Открытые распределительные устройства с жесткой ошиновкой - Открытые распределительные устройства 500 кВ

Рис. 2.25. Подвесной разъединитель с жесткой подводящей шиной в ОРУ 500 кВ

2.4. Открытые распределительные устройства напряжением 500 кВ
Впервые элементы жесткой ошиновки нашли применение в ОРУ напряжением 330 кВ и выше, разработанных институтом «Атомтеплоэлектропроект». В частности, жесткие трубы успешно внедрены для соединения подвижных контактов подвесных разъединителей с ошиновкой (рис. 2.25). Кроме того, отдельные конструктивные узлы с жесткими шинами разрабатывались в некоторых проектах ОРУ напряжением 500 кВ для схем генератор — трансформатор — линия, с полутора выключателями на цепь и др. (ТЭП, 1967—1969 гг.) [4, 13].
В последние годы были разработаны компоновки ОРУ с подвесными разъединителями и жесткой ошиновкой нижнего яруса На рис. 2.26 приведены схема заполнения и разрез ячейки OPJ напряжением 330 кВ, выполненного по схеме 4/3 [4]. Благодаря установке трансформаторов тока на стул высотой 6 м а также применению жестких шин обеспечен свободный провоз на тележке полностью собранного выключателя типа ВНВ-ЗЗ0 (на рис. 2.26,6 показан штриховой линией). Применение подвесных разъединителей вместо опорных позволило снизить затраты на оборудование, сократить площадь ОРУ и др. Вместе с тем использование жесткой ошиновки только для связей внутри ячеек не позволило реализовать все преимущества этих конструкций.
Проект ОРУ 500 кВ с широким использованием жесткой ошиновки был выполнен институтом «Энергосетьпроект» в 1975 г для схем электрических соединений: четырехугольник, транс форматоры — шины и полуторная. В проекте разработаны компоновки с одно-, двух- и трехрядным расположением выключателей. Предусматривается развитие ОРУ от простых cxcv к более сложным без существенной реконструкции [28, 29].

Компоновки с однорядным расположением выключателей

На рис. 2.27 приведены схема заполнения, план и разрез на ячейке линии ОРУ 500 кВ для схемы трансформаторы — шины с присоединением линий через два выключателя. Компоновка ОРУ предусматривает возможность перехода к полуторной схемы (с однорядным расположением выключателей). В проекте используются разъединители поворотного типа. Сборные шины часть ответвлений выполнены трубами из алюминиевого сплав 1915Т диаметром до 150 мм при толщине стенки 10 мм. Ошиновка рассчитана на динамическое воздействие при токе КЗ Д< 63 кА (действующего значения периодической составляющей статические нагрузки от скоростного напора ветра для III климатического района и гололеда для IV района.
Жесткие сборные шины либо крепятся на шинных опорах (рис. 2.27, б) типа ШО-500 М, либо подвешиваются на порталах 12 с помощью V-образных сдвоенных гирлянд на высоту 125 м. Высота расположения шин определяется допустимыми изоляционными расстояниями между токоведущими частями, расстояние между фазами сборных шин на изоляционных опорах выбрано 5,6, длина пролета 15—16 м исходя из механической прочности шинной конструкции и допустимого прогиба шин. Ответвления от шин выполняются с помощью Л-образных надставок, опирающихся с одной стороны на шины, с другой — на разъединители или шинные опоры. Высота установки шинных опор над уровнем планировки 2,5 м. Ввиду незначительного прогиба шин (не более 1/80 длины пролета) принятая высота установки опор обеспечивает необходимые изоляционные расстояния от токоведущих частей до земли.
Высота порталов для подвески жестких шин 16,5, расстояние между шинами 5 м. Длина траверсы шинного портала на 3 м меньше траверсы в проектах с гибкой ошиновкой. Нагрузки на портал с жесткими шинами также меньше, что позволяет значительно облегчить опорные конструкции. Длина пролета подвесных шин принята равной ширине ячейки — 31 м, длина жестких шин в пролетах 23, расстояния между точками крепления поддерживающих гирлянд на шине 16 м. Перемычки между соседними пролетами и ответвлениями от шин выполнены гибкими проводами. Расстояния между фазами и точками крепления труб к подвесным изоляторам зависят от уровня токов КЗ, ветровой и гололедной нагрузок.

Рис. 2.26. Схема заполнения (а) и разрез по ячейке линии и трансформатора ОРУ 330 кВ по схеме соединений 4/3 с подвесными разъединителями

Рис. 2.26.

Для верхних ячейковых связей используются гибкие шины из двух полых алюминиевых проводов АП-500 или трех сталеалюминиевых проводов АС 500/64 в фазе в зависимости от климатического района по гололеду. В нижнем ярусе применяется как жесткая, так и гибкая ошиновка. Расстояние между фазами ячейковых связей, равное 8 м, определяется требуемым расстоянием между полюсами выключателей.
Открытые РУ с жесткой ошиновкой по сравнению с ОРУ с гибкой ошиновкой имеют более низкий профиль: высота ячейковых порталов меньше на 7, а одностоечных опор — на 12 м Существенно ниже стоимость строительно-монтажных работ суммарная стоимость оборудования в обоих вариантах обычно оказывается близкой. В табл. 2.2 приведены основные расчетные технико-экономические показатели ОРУ 500 кВ с жесткой и гибкой ошиновками, выполненных по схеме трансформаторы — шипы с присоединением линий через два выключателя (рис. 2.27,а) Принято, что элементы освещения, заземления, устройства защиты от влияния электрического поля для сравниваемых вариантов одинаковые. Применение жесткой ошиновки в ОРУ напряжением 500 кВ вместо гибкой позволяет снизить массу металлоконструкций на 34 (при установке порталов без оттяжек), сборного железобетона — на 13, монолитного бетона на 13%. Вместе с тем на 72% возрастает количество шинных опор. Увеличение длины пролета и сокращение числа опор (например, при внедрении длиннопролетных шин-ферм) могут повысить технико-экономические показатели ОРУ сверхвысокого напряжения с жесткими шинами.
Впервые конструкции с жесткими сборными шинами внедрены в ОРУ 500 кВ на подстанции Агадырь (см. рис. 1.1). Первая очередь ОРУ имела одну линию, подключенную через два выключателя к автотрансформатору, с учетом дальнейшего развития. Вместо жестких подвесных шин здесь применена гибкая ошиновка. Оборудование ОРУ рассчитано на скоростной напор ветра IV климатического района, гололедную нагрузку III района и ударный ток КЗ 80 кА. Ошиновка была изготовлена на заводах ВПО «Союзэлектросетьизоляция» по разработкам МО СКТБ. Сборные шины состоят из труб двух диаметров (см. рис. 2.22): 110/90 мм у опор и 85/75 мм в середине пролета. Труба меньшего диаметра может свободно перемещаться внутри труб, установленных на изоляторах, что позволяет компенсировать погрешности установки шинных опор. Жесткие ответвления выполнены из труб диаметром 130/110 и 140/120 мм. Промышленная эксплуатация жесткой ошиновки ОРУ напряжением 500 кВ подтвердила возможность более широкого внедрения этих конструкций.

Компоновки ОРУ 500 кВ с двух- и трехрядным расположением выключателей.

Рис. 2.27. Схема заполнения (а), разрез ячейки линии (б на с. 74) и план (в на с. 75) ОРУ 500 кВ по схеме трансформаторы — шины с присоединением линии через два выключателя:
1 - концевая одностоечная опора; 2 — разрядник; 3 - емкостный трансформатор напряжения; 4 — высокочастотный заградитель; 5 - шинный портал; 6 — изоляционные опоры; 7 — жесткие шины, 8 — жесткие ответвления; 9 — разъединитель; 10 — трансформатор тока; 11 — выключатель; 12 — портал подвесной жесткой ошиновки; 13 — подвесная жесткая ошиновка

Таблица 2.2 Технико-экономические показатели ОРУ ошиновками 500 кВ с жесткой и гибкой

Примечание. В скобках указаны значения в процентах, отнесенные к показателям в варианте с гибкой ошиновкой.

Проекты ОРУ с двухрядным расположением выключателей разработаны для схемы трансформаторы - шины с присоединением линий через два выключателя. Переход к полуторной схеме здесь не предусматривается. На рис. 2.28 приведены схема заполнения, разрез и план по ячейке линии. Конструкция жесткой ошиновки аналогична конструкции в ОРУ с однорядной компоновкой.
Открытые РУ с двухрядным расположением выключателей отличаются наглядностью и компактностью, их площадь примерно в 1,7 раза меньше площади однорядных РУ. Однако при двухрядной компоновке появляются верхние ячейковые связи над выключателями и для сохранения ремонтных габаритов высота порталов увеличена на 7 м. Кроме того, здесь затруднено присоединение реакторов к линиям и развитие от простых схем к более сложным. Поэтому ОРУ с двухрядным расположением выключателей не нашли применения в электросетевом строительстве.
Компоновка ОРУ 500 кВ для полуторной схемы с трехрядным расположением выключателей с выводами, расположенными перпендикулярно внешним присоединениям, приведена на рис. 2.29. Особенностью ОРУ является размещение сборных шин между рядами выключателей. При такой компоновке сокращается длина поперечных шинных перемычек и уменьшается число порталов Схема присоединения шинных разъединителей (рис. 2.29, а) позволяет подключать реакторы к любой из линий.

Рис. 2.28. Схема заполнения (а), разрез (б) и план (в) ячейки линии ОРУ 500 кВ с двухрядным расположением выключателей:
1 — изоляционная опора; 2 жесткие ответвления; 3 — жесткие шины; 4— разъединители; 5 - выключатели; 6 -- трансформаторы тока
Компоновка удобна для эксплуатации, так как все присоединения четко разделены по ячейкам. Любую линию можно вывести как в одну, так и в другую сторону ОРУ. Ошиновка над выключателями отсутствует, что облегчает их ремонт и обслуживание. Высота порталов 19 м (т. е. на 7 м ниже порталов ОРУ с гибкой ошиновкой, а также с жесткой ошиновкой и двухрядным расположением выключателей). Благодаря однотипности построения ячеек можно осуществлять дальнейшее развитие ОРУ без реконструкции существующей части. Сборные шины и ответвления выполнены трубами из алюминиевых сплавов. Конструкция жесткой ошиновки аналогична принятой в ОРУ с однорядной компоновкой.
По сравнению с типовым ОРУ с гибкой ошиновкой при трехрядном расположении выключателей внедрение жесткой ошиновки дает значительную экономию массы металлоконструкций (до 38%), сборного железобетона (12%), позволяет снизить стоимость строительно-монтажных работ (примерно на '8%). Следует отметить, что уровни напряженности электрического поля для всех компоновок ОРУ 500 кВ с жесткой ошиновкой не превышают соответствующих значений в ОРУ с гибкой ошиновкой.