Цялостно разпределително устройство - Проект на подстанция 110
При номинално напрежение 6-35 kV масата и размерите на устройствата, използвани за разпределяне на електроенергия между потребителите, са сравнително малки. Това ви позволява да произвеждате разпределителни уредби (RU) или техните отделни елементи (клетки) изцяло във фабриката. Разпределителните уредби, произведени в пълни блокове за монтаж на място, се наричат пълни разпределителни уредби (KRU).
Приетата класификация на разпределителните уредби предвижда разделянето им на устройства за вътрешна и външна инсталация, както и по редица други характеристики, включително климатични условия на работа, дизайн, тип комутационно устройство, условия на обслужване.
Съставът на клетките KRU може да бъде различен. В зависимост от основния елемент има клетки с превключватели, с напреженови трансформатори, с кабелни или въздуховоди и др. Броят на вариантите за всеки от посочените видове клетки може да достигне 8-10. Например, клетките с прекъсвач за високо напрежение могат да се различават по вида на прекъсвача, наличието или отсъствието на токови трансформатори, заземяващ разединител, завършване на кабела, посоката на изхода на товара и т.н. По този начин домашните комутационни уредби от серията KRU-2-10 с клас на напрежение 10 kV имат 21 варианта на клетъчни вериги с прекъсвач. Всички възможни схеми за изпълнение на КРУ от този тип са дадени в съответните технически описания и справочници под формата на така наречените решетки от схеми.
Нека разгледаме основните конструктивни характеристики на една от най-модерните битови разпределителни уредби от типа KE-10, произведени от Ровненския завод за високоволтово оборудване (RZVA). Разпределителната апаратура тип КЕ-10 е предназначена за работа в общопромишлени подстанции, както и за чести превключвания. Решетка на главните веригисхеми KRU KE-10 включва 48 варианта на схеми. Разпределителните шкафове са разделени на шкафове с ключове, разединители, силови предпазители, напреженови трансформатори, спомагателни трансформатори, разрядници, както и шкафове за слепи входове и кабелни възли (общо 27 вида). Както всички битови разпределителни уредби за вътрешна инсталация от класове на напрежение 6-10 kV, те са проектирани да работят с една шинна система.
Информация за клетки КЕ-10 от два варианта за номинален ток на прекъсване 20 и 31,5 kA, с електродинамично съпротивление съответно 52 и 81 kA. Клетките KE-10 имат най-малката ширина сред битовите разпределителни уредби (750 mm) и имат твърдо изолационно покритие на всички високоволтови тоководещи елементи.
Всички елементи на клетката са разположени в метален шкаф, състоящ се от рамка, плъзгащ се елемент и релеен шкаф. Рамката, която е сглобяемо тяло, покрито с метални листове, е разделена от стоманени прегради с дебелина 2 mm на отделения, включително отделение за шини, отделение за изтеглящ се елемент, отделение за свързване на шини и отделение за линейни шини. Това ви позволява да локализирате в рамките на същия шкаф възможните повреди в случай на електрическа дъга.
Шинопроводите са изработени от алуминиеви и медни ленти. а в тропическия вариант - само от мед.
Линейните шини и кранове се поставят в отделението за линейни шини. преминаващи в отделението на прекъсвача през изолационни втулки или през втулки на токови трансформатори. В зависимост от разположението на главните вериги в линейното отделение се монтират до три токови трансформатора. Той също така предвижда инсталирането на заземително устройство, чието включване е невъзможно, когато ключът е затворен.
Отделението за шини се затваря свободно отгореотварящ се капак с капаци. Шинопроводите се монтират в специални жлебове на изолационни опори.
Закрепването на кранове в секцията на шинните кранове се извършва с noшибър, което позволява почистването на долната част на опората от прах.
При подреждане на шкафове с кабелни входове в средата; част от шкафа е организирано отделение за кабели. Дизайнът на KRU позволява свързване на до четири кабела с напречно сечение 3X240 mm в шкаф с превключвател и до десет подобни кабела в кабелен монтажен шкаф.
Отделението на изтеглящия се елемент е предназначено за поставяне на количка с електромагнитен превключвател, щепселен разединител, трансформатор на напрежение или друг елемент.
Във версията на клетката плъзгащият елемент съдържа електромагнитен превключвател от типа VE-10, който е свързан към веригата на разпределителната уредба с помощта на разглобяеми контакти. Изолацията на разглобяемите контакти е тип гърне и осигурява отделяне на отделението за кабелен монтаж и отделението за прекъсвача.
При едностранна поддръжка (достъп до шкафа само от предната страна) и двуредово разположение на клетките, плитката дълбочина на цялата клетка и чекмеджето, постигнати в конструкцията, позволяват да се осигури необходимата ширина на преминаване от 1,8 m с обща ширина на помещението на разпределителната уредба, равна на 6 m, което е по-малко, отколкото при други видове битови разпределителни уредби.
Защитното и сигнално оборудване на клетката е разположено вътре в релейния шкаф. В зависимост от броя на елементите във веригата на спомагателното свързване, релейните шкафове KRU KE-10 се произвеждат в два стандартни варианта с височина 715 и 900 mm, като във втория случай общата височина на клетката нараства до 2585 mm.
Основните елементи на релейния шкаф са заварена рамка с врата и подвижна количка с монтирана върху нея апаратура за защита и управление. За удобство на обслужванетоколичката може да се издърпа от шкафа и да се завърти на 90°. Свързването на релейния шкаф и количката се осъществява с помощта на гъвкави проводници и разглобяеми контакти, по 20 вериги всяка. На вратата на релейния шкаф има електромери, показващи релейни блокове, както и други съоръжения, включително монтирани и по специално желание на клиента.
На базата на клетки от типа КЕ-10 е усвоено производството на разпределителни шкафове тип КМ-10. Тяхната разлика от основната версия се състои в инсталирането на нискомаслени колонни прекъсвачи от серията VK-Yu върху прибиращия се елемент, а техническите данни практически съвпадат с разпределителната уредба на основната версия.
Обмислете варианти за изпълнение на клетки с разпределителна уредба от класове на напрежение 7,2-24 kV, произведени от VVS (Швейцария) типове BB и VA. Те могат да се различават помежду си не само по основните електрически схеми, но и по наличието или липсата на метална преграда между отделението на шините и отделението на прекъсвача, възможността за използване в разпределителна уредба с единична или двойна шинна система и др.
Основният вариант е тип BB1. Най-важните му характеристики са: използването на еднакви тръби като шини за всички класове на напрежение; достъп до кабелния вход от предната страна на шкафа, което позволява да се монтира към стената на сградата (възможност за едностранна поддръжка), идентичността на съединителите за свързване на прекъсвача към шините или към кабелния вход, което позволява, ако е необходимо, да се променят местата им.
Клетката тип BA1 се различава от BB1 по наличието на метални прегради, които образуват отделенията за шини, превключвател и кабелен вход. Оборудвана е с подвижни метални капаци, които покриват отворите на високоволтовите входове. Ако е необходимо да се изложи схема на разпределителна уредба с двойна шинна система, изискваниятамаксималната надеждност и безопасност доведе до създаването на вариант тип VA2. Устройството се състои от два шкафа тип ВА1, монтирани със задни стени плътно една до друга. Единствената разлика е втулката за високо напрежение, монтирана в задната стена.
Ограниченията, наложени от строителните условия за въвеждане на кабели в кабината или отгоре, доведоха до създаването на разпределителна апаратура с други опции, които се нуждаят от поддръжка от задната стена на шкафа и могат да се използват с кабелни връзки от двете страни. Желанието за унифициране на продуктите и увеличаване на сериализацията при производството на разпределителни уредби води до постоянно намаляване на броя на дизайнерските опции, например в разпределителната уредба GA-24 има три или четири от тях.
Елементите на клетките на разпределителната уредба обикновено се поставят в силен "метален заземен шкаф. Приетата международна класификация на защитните обвивки определя както възможността за проникване през отвори в обвивката на тела с определен размер, така и степента на защита на оборудването от проникване на вода. Шкафовете на съвременната разпределителна уредба са направени с ниво на защита не по-ниско от IP30, което съответства на максимален диаметър на отворите в обвивката не повече от 2,5 mm и липсата на защита срещу въздействието на водата, както под формата на дъжд, така и под формата на отделни капки Изборът на нивото на защита на корпуса се определя от работата на разпределителната уредба на закрито или на открито, както и от наличието на влага, пясък, прах или малки насекоми в околната среда.
При поставяне на разпределителната клетка вътре в шкафа важна характеристика на дизайна е или възможността за едностранна поддръжка, или необходимостта от поддръжка от две страни. В първия случай клетките могат да бъдат монтирани в два реда близо до стената на помещението на разпределителната уредба с проход за контрол и поддръжка с ширина 1800-2200 mm. При коетопостига се компактно разположение на голям брой клетки. При двупосочно "обслужване трябва да се остави коридор с ширина най-малко 1 m по стената и общата заета площ се увеличава.
В зависимост от наличието или отсъствието на вътрешни прегради, в съответствие с препоръките на IEC, разпределителната уредба се разделя на три вида: с метални прегради между отделенията на шкафа; с прегради от диелектричен материал; без бариери.
В този случай клетките от втория тип имат предимството, че в случай на късо съединение вътре в клетката електрическата дъга не се фиксира върху диелектричните прегради.
Най-критичният елемент на веригите на разпределителната уредба са високоволтовите прекъсвачи (HV), които изпълняват основните функции на преразпределение на енергийните потоци. Те определят най-важните параметри на разпределителната уредба за потребителя, като номинален работен ток, номинален ток на късо съединение и др. Конструкцията на взривното вещество, използваната в нея дъгогасителна среда са важни характеристики на разпределителната уредба. Първоначално като среда за гасене на дъгата са използвани въздух и минерално масло, в момента се използват вакуум и SF6. Според експерти разпределителните уредби за средно и високо напрежение трябва да бъдат оборудвани с вакуумни прекъсвачи с 40-60%. Някои фирми в развитите страни (например японската "Meidensha") напълно преминаха към производството на разпределителни уреди с вакуумни прекъсвачи, а военновъздушните сили (Германия) разработиха взаимозаменяеми прекъсвачи с SF6 или вакуумен принцип на гасене на дъгата, което позволява, по желание на клиента, да използва една или друга среда за гасене на дъгата във всяка верига на разпределителната уредба.