Герметизированные комплектные РУ на основе элегаза (КРУЭ)

Свойства элегаза идеально подошли для создания конструкций не только отдельно стоящих выключателей и традиционных КРУ, но и всего комплекса оборудования для герметизированных КРУ (ГРУ). Как известно, элегаз (шестифтористая cepa-SF₆) обладает высокими изоляционными и дугогасящими свойствами и практически не разлагается под воздей­ствием дуги. Трехполюсные комплектные распределительные устройства, имеющие элегазовую изоляцию главных цепей (КРУЭ), предназначены для приема, распределения и передачи электроэнергии, измерения пара­метров и коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока на напряжение 110 кВ и выше.

Основные области применения КРУЭ;

крупные города для ввода энергии в центральные районы;

районы с полностью автоматизированными подстанциями;

предприятия металлургии и химии, а так же для электростанций, рас­положенных в районах с сильно загрязненной атмосферой;

районы с солевыми туманами;

гидростанции в скальном грунте с ограниченными или трудноосваиваемыми площадями под подстанции.

Кроме уменьшения размеров оборудования и герметизации их кон­струкций, применение элегаза, обладающего уникальными свойствами, дает еще ряд дополнительных преимуществ при создании герметизирован­ных РУ. Это защита обслуживающего персонала от воздействия элект­рических и магнитных полей; повышение электробезопасности персонала; отсутствие атмосферных воздействий на работу изоляции, контактных и конструктивных элементов; снижение уровня шума при работе оборудо­вания, исключение радиопомех, более высокая сейсмостойкость и ряд других, так как токоведущие части КРУЭ расположены в заземленных немагнитных оболочках заполненных элегазом под давлением. Разрыв оболочек исключен даже при дуговом перекрытии.

Конструкции КРУЭ, включающие весь набор универсального оборудо­вания распределительного устройства и выполнение ее в виде отдельных блоков, сокращают трудоемкость и сроки выполнения проектных работ. Малогабаритность КРУЭ и высокая готовность к работе их элементов, поступающих на монтаж, позволяет снизить трудоемкость и стоимость РУ, а также сократить сроки ввода их в эксплуатацию.

При более высокой трудоемкости изготовления герметичного элегазового оборудования по сравнению с затратами на изготовление одноименной аппаратуры отдельно стоящего традиционного исполнения, изготовите­лям КРУЭ удалось достигнуть наиболее высоких ресурсных характеристик их элементов, что дает им дополнительные преимущества при выборе оборудования потребителям.

В настоящее время КРУЭ конструкционно представляет собой сово­купность стандартных элементов: коммутационных, измерительных и других аппаратов и устройств, заключенных в герметичную металличе­скую оболочку, заполненную элегазом, которая показана на рис. 9.19

Отдельные аппарат или устройство представляют собой элемент КРУЭ. Для соединения между собой отдельных элементов оболочки каж­дого из них имеют изоляторы, фланцы или патрубки, контакты и уплотне­ния. КРУЭ изготовляются либо как комплекс различных функциональных ячеек, каждая из которых выполняет функцию какой-либо электрической схемы РУ, либо как комплекс всех необходимых элементов в соответствии с заданной заказчиком схемой. По функциональному назначению ячейки КРУЭ могут быть линейные, шиносоединительные, трансформаторов напряжения и секционные с одной или двумя системами сборных шин. На рис. 9.20 показана схема КРУЭ, условно названная «четырехугольником».

В последнее время проявляется тенденция к объединению в одном гер­метизированном объеме различных аппаратов. Например, объединение выключателя с трансформаторами тока, а сборных шин с разъедините­лями и т.д. К особенностям КРУЭ при их эксплуатации следует отнести требования к оболочкам элементов, обеспечивающие их стойкость при внутреннем коротком замыкании на корпус и горении дуги в течение

0,3 с, а также повышении давления в них. Кроме того особое внимание уделяется системе заземления, которое предусмотрено как в конструкции отдельных элементов, так и для всего РУ КРУЭ.

В настоящее время известны различные конструкции КРУЭ на напря­жение от 110 до 800 кВ.

Рассмотрим одно из наиболее часто применяемых КРУЭ на напряжение 110 кВ. Например, КРУЭ, скомплектованное по электрической схеме, пока­занной на рис. 9.20, и состоящее из разных по назначению ячеек, соедини­тельных секций, различных вводов и нестандартных элементов. Пример компоновки такой схемы с габаритными размерами показан на рис. 9.21. Ячейка состоит из трех одинаковых полюсов и секций сборных шин. Полюс в зависимости от типа исполнения ячейки состоит из модулей: выключателя с гидроприводом, разъединителей и заземлителей с при-

водами, измерительных трансформаторов, соединительных секций. Полюс линейной ячейки в разрезе типа ЯГК — П0Л-23УХЛЧ показан на рис. 9.22.

Все внутренние механизмы и токоведущие части элементов ячеек заключены в газонепроницаемые алюминиевые корпуса, полости которых заполнены элегазом, а сами корпуса заземлены.

Между корпусами отдельных элементов установлены изоляторы из эпоксидного компаунда. Изоляторы служат опорой для токоведущих час­тей элементов ячеек и вместе с элегазом обеспечивают изоляцию частей, находящихся под напряжением, от заземленных корпусов.

Газовый объем полюса разделен на четыре герметичные, изолирован­ные друг от друга полости: выключателя, линейного разъединителя, разъ­единителя сборных шин, находящихся под разными давлениями. Кроме того, есть герметичные полости на каждую систему сборных шин всего КРУЭ. Газовые полости с одним давлением объединены медными труб­ками. Каждая герметичная или объеденная полость снабжена обратным

клапаном для заполнения ее элегазом и датчикам давления с температур­ной компенсацией. При необходимости полость снабжена предохрани­тельным мембранным устройством.

Наличие обратного клапана DILO позволяет заполнять и опорожнять герметичные полости независимо друг от друга.

Выключатель состоит из трех полюсов и гидравлического привода, общего для трех полюсов.

Разъединители предназначены для отделения (разъединения) элемен­тов полюса от смежных частей, находящихся под напряжением. Разъеди­нитель шинный состоит из сферического корпуса, в котором расположены неподвижный и подвижный контакты. Разъединитель линейный состоит из цилиндрического корпуса, вдоль оси, которого расположены непод­вижный и подвижный контакты. Управление разъединителями осущест­вляется электрическим приводом, общим для трех полюсов.

Заземлителъ, расположенный в одном блоке с разъединителем, предна­значен для заземления контактов ячейки на заземленный корпус при прове­дении монтажных и ремонтных работ. Заземлитель имеет электрический привод, аналогичный приводу разъединителя. Линейные заземлители снабжены датчиками, для подключение к ним индикатора системы конт­роля присутствия напряжения на элегазовых аппаратах.

Сборная шина представляет собой специальный корпус, в котором на распорках закреплены секции токоведущих трубчатых шин трех полюсов ячейки. Соединение шин между секциями осуществляются контактами. При соединении секций сборных шин отдельных ячеек в одну сборную шину их внутренние полости объединяются в общий герметичный объем.

Трансформатор тока предназначен для передачи сигнала измеритель­ной информации приборам устройств защиты и управления выключате­лей. Первичной обмоткой трансформатора служит контактный стержень, закрепленный в неподвижных контактах элементов ячейки.

Гидропривод элегазовых выключателей предназначен для быстрого включения и отключения контактов выключателей высокого напряжения. Привод должен обладать относительно большой мощностью, так как ему необходимо совершать работу по переводу контактов выключателя из одного положения в другое, обеспечивая при этом необходимую скорость их перемещения при отключении и, кроме того, производить при отклю­чении работу по сжатию элегаза в цилиндрах дугогасительных устройств с целью создания потока газа направленного в зону горения дуги. При этом приводные устройства должны занимать малые объемы, иметь малую массу и гибкое регулирование динамических характеристик.

Общий вид и устройство гидропривода показаны на рис. 9.23. Он состоит из следующих основных элементов:

шкафа с двухстороннем обслуживанием, в котором размещены эле­менты гидропривода;

пневмогидроаккумуляторов давления, выполняющих роль накопителей энергии и состоящих из корпуса, поршня и крышки. Энергонакопителем является сжатый азот;

гидроцилиндра силового элемента, осуществляющего включение и отключение выключателя и состоящего из собственно гидроцилиндра, штока и поршня с уплотнением;

гидронасосного агрегата, подкачивающего рабочую жидкость из рас­ширительного бака в полость высокого давления гидроаккумулятора по мере ее расхода и состоящего из насоса и электрического привода;

гидроблока, служащего для сброса рабочей жидкости;

блока, управляющих клапанов, осуществляющих управление гидро­приводом;

блока коммутации контактов вспомогательных цепей (ККВЦ) управле­ния приводом и внешних цепей низкого напряжения;

электроконтактного манометра, предназначенного для визуального конт­роля давления рабочей жидкости и подачи сигналов в релейную систему.

В последнее время стали применяться гидромеханические привода, в которых в качестве носителя запасенной энергии для создания высокого давления рабочей жидкости используются аккумуляторы запасенной энергии в виде пакета сжатых пружин.

В заключение надо сказать, что КРУЭ очень часто применяются соеди­нительные секции для соединения ячейки с вводами для комплектования элегазовых токопроводов.