Электрическая часть электростанций - Принципы выполнения распределительных устройств

Основные требования к РУ: надежность, удобство и безопасность обслуживания и ремонта, пожарная безопасность, экономичность, простота расширения.
Надежность обеспечивает бесперебойное электроснабжение в нормальных условиях работы, при ремонтах и авариях. Надежность конструкций достигается высоким качеством проекта, строительных и монтажных работ, квалифицированной эксплуатацией.
При проектировании конструкций РУ, например, сборных шин, для выполнения требований надежности приводятся следующие рекомендации.
Сборные шины или отдельные фазы не должны располагаться друг над другом; ошиновка присоединений не должна располагаться над сборными шинами, особенно на ОРУ; выполнять коммутацию надо при минимальном числе изоляторов и соединений токоведущих частей; из зоны сборных шин желательно исключить такие элементы, как трансформаторы напряжения, разрядники и заземлители, и т. д.
Вообще в идеальной компоновке ошиновка не должна требовать промежуточных креплений и дополнительных изоляторов и конструкций при одновременном соблюдении прочности конструкции для расчетных условий нагрузки.
Желательно не применять оборудования, содержащего трансформаторное масло и другие воспламеняющиеся материалы.
При эксплуатации необходима хорошая профилактика всего оборудования, правильная организация ремонтов и т. д.
Для удобства эксплуатации, т. е. для удобства осмотров, проверки, чистки, замены оборудования, а также его ремонта без нарушения нормальной работы соседних цепей, оборудование располагается рядами в камерах или ячейках, а вдоль фронта камер или оборудования с обеих сторон или с одной предусматриваются коридоры, проходы или проезды, достаточные как для ремонтных работ, так и для транспортировки оборудования, передвижения монтажно-ремонтных механизмов и аппаратуры лабораторий.
С точки, зрения эксплуатации при компоновке конструкций РУ необходимо предусматривать ремонтные зоны около выключателей, разъединителей, измерительных трансформаторов, сборных шин вместе с шинными разъединителями, аппаратов подключаемых линий.
Ремонтные зоны нужны для удобства ремонтных работ, они должны быть надежно отделены от находящихся под напряжением соседних участков коммутации. Для отделения от соседних участков либо выдерживаются ремонтные расстояния, либо устанавливаются заземленные защитные ограждения.
Ремонтные защитные расстояния как на поверхности земли, так и на вспомогательных площадках предусматриваются главным образом для ОРУ при напряжениях 110 кВ и выше. Заземленные защитные ограждения применяются чаще всего для ЗРУ при напряжениях ниже 110 кВ.
Ремонтные расстояния как на горизонтальной плоскости, так и по вертикали предусматриваются при проектировании, расстановка временных переносных заземленных защитных ограждений определяется эксплуатационными инструкциями.
Следует иметь в виду, что заземленные защитные ограждения позволяют сокращать ремонтные расстояния, габариты зданий и стоимость сооружения РУ.
Внутри камер или ячеек электрические аппараты устанавливаются по возможности одинаково и на легкодоступных расстояниях от проходов и на доступной высоте. Из коридоров осмотра, проходов и проездов должны быть ясно видны все детали конструкций, соединения и крепления. Контролируются также наиболее часто повреждающиеся места на аппаратах и на коммутации: открытые контактные соединения, стыки шин, защиты кабельные воронки и муфты, кинематика механизмов приводов.
Приводы выключателей, рукоятки приводов разъединителей, реле, сигнальные лампы, панели аппаратов управления, зажимы оперативного тока и другие элементы располагаются в ЗРУ на полу и на стенках ячеек в центральном коридоре управления, на ОРУ в специальных металлических шкафах ячеек, причем обязательно одинаково у всех камер или ячеек РУ.
Для безопасности эксплуатации предусматриваются нормированные расстояния от проходов до оголенных токоведущих частей, постоянные защитные сплошные или смешанные ограждения, перила, сетки и т. п. При длине коридоров или проходов более 7 м должно быть обязательно два выхода. На полу ЗРУ укладываются деревянные решетки, резиновые коврики. Применяются блокировки безопасности, окраска шин. В помещениях ЗРУ размещаются переносные заземлители, индикаторы напряжения, нагрева контактов, специальная система замковой блокировки, сигнализации безопасности, устанавливается порядок пользования самозапирающимися дверными замками.
Для ЗРУ и ОРУ составляются расписание осмотров, инструкции по обслуживанию, ремонтам, правила поведения в аварийной ситуации и ликвидации аварий, вывешиваются плакаты техники безопасности.
С целью взрывной и пожарной безопасности строительная часть как ЗРУ, так и ОРУ выполняется из несгораемых материалов: металла, кирпича, железобетона, шлакоблоков. Здания и помещения ЗРУ сооружаются преимущественно без оконных проемов. Двери металлические, открываются наружу. Предпочтительны типовые, стандартные сборные и комплектные железобетонные строительные конструкции, допускающие быструю механизированную сборку, разборку и замену поврежденных частей конструкций.
Для защиты от взрывной волны рекомендуются здания каркасного типа. Наружные стены имеют более легкую конструкцию, чем внутренние стены и перекрытия, обеспечивающие устойчивость здания. Рекомендуется отношение прочности внутренних и наружных стен 2 : 1. На каждом объекте должны приниматься решения, которые одновременно удовлетворяли бы требования и прочности и экономичности.
Нормируются расстояния между корпусами станции, сооружениями, между площадкой ОРУ и зданиями вспомогательных служб.
Между трансформаторами, установленными на открытом воздухе, предусматриваются разделительные стенки, под трансформаторами — маслосборные ямы, перекрытые решетками с гравийной засыпкой, или бетонированные маслоприемники с маслоотводной трубой в аварийный резервуар для сбора сливающегося масла.
Малогабаритное взрыво- и пожароопасное оборудование и аппараты, как то: масляные трансформаторы собственных нужд, баковые масляные выключатели и т. п. — устанавливаются в изолированных от соседних камер (ячеек) взрывных камерах, в которых предусматривается выход наружу с металлической дверью. В полу взрывных камер также предусматриваются устройства для гашения и удаления пролившегося масла.
Проемы в полу, по которым проходят кабели, заделываются асбестом или цементом, вентиляционные отверстия закрываются густыми металлическими сетками.
Рекомендуется вместо трансформаторного масла применять негорючие, взрывобезопасные, самопогашающиеся материалы, диэлектрики, такие, как стекловолокно, эпоксидные и фенольные смолы и изоляционные невоспламеняющиеся жидкости, основанные на фтористых и хлористых элементах.
В помещениях и на открытом воздухе предусматриваются пожарные гидранты, портативные ручные огнетушители, противопожарный инвентарь, ящики с песком, извещатели, реагирующие на дым. Вывешиваются необходимые инструкции и правила пользования огнетушителями и инвентарем. За рубежом для пожарной безопасности неизменно применяется и автоматическая система гашения углекислым газом.
Для выбора наиболее рациональной и экономичной конструкции в проектной практике производится технико-экономическое сравнение вариантов, экономичность определяется сравнением по капитальным затратам, доступности оборудования, срокам сооружения, потерям энергии в процессе работы, эксплуатационным расходам.
Требование возможности расширения удовлетворяется не только тем, что предусматриваются свободный торец здания РУ и свободный участок территории для расширения открытой площадки. При увеличении числа станций и мощности объединяемых энергосистем увеличиваются токи короткого замыкания и мощности отключения при разрыве цепей. Следовательно, расширение должно предусматривать замену оборудования на более мощное, имеющее большие размеры, замену токопроводов (кабелей, шин, комплектных устройств) на токопроводы более крупных сечений и более мощных конструкций.
Иногда (чаще для подстанций напряжением 110 кВ и выше) при увеличении числа ячеек и цепей ЛЭП приходится переходить на другую схему электрических соединений, более рациональную для новых условий работы.
Таким образом, проектируя объект с перспективой расширения, при выборе размеров камер ЗРУ, шага ячеек и компоновки ОРУ необходимо учитывать не только последующую замену оборудования и токопроводов, но и переход на другую схему соединений, которая в новых условиях окажется более целесообразной.
Однако увеличение габаритов ячеек и зданий, увеличение территории, выбор более мощного оборудования с учетом перспективы развития системы и тем более переход на новую схему электрических соединений следует строго обосновать, чтобы не допускать неоправданного завышения размеров и стоимости сооружения.