Сторінка 2 з 42
Глава II. Електроустановки і кабельні приєднання до них
§ 4. Загальні відомості
Сукупність машин, апаратів, ліній і допоміжного обладнання (разом із спорудами та приміщеннями, в яких вони встановлені), призначених для виробництва, перетворення, трансформації, передачі і розподілу електричної енергії, називається електроустановками. Електроустановки поділяють на відкриті, або зовнішні (на відкритому повітрі), і закриті, або внутрішні (в закритому приміщенні).
Залежно від навколишнього середовища приміщення, в яких розташовані електроустановки, підрозділяють на сухі, вологі, сирі, особливо сирі, жаркі, пилові і з хімічно активної чи органічної середовищем. У сухих приміщеннях відносна вологість повітря не перевищує 60%, у вологих від 60 до 75%, в сирих - тривалий час перевищує 75% і особливо сирих вологість близька до 100% (стеля, стіни і предмети покриті вологою). У жарких приміщеннях температура перевищує постійно або періодично (більше 1 добу) 35 ° С (приміщення з сушарками, котельні і т. Д.). У курних приміщеннях за умовами виробництва виділяється технологічний пил, яка може осідати на проводах, проникати всередину машин, апаратів і т. П. У приміщеннях з хімічно активної чи органічної середовищем постійно або протягом тривалого часу містяться агресивні пари, гази, рідини, утворюються відкладення або цвіль, діючі руйнівно на ізоляцію і струмоведучі частини електрообладнання.
Конструкція, спосіб установки електричних машин, апаратів, приладів та іншого електрообладнання, а також кабелів повинні відповідати умовам навколишнього середовища.
Найбільша кількість розгалужень і приєднань кабелів виконують в РУ і на трансформаторних підстанціях.
Розподільні пристрої й розподільні пункти на напругу понад 1000 В складаються з комплектних камер або комплектних розподільних пристроїв, що випускаються електротехнічної промисловістю в різних виконаннях. Комплектні розподільчі пристрої закритою установки, в яких вимикач з приводом розташовані на викочування візка, отримали найменування КРУ, а відкритої установки - КРУН; сталеві камери одностороннього обслуговування з стаціонарно встановленим обладнанням, призначені для закритої установки, - КСВ.
Надійність РУ визначається вибором проводів, шин, апаратів, приладів і конструкцій, які повинні працювати як при нормальних умовах (відповідність робочій напрузі і току, класу точності і т. П.), Так і при коротких замиканнях (термічні і динамічні дії, гранично допустимий значення відключається потужності).
У ряді випадків в одне КРУ електропостачання вводиться два і більше кабелів, що створює певні труднощі при розміщенні кінцевих заправлень в обмеженій за обсягом зоні підключення.
Надійність електропостачання багато в чому залежить від правильно виконаних разделок і підключень кабелів.
Прокладка і підключення шин, проводів і кабелів в ЗРУ повинні виконуватися з урахуванням мінімально допустимих відстаней між неізольованими струмопровідними частинами різних фаз, а також між струмопровідними і нетоковедущими металевими частинами (табл. 2).
Таблиця 2. Мінімально допустимі відстані в РУ по повітрю
Напруга РУ, кВ
Під робочим (номінальним) струмом на увазі найбільший струм, при якому обладнання може працювати тривалий час, якщо температура навколишнього повітря не буде перевищувати 35 ° С.
Струмопровідні частини РУ в номінальному режимі не повинні нагріватися вище гранично допустимих за нормами температур: 80 ° С для контактних з'єднань шин і з'єднань їх з висновками апаратів без покриттів і 90 ° С - з покриттям оловом.
Термічна стійкість - здатність виробів витримувати без пошкоджень термічний вплив струму короткого замикання протягом певного часу.
Динамічна стійкість - здатність вироби витримувати без пошкодження механічний вплив, що створюється струмом короткого замикання.
Коротким замиканням називається безпосереднє з'єднання знаходяться під напругою шин, проводів і жил кабелів між собою або з землею через поверхневого перекриття, зменшення допустимих ізоляційних відстаней, пробою ізоляції, неправильних оперативних дій обслуговуючого персоналу. Коротке замикання супроводжується значним збільшенням струму в пошкодженій електричному ланцюзі, на шинах живильних підстанцій, в трансформаторах.
Короткочасні підвищення температури при токах короткого замикання не повинні бути вище: 300 ° С - для мідних шин; 200 ° С - для алюмінієвих шин і кабелів з паперовою ізоляцією напругою до 10 кВ; 160 ° С - для кабелів з ізоляцією з ПВХ пластикату; 130 ° С - з поліетилену; 250 ° С - з вулканизующего поліетилену; 150 ° С - з гуми.
§ 5. Електрообладнання, яке встановлюється в РУ і на трансформаторних підстанціях
Сучасні РУ і підстанції в залежності від напруги, номінального струму і струму короткого замикання комплектують електроустаткуванням з різними електричними параметрами: силовими трифазними олійними трансформаторами, олійними вимикачами, вимикачами навантаження, роз'єднувачами, трансформаторами напруги і струму.
Устаткування в РУ і трансформаторних підстанціях з'єднується між собою, зі збірними шинами і відходять кабельними лініями.
Силовий трифазний масляний трансформатор (Рис. 4) призначений для перетворення змінного струму однієї напруги в змінний струм іншої напруги. Трансформатор, що знижує напругу, називається знижуючим, а підвищує напругу - підвищує.
Мал. 4. Трансформатор серії ТМ-1000/10:
1-термометрический сигналізатор, 2 газове реле, 3 - запобіжна трубка, 4 - воздухоосушитель, 5, 6 вводи НН і ВН, 7-заводської щиток, 8- термосифонний фільтр, 9 кран, 10 - пробка для спуску опадів
У конструкцію трансформатора входять магнітопровід, вводи, перемикаючий пристрій, бак, розширювач, газове реле, прилади для вимірювання температури масла, очисник повітря і термосифонний фільтр.
Магнитопровод з розташованими на ньому обмотками низького і високого напруги, вводи та перемикаючий пристрій утворюють основну активну частину трансформатора. Магнитопровод складається з окремих листів спеціальної трансформаторної сталі, ізольованих один від одного ізоляційним покриттям, стрижнів, верхнього і нижнього ярем.
Уведення є порцелянові прохідні ізолятори, через які висновки обмоток трансформатора приєднуються до електричних мереж.
Перемикаючий пристрій служить для ступінчастої зміни напруги в певних межах з метою підтримки номінальної напруги на затискачах вторинної обмотки при зміні напруги на первинної або для зміни напруги на вторинній обмотці.
Розширювач має вигляд бачка. Він встановлений на кришці бака з об'ємом 8- 10% обсягу олії трансформатора і служить для постійного заповнення бака маслом і обмеження зіткнення поверхні масла з повітрям.
Газове реле служить для виявлення пошкоджень всередині бака трансформатора (електричний пробій ізоляції, виткове замикання, місцевий нагрів муздрамтеатру і ін.).
Очисник повітря призначений для сушки і очищення зволоженого і забрудненого повітря, що надходить в розширювач при температурних коливаннях масла, термосифонний фільтр - для підтримки ізоляційних властивостей масла.
Силові трансформатори характеризуються номінальними потужністю, напругою і струмом, коефіцієнтом трансформації, напругою короткого замикання, струмом холостого ходу, схемою і групою з'єднання.
На баку трансформатора прикріплена табличка із зазначенням його технічних даних. У тих випадках, коли повинна бути виключена небезпека пожежі від загоряння масла, застосовують сухі трансформатори з природним повітряним охолодженням або трансформатори з негорючих заповненням (совтола, піронол, кварцовий пісок).
Номінальна потужність трифазних масляних трансформаторів загального призначення напругою до 35 кВ: 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2400, 4000, 6300 10000, 16000, 40000 і 80000 кВА .
Масляний вимикач (рис. 5) призначений для включення і відключення електрообладнання, елементів РУ і електричних мереж під навантаженням. Масляні вимикачі на напругу до 10 кВ випускають з малим і великим об'ємом трансформаторного масла.
На промислових підприємствах набули найбільшого поширення вимикачі з малим об'ємом масла ВМГ-10 і ВМП-10.
Мал. 5. Масляний підвісний вимикач ВМП-10 напругою 10 кВ:
1 - полюс вимикача, 2 - пробка маслоналивного отвори, 3 - підйомна скоба, 4 - ізолятор, 5 відключає пружина, 6 - рама, 7, 9 масляний і пружинний буфери, 8- болт заземлення, 10- покажчик рівня масла, 11 -Вал, 12 - ізоляційна тяга
Основними частинами вимикачів є: рама; нерухомі і рухомі контакти; дугогасительниє пристрої; порцелянові вводи з зажимами; приводний механізм для рухливих контактів; циліндри для розміщення контактів та гасітельних камер. Принцип роботи цих вимикачів заснований на гасінні електричної дуги, що виникає при розмиканні контактів, потоком газомасляної суміші. Газомасляної суміш утворюється в дугогасному пристрої від розкладання трансформаторного масла під впливом високої температури горіння дуги.
Вимикачі ВМП-10 випускають для стаціонарних камер (КСВ), вимикачі ВМП-10К і ВМП-10П зі вбудованим приводом - для комплектних камер (КРУ). Вимикач ВМГ-10 розроблений з використанням окремих вузлів вимикача ВМП (еластичний підвіс на рамі, ізоляційні тяги, приводний механізм і т. Д.).
Для управління роботою вимикачів застосовують ручні, електричні, пружинні і вантажні приводи.
Роз'єднувач призначений для відключення і включення під напругою окремих ділянок електричного кола або окремих апаратів при відсутності струму навантаження (навантаження відключена вимикачем). Роз'єднувач, маючи відкриту контактну систему, створює видимий розрив електричного кола.
У закритих підстанціях напругою 6-10 кВ застосовують в основному однополюсні роз'єднувачі внутрішньої установки РВО і триполюсні РВ. Трьохполюсний роз'єднувач РВ-10/600 (рис. 6) складається зі сталевої рами 13, шести опорних ізоляторів 11 з мідними косинцями 10, які є стійками нерухомих контактів, двополюсних мідних ножів 4, пружин 5, сталевих накладок б, що створюють необхідний тиск в контактах. На осі 7 обертається ніж роз'єднувача. До валу 2 роз'єднувача приварені важіль 1 для кріплення з приводом і три важеля 12 для з'єднання з порцеляновими тягами 9. Для управління роз'єднувачами РВ застосовують ручні приводи ПР внутрішньої установки.
Вимикач навантаження (рис. 7) призначений для включення і відключення окремих ділянок електричних ланцюгів на напругу 6-10 кВ при токах навантаження до декількох сотень ампер, а також для захисту від струмів короткого замикання (при наявності підключених запобіжників).
Мал. 7. Вимикач навантаження:
1 - рама, 2-ізолятори, 3 - дугогасильні камери, 4 - рухливі контактні ножі, 5 - ізоляційні тяги, 6 - вал
Трансформатор струму (рис. 8) призначений для харчування струмом вимірювальних приладів, пристроїв релейного захисту та автоматики і включається послідовно в електричний ланцюг, перетворюючи струм високої напруги в струм низької напруги.
Трансформатор струму складається з одного або двох сердечників, зібраних із сталевих листів, на які намотані первинна і одна або дві вторинні обмотки. Первинна обмотка - це один або кілька витків великого перерізу. Число витків у вторинній обмотці повинно бути таким, щоб струм в ній при номінальному струмі в первинній обмотці становив 5 А. Характеристиками трансформатора струму є: номінальна напруга, робочий струм, клас точності вторинної обмотки і дані по термічній і динамічної стійкості при токах короткого замикання.
Мал. 8. Трансформатор струму ТПОФ-10:
1 ізоляційна колодка, 2 передній прямокутний фланець, 3 металевий кожух, 4 мідний стрижень (або мідна труба), 5 фарфоровий ізолятор
Трансформатор напруги призначений для зниження високого (понад 250 В) напруги до 100 В, необхідного для живлення вимірювальних приладів, ланцюгів автоматики, сигналізації і релейного захисту. Він складається з замкнутого залізного сердечника, на якому розташовані первинна і вторинна обмотки, і виготовляється двох видів: сухий - з природним повітряним охолодженням і масляний - з масляним заповненням. Трансформатор напруги включається в електричний ланцюг паралельно через запобіжники або роз'єднувачі.
Мал. 9. Подстанционная ізолятори внутрішньої установки напругою 6, 10 кВ:
а- опорні з круглим, овальним і квадратним фланцями, б - прохідні з овальними фланцями, круглими і плоскими струмопровідними стержнями, в - прохідний з квадратним фланцем і круглим струмопровідних стрижнем; 1 - ковпачок, 2 - фарфорове тіло (ізолюючий елемент), 3 - фланець, 4 - струмопровідні стрижні, 5 - гайки
Ізолятор (рис. 9) призначений для механічного кріплення і електричної ізоляції шин в РУ. За способом установки і призначенням ізолятори діляться на опорні ОФ і прохідні П. Опорні ізолятори представляють собою порожню порцелянову деталь конічної форми з металевою арматурою, що служить для кріплення ізолятора до основи (у вигляді нижнього фланця) і шин (у вигляді верхнього ковпачка). Прохідні ізолятори також представляють собою порожню порцелянову деталь, армовану в середній частині металевим фланцем з отворами для болтів. Ізолятори забезпечені струмопровідними мідними стержнями, які закріплюють металевими шайбами, поміщеними в спеціальні поглиблення покритого глазур'ю порцеляни.
В РУ застосовують мідні, алюмінієві і сталеві шини. Мідні шини дефіцитні і використовуються рідко. Розмір і перетину шин, відстані між сусідніми шинами і їх точками кріплення визначаються розрахунками при проектуванні.