Страница 33 из 66
Часть четвертая
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА И ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ПОДСТАНЦИИ
ГЛАВА 9
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА СТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ
§ 26. Назначение и классификация распределительных устройств
Основные определения.
Распределительным устройством станций и подстанций (РУ) называется электроустановка, предназначенная для приема электрической энергии от генераторов, трансформаторов или линий электропередачи и ее распределения между потребителями. В состав РУ входят коммутационные аппараты, сборные и соединительные шины, измерительные приборы, устройства автоматики и защиты.
По своему назначению распределительные устройства делятся на следующие типы:
главные РУ, служащие для приема электроэнергии от генераторов электростанции;
РУ повысительных и понизительных подстанций, в которых электроэнергия распределяется после повышения или понижения напряжения в силовых трансформаторах;
линейные РУ (распределительные пункты), в которых энергия распределяется между отдельными воздушными линиями без трансформации напряжения.
По роду напряжения и местоположению распределительные устройства делятся на РУ напряжением до 1000 В и выше 1000 В, в том числе генераторного напряжения. На крупных электростанциях РУ генераторного напряжения выполняются на напряжении 3—10 кВ, а для небольших сельских станций они могут быть выполнены на напряжении до 1000 В.
По роду установки основного оборудования РУ делятся на закрытые (ЗРУ) с размещением оборудования в закрытых зданиях и помещениях и открытые (ОРУ) с размещением оборудований на открытом воздухе.
Таблица 10
Минимально допустимые расстояния для закрытых РУ в зависимости от напряжения установки
Требования, предъявляемые к выполнению распределительных устройств.
От правильного выполнения распределительных устройств зависит экономичность и бесперебойность работы всей электроустановки в целом, поэтому к ним предъявляют ряд требований. Распредели тельные устройства закрытого типа напряжением выше 10 кВ могут иметь однорядное или двухрядное исполнение. При длине до 7 м оно должно иметь один выход, а от 7 м и выше два выхода на концах коридора управления. План таких устройств с указанием допустимых габаритных размеров показан на рис. 85. Двухрядные РУ более распространены, так как они получаются более компактными, чем однорядные. Следует отметить, что приведенные в табл. 10 допустимые расстояния являются минимальными, на практике расстояния между токоведущими частями, как правило, увеличивают.
Размещают масляные выключатели в камерах той или иной конструкции в зависимости от количества масла в них. Многообъемные баковые выключатели с количеством масла 60 кг. и более устанавливают в закрытых каморах, имеющих отдельный выход и порог, рассчитанный на удержание полного объема масла.
Рис. 85. План закрытого РУ напряжением 6—10 кВ:
а — при однорядном, б- двухрядном расположении ячеек с аппаратурой
Выключатели с объемом масла 25—60 кг устанавливают в открытых камерах с проемами, защищенными сетчатыми перегородками. Малообъемные выключатели с объемом масла менее 25 кг монтируют только в открытых камерах, разделенных простыми перегородками.
Приводы к выключателям устанавливают в коридорах управления за перегородками или стенами. Шины укрепляют на опорных конструкциях, сваренных из угловой стали или швеллеров.
Приводы к разъединителям устанавливают на лицевой стороне панелей или стенах камер, выходящих в коридор управления. Там же устанавливают щитовые измерительные приборы. Трансформаторы тока в ЗРУ сельских электроустановок используются, как правило, проходной конструкции, их устанавливают в камерах выключателей на наклонных полках, выполненных из угловой стали. Для трансформаторов напряжения предусматривают отдельную камеру, где монтируют также разъединитель для отключения трансформатора и высоковольтные предохранители. В ряде случаев для ЗРУ 6-10 кВ там же монтируют комплект вентильных разрядников.
Таблица 11
Минимально допустимые расстояния для открытых РУ высокого напряжения 
Для крепления проводов ОРУ применяют опорные изоляторы и натяжные гирлянды подвесных изоляторов тарелочного типа. При рабочем напряжении 35 кВ количество подвесных изоляторов в натяжной гирлянде для крепления шин должно быть равным четырем (для изоляторов типа П-4,5 или ПС-4,5). Натяжные гирлянды используются для натяжения круглых шин (проводов) ОРУ между анкерными спорами или порталами. Поддерживающие гирлянды предназначены для поддержки проводов на промежуточных опорах.
Порталы ОРУ 35 кВ выполняются железобетонными или металлическими. Для железобетонных порталов применяют унифицированные стойки типов СНВс-3,2 или УСТ-2. Траверсы для порталов делают металлическими. Под силовые трансформаторы предусматриваются металлические рамы на железобетонных фундаментах. Шины подвешивают на высоте 6—7 м от уровня земли. Разъединители устанавливают на высоте 3—4 м, а ручные приводы к ним — на высоте 1,2—1,5 м сад уровнем земли. Баковые масляные выключатели устанавливают на железобетонных фундаментах высотой от 0,8 до 1,5 м. Под такими выключателями, так же так и под силовыми трансформаторами, делают площадку и гравийную засыпку толщиной не менее 25—30 см. Чтобы предотвратить растекание масла при повреждениях бака аппарата гравийную засыпку делают такой, чтобы она выступала за габариты аппарата не менее чем на 1 м.
Разнообразные комплектные устройства, типа КСО, предназначены для того чтобы максимально эффективно обеспечить разные относительно безопасные условия по труду, причем вне зоны работы разнообразных приборов и элементов оборудования. Они могут достаточно эффективно функционировать на основе применения тока относительно высокого напряжения.
В настоящее время практически на каждом промышленном предприятии устанавливаются устройства, имеющие специальные ячейки КРУ. Именно они в состоянии максимально эффективно защитить персонал от неосторожного обращения с разнообразными электрическими цепями, силовыми кабелями и прочими опасными приспособлениями.
КРУ К-59Особенности конструкции устройств
По своим конструкционным особенностям КСО представляет собой специальный высоковольтный шкаф. Используется он для ограничения доступа людей, от получения травм. В подобном шкафу расположены все необходимые элементы, предназначенные для измерения, а также коммутационные аппараты и особые специализированные соединительные шины.
Есть особые пределы использования современных комплектных распределительных приспособлений. Верхний при этом не должен быть выше 10 кВт. При некоторых технических необходимостях можно применять специальные комплектные распределительные приспособления с целью эффективного расширения того оборудования, которое имеет ячейки КРУ, которые уже присутствуют и работают.
Особенности применения устройств
В большом количестве случаев, КСО может быть монтировано в таких помещениях, где температура среды окружающей может варьироваться от минус тридцати градусов, до сорока выше нулевой отметки. Чтобы подобные устройства функционировали максимально эффективно, недопустимо наличие высоких показателей влажности, а также какой-либо агрессивной среды.
Посредством применения специальных ячеек КРУ предоставляется возможность производить максимально быстрое переключение в используемой электрической цепи. У пользователя появляется возможность не просто осуществлять автоматическое отключение некоторых участков, но также выполнять их повторное включение при необходимости. Важно обратить внимание, что осуществление качественного учета потребленной энергии без особых проблем может быть произведено с точностью коммерческого учета по потреблению.
Современное производство и приобретение устройств распределения
Все современные КСО производятся на специализированных заводах. В процессе их производства предусматривается довольно высокая степень готовности к установке, а также последующему, довольно эффективному применению. Все это делает ячейки КРУ достаточно практичными. Преимущество подобных устройств заключаются в том, что в них предусмотрено особое двустороннее обслуживание.
Чтобы приобрести КСО, отвечающее всем основным требованиям ГОСТа, необходимо воспользоваться помощью профессионалов, которые ответят на все основные вопросы относительно применения и особенностей эксплуатации оборудования. Это поможет сделать выбор и приобретение максимально обоснованным.
Что касается стоимости устройства, то ячейки КРУ в настоящее время реализуются по относительно невысокой стоимости, которая при этом оптимально соответствует идеальным параметрам качества.
Распределительные устройства, включая главное РУ низкого напряжения (ГРЩ), играют решающую роль в обеспечении надежности электроустановки. Они должны соответствовать четко определенным нормам, регулирующим проектирование и изготовление распределительных устройств низкого напряжения. |
Распределительное устройство (РУ) – это электроустановка, в которой входящая электроэнергия распределяется по отдельным цепям, каждая из которых контролируется и защищается плавкими предохранителями или автоматическими выключателями. Распределительное устройство разделяется на ряд функциональных блоков, каждый из которых включает в себя все электрические и механические элементы, которые необходимы для выполнения заданной функции. Оно представляет собой ключевое звено в цепи обеспечения надежности.
Поэтому тип РУ должен идеально подходить для области применения. Проектирование и изготовление распределительного устройства должны осуществляться в соответствии с действующими нормами и стандартами и учитывать опыт эксплуатации.
Корпус РУ обеспечивает двойную защиту:
- Защита измерительных приборов, реле, плавких предохранителей от механических ударов, вибраций и других внешних воздействий, которые могут нарушать их работу (электромагнитные помехи, пыль, влажность, насекомые и т.д.).
- Защита людей от прямых прикосновений (см. степень защиты IP и показатель IK в подразделе Перечень внешних воздействий).
Типы распределительных устройств
Распределительные устройства могут различаться по назначению и конструкции (особенно по компоновке шин).
Типы распределительных устройств по назначению
Нагрузочные требования определяют тип распределительного устройства. |
Основные типы распределительных устройств:
- Главный распределительный щит низкого напряжения (см. рис. Е27a)
- Шкаф управления двигателями (см. рис. Е27b)
Рис. Е27 : a ГРЩ (Prisma Plus P) с шинопроводами, b Шкаф управления двигателями низкого напряжения (Okken)
- Промежуточные (вторичные) РУ (см. рис. Е28)
Рис. Е28 : Промежуточное РУ (Prisma Plus G)
- Конечные РУ (см. рис. Е29)
Рис. Е29 : Конечное РУ: a Prisma Plus G Pack, b Kaedra, c Mini Pragma
Распределительные устройства специального назначения (например, для систем отопления, лифтов, производственных процессов) могут располагаться:
- рядом с главным ГРЩ НН;
- около соответствующего оборудования.
Как правило, вторичные и конечные распределительные устройства распределяются по объекту.
Два типа распределительных устройств
Различаются:
|
Традиционные распределительные устройства
Коммутационные аппараты, плавкие предохранители и т.д. расположены на монтажной плате внутри корпуса. Индикаторы и контрольные устройства (приборы, лампы, кнопки и т.д.) установлены на передней стороне РУ.
Размещение компонентов в корпусе требует тщательного анализа с учетом размеров каждого элемента и его соединений, а также зазоров, необходимых для обеспечения безопасной и безотказной работы.
Функциональные распределительные устройства
Как правило, это устройства специального назначения. Они состоят из функциональных блоков, которые включают в себя коммутационные аппараты и стандартные приспособления для монтажа и соединений, что обеспечивает высокий уровень надежности и большие возможности для изменений.
Функциональные распределительные устройства используются на всех уровнях низковольтного распределения (от главного РУ низкого напряжения (ГРЩ) до конечного распределения) в силу ряда их преимуществ:
— Модульность системы, которая позволяет объединить многие функции в одном распределительном устройстве, включая защиту, контроль и управление электроустановками.
Кроме того, модульная конструкция обеспечивает повышение уровня техобслуживания, эксплуатации и возможности модернизации.
— Ускорение разработки распределительных устройств, поскольку нужно просто добавить дополнительные функциональные блоки.
— Простота установки сборных компонентов.
— Распределительные устройства проходят типовые испытания, которые обеспечивают высокий уровень надежности.
Новые распределительные устройства Prisma Plus G и P компании Schneider Electric рассчитаны на ток до 3200 A и обеспечивают следующие преимущества:
— Гибкость и простота монтажа.
— Сертификация по стандарту МЭК 60439 и гарантия надежной работы при безопасных условиях.
— Экономия времени на всех этапах – от разработки до монтажа, эксплуатации и модификации или модернизации.
— Простота в адаптации, например, к привычным стилям работы и нормам в разных странах мира.
Рис. Е27а, Е28 и Е29 показывают примеры функциональных распределительных устройств, рассчитанных на все номинальные мощности, а рис. E27b – высокоэффективное функциональное распределительное устройство для промышленных цепей.
- Основные типы функциональных блоков
В распределительных устройствах применяются три основных типа функциональных блоков:
— Стационарные функциональные блоки (см. рис. Е30)
Эти блоки не могут изолироваться от питания, так что любое вмешательство для техобслуживания, внесения изменений и т.д. требует отключения всего распределительного устройства. Однако, могут использоваться втычные или выдвижные устройства для минимизации времени простоя и повышения уровня готовности остального оборудования установки.
Рис. Е30 : Конечное РУ со стационарными функциональными блоками (Prisma Plus G)
— Втычные функциональные блоки (см. рис. Е31)
Каждый функциональный блок смонтирован на съемной монтажной панели и обеспечен средствами изоляции от входной стороны (шины) и средствами разъединения на выходной стороне (выходящая цепь). Поэтому блок может сниматься для техобслуживания без отключения всего устройства.
Рис. Е31 : РУ с втычными функциональными блоками
— Выдвижные функциональные блоки (см. рис. Е32)
Коммутационные аппараты и сопутствующие приспособления для обеспечения выполнения функций смонтированы на шасси. Как правило, выполняемая функция является комплексной и часто связана с управлением двигателями.
Разъединение возможно на входной и выходной сторонах путем полного выдвижения секции, что позволяет быстро заменять поврежденный блок без отключения остальной части распределительного устройства.
Рис. Е32 : РУ с выдвижными функциональными блоками
Нормы
Различные стандарты
Соблюдение действующих норм необходимо для обеспечения соответствующей степени надежности. |
Определенные типы распределительных устройств (в частности, функциональные распределительные устройства) должны соответствовать специальным нормам согласно области применения или условиям окружающей среды.
Справочным международным стандартом для устройств, подлежащим полным и частичным типовым испытаниям, является стандарт МЭК 60439-1.
Стандарт МЭК 60439-1
Три элемента стандарта МЭК 60439-1 вносят значительный вклад в обеспечение надежности:
|
- Классы устройств
Стандарт МЭК 60439-1 определяет два класса устройств:
— Комплектные распределительные устройства низкого напряжения, прошедшие типовые испытания, без значительных отклонений от установленного типа системы (ТТА), соответствие которой обеспечивается типовыми испытаниями, предусматриваемыми в стандарте.
— Комплектные распределительные устройства низкого напряжения, прошедшие частичные типовые испытания (РТТА), которые могут включать в себя узлы, не прошедшие типовые испытания, при условии, что они входят в состав оборудования, прошедшего типовые испытания.
При монтаже квалифицированным персоналом в соответствии с нормами профессионального производства работ и инструкциями изготовителя, такие устройства обеспечивают аналогичный уровень безопасности и качества.
- Функциональные блоки
Тот же стандарт определяет функциональные блоки:
— Часть устройства, включающая в себя все электрические и механические элементы, необходимые для выполнения заданной функции.
— Распределительное устройство включает в себя вводный функциональный блок и один или несколько функциональных блоков для отходящих линий, в зависимости от эксплуатационных требований к установке.
Функциональные блоки могут быть стационарными, втычными или выдвижными (см. Определения и стандарты).
- Секционирование (см. рис. Е33)
Разделение функциональных блоков внутри устройства обеспечивается с помощью форм секционирования, указываемых для различных режимов работы.
Формы пронумерованы (от 1 до 4 с указанием вариантов «a» или «b»). Нумерация имеет интегральный характер, т.е. форма секционирования с более высоким номером объединяет характеристики предыдущих форм.
Стандарт определяет следующие формы:
— Форма 1: без разделения.
— Форма 2: отделение шин от функциональных блоков.
— Форма 3: отделение шин от функциональных блоков и отделение всех функциональных блоков друг от друга, кроме их выходных зажимов.
— Форма 4: как для формы 3, но с отделением выходных зажимов всех функциональных блоков друг от друга.
Решение по применению той или иной формы секционирования основывается на соглашении между изготовителем и пользователем.
В распределительных устройствах серии Prima Plus применяется секционирования по формам 1, 2b, 3b, 4a, 4b.
- Типовые испытания
Обеспечивают соответствие каждого распределительного устройства стандарту. Протоколы испытаний, заверенные независимой организацией, являются гарантией для пользователей.
Рис. Е33 : Формы секционирования для функциональных РУ низкого напряжения
Телеуправление и контроль электроустановки
Общедоступность электротехнической информации и «умные» распределительные устройства – это уже реальность. |
Сегодня телеуправление и контроль не ограничивается крупными установками. Применение этих функций расширяется и обеспечивает значительное снижение затрат. Основные преимущества:
- Снижение платежей за электроэнергию.
- Снижение затрат на поддержание установки в рабочем состоянии.
- Оптимальное использование капиталовложений, особенно, оптимизация жизненного цикла установки.
- Повышение уровня удовлетворенности потребителей электроэнергии (в строительстве и обрабатывающей промышленности) благодаря повышению эксплуатационной готовности и/или качества электроэнергии.
Протокол Modbus становится открытым стандартом для обмена данными в распределительном устройстве и между распределительным устройством и потребителями по контролю и регулированию потребляемой мощности. Связь Modbus осуществляется в двумя способами: по витой паре (RS 485) и с помощью Ethernet TCP/IP (IEEE 802.3).
Сайт www.modbus.org представляет все технические характеристики протокола и постоянно обновляет перечень продуктов и компаний, использующих открытый промышленный стандарт.
Использование web-технологий позволило значительно расширить применение этого стандарта за счет снижения стоимости доступа к этим функциям посредством использования интерфейса, который стал универсальным, а также повышения уровня открытости и возможностей модернизации, которых просто не существовало всего несколько лет тому назад.zh:配电盘柜
— Главный распределительный щит (ГРЩ).
— Судовой генераторный щит (ГЩ).
— Аварийный распределительный щит (АРЩ).
— Щит питания с берега (ЩПБ).
— Районные судовые распределительные щиты (РРЩ).
— Групповые распределительные щиты (ГрРЩ).
— Щиты отдельных приемников (ЩОП).
— Зарядно-распределительный щит (ЗРЩ).
— Судовые контрольные щиты (КЩ).
— Пульты или посты управления (ПУ).
— Соединительные щиты, ящики или коробки.
Рассмотрим подробнее их состав и особенности исполнения:
Главный распределительный щитявляется основной частью СЭС и предназначен для соединения источников электроэнергии с судовой силовой электрической сетью. Кроме того, ГРЩ используется для управления режимами работы СЭС для контроля ее параметров. Соединение источников с ГРЩ может быть как непосредственное (через коммутационный аппарат), или через промежуточный генераторный щит. ГРЩ, как правило, выполняется сборным, в виде панелей различного назначения, количество и состав которых определяется его схемой соединений.
На рис.72. представлен общий вид и мнемосхема ГРЩ СЭС содержащей два генераторных агрегата. В средней части ГРЩ расположены 2 панели секции управления (справа и слева от которых находятся две генераторных секции, и по краям ГРЩ установлены две распределительные панели).
В комплектацию генераторной секции входят следующие приборы и устройства:
— Приборы контроля нагрузки генератора, в виде амперметров и ваттметров.
— Приборы контроля напряжения из одного вольтметра с переключателем.
— Приборы контроля частоты.
— Автоматический выключатель, обеспечивающий защиту генератора от внешних к.з. и перегрузок.
— Реле обратной мощности, предназначенное для защиты генератора от перехода в двигательный режим.
— Токовое реле РТД (дифференциальной защиты генератора) от внутренних к.з. в генераторе, и на участке от генератора до выключателя.
— Устройство защиты генератора и его приводного двигателя от перегрузок по мощности.
— Устройство включения резервного генератора УВР, выполняет так же функцию отключения генератора при снижении его нагрузки и понижения напряжения.
— Кнопки, или ключ управления питания серводвигателей, регулятора частоты вращения приводного двигателя.
— Автомат гашения поля возбуждения генератора, при его отключении защитой или вручную под нагрузкой.
— Система возбуждения тока генератора.
Все указанные приборы и устройства получают информацию от измерительных преобразователей.
На секции управления установлены:
— Амперметр передаваемой нагрузки от ГРЩ к АРЩ.
— Вольтметр и частотомер контроля параметров на шинах ГРЩ.
— Устройство синхронизации и ручной синхроноскоп РС для выполнения точной синхронизации генератора (ручной или автоматической).
— Приборы контроля установленные на фидере подключенном к ЩПБ.
— Приборы контроля состояния изоляции (ПКИ, Электрон-1Р и др.).
— Само устройство автоматической точной синхронизации.
— Устройство автоматического распределения активной мощности между параллельно работающими генераторами: УРМ, БРНГ.
— Дополнительные устройства автоматизации, состав и комплектация которых зависит от типа судна и его степени автоматизации.
— Секционный автоматический выключатель.
— Автоматический выключатель в цепи перемычки ГРЩ и АРЩ.
Состав распределительной секции:
— Здесь установлены приборы контроля нагрузки наиболее мощных и ответственных электроприемников, а так же фидерные автоматические выключатели, обеспечивающие коммутацию и защиту отходящих линий.
— Иногда на крупных судах выделяется отдельная секция питания с берега, на ней устанавливается автоматический выключатель, приборы контроля нагрузки, напряжения и частоты.
— Устройство защиты линий питания с берега от работы на двух фазах. Как правило это устройство типа 30ФН, выполняющая к тому же функцию защиты от снижения напряжения
— Средства контроля изоляции (ПКИ, Электрон).
— Фазоуказатель, используемый для задания правильного порядка чередования фаз заданного на судне. Обычно он имеет собственный переключатель, позволяющий изменять порядок чередования фаз.
Судовой генераторный щит представляет собой электротехническое устройство в виде цельного или сборного щита, предназначенного для передачи электроэнергии от генератора к ГРЩ. Кроме того, наличие генераторного щита позволяет производить местное управление генератора в тех случаях, когда генераторы и ГРЩ расположены в разных судовых помещениях. Иногда к судовому генераторному щиту непосредственно подключаются, минуя ГРЩ отдельные элетроприемники МКО.
Судовой АРЩ. Если ГРЩ и ГЩ является составной частью МКО и расположены в непосредственной близости от источников (то есть в ЦПУ или прямо в МКО), то АРЩ является составной частью аварийной электростанции, расположенной либо на палубе переборок, либо на верхней палубе. АРЩ выполняет те же функции, что и ГРЩ, но предусматривает так же работу и в аварийных режимах. Соответственно к нему применяется особое требование Морского Регистра.
ЩПБпредназначен для подключения судовой электрической сети к береговой сети или какой-либо другой автономной системе. Обычно ЩПБ подключается к ГРЩ через ФПБ с установкой в цепи автоматического выключателя. В самой береговой колонке защита цепей от токов к.з. обычно выполняется предохранителями, но обязательно предусматривается устройство защиты от неполнофазных режимов. Если параметры электроэнергии судовой электростанции и береговой сети различны, то в береговых колонках обычно предусматриваются различные преобразователи и согласующие установки (трансформаторы, выпрямители, инверторы и т.д.).
Районный щит используется для распределения энергии в пределах одного района судна. Разновидностью РРЩ является отсечной щит ОРЩ, предназначенный для распределения энергии в пределах одного района судна. Как правило он является промежуточным, и к нему подключены групповые щиты.
Групповой щит используется для распределения электроэнергии между одноименными приемниками одинакового назначения, например: два двигателя насоса. Различают силовые ГрРЩ и осветительные. Обычно они различаются габаритами, но на осветительный ГрРЩ добавляется буква О.
Судовой щит одноименных приемников обеспечивает электроснабжение мощных отдельных приемников. Обычно на него выносятся приборы и системы управления режимами работы приемника, например: ЩП холодильной установки.
Зарядно-распределительный щит используется для связи аккумуляторной батареи и зарядного устройства с сетью постоянного тока. С него обеспечивается управление режимами заряда аккумуляторной батареи. На многих судах он выполняется просто в виде щита, когда аппаратура управления приемниками постоянного тока не выносится на его панель.
Судовой контрольный щит используется для контроля работы источников и отдельных приемников, связанных единым технологическим циклом, например: щит холодильной установки.
Судовые пульты управления используют для дистанционного контроля параметров установки и управления ее работой. Как правило пульты управления используются для отдельных ответственных приемников находящихся на удалении, например: пульт ЯШУ.
Судовой соединительный ящик – это специальное электротехническое устройство, предназначенное для жесткого соединения электрических цепей без использования электрических аппаратов.
В этой статье будет содержаться информация про комплектные распределительные устройства. Будут приведены их технические характеристики, виды и назначение.
Сфера применения
Комплектные распределительные устройства (КРУ) – это устройства, состоящие из щитов, в состав которых встроены:
- аппараты пуска и управления электроприемниками;
- устройства защиты;
- токоизмерительные приспособления;
А также другие дополнительные компоненты, собранные и готовые к работе.
Основное назначение заключается в приеме и дальнейшем распределении электричества в трехфазных сетях с рабочей частотой сети 50 Гц и напряжением свыше 1000 В.
Комплектные распределительные устройства (КРУ) делят на два типа: наружной и внутренней установки. Для внутренней установки размещают в сооружениях или в помещениях. Такие устройства собраны с системой сборных шин. При использовании для рабочего напряжения свыше 35 кВ применяют воздушную изоляцию, в сетях напряжение 110 кВ изоляцией является элегаз.
Как правило, в современных КРУ используют высоковольтные вакуумные выключатели как аппарат защиты и коммутации, но есть более устаревше установки, в которых установлены масляные выключатели.
Шкафы распределительные КРУ РН 6 изготовлены для наружной установки и делятся на два вида по исполнению: выкатывающиеся, в которых все детали и узлы закреплены на специальном щите, и стационарные, где все детали и узлы установлены на длительный срок службы.
Монтаж внешней установки
Комплектные распределительные устройства наружной установки необходимо подготовить к монтажу, поэтому первым делом укладывают фундамент. Ячейки перемещают в упакованном виде до того, как установить все устройства. После этого распаковывают и выкатывают тележки из корпуса, в которых установлена коммутационная аппаратура. Устанавливают ячейки соответственно плану расположения. Монтаж начинается с крайней. После того как удостоверились в правильности установки шкафа, устанавливают следующий. Важно то, что ячейки не должны стоять под углом.
А для монтажа воздушных линий на крыше устанавливают кронштейны. Также необходимо установить местное освещение возле каждой ячейки. Высоковольтные кабельные линии с помощью концевых муфт закрепляют на выводы КРУ в задней дверце шкафа. После этого комплектные распределительные устройства наружной установки готовы к эксплуатации.
Конструктивное исполнение
Рассчитаны комплектные распределительные устройства (КРУ) на напряжение 6/10 кВ, должны обеспечить нормальное функционирование всех элементов, установленных в ней. КРУ внешне похожи на большие стальные ячейки, внутри которых смонтированы коммутационные, защитные и вспомогательные устройства. Внешнее покрытие ячейки создано из стальных листов, это сделано для увеличения прочности конструкции и защиты от поражения током КЗ других аппаратов, расположенных рядом.
Шкафы распределительные КРУ РН 6 оборудованы специальным местным подогревом, благодаря которому токоизмерительные приборы нормально работают в зимнее время.
Технические характеристики и коммутационная способность
Комплектное распределительное устройство (КРУ) 10 кВ имеет следующие номинальные данные:
- рабочее напряжение сети — 6, 10, 35, 110 кВ;
- промышленная рабочая частота сети — 50 гЦ;
- рабочий ток — 630 А;
- ток отключений — 12,5, 20, 25, 35, 40 кА;
- изоляция – воздушная;
- тип выключателей – вакуумный;
- тип трансформаторного тока – ТОЛК-6;
- тип силового трансформатора – ТМ-25;
- тип привода – электрический.
Коммутационная устойчивость КРУ определяется исходя из параметров аппаратуры, которая встроена в устройство выключателей с установленным на него приводом. Коммутационная аппаратура, которая устанавливается на КРУ, должна нормально работать при номинальных нагрузках и выдерживать проверочные циклы при высоких значениях токов отключений, которые установлены в технических характеристиках внутренних аппаратов.
Выдвижной элемент и степень защиты
Выдвижной элемент, на котором установлена коммутационная аппаратура, может передаваться как вручную, так и механическим путем. При этом такая тележка должна проходить путь по ровным покрытиям, так как имеет довольно большую массу.
Все шкафы КРУ должны быть удобными при эксплуатации и рассчитаны на комфортный монтаж, ремонт и замену деталей. В большинстве шкафов КРУ во время выкатывания выдвижной тележки из ячейки в рабочее положение проемы к неподвижным разъединяющим контактам основной цепи запираются специальными шторками.
В зависимости от вида применения, установки бывают разного типа исполнения. КРУ необходимо выполнять требования эклектической и механической прочности конструкции, изоляции и устойчивости к агрессивным условиям эксплуатации. Категории размещения КРУ:
- У3 – предназначены для работы в помещениях с естественной циркуляцией воздуха;
- У4 – предназначены для помещений с искусственными климатическими условиями.
Конструкция КРУ должна обеспечить устойчивость при вибрациях, которые возникают во время включения и выключения высоковольтных выключателей, а также при перемещении установки. При этом все аппараты должны работать исправно, а релейная защита не срабатывать во время работы на номинальных показателях.
КРУ могу изготавливать для разных климатических условий с применением местного подогрева или охлаждения.
Эксплуатация
При эксплуатации КРУ необходимо своевременно устраивать технический осмотр и уход за оборудованием, которое размещено в ячейке, а также устранять неисправности.
Наблюдением за работой аппаратуры занимаются дежурные электрослесари или персонал, который эксплуатирует установку. Согласно современным требованиям к безопасности, к работе с электроустановками не допускается один человек, поэтому при работе с КРУ необходимы как минимум два.
Рабочие, которые занимаются ремонтом установки, должны быть обучены и иметь группу допуска не ниже IV, а также должны знать об аппаратуре, которая находится в КРУ, и представлять работу отдельных частей электромеханизмов.
Установка с рабочим напряжением до 35 кВ
Комплектные распределительные устройства высокого напряжения серии BM-4 используются для передачи электроэнергии в сетях трехфазного тока с промышленной частотой сети 50 Гц и рабочим напряжением 35 кВ.
Ячейка КРУ представляет собой конструкцию, обшитую оцинкованной сталью, листы которой соединены сварным или заклепочным методом. Внутри установлены высоковольтные выключатели, трансформаторы напряжения, коммутационная аппаратура, измерительные приборы и разъединитель.
Такие КРУ созданы для двухстороннего обслуживания. При установке в малогабаритных сооружениях выпускают модифицированную КРУ с односторонним обслуживанием. Для поддержания температурного режима в ячейках имеются жалюзи. Также для сброса избыточного давления, которое может появиться в случае появления аварийных режимов работы или токов КЗ, на крыше ячейки установлены срываемые клапаны.
Устройство марки К-63
КРУ марки К-63 создано из металлического корпуса, жестко закрепленного на опорах, внутри которого находится вся защитная, коммутационная и трансформаторная аппаратура. Комплектные распределительные устройства типа КРУ К-63 так же, как и остальные, предназначены для передачи и распределения электрического тока в трехфазных сетях, промышленной частотой 50 Гц и с рабочим напряжением 6 кВ.
Особенностью КРУ К-63 является то, что его можно применить как трансформаторное устройство. Основными коммутационными аппаратами К-63 являются современные высоковольтные выключатели BB/TEL с применением электромеханических реле или микропроцессорных защит.
Ячейки К-63 предназначены для установки в помещениях, а трансформатор может находиться на открытом воздухе. К-63 собрана с единой системой сборных шин, электричество на которые подается через высоковольтные ячейки ввода в КРУ, что расположены на крыше.
Устройство марки К-594: достоинства
Комплектные распределительные устройства КРУ марки К-594, как и все вышеперечисленные установки, применяются в сетях напряжением 6-10 кВ и рабочей частотой сети 50 Гц.
Как правило, КРУ К-594 применяются на трансформаторных подстанциях, электростанциях, сельскохозяйственных объектах и железнодорожном транспорте. Комплектное распределительное устройство КРУ-594, прайс которого зависит от поставщика и региона покупки, отлично подходит для подключения высоковольтных двигателей и других электрических машин. Основными достоинствами КРУ являются:
- все электромеханизмы собраны в одной ячейке и укомплектованы на заводе;
- КРУ повышает безопасность самой установки, а также рабочего персонала;
- все наиболее сложные элементы установлены на выкатывающейся тележке, что уменьшает сложность работы по обслуживанию оборудования;
- ячейки КРУ не громоздкие, поэтому они существенно экономят пространство в помещении.
Комплектные распределительные устройства (КРУ) серии К-594 имеют технические характеристики, которые могут изменяться в случае повышения или понижения расчетных номинальных показателей потребителей, к которым будет подключено КРУ.
Вывод
КРУ – это надежный способ подключения потребителей, так как обладает высокой надежностью и простотой в использовании, а также простотой обслуживания и ремонта. Они заслужили свою популярность на мировом рынке как надежная аппаратура передачи электроэнергии.
Распределительные устройства предназначены для приема и распределения электроэнергии в силовых и осветительных сетях. Применяются в виде распределительных щитов и силовых пунктов. Распределительные щиты (РЩ) комплектуются из панелей (вводных, линейных, секционных и др.). Применяются панели типа ЩО-94 (щит одностороннего обслуживания), ПРС-Щ1) (панель распределительная силовая), ПАР-11 (панель распределительная). Распределительные щиты на основе этих панелей используются в качестве вводно-распределительных устройств в цехах, помещениях, в которых отсутствуют ТП, или в качестве распределительных устройств до 1 кВ некомплектных ТП.
Электрическая схема РЩ, состоящего из вводной и линейной панелей серии ЩО-94, приведена на рис. 2.2, а.
Типы применяемых распределительных устройств
Для жилых зданий в качестве вводно-распределительных применяются устройства типа ВРУ1 в виде единого устройства или комплектуемых из вводных (рис. 2.2, в) и распределительных панелей (рис. 2.2, г).
Некоторые преимущества перед обычными имеют панели, состоящие из блочных элементов БПВ (блок предохранитель-выключатель) или защитной и коммутационной аппаратуры в виде блоков со втычными контактами (рис. 2.2, д).
Для распределения электроэнергии непосредственно между электроприемниками в качестве промежуточного распределительного пункта в цехах применяется стандартный тип распределительного устройства в виде силового шкафа серии ШР11 (рис. 2.2, б) с горизонтальным расположением фазных шин и вертикальным расположением предохранителей. В шкафу могут быть применены такие типы предохранителей, как НПН2-63, ПН2-100 или ПН2-250 на 5-8 трехфазных присоединений.
Кроме того, в системах электроснабжения применяются силовые распределительные шкафы и осветительные щитки серий ПР и СУ с автоматическими выключателями (рис. 2.2, е). Эти устройства могут быть без или с автоматическим выключателем на вводе. Основные технические данные шкафов и щитков серий ПР и СУ даны в табл. П8.
На промышленных предприятиях в качестве распределительных пунктов в силовых и осветительных сетях и для управления электроприводами применяются унифицированные устройства серии РУС. Конструктивно блок РУС представляет собой бескаркасный металлический шкаф (ящик), который крепят на стене (колонне, портале и т.п.) или устанавливают на полу помещения
Внутри шкафа в зависимости от его назначения устанавливаются автоматические выключатели, предохранители, магнитные пускатели, различные реле, программные устройства и другие электрические аппараты и приборы.
Схемы распределительных устройств
В качестве групповых осветительных щитков (щитки, от которых запитываются источники света) наиболее часто используются устройства серий ПР 11, СУ9400, ЯОУ, ЯРН, ЯРУ, ОЩ, ОЩВ, ПР850 ДР
Рис 2.2. Электрические схемы распределительных устройств до 1 кВ
Силовые распределительные пункты серий ПР22, ПР24, ПР9000 и др. могут использоваться в качестве магистральных осветительных щитков.
В качестве осветительных квартирных применяются щитки серии ЩК с номинальными токами ввода 16, 25, 40 А и отходящих линий 16, 25 А на базе однополюсных автоматических выключателей ВА60-25, ДО 1000 или предохранителей Е27. Электрическая схема щитка ЩК04-93 приведена на рис. 2.3.
Для подключения отдельных электроприемников или отдельной трехфазной линии в цеховых сетях находят применение коммутационные или коммутационно-защитные ящики типов: ЯБПВ, ЯВЗ, ЯРП, Я и др.
Ящик типа ЯТП-0,25УЗ содержит понижающий трансформатор для питания сетей местного освещения (12, 24, 36 В).
Основные определения. Распределительным устройством станций и подстанций (РУ) называется электроустановка, предназначенная для приема электрической энергии от генераторов, трансформаторов или линий электропередачи и ее распределения между потребителями. В состав РУ входят коммутационные аппараты, сборные и соединительные шины, измерительные приборы, устройства автоматики и защиты.
По назначению распределительные устройства делятся на следующие типы:
— главные РУ, служащие для приема электроэнергии от генераторов электростанций,
— РУ повысительных и понизительных подстанций, в которых электроэнергия распределяется после повышения или понижения напряжения в силовых трансформаторах,
— РУ собственных нужд, предназначенные для распределения электроэнергии потребителями собственных нужд станций и подстанций,
— линейные РУ (распределительные пункты), в которых энергия распределяется между отдельными воздушными линиями без трансформации напряжения.
По роду напряжения и местоположения распределительные устройства делятся на РУ напряжением до 1000 В и выше 1000 В, в том числе генераторного напряжения. На крупных электростанциях РУ генераторного напряжения выполняются напряжением 3—10 кВ, а для небольших сельских станций они могут быть выполнены напряжением до 1000 В.
По роду установки основного оборудования РУ делятся на закрытые (ЗРУ) с размещением оборудования в закрытых зданиях и помещениях и открытые (ОРУ) с размещением оборудования на открытом воздухе.
По конструктивному выполнению РУ делятся на сборные, комплектные и с закрытыми или открытыми камерами (касается только ЗРУ). В сборных РУ основные узлы, каркасы и опорные части изготавливают заранее на специализированных заводах или в мастерских, а сборка их и установка аппаратуры производятся на месте. Комплектные РУ целиком изготавливаются на заводах и комплектуются необходимой аппаратурой, приборами и др. Они выполняются как для внутренней установки (КРУ), так и для наружной (КРУН). В последнее время этот тип РУ используют при выполнении объектов сельской электрификации. Закрытые распределительные устройства с открытыми или закрытыми камерами применяются на крупных станциях и подстанциях напряжением 6—10 кВ. В открытых камерах устанавливаются малообъемные масляные выключатели, этот тип камер наиболее распространен на сельских станциях и подстанциях.
Низковольтные распределительные устройства в сельской электрификации выполняют в виде комплектных шкафов наружной установки, например на мачтовых подстанциях напряжением 6—10/0,4 кВ. Распределительные устройства напряжением ,10 кВ выполняются закрытыми из сборных или комплектных ячеек, а РУ-35 кВ, как правило,— открытыми.
Что такое Switchgear? Определение и типы
Определение: Аппарат, используемый для управления, регулирования и включения или выключения электрической цепи в системе электроснабжения, называется распределительным устройством. Переключатели, предохранители, автоматический выключатель, изолятор, реле, трансформатор тока и потенциала, указывающий прибор, грозозащитные разрядники и контрольные панели являются примерами распределительных устройств.
Система КРУ напрямую связана с системой питания.Он расположен на стороне высокого и низкого напряжения силового трансформатора. Он используется для обесточивания оборудования для тестирования и технического обслуживания, а также для устранения неисправности.
Когда происходит сбой в энергосистеме, через оборудование протекает сильный ток, из-за которого оборудование повреждается, и обслуживание также прерывается. Поэтому для защиты линий, генераторов, трансформаторов и другого электрооборудования от повреждений требуются автоматические защитные устройства или распределительные устройства.
Автоматическое защитное распределительное устройство в основном состоит из реле и автоматического выключателя. Когда неисправность возникает в каком-либо участке системы, реле этой секции срабатывает и замыкает цепь отключения автоматического выключателя, которая отключает неисправный участок. Работоспособная секция продолжает поставлять грузы как обычно, и, таким образом, оборудование не повреждается и не прерывается полностью.
Типы распределительных устройств
Распределительное устройство в основном подразделяется на два типа: открытый и внутренний.Для напряжения выше 66 кВ используется выходное распределительное устройство. Поскольку для высокого напряжения строительные работы будут излишне увеличивать стоимость установки из-за большого расстояния между проводником и большими размерами изоляторов.
Ниже 66 кВ нет никаких трудностей в обеспечении строительных работ для распределительного устройства по разумной цене. Распределительное устройство внутреннего типа имеет металлическую оболочку и является компактным. Из-за компактности, безопасное расстояние для операции также уменьшается и, следовательно, уменьшается требуемая площадь.
,Switchgear — Википедия переиздано // WIKI 2
Высоковольтное распределительное устройство
Секция большой панели распределительного устройства.
Трамвайное распределительное устройство
Этот автоматический выключатель использует как SF 6 , так и воздух в качестве изоляции.
В системе электроснабжения распределительное устройство состоит из электрических разъединителей, предохранителей или автоматических выключателей, используемых для управления, защиты и изоляции электрооборудования.Распределительное устройство используется как для обесточивания оборудования, чтобы сделать работу, так и для устранения неисправностей вниз по течению. Этот тип оборудования напрямую связан с надежностью электроснабжения.
В самых ранних центральных электростанциях использовались простые открытые рубильники, установленные на изоляционные панели из мрамора или асбеста. Уровни мощности и напряжения быстро повышаются, делая размыкание переключателей с ручным управлением слишком опасным для чего-либо, кроме изоляции обесточенной цепи. Заполненное маслом распределительное оборудование позволяет удерживать энергию дуги и безопасно контролировать ее.К началу 20-го века линия распределительных устройств будет представлять собой металлическую конструкцию с электрическими переключающими элементами, использующими масляные автоматические выключатели. В настоящее время маслонаполненное оборудование в значительной степени заменено воздушно-струйным, вакуумным или SF 6 оборудованием, позволяющим автоматически контролировать большие токи и уровни мощности с помощью автоматического оборудования.
Высоковольтное распределительное устройство было изобретено в конце 19-го века для работы двигателей и других электрических машин. [1] Технология со временем совершенствовалась и теперь может использоваться при напряжениях до 1100 кВ. [2]
Как правило, распределительные устройства на подстанциях расположены как на стороне высокого, так и на низковольтного напряжения больших силовых трансформаторов. Распределительное устройство на стороне низкого напряжения трансформаторов может быть расположено в здании с выключателями среднего напряжения для распределительных цепей, а также с приборами учета, управления и защиты. Для промышленного применения цепь трансформатора и распределительного устройства может быть объединена в одном корпусе, называемом унифицированной подстанцией (USS). Согласно последним исследованиям от visiongain, ожидается, что мировой рынок распределительных устройств достигнет $ 152.5 миллиардов к 2029 году при CAGR 5,9%. Ожидается, что увеличение инвестиций в возобновляемую энергию и повышение спроса на безопасные и надежные системы распределения электроэнергии приведут к увеличению. [3]
Энциклопедия YouTube
1/5
Просмотров:117 222
6 107
110 333
58 372
3 628
✪ Модернизация распределительного устройства среднего напряжения
✪ Распределительное устройство и защита !! СИСТЕМА ПИТАНИЯ !!
✪ Электрические ответы на вопросы интервью для SWITCHGEAR КОМПАНИЙ в 2016 году
✪ Автоматические выключатели и распределительные устройства — Введение
Содержание
Компоненты
Распределительное устройство в сборе имеет два типа компонентов:
- Силовые проводящие компоненты, такие как переключатели, автоматические выключатели, предохранители и грозовые разрядники, которые проводят или прерывают поток электроэнергии.
- Системы управления, такие как панели управления, трансформаторы тока, потенциальные трансформаторы, защитные реле и связанные схемы, которые контролируют, контролируют и защищают электропроводящие компоненты.
Функции
Одной из основных функций распределительного устройства является защита, которая заключается в прерывании токов короткого замыкания и короткого замыкания при перегрузке при сохранении обслуживания незащищенных цепей. Распределительное устройство также обеспечивает изоляцию цепей от источников питания. Switchgear также используется для повышения доступности системы, позволяя более чем одному источнику питать нагрузку.
История
Раннее распределительное устройство (около 1910 г.)
Распределительные устройства так же стары, как и производство электроэнергии. Первые модели были очень примитивными: все компоненты были просто прикреплены к стене. Позже они были установлены на деревянных панелях. В целях противопожарной защиты дерево было заменено на шифер или мрамор. Это привело к дальнейшему улучшению, поскольку коммутационные и измерительные устройства могли быть прикреплены спереди, а проводка — сзади. [4] .Тумблер с обычным предохранителем является самой простой формой распределительного устройства и использовался для управления и защиты огней и другого оборудования в домах, офисах и т. Д. Для цепей с более высоким номиналом — предохранитель с высокой разрывной способностью (HRC) в сочетании с выключателем. может служить для контроля и защиты цепи. Однако такое распределительное устройство нельзя выгодно использовать в высоковольтной системе. [5]
Корпус
Распределительное устройство для более низких напряжений может быть полностью закрыто внутри здания.При более высоких напряжениях (более 66 кВ) распределительное устройство обычно устанавливается на открытом воздухе и изолируется воздухом, хотя для этого требуется много места. Распределительное устройство с газовой изоляцией экономит пространство по сравнению с оборудованием с воздушной изоляцией, хотя стоимость оборудования выше. Распределительное устройство с масляной изоляцией представляет опасность разлива масла.
Выключатели могут управляться вручную или иметь моторные приводы для дистанционного управления.
Типы выключателей
Распределительное устройство может быть простым выключателем на открытом воздухе или оно может быть изолировано каким-либо другим веществом.Эффективной, хотя и более дорогой формой распределительного устройства является распределительное устройство с газовой изоляцией (ГИС), где проводники и контакты изолированы газообразным гексафторидом серы под давлением (SF 6 ). Другими распространенными типами являются распределительные устройства с масляной или вакуумной изоляцией.
Комбинация оборудования в корпусе распределительного устройства позволяет им прерывать токи повреждения в тысячи ампер. Автоматический выключатель (в корпусе распределительного устройства) является основным компонентом, который прерывает токи повреждения.Гашение дуги, когда автоматический выключатель разъединяет контакты (отключает цепь), требует тщательного проектирования. Автоматические выключатели делятся на следующие шесть типов:
Масло
Модельв разрезе маслонаполненного высоковольтного выключателя
Масляные автоматические выключатели полагаются на испарение части масла, чтобы взорвать струю масла вдоль пути дуги. Пар, выделяющийся в результате искрения, состоит из газообразного водорода. Минеральное масло обладает лучшими изоляционными свойствами, чем воздух.Всякий раз, когда в масле происходит разделение токонесущих контактов, дуга в автоматическом выключателе инициализируется в момент разъединения контактов, и из-за этой дуги масло испаряется и разлагается в основном в газообразном водороде и в конечном итоге создает вокруг себя пузырь водорода. электрическая дуга. Этот сильно сжатый газовый пузырь вокруг дуги предотвращает повторное зажигание дуги после того, как ток достигнет нулевого пересечения цикла. Масляный выключатель является одним из самых старых типов выключателей.
Air
Воздушные автоматические выключатели могут использовать сжатый воздух (затяжку) или магнитную силу самой дуги для удлинения дуги. Поскольку длина устойчивой дуги зависит от доступного напряжения, удлиненная дуга в конечном итоге сама себя исчерпает. В качестве альтернативы, контакты быстро качаются в небольшую герметичную камеру, в результате чего вытесненный воздух выходит за пределы дуги.
Автоматические выключатели обычно способны очень быстро отключить весь ток: обычно от 30 мс до 150 мс, в зависимости от возраста и конструкции устройства.
Газ
Газовые автоматические выключатели(SF 6 ) иногда растягивают дугу с помощью магнитного поля, а затем полагаются на электрическую прочность газа SF 6 для гашения растянутой дуги.
Гибрид
Гибридное распределительное устройство — это тип, который сочетает в себе компоненты традиционных распределительных устройств с воздушной изоляцией (AIS) и SF 6 с технологиями газовой изоляции (GIS). Он характеризуется компактной и модульной конструкцией, которая включает в себя несколько различных функций в одном модуле.
Вакуум
Автоматические выключатели с вакуумными прерывателями имеют минимальные характеристики дуги (поскольку ионизировать нечего, кроме материала контакта), поэтому дуга гаснет, когда она растягивается на небольшое количество (<2–8 мм). Вблизи нулевого тока дуга недостаточно горячая, чтобы поддерживать плазму, и ток прекращается; Зазор может выдержать рост напряжения. Вакуумные выключатели часто используются в современных распределительных устройствах среднего напряжения до 40 500 вольт. В отличие от других типов, они по своей природе не подходят для прерывания отказов постоянного тока.Причина, по которой вакуумные автоматические выключатели не подходят для отключения высокого напряжения постоянного тока, заключается в том, что при постоянном токе период "нулевой ток" отсутствует. Плазменная дуга может питаться сама, продолжая газифицировать материал контакта.
Двуокись углерода (CO 2 )
Выключатели, в которых в качестве изолирующей и дугогасящей среды используется диоксид углерода, работают по тем же принципам, что и выключатель гексафторида серы (SF 6 ). Поскольку SF 6 является парниковым газом, более мощным, чем CO 2 , путем переключения с SF 6 на CO 2 можно сократить выбросы парниковых газов на 10 тонн в течение жизненного цикла продукта. [6]
Защитные схемы
Автоматические выключатели и предохранители
Автоматические выключатели и предохранители отключаются, когда ток превышает заданный безопасный уровень. Однако они не могут воспринимать другие критические неисправности, такие как несбалансированные токи, например, когда обмотка трансформатора контактирует с землей. Сами по себе автоматические выключатели и предохранители не могут различить короткие замыкания и высокий уровень потребления электроэнергии.
Merz-Price схема оборотного тока
Дифференциальная защита зависит от текущего закона Кирхгофа, который гласит, что сумма токов, входящих или выходящих из узла цепи, должна равняться нулю.Используя этот принцип для реализации дифференциальной защиты, любой участок проводящего пути может рассматриваться как узел. Проводящий путь может быть линией передачи, обмоткой трансформатора, обмоткой двигателя или обмоткой статора генератора переменного тока. Эта форма защиты работает лучше всего, когда оба конца проводящего пути физически расположены близко друг к другу. Эта схема была изобретена в Великобритании Чарльзом Хестерманом Мерцем и Бернардом Прайсом. [7]
Два одинаковых трансформатора тока используются для каждой обмотки трансформатора, статора или другого устройства.Трансформаторы тока размещены вокруг противоположных концов обмотки. Ток через оба конца должен быть одинаковым. Защитное реле обнаруживает любой дисбаланс в токах и отключает автоматические выключатели для изоляции устройства. В случае трансформатора автоматические выключатели на первичном и вторичном отключатся.
Реле расстояния
Короткое замыкание в конце длинной линии передачи похоже на нормальную нагрузку, потому что полное сопротивление линии передачи ограничивает ток повреждения.Реле расстояния обнаруживает неисправность путем сравнения напряжения и тока в линии передачи. Большой ток вместе с падением напряжения указывает на неисправность.
Классификация
Может быть сделано несколько различных классификаций распределительного устройства: [8]
- По текущему рейтингу.
- путем прерывания номинального (максимальный ток короткого замыкания kAIC, который устройство может безопасно прервать)
- Автоматические выключатели могут размыкаться и замыкаться при токах короткого замыкания
- Выключатели нагрузки / нагрузки могут переключать нормальные токи нагрузки системы
- Изоляторы — это разъединители нагрузки, которые должны работать после выключателей, или если ток нагрузки очень маленький
- по классу напряжения:
- Низкое напряжение (до 1 кВ переменного тока)
- Среднее напряжение (от 1 кВ переменного тока до примерно 75 кВ переменного тока)
- Высокое напряжение (от 75 кВ до 230 кВ переменного тока)
- Сверхвысокое напряжение, сверхвысокое напряжение (более 230 кВ)
- Изоляционная среда:
- Air
- Газ (SF 6 или их смеси)
- Масло
- Вакуум
- Двуокись углерода (CO 2 )
- По типу конструкции:
- для помещений (дополнительно классифицируется по классу IP (защита от проникновения) или типу корпуса NEMA)
- Открытый
- Промышленный
- Утилита
- морской
- Выдвижные элементы (съемные без большого количества инструментов)
- Фиксированные элементы (болты)
- Live-фронт
- Мертвый фронт
- Открыть
- В металлическом корпусе (ME) — распределительное устройство в сборе, полностью закрытое со всех сторон и сверху из листового металла. [9]
- с металлической оболочкой (MC) — более дорогая разновидность распределительного устройства с металлическим корпусом, имеющая следующие характеристики: основное устройство переключения и отключения съемного типа; заземленные металлические барьеры для разделения отсеков и охвата всех основных цепей и частей; механические блокировки; изолированные проводники шины и другие особенности. [10] [11]
- Кабина
- Дугостойкий
- по МЭК степень внутреннего разделения [12]
- Без разделения (Форма 1)
- Шинопроводы, отделенные от функциональных блоков (форма 2а, 2b, 3а, 3b, 4а, 4b)
- Клеммы для внешних проводников, отделенных от шин (Форма 2b, 3b, 4a, 4b)
- Клеммы для внешних проводников отделены от функциональных блоков, но не друг от друга (Форма 3a, 3b)
- Функциональные единицы отделены друг от друга (Форма 3a, 3b, 4a, 4b)
- Клеммы для внешних проводников отделены друг от друга (Форма 4a, 4b)
- Клеммы для внешних проводников отделены от их функционального блока (форма 4b)
- Прерывая устройство:
- по методу работы:
- с ручным управлением
- Мотор / накопленная энергия работает
- Управляемый соленоидом
- по типу тока:
- переменный ток
- Постоянный ток
- по заявке:
- Система передачи
- Распределение
- по назначению
Одна цепочка может включать в себя несколько различных типов устройств, например, шина с воздушной изоляцией, вакуумные выключатели и переключатели с ручным управлением — все они могут находиться в одном ряду ячеек.
Номинальные характеристики, конструкция, характеристики и детали распределительного устройства устанавливаются множеством стандартов. В Северной Америке в основном используются стандарты IEEE и ANSI, большая часть остального мира использует стандарты IEC, иногда с местными национальными производными или вариациями.
Безопасность
Автоматический выключатель 245 кВ на воздушной подстанции
Распределительное устройство с газовой изоляцией 420 кВ
Чтобы обеспечить безопасную последовательность операций распределительного устройства, блокировка замкнутого ключа обеспечивает предопределенные сценарии работы.Например, если в данный момент разрешено подключать только один из двух источников питания, схема блокировки может потребовать, чтобы первый переключатель был разомкнут, чтобы отпустить ключ, который позволит замкнуть второй переключатель. Возможны сложные схемы.
Внутреннее распределительное устройство также может быть испытано типом для внутренней защиты от дуги (например, МЭК 62271-200). Этот тест важен для безопасности пользователя, так как современное распределительное устройство способно переключать большие токи. [15]
Распределительное устройство часто проверяется с помощью тепловизора для оценки состояния системы и прогнозирования сбоев до их возникновения.Другие методы включают в себя тестирование частичных разрядов (PD) с использованием стационарных или переносных тестеров, а также тестирование акустической эмиссии с использованием накладных датчиков (для нефтяного оборудования) или ультразвуковых детекторов, используемых в наружных распределительных устройствах. Датчики температуры, установленные на кабелях распределительного устройства, могут постоянно контролировать повышение температуры. Оборудование SF 6 неизменно оснащено сигнализацией и блокировкой для предупреждения о потере давления и предотвращения работы, если давление падает слишком низко.
Повышение осведомленности об опасностях, связанных с
.Подстанции и распределительные устройства
Предметом данной статьи является обсуждение нескольких наиболее распространенных типов электрических подстанций среднего / высокого напряжения в зависимости от типа распределительного устройства, которое можно увидеть в каждой распределительной сети. Существует несколько способов строительства подстанций в зависимости от типа распределительного устройства.
Пять типов строительства подстанции, которые вы должны узнать (кредит фото: ФСК ЕЭС)Четыре наиболее распространенных типа описаны ниже.
- под открытым небом
- Металлический корпус
- в металлической оболочке
- Газовые подстанции (ГИС)
1. Подстанции под открытым небом
Подстанции на открытом воздухе содержат отдельно смонтированное и взаимосвязанное коммутационное оборудование и компоненты, такие как трансформаторы тока (ТТ), трансформаторы напряжения (ТН), опорные изоляторы шин, концы уплотнения кабелей и т. Д., Где атмосферный воздух обеспечивает основной путь изоляции к земле.
Твердые изоляторы ДОЛЖНЫ быть спроектированы , чтобы в течение многих лет выдерживать любые условия окружающей среды, e.грамм. дождь, лед, снег, ветровая нагрузка, колебания температуры, загрязнение, грозовая активность и связанная с этим коммутационная активность для предотвращения пробоя диэлектрика на землю или между фазами.Это очень важное требование, и оно требует относительно больших зазоров , и, как следствие, подстанции под открытым небом, как правило, охватывают большие участки земли. Кроме того, если подстанция находится рядом с местными сообществами, они, как правило, не очень рады ее расположению.
Обычно для минимизации визуального воздействия требуется некоторая степень благоустройства.
Рисунок 1 — Подстанция под открытым небом (на фото: наружная стальная подстанция Poker Lake 115 кВ / 12,47 кВ; кредит: distransubstations.com)Вернуться к содержанию ↑
2. Металлический корпус
В металлическом закрытом устройстве все коммутационные устройства и связанные с ними компоненты заключены в металлическую заземленную конструкцию для каждого отсека и подключены с помощью кабеля.
Эта конструкция имеет недостаток, заключающийся в том, что в панели отсутствует сегрегация .Следовательно, неисправность в измерительном трансформаторе, например, может легко распространяться, охватывая коммутационное устройство и соединительные шины панели.
Такие устройства обычно не используются, когда требуются системы с высокой надежностью и высокой доступностью, то есть в точках оптовых поставок или на первичных распределительных подстанциях.
Однако они широко используются для распределительных вторичных подстанций , например, Кольцо основных подразделений. Преимущество таких устройств состоит в том, что они могут быть физически небольшими по размеру и требовать лишь доли земельной площади, требуемой для эквивалентной подстанции под открытым небом.Металлические подстанции могут быть наружного типа , и в этом случае корпус должен защищать внутренне подключенное оборудование от всех преобладающих условий окружающей среды, или, в качестве альтернативы, подстанция может быть заключена в здании или недорогом защищенном от непогоды корпусе . ,
Рисунок 2 — Устройство в металлическом корпусе (на фото: распределительное устройство в помещении с металлическим корпусом переменного тока, тип SM6 от Schneider Electric) 
Рисунок 3 — Внутренняя и наружная версии RMU (фото предоставлено: lucyelectric.ком)Вернуться к содержанию ↑
3. Металл-одетый
Это производное от распределительного устройства в металлическом корпусе, где все основные компоненты в отсеке физически отделены друг от друга с помощью заземленной металлической конструкции , так что неисправность в любом одном отсеке не может быть легко распространена на соседние отсеки.
Крайне важно, чтобы на шинопровод не повлияла неисправность какой-либо конкретной монтажной панели, чтобы соседние панели могли безопасно оставаться в эксплуатации до тех пор, пока не будет выполнен соответствующий ремонт.Типичное разделение между кабельной коробкой и измерительными трансформаторами, измерительными трансформаторными камерами и автоматическим выключателем, автоматическим выключателем и шинами.
Такие устройства позволяют достичь более высокой надежности и более высокой доступности систем , чем это может быть достигнуто с помощью концепций в металлическом корпусе.
Большинство первичных распределительных щитов имеют металлическую оболочку. По экономическим причинам многие такие распределительные щиты были изначально предназначены для наружного использования. Тем не менее, в суровых климатических условиях может легко произойти ухудшение состояния окружающей среды и затраты на техническое обслуживание могут быть высокими.
В настоящее время принято применять такие распределительные устройства с металлическим покрытием в соответствующих зданиях с защитой от атмосферных воздействий .
Рисунок 4 — Распределительное устройство в металлической оболочке типа UNIGEAR, автор ABB
Еще одной современной тенденцией является их размещение в переносных контейнерах (мобильных подстанциях), так что по мере изменения систем и схем распределения нагрузки их можно легко перенести в более подходящие места.
Рисунок 5 — Мобильные подстанции MV / MV могут быть легко транспортированы и включены в случае чрезвычайных и временных ситуацийВернуться к содержанию ↑
4.Газовые подстанции (ГИС)
Другой формой подстанции с металлическим покрытием, которая используется в основном при передающих напряжениях, является подстанция с газовой изоляцией . Благодаря этой концепции элегаз обеспечивает основную диэлектрическую среду между первичным проводником и землей.
Ввиду очень высокой диэлектрической прочности SF6 размеры могут быть очень малыми.
Существует две основные концепции: Первая — это когда каждая фаза физически заключена в заземленную металлоконструкцию, а в другой — три фазы, заключенные в одну камеру.Первый имеет более высокую степень целостности, так как межфазные отказы не могут возникнуть. Последнее, однако, обеспечивает более экономичную и более компактную концепцию.
Обе схемы широко используются, при этом концепция фазовой развязки используется в основном при более высоких напряжениях, а три фазы в концепции одной емкости используются при более низких напряжениях передачи или высоких распределительных напряжениях, т.е. 132 кВ.
Однако некоторые производители использовали концепцию фазовой развязки до уровней напряжения 33 кВ , и в Великобритании существует ряд таких установок.
Рисунок 6 — Распределительное устройство с элегазовой изоляцией в металлическом корпусе (GIS) — на фото: Распределительное устройство с первичным распределением газа с газовой изоляцией
Вернуться к содержанию ↑
Соображения по поводу изоляции
Правильный дизайн изоляции жизненно важен для всех подстанций. Это относится не только к типам с открытым воздухом и типам с изоляцией, но также к типам с металлическим и металлическим покрытием, в которых используется множество изолирующих компонентов.
Например, для металлического оборудования должны быть предусмотрены соединения для соединения одного отсека с соседними отсеками. Такие соединения обычно выполняются с помощью втулок. Изоляция также должна быть обеспечена между фазами и между фазой и землей.
Типичные изоляционные материалы, которые можно использовать:
- Атмосферный воздух,
- Изоляционное масло,
- Битумный состав,
- Пропитанная маслом бумага (OIP),
- Эпоксидная смола на основе синтетической смолы (СРБП) или
- SF6.
Правильная конструкция изолирующих интерфейсов между компонентами и различными изоляционными материалами имеет жизненно важное значение для долговременной целостности оборудования.
Непрерывность обслуживания (LSC)
Когда доступность отсеков распределительного устройства известна, можно предсказать последствия открытия отсека для работы установки. Классификация потери непрерывности обслуживания (LSC) определяется IEC:
По МЭК: Категория, определяющая возможность подачи питания на другие высоковольтные отсеки и / или функциональные блоки при открытии доступного высоковольтного отсека ».
Как правило, правило заключается в том, что если доступный отсек не предусмотрен, то классификация LSC не применяется к этому отсеку.
Термины типа «металлический» или «металлический» подпадают под классификацию LSC. Определено несколько категорий LSC:
LSC1 — Если необходимо отключить любой другой функциональный блок распределительного устройства, кроме того, который подвергается вмешательству, то обслуживание является только частичным: LSC1
LSC2 — Если хотя бы один набор шин может оставаться под напряжением, а все остальные функциональные блоки могут оставаться в эксплуатации, то обслуживание является оптимальным: LSC2
LSC2A / B — Если в пределах одного функционального блока доступны другие отсеки, кроме отсека для подключения, , то можно использовать суффикс A или B с классификацией LSC2 , чтобы определить, должны ли кабели быть оборванными или нет при доступе к этому другому отсеку.
Вернуться к содержанию ↑
Ссылка // Высоковольтная инженерия и испытания Хью М. Райана; Инженерно-технический институт (Покупка в твердом переплете у Amazon)
,Где используются эти узлы?
Распределительные устройства и щиты управления находятся на электростанциях, трансформаторных станциях, распределительных подстанциях, коммерческих и институциональных зданиях, промышленных предприятиях и фабриках, нефтеперерабатывающих заводах, бумажных фабриках, металлургических заводах и в любом другом месте, где используется электрическая энергия или электроэнергия распределяется любое количество зон.c
Сборка распределительного устройства и щитов управления (на фото Распределительные устройства SKEMA LV)Существует несколько распространенных типов сборок, которые охватывают практически любое приложение.Широкая классификация в зависимости от расположения распределительных устройств состоит в том, установлена ли передача внутри помещения или вне помещения .
Еще одной классификацией для внутреннего оборудования является стандартная вентилируемая внутренняя часть, закрытая с капотом, внутренняя для размещения в зоне разбрызгивателей, внутренняя в опасном месте, дугостойкая (тип a, b или c) и внутренняя в коррозийной среде. Наружное распределительное устройство также можно классифицировать как имеющее остров или нетне ходить в типах) с или без рабочей зоны.
Другой метод классификации распределительного устройства заключается в том, является ли он нижним или верхним вводом , кабели питания и управления вводятся снизу или сверху редуктора.
Приборы в распределительном устройстве
Распределительное устройство может содержать в качестве переключающего / размыкающего устройства (устройств): автоматический выключатель (c.b.), комбинацию переключатель / предохранитель, комбинацию контактор / предохранитель (для переключения двигателя), для низкого напряжения (л.v.) сборки: выключатель или прерыватель, включенный последовательно с контактором (для переключения двигателя).
Некоторые конфигурации поставляются только как без выдвижной конструкции , другие как с выдвижными опорами . Если требуются особые требования к зубчатому колесу, это свойство можно использовать в качестве критерия для определения зубчатого колеса, например, если требуется пыленепроницаемое ограждение из-за присутствия пыли (мелкой или сухой) в атмосфере, обозначенной этим зубчатым колесом. как пыленепроницаемый
Для узлов распределительного устройства, поскольку тепло генерируется из-за большого тока, пыленепроницаемый корпус практически невозможен, поэтому вместо него используется пыленепроницаемый. Основными стандартами, регулирующими проектирование, изготовление и испытания этих узлов, являются: CSA , ANSI , МЭК , EEMAC , NEMA .
Комплекты распределительных устройств и центры управления двигателями (пускатели) могут быть классифицированы в соответствии с их классами напряжения.Л.В. оборудование рассчитано на диапазон от 120/208 В до однофазного или трехфазного до 750 В переменного тока. Среднего напряжения от 2400/4160 В до 44 кВ. Корпуса для всех низковольтных конструкций имеют металлическую оболочку. Некоторые конструкции включают перегородки и барьеры для обеспечения более безопасной работы сверх стандартной конструкции.
Для распределительного устройства среднего напряжения распространены оба типа конструкции: в металлической оболочке и в металлической оболочке . В этом разделе будут представлены основные компоненты узлов распределительного устройства, пускателей двигателей и связанных с ними вспомогательных устройств.
Основные компоненты
КРУ низкого напряжения
Основными компонентами являются:
- Автоматические выключатели в литом корпусе (MCB) или силовые (воздушно-магнитные) (выдвижные или стационарные) в комплекте с или без встроенного устройства защиты от сверхтока (термомагнитный, )
- Твердотельное или на основе микропроцессора) с или без обеспечения блокировки зоны
- Колыбель (только для выдвижных версий)
- Силовые трансформаторы с фиксированным потенциалом и управлением
- Трансформаторы тока
- Межрамные и задние барьеры
- Шинопроводы магистральные, откидные, шины и кабельные наконечники (компрессионные или механические)
- Защитные предохранители для цепей управления выключателя, приборных отсеков
- Принадлежности для автоматических выключателей, подъемные устройства (встроенные в редуктор)
- Плавкие или неиспользованные выключатели
- Защитные и контрольные вспомогательные реле
- Измерительные приборы (амперметры, вольтметры, ваттметры, ваттметры и пакеты цифрового измерения D.М.п.)
- Переключатели управления и индикаторы
Компоненты низкого напряженияРаспределительное устройство среднего напряжения
Основными компонентами являются:
- Выключатели выдвижные ( масло, воздух, SF6, вакуум )
- Коммутационное устройство ( отключение или отключение нагрузки ) с или без предохранителей ( ограничение тока мощности или тип выброса мощности ) с или без перегоревшего индикатора предохранителя / исполнительного механизма
- Инструментальные трансформаторы
- Устройство отключения конденсатора
- Реле
- Приборы и инструменты
- Главный автобус
- Устройства управления и индикации, перемычки, кабельные наконечники, кабельные опоры и наконечники
- Шлагбаумы и жалюзи
- Приборные отсеки
- Испытательные выключатели и принадлежности для выключателей
Компоненты КРУ среднего напряженияЦентры управления двигателем низкого напряжения
Для центров управления двигателями низкого напряжения компоненты:
- Комбинированные пускатели двигателей
- Инструментальные трансформаторы
- Устройства защиты двигателя
- Главная шина, отсеки для ввода кабелей, вертикальная шина, кабели управления
- Кнопки, сигнальные огни
- Ручка выключателя или выключателя
- Кастрюли
- Программируемые логические контроллеры PLC (процессорный модуль, ввод-вывод, сетевой интерфейс и другие связанные модули)
Компоненты центра управления двигателем низкого напряженияПускатели среднего напряжения
Для стартеров MV основными компонентами являются:
- Контакторы ( вакуум и воздух )
- Плавкий управляющий трансформатор
- Защита от перегрузки
- Трансформаторы тока
- Приборные отсеки
- метров
- Вспомогательные реле
- Таймеры
- Контрольные приборы
- Многофункциональные реле защиты двигателя
- Световые индикаторы
- Силовые предохранители
- Ограничители перенапряжения
Типы распределительных шкафов
Существует несколько различных типов распределительных шкафов, которые перечислены ниже:
- Входящие ( основные ) кабины
- Трансформаторные питатели
- Шинная стяжка (, )
- Управление возбудителем генератора
- Генератор нейтральных кабин
- Шкаф управления асинхронным двигателем
- Щит переключения синхронного двигателя
- Ячейки потенциального трансформатора ( используется вместе с изолированной фазовой шиной на генераторных станциях ).
Если трансформаторы близко соединены и установлены в помещении, то используются трансформаторы сухого типа. Если они расположены снаружи и подключены к распределительному устройству через несегрегированный шинный канал или кабельный канал, или через горловину (с распределительным устройством o / d), то они относятся к маслонаполненному типу.
Еще один тип трансформаторов, которые можно найти в помещении, это тип катушки из литой смолы.
Продолжение следует…
Ресурс: Неизвестно
,