Конструкция комплектных распределительных устройств на 6 кв.

Комплектные распределительные устройства внутренней (КРУ) и наружной (КРУН) установок предназначены для приема и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока промышленной частоты и применяют на различных электростанциях, подстанциях энергосистемы и промышленных предприятий, а также в электроснабжении сельскохозяйственных и других объектах.

Распределительные устройства набираются из отдельных шкафов со встроенными в них электрическими аппаратами, приборами измерения, релейной защиты, автоматике, сигнализации и управления.

Комплектные распределительные устройства на 6 кВ по способу установки в них аппаратов и приборов могут быть двух типов:

- КСО – это устройства с камерами, в которых электрооборудование, аппараты и приборы смонтированы стационарно без выдвижных элементов с частичным ограждением.

- КРУ – устройства на выкатной тележки с выдвижными элементами и в шкафах, являющихся одновременно их сплошным защитным ограждением.

Преимущество КРУ заключается в возможности обеспечения бесперебойного электроснабжения потребителя благодаря простоте замены вышедшего из строя аппарата, установленного на выдвижном элементе, резервным.

Шкафы КРУ бывают одностороннего и двухстороннего обслуживания. Камеры сборные КСО, подлежащие только одностороннему обслуживанию устанавливаются в электротехнических помещениях.

Комплектные распределительные устройства почти полностью вытеснили РУ старого типа, оборудование которых поставляется россыпью и собирается на месте монтажа.

КРУ и КСО изготовляют и собирают на заводах полностью со всей необходимой аппаратурой и оборудованием. Надежность работы и безопасность эксплуатации электроустановок, составленных из крупных блоков заводского изготовления, так же значительно выше, чем установок, собранных из отдельных аппаратов, приборов и оборудования и конструктивно не приспособленных для компактного монтажа и взаимной блокировки.

Монтаж КРУ состоит из установки в подготовленном помещении готовых комплектных камер, соединения их между собой в определенных сочетаниях согласно проектным схемам и выполнения внешних соединений. Использование КРУ и КТП может служит образцом индустриальных методов монтажа.

Выкатная часть у всех однотипных КРУ одинаковая, что очень удобно при эксплуатации, поскольку обеспечивает взаимозаменяемость.

КРУ и КСО выпускаются разных серий и типов, перечень их конструкций очень обширный.

КРУ, предназначенные для приема и распределения электроэнергии между отдельными присоединениями, выполняются в виде шкафов.

 

 

Шкафы КРУ различных серий отличаются габаритными размерами, конструкцией, встраиваемой аппаратурой и ее техническими характеристиками, а также ошиновками и проводками вторичных цепей. Шкафы оборудуются встраиваемыми выключателями высокого напряжения, штепсельными разъединителям, трансформаторами тока или напряжения, предохранителями высокого напряжениями, разрядниками, аппаратами релейной защиты, приборами учета и измерения электроэнергии.

Шкафы КРУ любого типа состоят из корпуса, выкатной части, и релейной камеры. На тележках устанавливаются выключатели, трансформаторы напряжения и разрядники. Выкатная часть подсоединяется к неподвижной части камеры с помощью разъемных контактов. Сборные шины монтируются на малогабаритных опорных изоляторах.

Измерительные приборы и приборы управления, релейной защиты и сигнализации размещаются в верхней фасадной части релейной камеры, а измерительные трансформаторы тока и кабельные вводы – в задней неподвижной ее части.

Ошибочные операции персонала к КРУ автоматически блокируются. Конструкцией предусмотрена блокировка следующих действий:

- вкатывание тележки в рабочее положение при включенном выключателе.

- выкатывание тележки из рабочего положения при включенном выключателе.

- вкатывание тележки в рабочее положение при включенном заземлении.

- включения заземлителя в рабочем положении тележки.

- включения выключателя в промежуточных нефиксированных положения тележки.

Первые две блокировки предотвращают включение и отключение рабочего тока контактами разъединителя, на что они не рассчитаны. Следующие две блокировки исключают короткое замыкание, а последняя – обеспечивает безопасность персонала.

Для визуального осмотра аппаратуры высокого напряжения, установленной в шкафу, без снятия напряжения за сплошной двухстворчатой дверью имеется сетчатая дверь.

Камеры КРУ с электромагнитным выключателем типа ВЭМ-6 имеют существенные преимущества, которое определяются следующими достоинствами этого выключателя:

- повышенными электрическими параметрами электродинамической и термической стойкости.

- повышенной износоустойчивостью дугогасящей части.

- большим ресурсом работы без ревизии и ремонта.

В настоящие время кроме шкафов КРУ, предназначенных для внутренних установок, широко применяются шкафы для наружных установок (КРУН) на напряжение до 10 кВ, которое по конструктивным особенностям можно разделить на три группу:

1. Шкафы с коридором управления, у которых задняя и боковые стенки одновременно являются стенками помещения РУ.

2. Шкафы индивидуального исполнения с выдвижными элементами, на которых устанавливаются выключатели, трансформаторы напряжения, разрядники, выкатываемые при открытых передних дверях.

 

 

3. Шкафы индивидуального исполнения со стационарными выключателями или другими аппаратами.

КРУН могут быть трех типов: выкатные, стационарные, объемные. Выкатные КРУН разделяются на отсеки и компонуются также, как и выкатные КРУ внутренней установки.

Стационарные КРУН не имеют выкатных тележек, снабженных штепсельными разъединителями, что определяет необходимость применения отдельных разъединителей с приводами. Такие шкафы разделяются перегородками на отсеки. В качестве основных аппаратов в них применяются масляные выключатели ВМГ-10 и разъединители РВ-10, а следовательно, имеется механическая блокировка от неправильных действий.

Объемные КРУН изготовляются нормального и малого габаритов с однорядным и двухрядным расположением ячеек.

Для каждой серии комплектных распределительных устройств заводом изготовителем предлагается сетка схем первичных соединений камер (схемы электрических соединений главных цепей).

Схемы первичных соединений камер подразделяются на следующие виды: с высоковольтным выключателем (вводы, отходящие линии, секционирование); с выключателем нагрузки или с выключателем нагрузки и предохранителем (вводы, отходящие линии, секционирование); с разъединителями (секционирование); с измерительным трансформатором напряжения и др.

На схеме первичных соединений камер показываются все основные

элементы установленного электротехнического оборудования.

Так, например схема первичных соединений камер К-61М. (Таблица 1.1)

 

* Трансформаторы тока установлены в двух фазах.

** Камеры с выводом шин влево (вправо)

*** Схемы камер 30,32, являются зеркальным отражением схем 29,31 со-

ответственно.

Основная встраиваемая аппаратура:

- контакторы V – 7, V – 12;

- выключатели нагрузки NAL, NALF;

- вакуумные выключатели: BB/TEL.

- заземлители UWEa, UMR.

- измерительные трансформаторы тока и напряжения;

- ограничители перенапряжений ОПН/TEL;

- микропроцессорные устройства РЗиА.

 

 

Таблица 1.1

 

Камеры на напряжение 6 и 10 кВ комплектуются электрооборудованием на номинальное напряжение 10 кВ, трансформаторы напряжения, разрядники, силовые предохранители, трансформаторы собственных нужд устанавливаются на напряжение 6 и 10 кВ.

По новым правилам в комплектных распределительных устройствах

должна предусматриваться защита от дуговых коротких замыканий. Существует два наиболее распространенных типа дуговой защиты: фототиристорная и клапанная. Принцип действия первой основан на контроле светового потока, появляющегося в момент возникновения дуги, с помощью фототиристоров.

Клапанная защита реагирует на увеличение давления внутри объема

ячейки, возникающего при горении дуги, что приводит к срабатыванию выхлопного клапана. Недостаток клапанной защиты – низкая чувствительность.

Камеры всех серий снабжены блокировками, исключающими ошибочные действия обслуживающего персонала с коммутационными аппаратами, что создает безопасные условия эксплуатации камер.

Камеры КРУ и КСО.

Рассмотри шкаф КРУ серии К-ХХУ (рис. 1.1), состоящий из корпуса 1, выдвижного элемента 2 и релейного шкафа З, имеет все современные блокировки, включая оперативные блокировки внешних присоединений выдвижного элемента и привода заземляющего разъединителя.

Корпус шкафа разделен на четыре отсека: отсек 5 сборных шин, отсеки 10 и 11 соответственно шинных и линейных разъемных контактов главной цепи и отсек 12 выдвижного элемента.
В отсеке сборных шин на опорных изоляторах 8 проложены алюминиевые шины 7, от которых отходят отводы на все номинальные токи. Для удобства монтажа сборных шин сверху отсек имеет крышку 6.
Неподвижные шинные разъемные контакты установлены на опорных изоляторах. В отсеке линейных разъемных контактов расположены измерительные трансформаторы тока и трансформаторы защиты от замыканий на землю, ножи заземляющего разъединителя и шины кабельной сборки.
В отсеке выдвижного элемента размещаются: приводное устройство для подъема шторок и заземляющего разъединителя с блокировками, направляющие для вкатывания и швеллеры с отверстиями для фиксации выдвижного элемента, а также контакты защитного заземления. На выдвижном элементе могут быть установлены: выключатель, трансформатор напряжения либо разрядники. Сверху отсек закрыт разгрузочным клапаном 4.
Выдвижной элемент может занимать рабочее, контрольное и ремонтное положения. Передняя панель выдвижного элемента является фасадом шкафа КРУ и на ней расположены: гибкая связь 9 со штепсельным разъемом, ручка механизма фиксации и блокировки, рукоятка ручного отключения выключателя, проем с дверей для рычага ручного включения выключателя, окно для наблюдения за положением вала выключателя. В нижней части передней панели выступает кронштейн для установки рычага доводки или водила для перемещения выдвижного элемента по помещению. На выдвижном элементе установлены: механизм фиксации и блокировки; шинные и линейные подвижные контакты

 

 

главной цепи; контакты защитного заземления, обеспечивающие его заземление

в рабочем, контрольном и промежуточном положениях с двух сторон; тяги, приводящие в движение защитные шторки и оборудование, для размещения которого предназначен выдвижной элемент. В контрольном положении выдвижной элемент фиксируется одним, а в рабочем — двумя фиксаторами, связанными между собой системой рычагов.
В релейном шкафу колодка штепсельного разъема установлена с левой стороны. Из-за большой высоты релейный шкаф поставляется отдельно.
Для связи сборных шин одной секции при двухрядном расположении шкафов используют стандартные шинные мосты (токопроводы) для коридоров управления шириной 1910, 2310, 2810, 3010 и 3600 мм.
Отдельно поставляется комплект дугогасительной камеры для каждого электромагнитного выключателя ВЭМ-6.

 

 

Камера КСО2-72 (рис. 1.2), предназначенная для комплектования распределительных устройств, имеет унифицированный типовой корпус, сваренный из гнутого стального листа толщиной 2,5 мм. На лицевой стороне камеры имеется панель для установки приборов защиты и измерений, а также приводов 2 разъединителей и масляного выключателя 5. В средней части камеры по вертикали располагаются два шкафа: верхний — для открытых аппаратов управления и защиты и проводов вторичных цепей, нижний — для наборных зажимов вторичных цепей. С лицевой стороны камеры имеются две сетчатые двери для доступа к выключающим аппаратам и измерительным трансформаторам высокого напряжения. Внутри камеры монтируют аппаратуру, а на верхней раме — опорные изоляторы главных шин. Камера имеет длину 1000 мм, ширину 1200 мм и высоту 2870 мм. Изготавливают ее по схеме с двумя заземляющими ножами на шинном и линейном разъединителях. Номенклатура камер охватывает 27 видов принципиальных схем первичных соединений. КСО2-72 рассчитана на номинальные токи первичных цепей 400, 600 и 1000 а, напряжение 6... 10 кВ и ток отключения 20 кА. В них применяются масляные выключатели ВМГ-10 до 1000 Ас приводами ПЭ-11 и ПП-67 и выключатели типа ВМГП с приводом ППВ- 10. В качестве шинных разъединителей используются разъединители фигурного исполнения типа РВФЗ с заземляющими ножами. Ошиновку камер выполняют шинами из алюминиевого сплава марки АДЗIТI.

Камеры КСО2-72 не предназначены для стыковки с камерами КСО других серий. Устанавливаются они в один или два ряда в помещении РУ. При двухрядном расположении камер их сборные шины соединяются шинным мостом открытого исполнения без разъединителей или с двумя разъединителями для обеспечения их секционирования. При этом ширина коридора между двумя рядами камер составляет 2000... 3750 мм. Шинный мост без разъединителей устанавливается в любой камере в ряду РУ, а с разъединителями — только в крайних камерах, так как приводы разъединителей размещаются только на передних панелях шириной 200 мм. Минимальная высота помещения РУ, предназначенного для КСО2-72 без шинного моста или с шинным мостом без разъединителей, до балки составляет 3,7 м и до потолка — 3,9 м; а для камер с шинным мостом с разъединителями высота до балки — 3,9 м и до потолка — 4,1 м.

 

 

3. Расчетно-технологическая часть.

Монтаж КРУ.

До начала монтажа принимают помещения и оборудование КРУ под монтаж и выполняют заготовительные работы. Комплектные распределительные устройства устанавливают в помещениях, где полностью закончены основные и отделочные строительные работы.

Монтаж КРУ начинают с установки крайнего корпуса и к монтажу следующего корпуса приступают только после проверки правильности положения по вертикали и горизонтали предыдущего. При необходимости под основания помещают стальные подкладки и приваривают их. По окончании установки соединяют болтами корпуса блоков также начиная с крайнего. При этом сначала затягивают нижние болты, затем верхние.

После затягивания болтов проверяют по шнуру прямолинейность установки корпусов по верху и при необходимости регулируют их положение стальными подкладками. Вкатыванием тележки проверяют правильность установки шкафов КРУ, т. е. совпадение их подвижных и неподвижных частей, а также четкое фиксирование положения тележки роликами.

Корпус КРУ считается установленным правильно и может быть окончательно закреплен при выполнении следующих условий:
- корпус и тележка не качаются.
- нижняя рама корпуса располагается горизонтально.
- подвижные и неподвижные части разъединяющих контактов первичных и вторичных цепей совпадают.
- ролики механизма доводки четко фиксируют положение тележки.
- зазоры между осью крепления коромысел защитных шторок и роликами тележки примерно одинаковые.
- контрольные отверстия смежных корпусов совпадают.
- зазор между стенками смежных корпусов не превышает 1 мм.
- закрытые двери шкафов расположены в одной вертикальной плоскости.

Особо проверяют работу шторок, которые должны подниматься и опускаться без перекосов и заеданий, а также действие механической блокировки.
Окончательно выверенные шкафы и камеры жестко прикрепляют электросварным швом длиной 60... 70 мм к направляющим в четырех углах, благодаря чему обеспечивается заземление корпуса.
В шкафах снимают листы шинного отсека, освобождают от временного крепления ответвительные шины, удаляют верхние части шинодержателей и на шинодержатели укладывают сборные шины с учетом цвета фаз. Ответвительные шины присоединяют к сборным болтам или сжимам, затем сборные и ответвительные шины закрепляют на шинодержателях. Участки сборных шин впределах одного щита сваривают, а между различными щитами соединяют болтами или сжимами.

После монтажа шин устанавливают приборы и аппараты, демонтированные на время перевозки, и присоединяют их к первичным и вторичным цепям согласно схемам. Контактные поверхности сборных шин промывают бензином и смазывают тонким слоем вазелина.

 

 

Нельзя зачищать эти поверхности напильником или наждачной шкуркой, так как они покрыты на заводе специальным сплавом олова с цинком для защиты от коррозии. После установки сборных шин всей секции выполняют затяжку болтов в контактных соединениях, а затем прокладку магистральных шин вторичных цепей.

Смонтированные шкафы, камеры или блоки тщательно очищают от пыли и грязи и приступают к ревизии оборудования. Все элементы осматривают, подтягивают крепежные болтовые соединения, а также винты в зажимах, блок-контактах и других устройствах вторичной цепи.
Осматривают выключатели и приводы. Выключатели должны быть залиты чистым сухим трансформаторным маслом. На всех трущихся частях механизмов проверяют наличие смазки и при необходимости добавляют ее. Далее измеряют мегомметром сопротивление изоляции вторичных обмоток измерительных трансформаторов тока. Проверяют регулировку масляных выключателей и приводов при ручном включении, блок-контактов, работу механизмов доводки, блокировки и выкатывания тележек КРУ, а также работу разъединяющих и других контактов по заводской инструкции. Затем присоединяют отходящие и питающие кабели и кабели вторичных цепей по чертежам проекта.

По окончании установки КРУ все металлические конструкции, на которых они установлены, присоединяют к сети заземления. Заземлению подлежит также все оборудование КРУ, не имеющее металлического соединения с заземленным корпусом камеры. Приборы и оборудование, установленные на заземленных металлических конструкциях, сварные поверхности которых имеют наружный электрический контакт с корпусом РУ, специально заземлять не следует. Заземление КРУ осуществляют приваркой нижних рам корпусов камер к магистрали заземления либо к закладным частям, присоединенным к магистрали заземления не менее чем в двух местах.
Для сдачи в эксплуатацию выполняют проверку и наладку релейной защиты и сигнализации и производят испытания в объеме, предусмотренном ПУЭ.