месту расположения

• Открытые распределительные устройства (ОРУ) - распределительные устройства, у которых силовые проводники располагаются на открытом воздухе без защиты от воздействия окружающей среды. Обычно в виде ОРУ выполняются распределительные устройства на напряжение от 27,5 кB.
• Закрытые распределительные устройства (ЗРУ) - распределительные устройства, оборудование которых устанавливается в закрытых помещениях, либо защищено от контакта с окружающей средой специальными кожухами (в том числе в шкафах наружного исполнения КРУН). Обычно такие распределительные устройства применяют на напряжения до 35 кB. В ряде случаев необходимо применение ЗРУ и на более высоких напряжениях (серийно выпускается оборудование на напряжение до 800 кВ). Применение ЗРУ высоких напряжений обосновано: в местности с агрессивной средой (морской воздух, повышенное запыление), холодным климатом, при строительстве в стеснённых условиях, в городских условиях для снижения уровня шума и для архитектурной эстетичности.

По выполнению секционирования

РУ с одной секцией сборных шин (без секционирования)

К преимуществам такого РУ можно отнести простоту и низкую себестоимость.

К основным недостаткам относятся неудобства в эксплуатации, из-за которых такая система не получила широкого применения:

• Профилактический ремонт любого элемента РУ должен сопровождаться отключением всего РУ - а значит лишением всех питающихся от РУ потребителей электроэнергии.
• Авария на сборных шинах так же выводит из строя всё РУ.

РУ с двумя и более секциями

Такие РУ выполняются в виде нескольких секций, каждая из которых имеет своё питание и свою нагрузку, соединённых между собой секционными выключателями . На станциях секционный выключатель обычно включен, из-за необходимости параллельной работы генераторов. В случае повреждения на одной из секций секционный выключатель отключается, отсекая повреждённую секцию от РУ. В случае аварии на самом секционном выключателе из строя выходят обе секции, но вероятность такого повреждения относительно мала. На низковольтных РУ (6-10кВ) секционный выключатель обычно оставляют отключённым, так что связанные между собой секции работают независимо друг от друга. В случае если по каким-либо причинам питание одной из секций пропадёт, сработает устройство АВР , которое отключит вводной выключатель секции и включит секционный выключатель. Потребители секции с отключённым питанием будут получать электроэнергию от питания смежной секции через секционный выключатель. Подобная система используется в РУ 6 - 35 кВ подстанций и 6 - 10 кВ станций типа ТЭЦ .

РУ с секционированием сборных шин и обходным устройством

Простое секционирование не решает проблемы планового ремонта отдельных выключателей секции. В случае если необходимо провести ремонт или замену выключателя любого отходящего присоединения, приходится отключать всю секцию, что в некоторых случаях недопустимо. Для решения проблемы используется обходное устройство. Обходное устройство представляет собой один или два обходных выключателя на две секции, обходные разъединители и обходную систему шин. Обходную систему шин подключают через обходные разъединители к разъединителям выключателей присоединений с противоположной от основной системы шин стороны. В случае, когда необходимо провести плановый ремонт или замену какого-либо выключателя, включают обходной выключатель, включают соответствующий нужному выключателю обходной разъединитель , затем ремонтируемый выключатель вместе с его разъединителями отключают. Теперь питание отходящего присоединения осуществляется через обходной выключатель. Подобные системы получили распространение в РУ на напряжении 110-220 кВ.

По числу систем сборных шин

С одной системой сборных шин

К этим РУ относятся описанные выше.

С двумя системами сборных шин

Подобное РУ похоже по устройству на РУ с секционированием сборных шин и обходным устройством, но, в отличие от него, обходная система шин используется как рабочая, нагрузки на систему распределяют между обеими системами шин. Это делается для повышения надёжности электроснабжения. Отсутствие питания на одной из систем шин допускается только временно, пока ведутся ремонтные работы на этой системе шин.

К достоинствам этой системы относятся:

• Возможность планового ремонта любой системы шин, без вывода из эксплуатации всего РУ.
• Возможность разделения системы на две части, для повышения надёжности электроснабжения.
• Возможность ограничения тока короткого замыкания

К основным недостаткам следует отнести:

• Сложность схемы
• Увеличение вероятности повреждений на сборных шинах из-за частых переключений разъединителей.

Наибольшее распространение система получила в РУ на напряжение 110-220 кВ

По структуре схемы

Радиального типа

Этому типу присущи следующие признаки:

• Источники энергии и присоединения сходятся на сборных шинах, поэтому авария на шинах приводит к выводу всей секции (или всей системы)
• Вывод из эксплуатации одного выключателя из присоединения приводит к отключению соответствующего присоединения.
• Разъединители кроме своей основной функции (изоляция отключенных элементов от РУ), участвуют в изменениях схемы (например, ввод обходных выключателей), что снижает надёжность системы.

Кольцевого типа

Кольцевой тип схемы отличается следующими признаками:

• Схема выполнена в виде кольца с ответвлениями присоединений и подводов питания
• Отключение каждого присоединения осуществляется двумя или тремя выключателями.
• Отключение одного выключателя никак не отражается на питании присоединений
• При повреждениях (КЗ или отключениях) на РУ, выходит из строя лишь незначительная часть системы.
• Разъединители выполняют только основную функцию - изолируют выведенный из эксплуатации элемент.
• Кольцевые схемы удобнее радиальных в плане развития системы и добавления новых элементов в систему.

Комплектным распределительным устройством (КРУ) называется устройство, состоящее из шкафов, в которых смонтированы коммутационные аппараты, устройства, защиты, автоматики и телемеханики, измерительные приборы и вспомогательные устройства, поставляемые на место установки комплектно в собранном и пол-ностью подготовленном для сборки виде.

КРУ предназначено для приема и распределения электроэнергии переменного трехфазного тока промышленной частоты 50 Гц, напряжением 6 и 10 кВ.

КРУ подразделяются на КРУ внутренней установки и КРУ наружной установки (КРУН). КРУ внутренней установки 6-10 кВ предназначены для работы в закрытых помещениях или сооружениях, выпус-каются с одной системой сборных шин. Для напряжения до 35 кВ включительно КРУ имеют воздушную изоляцию, а для 110 кВ и выше - с изоляцией элегазом . По типу коммутационного аппарата КРУ внутренней установки подразделяются на КРУ с маломасляными или вакуумными выключателями и КРУ с электромагнитными выключателями.

Наибольшее применение получили КРУ внутренней установки следующих типов: К-ХII, К-ХV, КРУ2-10. К-ХХVI, К-ХVI, КМ-I, К-104, КР10-Д10, КВ-1, КВ-3, имеющие шкафы выкатного исполнения на базе маломасляных и вакуумных выключателей, и типов: К-ХXIV, К-ХX, КЭ-10/20, КЭ-6/40, КЭЭ-6, имеющие шкафы выкатного исполнения на базе электромагнитных выключателей.

КРУН 6-10 кВ предназначены для открытых распределительных устройств (ОРУ). КРУН имеют два основных конструктивных исполне-ния стационарное и выкатное. Применение получили КРУН следующих типов: КРУН-6/10Л, К-47, К-49, К-59, К-63, имеющие шкафы выкатного исполнения, и типов: КРН-10, КРН-Ш-10, имеющие шкафы стационарного исполнения на базе маломасляных выключателей.

По условиям обслуживания КРУ могут быть одностороннего обслуживания, с подходом с фасадной стороны, и двустороннего обслуживания (свободностоящие), устанавливаемые свободно с проходами с фасадной и задней стороны.

Конструктивно КРУ представляют собой металлические шкафы (ячейки), в которых установлены высоковольтные аппараты, раз-личные приборы и вспомогательные устройства. Шкаф (ячейку) вы-полняют из стали, что обеспечивает необходимую прочность и ограничивает разрушения при возникновении КЗ, вентиляцию и выброс газов. Все шкафы одной серии КРУ выпускаются одних и тех же габаритов, а размеры шкафов различных сечений определяются применяемым оборудованием и его расположением.

В шкафах КРУ наружного исполнения предусматривается местный подогрев, который обеспечивает нормальную работу приводов выключателей, реле, счетчиков и измерительных приборов в зимнее время.

Преимущества КРУ:

Повышение надежности работы РУ;

Повышение безопасности и удобство обслуживания;

Максимальная индустриализация монтажных работ, что поз-воляет резко сократить объем работ на месте установки и сроки сооружения РУ;

Сокращение строительной площадки под РУ;

Возможность быстрого расширения и мобильность при реконструкции;

Возможность быстрой замены неисправного выключателя (при использовании выкатной тележки).

В зависимости от применяемого оборудования КРУ имеют раз-личную конструкцию, а также схемы главных и вспомогательных соединений. Поэтому при их выборе ориентируются на сетку схем и каталожные данные.

КРУ внутренней установки серии КРУ2-10Э/Э монтируются из отдельных конструктивно законченных элементов: шкафов и шинных кожухов, служащих для соединения отдельных секций КРУ.

Шкаф КРУ2-10Э/Э (рис. 7.1) состоит из трёх блоков: корпус, выдвижной элемент и релейный шкаф.

Рис. 7.1. Шкаф КРУ-2-10Э/Э с электромагнитным выключателем ВЭМ-10Э:

1 - отсек сборных шин; 2 изолятор опорный; 3 - сборные шины; 4 - изолятор проходной; 5 - съёмная крышка; 6 - отсек верхних разъёмных контактов главной цепи; 7, 10 - верхний и нижний разъёмные контакты главной цепи; 8 - линейный отсек; 9 - трансформатор тока; 11 - заземляющий разъединитель; 12 - корпус шкафа; 13 - выдвижной элемент; 14 - фасадная дверь; 15 - релейный шкаф

Корпус шкафа разделён металлическими перегородками и шторками на четыре отсека: сборные шины, верхние разъёмные контакты главной цепи, выдвижной элемент и линейный. Сборные шины в отсеке расположены на опорных изоляторах по треугольнику и связаны с верхними разъёмными контактами шинными отпайками, которые проходят сквозь перегородку через проходные изоляторы. Сверху отсек закрывается съёмной крышкой. Отсеки верхних разъёмных контактов и линейный отсек отделены от отсека выдвижного элемента металлическим съёмным листом и шторками падающего типа, которые автоматически закрывают проёмы к неподвижным контактам главной цепи при выкатывании выдвижного элемента.

В закрытом положении шторки со съёмным листом создают сплошную закрытую перегородку отсеков. Разъёмные неподвижные верхние и нижние контакты установлены на опорных изоляторах в своих отсеках. Кроме трансформаторов тока и кабельных присоединений в линейном отсеке устанавливаются заземляющий разъединитель и трансформаторы тока для защиты от замыканий на землю. Жилы двух кабелей присоединяются непосредственно к выводам трансформаторов тока. Для удобства присоединения трёх кабелей при токе 630 А к выводам трансформаторов тока крепятся переходные контакты уголкового профиля, к которым присоединяются жилы кабеля; на токи 1000-1600 А в отсеке устанавливается кабельная сборка.

На выдвижном элементе устанавливается электрооборудование в зависимости от типа шкафа. В верхней и нижней частях выдвижного элемента установлены подвижные разъёмные контакты главной цепи. В верхней части фасада выдвижного элемента устанавливаются подвижные контакты вспомогательных цепей. Выдвижной элемент имеет три основные положения: рабочее, контрольное и ремонтное. В рабочем положении выдвижной элемент находится в корпусе шкафа, при этом контакты главных и вспомогательных цепей, обеспечивающие нормальную работу шкафа КРУ, замкнуты.

В контрольном положении разъёмные контакты главных цепей разомкнуты (находятся на безопасном расстоянии в отношении электрического пробоя), а разъёмные контакты вспомогательных цепей могут быть замкнуты для возможности опробования выключателя с приводом. В ремонтное положение выдвижной элемент выкатывается из корпуса шкафа, при этом главные и вспомогательные цепи разомкнуты. Для возможности опробования выключателя с приводом в ремонтном положении цепи вспомогательных соединений тележки и корпуса могут быть соединены с помощью вставки.

Релейный шкаф представляет собой сварную металлическую конструкцию шкафного типа. В шкафу и на дверцах размещены аппараты управления защиты, сигнализации и приборы учёта и измерения. На задней стенке релейного шкафа может разместиться до 15 реле, а на передней стенке устанавливаются сигнальные реле, ключи управления, сигнальные лампы. На двери релейного шкафа устанавливают приборы измерения. В верхней части релейного шкафа устанавливается щиток, служащий для крепления магистральных шинок вспомогательных цепей, которые выполняются в виде изолированных проводов, и подключения ответвлений от магистралей. На дне релейного шкафа размещены до 132 зажимов для подсоединения контрольных кабелей и других внешних цепей. Ввод контрольного кабеля в шкаф осуществляется через специальные втулки, установленные в дне шкафа с правой стороны. В нижней части релейного шкафа имеются неподвижные (низковольтные) контакты вспомогательных цепей для связи с аппаратурой, установленной на выдвижном элементе.

Шкафы КРУ с выдвижными элементами имеют защитные шторки, которые вместе с перегородками между отсеком выдвижного элемента и отсеком ТТ создают сплошное ограждение, защищающее обслуживающий персонал от случайного соприкосновения с токоведущими частями, находящимися под высоким напряжением при выкатанном из шкафа выдвижном элементе. При вкатывании выдвижного элемента в шкаф шторки автоматически поднимаются и розетки разъёмных контактов, установленных на выдвижном элементе, приходят в контакт с ножами, установленными в корпусе шкафа КРУ. При выкатывании выдвижного элемента из шкафа КРУ шторки автоматически опускаются и закрывают проёмы к ножам разъёмных контактов.

Чтобы предотвратить возможность случайного попадания обслуживающего персонала к частям, находящимся под высоким напряжением в то время, когда выдвижной элемент находится вне шкафа КРУ (в ремонтном положении), предусмотрена возможность запирания шторочного механизма на замок. Для этой цели в корпусе шкафа и на нижней шторке имеется ушко с отверстием для установки висячего замка.

Для обеспечения безопасности обслуживания выдвижной элемент имеет скользящий контакт заземления, который обеспечивает надёжное электрическое соединение корпуса тележки с корпусом шкафа в любом положении выдвижного элемента в корпусе шкафа КРУ. Для более высокой надёжности заземления выдвижного элемента предусматривается установка двух скользящих контактов, которые устанавливаются симметрично с обеих сторон шкафа.

Шкафы КРУ снабжены блокировочными устройствами , не допускающими :

Выкатывания выдвижного элемента из рабочего положения при включённом выключателе;

Вкатывания выдвижного элемента в рабочее положение при включенном выключателе;

Включения выключателя при помощи оперативного тока в промежуточных положениях между рабочим и контрольным положениями выдвижного элемента.

В шкафах, снабжённых заземляющими разъединителями, дополнительно предусмотрены блокировки включения заземляющего разъединителя при рабочем положении выдвижного элемента и блокировки вкатывания выдвижного элемента в рабочее положение при включённом положении заземляющего разъединителя. В шкафах с разъёмными контактами и в шкафах с силовыми предохранителями предусмотрена блокировка, препятствующая выкатыванию выдвижного элемента из рабочего положения под нагрузкой.

Габаритные, установочные и присоединительные размеры КРУ2-10Э/Э такие же, как и у КРУ2-10-20, поэтому они непосредственно стыкуются между собой и сетка электрических схем главных цепей КРУ2-10Э/Э состоит только из шкафов КРУ с выключателями. Шкафы других присоединений заказываются из шкафов серии КРУ2-10-20. Характерная особенность КРУ2-10Э/Э (в отличие от КРУ2-10-20) -это применение выключателя с электромагнитным гашением дуги, у которого разъёмные подвижные контакты вспомогательных цепей установлены на боковинах выключателя, а неподвижные - на боковых стенках корпуса шкафа.

КРУ наружной установки серии К-47 применяется в качестве РУ 6-10 кВ, в том числе и РУ трансформаторных подстанций, включая комплектные трансформаторные подстанции (КТП) 35/6-10 кВ, 110/6-10 кВ и 100/35/6-10 кВ.

КРУН серии К-47 представляет собой металлоконструкцию, состоящую из блока ячеек, коридора управления и блоков релейных шкафов, смонтированных на металлической раме с полностью выполненным монтажом первичной и вторичной коммутации.

Блок ячеек КРУН разделен вертикальными поперечными перегородками на несколько параллельных ячеек, которые могут иметь следующие исполнения:

Ввод (воздушный или кабельный);

Отходящая линия (воздушная или кабельная);

С трансформаторами напряжения;

Секционирование;

С конденсаторами.

В ячейках размещено высоковольтное оборудование, аппа-ратура вторичных цепей. Количество ячеек в блоке может быть от 3 до 6 шт.

КРУН серии К-47 выполняются с одной системой сборных шин, питание на которые подается через масляный выключатель вводной ячейки. Ошиновка выполнена неизолированными шинами с номинальным током 1000, 1600, 2000 или 3200 А. В ячейку К-47 встраивается следующее оборудование: выключатель ВК-10 (20 и 31,5 кА); разрядники РВО-10 (ограничители перенапряжений ОПН-10); трансформаторы напряжения ЗНОЛ-09, НОЛ-08, ИТМИ-10; трансформаторы тока ТЛМ-10-2, ТЗЛМ-10, трансформатор собственных нужд типа ТМ мощностью от 25 до 250 кВА и конденсаторы типа КМ-10,5.

Ячейки КРУН серии К-47 унифицированы и независимо от схем первичных и вторичных соединений имеют аналогичную конструкцию основных узлов и одинаковые габаритные размеры (высота 2,2 м; глубина 1,25 м и ширина 0,75 м). Исключение составляют шкафы трансформатора собственных нужд и высокочастот-ной связи.

Основанием ячейки К-47 (рис. 7.2) служит рама 1, в которой приварены направляющие для колес и узла заземления выкатной тележки. С помощью болтового соединения на раме закреплен узел фиксации положения выкатной тележки 2.

Рис. 7.2. Шкаф КРУН серии К-47 с выключателями ВК-10:

1 - рама; 2 - узел фиксации выкатной тележки; 3 - отсек ввода; 4 - отсек сборных шин; 5 - отсек выкатной тележки; 6, 7 - съемные стенки; 8 - дверь; 9 - предохранительная стенка; 10 - крыша; 11, 12 - шины; 13, 19 - проходные изоляторы; 14 - вентиляторы; 15, 16 - разгрузочные клапаны; 17 - короткозамыкатели; 18 - блокировочный замок; 20, 21 - защитные шторки

Высоковольтная часть ячейки с помощью стенок и панели разделена на три отсека: ввода 3, сборных шин 4 и выкатной тележки 5. С задней стороны отсеки ввода 3 и сборных шин 4 закрыты съемными стенками 7. В стенке отсека ввода 3 для удобства проведения регламентных работ предусмотрена дверь 8, в проеме которой установлена предохранительная сетка 9, обеспечивающая возможность безопасного осмотра оборудования без снятия напряжения. Задние стенки 6 и 7 отсеков ввода 3 и сбор-ных шин 4, а также крыша 10 служат одновременно наружной об-шивкой КРУН.

Для уравновешивания температуры в отсеке ввода 3, а также для охлаждения трансформаторов тока, их контактных выво-дов, шин 12 и проходных изоляторов ввода (вывода) 13, в ячей-ках на номинальный ток 1600 А устанавливаются по два вентилятора 14, а крыши ячеек с воздушным вводом на номинальные токи 1000 и 1600 А выполнены из алюминия, что исключает местный перегрев и способствует лучшему охлаждению токоведущих частей.

Для обеспечения более надежной работы автоматики, ограничения времени горения открытой дуги КЗ в ячейках предусмотрены разгрузочные клапаны 15 и 16 и короткозамыкатели (заземляющие разъединители) 17. Короткозамыкателъ 17 автоматически накоротко замыкает на землю все три фазы, шунтируя тем самым дугу КЗ не более чем через 0,15 с.

Ручные приводы и выкатные тележки снабжены блокировоч-ными устройствами, препятствующими ошибочным операциям с ними. Блокировка тележек с выключателями, заземляющих разъединителей сборных шин участка секционирования и в ячейке ввода, а также разъединяющего устройства в шкафу трансформатора собственных нужд, выполняется с помощью механических блокировочных замков 18. Кроме того, на приводе заземляющего разъединителя в ячейке ввода устанавливаются электромагнитный замок и сигнальные блок-контакты для блокировки разъ-единителей со стороны высшего и среднего напряжения силовых трансформаторов.

В отсеке выкатной тележки 5 вмонтированы: привод зазем-ляющего разъединителя 17, клапан разгрузки по давлению 15, проходные изоляторы 19 с неподвижной частью разъединяющих контактов первичных цепей.

Безопасная работа в отсеке выкатной тележки 5 обеспечивается защитными шторками 20 и 21, которые при выкатывании тележки из рабочего положения в ремонтное автоматически закрываются, закрывая доступ к неподвижным контактам, находящимся под напряжением. В закрытом положении предусмотрена возмож-ность запирания шторок на замок.

Для снижения воздействия низких температур в отсеке выкатной тележки 5 установлен электронагреватель, который авто-матически включается при понижении температуры ниже -25 0 С, а также при положительной температуре, но влажности воздуха более 80%.

Выкатная тележка 5 представляет собой сварную конструкцию, на которой установлено высоковольтное оборудование с разъединяющими контактами, определяемое схемой соединения первичных цепей. На раме тележки установлен кронштейн, который при вкатывании и выкатывании тележки управляет работой шторочного механизма, и фиксатор, фиксирующий тележку в рабочем и конт-рольном положениях. Фиксатор приводится в действие педалью. Из контрольного положения в рабочее и обратно тележка перемещается с помощью рычага доводки. Из контрольного положения в ремонтное и обратно тележка перемещается вручную.

Релейный шкаф 22 представляет собой жесткую сварную конструкцию, установленную над отсеком выкатной тележки 5. На двери шкафа устанавливаются приборы сигнализации, измерения и ручного управления. Остальная низковольтная аппаратура монтируется на неподвижной панели внутри шкафа. Аппаратура вторичной коммутации собственных нужд, центральной сигнализации и автоматической частотной разгрузки монтируется в блоках релейных шкафов, установленных в коридоре управления, вдоль передней стенки.

В КРУ, предназначенных для установки на комплектных трансформаторных подстанциях, в блоке дополнительно устанавливаются релейные шкафы с аппаратурой защиты силовых трансформаторов и присоединений среднего напряжения. В этом случае в пределах блока выполняется междушкафный монтаж вторич-ных цепей.

Коридор управления выполнен сборным из отдельных элемен-тов, имеет общее освещение, выполненное с помощью ламп нака-ливания, с использованием закрытых полугерметичных светильников. Для удобства обслуживания предусмотрена установка с обеих сто-рон РУ лестничных площадок, перил и лестниц.

Шкаф трансформатора собственных нужд может быть подключен к сборным шинам КРУ через ячейку трансформаторов напряжения, либо на ввод до вводного выключателя. Шкаф ТСН устанавливается между КРУ и сило-вым трансформатором, напротив ячейки ввода, на отдельном фундаменте. Электрическая связь шкафа ТСН с релейными шкафами, установленными в коридоре управления КРУ, осуществляется с помощью кабеля.

Шкаф высокочастотной связи выполнен аналогично шкафу ТСН, отдельностоящим. Он предназначен для размещения оборудования связи и телемеханики. В шкафу размещены: щит электрооборудо-вания, стол, электронагреватель, отсек для аккумуляторов, вы-тяжная труба.

В ячейках К-47 в целях предотвращения неправильных операций при проведении ремонтно-профилактических и других работ выполнены блокировки, не допускающие:

Перемещения выкатной тележки из контрольного положения в рабочее при включенных ножах заземляющего разъединителя;

Включения масляного выключателя при нахождении выкатной тележки между рабочим и контрольным положениями;

Перемещения выкатной тележки из рабочего положения в контрольное и обратно при включенном масляном выключателе;

Включения заземляющего разъединителя в ячейке секционирования с выключателем при рабочем положении выкатных тележек секционного выключателя и секционного разъединителя;

Включения заземляющего разъединителя сборных шин секции при включенном выключателе ввода или секционирования;

КРУ типа USN-10 предназначено для приема и распределения электрической энергии переменного трехфазного тока частотой 50 Гц напряжением 6, 10, 15, 20 кВ. USN-10 применяется в качестве распределительных пунктов городских и промышленных подстанций, для электрических сетей промышленности, сельского хозяйства, электрических станций и электрификации железнодорожного транспорта.

КРУ типа USN-10 представляют собой щиты одностороннего обслуживания (есть варианты и двухстороннего обслуживания) в металлическом корпусе. Ячейки могут выполняться в трехотсечном (при этом глубина каждой ячейки 1000 мм) или четырехотсечном вариантах (глубина 1400 мм). Все отсеки (автоматики, выключателя, кабельный, шинный) отделены друг от друга металлическими перегородками. Степень защиты оболочки шкафа КРУ IP40. Ячейки предназначены для работы внутри помещения при температурном режиме от - 50 до +40 0 C.

В КРУ типа USN-10 возможно применение вакуумных или элегазовых выключателей производителей: Таврида-Электрик, Siemens, ABB, Schneider Electric и других. Релейная защита может быть установлена любого завода-изготовителя (в стандартных вариантах применяется защита фирмы Siemens). Применяемые трансформаторы тока могут быть как российского (ОАО «Свердловский завод трансформаторов тока», ОАО «Самарский трансформатор»), так и европейского производства (например, АВВ).

Предусмотрены шторки и закрывающие контакты, автоматически управляемые от тележки. Съемная двухслойная конструкция отсека вторичных цепей позволяет проводить монтаж компонентов автоматики и самих вторичных цепей независимо от монтажа корпуса ячейки и силового оборудования. Схемы вспомогательных цепей разработаны на переменном и постоянном оперативном токе на напряжение оперативного питания 110 и 220 В.

Распредустройство USN состоит из разных ячеек, соединенных между собой. Электрическое соединение ячеек внутри щита осуществляется посредством сборных шин. Постоянная электрическая связь всех металлических корпусов обеспечивается посредством подключения оцинкованного корпуса ячеек к главной заземляющей сборной шине распредустройства. Кабели вторичных цепей проходят через щит над отсеками автоматики. Подключение этих кабелей возможно с любой стороны, а также сверху и снизу каждой ячейки. Ячейка представляет собой заземленную металлическую оболочку, соответствующую требованиям стандарта МЭК-298.

Это ячейка «бронированного типа», все отсеки разделены металлическими перегородками друг от друга:

Сборные шины (изолированные или без изоляции);

Выкатной элемент (выключатель, тележка разъединителя или тележка трансформаторов напряжения);

Кабельные присоединения высокого напряжения, заземляющий разъединитель, датчики и, возможно, трансформаторы напряжения;

Изоляция между токопроводящими частями обеспечивается воздушными промежутками. Ячейка выключателя нагрузки с предохранителями, предназначенная для защиты вспомогательных трансформаторов, тоже разделена на два высоковольтных отсека - отсек сборных шин и общий отсек кабельного присоединения и привода выключателя нагрузки. Выключатель нагрузки является стационарным.

В отсеке сборных магистральных шин (рис. 7.3) монтируются плоские медные шины для токов до 3150 А. При специальном заказе или тропическом исполнении они покрываются защитным изоляционным материалом. Шины монтируются на специальных эпоксидных изоляторах. Специальная защитная открывающаяся вверх крышка не дает возникнуть большому давлению при возникновении электрической дуги. При специальном заказе возможна поставка ячеек с изолированными друг от друга отсеками магистральных шин. Для этого используются специальные проходные изоляторы.

Рис. 7.3. Отсек сборных магистральных шин

В отсеке выключателя монтируются вакуумные выключатели BB/TEL-10-20/1000A, BB/TEL-10-20/1600A (Таврида Электрик) или NXA CT 2500A (Siemens) (рис. 7.4).

BB/TEL-10-20/1000A	NXA CT 2500A

Рис. 7.4. Отсеки выключателей

Любой из этих выключателей, отключив все блокировки при закрытых дверях, можно выкатить на тележке.

Оборудование, находящееся в отсеке выключателя:

Проходные изоляторы с контактами;

Автоматические изоляционные шторки, закрывающие главные контакты;

Система механических блокировок между выключателем и заземлением;

Каналы для монтажа кабелей вторичных цепей по обеим сторонам ячейки;

Блок-контакты положения тележки выключателя;

Розетка вторичных цепей.

Кабельный отсек представлен на рис. 7.5.

Подход к кабельному отсеку разрешается с передней части (при поставке ячеек с односторонним обслуживанием) или задней части ячейки (двухстороннее обслуживание).

В отсеке установлены:

Заземлитель «быстрого действия» с пружинным механизмом и блок-контактами, управляемый механическим ручным приводом;

Три трансформатора тока;

Трансформатор нулевой последовательности;

Три трансформатора напряжения;

Емкостные датчики напряжения на кабеле;

Шины для присоединения до 6 кабелей.

Путем уменьшения отсеков магистральных шин и выключателя достигнут удобный подход в кабельный отсек. Он занимает до 45% объема всей ячейки и возможно подключение шести кабелей на одну фазу. В ячейках предусмотрены специальные держатели кабелей с изменяемыми крепежными размерами в горизонтальном направлении. Стандартные ячейки поставляются с освещением в кабельном отсеке.

Рис. 7.5. Кабельный отсек

Отсек автоматики (рис. 7.6) полностью и надежно защищен от других отсеков главных цепей. Съемная двухслойная конструкция отсека позволяет осуществлять монтаж вторичных цепей и компонентов автоматики независимо от монтажа корпуса ячейки и первичного оборудования. Предусмотрена возможность испытания работы выключателя в выкатанном состоянии. В отсеке установлены: клеммники вторичных цепей, предназначенные для соединений с другими ячейками; приборы измерений, защитные реле, индикаторы положений, автоматические включатели; многофункциональные микропроцессорные защитные реле.

Рис. 7.6. Отсек автоматики

Ячейки поставляются с заземлителями «быстрого действия» с пружинным механизмом, предназначенными для заземления отходящих кабелей или магистральных шин. Заземлитель управляется при закрытых дверях ячейки. Механическая блокировка допускает включение заземлителя, только если выключатель находится в изолированном состоянии. Ячейки могут быть оборудованы электромагнитной блокировкой, не допускающей включение заземлителя при наличии высокого напряжения на кабеле.

Заземление тележки выключателя производится через неокрашенные цинкованные поверхности ее корпуса и конструкции ячейки (при токах КЗ 20 кА).

На рис. 7.7,а представлена ячейка 800 А (1000 А с охлаждением контактов выключателя) с вакуумным выключателем ВВ/ТЕЛ 1000 А, на рис. 7.7,б представлена ячейка 630 А с выключателем нагрузки ISARC2-12 630 А.

Рис. 7.7. Ячейка КРУ типа USN-10

КРУ серии К-59 изготавливаются для самых различных условий эксплуатации:

Для эксплуатации на открытом воздухе КРУ (наружной установки) в условиях умеренного климата - серии К-59У1, в условиях холодного климата - серии К-59ХЛ1, в условиях тропического климата - серии К-59Т1, а также КРУ со специальными электрическими схемами для энергоснабжения буровых установок - серии К-59БРХЛ1 или К-59БРТ1 (комплектно с КРУ для буровых установок может быть поставлена рама-салазки, выполняющая роль фундамента и позволяющая перевозить распредустройство на небольшие расстояния);

Для эксплуатации внутри помещений (КРУ внутренней установки) - серий К-59УЗ, К-61УХЛЗ, КСО-96УЗ.

Основные технические характеристики ячеек типов: К-59У1, К-59ХЛ1, К-59УЗ, К-59Т1, К-59БРХЛ1, К-59БРТ1, КСО-96УЗ (изготовитель ОАО «Самарский завод «Электрощит») представлены в табл. 7.1. Устройство ячейки КРУ серии К-59 показано на рис.7.8

Таблица 7.1

Рис. 7.8. Ячейка КРУ серии К-59:

1 - изолятор проходной; 2 - релейный шкаф; 3 - блок релейных шкафов;

4 - высоковольтный выключатель; 5 - отсек сборных шин;

6 - заземляющий разъединитель; 7 - трансформатор тока

Все серии КРУ наружной установки имеют закрытый коридор управления (это дает возможность обслуживания при любых погодных условиях), расположение высоковольтных выключателей на выкатных частях, автоматическое управление электроподогревом при низкой температуре и высокой влажности.

Для каждого климатического исполнения КРУН имеются варианты с нормальной и усиленной внешней изоляцией (категории А и Б по ГОСТ 9920-89). КРУ работоспособны при скорости ветра до 40 м/с.

Узлы и детали КРУ для ремонта и модернизации действующего электрооборудования:

Выкатные части КРУ:

С масляным выключателем ВК-10 (630 А, 20 кА; 1000 А, 20 кА; 1600 А, 20 кА; 630 А, 31.5 кА; 1000 А, 31.5 кА; 1600 А, 31.5 кА);

С масляным выключателем ВКЭ-10 (630 А, 20 кА; 1000 А, 20 кА; 1600 А, 20 кА; 630 А, 31.5 кА; 1000 А, 31.5 кА; 1600 А, 31.5 кА);

С вакуумным выключателем ВВЭ-М 10-20 (1600 А, 20 кА);

С вакуумным выключателем BB/ТЕЛ (800 А; 8.0, 12.6, 16.0. 20.0 кА; 6 или 10 кВ, с ОПН или без ОПН);

Выключатель нагрузки автогазового типа ВНА - 10/630У2;

Розеточный контакт типа «Тюльпан» (1600 А, 20 кА; 630-1600 А, 31,5 кА);

Неподвижная часть разъемного контакта с проходным изолятором (630 А, 20 кА; 1000 А, 20 кА; 1600 А, 20.0 и 31.5 кА; 630 и 1000 А, 31.5 кА; 1600 А, 31.5 кА);

Светодатчик дуговой защиты (ток КЗ 0.5 - 31.5 кА);

Блок-замки З1М и З2М и ключ К.

Применение вышеперечисленных КРУН позволяет резко сократить сроки и стоимость сооружения подстанций 6-10 кВ за счет отказа от строительства здания, необходимого для размещения КРУ внутренней установки.

Конструкция КРУ внутренней установки серий К-59УЗ и К-61УХЛЗ предусматривает двустороннее обслуживание; высоковольтные выключатели расположены на выкатных частях.

Конструкция КРУ внутренней установки серии КСО-96 разработана для одностороннего обслуживания со стационарно расположенным оборудованием.

Сетка схем главных соединений КРУ серии К-59УЗ обеспечивает возможность замены при необходимости КРУ серий К-104, КМ-1Ф, КР-10/20, а также стыковки с ними при расширении действующих распредустройств. Сетка схем главных соединений КРУ серии К-61 выполнена с учетом возможности использования в распредустройствах собственных нужд тепловых и атомных электростанций. Имеется вариант исполнения ячеек шинного ввода и ячеек секционирования на номинальный ток 3150 А для использования в одном распредустройстве с ячейками КРУ серии К-59УЗ. Сетка схем главных соединений КРУ серии КСО-96 выполнена с учетом возможности их применения вместо КСО-285, КСО-292, КСО-366, КСО-386 и КСО-392.

Схемы защиты, автоматики, управления и сигнализации КРУ выполняются с применением электромеханических аппаратов, микроэлектронной аппаратуры, микропроцессорной техники.

Структура условного обозначения шкафов КРУ серии К-59:

К-59 - шкаф серии К-59

ХХ - номер схемы шкафа по сетке схем главных цепей

ХХ - тип встраиваемого выключателя:

ВК-10, ВКЭ-10 - не указывается,

ВВЭ-М-10, ВВП-10, ВВ-10 - буква «В»,

ВВ/TEL-10 - буквы «ВТ»,

ВБКЭ-10 - буквы «ВБ»,

Fg-1 - буква «Г».

ХХХ/ - величина номинального тока, А; для шкафов ТН и ТСН - величина номинального напряжения, кВ.

ХХ - величина тока термической стойкости, кА; для шкафов ТСН - номинальная мощность трансформатора, кВА,

Х - тип привода выключателя (пружинный не указывается, электромагнитный -буква «Э»),

Примеры условных обозначений:

К 59-01-1600/31,5 Э ХЛ1Б - шкаф КРУ серии К-59 с выключателем типа ВКЭ-10, изготовленный по схеме главных цепей 01, на номинальный ток 1600 А, на ток термической стойкости 31,5 кА, климатического исполнения ХЛ1, с внешней изоляцией категории Б;

К 59-25-10/20 УI - шкаф КРУ серии К-59, изготовленный по схеме главных цепей 25 на номинальное напряжение 10 кВ и ток термической стойкости 20 кА, климатического исполнения УI с внешней изоляцией категории А.

Элегазовые КРУ (КРУЭ) в зависимости от схемы заполнения представляют собой ком-плекс аппаратов (ячеек, отдельных модулей и изделий, необходимых для подсоединения воздушных и кабельных линий).

Ячейки и модули состоят из отдельных элементов, заключенных в герметичные металлические оболочки цилиндрической или шаровой формы, заполненные элегазом. Для сочленения между собой оболочки элементов имеют фланцы и патрубки, контакты и уплотнения.

По функциональному назначению ячейки КРУЭ могут быть линей-ные, шиносоединительные, трансформаторов напряжения и секцион-ные, с одной или двумя системами сборных шин. Ячейки, отдельные модули и элементы допускают возможность компоновки КРУЭ по различным электрическим схемам.

КРУЭ, не имеющие воздушных линий, предназначены для работы на высоте над уровнем моря до 2000 м.

С учетом конструктивных особенностей КРУЭ можно выделить ос-новные области их применения, которые в настоящее время определе-ны достаточно четко:

Крупные города, где из-за плотности застройки, большой стои-мости земли и необходимости ввода напряжения в центральные рай-оны (в основном по подземным кабелям) альтернативы КРУЭ просто не существует, строительство подстанций возможно как в виде от-дельных зданий, так и в виде подвальных, подземных сооружений;

Труднодоступные районы, особенно вечной мерзлоты, с полно-стью автоматизированными подстанциями;

Объекты металлургии и химии, а также ТЭЦ с сильно загрязнен-ной атмосферой;

Береговые районы с солевыми туманами;

Гидростанции в скальном грунте, с ограниченными или трудноосваиваемыми площадями под подстанции;

Курортные зоны;

Подстанции с ультравысоким напряжением (750 кВ и выше), где эксплуатация традиционного оборудования сильно затруднена, в том числе по соображениям экологии, а само оборудование не может быть выполнено с необходимыми характеристиками по надежности.

Современный уровень и технология изготовления КРУЭ позволяют с достаточной степенью надежности производить КРУЭ в общем ко-жухе на три фазы вплоть до напряжений 500 кВ, однако в настоящее время общепринято производство КРУ в общем кожухе до напряже-ний не более 170 кВ, что обеспечивает наиболее оптимальное построе-ние подстанций.

С другой стороны, имеется тенденция к объединению в одном гер-метизированном отсеке разных аппаратов, например, выключателя с трансформаторами тока, сборных шин с разъединителями и заземлителями и т.д.

Объединение разных элементов определяется только критерием на-дежности и удобства эксплуатации, так как в некоторых случаях вообще исключает возможность вывода отдельных элементов в ремонт.

Подстанции с КРУЭ до 220 кВ в основном имеют поперечное раз-мещение ячеек с чередованием полюсов, выходящих в один коридор обслуживания, хотя в отечественной практике были случаи размещения элегазовых КРУ, в каждом ряду которых установлены только одноименные фазы.

Такое построение иногда удобно при очень большом количестве ячеек для сокращения газовых объемов. Кроме того, при таком по-строении КРУЭ можно разместить в виде трехлучевой звезды или на разных этажах в случае стесненности застройки.

В ряде случаев для удешевления КРУЭ сборные шины можно вы-полнить в открытом исполнении (гибридные подстанции).

Классификация ячеек КРУЭ производится по следующим признакам:

По номинальному на-пряжению и назначению: Л - линейная, ТН - транс-форматора напряжения, С - секционная и Ш - шиносоединительная;

По числу полюсов сборных шин в одном элементе: однофазная и трех-фазная;

По числу систем сборных шин: с одной или с двумя системами;

По расположению выключателя: горизонтальному или вертикальному; все остальные элементы ячейки в первом случае располагаются над выключателем, или под ним, или рядом с ним, а во втором - рядом с выключателем;

По виду внешних присоединений: с кабельным вводом, с воздушным вводом, с токопроводом;

По взаимному расположению полюсов ячейки: продольному, поперечному или комбиниро-ванному;

По взаимной связи между полюсами: в однополюсном или трехполюсном исполнении;

По роду установки.

На рис. 7.9 представлены электрические принципиальные схемы ячеек КРУЭ с одной системой сборных шин: а - ячейка линейная; б - ячейка трансформаторная, в - ячейка секционная.

Электрические принципиальные схемы ячеек КРУЭ с двумя системами сборных шин показаны на рис. 7.10: а, б - ячейка линейная; в - ячейка шиносоединительная; г - ячейка трансформаторов напряжения.

Отечественные КРУЭ изготовляются только в одном климатиче-ском исполнении и только для одной категории размещения, а именно УХЛ4 1-35°С, т.е. для установки внутри помещений с искусственно регулируемым климатом (без кондиционирования). Температура воздуха в помещении, где устанавливаются КРУ, не должна быть ниже 1°С. В помещении для ревизии КРУ рекомендует-ся иметь относительную влажность не более 80% и температуру, близ-кую к 20°С.

Рис. 7.10. Электрические принципиальные схемы ячеек элегазовых КРУ с двумя системами сборных шин:

KE - шина сборная; QS - разъединитель; QSG - заземлитель;

TA - трансформатор тока; Q - выключатель; TV - трансформатор напряжения

Установка КРУ производится в помещениях, стены, потолок и пол которых окрашены пыленеобразующей краской. Пыль в помещении недопустима. Запыленность воздуха не более 15 мг/м 3 . Все отверстия, кабельные каналы и прочие углубления долж-ны быть закрыты съемными крышками. Помещения должны быть снабжены фильтрами, предотвращающими попадание пыли, а также иметь хорошее освещение. Предельная допустимая концентрация элегаза в воздухе рабочей зоны - не более 5000 мг/м 3 или 0,08% по объему (ГОСТ 12.1005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны», ТУ 6-02-1249-83 «Элегаз повышенной чисто-ты»).

Безопасность персонала при эксплуатации и ремонте КРУЭ должна соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.007.0-75, ГОСТ 12.2.007.3-75 и ГОСТ 12.2.007.4-75. Меры безопасности при работе с продуктами разложения элегаза, в частности, их регенерация, установлены в РД 16-066-83 «Электрооборудование высокого напряжения. Технические требования к производству и методы контроля для обеспечения каче-ства элегаза».

«Правила техники эксплуатации электротехнических установок по-требителей и правила техники безопасности при эксплуатации устано-вок потребителей» соответствуют РД 34.20.501-96.

Неправильное оперирование коммутационными аппаратами исклю-чается с помощью электрических, механических и газотехнологиче-ских блокировок, не допускающих:

Отключения и включения разъединителя (разъединителей) при включенном выключателе;

Включения заземлителя (заземлителей) при включенном разъединителе и включения разъединителя при включенном заземлителе (включенных заземлителях);

Включения и отключения выключателя при снижении плотности (давления) элегаза в резервуаре выключателя за нижний предел и давления сжатого воздуха в резервуаре привода (в случае пневма-тического или пневмогидравлического привода) вне нижнего и верхнего пределов;

Включения заземлителя сборных шин при на-пряжении на шинах.

Металлические конструкции, служащие основанием КРУ, каждый полюс КРУЭ и все корпуса шкафов имеют площадку для присоедине-ния заземляющего проводника, защищенную от коррозии и заземляю-щий зажим по ГОСТ 21130-75. Оболочки элементов каждого полюса электрически соединяются между собой с тем, чтобы при заземлении концевых заземляющих зажимов полюса обеспечить безопасность обслуживания и фиксированный путь наведенных в оболочках токов. При этом оболочки изолируются от металлического основания.

Оболочки должны соответствовать требованиям «Правил устройст-ва и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением». В оболочках элементов, находящихся под давлением элегаза, должна быть предусмотрена защита от чрезмерного повышения давления, либо материал и прочность оболочек должны быть такими, чтобы не было необходимости в защитных устройствах. Один из способов защиты - деление полюсов на отсеки; при существенном повышении давления в одном из отсеков происходит разрушение дискового изолятора, разде-ляющего отсеки, в результате чего увеличивается объем, занимаемый элегазом, и давление в отсеке снижается. Другой способ защиты - установка на отсеках предохранительных разрывных мембран.

Возникновение внутренней дуги при длительности, не превышаю-щей 0,5 с, не должно вызывать разрывов отсека или оболочки в целом, а при длительности менее 0,1 с - прожига отверстий в оболочке.

При случайном понижении давления элегаза в отсеках от нормиро-ванного до атмосферного изоляция главных цепей 110 и 220 кВ отно-сительно земли должна выдерживать в течение 15 мин напряжение, равное фазному наибольшему рабочему напряжению.

Механический ресурс каждого из встроенных в ячейки коммутаци-онных аппаратов до капитального ремонта - не менее 10 000 циклов ВО для выключателей и 4000 циклов ВО для разъединителей и заземлителей (В - произвольная пауза - О).

Средний срок службы ячеек до первого среднего ремонта - не менее 15 лет, а до списания - не менее 30 лет.

Пример условного обозначения элегазовых ячеек ЯЭГ-Х-ХХ-Х/Х-Х3 УХЛ4:

ЯЭГ - ячейка элегазовая с гидроприводом;

Х - ОУ: три фазы в общем кожухе (может отсутствовать); унифицированный;

Х - 110, 220, 500 номинальное напряжение, кВ;

Х - ячейка, ВО - выключателя обходного, ЛО - линейного с обходной системой сборных шин, Л - линейная; ТН - трансформаторов напряжения, С - секционная, Ш - шиносоединительная;

Х - номинальный ток отключения, кА (кроме ячеек трансформаторов напряжения);

Х - номинальный ток, А;

Х - 1 или 2 (одна или две системы сборных шин);

З - разноименные фазы в ряду;

Пример обозначения линейной ячейки с обходной системой сбор-ных шин на 220 кВ с номинальным током отключения 50 кА и номи-нальным током 2000 А с двумя системами сборных шин с тремя разно-именными фазами в ряду: «ЯЭГ-220ЛО-50/2000-23 УХЛ4».

Нормированные испытательные напряжения аппаратов с элегазовой изоляцией при нормальных атмосферных условиях, т.е. при темпера-туре воздуха 20°С, атмосферном давлении 101300 Па (760 мм рт. ст.) и абсолютной влажности воздуха 11 г/м 3 (относительная влажность 63%) по ГОСТ 1516.1-76 и ГОСТ 20690-75 приведены в табл. 7.2.

Таблица 7.2

Номинальное напряжение, кВ	Испытательное напряжение, кВ
Полный грозовой импульс положительной и отрицательной полярности, максимальное значение 1	Коммутационный импульс положительной и отрицательной полярности, максимальное значение 2	Промышленной частоты, одноминутное действующее 3
ГОСТ	МЭК	относительно земли		относительно земли	между разомкнутыми контактами	относительно земли	между разомкнутыми контактами
				-	-
-				-	-
				-	-

Примечания :

1 Для электромагнитных ТН указанные нормы относятся также и к срезанному грозовому импульсу

2 Указанные напряжения относятся к изоляции в сухом состоянии, а для вводов КРУЭ воздух - элегаз категории размещения 1 - также к изоляции относительно земли под дождем

3 Одного и того же полюса выключателя или разъединителя.

В табл. 7.3 представлены основные параметры ячеек следующих типов: ЯЭО-110, ЯЭГ-220, ЯЭУ-3ЗО, ЯЭУ-500.

Таблица 7.3

Наименование параметра	Значение параметра для типа ячейки
ЯЭО-110	ЯЭГ-220	ЯЭУ-3ЗО	ЯЭУ-500
	110/126	220/252	330/362	500/525
Испытательное напряжение грозового импульса относительно земли, кВ
Номинальная частота тока, Гц	50/60	50/60	50/60	50/60
Параметры сквозного тока короткого замыкания:
ток термической стойкости, кА
ток электродинамической стойкости, кА
номинальная длительность короткого замыкания во внешней цепи, с
Номинальное напряжение постоянного тока цепей управления (ЦУ) и вспомогательных цепей (ВЦ), В
Утечка элегаза из ячейки в год, %

Ячейки КРУЭ типа ЯГК-110 предназначены для приема и распределения электроэнергии в сетях переменного тока номинального напряжения 110 кВ частотой 50 Гц с заземленной ней-тралью. Коэффициент замыкания на землю не более 1,4. Ячейки типа ЯГК-110, отдельные модули, и оригинальные элементы, входящие в состав КРУЭ, предназначе-ны для работы в нормальном и аварийных режимах выполнения коммутационных операций, измерений и защиты.

Ячейки классифицируются по функциональному назначению ячеек, количеству сборных шин.

Структура условного обозначения ЯГК-110 [*] - [*] 3-УХЛ4:

Я - ячейка;

Г - газовая (элегазовая);

К - компактная;

110 - номинальное напряжение, кВ;

[*] - типоисполнение ячеек: (Л - линейная, Ш - шиносоединительная; С - секционная; ТН - трансформаторов напряжения);

[*] - количество сборных шин (1 - одна система шин, 2 - две системы шин);
3 - трехфазная шина;

Ячейка любого типа состоит из трех полюсов, смонтированных на одной общей раме, гидравлического привода выключателя (одного на три полюса), приводов разъединителей и заземлителей (по одному на три полюса), сборных шин (одной или двух в зависимости от типоисполнения ячейки) и одного шкафа аппаратного (ША). В шкафах размещена аппаратура це-пей сигнализации, блокировки, дистанционного трехполюсного электрического управления.

Полюс ячейки, кроме ячейки трансформаторов напряжения, состоит из полюсов коммутационных аппаратов (выключателя, разъединителей, заземлителей), измерительного трансформатора тока, сильфонных компенсато-ров.

Полюс ячейки трансформаторов напряжения состоит из полюсов разъединителей, заземлителей, трансфор-матора напряжения, соединительных секций и сильфонных компенсаторов.

КРУЭ комплектуются вспомогательным оборудованием и приборами, обеспечивающими их нормальное об-служивание. К ним относятся: аппаратура опорожнения, сушки, сжижения, регенерации и заполнения газовых от-секов элегазом, аппаратура обнаружения мест утечки элегаза, устройства регистрации коммутационного (по тре-бованию) и механического ресурсов выключателя.

В КРУЭ предусмотрены электрические блокировки выключателей, разъединителей и заземлителей. На рис. 7.11 представлена мобильная элегазовая подстанция на базе ячейки

ЯГК-110 кВ.

Рис. 7.11. Мобильная высоковольтная элегазовая подстанция на базе ЯГК-110 кВ в термостатированной оболочке:

а - общий вид и габаритные размеры; б - принципиальная схема;

1 - выключатель; 2 - разъединитель; 3 - заземлитель; 4 - трансформатор тока;

5 - трансформатор напряжения; 6 - термостатированная оболочка;

7 - шкаф аппаратный; 8 - гидропривод; 9 - ввод «воздух-элегаз»

Различные элементы ячеек по конструкции, особенностям эксплуатации, монтажу, ремонту газовой схемы мо-гут быть объединены в газовые отсеки, а по условиям транспортировки - в транспортные блоки. Ячейки или их транспортные блоки транспортируются заполненными элегазом, либо азотом, при небольшом избыточном дав-лении.

Технические характеристики КРУЭ типа ЯГК представлены в табл. 7.4 (изготовитель ОАО «Энергомеханический завод», г. Санкт-Петербург).

Таблица 7.4

Наименование параметра	ЯГК-110	ЯЭГ-220	ЯЭУ-330	ЯЭУ-500	ЯЭУ-800
Номинальное напряжение и соответствующее ему наибольшее рабочее напряжение, кВ	110/126	220/252	330/362	500/525
Испытательное напряжение кратковременное (одноминутное) переменное, кВ
Испытательное напряжение полного грозового импульса относительно земли, кВ
Испытательное напряжение коммутационного импульса относительно земли, кВ
Номинальный ток, А сборные шины отводы			3150-8000 2000-4000	3150-6000 2000-4000
Номинальная частота тока, Гц				50/60	50/60
Нижний предел избыточного давления элегаза при температуре 20°С, МПа (кгс/см 2): для выключателя	0,35 (3,5)	0,50 (5,0) 0,70 (7,0)	0,50 (5,0) 0,60 (6,0)	0,62 (6,2)	0,62 (6,2)
для трансформаторов напряжения	0,40 (4,0)	0,39 (3,90)	0,39 (3,90)	0,45 (4,5)	0,40 (4,0)
для других модулей	0,25 (2,5)	0,29 (2,90)	0,29 (2,90)	0,45 (4,5)	0,40 (4,0)
Тип выключателя	ВГ-110	ВГГК-220	ВГК-330	ВГК-500	ВГК-800
Номинальный ток отключения, кА		40/50	40/63
Число разрывов на полюс			1/2
Коммутационный ресурс. Допустимое число операций «О/В» в диапазоне от 60 до 100 % I o, ном и I в, ном	20/10	20/10	20/10 - 15/8	18/9

Окончание табл.7.4

Полное время отключения, с, не более	0,055	0,055	0,055	0,04	0,04
Вид привода	гидравлический
Собственное время отключения, с	0,030	0,030	0,030	0,030	0,017
Собственное время включения, с, не более	0,10
Трансформатор тока
Номинальный первичный ток, А	600-1200-2000	600-1200-2000		1000, 2000, 1500, 3000,	1000, 2000, 1500, 3000, 4000,
Номинальный вторичный ток, А
Количество вторичных обмоток
Вторичная обмотка для измерений	15 -20-30 ВА класс 0,5-0,2-0,2S	30 ВА класс 0,5-0,2-0,2S	30 ВА класс 0,5-0,2	30 ВА класс 0,5-0,2	30 ВА класс 0,5-0,2
Вторичная обмотка для защиты	15 ВА класс 10Р 15-20-30	30 ВА класс 10Р 25-25-26	30 ВА класс 10Р, 21	30 ВА класс 10Р, 21	30 ВА класс 10Р, 21
Утечка элегаза в год, % от массы, не более
Габаритные размеры ячейки, мм ширина глубина высота

Контрольные вопросы

1. Изложите классификацию РУ и требования к их конструкциям.

2. Расскажите об устройстве и областях применения КРУ типа КРУ2-10П, К-47, USN-10, К-59.

3. Назовите элементы отсека выкатной тележки.

4. Для чего предназначены блокировки между разъединителями и выключателями?

5. Какие конструктивные особенности имеют разъединители в КРУ

с выключателями на выкатных тележках?

6. Для чего ячейки КРУ разделены на несколько отсеков?

7. Какие положения может занимать тележка с выключателем в КРУ?

8. Расскажите о достоинствах комплектных РУ.

9. Изложите классификацию ячеек КРУЭ. Назовите области применения КРУЭ.

10. Какие конструктивные особенности имеют КРУЭ?

11. Нарисуйте электрические принципиальные схемы ячеек КРУЭ с одной и с двумя системами сборных шин.

Литература

1. Алиев И.И. Электрические аппараты: справочник / И.И. Алиев, М.Б. Абрамов. - М.: Издат. предприятие РадиоСофт, 2004. - 256 с.

2. Дорошев К.И. Выключатели и измерительные трансформаторы в КРУ 6 - 220 кВ / К.И. Дорошев. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 152 с.

3. Коротков Г.С. Ремонт оборудования и аппаратуры распределительных устройств / Г.С. Коротков, М.Я. Членов. - М.: Высшая школа, 1990. - 270 с.

4. Рожкова Л.Д. Электрооборудование станций и подстанций / Л.Д. Рожкова, В.С. Козулин. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 648 с.

5. Румянцев Д.Е. Современное вакуумное коммутационное электротехническое оборудование электрических сетей и подстанций: учеб. - метод. пособие / Д.Е. Румянцев. - М.: ИПК госслужбы, 2000. - 72 с.

6. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения / под ред. И.А. Баумштейна, С.А. Бажанова. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 768 с.

7. Тарасов А.И. Современное электротехническое элегазовое оборудование: учеб. - метод. пособие / Д.Е. Румянцев, А.И. Тарасов. - М.: ИУЭ ГУУ, ВИПКэнерго, ИПК госслужбы, 2002. - 144 с.

8. Эксплуатация электрических аппаратов / Г.Н. Александров, А.И. Афанасьев, В.В. Борисов и др. - СПб.: Изд-во ПЭИПК, 2000. - 307 с.

9. Электрическая часть станций и подстанций / под ред. А.А. Васильева. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 576 с.

10. Электрическая часть электростанций / под ред. С.В. Усова. - Л.: Энергоатомиздат, 1987. - 616 с.

Различают распределительные устройства внутренние и наружные. В таких устройствах аппараты размещены в зданиях и, следовательно, защищены от атмосферных осадков, ветра, резких изменений температуры, а также от пыли, морской соли, вредных химических реагентов в воздухе. В наружных устройствах аппараты установлены вне зданий и, следовательно, подвержены воздействию атмосферы и содержащихся в воздухе вредных веществ.
Распределительное устройство называют сборным, если большая часть монтажных работ выполняется на месте установки. РУ называют комплектным, если оно изготовлено на специализированном заводе и поставляется к месту установки готовыми частями.
Распределительное устройство любого вида должно отвечать требованиям безопасности, надежности и экономичности.
Безопасность для людей, обслуживающих РУ, обеспечивают многими способами, из которых основными являются следующие:

1. В наружных РУ аппараты и проводники ограждают или устанавливают достаточно высоко, чтобы исключить возможность случайного прикосновения к частям, находящимся под напряжением.
2. Во внутренних РУ аппараты и проводники присоединений разделяют защитными стенами, обеспечивающими возможность безопасного ремонта частей РУ, не нарушая работу соседних частей.
3. Коридоры обслуживания и проезды выбирают достаточной ширины, чтобы обеспечить безопасный транспорт оборудования.
4. Оборудование размещают так, чтобы обеспечить возможность визуальной проверки отключенного положения разъединителей.
5. Предусматривают блокирующие устройства, исключающие возможность неправильных операций с коммутационными аппаратами.
6. В РУ 500 кВ и выше предусматривают особые средства для защиты людей от воздействия электрического поля.
7. Пожарную безопасность обеспечивают применением аппаратов без масла или с минимальным содержанием масла и горючих компаундов; в наружных устройствах с баковыми масляными выключателями предусматривают маслоприемники, заполненные гравием и щебнем с целью воспрепятствовать возгоранию масла; под трансформаторами предусматривают маслоприемники и маслостоки; между трансформаторами предусматривают прочные огнеупорные стены, препятствующие распространению огня.

Надежность РУ зависит от многих условий, из которых важнейшими являются:

1. высокое качество аппаратов;
2. соответствие коммутационной способности выключателей, электродинамической и термической стойкости аппаратов и проводников расчетным токам КЗ;
3. надежная быстродействующая защита сборных шин и присоединений, а также использование других автоматических устройств;
4. эффективная защита от перенапряжений;
5. правильно организованная эксплуатация оборудования.

Экономичность РУ определяется его стоимостью при условии
удовлетворительного решения требований безопасности и надежности. При проектировании внутренних и наружных РУ оценивают варианты, сопоставляя объемы строительных работ, размеры площадей, количество, массу металлических и железобетонных конструкций, проводникового материала и изоляторов, А также сроки сооружения.

Закрытые и открытые распределительные устройства сборного типа

Различают закрытые распределительные устройства (ЗРУ) и открытые распределительные устройства (ОРУ). ЗРУ, как правило, применяются на напряжении до 35 кВ, ОРУ - 35 - 750 кВ.
Характеристики основных типов конструкций ЗРУ.
ЗРУ 6-10 кВ с одной системой шин без реакторов на отходящих линиях широко применяются в промышленных установках и городских сетях. В таких РУ устанавливаются маломасляные или безмасляные выключатели небольших габаритов, что позволяет все оборудование одного присоединения разместить в одной камере. Такие РУ с камерами КСО-266, КСО-366 получили широкое распространение. Однако ремонт выключателей в этих камерах затруднен, поэтому в замен их в настоящее время применят камеры с выключателями на выкатной тележке - КРУ.
ЗРУ 6-10 кВ с двумя системами шин, как правило, сооружаются на ТЭЦ. На подстанциях такая схема встречается крайне редко. Значительные токи к.з. на сборных шинах генераторного напряжения приводит к необходимости увеличения расстояния между фазами, установки секционных и групповых реакторов. Все это усложняет конструкцию РУ.
ЗРУ 35-220 кВ применяются в особых условиях (ограниченность площади, загрязненная атмосфера, суровые климатические условия). Такие ЗРУ дороже ОРУ на тоже напряжение, т.к. стоимость здания значительно больше стоимости металлоконструкций и фундаментов, необходимых для открытой установки аппаратуры. В них применяются только воздушные или маломасляные, а также элегазовые выключатели. Установка баковых масляных выключателей привела бы к значительному увеличению стоимости РУ за счет сооружения специальных камер и маслосборных устройств. Данные ЗРУ бывают одноэтажного исполнения с обходной системой шин и гибкими шинами, а также двухэтажного исполнения с вынесенной наружу обходной системой шин. Для ЗРУ 220 кВ разработана схема с двумя рабочими и обходной системами шин.
Характеристики основных типов конструкций ОРУ.
ОРУ 35-110 кВ со сборными шинами. ОРУ 35 кВ по схеме с одной секционированной системой шин сооружается однопортальным. Все шире применяют ОРУ 35 кВ из блоков заводского изготовления. Также широко распространены схемы двумя рабочими и обходной системами шин (110-500 кВ). Ошиновка применяется как гибкая так и жесткая. Выключатели расположены в один ряд около второй системы шин.
ОРУ 330-500 кВ выполняются как и по вышеуказанной схеме, так и по схеме с полутора выключателями на цепь с трехрядной установкой выключателей. В таких ОРУ применяются подвесные разъединители, которые сокращают размеры ОРУ. В перспективе применение подвесных выключателей.

Комплектные распределительные устройства внутренней и наружной установки

Комплектные распределительные устройства (КРУ) широко распространены при сооружении промышленных и городских подстанций, главных РУ электростанций средней и малой мощности, РУ собственных нужд мощных электростанций.
Камеры и шкафы КРУ изготовляются заводами, электромонтажными организациями и фирмами, что позволяет добиться тщательной сборки всех узлов и обеспечения надежной работы электрооборудования. Камеры и шкафы с полностью собранным и готовым к работе оборудованием поступают на место монтажа, где их устанавливают, соединяют сборные шины на стыках камер и шкафов, подводят силовые и контрольные кабели. 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 (в мировой практике есть конструкции на 220,400 и 500 кВ).
Камеры и шкафы КРУ изготовляют различных серий с различными схемами первичных и вторичных цепей. Наличие шкафов с различными схемами первичных цепей позволяет комплектовать их согласно принятой схемы электрических соединений установки.
КРУ внутренней установки выполняют в виде камер типа КСО (камера стационарная, одностороннего обслуживания) или шкафов типа КРУ. В таких устройствах аппараты размещены в зданиях и, следовательно, защищены от атмосферных осадков, ветра, резких изменений температуры, а также от пыли, морской соли, вредных химических реагентов в воздухе.
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.
Шкафы КРУН имеют уплотнения, обеспечивающие защиту аппаратуры от загрязнения и атмосферных осадков. Так как шкафы не абсолютно герметичны, то КРУН не предназначены для работы в среде с влажностью воздуха более 80 %, опасной в отношении взрыва и пожара, а также в среде с химически активными газами и токопроводящей пылью. КРУН рассчитаны для работы при температурах окружающего воздуха от 40 до +35 С. В некоторых сериях КРУН предусматривается искусственный подогрев воздуха внутри шкафа для создания условий, препятствующих конденсации влаги при резких колебаниях температуры наружного воздуха.
КРУН могут иметь стационарную установку выключателя в шкафу или выкатную тележку с выключателем подобно КРУ внутренней установки. Преимущества выкатного исполнения были отмечены выше.
Шкафы КРУН широко применяются для комплектных трансформаторных подстанций и в открытых РУ электростанций и подстанций. Так же как и КРУ, они разработаны для схемы с одной системой шин.
КРУН может иметь различную конструкцию в зависимости от применяемого оборудования, различные схемы главных и вспомогательных соединений, поэтому при выборе их надо ориентироваться на сетку схем и каталожные данные.

Комплектные трансформаторные подстанции

Комплектные трансформаторные подстанции (КТП) изготовляются на заводах и крупноблочными узлами доставляются на место монтажа. Широкое внедрение КТП позволило индустриализовать и ускорить монтаж подстанций, обеспечить максимальную безопасность при обслуживании, уменьшить габариты подстанций.
Комплектные трансформаторные подстанции 6-10/0,4-0,23 кВ внутренней и наружной установки широко применяются для электроснабжения промышленных предприятий, сельскохозяйственных и коммунальных потребителей. Такие КТП комплектуются силовыми трансформаторами типа ТНЗ с негорючим заполнителем, трансформаторами типа ТМЗ герметичного исполнения с азотной подушкой или обычными масляными трансформаторами ТМ, ТСМА мощностью 30-1000 кВ А. Шкаф высшего напряжения имеет глухой кабельный ввод 6-10 кВ, или выключатель нагрузки с предохранителем, или разъединитель и предохранитель. В шкафах низшего напряжения устанавливаются автоматические выключатели выдвижного исполнения, блоки предохранитель - выключатель, магнитные пускатели с предохранителями.
Размеры КТП меньше размеров обычных подстанций тех же схем и мощностей, что позволяет размещать их близко к центру нагрузки. В КТП коммутационная и защитная аппаратура имеет обычное исполнение.
КТП внутренней установки. КТП напряжением 6-10/0,4-0,23 кВ наиболее широко применяют для непосредственного электроснабжения промышленных объектов и установок. Такие подстанции устанавливают в цехах и других помещениях в непосредственной близости от потребителей, что значительно упрощает и удешевляет распределительную сеть, идущую к токоприемникам, и дает возможность выполнять ее совершенными (в конструктивном отношении) магистральными (ШМА) и распределительными (ШРА) шинопровод ами.
Для безопасности эксплуатации на КТП применяют трансформаторы с сухой изоляцией с баком повышенной прочности.
Комплектные цеховые ТП выполняют напряжением 6-10/0,4. 0.23 кВ с трансформаторами до 2500 кВ А. На сравнительно небольшой площади, занимаемой КТП, размещают силовой трансформатор, коммутационную защитную и измерительную аппаратуру и при необходимости секционный автомат для присоединения второго комплекта двухтрансформаторной КТП. В КТП на стороне высшего напряжения применяют предохранители ПК и выключатели ВНП, на стороне низшего напряжения - предохранители ПН-2 или автоматические выключатели АВМ.
На рис. 1 приведена КТП для внутренней установки с трансформатором мощностью до 1 MB-А, с баком повышенной прочности без расширителя. На стороне высшего напряжения имеется шкаф, в котором установлены выключатель нагрузки с предохранителями. В шкафу предусмотрено место для подключения двух кабелей. Питание шин РУ низшего напряжения осуществляется через секционный автоматический выключатель АВМ-20.



Рис. 1. КТП внутренней установки с трансформатором мощностью 1000 кВА и напряжением 6-10/0,4-0,23 кВ
КТП внутренней установки состоят их трех основных элементов: вводного устройства (6 или 10 кВ), силового трансформатора и распределительного устройства (0,4 кВ).
Вводное устройство высокого напряжения типа ВВ-1 представляет собой металлический шкаф, укрепленный на баке силового трансформатора; вводное устройство типа ВВ-2 - закрытый шкаф со встроенными в него выключателем нагрузки типа ВНП-17 и с предохранителями типа ПК. Выключатель нагрузки предназначен для отключения трансформатора со стороны высшего напряжения при холостом ходе или при номинальной нагрузке. При коротком замыкании трансформатор отключается предохранителем. Для отключения одной из линий в шкафу типа ВВ-2 имеются съемные шинные накладки. Разделка высоковольтного кабеля предусмотрена сухая.
Силовой трансформатор типа ТМЗ имеет естественное масляное охлаждение и герметичный бак повышенной прочности (рассчитан на давление 80 кПа и вакуум 40 кПа с азотной подушкой). Напряжение регулируется при отключенном от сети трансформаторе.
Трансформаторы снабжают электроконтактными мановакуум- метрами для контроля внутреннего давления. Повышение давления, вызванного бурным газообразованием при внутренних повреждениях, контролируется реле давления.
Трансформаторы снабжают также термосигнализаторами для измерения температуры верхних слоев масла. Уровень масла в баке контролируется маслоуказателем.
Распределительное устройство состоит из набора металлических шкафов с вмонтированной аппаратурой, ошиновкой и проводами. Защитно-коммутационной аппаратурой КТП являются автоматические воздушные выключатели серии АВМ-4, АВМ-10 выдвижного исполнения, которые расположены в закрытых шкафах, управляются ручками или ключами, расположенными на дверцах шкафов. Измерительные приборы и реле размещены в отсеках приборов и на дверцах шкафов. При двухрядном расположении КТП ряды соединяют шинным мостом, который состоит из металлического короба с соединительными шинами и проводами.
КТП наружной установки. КТПН выполняются для различных напряжений и предназначаются для электроснабжения строительных объектов промышленных предприятий и отдельных районов. КТПН рассчитаны для установки на открытом воздухе, но не предназначены для работы в атмосфере с токопроводящей пылью, химически активными газами и испарениями.
На подстанциях энергосистем применяются КТП наружной установки с высшим напряжением 35 и 110 кВ.
Со стороны высшего напряжения в КТП могут устанавливаться силовые предохранители типа ПВТ или короткозамыкатели и отделители. На двухтрансформаторных КТП может предусматриваться схема мостика с отделителями или выключателями (для КТП 35 кВ). Со стороны 6-10 кВ применяются КРУН.
Широкое применение (для электрификации сельского хозяйства) находят КТП с предохранителями ПВТ. Все узлы ОРУ 11- кВ и КРУН 6-10 кВ изготовляются на заводе, в поставку завода не входит лишь силовой трансформатор. Выхлопной предохранитель устанавливается на приемном портале открытым концом трубки вниз. Площадка под предохранителем ограждена, так как при срабатывании его выбрасываются гибкая связь, расплавленный металл и пламя. Применение ПВТ обеспечивает быстрое отключение поврежденного участка при КЗ в трансформаторе. Стоимость КТП с ПВТ невелика, конструкция проста и удобна в обслуживании. Недостатками КТП являются: недостаточная чувствительность ПВТ к перегрузкам и относительно небольшим токам повреждения в трансформаторе, возможность их неселективного срабатывания из-за разброса характеристик предохранителей, а также возможность возникновения неполнофазного режима работы при перегорании вставки предохранителя одной фазы.