Распределение и коммутация электроэнергии

В качестве коммутации в РУ применяются рубильники, автоматические выключатели, предохранители и их комбинация. В схеме распределительного устройства присутствуют входное и отходящие коммутационные устройства. На входе обычно устанавливается либо автоматический выключатель, либо рубильник. На маленькие токи целесообразнее использовать автоматические выключатели, на токи выше 630А рубильник либо комбинированный рубильник под предохранители (рубильник, совмещающий в себе коммутацию и защиту наилучшем образом). В качестве отходящих линий в цепях переменного тока используют автоматические выключатели в том случае, если РУ находится непосредственно перед потребителем. Если же РУ находится непосредственно на вводе, после него могут устанавливаться дополнительные распределительные устройства, то чаще всего устанавливают предохранители. В цепях постоянного тока используют комбинированные рубильники под предохранители, т.к. такие устройства являются наиболее надежными и экономичными для применения в постоянном токе.

 

Обслуживание и ремонт распределительных

Устройств.

 

В зависимости от ширины помещения РУ и числа шкафов КРУ (комплектное распределительное устройство) их устанавливают с возможностью одностороннего или двухстороннего обслуживания, а также с однорядным или двухрядным расположением шкафов. При однорядном расположении шкафов и одностороннем их обслуживании шкафы КРУ устанавливают вдоль стены на расстоянии 1 м от нее, а ширина прохода в коридоре должна быть не менее 1,8. При двухрядном расположении шкафов вдоль стен с одностороннем обслуживании ширина общего коридора должна быть не менее 2,5 м. При двухстороннем обслуживании ширина коридора с обратной стороны шкафов должна быть не менее 0,8 м. В помещении РУ предусматривают также место для установки ремонтируемой тележки.

Уровень пола помещения РУ должен быть таким, чтобы его отметка совпала с плоскостью катания тележки в корпусе шкафа. В этом случаи тележка вкатывается и выкатывается в шкаф без специальных металлических рам.

В период эксплуатации периодические осмотры должны проводится при каждой приемки смены дежурным персоналом; внеочередные осмотры – после каждого короткого замыкания. Периодически один раз в неделю должны проводится осмотры ночью, без освещения, для проверки отсутствия разрядов, искрений и коронирования. При осмотрах проверяют уровень масла в масленых выключателях, отсутствие течи и следов выброса масла из цилиндров, состояние изоляции, плотность и достаточность нажатия размыкающих контактов разъединителей. Кроме того обращают внимание на состояние приводов, контактов; правильность работы сигнализации положения тележки В КРУ, состояние пружинного и масленого буферов выключателя; наличие смазки на трущихся частях механизмов.

При осмотре также проверяют состояние помещения, исправность дверей, замков, отопления, вентиляции, освещения, сети заземления и наличие защитных средств. Все замеченные дефекты и неисправности записывают в журнал дефектов. Во время передвижения тележки в корпусе КРУ необходимо: перед выкатыванием тележки из рабочего положения убедиться в том, что выключатель отключен; при вкатывании довести тележку до положения полного выключения разъединителей и проверить надежность фиксации механизма вкатывания.

Текущие ремонты шкафов КРУ проводят по мере необходимости. Капитальные ремонты КРУ проводят один раз в три года. Внеочередные капитальные ремонты необходимы после отключения выключателем четырех коротких замыканий или после отключения короткого замыкания со значительным выбросом масла из выключателя.

При текущем ремонте проверяют состояние болтовых креплений и контактных соединений тележки и корпуса, контактных соединений проводников вторичной коммутации; регулируют разъединяющие контакты первичных и вторичных цепей; проверяют и регулируют механизмы блокировки, фиксации, взаимодействие привода и выключателя, исправность масленого буфера.

Тщательно осматривают и очищают проходные и опорные изоляторы. Проверяют работу уровней указателя масла. При необходимости доливают масло в цилиндры. Отложения на фарфоровых изоляторах удаляют тряпками, смоченными в ацетоне, при обнаружении трещин и сколов их ремонтируют или заменяют на новые.

При текущем ремонте проводят осмотр выключателя с розеточным контактом; при небольшом и равномерном обгорании наконечники стержней зачищают напильником или шкуркой и промывают растворителем, а при сильном обгорании наконечников – выключатель выводят в капитальный ремонт с полным вскрытием цилиндров. Проверяет ход контактных стержней в розетке выключателя и их запасной ход.

Поверяется зазор между шайбой пружинного буфера и его корпусом при включенном положении выключателя и сжатие пружинного буфера при отключении выключателя. Пружины и стержень пружинного буфера очищают от старой смазки и заменяют новой. Осматривают и проверяют состояние контактов заземления.

После окончания текущего ремонта проверяют сопротивление изоляции катушек приводов и цепей первичных и вторичных соединений. Устраняют обнаруженные неисправности и дефекты изоляции.

В период капитального ремонта шкафов КРУ проводят следующие работы: слив масла и разборку выключателя, зачистку и ремонт контактов выключателя и ревизию внутренних деталей цилиндров; ремонт изоляторов, дугогасительных устройств, разъединяющих контактов первичных и вторичных цепей.

После ремонта внутренних деталей выключатель собирают и проводят испытание аппаратуры.

Разъединяющие контакты тщательно осматривают и зачищают. При наличии сильных оплавлений или износа ламели заменяют на новые, трущиеся части смазывают техническим вазелином. Болтовые контактные соединения ошиновки подтягивают и проверяют выборочно натяжение ламелей. Оно должно быть в пределах 150 Н. Если натяжение окажется меньше – меняют пружины и регулируют нажатие, после чего закернивают гайки в трех точках.

При ремонте разъединяющих контактов вторичных цепей, тщательно осматривают место разъемных соединений, при незначительных подгораниях, их зачищают шкуркой, а при оплавлении – поврежденные части заменяют. Подтягивают болтовые крепления и контактные винты для присоединения проводов и смазывают вазелином.

При ремонте блокировочных устройств и фиксаторов механизма вкатывания, их трущиеся части очищают от пыли и грязи, проверяют работу защитных шторок и регулируют механизм.

После капитального ремонта проводится приемка шкафов КРУ, т.е. проверяют выполнение всех работ, указанных в ведомости объема ремонта. После работы оформляется актом с приложением к нему протоколов испытаний.

Примечание. Основными и наиболее ответственными частями электрических аппаратов являются контакты. При прохождении электрического тока в месте соприкосновения двух поверхностей проводников возникает переходное сопротивление, которое зависит от физических свойств материалов, их состояния, силы сжатия в месте контакта, площади соприкосновения, температуры нагрева. Значение переходного сопротивления является одним из наиболее важных показателей качества контактов в аппаратах. Материалами для контактов служат чистые металлы. И сплавы, выбор которых зависит от назначения контактов и условий их работы. Контакты подвержены электрическому износу: при размыкании контактами электрической цепи, в которой протекают большие токи, образуется электрическая дуга с температурой, при которой металл контакта плавится, частично испаряется, изменяя поверхность соединения. Для ослабления влияния этих явлений применяют различные меры (покрытие контактных поверхностей тугоплавкими металлами или металлокерамикой) и различные дугогасительные устройства (гашение дуги магнитным полем, парами или газами под давлением). Контакты покрытые металлокерамикой, обладают большой механической прочностью и высокой термической устойчивостью.

Причиной подгорания контактов их глубокой коррозии по линии их первоначального касания, может быть недостаточное нажатие контактов, их вибрация в момент замыкания. Для устранения этих явлений необходимо увеличить начальное нажатие контактов. Если наблюдается повышенный нагрев контактов – это несоответствие контактов режиму работы, недостаточное конечное нажатие, ухудшение контактной поверхности, для этого необходимо зачистить оплавления контактной поверхности надфилем, увеличить конечное нажатие контактов, заменить контакты в соответствии с характером нагрузки.

Вопросы для самоконтроля:

1. На каком расстоянии от стены и какая ширина прохода должна быть при одностороннем расположении шкафов КРУ.

2. Сроки проведения периодических осмотров в период эксплуатации и что при этом осматривают.

3. Какие виды работ проводятся при текущем ремонте шкафов КРУ.

4. Что предусматривает капитальный ремонт КРУ.

5. Почему контакты проверяют очень тщательно?

 

 

Общие сведения

 

Электроэнергия вырабатывается на электрических станциях генераторами с напряжением 10 -20 кВ. Передача электроэнергии на большие расстояния по техническим и экономическим причинам осуществляется при значительно, больших напряжениях (500 – 750 кВ переменного тока и выше). Поэтому на электрических станциях устанавливают повышающие трансформаторы, от которых электроэнергия поступает в линии для передачи ее в районы потребления. В районах потребления имеются станции с трансформаторами, понижающими напряжение до 220, 115, 35, 10 и 6 кВ. Затем электроэнергия распределяется между потребителями.

 

 

Генераторы электростанции, повышающие и понижающие трансформаторов, линии электропередачи различных напряжений и потребителей, связанные общим режимом и непрерывного процесса производства, распределения и потребления, образуют электрическую систему. Отдельные электрические системы соединяются между собой линиями высоких напряжений, образую единую электрическую систему крупного района. Сети промышленных предприятий рассчитаны в основном на напряжение 20 и 10 кВ и являются частью электрической системы. Они питаются от распределительных устройств (РУ) вторичного напряжения понижающих трансформаторов (ТП) или распределительных пунктов (РП).

Распределение электроэнергии осуществляется при помощи центра питания (ЦП), распределительных пунктов (РП), распределительных линий.

Центром питания называется распределительное устройство генераторного напряжения или вторичного напряжения понижающей подстанции энергосистемы с регулятором напряжения, к которому подсоединены распределительные сети данного района.

Распределительный пункт – это подстанция, предназначенная для приема и распределения электроэнергии одного напряжения. Распределительный пункт, совмещенный с трансформаторной подстанцией (РТП), и понижающей трансформаторной подстанцией (ТП) отличается от распределительных пунктов (РП) тем, что они служат не только для приема и распределения электроэнергии, но и для ее трансформации.

Распределительной линией называется линия, питающая ряд трансформаторных подстанций от ЦП до РП или выводы к электроустановкам потребителей.

Подстанцией называется электрическая установка, служащая для преобразования и распределения электроэнергии.

Электроснабжение промышленных, городских и сельских потребителей электроэнергией осуществляется от трансформаторных подстанций, основным элементом, которого является трансформатор, преобразующий электроэнергию одного напряжения в электроэнергию другого напряжения. Принципиальная схема передачи и распределения электрической энергии показана на рис.1

 

Электрическая энергия вырабатываемая генераторами с номинальным напряжением

10-15 кВ, поступает в трансформаторы электростанции А, где ее напряжение повышается до 220 кВ, после чего она подается на сборные шины, а затем при помощи ЛЭП 220 кВ передается на шины 220 кВ. На понижающей подстанции напряжение электрической энергии с 220 кВ понижается трансформаторами до 10 (или 6) кВ и с этим напряжением она подается к распределительному пункту, а от нее к подстанциям ПС1, ПС2, ПС3 с силовыми трансформаторами, понижающими в свою очередь напряжение до 380 (или 220) В, т.е. до значений, с которым электроэнергия поступает к потребителям.

Подстанции промышленных предприятий различают по назначению, конструктивному выполнению и месторасположения. По назначению подстанции разделяются на:

- Главные понизительные подстанции, принимают электроэнергию от энергосистемы или местной электростанции и понижают напряжение для распределения ее по территории предприятия.

- Центральные распределительные подстанции, так же принимают электроэнергию и распределяют ее по территории предприятия с тем же напряжением (без трансформации).

Распределительные пункты, принимают электроэнергию от главных понизительных станций и распределяют ее предприятиям в том же напряжении.

Цеховые трансформаторные подстанции, или трансформаторные пункты принимают электроэнергию напряжением 6-10 кВ от распределительных пунктов и преобразуют ее на напряжение 660, 380, 220 В для распределения в одном или нескольких цехах.

Электрическая подстанция — электроустановка, предназначенная для приема, преобразования и распределения электрической энергии,

состоящая из трансформаторов или других преобразователей электрической энергии, устройств управления, распределительных и вспомогательных устройств. Основные элементы электроподстанций:

 

• Силовые трансформаторы, автотрансформаторы.
• Вводные конструкции для воздушных и кабельных линий электропередачи.

 

 

По конструкции подстанции бывают закрытые и открытые.

Закрытые, обычно на напряжение 6- 10 кВ, представляет собой, кирпичное или сборное железобетонное одноэтажное (с кабельными вводами) или двухэтажное (с воздушными вводами) сооружение, с установленными внутри трансформатором и вспомогательным оборудованием. Вспомогательным оборудованием со стороны высокого напряжения в понижающей трансформаторной подстанции является трехполюсный разъединитель с приводом, предохранители, винилитовый разрядник, проходные изоляторы. Со стороны низкого напряжения устанавливаются распределительный щит, где размещаются рубильники, предохранители, пакетные выключатели и счетчики электроэнергии. На приводе разъединителя и на дверях подстанции устанавливаются блокировочные замки, автоматически отключающие подстанцию при открывание дверей.

Разрез камеры силового трансформатора и помещения распределительного щита подстанции

А – помещение распределительного щита, Б – камера силового трансформатора.

1- нижний вентиляционный проем

2- кабель питания трансформатора

3- противопожарная решетка с гравием, 4- маслосборник

5- каналы под щитом для прокладки кабеля

6- распределительный щит низшего напряжения

7- главные шины распределительного щита

8 - разъединитель

9 - проходная плита

10 - вентиляционная шахта

11- жалюзи

12- шины от выводов низкого напряжения

 

Обслуживающий персонал имеет к нему доступ с наружной стороны. Для вентиляции помещения подстанции внизу и вверху в стенках и дверях делаются отверстия, закрывающиеся стальными жалюзями для предотвращения проникновения птиц и мелких животных. В ряде случаев помещение трансформаторной подстанции разделяется перегородкой на две части. В одной части находится трансформатор и высоковольтное оборудование, а во второй части размещается щит низкого напряжения с рубильниками, предохранителями и измерительными приборами. Электромонтер, обслуживающий подстанцию, имеет доступ только к щиту низкого напряжения. Высоковольтная часть подстанции обслуживается квалифицированным персоналом электроснабжающей организации.

Открытые, обычно на напряжение 35 кВ и выше, располагаемые вне зданий. Открытая понижающая трансформаторная подстанция представляет собой установку, состоящую из трансформатора и вспомогательного оборудования, смонтированных на специальных конструкциях или на опорах линий электропередач. Широкое распространение получили открытие трансформаторные подстанции мачтового типа мощностью 100-320 кВт и напряжением до 35 кВ. Мачтовые подстанции монтируются на П – образных, А – образных и АП – образных опорах.

 

Комплектная трансформаторная подстанция

Представляет собой сборно – металлическое сооружение, состоящее из трехфазного трансформатора, высоковольтного и низковольтного оборудования, смонтированного на заводе, и доставленного на место строительства подстанции в отдельных узлах. Монтируются КТП на кирпичном фундаменте или железобетонной плите, установленной на железобетонных опорах высотой 1,5 м.

Высоковольтная линия подключается к КТП через проходные изоляторы, расположенные в верхней части подстанции, разъединители и трубчатые предохранители.

Вопросы для самоконтроля:

1. Назначение трансформаторной подстанции.

2. Виды трансформаторных подстанций.

3. Типы трансформаторных подстанций.

4. Конструкция закрытой трансформаторной подстанции.

5. Конструкция понижающей трансформаторной подстанции.