Реконструкция подстанции 110/6 кВТ

Шкафы КРН-III-10 разделены  перегородками на три отсека: аппаратуры высокого напряжения; сборных шин; аппаратуры управления и релейной защиты. В отсеке аппаратуры высокого напряжения в зависимости от назначения шкафа могут размещаться масляный выключатель, линейный разъединитель, измерительные трансформаторы тока или напряжения, разрядники, силовые предохранители или трансформатор собственных нужд. Вместе со сборными шинами в отдельном отсеке расположен шинный разъединитель. В отсеке управления размещают привод к масленому выключателю, приводы шинного и линейного разъединителей, элементы блокировки, а также аппаратура релейной защиты, управления, автоматики и измерительные приборы. Отсек сборных шин и отсек управления имеют наружные двери. Отсек аппаратуры высокого напряжения и линейного разъединителя имеет две двери (верхнюю и нижнюю). Кроме того предусмотрены две сетчатые двери для осмотра аппаратуры, установленной в шкафу. Линейный и шинный разъединители управляются ручными приводами.

Шкафы КРУН снабжены подогревающими устройствами с автоматическим режимом работы. Одно установлено ниже выключателя, другое – под приводом к нему. Эти устройства могут быть использованы также для предотвращения выпадения росы. В этом случае включение обогрева выполняется вручную. ы также для предотвращения выпадения росы. линейного разъединителя имеет дВ отсеках шкафов предусмотрены жалюзи, улучшающих эвакуацию выхлопных газов выключателей и снятия избыточного давления при отключении токов короткого замыкания.

Для уменьшения воздействия солнечной радиации наружная поверхность шкафов КРУН окрашивается в фисташковый цвет.

В шкафах предусмотрено  освещение двумя лампами мощностью  по 40 Вт.

В шкафах КРУН-III-10 выполнены блокировки, исключающие  возможность отключения или включения  разъединителей при включенном масляном выключателе, включения выключателя при включенных заземляющих ножах, включение заземляющих ножей на шины, находящиеся под напряжением. Блокировки выполнены с помощью механических блок- замков.

Собственные нужды  подстанции

В шкафах КРУН на каждой секции установлено по трансформатору собственных нужд (ТСН), выполненные на напряжение 220 В. Они используются для организации собственных нужд подстанции: для освещения; обогрева; управления масляными выключателями 35 и 6 кВ; сигнализации; защиты трансформаторов. В ячейках образуются шинки 220В, и напряжение через автоматы распределяется через автоматы. В ячейке ТСН-1 выполнено автоматическое включение резерва (АВР) шинок управления, для питания защит так же используется напряжение от трансформаторов напряжения 6 кВ.

Открытое распределительное устройство 35 кВ

Открытое распределительное  устройство (ОРУ) -35 кВ на подстанции «Байдарка» открытого типа. На нем установлено  два силовых трансформатора Биробиджанского  трансформаторного завода 1970 года выпуска  марки ТМ-6300/35.Для защиты его от грозовых перенапряжений установлены разрядники на стороне 6 кВ типа РВП-6, а на стороне 35 кВ РВС-35. Все разъединители на ОРУ-35 кВ марки РЛНД отличаются друг от друга только числом комплектов заземляющих ножей. Две секции 35 кВ связаны между собой не автоматической секционной перемычкой. В качестве вводных выключателей на стороне 35 кВ используются масляные выключатели типа ВТ-35/10 со встроенными трансформаторами тока типа ТВ с коэффициентом трансформации 200/5

Для защиты оборудования подстанции от попадания прямых ударов молнии на ОРУ-35 кВ установлены четыре молниеотвода на порталах ошиновки. Молниеотводы типа ТУ-5 высотой 5650 мм они надежно закреплены электросваркой к траверсе портала. Траверса портала металлическая типа ТУ-4 закреплена на стойках. Металлоконструкция имеет надежное соединение с заземляющим контуром подстанции.

Заземление подстанции выполнено в виде сетки.

Расчет молниезащиты и заземления подстанции приведены  в разделе 12 и 13.

6. Сравнение  технических характеристик КРУН  различных марок

Шкафы КРУН применяют, как правило, для комплектования распределительных устройств подстанций энергосистем, а также в составе  комплектных трансформаторных подстанций.

Отказ от строительства  зданий, в которых размещались  КРУ внутренней установки, и переход на применение шкафов КРУН со стационарно установленным оборудованием обеспечили большой экономический эффект за счет значительного сокращения строительных работ.

Освоение промышленного  производства новых конструкций  шкафов КРУН с выдвижными элементами помимо экономической эффективности обеспечило так же целый ряд эксплуатационных преимуществ, а именно:

-повысилась  надежность и бесперебойность  энергоснабжения потребителей за  счет возможности быстрой замены  вышедшего из строя выключателя,  установленного на выдвижном элементе резервным выключателем или выключателем менее ответственного потребителя;

-появилась возможность  круглогодичного, в любую погоду, выполнять осмотры, текущие и  капитальные ремонты;

-значительно  увеличились параметры шкафов  КРУН по номинальному току за счет отказа от применения стационарных разъединителей, улучшились условия прокладки силовых кабелей;

-появилась возможность  обеспечить размещение современных  сложных схем релейной защиты, автоматики, управления, сигнализации  и одновременно сократить расход контрольных кабелей;

-представилась  возможность значительно сократить  на стройплощадке работы по  монтажу, наладке, регулировке  и приемочным испытаниям шкафов  КРУН за счет перенесения работ  по укрупнению блочности и  повышению монтажной готовности в централизованные мастерские;

-резко сократились  сроки ввода в эксплуатацию  подстанции в целом.[5]

В данном дипломном  проекте приведены технические  данные КРУН 3-х различных серий  и выбран оптимальный вариант  для установки на подстанции «Байдарка» [1], [2].

 

Таблица 6.1- Технические  данные шкафов КРУ

Параметр или аппарат	Технические данные для  КРУН
	К-37	К-34	К-59
Номинальное напряжение (линейное), кВ	6;10	6;10	6;10
Наибольшее напряжение, кВ	12	12	12
Номинальный ток, А Шкафа Сборных шин	630;1000;1600 1000;1600;3200	400;630 400;630	630;1000;1600 1000;1600;2000;3200
Номинальный ток электродинамической  стойкости главных цепей, кА	51	25	52
Номинальный ток отключения выключателя, кА	20	10	20;31,5
Номинальный ток термической  стойкости, для промежутка времени 4с, кА	20	10	20;31,5
Выключатель	ВМПП10; ВМПЭ-10	ВММ-10-400-10 ВММ-10-630-10	ВБУ-10;ВВЭ-М-10;ВБПЭ-10;ВБЭК-10;ВБЭМ-10;ВБКЭ-10;ВК-10 и т.д. кроме того возможна установка  зарубежных выключателей, в том числе  элегазовых
Привод	Встроенный пружинный или электромагнитный	Встроенный пружинный	Встроенный пружинно-моторный или электромагнитный
Трансформатор тока	ТЛМ-10	ТВЛМ-10;ТЛМ-10	ТЛК-10;ТЛМ-10
Трансформатор напряжения	НТМИ	НТМИ	НАМИ
Максимальное число  и сечение силовых кабелей, мм2	6(3×240)	2(3×240)	2(3×240)
Размеры шкафа, мм Ширина Глубина Высота	900; 1600;3500* 2400;3300*	750 1400 1620	750 1250 2200
Масса шкафа, кг	776-1286	450-740	850-920

^*Размер с коридором управления

 

Как видно из таблицы наиболее лучшими техническими характеристиками обладают КРУН серии К-59 это проявляется в том что эта серия обладает наиболее широкими возможностями в отношении встраиваемого оборудования, кроме того, только в эти КРУ возможно встраивать как масляные, вакуумные и даже элегазовые выключатели. Эта серия более современная и широко применяется в «Костромаэнерго», то есть персонал обслуживающий подстанции знаком с устройством КРУН этой серии и не требуется дополнительного обучения и инструктажей. К тому же у КРУН серий К-37 и К-34 существуют существенные недостатки, которые исключены в КРУН серии К-59, а именно:

· в КРУН серии  К-37 существуют механизмы для закатывания  ячеек, которые часто выходят  из строя

· кроме того сборные шины в КРУН серии К-37 расположены в верхней части  КРУН, что создает сложности при осмотре и ремонтах

· главный недостаток КРУН серии К-34, то, что в них  отсутствует коридор управления, то есть тележки с масляными выключателями  на салазках выкатываются прямо на улицу, что затрудняет их обслуживание зимой

· так же при  частом выкатывании тележек происходит деформация шторок

· кроме того штепсельные разъемы для подключения  сигнализации и управления находятся  внизу ячейки, из-за этого происходит их частое повреждение

Принимаем решение  в качестве КРУН на подстанции «Байдарка» применить КРУН серии К-59

6.1 КРУ  10 кВ наружной установки серии  К-59

 

Комплектное распределительное  устройство наружной установки серии  К-59 для умеренного климата представляет собой в общем случае отдельно стоящие блоки высоковольтных ячеек  с коридором управления, шкаф трансформатора собственных нужд (ТСН) и шкаф ВЧ-связи. В КРУ исполнения У1 может входить навесной шкаф с трансформаторами напряжения, может так же поставляться отдельно стоящие шкафы с трансформаторами напряжения (ТН) типа НАМИТ.

КРУ серии К-59У1 предназначены для приема и распределения электрической энергии переменного трех фазного тока промышленной частоты 50 и 60 Гц напряжением 6 и 10 кВ.

КРУ серии К-59 применяют в качестве распределительных  устройств 6 – 10 кВ, в том числе  и распределительных устройств трансформаторных подстанций, включая комплектные трансформаторные подстанции (блочные) 35/6-10, 110/6-10,110/35/6-10 кВ.

КРУ серии К-59 рассчитано для работы в условиях климатических районов У и  ХЛ (в нашем случае У). Категории  размещения 1 по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70.

Температура окружающего  воздуха для исполнения У1 не выше +40^оС и не ниже -40^оС (эпизодически -45^оС).

Нормальная работа КРУ серии К-59 обеспечивается при  следующих условиях:

высота над  уровнем моря не выше 1000 м

скорость ветра – до34 м/сек при толщине льда до 20 мм, при отсутствии гололеда скорости ветра – до 40 м/сек.

КРУ серии К-59 соответствует требованиям ГОСТ 14693-77 и имеет сертификат соответствия требованиям нормативных документов № РОСС.RU.МВО2.Н.00102.

Ниже в таблице приводим более подробные сведения о КРУ серии К-59: [2]

 

Таблица 6.2 –  технические данные, основные параметры  и характеристики КРУН серии К-59

№ пп	Наименование параметра, показателя классификации	Значение параметра, исполнение
1.	Номинальное напряжение (линейное), кВ:
	а) при частоте 50 Гц	6; 10
	б) при частоте 60 Гц	6,6; 11
	Наименование параметра, показателя классификации	Значение параметра, исполнение
2.	Наибольшее рабочее  напряжение (линейное), кВ.	7,2; 12,0
3.	Номинальный ток главных  цепей ячеек КРУ, А:
	а) при частоте 50 Гц	630, 1000,1600
	б) при частоте 60 Гц	630, 1000, 1250
4.	Номинальный ток сборных  шин, А:
	а) при частоте 50 Гц	1000* ,1600, 2000, 3150
	б) при частоте 60 Гц	800* , 1250, 1600, 2500
5.	Номинальный ток отключения выключателя, встроенного в КРУ, кА:
	а) при частоте 50 Гц	20; 31,5***
	б) при частоте 60 Гц	16, 25**
6.	Ток термической стойкости (кратковременный ток) при времени  протекания 3с, кА	20; 31,5**
7.	Номинальный ток электродинамической  стойкости главных цепей ячеек КРУ, кА	51; 81***
8.	Уровень изоляции по ГОСТ 1516.1-76	Нормальная изоляция, уровень «б»
9.	Вид изоляции	Воздушная
10.	Наличие изоляции токоведущих  частей	С неизолированными шинами

 

Продолжение таблицы 6.2

	Наименование параметра, показателя классификации	Значение параметра, исполнение
11.	Вид линейных высоковольтных подсоединений	Кабельные, воздушные, шинные – по просьбе заказчика
12.	Условия обслуживания	С двусторонним обслуживанием
13.	Степень защиты по ГОСТ 14254-80	- КРУ исполнения У1 – брызгозащищенное исполнение IP34
14.	Виды основных ячеек  КРУ в зависимости от встраиваемого  электрооборудования	- С выключателями высокого  напряжения;  - с разъединяющими  контактами;  - с трансформаторами  напряжения;  - комбинированные;  - с разрядниками  - со статическими конденсаторами;
15.	Наличие теплоизоляции  в КРУ	Исполнение У1- без  теплоизоляции;
16.	Вид управления	Местное, дистанционное
17.	Габаритные размеры, мм, не более: ячейки КРУ:
	Высота	2200
	Глубина	1250
	ширина (длина)	750
	блока ячеек КРУ исполнения У1:
	Наименование параметра, показателя классификации	Значение параметра, исполнение
	высота (без кронштейнов  линии, ввода)	2695
	Ширина	3065
	Наименование параметра, показателя классификации	Значение параметра, исполнение
	Длина	определяется количеством  ячеек в блоке КРУ
18.	Масса, кг, не более: блока  КРУ из шести ячеек:
	исполнения У1	5900
	шкафа ТСН (отдельностоящего) без трансформаторов и разрядников  для трансформаторов мощностью: 25-63 кВА	260
* КРУ со сборными шинами на ток 1000А при частоте 50Гц на ток 800А при частоте 60 Гц выполняются только на ток электродинамической стойкости 51 кА.      ** В зависимости от  встраиваемого выключателя параметры  тока отключения могут уточняться.     *** Для КРУ с трансформаторами тока на номинальные токи 600 А термическая и электродинамическая стойкость определяется стойкостью трансформаторов тока.