Открытые распределительные устройства - эксплуатация распределительных устройств. Распределительные устройства

Распределительное устройство (РУ) - это электроустановка, предназначенная для приема и распределения электрической энергии, содержащая электрические аппараты, шины и вспомогательные устройства. Электрические станции, понижающие и повышающие подстанции, обычно имеют, несколько распределительных устройств разных напряжений (РУ ВН, РУ СН, РУ НН).

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Открытое распределительное устройство (ОРУ) – это распределительное устройство, расположенное на открытом воздухе. Как правило, РУ в электроустановках напряжением 35 и выше сооружают открытыми. Широко распространены также простейшие открытые подстанции небольшой мощности с первичным напряжением 10(6)-35 кВ для электрификации сельскохозяйственных и загородных районов, промышленных поселков и небольших городов.

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

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

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

ОРУ должно быть ограждено.

Преимущества ОРУ по сравнению с ЗРУ

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

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

3) меньшие капитальные затраты;

4) меньшие сроки сооружения;

5) хорошая обозреваемость;

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

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

Недостатки ОРУ по сравнению с ЗРУ

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

2) большая площадь сооружения;

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

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

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

1. Требования к конструкциям ОРУ. . . . . . .

2. Основные факторы, определяющие конструкцию ОРУ. . . .

3. Закрытые распределительные устройства. . . . .

4. Комплектные распределительные устройства. . . . .

5. Источники тока на подстанциях. . . . . . .

6. Типы трансформаторов и их параметры. . . . .

7. Схема управления выключателем с пружинным приводом. . .

8. Дистанционное управление выключателями. . . . .

9. Ключи управления. . . . . . . . .

1. Требования к конструкциям ору

Распределительное устройство, расположенное на открытом воздухе, называется открытым распределительным устройством. Как правило, РУ напряжением 35 кВ и выше сооружаются открытыми.

Так же как ЗРУ, открытые РУ должны обеспечить надежность работы, безопасность и удобство обслуживания при минимальных затратах на сооружение, возможность расширения, максимальное применение крупноблочных узлов заводского изготовления.

Расстояние между токоведущими частями и от них до различных элементов ОРУ должно выбираться в соответствии с требованиями ПУЭ .

Все аппараты ОРУ обычно располагаются на невысоких основа­ниях (металлических или железобетонных). По территории ОРУ предусматриваются проезды для возможности механизации монтажа и ремонта оборудования. Шины могут быть гибкими из многопрово­лочных проводов или из жестких труб. Первые крепятся с помощью подвесных изоляторов на порталах, а вторые - с помощью опорных изоляторов на железобетонных или металлических стойках.

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

Под силовыми трансформаторами, масляными реакторами и ба­ковыми выключателями ПОкВ и выше укладывается слой гравия толщиной не менее 25 см и предусматривается сток масла в ава­рийных случаях в систему отвода ливневых вод. Кабели оперативных цепей, цепей управления, релейной защиты, автоматики и воздухо­проводы прокладываются в лотках из железобетонных конструкций без заглубления их в почву или в металлических лотках, подвешен­ных к конструкциям ОРУ.

Открытое РУ должно быть ограждено.

Открытые РУ имеют следующие преимущества перед закрытыми:

меньше объем строительных работ, так как необходимы лишь подготовка площадки, устройство дорог, сооружение фундаментов и установка опор, в связи с этим уменьшаются время сооружения и стоимость ОРУ;

легче выполняются расширение и реконструкция;

все аппараты доступны для наблюдения.

В то же время открытые РУ менее удобны в обслуживании при низких температурах и в ненастье, занимают значительно большую площадь, чем ЗРУ, а аппараты на ОРУ подвержены запылению, загрязнению и колебаниям температуры.

Конструкции ОРУ разнообразны и зависят от схемы электри­ческих соединений, от типов выключателей, разъединителей и их взаимного расположения. Ниже рассмотрены примеры выполнения ОРУ разных напряжений.

Конструкции ОРУ 35-110 кВ со сборными шинами.

Открытое РУ 35 кВ по схеме с одной секционированной системой шин сооружается однопортальным. Металлические стой- ки, расположенные через 4,6 м, соединены швеллерами и уголками и образуют жесткую конструкцию, на которой в нижней части уста­новлены выключатели и трансформаторы тока, а в верхней части - разъединители и сборные шины. Между линейным и шинным разъеди­нителями есть сетчатое ограждение для обеспечения безопасности при подъеме на опору со стороны линии (или трансформатора) во время ремонтов. Приводы разъединителей монтируются на основ­ных металлических стойках. Вдоль многопролетного портала проходит лоток для контрольных кабелей. Такое ОРУ достаточно компактно, но не вполне удобно в эксплуатации из-за высокого расположения разъединителей.

Все шире применяется ОРУ 35 кВ из блоков, заводского изго­товления. В таком ОРУ все оборудование смонтировано на заводе и готовыми блоками (типов Б-1 и Б-2) поставляется для монтажа. Сборные шины, к которым присоединяются блоки, могут быть гибкими или жесткими. Разъединители в, блоках расположены на небольшой высоте, что облегчает их ремонт. Для безопасности при обслуживании блоки имеют сетчатое ограждение. Блок Б-1 - это металлическая конструкция, на которой смонтированы выклю­чатель С-35-630, шинный и линейный разъединители РЛНД-35. Привод выключателя установлен в шкафу, закрепленном на той же металлической конструкции. Выключатель и разъединители сблоки­рованы между собой для предотвращения неправильных операций. Аппараты релейной защиты, автоматики, измерения и сигнализации размещаются в релейном шкафу рядом со шкафом привода. Блок Б-2 также состоит из металлической конструкции, на которой смонтированы трансформаторы напряжения ЗНОМ-35, предохранители ПКТН-35, вентильные разрядники РВС-35 и разъединители РЛНД-2-35 с двумя заземляющими ножами. На конструкции крепится релейный шкаф наружной установки. Вся регулировка и наладка оборудования в пределах блока осуществлены на заводе, что значительно облегчает монтаж и включение подстанции в работу

Электрические машины и трансформаторы, установленные на электростанциях и подстанциях, линии электрических сетей нуждаются в управлении и защите от повреждений и анормальных режимов. Для этого необходимы коммутационные аппараты, измерительные трансформаторы, токоограничивающие реакторы, разрядники и другое электрическое оборудование первичных (силовых) цепей. Необходимы также аппараты управления, контроля, измерений, релейной защиты и автоматики, образующие вторичные цепи электрической установки. Перечисленные элементы электрического оборудования первичных и вторичных цепей вместе с вспомогательными устройствами и строительной частью образуют распределительное устройство (РУ) станции или подстанции.

Различают внутренние и наружные РУ с электрическим оборудованием, размещенным в зданиях и вне зданий. В последнем случае оно должно быть приспособлено для работы при температуре воздуха, изменяющейся в широких пределах, под дождем и снегом, при ветре и гололеде.

На станциях имеются РУ нескольких ступеней номинального напряжения, связанные через силовые трансформаторы или автотрансформаторы. Каждое РУ. как правило, содержит сборные шины (трехфазную систему проводников) и ряд присоединений или ответвлений от сборных шин с соответствующим оборудованием. В зависимости от назначения электроустановки, номинального напряжения, числа и мощности присоединений РУ может быть выполнено с одной или двумя системами сборных шин; с одним или двумя выключателями в каждом присоединении и другими особенностями, определяющими эксплуатационные свойства РУ и его стоимость.

Наглядное представление о РУ или установке в целом дает электрическая схема - графическое изображение электроустановки с помощью условных символов в соответствии с действительным составом электрического оборудования и порядком электрических соединений. Степень детализации схемы может быть различной. В дальнейшем широко используются однолинейные схемы, в которых указаны элементы оборудования и проводники одной фазы. Приборы, аппараты управления и релейной защиты, а в ряде случаев измерительные трансформаторы в таких схемах опускают.

Рис.1. Однолинейная схема электростанции средней мощности с РУ 10 и 110 кВ:
G - генератор; Т - трансформатор; Q - выключатель;
QB - выключатель секционный; QS - разъединитель;
LR - токоограничивающий реактор; F - разрядник;
W - линия электропередачи

В качестве примера на рис.1 приведена однолинейная схема станции средней мощности с РУ 10 и 110 кВ. Чтобы не усложнять схемы, для обоих РУ условно приняты одиночные системы сборных шин. К сборным шинам 10 кВ присоединены два генератора G1 и G2, два главных трансформатора Т1 и Т2, два понижающих трансформатора собственных нужд станции Т3 и Т4 и четыре линии местной распределительной сети с токоограничивающими реакторами LR. К сборным шинам 110 кВ присоединены два главных трансформатора и две линии W, связывающие станцию с системой.

Страница 5 из 12

Распределительное устройство, расположенное на открытом воздухе, называется открытым распределительным устройством (ОРУ). Как правило, РУ напряжением 35 кВ и выше сооружаются открытыми.
Открытые РУ, так же как и другие распределительные устройства, должны обеспечивать надежность работы, безопасность и удобство обслуживания, возможность расширения, максимальное применение крупноблочных узлов заводского изготовления.
ОРУ перед закрытыми имеют следующие преимущества: меньше объем строительных работ, так как необходимы лишь подготовка площадки, устройство дорог, сооружение фундаментов и установка опор, в связи с этим уменьшаются время сооружения и стоимость ОРУ, проще выполняются расширение и реконструкция; все аппараты доступны для наблюдения.
В то же время ОРУ менее удобны в обслуживании при низких температурах и в ненастье, занимают значительную площадь, аппараты на ОРУ подвержены запылению, загрязнению и колебаниям температуры.
Компоновка и конструкция ОРУ разрабатываются для принятого номинального напряжения, схемы электрических соединений, количества присоединяемых линий, трансформаторов и автотрансформаторов, выбранных параметров и типов высоковольтной коммутационной и Измерительной аппаратуры (выключатели, разъединители, трансформаторы тока и напряжения) и ошиновки. При этом должны учитываться местные условия размещения площадки, отведенной для ОРУ: рельеф, грунты, размеры площадки, Направления выводимых линий, примыкание железнодорожных путей и автомобильных дорог. Должны быть учтены также климатические условия. В соответствии с местными условиями и генпланом электростанции (или подстанции) ОРУ принимается с однорядным, двухрядным или трехрядным расположением выключателей, с расположением этих рядов параллельно или перпендикулярно рядам силовых трансформаторов или главного корпуса электростанции. Собственно ОРУ может выполняться широким, то коротким или узким, то длинным. ОРУ может быть выполнено с гибкой, жесткой и смешанной (и гибкой, и жесткой) ошиновкой, что отразится на конструкциях для установки (подвески) этой ошиновки и на размерах этих конструкций - пролетах порталов, высоте колонн, их количестве и массе, количестве опорных и подвесных изоляторов.
Каждое решение имеет свои достоинства и недостатки, поэтому для данных местных условий необходимо выбрать наиболее целесообразное решение, обеспечивающее надежность, удобство в эксплуатации и экономичность.
Размеры каждой ячейки ОРУ определяются типами коммутационного оборудования и их габаритами, принятыми изоляционными промежутками (расстояние между фазами и от фаз до заземленных конструкций) и расстояниями, допустимыми по условиям безопасного для персонала прохода вблизи оборудования, находящегося под напряжением, или длительного пребывания вблизи оборудования при проведении ремонтных работ.

Для определения размеров конструкции ОРУ значение имеет решение следующих вопросов:

1. допустимость прохождения над ремонтируемыми выключателями гибкой ошиновки, находящейся в работе (под напряжением) какой-либо линии или трансформатора;
2. высота стульев под оборудование. На основании замеров напряженности поля показано, что стулья под аппараты в ОРУ 500- 750 кВ должны быть высотой не 4 м (в США и Канаде применяют стулья высотой 5-5,5 м, что обеспечивает лучшие условия для персонала и для подъезда монтажно-ремонтных механизмов к оборудованию ОРУ);
3. тип ошиновки для сборных шин и перемычек между коммутационной аппаратурой, установленной на ОРУ - гибкой или жесткой. Для ОРУ 35 кВ и блочных ОРУ 110 кВ применяются жесткая трубчатая алюминиевая ошиновка. За рубежом жесткая ошиновка используется шире; применяются трубчатые самонесущие конструкции; трубчатые, подвешенные на тросах; токоведущие пространственные самонесущие конструкции. Жесткая ошиновка ОРУ позволяет применять более низкие порталы для подвески верхних ярусов гибкой ошиновки и устанавливать относительно невысокие опоры для сборных шин, что облегчает условия наблюдения за ними и увеличивает безопасность и удобство ремонтных работ. Применение жесткой ошиновки позволяет перенести на завод изготовление ряда узлов ОРУ и тем самым ускорить его сооружение;
4. типы электрооборудования (разъединители опорные, подвесные; выключатели - масляные, воздушные, элегазовые, вакуумные; измерительные трансформаторы тока и напряжения);
5. размещение подъездных дорог и монтажно-ремонтных механизмов при монтаже и ремонтах выключателей;
6. способ укладки больших потоков кабелей (подземные туннели, наземные короба).

Конструкции ОРУ разнообразны и зависят от схемы электрических соединений, от типов выключателей, разъединителей и их взаимного расположения.
ОРУ 35 кВ по схеме с одной секционированной системой шин сооружается из блоков заводского изготовления. В таком ОРУ все оборудование смонтировано на заводе и готовыми блоками поставляется для монтажа. Сборные шины, к которым присоединяются блоки, могут быть гибкими или жесткими. Разъединители в блоках расположены на небольшой высоте, что облегчает их ремонт. Для безопасности обслуживания блоки имеют сетчатое ограждение.
обходной системами шин применяется типовая компоновка ОРУ 110- 220 кВ. В принятой компоновке все выключатели размещаются в один рад около второй системы шин, что облегчает их обслуживание. Такие ОРУ называются однорядными в отличие от других компоновок, в которых выключатели линии расположены в одном ряду, а выключатели трансформаторов - другом. Ошиновка ОРУ выполняется гибким сталеалюминиевым проводом. Линейные и шинные порталы, все опоры под аппаратами - стандартные, железобетонные.
Большое количество портальных конструкций в типовом ОРУ вызывает необходимость выполнения работ на высоте, затрудняет и удорожает монтаж. Если сборные шины выполнить жесткими, то шинных порталов не требуется, а монтаж облегчается. Имеется конструкция ОРУ 110 кВ по схеме четырехугольника. Расположение токоведущих частей разъединителей, выключателей и другой аппаратуры на площадке принято таким, чтобы при расширении распределительного устройства можно было перейти к схеме с одной или двумя рабочими системами шин и обходной системой.
В конструкции ОРУ 330 кВ по схеме 3/2 широко применяется компоновка с трехрядной установкой выключателей При этом необходимо сооружение дорог вдоль трех рядов выключателей, что значительно увеличивает длину ячеек.
В ОРУ 500кВ по такой же компоновке настолько возрастают общие размеры ОРУ, что его трудно разместить на площадке электростанции. Для уменьшения размеров возможно применение других компоновок, например с шахматным расположением выключателей в два ряда. Возможен отказ oт сооружения трех дорог вдоль трех рядов выключателей, если высоту стульев под оборудование принять 4 м (и более), что обеспечивает проезд ремонтно-монтажных механизмов и подготовку их к работе без снятия напряжения на соседних шинах.
Существенно сокращаются ширина ОРУ, количество ветвей изоляции, длина ошиновки, расход железобетона на сваи при использовании в ОРУ 500 кВ подвесных разъединителей.
Разработана конструкция ОРУ с продольным расположением выключателей (параллельно сборным шинам) для схем четырехугольника, трансформатор - шины с присоединением линий через два и полтора выключателя и схемы 3/2. В этом случае над выключателем отсутствует ошиновка, вдоль выключателей между полюсами проходит дорога и не требуется специальных заездов к аппаратам.
Для ОРУ 750 кВ по схеме 3/2 наиболее прогрессивной является компоновка с однорядным расположением выключателей, подвесными разъединителями и ограничителями перенапряжений ОПНИ-750.

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.