Для подстанций промышленных предприятий в настоящее время очень широко применяются комплектные крупноблочные устройства: КРУ, КСО, КТП различной мощности, напряжения и назначения, а также комплектные панели щитов, щитков и пультов. Начали применяться комплектные конденсаторные установки (ККУ).
Выпуск КРУ в 1970 г. приблизился к 40000 шт. шкафов, а выпуск — КТП превысил 5 000 шт.
Комплектные устройства полностью со всеми аппаратами, измерительными приборами и вспомогательными устройствами изготовляются, комплектуются и испытываются на заводе или в мастерской и в собранном виде доставляются на место установки. Это дает большой экономический эффект, так как ускоряет и удешевляет строительство и монтаж и позволяет вести работы индустриальными методами.
Электромонтаж сводится лишь к установке различных комплектных электроустройств или их блоков, их проверке и присоединению к электрическим сетям. Крупные блоки распределительных устройств собираются заранее на монтажно-заготовительных участках вне непосредственной зоны монтажных работ и затем при помощи монтажного крана доставляются и устанавливаются на подстанции. При этом повышается общее качество электроустановок, надежность их работы, удобство и безопасность обслуживания; достигаются удобство и быстрота расширения и мобильность при реконструкции электрохозяйства.
Подстанции с кирпичными и железобетонными камерами как взрывными, так и открытыми теперь почти не применяются, за исключением случаев расширения и реконструкции существующих подстанций.
КОМПЛЕКТНЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА НА НАПРЯЖЕНИЕ 6—35 кВ
Комплектные распредустройства имеют два принципиально различных конструктивных исполнения: выкатное (типа КРУ), изготовляемое на заводах электропромышленности, и стационарное (типов КСО, КРУН и др.), изготовляемое как на предприятиях электромонтажных организаций, так и на заводах электропромышленности.
Комплектные распредустройства обоих видов одинаково успешно разрешают задачу индустриализации электромонтажных работ. Применение выкатных распредустройств, кроме того, повышает удобство, надежность и безопасность эксплуатации. Это достигается благодаря компактности этих распредустройств, надежному закрытию токоведущих частей для защиты от прикосновения и соответствующим уплотнениям для предотвращения чрезмерного запыления, благодаря надежной изоляции токоведущих частей и контактных соединений, а также возможности быстрой замены основного поврежденного элемента — выключателя — путем его выкатки на тележке для ремонта и ревизии на специальном стенде в удобных и безопасных условиях. Поэтому выкатные КРУ рекомендуется в первую очередь применять в наиболее сложных, крупных и ответственных электроустановках, в которых необходимо иметь быструю взаимозаменяемость при повреждении основного аппарата— выключателя. К таким установкам относятся машинные залы на металлургических и химических предприятиях, крупные компрессорные, насосные и другие электромашинные помещения аналогичного общезаводского назначения. В прочих электроустановках применение КРУ целесообразно при большом числе камер (более 15—20), когда по условиям общей компоновки подстанции и соблюдения строительных модулей возможно без особых затруднений осуществить двустороннее обслуживание камер.
Стационарное исполнение комплектных камер целесообразно в первую очередь для простейших схем и аппаратов коммутации, в частности для подстанций с выключателями нагрузки, а также для камер распределительных устройств наружной установки, где условия эксплуатации выкатных камер труднее из-за погоды.
Стационарные комплектные распределительные устройства целесообразны также для тяжелых многоамперных распредустройств.
Конструкция стационарных комплектных распределительных устройств КСО обеспечивает достаточную и безопасную обозреваемость и доступность оборудования без снятия напряжения со сборных шин.
Эксплуатирующие организации в ряде случаев отдают предпочтение более простым и дешевым стационарным камерам КСО но сравнению с выкатными камерами КРУ.
Комплектные распределительные устройства могут иметь двустороннее или одностороннее обслуживание. Последнее имеет экономические преимущества и удобства в отношении общей компоновки подстанций, особенно небольшой и средней мощности. Стационарные комплектные распредустройства внутренней установки с одной системой шин применяются преимущественно с односторонним обслуживанием. Практика эксплуатации показала их полную пригодность с точки зрения обозреваемости, доступности оборудования и удобства обслуживания.
Стационарные распредустройства с двусторонним обслуживанием применяются лишь на крупных и ответственных подстанциях, а также на подстанциях, от которых отходят преимущественно воздушные линии. Применение этих распределительных устройств при соответствующем конструктивном выполнении их имеет значительные удобства с точки зрения вывода воздушных линий.
Одностороннее обслуживание камер имеет преимущества в отношении более компактной и экономичной общей компоновки подстанций и соблюдения установленных Госстроем строительных модулей.
В выкатных распределительных устройствах с односторонним обслуживанием наблюдение за выключателем и уровнем масла в нем может быть осуществлено через смотровые отверстия в фасаде камеры.
Для этого в камере предусматривается лампа, замена которой может быть произведена с фасада камеры.
Расположение привода выключателя таково, что его внешний осмотр возможно осуществить как при включенном, так и отключенном положении выключателя без выкатки последнего. Выкатные распределительные устройства с односторонним обслуживанием имеют существенный недостаток, который заключается в том, что осмотр кабельных муфт, трансформаторов тока, втычных контактов, а в некоторых типах и сборных шин возможен лишь после очередной выкатки выключателей и захода в камеру. Видимость этих элементов схемы из коридора обслуживания недостаточна. Это создает затруднения при эксплуатации, так как происходит в очень неудобных условиях. КРУ московского завода «Электрощит» (МЭЩ) представляют несколько большие удобства при одностороннем обслуживании, чем КРУ Запорожского трансформаторного завода (ЗТЗ).
По этой причине одностороннее обслуживание выкатных распредустройств применяется или в менее ответственных установках, допускающих снятие напряжения со сборных шин, или же в секционированных распределительных устройствах, в которых осмотры могут производиться при отключении одной из секций и переводе питания основных потребителей на другую секцию.
Необходимо отметить, что некоторые энергосистемы, с частности Мосэнерго, категорически возражают против одностороннего обслуживания выкатных КРУ и не принимают в эксплуатацию такие установки.
Рис. 22. Типы выкатных КРУ для внутренней установки.
Применение двустороннего обслуживания выкатных распределительных устройств при надлежащем их выполнении делает возможным удобный осмотр всего оборудования камер под нагрузкой. Оно применяется для ответственных электроустановок, а также в других случаях, когда это не встречает затруднений при общей компоновке подстанций.
Резюмируя изложенное, можно в виде общих рекомендаций сказать, что стационарные камеры КСО следует, как правило, устанавливать с односторонним обслуживанием, а выкатные камеры КРУ. наоборот, с двусторонним обслуживанием.
Одностороннее обслуживание выкатных камер можно допустить в виде исключения лишь при небольшом их числе или же при наличии кабельного подвала или туннеля под камерами, позволяющего обслуживать
Рис. 22. Типы выкатных КРУ для внутренней установки.
а - шкаф серии КРУ2-10: б - шкаф серии К XII; е шкаф серии КР-1(№00 I- отсек сборных шин; 2 линейный отсек; 3-отсек выкатной тележки.
на токи до 1500 (1250) а: г — шкаф серии КР 10/500 на ток 3 200 (2 500) О; «-релейный шкаф; 5 выключатель: 6 — штепсельный разъединитель; 7 — 8 — заземлитель.
кабельная заделка:
снизу кабельные заделки, трансформаторы тока и нижние втычные контакты.
В настоящее время заводами электропромышленности изготовляются следующие типы выкатных комплектных устройств:
I. Серия КРУ2-10 с маломасляным горшковым выключателем типа ВМП-10 для внутренней установки на напряжение до 10 кВ и номинальные токи 600, 1 000, 1 600, 2 750 а, с номинальной отключаемой мощностью 350 МВА, с электромагнитными приводами постоянного тока ПЭ-11 или с пружинными приводами переменного тока ППМ-10 (рис. 22,о). В серии КРУ с пружинными приводами отдельно монтируемые приводы ППМ-10 по степенно будут заменяться встроенными в выключатель пружинными приводами, которые устанавливаются на общей раме с выключателем (см. рис. 5). Выключателю со встроенным приводом присвоен тип ВМПП-10В или ВМПЭ-10. КРУ на номинальный ток 2 750 а изготовляются только с электромагнитным приводом (КРУ2-10Э).
Серия К-ХИ (завода «Электрощит») (рис. 22,6) с маломасляным горшковым выключателем типа ВМП- 10К для внутренней установки на напряжение до 10 кВ и номинальные токи: 1 000, 1 500 а, с номинальной отключаемой мощностью 350 МВА, с электромагнитными приводами постоянного тока ПЭ-11 или с пружинными приводами типа ПП67 (ПП70). Пружинный привод ПП67 (ПП70) имеет лучшие характеристики по сравнению с приводом ППМ10.
Серия КР-10/500Т в тропическом исполнении с выключателем по типу ВМП для внутренней установки на напряжение до 11 кВ, номинальные токи 630. 1 000, 1 250, (1 500) (рис. 22,е), 2 500 (3 200) (рис. 22,г) и с номинальной отключаемой мощностью 500 МВА.
Такие КРУ уже работают на Новолипецком металлургическом заводе и на Волжском автомобильном заводе. Их применение облегчает решение вопросов электроснабжения при быстропеременных ударных нагрузках, так как допускает повышенные уровни токов короткого замыкания в распределительных внутризаводских сетях.
Серия КР10-Д9Т в тропическом исполнении, разработанная на базе маломасляного горшкового выключателя МГГ-10 на напряжение до 11 кВ, номинальный ток до 3 500 а и на номинальную мощность отключения 1 000 МВА при напряжении 11 кВ. Эта серия предназначается для вводов от мощных трансформаторов для секционирования собирательных шин 6—10 кВ, для мощных групповых реактированных присоединений.
Серия КРУ2-10У, являющаяся модификацией серии КРУ2-10, она разработана на базе усиленного выключателя ВМП10 и усиленного привода ПЭ-11, которые обозначаются соответственно ВМП-10КУ и ПЭ11У. Эта 94
серия предназначена для частых операций выключателями, в частности для электропечных установок.
Для этой же цели разработана серия КРУ2-10В с воздушным выключателем ВВ10 на номинальное напряжение 10 кВ, номинальный ток 1 000 а и отключаемую мощность 350 МВА. Габариты КРУ2-10В такие же, как и серии КРУ2-10.
Серия КРУ2-10Э/Э с применением выключателя с электромагнитным дутьем типа ВЭМ-10К на номинальное напряжение 6 и 10 кВ, номинальный ток 1 000 с и номинальную мощность отключения 200 МВА.
Для питания цепи оперативного постоянного тока в КРУ применяется комплектное устройство оперативного тока КУОТ на напряжения 110 и 220 в. Эти устройства состоят из герметизированных аккумуляторных батарей емкостью 80 а/ч, подзарядного устройства и выпрямительного устройства.
Изготовляемые в Советском Союзе шкафы КРУ имеют одинаковую общую компоновку (рис. 22), но несколько отличаются конструкцией выкатной тележки и габаритами. Мощные КРУ серии КР-10/500 на ток 3200 (2 500) а имеют увеличенную ширину: 1 350 мм вместо 900 мм; КРУ серии K-XII имеют общую глубину 1 706 мм вместо 1 600 мм.
Шкафы состоят из трех основных отсеков: отсек сборных шин 1; линейный отсек 2, в котором размещены трансформаторы тока и кабельные заделки; отсек выкатной тележки 3.
В верхней части КРУ со стороны фасада размещается релейный шкаф 4.
Для осмотра и ревизии сборных шин и изоляторов в верхней части шинного отсека имеется съемная крышка.
В отсеке выкатной части размещается тележка, на которой установлена аппаратура, подлежащая выкатке (выключатель, трансформатор напряжения, разрядники и др.). Отсек выкатной части отделен от отсека трансформаторов тока и от шинного отсека шторками, автоматически открывающимися при вкатывании тележки и закрывающимися при ее выкатывании. При отсутствии тележки шторки и внутренняя дверь создают сплошное металлическое ограждение, препятствующее случайному прикосновению обслуживающего персонала к частям, находящимся под напряжением (к токоведущим частям, расположенным в камерах кабельных разделок и сборных шин).
Отсек трансформаторов тока и кабельных разделок 2 отделен от отсека сборных шин сплошной металлической перегородкой, а от отсека выкатной части — внутренним съемным листом и шторкой. В этом отсеке устанавливаются трансформаторы тока, разделки силовых кабелей, ножи нижнего штепсельного разъединителя, трансформаторы типа T3Л, а также шинные сборки и выводы (в зависимости от схемы соединений первичных цепей).
Тележка представляет собой жесткую каркасную конструкцию. В верхней и нижней части каркаса расположены штепсельные контакты 6 первичной цепи шкафа, связанные ошиновкой с верхним и нижним контактами выключателя. На передней стенке выкатной тележки монтируется привод выключателя с вспомогательной аппаратурой.
Для наблюдения за аппаратурой, установленной на тележке и за уровнем масла в цилиндрах выключателя, на фасадной стороне тележки имеется специальное смотровое окно.
В релейном шкафу, имеющем дверцу и съемную верхнюю крышку, находятся приборы измерения и учета электроэнергии, аппаратура управления, защиты и сигнализации.
В шкафах КРУ наружной установки предусматривается местный подогрев, обеспечивающий нормальную работу приводов выключателей, реле, счетчиков и измерительных приборов в зимнее время.
В верхней части релейного шкафа имеется магистральный щиток, к которому крепятся магистрали вторичной коммутации в виде изолированных проводов и подключаются ответвления от магистралей. Па дне релейного шкафа установлена выходная рейка с зажимами, количество которых определяется схемой данного шкафа. Выходная рейка предназначена для подключения контрольных кабелей, которые вводятся в релейный шкаф через специальные втулки, установленные на дне релейного шкафа с правой и левой сторон.
В шкафах с выключателем предусмотрены механические блокировки, не допускающие:
вкатывания тележки в шкаф при включенном выключателе;
выкатывания тележки из рабочего положения при включенном выключателе;
включения выключателя в промежутке между рабочим и контрольным положением тележки.
В шкафах КРУ, имеющих заземляющие разъединители, предусматриваются блокировки, не допускающие: вкатывания тележки в рабочее положение при включенном заземляющем разъединителе;
включения заземляющего разъединителя в рабочем положении тележки.
При применении КРУ серии КР-10/500 на токи 3 200, 2 500 а схема комплектуется из двух шкафов: шкаф с выключателем и шкаф для кабельного или шинного ввода или же для секционной связи.
Отличительными признаками КРУ серии K-XII от других типов КРУ являются: отсутствие передней двери, при удалении выкатной тележки на длительный ремонт шкаф закрывается инвентарным фасадным листом, хранящимся на подстанции; различное выполнение соединений вторичных цепей выкатной и стационарной частей шкафа: в КРУ серии K-XII он выполняется гибкими проводами при помощи штепсельного разъема, а во всех других сериях (завода ЗТЗ) — при помощи системы низковольтных контактов, предназначенных для связи вторичных цепей тележки и шкафа.
Важное значение для надежной работы выкатных КРУ имеет правильное ведение их эксплуатации. Имели место аварии в КРУ, сопровождавшиеся взрывами, вследствие того что при вкатывании тележки было допущено неполное ее включение в рабочее положение, в результате чего возникла дуга и произошел взрыв выключателя. Необходимо тщательно проверять четкость фиксации тележки в рабочем положении и -проверять исправность блокировки. Выкатывание тележек следует производить только при ремонтах и ревизиях.
Основными стационарными типами комплектных распредустройств являются камеры КСО-266 (бывш. КСО-2УМ), КСО-366 (бывш. КСО-3), изготовляемые заводами Главэлектромонтажа (рис. 23). Камеры КСО-266 имеют такую же область применения, что и КРУ выкатного типа.
Камеры КСО-266 отличаются от камер КСО-2УМ в основном уменьшенными размерами по фасаду (до 1 000 м) и немного по высоте, а также увеличенной же-
жесткостью каркаса. Эти камеры изготовляются на напряжение 6 и 10 кВ с масляными выключателями типов ВМГ-10 (рис. 23,о), с приводами ПП67(70), ПЭ-11, ПРБА. Рабочие токи 600 и 1 000 а. Они имеют открытое исполнение и одностороннее обслуживание.
Сложные схемы вводов, пусковые схемы и другие размещаются в двух и более камерах с сохранением размеров основного унифицированного каркаса.
Имеются исполнения камер КСО-266, в которых размещаются выключатели нагрузки типа ВНП-17 предохранители и разъединители, а также вспомогательные аппараты общего назначения: трансформаторы напряжения и собственных нужд, разрядники, вводы только с разъединителями или с выключателями нагрузки и др.
Камера KCО-266 разделяется на три отсека. В верхнем отсеке камеры открыто размещены сборные шины и шинный разъединитель, в среднем отсеке — выключатель, в нижнем — линейный разъединитель, воронка и трансформаторы тока типа ТЗ. Выключатель отделен от шинного и линейного разъединителей плитами с проходными изоляторами и проходными трансформаторами тока.
На фасаде камеры имеются верхняя и нижняя двери на всю ширину каркаса и средней приварной пояс, на котором размещены приводы выключателей и разъединителей. Вверху по всей ширине камеры проходит световой карниз, являющийся одновременно табло с надписью о назначении камеры.
На верхней двери размещаются вся аппаратура вторичной коммутации, а также клеммники, закрытые специальной дверцей. Выход проводов вторичной коммутации от клеммника в кабельный канал выполняется гибким проводом через патрубок, являющийся осью вращения двери (ее петлей).
23.Типы стационарных КРУ для внутренней установки на напряжение 6—10 кВ.
а — камера типа KCO-266 с выключателями ВМГ; б — камера типа KCO-366 с выключателем нагрузки и предохранителями (ВНГ 10).
Верхняя дверь камеры закрывается на замок с ключом и может быть открыта для обзора масляного выключателя без снятия напряжения, так как за ней имеется сетчатое ограждение, закрытое на ключ и сблокированное с приводами обоих разъединителей.
Внутри камер установлены лампы внутреннего освещения камеры. Предусмотрена возможность установки светильника снаружи камеры на специальных кронштейнах в верхней части фасада камеры для освещения коридора управления.
Камеры, на которых устанавливаются кронштейны со светильниками, определяются при проектировании освещения после комплектования распределительного устройства.
Отходящие из камер силовые кабели выходят непосредственно наружу или в каналы, а при большом числе кабелей — в подвальное помещение.
При небольшом числе линий, коммутируемых при помощи предохранителей и выключателей нагрузки или разъединителей, эти линии размещаются в нормальных камерах серии КСО-266 с целью унификации всего распределительного устройства. Если же число таких линий значительно, то иногда применяются смешанные распределительные устройства с камерами серий КСО- 266 и КСО-366 с соответствующей компоновкой распределительного устройства.
В камере КСО-266 предусмотрена система блокировок, исключающая возможность проникновения в камеры при наличии в них напряжения, кроме тех случаев, когда выполняемая операция должна производиться под напряжением: фазировка, смена предохранителей. Так например, в камере масляного выключателя с кабельным вводом или отходящей линией (рис. 23,с) предусмотрены следующие блокировки:
при включенном MB нельзя отключить ни шинный, ни линейный разъединители;
при включенном шинном или линейном разъединителе нельзя открыть сетчатую дверь;
при открытой сетчатой двери нельзя включить ни шинный, ни линейный разъединители;
при включенном шинном разъединителе нельзя открыть дверь кабельного отсека;
при открытой двери кабельного отсека нельзя включить шинный разъединитель;
для фазировки необходимо открыть люк (на болтах); заземляющие ножи нельзя включить при включенном линейном разъединителе;
линейный разъединитель нельзя включить при включенных заземляющих ножах.
Приводы заземляющих ножей на вводных камерах могут запираться замком в обоих положениях.
Малогабаритные камеры КСО-366 (рис. 23,6) имеют размеры в плане такие же, как и прежние камеры КСО-3, но высота их меньше. Они применяются в небольших распредустройствах с выключателями нагрузки, разъединителями и предохранителями и имеют десять исполнений, основными из которых являются схемы с выключателями нагрузки серии БНП-17, на которые и рассчитаны габариты камер КСО-366. Камера КСО-366 может быть выполнена с непосредственным включением амперметра в рассечку шин высокого напряжения.
На лицевой стороне камеры с ВНП предусмотрен защитный экран из изоляционного материала (гетинакса, фибры), устанавливаемый перед дугогасительной камерой в зоне выхлопа газов и необходимый для уменьшения размеров камеры по глубине и устранения неприятного для обслуживающего персонала светового эффекта при выхлопе газов, интенсивность которого зависит от величины отключаемого тока и от момента отключения выключателя нагрузки. При отсутствии экрана габариты камеры по глубине достигли бы 800 мм вследствие большой зоны выхлопа газов, что в конструктивном отношении совершенно неприемлемо и очень дорого.
В камере предусмотрены направляющие для вдвижного щита, расположенные на уровне нижнего изолятора предохранители. После выемки предохранителей и вставки вдвижного щита создаются безопасные условия для осмотра, ревизии и ремонта выключателя нагрузки, в частности его дугогасительной камеры.
Корпус камеры КСО-366 сварной из листовой стали толщиной 2,5 и 2 мм.
Для доступа в камеру на ее фасаде предусмотрена сплошная дверь. С левой стороны фасада имеется узкая панель, на которой расположены приводы управления, измерительные приборы и др. Внутри камер установлены лампы внутреннего освещения камеры. Предусмотрена возможность установки светильника снаружи камеры для освещения коридора управления.
Сборные шины прокладываются открыто над камерами. Отходящие от камер кабели проходят через отверстия в перекрытии в подвальное помещение, в каналы или непосредственно наружу.
В камере серии КСО-366 может быть установлен силовой трансформатор мощностью до 20 кВА.
Вместо выпускавшихся ранее мощных стационарных КРУ серий K-XI и КРУС внутренней установки |Л. 2] теперь выпускаются мощные выкатные КРУ типа К-10 с выключателями с электромагнитным дутьем типа ВЭМ-16 на ударный ток 100 кА с номинальным током до 1 600 а и КРУ К-21 с номинальным током 2 000 а. Разрабатываются аналогичные КРУ типа К-23 и К-24 на ударный ток 125 кА и номинальный ток 3200 а.
На рис. 24,а приведен шкаф КРУН для наружной установки серии K-VIy выкатного типа для кабельной линии на 400 а. Шкаф для воздушной линии имеет такие же габариты и общую компоновку, но воздушная линия выводится вверх. Работа шкафа и устройство выкатной тележки аналогична КРУ для внутренней установки. Выпускавшийся ранее шкаф КРУ серии K-VI [JI. 2] того же назначения, что и шкаф K-VIy, но стационарного исполнения с производства снимается.
На рис. 24,6 показан шкаф КРУ серии К-XIy выкатного типа на напряжение 35 кВ, ток 600—1 000 а с выключателями ВМП-35П (или ВМП-35Э) со встроенными в них пружинным или электромагнитным приводом. Он начинает выпускаться московским заводом «Электрощит».
Рис. 24. Типы КРУ для наружной установки.
а — серии K-VIy для кабельной липни на -100 а г выключателем ВМП-10. 1 — отсек трансформаторов тока и нижних разъединяющих контактов, 2 — отсек верхних разъединяющих контактов, 3 - отсек сборных шин, 4 — отсек выкатной части. 5—релейный отсек; 6 — общий вид шкафа КРУН серии К-Х1у с выкатной тележкой нл напряжение 35 кВ с воздушным вводом.
Разрабатываются КРУ на напряжение 110—220 кВ, заполненные элегазом. которые особенно хороши для работы в загрязненных зонах и в районах густой застройки предприятий и городов.
В эксплуатации КРУ наружной установки выявилась ненадежная работа изоляторов и вводов выключателей, особенно при напряжении 10 кВ. Происходят частые их перекрытия вследствие того, что влажность воздуха в шкафах КРУН может доходить до 100%, а образование росы на изоляторах может начинаться уже при влажности 90%. Наиболее часто перекрытия происходят при переходе от холода к теплу, например в утренние часы или при внезапном наступлении оттепели. Поэтому в шкафах КРУ наружной установки предусматривается местный подогрев, который обеспечивает также нормальную работу приводов выключателей, реле, счетчиков и измерительных приборов в зимнее время.
В целях экономии электроэнергии на подогрев для предупреждения перекрытия изоляторов в незагрязненных районах может быть применена обмазка их гидрофобной пастой.
При монтаже и ремонте выключателей в КРУН рекомендуется проверять расстояние между баками выключателя и от частей выключателя, находящихся под напряжением, до заземленных частей, которое не должно быть менее 100 мм. При меньших расстояниях возможен пробой воздушного промежутка во время перенапряжений, возникающих в сети.
