Комплектные распределительные устройства 6-10 кВ электрических подстанций

Ахметшин Роберт Султанович; Фатыхов Камиль Закирович; Хакимов Радик Гумарович

УДК 620.9

КОМПЛЕКТНЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА 6-10 КВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОДСТАНЦИЙ

Р.С. АХМЕТШИН* , К.З. ФАТЫХОВ*, Р.Г ХАКИМОВ**

*Камская государственная инженерно-экономическая академия, г. Набережные Челны РТ ** Институт вычислительной математики и информационных технологий Казанского (Приволжского) федерального университета (К(П)ФУ), г. Казань

Рассматривается техническая проблема снижения отключений электроэнергопотребителей при ремонтных работах на уровне ввода воздушных или кабельных линий в распределительном устройстве 6-10 кВ, а также преимущество шкафов 6-10 кВ распределительного устройства с двумя параллельно расположенными сборными шинами в решении обозначенной проблемы.

Ключевые слова: шкафы 6-10 кВ, распределительное устройство, электрическая подстанция, кабельные выводы, воздушные выводы, линия электропередачи.

Введение

Распределительные устройства, например, подстанций, состоят из высоковольтных шкафов. Шкафы по конструкции предназначены для размещения в закрытых помещениях (ЗРУ) (например марок К-104, КРУ-6-10 и др), а также для наружной установки (например марки КРУН-6-10 , где «Н» означает, что шкаф предназначен для наружной установки).

Комплект шкафов на двухтрансформаторной подстанции содержит стандартный набор для подключения к низковольтным обмоткам силовых трансформаторов. Наименование шкафам присваивается в зависимости от назначения:

- вводной шкаф, предназначенный для соединения сборных шин с обмоткой низкого напряжения силового трансформатора, маркируется КРУ-6-10;

- шкаф трансформатора напряжения, предназначенный для образования шинок напряжения (по величине равной 110 вольт 50 Гц), предназначенных для контроля наличия и величин напряжения на сборных шинах 6-10 кВ, а также для целей релейной защиты и автоматики, учета и измерения;

- шкафы секционирования двух систем сборных шин 6-10 кВ. Если трансформаторы имеют по две обмотки низкого напряжения, то подстанция снабжается 4 рядами комплекта шкафов, соответственно образуя 4 сборные шины. Шкафы секционирования состоят из двух шкафов: один шкаф с выключателем, а второй содержит разъединитель (перемычка со втычным контактом);

- шкафы с разрядниками (ограничителями) напряжения. Они могут быть совмещены со шкафами трансформаторов напряжения;

- шкафы трансформаторов собственных нужд мощностью до 40 кВА, напряжением 6-10/0,23-0,4 кВ;

- шкафы отходящих линий предназначены для подключения кабельных (воздушных) линий электропередачи, системы электроснабжения потребителей электрической энергии.

Проблемы энергетики, 2013, № 5-6

При подключении воздушных линий электропередачи шкафы 6-10 кВ имеют проходные изоляторы. Выводы от выключателя 6-10 кВ на крыше КРУН предназначены для подключения к ним спусков проводов от концевых опор линии электропередачи или портальной конструкции.

Эти спуски, как правило, по направлению перпендикулярны к ряду шкафов 6 - 10

кВ.

Если каждый потребитель электрической энергии имеет две питающие линии основного и резервного питания, то одна линия подключена к одной секции сборных шин, другая - ко второй секции при подстанции. При этом будут установлены две концевые опоры, соответственно каждая у своего шкафа в ряде шкафов КРУН (рис.1)

Рис. 1. Воздушные линии, отходящие от РУ 6-10 кВ, состоящего из шкафов КРУН. Шкафы трансформатора собственных нужд (ТСН), трансформатора напряжения, разрядники условно не

показаны

Если подстанция имеет на каждой секции по 10 и более шкафов отходящих линий, то несложно представить конструкцию выводов (спусков) от значительного количества концевых опор линий электропередач, что означает наличие линий электропередач, пересекающихся между собой: ведь в направлении каждого потребителя уходят по две ЛЭП (рис. 1-2). ЭЛеКТрИЧеСКОЙ

Рис. 2. Кабельные линии, отходящие от РУ 6-10 кВ. Шкафы, состоящие из шкафов КРУ 6-10 кВ, шкафы ТСН, трансформатора напряжения, разрядники условно не показаны.

1с

73

Электрическая подстанция, имеющая шкафы КРУ в помещении закрытого распределительного устройства (ЗРУ) имеет также технические сложности в организации вывода кабельных линий из ЗРУ.

Под шкафами предусмотрен кабельный канал, расположенный вдоль всего ряда шкафов первой и второй секций сборных шин.

Как правило, предусматриваются два организованных выхода кабельных линий по торцам ряда КРУ-6-10 кВ.

При ремонтных работах практически закрыт доступ до нижележащих кабельных линий. Конструкция кабельных выводов усложняется из-за разнонаправленности кабельных линий, так как каждому направлению к потребителю электрической энергии предусматривается две кабельные линии с разных секций сборных шин 6-10 кВ. В случае извлечения кабеля для ремонта приходится, как правило, перекладывать смежные кабели, что связано с их отключением или повреждением изоляции вследствие их длительной эксплуатации.

При ремонте на спусках воздушных линий или вблизи концевых опор (пролетов) пересекаемые линии также должны быть обесточены.

Во время проведения ремонтных работ на выводных линиях электропередач вследствие конструктивных особенностей вывода кабельных или воздушных линий, согласно правил эксплуатации, отключаются смежные пересекаемые линии. Из-за большой плотности разнонаправленных выводов линий увеличивается длительность ремонтных и профилактических работ и, соответственно, отключенное состояние смежных линий.

Предлагаемое ниже техническое решение исключает перечисленные недостатки.

К двум смежным шкафам отходящих линий электропередачи можно бы подключить основную и резервную линии электропередачи: для этого по всему ряду КРУ(КРУН) необходимо предусматривать две параллельно расположенных секций сборных шин 6-10 кВ. В этом случае выводные шкафы присоединяемых линий электропередач основного и резервного питания располагаются смежно друг с другом, а секционные шкафы могут располагаться в любом торце ряда КРУ(КРУН) или также в середине ряда (рис. 3-4).

Рис. 3. Предлагаемые шкафы 6-10 кВ для подключения воздушных линий к РУ 6-10кВ. Шкафы ТСН трансформатора напряжения, разрядники условно не показаны

Рис. 4. Предлагаемые шкафы 6-10 кВ для подключения кабельных линий к РУ 6-10 кВ. Шкафы ТСН, трансформатора напряжения, разрядники условно не показаны

По предлагаемому решению для КРУН получено авторское свидетельство АС SU1771028A1 HO2B13/00 «Комплектное распределительное устройство наружной установки» [1] (рис. 5), а для шкафов внутренней установки в ЗРУ - патент ПМ № 90272 от 27.12.09 «Ячейка комплектного распределительного устройства» [2] (рис 6).

Рис. 5. Шкаф комплектного распределительного устройства наружной установки, вид сбоку,разрез

Шкаф комплектного распределительного устройства наружной установки имеет корпус 1, выдвижной элемент 2 с масляным выключателем, релейный отсек 3, отсеки сборных шин 4 и 5, перегородку 6 между отсеками сборных шин, смотровые окна 7, втычные контакты подключения масляного выключателя к сборным шинам,

трансформаторы тока 9 и подключенные отходящие линии электропередачи (кабельная 10 и воздушная 11).

Л

Рис. 6. Конструкция КРУ 6-10 кВ:

1 - каркас; 2 - выдвижной элемент; 3 - заземлитель; 4 - контакт; 5 - кабельная разделка; 6 -ограничитель перенапряжений; 7 - трансформатор нулевой последовательности; 8 - магистральная шина заземления; 9 - трансформатор тока; 10 - проходные втулки; 11 - шкаф РЗА; 12 - секции сборной шины; 13 - опорные изоляторы; 14 - отпайки сборных шин; 15 - дополнительный отсек второй секции сборных шин.

Примечание:

1.На выдвижном элементе 2 расположен вакуумный выключатель.

2.Пунктирный линией обозначен второй вариант вывода кабельной линии.

3.Шторные, клапанные и блокировочные механизмы условно не показаны.

Заключение. В работе предложена новая модификация шкафов 6-10 кВ распределительных устройств, например, электрических подстанций с двумя комплектами сборных шин 6-10 кВ, позволяющая вывести к потребителю электрической энергии линии электропередачи от двух смежных шкафов. Использование таких шкафов исключает пересечения линии, отходящей с I секции шин, с линией, отходящей со II секции шин, в системе электроснабжения нескольких потребителей 1-11 категории. Исключение взаимных пересечений выводов линий

электропередачи позволяет исключить погашение потребителей электроэнергии и увеличить безаварийную эксплуатацию электрических сетей 6-10 кВ.

Литература

1. АС SU1771028A1 Н02В13/00 «Комплектное распределительное устройство наружной установки».

2. Патент ПМ № 90272 от 27.12.09 «Ячейка комплектного распределительного устройства».

Поступила в редакцию 21 января 2013 г

Ахметшин Роберт Султанович - канд. техн.наук, доцент кафедры «Электротехника и электроника» Камской государственной инженерно-экономической академии, г. Набережные Челны РТ. Тел: 8(8552) 396571, 441808. Факс 8(8552) 396629.

Фатыхов Камиль Закирович - канд. техн.наук, доцент, начальник НИС Камской государственной инженерно-экономической академии г. Набережные Челны РТ. Тел. 89874164920, E-mail: limak@ineka.ru.

Хакимов Радик Гумарович - канд. техн.наук, доцент, заведующий кафедрой информатики и вычислительных технологий отделения информационных технологий в гуманитарной сфере института вычислительной математики и информационных технологий К(П)ФУ). E-mail: hakimovrg@mail.ru, Radik.Hakimov@ksu.ru. Тел: 8(843)-2333001, 89172689685.

Текст научной работы на тему «Комплектные распределительные устройства 6-10 кВ электрических подстанций»