Обзор типов и конструктивные особенности распределительных устройств 6-10кВ внутренней установки
Основные типы распределительных устройств(РУ), которые используются на энергетических объектах для приема и распределения электроэнергии трехфазного переменного тока частотой 50Гц на напряжении 6-10кВ - это комплектные распределительные устройства КРУ, камеры сборные одностороннего обслуживания КСО и необслуживаемые комплектные распределительные устройства на базе элегазовых моноблоков КРУЭМ.
Довольно часто при проектировании электроснабжения объектов возникает вопрос какого типа распределительное устройство следует применять на том или ином объекте и в чем принципиальная разница между вышеуказанными типами РУ.
Чтобы разобраться в данном вопросе расмотрим конструктивные особенности указанных выше типов РУ.
Комплектные распределительные устройства КРУ
Комплектные распределительные устройства(КРУ) внутренней установки состоят из отдельных ячеек со встроенными силовыми аппаратами, приборами измерения, релейной защиты и автоматики, управления и сигнализации, которые соединяются между собой в соответствии со схемами электрических цепей.
Конструктивно ячейки КРУ складываются из отдельных выделенных отсеков,которые разделены между собой металлическими перегородками.
Это отсек выкатного элемента, отсек сборных шин, отсек ввода-вывода, отсек релейной защиты и автоматики.
Выделение отсеков способствует локализации коротких замыканий и препятствует развитию аварии.
Обслуживание КРУ производится с фасада и тыльной стороны.
Отсек выкатного элемента
В отсеке расположена тележка на которой могут быть установлены силовой выключатель, трансформатор напряжения, трансформатор собственных нужд, предохранители и др. элементы в соответствии со схемой главных цепей.
Выкатной элемент имеет два фиксированных положения: рабочее и контрольное.
Ремонтное положение выкатного элемента располагается вне отсека.
Безопасная работа в отсеке выкатного элемента обеспечивается защитными шторками,которые при выкатывании тележки в ремонтное положение автоматически закрываются, закрывая доступ к неподвижным контактам, находящимся под напряжением.
Отсек сборных шин
В отсеке находятся сборные шины, закрепленные на опорных изоляторах.
Отсек ввода-вывода
Отсек предназначен для подключения к КРУ кабельного или шинного ввода и трансформаторов тока нулевой последовательности.
Отсек релейной защиты и автоматики
Отсек релейной защиты расплагается в верхней части ячейки в виде шкафа, где на монтажной панели располагается вспомогательные устройства релейной защиты, клеммы, нагревательный элемент, промежуточные реле, реле времени и др. аппаратура необходимая для функционирования схемных решений релейной защиты и вторичной коммутации.
На фасаде релейного отсека устанавливаются микропроцессорные устройства релейной защиты, ключи управления, лампы сигнализации, блинкеры, электроизмерительные приборы.
Камеры сборные одностороннего обслуживания
Камеры сборные одностороннего обслуживания(КСО) состоят из отдельных ячеек со встроенными силовыми аппаратами, приборами измерения, релейной защиты и автоматики, управления и сигнализации, которые соединяются между собой в соответствии со схемами электрических цепей.
Камеры КСО имеют одностороннее обслуживание вне зависимости от расположения камер.
Это одно из отличий камер КСО от КРУ.
КСО представляют собой каркасную металлическую конструкцию с передней дверью и одной боковой стенкой.
Крайние камеры комплектуются торцевыми панелями.
В верхней части камеры устанавливается отсек релейной защиты.
Сбоку камеры на фасадных стойках располагаются приводы разъединителей, выключателей нагрузки и заземляющих ножей.
Еще одно отличие камер КСО от КРУ - это меньшее количество выделенных отсеков и стационарное положение силового выключателя с выводом в ремонт при помощи разъединителй и заземляющих ножей.
Камера КСО с вакуумным выключателем разделена на отсек выключателя и сборных шин, отсек линейных присоединений и отсек релейной защиты.
Каждый из отсеков имеет дверь со стороны фасада.
В отсеке силового выключателя размещаются вакуумный выключатель, шинный разъединитель с приводом и заземляющими ножами.
В отсеке линейных присоединений размещен линейный разъединитель с приводом и заземляющими ножами.
Некоторые типы современных КСО выпускаются с выдвижным силовым выключателем.
В этом случае шинный и линейный разъединители не устанавливаются.
На дне отсека предусмотрено место для крепления трансформатора тока и скобы для крепления силового кабеля.
Отсек релейной защиты по конструкции аналогичен релейному отсеку КРУ.
Комплектные распределительные устройства КРУЭМ на базе элегазовых моноблоков
Комплектные распределительные устройства на базе элегазовых моноблоков(КРУЭМ) состоят из отдельных ячеек, либо групп ячеек оборудованных полностью герметичным контейнером из нержавеющей стали со встроенными силовыми аппаратами, которые соединяются между собой в соответствии с главной схемой электрических цепей.
Контейнер наполнен элегазом с небольшим избыточным давлением.
Вид обслуживание КРУЭМ – одностороннее.
КРУЭМ состоит из нескольких функциональных отсеков: силового, кабельного, отсека привода и отсека релейной защиты.
Распределительное устройство имеет возможность расширения путем добавления функциональных блоков, которые соединяются между собой на уровне сборных шин с помощью втычных экранированных контактов, при этом сохраняется целостность заводских моноблоков.
Комплектные распределительные устройства КРУТМ на базе моноблоков с твердой изоляцией
комплектные распределительные устройства на базе моноблоков с твердой изоляцией (КРУТМ) могут состоять из отдельных ячеек, а также групп ячеек.
В отличие от элегазовых мноноблоков в КРУТМ основное коммутационное оборудование и токоведущие части заключены в твердую изоляцию.
КРУТМ также состоит из нескольких функциональных отсеков: силового, кабельного, отсека привода и отсека релейной защиты.
КРУТМ сочетает в себе достоинства компактности как в элегазовых моноблоках и одновременно безопасности и надежности, как в ячейках КРУ или КСО с воздушной изоляцией.
Рекомендации по проектированию сетей 6-10кВ на базе распределительных устройств внутренней установки
Рассмотрим применение описанных выше типов распределительных устройств для формирования распределительных сетей от питающих высоковольтных подстанций 35-330кВ до тупиковых трансформаторных подстанций 6-10/0,4кВ и конечного потребителя.
Ниже представлена схема электроснабжения состоящая из четырех уровней: уровень 1 – высоковольтная трансформаторная подстанция 110кВ, уровень 2 – распределительный пункт 10кВ, уровень 3 – узловая трансформаторная подстанция, уровень 4 – тупиковая трансформаторная подстанция 10/0,4кВ.
На высоковольтных трансформаторных подстанциях 35-330кВ со стороны 6-10кВ обычно устанавливают ячейки типа КРУ двухстороннего обслуживания.
Применение КРУ обуславливается высоким уровнем надежности электроснабжения потребителей, требованиями к обслуживанию оборудования, повышенным уровнем сложности схем релейной защиты и автоматики, высокими уровнями токов короткого замыкания, высокими токами нагрузки.
В КРУ на ПС 35-330кВ устанавливаются силовые выключатели для отключения токов нагрузки и токов короткого замыкания.
В отсеке релейной защиты предусматривается набор устройств релейной защиты с функциями: токовая отсечка ТО, максимальная токовая защита МТЗ, защита от замыканий на землю ЗНЗ, логическая защита шин ЛЗШ, устройство резервирования отказа выключателя УРОВ, защита от повышения и понижения напряжения, дуговая защита и др. и автоматики с функциями – автоматический ввод резерва АВР, автоматическая частотная разгруза АЧР, автоматическое частотное повторное включение ЧАПВ и др.
В распределительных пунктах 6-10кВ как правило устанавливаются камеры сборные одностороннего обслуживания КСО с силовыми выключателями и набором устройств релейной защиты:ТО,МТЗ,ЛЗШ,УРОВ,ЗНЗ и автоматики:АВР.
На узловых и тупиковых трансорматорных подстанциях 6-10кВ могут устанавливаться КСО элегазовые КРУЭМ, или с твердой изоляцией КРУТМ
В большинстве случаев коммутационными аппаратами являются выключатели нагрузки либо разъединители.
В качестве устройств релейной защиты применяются индикаторы токов короткого замыкания.
Для защиты силового трансформатора 10/0,4кВ используется силовой выключатель в комбинации с выносной защитой, либо выключатель нагрузки с предохранителем.
Выбор применения КСО,КРУЭМ или КРУТМ в данном случае основывается на технико-экономическом обосновании строительста ТП-6-10кВ.