Конструкции генераторных токопроводов. Классификация

Генераторы электрических станций соединяются токопроводами со своими повышающими трансформаторами в случае применения схемы блока или с ЗРУ при работе на машины генераторного напряжения.

Эти соединения в зависимости от мощностей генераторов, расстояний, атмосферных и др. условий могут выполняться в виде подземных кабелей, подвесных гибких токопроводов или шинных мостов (открытых или закрытых). Соединения являются ответственными участками, и к ним предъявляются требования высокой надежности, возрастающие с ростом единичных мощностей агрегатов.

Кабельные соединения в зависимости от мощности генераторов выполняются при помощи пучка трехжильных бронированных параллельных кабелей (для генератора 50МВт 10,5 кВ с повышающим тр-ром - 16 3-хфазных медных кабелей 3х150 мм²).

Кабели прокладывают в туннелях на полках, между которыми предусматривают огнестойкие перегородки, для того, чтобы при КЗ в одном из кабелей не были повреждены остальные. Отвод тепла из туннеля производится путем естественной циркуляции воздуха через шахты или принудительно в помощью вентиляторов.

Выбор суммарного сечения кабелей производится по экономической плотности току и допускаемому длительному току. Наибольшее сечение жил отдельных кабелей для удобства принимается не более 240мм². Минимальное сечение одного кабеля определяется из условий термической устойчивости при КЗ.

Кабельные соединения имеют преимущества при мощностях генераторов до 12 МВт. При больших мощностях, такие соединения невыгодны из-за громоздких туннелей, высокой стоимости их сооружения, большой затраты цветных металлов, отсутствия постоянной обозреваемости. Слабым местом являются кабельные муфты и разделки на входе и выходе, число которых возрастает в многоамперных кабельных соединениях.

Подвесные гибкие токопроводы выполняют из медных, сталеалюминиевых и алюминиевых проводов, которые размещаются в одной плоскости или собираются вокруг круглых обойм в цилиндрический пучок. Проводники каждой фазы подвесного токопровода собирают в пучок и закрепляют по поверхности кольца-обоймы, который подвешивается на гирлянде из двух изоляторов с одой стороны на стене машзала, а с другой – на портале тр-ра. Спуски токопровода через проходные изоляторы соединяются с одной стороны с генератором, с другой – с выводами тр-ра ПС или ЗРУ. Таким образом, при помощи гибких токопроводов могут перекрываться значительные расстояния; при расстоянии свыше 30-35м применяют промежуточные опоры.

Расстояние между кольцами токопровода – около 1м, между гибкими токопроводами разных фаз 3-4м, для исключения схлестывания между проводами разных фаз через каждые 6-8м устанавливают поперечные дистанционные распорки.

Для упрощения монтажа токопроводов применяют проводники больших сечений (АСУ-240, АСУ-300, А-185, иногда А-500 и А-600 и спец. стальные тросы, которые с двух концов закрепляются к подвесным изоляторам и только поддерживают токопровод). Выбор суммарного сечения всех проводников токопровода производится по экономической плотности тока. Расчет стрелы провеса – аналогично ЛЭП.

Преимущества: исключительная простота устройства и надежность, полная обозреваемость и низкая стоимость сооружения, невосприимчивость к метеорологическим воздействиям и загрязнениям. Применяются для генераторов мощностью до 100-150 МВт.

Открытые жесткие токопроводы, выполненные в виде шинных мостов применяют для соединения генераторов с тр-рами и ЗРУ, а также для соединения пониж. тр-ров с ЗРУ при расстояниях между ними около 15-20м и токах до 5кА. Такие шинные мосты прокладывают внутри здания от генератора до проходных изоляторов и снаружи от стены машзала до тр-ра или РУ.

Наибольшее применение имеют пакеты из двух швеллеров и трубчатые токопроводы. Пакеты шин устанавливают на опорных изоляторах типа ШТ-35 или стержневых, основанием которых служат поперечные балки, уложенные на несущую конструкцию моста.

Преимущества: надежны в эксплуатации и просты по конструкции.

В закрытых генераторных токопроводах шины каждой фазы заключаются в отдельный металлический кожух круглой или реже прямоугольной формы. В качестве токоведущих шин применяют пакет шин из двух швеллеров или трубы из меди или алюминия.

Кожухи токопровода изготавливают из листового электротехнического алюминия толщиной 4-6мм. Шины, расположенные в центре кожуха, удерживаются с помощью 2-4 фарфоровых опорных изоляторов. Опорные изоляторы ставятся на расстоянии до 2-4м друг от друга по длине токопровода вне зоны резонанса, внутри кольцевой опорной рамы, которая служит также направляющим каркасом для кожуха.

Токопровод собирается из отдельных секций; трубчатые шины свариваются, а на стыке кожухов создается уплотнение с помощью изоляционных прокладок.

Три токопровода в кожухах монтируются рядом, с просветом между ними 1м на поддерживающей конструкции моста, состоящего из опор, продольных и поперечных балок; на поперечные балки опираются опорные рамы токопроводов.

Таким образом, связь между генераторами и тр-рами осуществляется тремя закрытыми пофазно экранированными токопроводами.

Присоединение к выводам генераторов и трансформаторов выполняется посредством гибких медных и алюминиевых компенсаторов,а ответвления к тр-рам напряжения – при помощи небольших проходных изоляторов с втычными контактами, установленными на кожухе токопровода.

В настоящее время при изготовлении закрытых токопроводов секции кожухов не изолируются, а свариваются, в результате чего образуется электрически непрерывный кожух. В начале и конце закрытого токопровода (у генераторов и повыш.тр-ров) кожухи всех трех фаз соединяются между собой перемычками и заземляются.

Преимущества: высокая надежность, т.к. полностью исключена возможность междуфазных КЗ; значительное уменьшение электродинамических усилий, действующих на шины и изоляторы; одна и та же конструкция токопровода применяется внутри и снаружи помещения; упрощается строительная часть; токопровод изготавливается в заводских условиях, небольшие потери от вихревых токов в кожухе.

Применяются для генераторов мощностью 200-500 МВт.

 

Вопрос19