ЭлектрО

КОМПЛЕКТНЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА С ЭЛЕГАЗОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ

Применение элегаза SF₆ в качестве изоляции позволяет создать КРУ на высокие напряжения (в мировой практике до 800 кВ). Элегаз обладает высокими электроизоляционными и дугогасительными свойствами, не ток­сичен, не горит, не образует взрывоопасных смесей. Выключатели, разъединители, трансформаторы тока с элегазовой изоляцией имеют значительно меньшие габариты, чем такие же аппараты с масля­ной и фарфоровой изоляцией. Каждый элемент в КРУ с элегазовой изоляцией (КРУЭ) заключают в металлический герметичный за­земленный кожух, заполненный элегазом под избыточным давле­нием. Отдельные элементы (блоки) соединяют с помощью газоплотных фланцев, а электрические соединения выполняют стержневыми шинами, размешенными в металлических корпусах с эле­газом, и втычными контактами розеточного типа. Деление КРУЭ на блоки позволяет при замене одного из них сохранить газовое заполнение в остальной части. Ячейки КРУЭ серии ЯЭ на 110 и 220 кВ разработаны научно-исследовательским институтом высоко­вольтного аппаратостроения (НИИВА) для схем с одной и двумя системами шин. По функциональному назначению ячейки КРУЭ могут быть линейные, шиносоединительные, трансформаторов на­пряжения и секционные.

Рис. 1. КРУЭ 110 кВ с элегазовой изоляцией. Ячейка линейная ЯЭ-110Л-23У4:

1 – шкаф управления; 2, 6 – заземлители; 3 – вариант присоединения токопровода; 4 – линейный разъединитель; 5 – сборные шины; 7 – кабельные вводы; 8 – шинные разъединители; 9 – выключатель; 10 – трансформатор тока.

На рис. 1 показана линейная ячейка ЯЭ-110Л-23У4 — ячейка элегазовая, на 110 кВ, линейная 2 — для схемы с двумя системами шин; 3 — разноименные фазы в ряду; У — климатическое исполнение; 4 — категория размещения (в за­крытом отапливаемом помещении). Три фазы сборных шин 5 нахо­дятся в одном общем металлическом кожухе, что позволяет умень­шить габариты. Электрическая прочность элегаза позволяет это сде­лать. Ответвления от сборных шин входят в блок шинных разъеди­нителей 8, которые соединены стержневым проводником. После­дний может быть заземлен с помощью заземлитсля 6. Далее следует блок трансформатора тока 10 и выключатель 9. Начиная с шинных разъединителей, фазы ячейки разделены. При выходе из выключа­теля установлен еще один блок трансформаторов тока 10. Через переходные блоки токоведущие части подходят к линейному разъе­динителю 4 с двумя заземлителями 2. Ячейка присоединяется к ка­бельному вводу 7. Для каждого полюса предусмотрен шкаф управ­ления 1, в котором находятся ключи управления разъединителя­ми, электроконтактные манометры, ряды контактных зажимов всех вторичных цепей полюса, контакторы, аппаратура дистанционно­го привода, блокировок и др. Избыточное давление элегаза в вык­лючателе составляет 0,6 МПа, в отсеке трансформатора напряже­ния — 0,4 МПа, в других элементах — 0,25 МПа.

Если вывод к кабелям надо сделать влево, то токопровод 3 при­соединяется с другой стороны. На рис. 6.9 условно изображены фазы сборных шин, разъединители, заземлители, выключатель на соответствующих блоках ячейки.

В КРУЭ на 220кВ в отличие от КРУЭ на 110 кВ принято одно­фазное исполнение сборных шин. Каждая фаза расположена внут­ри заземленных металлических корпусов и крепится литыми эпок­сидными изоляторами. Таким образом, ячейки КРУЭ выполняют­ся с раздельными фазами, все оборудование, включая сборные шины, разнесено по фазам (рис. 6.10). Блок сборных шин 7 в ячей­ках ЯЭГ-220 расположен в нижней части, а выключатель 3— вер­тикально. Кабельные выводы присоединяются к блоку 8, Располо­жение всех остальных блоков можно проследить по схеме элек­трических соединений ячейки.

Комплектные распределительные устройства с элегазовой изо­ляцией имеют следующие достоинства: уменьшение требуемой площади в 10—15 раз, увеличение межремонтных периодов, полную автоматизацию обслуживания, полную пожаро- и взрывобезопасность, биологическую безопасность для окружающей среды (от­сутствие электрических и магнитных полей, низкий уровень шума, отсутствие радиопомех).

Недостатками являются относительно высокая стоимость элегаза, ограничение нижних рабочих температур окружающего воз­духа (не ниже -5 ˚С), что приводит к необходимости установки КРУЭ в закрытых помещениях или под землей.

Рис. 2. Полюс ячейки ЯЭГ-220Л-13УХЛ4:

а – конструкция: 1 – металлоконструкция; 2 – привод; 3 – выключатель; 4 – трансформаторы тока; 5 – разъединители; 6 – заземлители; 7 – сборные шины; 8 – блок; б – электрическая схема ячейки.

Причиной ограничения нижних температур является сжиже­ние элегаза при -30 ˚С, а следовательно, изменение в сторону ухудшения его изоляционных и дугогасительных свойств. Для от­крытой установки КРУЭ в местностях, где температура воздуха опускается ниже -30 ˚С, должен быть решен вопрос о возможно­сти подогрева элегаза и всего выключателя.

Применение КРУЭ позволяет выполнить компактные город­ские понижающие подстанции 220/110/10 кВ в центре нагрузок, что очень важно в застройках большой плотности и на промыш­ленных предприятиях.

КРУЭ находит применение:

— на объектах металлургии и химии, а также на ТЭЦ с сильно загрязненной атмосферой;

— в труднодоступных районах, особенно вечной мерзлоты, с пол­ностью автоматизированными подстанциями;

— в береговых районах с солевыми туманами;

— на гидростанциях в скальном грунте, с ограниченными пло­щадями для подстанции;

— на подстанциях 750 кВ и выше, где эксплуатация традиционно­го оборудования затруднена по соображениям экологии.

Строительство подстанций с КРУЭ дает экономию строитель­но-монтажных работ, в 7 — 8 раз сокращает расход металлоконст­рукций. Применение КРУЭ имеет большие перспективы.

Кроме рассмотренных выше серий КРУЭ, применяются гер­метизированные элегазовые РУ, выпускаемые фирмой АББ. КРУЭ серии ЕLK и ЕХК собираются из отдельных модулей по различ­ным схемам. Достоинством этой серии являются: компактность; низкая чувствительность к внешним воздействиям; повышенная безопасность и надежность; небольшая масса (ячейка ЕХК с элек­тронно-оптическим трансформатором напряжения имеет массу 2500 кг, а ячейка ЯЭ с трансформатором напряжения ЗНОГ-110 — 3600 кг); большой срок службы и др.

Устройства КРУЭ компании АББ выпускаются на напряжения 72,5 — 170 кВ; 245—525 кВ; 800 кВ. В 1998 г. постоянно находились в эксплуатации около нескольких миллионов элегазовых аппаратов различного типа.