Общие требования к открытым ПС и ОРУ
ПС напряжением 20-750 кВ сооружаются, как правило, открытого типа.
ПС напряжением 35 и 110 кВ преимущественно изготавливаются комплектными в заводском исполнении.
Общие требования к ОРУ регламентируются в основном ПУЭ и заключаются в следующем.
В ОРУ 110 кВ и выше должен быть предусмотрен проезд для передвижных монтажно-ремонтных механизмов и приспособлений, а также передвижных лабораторий.
Открытые РУ и ПС напряжением от 20 до 750 кВ должны быть защищены от прямых ударов молнии. Выполнение защиты от прямых ударов молнии не требуется для ПС напряжением 20 и 35 кВ с трансформаторами единичной мощностью 1,6 МВА и менее независимо от количества таких трансформаторов и от числа грозовых часов в году, для всех ОРУ ПС 20 и 35 кВ в районах с числом грозовых часов в году не более 20, а также для ОРУ и ПС 220 кВ и ниже на площадках с эквивалентным удельным сопротивлением земли в грозовой сезон не более 2000 Омм при числе грозовых часов в году не более 20.
Защита ОРУ 35 кВ и выше от прямых ударов молнии должна быть выполнена отдельно стоящими или установленными на конструкциях стержневыми молниеотводами. Рекомендуется использовать защитное действие высоких объектов, которые являются молниеприемниками (опоры ВЛ, прожекторные мачты, радиомачты и т. п.).
Защиту от прямых ударов молнии ОРУ, на конструкциях которых установка молниеотводов не допускается или нецелесообразна по конструктивным соображениям, следует выполнять отдельно стоящими молниеотводами, имеющими обособленные заземлители с сопротивлением не более 80 Ом при импульсном токе 60 кА.
Территория ПС ограждается внешним забором. Для ПС 35-750 кВ высота забора должна быть не менее 2,4 м. Ограда выполняется сплошной, желательно из железобетонных конструкций. По верху ограды с наклоном вовнутрь территории ПС устанавливается козырек из трех нитей колючей проволоки. Вместо проволоки по периметру ограды могут быть смонтированы элементы охранной сигнализации. Ворота и калитка ограды должны быть сплошными металлическими и закрыты на внутренний замок. На ПС 500–750 кВ и на особо важных ПС 220–330 кВ предусматривается военизированная охрана.
Сетчатые и смешанные ограждения токоведущих частей и электрооборудования должны иметь высоту над уровнем планировки для ОРУ и открыто установленных трансформаторов 2 или 1,6 м. Нижняя кромка ограждений в ОРУ должна располагаться на высоте 0,1–0,2 м.
В табл. 1.4 приведены допустимые расстояния от неизолированных токоведущих частей разных фаз до заземленных конструкций ОРУ.
Таблица 1.4
Наименьшее расстояние в свету от токоведущих частей до различных элементов ОРУ (ПС)
Компоновка и конструктивное выполнение ОРУ должны предусматривать возможность применения механизмов, в том числе специальных, для производства монтажных и ремонтных работ.
Соединения гибких проводов в пролетах должны выполняться опрессовкой с помощью соединительных зажимов, а соединения в петлях у опор, присоединение ответвлений в пролете и присоединение к аппаратным зажимам — опрессовкой или сваркой. Присоединение ответвлений в пролете должно выполняться без разрезания проводов.
Уровень изоляции оборудования ОРУ выбирается в зависимости от степени загрязнения атмосферы природными или производственными уносами.
Пайка и скрутка проводов не допускается.
Болтовые соединения допускаются только на зажимах аппаратов и на ответвлениях к разрядникам, ограничителям перенапряжений (ОПН), конденсаторам связи и ТН, а также для временных установок, для которых применение неразъемных соединений требует большого объема работ по перемонтажу шин.
Ошиновка ОРУ 35—750 кВ выполняется сталеалюминиевыми и полыми алюминиевыми (только ОРУ 330–750 кВ) проводами, а также трубами из алюминиевых сплавов. При трубчатой ошиновке предусматриваются компенсаторы от температурных расширений и меры против вибрации.
Жесткая ошиновка на стороне 6—10 кВ трансформаторов (реакторов) допускается только на коротких участках в случаях, когда применение гибких токопроводов усложняет конструкцию.
Соединения жестких шин в пролетах следует выполнять сваркой, а соединение шин соседних пролетов — с помощью компенсирующих устройств, присоединяемых к шинам, как правило, сваркой. Болтовые соединения применяются только на ответвлениях к разрядникам, конденсаторам связи и ТН, а также на присоединениях компенсирующих устройств к пролетам.
Ответвления от жестких шин могут выполняться как гибкими, так и жесткими, а присоединение их к пролетам следует выполнять, как правило, сваркой. Присоединение с помощью болтовых соединений разрешается только при соответствующем обосновании.
Ответвления от сборных шин ОРУ, как правило, должны располагаться ниже сборных шин.
Тяжение спусков к аппаратам ОРУ не должно вызвать недопустимых механических напряжений и недопустимого сближения проводов.
Трансформаторы и аппараты, у которых нижняя кромка фарфора (полимерного материала) изоляторов расположена над уровнем планировки или наземных коммуникационных сооружений на высоте не менее 2,5 м, разрешается не ограждать. При меньшей высоте оборудование должно иметь постоянные ограждения, располагаемые от трансформаторов и аппаратов на расстояниях, регламентируемых ПУЭ. Вместо постоянных ограждений допускается устройство козырьков, предотвращающих прикосновение обслуживающего персонала к изоляции и элементам оборудования, находящимся под напряжением.
Прокладка воздушных осветительных линий, воздушных линий связи и цепей сигнализации над и под токоведущими частями ОРУ не допускается.
Компоновка ОРУ 35 кВ и выше рекомендуется выполнять без верхнего яруса шин, проходящего над выключателями.
КРУН и КТП наружной установки должны быть расположены на спланированной площадке на высоте не менее 0,2 м от уровня планировки с выполнением около шкафов площадки для обслуживания. В районах с высотой расчетного снежного покрова 1 м и выше и продолжительностью его залегания не менее 1 мес рекомендуется установка КРУН и КТП наружной установки на высоте не менее 1 м.
КТП тупикового или проходного типа применяют, в основном, для сельской местности, отдельных населенных пунктов и промышленных объектов сравнительно небольшой мощности. Для примера на рис. 1.3. приведена типовая схема однотрансформаторной КТП наружной установки, служащая для приема электрической энергии напряжением 6-10 кВ с преобразованием ее на напряжение 0,4 кВ.
Кабельные каналы и наземные лотки ОРУ (также как и ЗРУ) должны быть закрыты несгораемыми плитами, а места выхода кабелей из кабельных каналов, туннелей, этажей и переходы между кабельными отсеками должны быть уплотнены несгораемым материалом. Кабели оперативных цепей, цепей управления, релейной защиты и автоматики (РЗиА) и воздухопроводы прокладывают в лотках из железобетонных конструкций без их заглубления в почву или в металлических лотках, подвешенных к конструкциям ОРУ.
При сооружении ОРУ обязательно ограждение.
Следует учесть, что аппараты ОРУ подвержены запылению, загрязнению и колебаниям температуры. При низких температурах и гололеде в ОРУ значительно ухудшается работа приводов, особенно разъединителей и отделителей, что при дистанционном управлении может привести к недовключениям.
К достоинствам ОРУ по сравнению с ЗРУ относятся меньшие объемы строительных работ (из-за отсутствия зданий), стоимость и время их выполнения.
2. Расчёт допустимой токовой нагрузки кабеля ААБл 3*150 мм²
2.1 Характеристика кабеля ААБл
Кабели предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках для сетей на напряжение 1; 6; 10кВ. Кабели ААБл прокладываются в земле, траншеях с низкой и средней коррозионной активностью. В процессе эксплуатации не подвергаются растягивающим усилиям. Предназначены для наклонных и горизонтальных трасс.
Жила — алюминиевая секторная однопроволочная SE
Изоляция — бумага, пропитанная вязким составом
Поясная изоляция— бумага, пропитанная вязким составом, для кабелей с индексом "Ц" пропитанная нестекающим составом.
Оболочка— алюминиевая
Броня - стальные ленты
Защитный покров - подушка из крепированной бумаги и пластмассовых лент, две стальные ленты и наружный покров из стеклопряжи по ГОСТ 7006-72
Технические характеристики:
номинальная толщина изоляции жила-жила 1,50 мм.
номинальная толщина изоляции жила-оболочка 1,25 мм.
номинальная толщина оболочки 1,15 мм.
наружный диаметр кабеля не более 28,2 мм.
масса кабеля 1326 кг/км.
Основные характеристики кабеля ААБл.
рабочая температура от -50°С до +50°С.
номинальное напряжение 1, 6, или 10 кВ.
допустимые токовые нагрузки в земле 126 А.
испытательное напряжение 4 кВ.
Задание № 1
Пользуясь табл. 1 допустимых нагрузок поправочными коэффициентами на температуру среды и на число работающих кабелей, лежащих рядом, произвести расчет допустимой длительной токовой нагрузки на кабельную линию марки ААБ сечением 3*150 мм², напряжением 10 кВ, проложенной в земле и в пучке с тремя другими кабелями на период январь-февраль и март месяцы (температура почвы 0° С).
Решение:
1. По табл. 1 находим, что допустимая нагрузка для такого кабеля с алюминиевыми жилами при прокладке в земле составляет Iдоп= 275(А)
2. Определяем значения поправочных коэффициентов:
а) K1 - на число работающих кабелей в траншее. Для четырех кабелей при расстоянии между ними в свету 100 мм по табл.5 находим величину K1=0,8.
б) К2 – на фактическую температуру почвы в период январь-март, равной 0 °С.
Таким образом:
275*0,8*1,15= 253 (А)
Допустимая длительная токовая нагрузка этой кабельной линии на период июль –август-сентябрь месяцы, когда температура почвы на глубине 0,7-1 м равна 15 °С, составит:
275*1*0,8 = 220 (А)
Если же этот кабель Марки ААБ сечение 3*150 мм², напряжением 10 кВ проложить в земле, в таком же пучке из 4 кабелей, но в трубах, то для этих условий прокладки допустимая нагрузка должна приниматься по табл.1 как для кабеля, проложенного в воздухе, т.е Iдоп=210 А. Тогда для периода июль, август, сентябрь месяцы:
0,8*1*210=168 (А)
Для периода времени январь-февраль-март соответственно:
0,8*1,15*210=252 (А)
Задание № 2
Пользуясь справочными таблицами в приложении, произвести перерасчёт длительно дорустимой нагрузки для принятой нами ранее кабельной линии сечением 3*150 мм² и напряжением 10 кВ, проложенной в земле с выполненными пересечениями в трубах, имеющих длину более 10м, на период январь-февраль-март (t=0 °С):
Решение:
1,15*0,8*210*1,13=218,35 (А)
Для периода июль-август-сентябрь (tпочвы = +15 °С):
1*0,8*210*1,13=189,84 (А)
Задание № 3
Кабельная линия (из предыдущих заданий) сечением 3*150 мм² с номинальным напряжением 10 кВ, проложенного в земле, а при пересечении проездов в асбоцементных трубах длиной более 10 м используется на напряжение 6 кВ. Требуется определить допустимо длительную токовую нагрузку на эту линию.
Решение:
1. По табл.1 находим, что допустимая нагрузка для такого кабеля с алюминиевыми жилами при прокладке в земле в трубах (для этих условий прокладки допустимая нагрузка должна приниматься как для кабеля, проложенного в воздухе) составляет Iдоп = 210 (А).
2. Определяем значение поправочного коэффициента K4=1 по табл. 7.
210*1,055=221,55 (А)
Для периода июль – август - сентябрь (tпочвы = +15 °С):
221,55*0,8*1*1,13=200,28 (А)
Для периода времени январь – февраль - март (tпочвы = 0 °С):
2.5Задание № 4:
Произведём расчёт допустимой длительной токовой нагрузки на кабель марки ААб 3*150мм², напряжением 6 кВ, проложенного в 4-м канале группы VI.
Решение:
По рис.1 находим значение Iо=91 (А) (VI группа, 4-й канал, алюм.жила).
По табл. 8 поправочных коэффициентов на сечение кабеля находим, а=1,26 (для сечения 150 мм² из алюминиевых жил и 4-го номера канала).
По табл.9 поправочный коэффициент на напряжение кабеля находим b=1,05.
Принимаем величину коэффициента с=1 по табл.10, получаем:
1,26*1,05*1*91=120,39 (А)
Список используемой литературы
1.Эксплуатация электрических подстанций и распределительных устройств: производственно-практическое пособие / В.В. Красник. – М.: ЭНАС, 2012. – 320 с.
2. Правила устройства электроустановок. 7-е издание.
3. Белецкий О.В., Лезнов С.И., Филатов А.А. Обслуживание электрических подстанций. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 416 с.