5.8 Распределительные устройства и подстанции.

Распределительным устройством (РУ) называется электроустановка, служащая для приема и распределения электроэнергии и содержащая коммутационные аппараты, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства (компрессорные, аккумуляторные и др.), а также устройства защиты, автоматики и измерительные приборы.

Подстанцией называется электроустановка, служащая для преобразования и распределения электроэнергии и состоящая из трансформаторов или других преобразователей энергии, распределительных устройств, устройств управления и вспомогательных сооружений (устройств релейной защиты и автоматики, измерительных приборов). В зависимости от преобладания той или иной функции подстанций они называются трансформаторными или преобразовательными.

Для напряжения 6-10 кВ наибольшее распространение получили сборные модульные и комплектные подстанции. На рис. 5.5. приведена схема распределительной трансформаторной подстанции РТП на 6-10 кВ.

РТП предназначена для распределения электрической энергии трехфазного переменного тока частотой 50 Гц номинальным напряжением 6 или 10 кВ а так же преобразования и распределения его напряжением 0,4 кВ.

Подстанция устанавливается на кирпичный или бетонный фундамент, изготовленный с учетом габаритных размеров. Соединение блоков между собой - болтовое. Блоки УВН и РУНН поставляются в полной заводской готовности. Подключение силовых трансформаторов по сторонам высшего и низшего напряжений выполняется кабельными перемычками (гибкая ошиновка). Блоки УВН, РУНН и трансформаторов имеют места соединения внутреннего контура заземления с внешним.

УВН - устройства со стороны высшего напряжения;

РУНН -блок распределительного устройства со стороны низшего напряжения;

Тр-р – трансформатор.

Рисунок 5.5. - Распределительная трансформаторная подстанция на 6-10 кВ.

Столбовой (мачтовой) трансформаторной подстанцией называется открытая трансформаторная подстанция, все оборудование которой установлено на конструкциях или на опорах ВЛ на высоте, не требующей ограждения подстанции.

Распределительным пунктом (РП) называется РУ, предназначенное для приема и распределения электроэнергии на одном напряжении без преобразования и трансформации, не входящее в состав подстанции.

Электрооборудование, токоведущие части, изоляторы, крепления, ограждения, несущие конструкции, изоляционные и другие расстояния РУ должны быть выбраны и установлены таким образом, чтобы:

1) вызываемые нормальными условиями работы электроустановки усилия, нагрев, электрическая дуга или другие сопутствующие ее работе явления (искрение, выброс газов и т. п.) не могли привести к повреждению оборудования и возникновению КЗ или замыкания на землю, а также причинить вред обслуживающему персоналу;

2) при нарушении нормальных условий работы электроустановки была обеспечена необходимая локализация повреждений, обусловленных действием КЗ;

3) при снятом напряжении с какой-либо цепи относящиеся к ней аппараты, токоведущие части и конструкции могли подвергаться безопасному осмотру, замене и ремонтам без нарушения нормальной работы соседних цепей;

4) была обеспечена возможность удобного транспортирования оборудования.

Во всех цепях РУ должна быть предусмотрена установка разъединяющих устройств с видимым разрывом, обеспечивающих возможность отсоединения всех аппаратов (выключателей, отделителей, предохранителей, трансформаторов тока, трансформаторов напряжения и т. п.) каждой цепи от сборных шин, а также от других источников напряжения.

Разъединитель – высоковольтный коммутационный аппарат, предназначенный для разъединения и переключения отдельных участков электрических цепей при отсутствии в них тока. Разъединитель создаёт видимый (непосредственный) разрыв электрической цепи. Разъединители применяют в высоковольтных распределительных устройствах, главным образом для обеспечения безопасности профилактических и ремонтных работ на отключенных участках. В отдельных случаях с помощью разъединителей отключают небольшие токи (например, токи намагничивания трансформаторов небольшой мощности или токи ненагруженных линий небольшой длины).

Разъединитель состоит из подвижных и неподвижных контактов, укрепленных на изоляторах. Для приведения в действие подвижного контакта используют изолятор, с помощью которого он сочленяется с приводом.

Разъединители должны обладать способностью длительно пропускать номинальный ток нагрузки и высокой термической и динамической устойчивостью (стойкостью) при сквозных токах короткого замыкания.

На рисунке 5.6.а приведен внешний вид разъединителя серии РДЗ-10 (ГОСТ 689-90) предназначенного для:

частых коммутаций (без нагрузки) цепей трехфазного переменного тока с изолированной нейтралью напряжением 6 (10) кВ,;

редких коммутаций цепей трехфазного переменного тока 6 (10) кВ (с ограниченной нагрузкой);

редких коммутаций комплектных трансформаторных подстанций мощностью 25...250 кВА, работающих с ограниченной нагрузкой;

присоединения секционирующего выключателя, заземления трех полюсов отключенного разъединителя.

Разъединитель состоит из рамы, механизма включения фазных контактов, механизма включения, заземляющих контактов, полимерных или керамических изоляторов, подвижных и неподвижных фазных контактов, подвижных заземляющих контактов.

Рисунок 5.6.а - Внешний вид разъединителя серии РДЗ-10

Выключатель – это аппарат для включения и отключения электрических устройств: светильников, двигателей, нагревательных печей, трансформаторов, линий электропередачи и т.д. Выключатели делятся на 2 класса – низкого (до 1 кВ) и высокого (свыше 1 кВ) напряжения. Основные конструктивные элементы выключателя: контактная система, состоящая из подвижных и неподвижных контактов; привод (ручной, пружинный, электромагнитный, пневматический). Выключатели для отключения значительной силы токов (сотни и тысячи А) снабжаются дугогасительными устройствами.

Промышленные выключатели на токи от десятков до тысяч ампер применяют в цепях распределения электрической энергии в основном для защиты от перегрузок и токов короткого замыкания. К промышленным выключателям относят также рубильники, пакетные переключатели, контакторы, магнитные пускатели и т.п.

Наиболее распространенными типами выключателей являются автоматические выключатели (или автоматы) и рубильники.

Автоматический выключатель состоит из следующих частей: механизм управления; электромагнитный и тепловой расцепители; дугогасительная камера и т.д. Обычно, автоматические выключатели имеют, как минимум, два типа защиты: тепловую (выполнена на биметаллической пластине), предназначенную для защиты от длительных токовых перегрузок и динамическую (выполнена на электромагнитной катушке), предназначенную для защиты от токов короткого замыкания. Контактная система состоит из неподвижных контактов, закрепленных на корпусе, и подвижных контактов, шарнирно насаженных на полуоси рычага механизма управления, и обеспечивает, как правило, одинарный разрыв цепи. Дугогасительное устройство устанавливается в каждом полюсе выключателя и предназначается для локализации электрической дуги в ограниченном объеме. Комбинированные зажимы из посеребренной меди и анодированной стали обеспечивают надежный контакт с медными и алюминиевыми проводниками сечением от 1 до 25 кв. мм.

На рисунке 5.6.б. приведен внешний вид выключателя автоматического серии NB1 с естественным воздушным охлаждением и непосредственным ручным управлением.

Рисунок 5.6.б. -Внешний вид выключателя автоматического NB1.

Рубильник — это устройство, применяемое в электротехнических цепях для включения нагрузки с большой силой тока (с ручным управлением, имеющий характерный длинный рычаг управления, чаще для систем, находящихся под нагрузкой). Внешний вид рубильника изображен на рисунке 5.6.в.

Рисунок 5.6.в - Внешний вид рубильника

Распределительные устройства 3 кВ и выше должны быть оборудованы оперативной блокировкой, исключающей возможность:

- включения выключателей, отделителей и разъединителей на заземляющие ножи и короткозамыкатели;

- включения заземляющих ножей на ошиновку, не отделенную разъединителями от ошиновки, находящейся под напряжением;

- отключения и включения отделителями и разъединителями тока нагрузки, если это не предусмотрено конструкцией аппарата.

Распределительное устройство и подстанции должны быть обеспечены телефонной связью в соответствии с принятой системой обслуживания.