Выбор камеры КРУ

Комплектное распределительное устройство (КРУ) – это распределительное устройство, состоящее из закрытых шкафов с встроенными в них аппаратами, измерительными и защитными приборами и вспомогательными устройствами. Применение КРУ позволяет ускорить монтаж распределительного устройства; уменьшить строительную площадку под РУ; повысить надежность работы РУ, безопасность обслуживания и возможность быстрой замены неисправного выключателя.

Для РУ 10 кВ предполагаем к установке комплектное распределительное устройство UniGear ZS1 (рисунок 8) производства концерна АББ. UniGear ZS1 является частью ряда КРУ с воздушной изоляцией в металлической оболочке. Данные КРУ состоят из шкафов заводской сборки для внутренней установки, с выдвижными элементами и одинарными системами сборных шин, прошедшие все необходимые испытания. В месте эксплуатации шкафы составляются в один ряд и образуют единое распределительное устройство. Данное оборудование обеспечивает безопасность персонала и окружающей среды.

Рисунок 8 – Внешний вид КРУ UniGear

В табл. 5 представлена основная номенклатура шкафов для российского производства.

Таблица 5 – Номенклатура шкафов UniGear ZS1 российского производства

Наименование параметра	Параметр	Условное обозначение
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	7,2; 12; 24	7; 12; 24
Номинальный ток, А	630; 1250; 1600; 2000; 2500; 3150; 3600; 4000	06; 12; 16; 20; 25; 32; 36; 40
Ток термической стойкости, кА	20; 25; 31,5; 40; 50	20; 25; 32; 40; 50
Тип встроенного аппарата*	Вакуумный выключатель VD4 Элегазовый выключатель HD4/GT Вакуумный контактор V-contact Разъемные контакты главных цепей (разъединитель) Трансформатор напряжения Трансформатор собственных нужд Предохранитель Статические конденсаторы	VD HD VK PC ТН ТС ПР СК

Конструкция. Основные компоненты КРУ UniGear ZS1 представлены на рисунке 9. Корпус и перегородки изготовлены из стального высококачественного листа толщиной 2 мм с алюминиево-цинковым покрытием. Три высоковольтных отсека (отсек шин, отсек выключателя, отсек кабельных подключений) имеют закрепленные откидные клапаны сброса давления. Они открываются в случае появления избыточного давления в результате внутреннего дугового короткого замыкания. На лицевой стороне шкафа имеются двери, которые могут поворачиваться при открывании почти на 180°. Отсек кабельных подключений и отсек выключателя имеют свои собственные двери со смотровыми окошками, имеющими безопасное остекление. Соседние шкафы разделены боковыми стенками каждого шкафа и воздушным промежутком между этими стенками в том случае если конструкция предполагает соединение ячеек друг с другом. Отсек низковольтного оборудования полностью защищен от зоны высокого напряжения своим металлическим корпусом. Двери лицевой стороны корпуса имеют хороший внешний вид и обеспечивают механическую и тепловую защиту от воздействия дуги замыкания, в случае ее возникновения в шкафу.

Рисунок – 9 Шкаф UniGear ZS1

А - отсек выкатного элемента;

В - отсек сборных шин

С - кабельный отсек

D - релейный отсек

Е - канал для эвакуации горячих газов при внутреннем дуговом КЗ

Отсек выключателя. В отсеке выключателя размещается все необходимое оборудование для совместной работы выдвижного выключателя и шкафа. Он, как и отсек шин, имеет металлические перегородки со всех сторон. Проходные изоляторы с неподвижными электрическими контактами главной цепи расположены на монтажной панели. Имеются также шторки, закрывающие доступ к проходным изоляторам. В контрольном (испытательном) положении выдвижного элемента образуется разрыв в главной цепи. В этом положении цепь управления не нарушается. Кнопка ВКЛ/ОТКЛ находится на выключателе, указатель состояния пружин привода ВЗВЕДЕНО/НЕ ВЗВЕДЕНО обозревается сквозь смотровое окошко.

Детали выдвижного выключателя. Выдвижной выключатель представляет собой целостный модуль, состоящий из вакуумного выключателя VD4, установленных на тележке, изолированных контактных кронштейнов с контактной системой и вилки разъема жгута контрольной цепи. Выдвижная часть и выключатель соединены между собой через многоконтактный штепсельный разъем жгута контрольной цепи.

Выдвижная часть обеспечивает механическое соединение между шкафом и выключателем. Неподвижная часть соединяется со шкафом через вилочный разъем, имеющий одинаковую форму на обеих сторонах. Между рабочим и контрольным (испытательным) положением подвижная часть выключателя перемещается вручную или при помощи электропривода через шпиндель при закрытых дверях. Рабочее и контрольное положения регистрируются вспомогательными переключателями, которые регистрируют крайние положения и угловое положение шпинделя.

Соединение заземления между выдвижной частью и шкафом осуществляется через ролики выдвижной части и направляющие, крепящиеся болтами к ячейке. Поверхности всех деталей цепи заземления имеют цинковое гальваническое покрытие. Выдвижные части аналогичной конструкции взаимозаменяемы.

Достоинства UniGear ZS1:

1. Минимальное техническое обслуживание в процессе эксплуатации.

2. Единый русифицированный программируемый блок защиты на микропроцессорах REF 542 Plus, снабженный информационным дисплеем. Всеобъемлющий набор электрических принадлежностей.

3. Быстрая и простая замена принадлежностей (включающих и отключающих расцепителей, электродвигателя с редуктором для натяжения включающих пружин привода, расцепителя минимального напряжения и т.п.), включаемых в электрическую цепь привода с помощью разъемов и устанавливаемых на свои места по шаблонам.

4. Повышенная безопасность персонала при возможном включении заземлителя на КЗ, способного без повреждений включаться на ток термической стойкости шкафа, т.е. полный ток КЗ сборных шин.

5. Возможность установки в кабельном отсеке стационарно или на выкатном элементе трансформаторов напряжения.

6. Одностороннее обслуживание.

7. Всесторонняя блокировочная система, препятствующая неверным действиям обслуживающего персонала.

8. Перемещение выкатного элемента из рабочего в контрольное положение и обратно и механическое, аварийное отключение выключателя возможны без открывания двери.

9. Полная безопасность обслуживающего персонала при перекрытиях изоляции во внутренних отсеках.

Рассмотрим проверку трансформаторов напряжения на отходящих линиях 220 кВ. Предполагаем к установке трансформатор напряжения ЗНОГ-330 УХЛ 4.

Проверяем выбранный трансформатор напряжения:

1. по напряжению установки

2. по вторичной нагрузке

Допустимая нагрузка трансформатора напряжения в классе точности 0,5 равна . Три трансформатора напряжения, соединенных в звезду имеют мощность . Подсчет вторичной нагрузке приведен в табл. 6.

Таблица 6 – Вторичная нагрузка трансформатора напряжения

Прибор	Тип	S одной обмотки, В∙А	Число обмоток	Число приборов	Полная потребляемая мощность, В∙А
Фиксирующий прибор	ФИП
Ваттметр	Д-335	1,5
Варметр	Д-335	1,5
Датчик активной мощности	Е-829		−
Датчик реактивной мощности	Е-830		−
Счетчик активной энергии	Меркурий 231 AT	7,5
Итого

Общая нагрузка на трансформатор напряжения составит

Таким образом, трансформатор напряжения будет работать в выбранном классе точности 0,5.

Выбор трансформатора напряжения на второй линии производится аналогично.

Вторичная нагрузка других трансформаторов напряжения представлена в табл. 7 Результаты выбора трансформаторов напряжения приведены в табл. 7.

Таблицам 7– Вторичная нагрузка трансформаторов напряжения

Прибор	Тип	S одной обмотки, В∙А	Число обмоток	Число приборов	Полная потребляемая мощность, В∙А
Секция шин 330 кВ
Вольтметр с переключением для измерения трех междуфазных напряжений	Э-335
Вольтметр регистрирующий	H-394
Фиксирующий прибор	ФИП
Регистрирующий частотомер	H-397
Итого
Секция шин 110 кВ
Вольтметр с переключением для измерения трех междуфазных напряжений	Э-335
Вольтметр регистрирующий	H-394
Фиксирующий прибор	ФИП
Ваттметр	Д-335	1,5
Варметр	Д-335	1,5
Счетчик активной и реактивной энергии	Меркурий 230 ART	7,5
Итого
Секция шин 10 кВ
Вольтметр для измерения междуфазного напряжения	Э-335
Вольтметр с переключением для измерения трех фазных напряжений	Э-335
Ваттметр	Д-335	1,5
Варметр	Д-335	1,5
Счетчик активной и реактивной энергии	Меркурий 230 ART	7,5
Итого

Таблица 8 – Результаты выбора трансформаторов напряжения

Наименование присоединения	Тип трансформатора напряжения	Номинальные параметры	Расчетные величины
Uном кВ	S2ном В∙А	U^­уст кВ	S2∑ В∙А
Шины 220 кВ	ЗНОГ-330 УХЛ 4
Шины 110 кВ	ЗНОГ-М-110-1 УХЛ 4
Секции шин 10 кВ	ЗНОЛП-10

Питание РП осуществляется на напряжении 10 кВ, от двух секций шин РУ 10 кВ подстанции. Выбираем силовые кабели с алюминиевыми жилами, с изоляцией из сшитого полиэтилена, в полиэтиленовой оболочке, марки АПвП.

Основная область применения – передача и распределение электроэнергии в стационарных установках на номинальное напряжение 10 кВ номинальной частотой 50 Гц для сетей с заземленной и изолированной нейтралью. Для прокладки в земле (в траншеях), если кабель защищен от механических повреждений.

Конструкция

1. Токопроводящая жила – круглая многопроволочная уплотненная, из алюминия, соответствующая классу 2 по ГОСТ 22483-77.

2. Экран по жиле – из экструдированной электропроводящей пероксидносшитой композиции полиэтилена.

3. Изоляция – из пероксидносшитого полиэтилена.

4. Экран – наложен поверх изоляции из экструдированной электропроводящей пероксидносшитой полиэтиленовой композиции.

5. Комбинированный экран:

5.1 слой, наложенный обмоткой, из ленты электропроводящей бумаги или электропроводящей полимерной ленты толщиной не менее 0,2 мм.

5.2 навив из медных проволок номинальным диаметром 0,7-2,0 мм, поверх которых спирально наложена медная лента не менее 0,1 мм. Минимальная ширина ленты 8 мм.

6. Разделительный слой – из двух лент крепированной или кабельной бумаги, или прорезиненной ткани, толщиной не менее 0,2 мм.

7. Оболочка – из полиэтилена.

Проверяем выбранный кабель.

Продолжительность использования максимальной нагрузки задана по условию и составляет: T_max > 5000 ч.

Ток нормального режима

По ПУЭ [1] находим нормированную плотность тока для кабелей из сшитого полиэтилена при числе часов использования максимума нагрузки более 5000 ч/год.

Определяем экономическое сечение

Принимаем кабель для РП мощностью 5 МВТ сечением .

Допустимый длительный ток для одножильного кабеля на напряжение 10 кВ с алюминиевыми жилами с изоляцией из сшитого полиэтилена, прокладываемого в земле, равен [1]:

Поправочные коэффициенты [6]: k₁=0,93 – учитывает число проложенных рядом кабелей (принимаем для двух рядом лежащих кабелей), k₂=1 – учитывает температуру окружающей среды (+15ºС при прокладке в земле), k₃=1,17 – учитывает кратковременную перегрузку.

Тогда, допустимый длительный ток с учетом поправочных коэффициентов равен:

В максимальном режиме кабели несут двойную перегрузка:

Проверка по допустимому току

Проверка кабелей на термическую стойкость. Определяем ток термической стойкости для кабеля сечением 120 мм². Принимаем по [4] полное время отключения КЗ равное , значение постоянной времени затухания апериодической составляющей тока КЗ – , значение функции C для кабелей с алюминиевыми жилами и полиэтиленовой изоляцией – .

, таким образом, выбранный кабель проходит по термической стойкости.

Дата добавления: 2015-09-05