КОМПЛЕКТНЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ЭЛЕГАЗОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ ДЛЯ ПОДЗЕМНЫХ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ В НОРВЕГИИ *
О. ХОГ, А. РЕЙН, Ж. СЛЕТТХОГ (Норвегия)
* О. Houge, A Rein, J. Sletthoug. High-voltage SF6 insulated metal clad switchgear for underground hydro-power stations in Norway. СИГРЭ, сессия 1972 г., доклад 23-03. Перевод с английского А. И. Гершенгорна.
ВВЕДЕНИЕ
Производство электроэнергии в Норвегии в 1970 г. составило около 60 ТВТ • ч и в настоящее время основывается только на использовании водной энергии. Как предполагается, в 1980 г. производство электроэнергии превысит 100 ТВТ-ч, причем новые электростанции будут в основном гидравлическими.
Неиспользованные до сих пор источники водной энергии размещаются главным образом в западной и северной частях Норвегии. Для этой части страны характерны пересеченные местности с узкими долинами и высокими вершинами гор с крутыми склонами, ведущими почти вертикально к морю или фьордам. Размещение зданий электростанций определяется удобным подводом воды. Поэтому они обычно по техническим и экономическим соображениям сооружаются под землей. Часто в непосредственной близости от таких электростанций нет подходящих площадок для открытого распределительного устройства (ОРУ), и поэтому последнее нередко приходится размещать высоко в горах на расстоянии в несколько километров от них. В зимнее время в ОРУ возникают неблагоприятные условия для обслуживания и эксплуатации из-за снега и гололеда, и затрудняется доступ к их площадкам.
Эти особые условия вызвали в Норвегии большой интерес к малообъемным распределительным устройствам и, в частности, к комплектным распределительным устройствам (КРУ). В течение 8 лет в Техническом университете Норвегии производились теоретические и практические исследования изоляционных свойств элегаза, которые привели к организации производства оборудования с элегазовой изоляцией одной норвежской фирмой. В настоящее время три электростанции оборудуются КРУ с элегазовой изоляцией, из которых одно на напряжение 132 кВ и два — на 275 кВ. Планируется поставить аналогичное оборудование еще для четырех или пяти установок.
Характерно, что применение КРУ с элегазовой изоляцией для электростанций, работающих в трудных природных условиях, является наиболее экономичным и технически наилучшим решением, даже если оно и не единственно возможное.
Размещение КРУ
Типичными для КРУ являются малые занимаемая площадь и объем помещения, что делает их пригодными для установки внутри зданий и подземных электростанций, где место ограничено.
Применение КРУ и их размещение вблизи машинного зала электростанции дает следующие преимущества:
соединения между трансформаторами и КРУ имеют небольшую длину и, значит, могут быть более экономично выполнены токопроводами с элегазовой изоляцией, чем маслонаполненными кабелями;
в наличии имеются транспортные средства, в связи с чем оборудование может транспортироваться крупными блоками;
монтаж, обслуживание, последующее расширение установок и эксплуатация КРУ при этом упрощаются. Доступ к оборудованию может производиться в любое время года независимо от условий погоды;
постоянная температура внутри станции предотвращает в значительной степени возможность образования капель на поверхности изоляторов, если даже содержание влаги по какой-либо причине превышает допустимые пределы. Кроме того, уменьшается возможность повышения влажности и утечки элегаза. Меньше также механические воздействия;
кабели, соединяющие ВЛ с КРУ, вызывают затухание набегающих волн атмосферных перенапряжений. Вентильные разрядники устанавливаются только около наружных концевых кабельных муфт;
металлический кожух служит экраном от в. ч. помех, которые могут возникнуть при переключениях, что значительно уменьшает опасность повреждения электронного оборудования;
элегаз является негорючим, и КРУ не создают опасности пожара в помещении электростанции.
Электростанция Скьомен
Электростанция Скьомен (рис. 1) является типичным примером подземной ГЭС, оборудованной КРУ с элегазовой изоляцией. ГЭС расположена вблизи Нарвика и будет введена в эксплуатацию в 1973 г. Крутые склоны гор, спускающиеся почти вертикально к морю, не позволили найти удобную площадку для ОРУ обычного типа.
- Схема электрических соединений. На рис. 2 показана принципиальная схема электрических соединений электростанции Скьомен с двумя системами шин и шиносоединительным выключателем.
Все элементы РУ и сборные шины могут заземляться заземлителями, снабженными пружинными приводами и рассчитанными на включение на короткое замыкание для того, чтобы избежать повреждений, которые могли бы произойти при ошибочных операциях.
Трансформаторы тока в ячейках блоков «генератор — трансформатор» и отходящих линий — кольцевого типа, размещены на концевых кабельных муфтах и поэтому находятся вне металлических кожухов ячеек. Кабели между блоками «генератор—трансформатор» и КРУ присоединены к трансформаторам через маслонаполненные муфты, а к КРУ — через заделки с элегазовой изоляцией.
Рис. 1. План и поперечный разрез ГЭС Скьомен.
1 — щит управления; 2 — трансформатор; 3— КРУ 132 кВ с элегазовой изоляцией.
Рис. 2. Схема электрических соединении ГЭС Скьомен.
Емкостные трансформаторы напряжения для целей измерения и
в. ч. связи размещены около концевых кабельных муфт на открытом воздухе вне здания электростанции.
Только трансформаторы тока в цепи шинных трансформаторов напряжения и шиносоединительного выключателя установлены внутри кожуха КРУ.
- Основные электрические характеристики оборудования
Номинальное напряжение, кВ...................................................... 132
Номинальный ток, А.............................................................. 1 250
Уровень изоляции, кВ............................................................. 650
Отключающая способность выключателей, ГВ- А 5
- КРУ (рис. 1) расположено у входа в машинный зал на сравнительно небольшом расстоянии от главных трансформаторов, установленных вблизи генераторов. Для установки КРУ предназначено отдельное помещение с хорошей вентиляцией и высокой степенью чистоты воздуха. Элегаз, накапливающийся в случае утечки, должен собираться в низшей точке зала для того, чтобы его было легко удалять из здания станции по отдельным вытяжным шахтам.
Выключатель выполнен выкатным, в связи с чем его легко удалить и отремонтировать. Наличие резервного полюса выключателя обеспечивает минимальные затраты времени па ремонт и обслуживание. Поэтому для данной электростанции было решено отказаться от обходной системы шин.
Большие преимущества дает применение пофазного исполнения каждой ячейки. Конструкция из трех отдельных блоков (рис. 1) облегчает стандартизацию при минимальном числе модулей и применена для всех электростанций, оборудованных КРУ.
Минимальная затрата времени на монтаж оборудования имеет большое значение при сооружении электростанций. Комплектное оборудование отвечает этому требованию, так как в значительной степени собирается и испытывается на заводе.
