Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Оборудование >> Открытые распределительные устройства с жесткой ошиновкой

Открытые распределительные устройства с жесткой ошиновкой

Оглавление
Открытые распределительные устройства с жесткой ошиновкой
Классификация конструкций с жесткими шинами
Изоляторы и шины
Алюминиевые сплавы для изготовления жесткой ошиновки
Особенности изготовления и монтажа шинных конструкций
Развитие отечественных ОРУ с жесткой ошиновкой
Открытые распределительные устройства напряжением 110 кВ
Открытые распределительные устройства напряжением 220 кВ
Открытые распределительные устройства 500 кВ
ОРУ с жесткой ошиновкой Великобритании
ОРУ с жесткой ошиновкой Италии
ОРУ с жесткой ошиновкой США
ОРУ с жесткой ошиновкой Германии
Список литературы

Долин А. П., Шонгин Г. Ф. Открытые распределительные устройства с жесткой ошиновкой — 1988.

Рассмотрены конструкции жесткой ошиновки ОРУ 110 - 750 кВ. Приведены компоновки, планы, схемы заполнения, разрезы ОРУ с жесткими шинами. Дан анализ решений в отечественной и зарубежной практике проектирования. Рассмотрены особенности выбора и расчета ошиновки ОРУ, теоретические и экспериментальные результаты.
Для инженерно-технических работников проектных, эксплуатационных и научно-исследовательских организаций.

Глава первая Жесткая ошиновка

1.1. Область применения, основные достоинства и недостатки

В ОРУ напряжением 110 кВ и выше до недавнего времени в основном использовалась гибкая ошиновка, выполненная одиночными или расщепленными сталеалюминиевыми проводами. Вместе с тем еще в 30-х годах в нашей стране успешно применялись конструкции с жесткими трубчатыми шинами. В 50-х годах жесткая ошиновка была успешно внедрена в закрытых распределительных устройствах (ЗРУ) напряжением 110— 220 кВ, а с 60-х годов она все шире стала использоваться в ОРУ 110 кВ, а затем в ОРУ более высоких напряжений (рис. 1.1).
Жесткая ошиновка получила весьма широкое распространение во многих зарубежных странах. Например, в Англии, ФРГ, Японии по типовым проектам сооружены и успешно эксплуатируются ОРУ напряжением 110—500 кВ. В США и Канаде ОРУ 765 кВ выполняются только с жесткими шинами.
Выбор вида ошиновки ОРУ определяется технико-экономическими требованиями и зависит от параметров электроустановки: напряжения, рабочего тока и тока короткого замыкания (КЗ), схемы электрических соединений, требований, предъявляемых к конструкциям ОРУ, и других факторов.

ОРУ напряжением 500 кВ с жесткой ошиновкой
Рис. 1.1. ОРУ напряжением 500 кВ с жесткой ошиновкой

Жесткая ошиновка позволяет создать более компактные и экономичные компоновки ОРУ. Жесткие шины по сравнению с гибкими имеют незначительный прогиб, поэтому высота поддерживающих конструкций, расстояния между проводниками, а также между фазами и заземленными частями могут приниматься минимальными по условиям изоляционных габаритов. В ОРУ с гибкой ошиновкой эти расстояния приходится устанавливать с учетом стрелы провеса провода (увеличивающейся при нагреве шин), а также колебаний проводов при ветровых и электродинамических нагрузках. Кроме того, в ОРУ 500 и 750 кВ по условию короны необходимо применять расщепленные провода. При этом габариты фазы (с учетом арматуры) составляют около 0,5 м. Жесткие шины можно выполнять одиночной трубой диаметром менее 100 мм.
Зависимости расчетных длительно допустимых токов окрашенных эмалевой краской трубчатых шин из сплава 1915Т
Рис. 1.2. Зависимости расчетных длительно допустимых токов окрашенных эмалевой краской трубчатых шин из сплава 1915Т в ОРУ от диаметра d при различной толщине стенки

Таким образом, ОРУ с жесткой ошиновкой занимают меньшую площадь, чем с гибкой, что позволяет сократить длину контрольных и силовых кабелей, дорог, объемы планировочных земляных работ, расходы на молниезащиту, в ряде случаев на заземляющие устройства и т. п. Низкое расположение жестких шин облегчает очистку изоляторов, текущий и аварийный ремонт шинных конструкций, улучшает обзор шин и аппаратов. В ОРУ с гибкой ошиновкой очистка гирлянд изоляторов, аварийный ремонт ошиновки, окраска опорных конструкций проводятся на большой высоте и поэтому более трудоемки и опасны.
/
Нагрузки на изоляторы однопролетных конструкций с жесткой и гибкой ошиновками
Рис. 1.3. Нагрузки на изоляторы однопролетных конструкций с жесткой и гибкой ошиновками
На опорные конструкции жесткой ошиновки постоянно действуют только вертикальные относительно небольшие нагрузки от веса изоляторов и шин. Гибкие провода, постоянно испытывающие значительные тяжения, которые повышают опасность их обрыва, требуют повышенной прочности конструкций для их подвески, более тяжелых фундаментов.
Жесткие шины могут изготовляться из труб достаточно большого диаметра, допускающих длительные токи до 6—10 кА (рис. 1.2), что значительно больше рабочих токов современных РУ 110—750 кВ. Кроме того, жесткие шины могут окрашиваться масляной краской, что повышает на 15—20% допустимый длительный ток без существенных капитальных вложений. Гибкую ошиновку при больших рабочих токах приходится выполнять из нескольких проводов в фазе с большим количеством арматуры и прессуемых зажимов разных типов.
Нагрузки, действующие при КЗ, на опорные, а также подвесные изоляторы с жесткой ошиновкой, ниже, чем на изоляторы с гибкой ошиновкой. В качестве примера на рис. 1.3 приведены экспериментальные зависимости наибольших нагрузок на изоляторы однопролетных конструкций от тока двухфазного КЗ [9, 10]. Длина пролета одной из конструкций (рис. 1.3, а) 13, расстояние между фазами 3,5 м. Первая фаза выполнена гибким проводом сечением 500 мм 2, вторая — из алюминиевой трубы диаметром 120 мм, третья — двумя расщепленными проводами сечением по 240 мм2. Другая конструкция (рис. 1.3, б) с длиной пролета 20 и расстоянием между фазами 4,5 м в первой фазе имела жесткую шину диаметром 280 мм, а во второй — два провода сечением по 500 мм2. Усилия, действующие на изоляторы с жесткими шинами (кривые /), примерно в 3 раза меньше, чем на изоляторы с гибким проводом (кривая 2) и в 4 раза меньше усилий на изоляторы с расщепленными проводами (кривые 3).
На основе конструкций с жесткой ошиновкой впервые были созданы комплектные распределительные устройства напряжением 110 и 220 кВ.
Трудоемкость сооружения и сроки ввода ОРУ с жесткими шинами значительно ниже, чем с гибкими, особенно при использовании элементов и блоков высокой заводской готовности. Например, общая продолжительность строительства комплектных подстанций типа КТПБ 110 кВ с жесткой ошиновкой, с двумя трансформаторами мощностью до 25 000 кВ-А каждый составляет 2, а с гибкой ошиновкой — 5—8 мес при большей численности рабочих [6].
Вместе с тем опыт эксплуатации, монтажа, проектирования, а также экспериментальные и теоретические исследования выявили некоторые недостатки жесткой ошиновки. В ОРУ с жесткими шинами устанавливается большое количество опорных изоляторов, поэтому затраты времени на очистку изоляторов выше, чем в ОРУ с гибкими шинами. Опорные изоляторы и жесткие шины сравнительно дороги. Жесткая ошиновка чувствительна к сейсмическим воздействиям, а также к просадкам и наклонам опорных конструкций, требует точной установки изоляционных опор, а следовательно, высокого качества выполнения строительно-монтажных работ. Жесткие шины подвержены ветровому резонансу, для борьбы с которым приходится устанавливать демпфирующие устройства, гасители вибраций или применять другие устройства. Большинство аппаратов пока имеют только плоские контактные зажимы и не приспособлены для непосредственного подсоединения трубчатых шин.
Несмотря на указанные недостатки, внедрение жесткой ошиновки позволяет повысить технико-экономические показатели ОРУ напряжением 110 кВ и выше. В качестве примера в табл. 1.1 приведено сопоставление показателей ОРУ с гибкими шинами и жесткой ошиновкой заводского изготовления, выполненных по типовым проектам института «Энергосетьпроект» для подстанций 110 кВ по схеме одна рабочая секционированная и обходная система шин с двумя трансформаторами и тремя отходящими линиями. Применение жесткой ошиновки в ОРУ сборного типа 110, 220 и 500 кВ позволило уменьшить металлоемкость ОРУ на 35—50, расход железобетона — на 10—20, объем строительно-монтажных работ и трудозатрат — до 25%.
Высокая эффективность была достигнута при использовании комплектных трансформаторных подстанций блочного типа (КТПБ), выполненных по упрощенным схемам электрических соединений. Только в период с 1976 по 1980 г. общий экономический эффект от внедрения КТПБ 110 кВ составил примерно 40 млн. руб. [8].
Отечественная и зарубежная практика показывает, что наибольший экономический эффект от внедрения жесткой ошиновки в ОРУ сборного типа имеет место при номинальном напряжении 220 кВ и выше, рабочих токах более 1000 А и токах КЗ (действующее значение периодических составляющих) 20—30 кА.
Таблица L1 Технико-экономические показатели ОРУ 110 кВ с жесткой и гибкой ошиновкой


Технико-экономические показатели

Вариант с гибкой ошиновкой

Вариант с жесткой ошиновкой

Занимаемая площадь, м2

4000

3280 (82)

Масса металлоконструкций, т

62

28,1 (45)

Объем, м3:

 

 

сборного железобетона

125

112,5 (90)

земляных работ

820

672,4 (80)

Количество:

 

80 (400)

изоляторов опорных

20

гирлянд

70

14 (20)

Масса, т:

 

 

провода АС

1,6

0,9 (55)

жестких шин (0 90/80 мм)

1,8

Стоимость, тыс. руб.:

 

 

оборудования

54

63 (117)

строительно-монтажных работ

50

37 (74)

Трудозатраты, чел-дней

800

680 (85)

Примечание. В скобках указаны значения в процентах, отнесенные к показателям в варианте с гибкой ошиновкой.
Рис. 1.4. Варианты установки сборных шин на опорных изоляторах:
а —непосредственная установка на изоляционные опоры; б — крепление на вертикальных стойках; в — крепление на V-образных надставках
установка сборных шин на опорных изоляторах
В ОРУ жесткими могут выполняться сборные шины, ответвления от сборных шин к оборудованию и внутренние связи в ячейках.
По способу установки сборных шин можно выделить два основных варианта: опорный и подвесной.
Установка сборных шин на опорных изоляторах (шинных опорах) получила наибольшее распространение в отечественной и зарубежной практике. В этом варианте сборные шины 3 с помощью шинодержателей обычно устанавливаются непосредственно на изоляторы 2 (рис. 1.4,а), реже — на специальные надставки 4, закрепленные на изоляторах (рис. 1.4Дв).



 
« Отключение электрического тока в вакууме   Приемка зданий и сооружений под монтаж электрооборудования »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.