Закрытые распределительные устройства (ЗРУ)

Изучение компоновок высоковольтных распределительных устройств зарытого типа

Методические указания

по выполнению лабораторной работы № 1

Дисциплина – «Электрооборудование источников энергии,

электрических сетей и промышленных предприятий»

Направление подготовки – 140400.62 «Электротехника

и электроэнергетика»

Орёл 2013

Автор: доктор технических наук, профессор А.Н. Качанов

Рецензент: доктор технических наук, профессор В.И. Загрядцкий

Методическое указание содержит программу выполнения лабораторной работы «Изучение компоновок высоковольтных распределительных устройств зарытого типа», описание комплектующего оборудования ЗРУ и контрольные вопросы. Указания предназначены для студентов очной формы обучения направления подготовки бакалавров 140400.62 «Электротехника и электроэнергетика» по дисциплине «Электрооборудование источников энергии, электрических сетей и промышленных предприятий». (Продолжительность лабораторного занятия 4 часа. Домашняя работа – 2 часа)

Редактор Коренков Д.А.

Технический редактор Коренков Д.А.

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Государственный университет - учебно-научно-

производственный комплекс»

Подписано к печати. Формат 60x84 1/16.

Печать офсетная. Уч. изд. л. ____. Усл. печ. л. ____. Тираж 50 экз.

Заказ № ________

Отпечатано с готового оригинал-макета

на полиграфической базе ФБГОУ ВПО «Госуниверситет - УНПК»,

302030, г. Орел, ул. Московская, 65.

Лабораторная работа № 1

Изучение компоновок высоковольтных распределительных устройств зарытого типа

1. Цель работы: изучение компоновок и комплектующего оборудования высоковольтных распределительных устройств закрытого типа.

2. Общие теоретические сведения

Распределительное устройство является сооружением, оборудованным электрическими аппаратами и необходимыми вспомогательными устройствами и предназначенным для приема и распределения электроэнергии. Электрические станции и понижающие подстанции обычно имеют несколько распределительных устройств разных напряжений.

По конструктивному выполнению подразделяют распределительные устройства на закрытые (ЗРУ), в которых все электрооборудование размещено внутри здания, и открытые (ОРУ), в которых все электрооборудование расположено на открытом воздухе. Первые сооружают в установках напряжением до 20 кВ включительно, а вторые строят в установках с напряжением 35 кВ и выше. Широко распространены также простейшие ОРУ небольшой мощности с первичным напряжением 6–35 кВ для электрификации сельскохозяйственных и загородных районов, промышленных поселков и небольших городов.

Распределительные устройства должны отвечать следующим наиболее важным требованиям: надежность работы, удобство и безопасность обслуживания, пожарная безопасность и экономичность эксплуатации.

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

При проектировании РУ стремятся укомплектовать их укрупненными строительными конструкциями и электротехническим оборудованием. В последующем это дает возможность значительно сократить сроки строительных, а также ремонтно-восстановительных работ.

Применяемые в настоящее время распределительные устройства можно подразделить на сборные и комплектные.

Сборные распределительные устройства выполняют из отдельных элементов и узлов (шкафы, панели и т. п.), изготовленных и укомплектованных на заводах или в мастерских.

Комплектные распределительные устройства полностью изготовляют на заводах; на месте их установки укрупненные элементы лишь монтируют.

Закрытые распределительные устройства (ЗРУ)

Простейшим закрытым распределительным устройством является распределительный щит, применяемый при напряжении до 1000 В. В качестве отключающих аппаратов на распределительных щитах устанавливают рубильники, плавкие предохранители, автоматы и контакторы.

Распределительные щиты комплектуют из необходимого числа панелей, представляющих собой металлический корпус (каркас с лицевой панелью) со смонтированными на нем электрическими аппаратами и приборами, шинами на изоляторах и проводами вторичных цепей (рис. 1). Корпус (каркас) панелей выполняют из гнутых профилей и – уголковых, корытообразных или изготовленных из листовой стали толщиной 2–3 мм; из такой же стали изготовляют и лицевые панели. Панели соединяют между собой в щиты с помощью болтов.

В последнее время получили применение более простые и дешевые бескаркасные распределительные щиты с штампованными панелями специальной формы.

Различают прислонные и свободно стоящие распределительные щиты. Прислонные щиты устанавливают непосредственно у стен. На их лицевых панелях имеются дверцы или съемные части, расположенные внизу, в середине и вверху, позволяющие обслуживать все аппараты панелей с лицевой стороны щита (рис.1). Перед лицевой стороной щита предусматривают проход ≥ 0,8 м.

Рис. 1. Панель распределительного щита одностороннего обслуживания и его схемы.

1 –3 – нижняя, средняя и верхняя панели; 4 – блок предохранитель –выключатель; 6 – шины сборные; 7– изолятор; 8 – патрон предохранителя; 9 – рукоятка блока предохранитель-выключатель; 10 – трансформатор тока; 11 – шина нулевая; 12 – разделка кабельная; 13 – дверца блока.

Панели свободно стоящего щита устанавливают вдоль стены на расстоянии ≥ 0,8 м, необходимом для обслуживания щита.

В установках напряжением выше 1000 В сооружают специальные распределительные устройства, в которых все аппараты и токоведущие части высокого напряжения размещают в отдельном помещении, построенном с учетом требований надежности работы и безопасности обслуживания.

Конструктивное выполнение этих РУ зависит от наличия или отсутствия линейных реакторов в схеме и ряда других особенностей.

РУ линейных реакторов обычно выполняют одноэтажными и оборудуют различного рода комплектными камерами и шкафами, поставляемыми на место их установки с полностью смонтированными аппаратами, ошиновкой и проводами вторичных цепей. Необходимые аппараты и приборы размещают внутри камер шкафов. На месте установки камер или шкафов в них монтируют лишь сборные шины и выполняют соединения ответвлений, а в помещении РУ прокладывают контрольные и силовые кабели. Для удобного и соответствующего принятой схеме комплектования РУ, камеры и шкафы изготовляют с различными схемами первичной цепи, что отмечается соответствующим типом камеры или шкафа. В отечественных одноэтажных электроустановках большое применение получили стационарные камеры типа КСО (камера комплектная, стационарная, одна система сборных шин, одностороннее обслуживание), изготовляемые на заводах или в монтажных мастерских непосредственно на строительстве. На рис. 2 показаны разрезы и план одноэтажного распределительного устройства напряжением 6–10 кВ с одной системой сборных шин, выполненного подобными камерами. Там же приведены поясняющие схемы отдельных цепей и схемы заполнения всех камер (ячеек) распределительного устройства. Расположение камер двухрядное с центральным коридором управления.

Каркас камеры типа КСО изготовляют из угловой или гнутой листовой стали (толщиной 2–З мм). Камера имеет три отсека — верхний I, средний II и нижний III, разделенные листовой сталью или асбоцементными плитами 1 и 2. В верхнем отсеке расположены сборные шины 9 и шинный разъединитель 7, в среднем – масляный выключатель 3 (малообъемный) и трансформаторы тока 5, а в нижнем — линейный разъединитель 8 и кабельная разделка 6. Перегородки 1 и 2 ограничивают распространение электрической дуги, возникающей при неправильных операциях с разъединителями или при повреждении оборудования, а также обеспечивают безопасность ремонта выключателя в камере.

Линия

Для предохранения обслуживающего персонала от случайных прикосновений к токоведущим частям камера со стороны фасада частично ограждена

стальной сеткой 14 и частично стальным листом 13. На последнем установлены приводы 10 разъединителей и привод 4 выключателя (разрез по А–А).

Высота ограждения принимается не менее 1,7 м.

Рукоятки рычажных и червячных приводов устанавливают высоте 65–150 см от пола до оси рукоятки. Ручные рычажные приводы выключателей (типа ПРБА) устанавливают так, чтобы расстояние от оси вращения рукоятки до пола равнялось примерно 100 см, (не менее 85 и не более 140 см; рис. 2, а, поперечный разрез), а приводы типа ПС-10 и ПС-11 – чтобы расстояние от середины привода до пола было 75–120 см.

Рис. 2. Разрезы (а), план (б) и схема заполнения (в) ЗРУ 6–10 кВ с одной системой сборных шин с комплектными стационарными камерами.

В целях большей надежности работы распределительного устройства и безопасности его обслуживания смежные камеры отделяют друг от друга асбоцементными плитами толщиной 8–20 мм или стальными листами.

Двустороннее расположение камер применяют при большом их числе в целях уменьшения длины здания и упрощения эксплуатации распределительного устройства. Одностороннее расположение применяют только при небольшом числе камер.

Центральный коридор в рассматриваемом распределительном устройстве служит для обслуживания оборудования и управления отключающими аппаратами. Отметим, что коридоры, используемые только для обслуживания оборудования камер, называют коридорами обслуживания. Коридоры, в которых размещены приводы выключателей или разъединителей или тех и других, называют коридорами управления.

Здания распределительных устройств, подобных представленному на рис. 2, обычно выполняют зального типа, без каких-либо внутренних перегородок.

В рассматриваемой конструкции распределительного устройства силовые кабели выведены наружу через канал в средней его части и частично (см. схему заполнения) через стены здания с помощью труб. Для прокладки контрольных кабелей с правой и с левой стороны коридора управления предусмотрены небольшие каналы.

Все каналы сверху прикрыты железобетонными плитами или стальными листами. Трансформатор напряжения 11 (камера на разрезе справа) подключен к сборным шинам через разъединитель 12 и плавкие предохранители типа ПКТ. Последние для удобства обслуживания устанавливают обычно на высоте 80–180 см от уровня пола до середины патрона.

Шаг ячейки (ширина камеры) составляет 1,2 м (см. разрез А—А и план). Схема заполнения условно показывает контуры здания распределительного устройства, его камер и места располагаемых в них аппаратов и токоведущих частей. Схему выполняют без масштаба, поэтому она не отражает размеров здания, камер и не заменяет конструктивных чертежей РУ.

Однако схема заполнения облегчает понимание последних и составление спецификации на электрооборудование установки. Обычно схему, заполнения составляют одновременно с разработкой конструктивных чертежей установки. На схемах заполнения в целях более удобного пользования ими делают необходимые поясняющие надписи, указывающие места расположения аппаратов установки.

Приведенная на рис. 2 схема заполнения составлена применительно к распределительному пункту или понижающей подстанции промышленного предприятия. Распределительное устройство двухрядное; сборные шины обеих половин устройства в одном из его торцов соединены между собой. Аналогичные комплектные стационарные камеры могут быть выполнены и при двух системах сборных шин, однако применяют их редко.

ЗРУ, подобные рассмотренному выше, широко выполняют также с использованием комплектных шкафов, о которых указывалось выше. Шкафы таких устройств изготовляют только на заводах; их с полностью смонтированной аппаратурой и ошиновкой доставляют на место сооружения распределительного, устройства, где и комплектуют согласно электрической схеме последнего. Опыт эксплуатации распределительных устройств с комплектными шкафами показал, что они обладают высокой надежностью в работе, безопасны в обслуживании, а их аппараты и токоведущие части незначительно подвержены загрязнению и запылению. Применение комплектных шкафов упрощает и ускоряет проектирование и сооружение электроустановки, уменьшает объем здания, упрощает строительные работы и облегчает расширение и реконструкцию установки. Общие годовые расходы по эксплуатации таких распределительных устройств, меньше, чем, например, распределительных устройств сборной конструкции. Благодаря своим значительным преимуществам комплектные распределительные устройства в настоящее время получили очень широкое внедрение.

Особенностью комплектных шкафов типа КРУ является выполнение их с выключателями на выдвижных тележках и с штепсельными разъединителями (с втычными контактами). На рис. 3 приведены эскизы шкафа комплектного распределительного устройства внутренней установки с выключателем типа ВМП-10.

Рис. 3. Шкаф комплектного распределительного устройства 10 кВ с одной системой сборных шин с выдвижным выключателем типа ВМП-10.

Ниже приведены примеры выполнения ячеек КРУ, выпускаемых предприятиями электротехнической промышленности России.

Рис. 4 Камеры сборные одностороннего обслуживания серии КСО-310

Камеры сборные одностороннего обслуживания серии КСО-310 (Рис. 4) предназначаются для комплектации распределительных устройств трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с нейтралью, заземленной через дугогасительный реактор или изолированной. Разработаны сборные камеры одностороннего обслуживания серии КСО-310 были в 2011-м году компанией «НПФ Техэнергокомплекс».

Так, ячейки КСО-310 имеют существенно меньшие габариты, благодаря чему могут использоваться для модернизации и расширения. Сегодня ячейки КСО-310 применяют в распределительных устройствах трансформаторных подстанций, в том числе и в комплектных трансформаторных подстанциях в сельском хозяйстве, промышленности, строительстве, нефтегазоперерабатывающей отрасли, железнодорожном транспорте.

Рис. 5 Ячейки СО-298

Камеры сборные одностороннего обслуживания серии КСО-298 (Рис. 5) предназначаются для комплектации распределительных устройств трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с нейтралью, заземленной через дугогасительный реактор или изолированной. Разработаны сборные камеры одностороннего обслуживания серии КСО-298 были в 1998-м году компанией «НПФ Техэнергокомплекс».

Тогда первостепенной целью являлась замена камер серий 2УМЗ, КСО-285, КСО-272. Так, ячейки КСО-298 имеют существенно меньшие габариты, благодаря чему могут использоваться для модернизации и расширения. Сегодня ячейки КСО-298 применяют в распределительных устройствах трансформаторных подстанций, в том числе и в комплектных трансформаторных подстанциях в сельском хозяйстве, промышленности, строительстве, нефтегазоперерабатывающей отрасли, железнодорожном транспорте.

Порядок выполнения работы

- Изучить теоретическую часть.

- Зарисовать компоновки ЗРУ.

- Расставить расстояния между основным оборудование.

- Составить таблицы перечня основного оборудования для ЗРУ.

Дата добавления: 2021-04-15; просмотров: 900; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!