Ных аварийных и ремонтных режимах работы сетевых трансформа­торов

Рисунок 4.11 иллюстрирует: соотношение мощности сетевых и печ­ных трансформаторов; схему подключения оперативных выключателей и выключателей, осуществляющих защиту; сечение кабельной пере­мычки и другие элементы, изображенные в рабочих чертежах (рабочей документации) и отсутствующие при разработке собственно схемы для получения технических условий или для ТЭО (проекта).

4.5. Компоновки открытых и закрытых распределительных устройств (подстанций)

Определение параметров электропотребления на разных уровнях систем электроснабжения, выбор источников питания, разработка схе­мы электроснабжения, выбор силовых трансформаторов, количества и места расположения подстанций 5УР и 4УР дают возможность ском­поновать каждое подстанционное ОРУ - открытое распределительное устройство, когда все или основное оборудование РУ расположено на открытом воздухе, и ЗРУ - закрытое распределительное устройство, оборудование которого расположено в здании.

Существуют некоторые общие требования, определяющие компонов­ку ОРУ или ЗРУ (установку каждого изделия и конструкцию сооруже­ния) и регламентируемые ПУЭ. Электрооборудование, токоведущие части, изоляторы, крепления, ограждения, несущие конструкции, изо­ляционные и другие расстояния должны выбираться и устанавливаться таким образом, чтобы:

называемые нормальными условиями работы электроустановки уси­лия, нагрев, электрическая дуга или другие сопутствующие ее работе явления (искрение, выброс газов и т. п.) не могли привести к повреж­дению оборудования и возникновению КЗ или замыкания на землю, а также причинить вред обслуживающему персоналу;

при нарушении нормальных условий работы электроустановки обес­печивалась необходимая локализация повреждений, обусловленных действием КЗ;

при снятом напряжении с какой-либо цепи относящиеся к ней аппа­раты, токоведущие части и конструкции подвергались безопасному осмотру, замене и ремонтам без нарушения нормальной работы сосед­них цепей;

обеспечивалась возможность удобного транспортирования обору­дования.

Во всех цепях РУ должна предусматриваться установка разъединяю­щих устройств с видимым разрывом, обеспечивающих возможность отсоединения всех аппаратов (выключателей, отделителей, предохра­нителей, трансформаторов тока, трансформаторов напряжения и т.п.), каждой цепи от сборных шин, а также от других источников напряже­ния.

Указанное требование не распространяется на шкафы КРУ и КРУН с выкатными тележками, высокочастотные заградители и конденсаторы связи, трансформаторы напряжения, устанавливаемые на отходящих линиях, разрядники, устанавливаемые на выводах трансформаторов и на отходящих линиях, а также на силовые трансформаторы с кабель­ными выводами.

Для территории ОРУ и подстанций, на которых в нормальных усло­виях эксплуатации из аппаратной маслохозяйства, со складов масла,

из машинных помещений, а также из трансформаторов и выключателей при ремонтных и других работах могут иметь место утечки масла, должны предусматриваться устройства для его сбора и удаления с целью исключения возможности попадания масла в водоемы.

Подстанции 35-110 кВ должны преимущественно проектироваться комплектными, заводского изготовления, блочной конструкции. Распределительные устройства 35—750 кВ рекомендуется выполнять откры­того типа. Распределительные устройства 6—10 кВ могут выполняться в виде комплектных шкафов наружной установки (КРУН). Распреде­лительные устройства 6-10 кВ закрытого типа должны применяться: в районах, где по климатическим условиям не могут быть применены КРУН; в районах с загрязненной атмосферой и районах со снежными и пыльными бурями; при числе шкафов более 25; при наличии тех­нико-экономического обоснования (по требованиям заказчика).

На подстанциях 35—330 кВ с упрощенными схемами на стороне выс­шего напряжения с минимальным количеством аппаратуры, размещае­мых в районах с загрязненной атмосферой, рекомендуется открытая установка оборудования высокого напряжения и трансформаторов с усиленной внешней изоляцией.

Закрытые распределительные устройства 35-220 кВ применяются в районах: с загрязненной атмосферой, где применение открытых распределительных устройств с усиленной изоляцией или аппаратурой следующего класса напряжения (с учетом ее обмыва) неэффективно, а удаление подстанции от источника загрязнения экономически нецеле­сообразно, как и требование об установке специального оборудования; со стесненной городской и промышленной застройкой; с сильными снегозаносами и снегопадом, а также в суровых климатических усло­виях при соответствующем технико-экономическом обосновании. Здание ЗРУ должно выполняться без окон, и его допускается выполнять как отдельно стоящим, так и сблокированным со зданиями общеподстанционных пунктов управления, в том числе и по вертикали.

Герметизированные комплектные распределительные устройства с элегазовой изоляцией 110 кВ и выше (КРУЭ) применяются при стес­ненных условиях в крупных городах и на промышленных предприя­тиях, а также в районах с загрязненной атмосферой.

В условиях интенсивного загрязнения в блочных схемах трансфор­матор — линия рекомендуется применять трансформаторы со специ­альными кабельными вводами на стороне 110—220 кВ и шинными вы­водами в закрытых коробах на стороне 6—10 кВ.

Закрытая установка трансформаторов 35—220 кВ применяется: ког­да усиление изоляции не дает должного эффекта; когда в атмосфере содержатся вещества, вызывающие коррозию, а применение средств защиты нерационально; при необходимости снижения уровня шума у границ жилой застройки.

В закрытых распределительных устройствах 6-10 кВ должны уста­навливаться шкафы КРУ заводского изготовления. Шкафы КРУ, кон­струкция которых предусматривает обслуживание их с одной стороны, устанавливаются вплотную к стене, без прохода с задней стороны. Ши­рина коридора обслуживания должна обеспечивать передвижение теле­жек КРУ; для их хранения и ремонта в закрытых распределительных устройствах должно предусматриваться специальное место.

Компоновка и конструкция ОРУ разрабатываются для ранее приня­тых номинального напряжения, схемы электрических соединений, ко­личества присоединяемых линий, трансформаторов и автотрансформа­торов, выбранных параметров и типов высоковольтной коммутацион­ной и измерительной аппаратуры (выключатели, разъединители, транс­форматоры тока и напряжения) и ошиновки. При этом должны быть учтены местные условия размещения площадки, отведенной для про­ектируемого ОРУ: рельеф, грунты, размеры площадки, направления линий (коридоры для ввода и вывода линий), примыкание железно­дорожных путей и автомобильных дорог. Должны быть также учтены местные климатические условия. Собственно ОРУ может быть выпол­нено широким, но коротким или узким, но длинным; ОРУ может быть выполнено с гибкой, жесткой и смешанной (и гибкой, и жесткой) оши­новкой, что отразится на конструкциях для установки (подвески) этой ошиновки и на размерах этих конструкций — пролетах порталов, высоте колонн, их количестве и массе, количестве опорных и подве­сных изоляторов.

Каждое из решений имеет свои достоинства и недостатки; задача проектировщика состоит в том, чтобы выбрать для данных местных условий наиболее целесообразное решение, обеспечивающее надеж­ность, удобные условия для эксплуатации и экономичность по срав­нению с другими вариантами.

Большая часть подстанций промышленных предприятий выполняется с открытой частью 110 кВ и ЗРУ 10 кВ. На рис. 4.12 показана типовая открытая понижающая подстанция на напряжение 110/6—10 кВ, рассчи­танная на установку трансформаторов мощностью 25-63 MB • А в райо­нах с нормальной окружающей средой. Между питающими линиями 110 кВ предусмотрены перемычки с двумя разъединителями (см. рис. 4.3).

Компоновка подстанций определяется схемой со стороны высокого и низкого (среднего) напряжений. Они могут быть как известными и даже типовыми (см. рис. 4.2-4.4), так и оригинальными, ориентирован­ными на технологические особенности потребителя (см. рис. 4.6—4.11). Открытая часть определяется схемой расположения (оборудования). Схемы типизированы, и из них компонуется ОРУ подстанции.

На рис. 4.13 изображено ОРУ 220 кВ из унифицированных конструк­ций. Схема расположения выполнена для блока линия - трансформа­тор. Разрез соответствует схеме расположения и аналогичен плану на

рис. 4.12. Установка трансформаторов тока и напряжения обосновыва­ется отдельно.

В последние годы все больше получают распространение комплект­ные распределительные устройства с элегазовой изоляцией (КРУЭ) на напряжении 110-500 кВ. Применение КРУЭ открывает новые пер­спективы индустриализации строительства подстанций, позволяет уменьшить время монтажа по сравнению с традиционными РУ в 4-5 раз, улучшить условия эксплуатации и надежность работы, сокра­тить необходимую для подстанции площадь в 7—40 раз (в зависимо­сти от напряжения).

Однако высокая стоимость ячеек КРУЭ на современном этапе дела­ет их применение оправданным только в тех случаях, когда решающим является размер площадки (например, для подстанций глубоких вво­дов на территории промышленных предприятий или в крупных жилых массивах). Поэтому в ближайшей перспективе целесообразно ориенти­роваться на индустриализацию строительства подстанций с РУ тради­ционного исполнения.

Закрытые подстанции 6-10 кВ, выполненные для 4УР как РУ 10 кВ или для 5УР как ЗРУ 10 кВ ГПП, по компоновке различаются мало, за исключением случаев, когда на ГПП сооружается развитое ОРУ (см., например, рис. 4.3, в) или к РП подключаются электроприемники (потребители), требующие специального пуска, ограничения по пуску и др. Развитое ОРУ требует помещений для щитов управления, сигнали­зации и автоматизации, устройств оперативного тока, аккумуляторов; воздушные выключатели требуют установки компрессоров и т. д.

Распределительные устройства выполняются с однорядным (рис. 4.14) или двухрядным расположением ячеек. В целях наибольшего

приближения к электроприемникам рекомендуется применять внут­ренние, встроенные в здания или простроенные к ним подстанции и трансформаторные подстанции ЗУР, питающие отдельные цеха или их отделения и участки. Такое размещение дает экономию в электриче­ской части и имеет преимущества в компактности генплана, так как позволяет сократить расстояния между цехами и уменьшить размеры проездов и подъездов и, следовательно, получить экономию территории и затрат на подземные и надземные технологические, электрические и транспортные внутризаводские коммуникации.

При недопустимости или затруднительности размещения подстанций внутри цеха, а также в цехах небольшой ширины (одно-, двух-, а иног­да и трехпролетные) или же при питании части нагрузок, расположен­ных за пределами цеха, применяются подстанции, встроенные в цех либо пристроенные к нему. Встроенные и пристроенные подстанции обычно располагаются вдоль одной из длинных сторон цеха, желатель­но ближайшей к источнику питания, или же при небольшой ширине цеха - в шахматном порядке вдоль двух его сторон. Рекомендуются встроенные подстанции, более удобные с точки зрения построения ген­плана и архитектурного оформления цеха, чем пристроенные. Рас­пределительные пункты, в том числе крупные, тоже рекомендуется пристраивать к производственным зданиям или встраивать в них и совмещать с ближайшими трансформаторными подстанциями во всех случаях, когда это не вызывает значительного смещения последних от центра их нагрузок.

Если распределительные подстанции служат для приема электро­энергии от энергоснабжающей организации, т. е. играют роль цент­ральной распределительной подстанции ЦРП, следует предусматривать выделение камер вводов и транзитных линий, с тем чтобы они были недоступными для обслуживающего электротехнического персонала предприятия. На рис. 4.14 приведен пример встроенной двухтрансфор-

матерной подстанции, совмещенной с распределительным пунктом и конденсаторной батареей, с применением комплектных устройств (КТП, КРУ, ККУ).

Внутренние цеховые подстанции, в которых доступ ко всему электро­оборудованию осуществляется из цеха, целесообразны главным обра­зом в многопролетных цехах большой ширины, когда это не мешает размещению технологического оборудования. При применении упро­щенных схем коммутации цеховых подстанций ЗУР их оборудование состоит из трансформатора с вводом высокого напряжения и щита вторичного напряжения.

Отдельно стоящие цеховые подстанции применяются редко, напри­мер при питании от одной подстанции нескольких цехов, при невозмож­ности размещения подстанций внутри цехов или у наружных их стен по соображениям производственного или архитектурного характера, при наличии в цехах пожаро- или взрывоопасных производств.

Вопросы для самопроверки

1. Перечислите исходные данные, необходимые для выбора главных
понизительных и распределительных подстанций.

2. Каковы особенности выбора схем и оборудования ГПП?

3. Поясните особенности выбора силовых трансформаторов в систе­мах электроснабжения.

4. Укажите количественные значения рабочих и аварийных нагрузок
силовых трансформаторов.

5. Изобразите схемы блочных подстанций ГПП.

6. Рассмотрите во времени изменение взглядов на применение выключателей на высокой стороне ГПП.

7. Упрощенно изобразите возможные схемы подстанции 5УР на сто­роне низкого (и среднего) напряжения 6—10 кВ.

8. Представьте различные варианты схем подстанций с резкопеременной и ударной нагрузками.

9. Какие принципы используются при разработке схем печных под­станций для разделения печной и спокойной нагрузки?

10. Опишите компоновки ОРУ заводских подстанций и по справоч­никам найдите габариты основного оборудования, устанавливаемого на ОРУ.

11. Изобразите планы и компоновки подстанций 4УР с отдельно
стоящими трансформаторами и совмещенными с КТП.

ГЛАВА ПЯТАЯ