В зданиях генераторных распределительных устройств напряжением 6—10 кВ (ГРУ 6—10 кв) устанавливаются различное электротехническое оборудование и аппаратура: высоковольтные выключатели, плавкие предохранители, разъединители, реакторы и т. п. Оборудование и аппаратура устанавливаются в специальных ячейках — камерах, изготовляемых заводским способом, и крепятся к каркасу камер, выполняемому из угловой стали.
Размеры зданий ГРУ в плане и по высоте зависят от числа систем сборных шин, наличия реакторов, количества ячеек и принятой компоновки.
В практике строительства тепловых электростанций здания ГРУ сооружались обычно высотой в 2 или 3 этажа с несущими кирпичными стенами или с железобетонным каркасом и панелями.
На рис. 13-6 показано ГРУ 6—10 кВ с двумя системами шин и реакторами, сооружаемое по универсальному проекту.
Здание имеет пролет 15,0 м, шаг колонн 6 м и две отметки обслуживания 0,00 и 4,8 м. Сообщение между этажами осуществляется с помощью двух металлических лестниц, расположенных у постоянного и временного торцов здания. В торцовых стенах здания предусмотрены наружные входные двери шириной 2 м.
В поперечном направлении каркас здания решен в виде однопролетной одноярусной рамы, состоящей из колонн защемленных в фундаменты и двускатной кровельной балки. Устойчивость каркаса в продольном направлении обеспечивается жесткими узлами сопряжения распорок с колоннами.
Шаг ячеек в ГРУ принят 2,4 м. В зависимости от количества устанавливаемых ячеек здание может иметь различную длину. Здание ГРУ неотапливаемое, поэтому в качестве стеновых ограждающих конструкций используются плоские железобетонные панели толщиной 70 мм. Нижний ряд панелей опирается на сборные железобетонные фундаментные балки таврового сечения.
Кровельное покрытие выполняется из крупнопанельных напряженно армированных железобетонных ребристых плит размером 1,5X6 м и рубероидного ковра.
При строительстве здания ГРУ в районах с наружной расчетной температурой воздуха в летнее время более 25° С для защиты от инсоляции (нагревания) железобетонные стеновые наняли заменяются панелями из армопенобетона или керамзитобетона толщиной 200 мм, а на кровле укладывается теплоизоляция из пенобетонных плит.
Междуэтажное перекрытие на отметке 4,8 м создается за счет использования металлоконструкций каркаса ячеек первого этажа в качестве опор для плоских сборных железобетонных плит.
Для удобства монтажа конструкций и оборудования на втором этаже плоские плиты перекрытия на отметке 4,8 м устанавливаются постепенно, по мере окончания монтажа ячеек.
Разделительные перегородки между ячейками ГРУ выполняются из электротехнических дугостойких асбестоцементных досок толщиной 20 мм, прикрепляемых болтами к каркасу ячеек. Со стороны коридоров обслуживания к каркасу ячеек прикрепляется сетчатое ограждение.
Минимальная ширина коридоров обслуживания устанавливается «Правилами устройства электроустановок» и при двустороннем расположении оборудования принимается равной |l,2 м, а ширина коридоров управления, где находятся приводы выключателей и разъединителей, равной 1,5—2,0 м.
Фундаменты под рядовые колонны здания выполняются сборными железобетонными, стаканного типа.
Для пропуска кабелей вдоль здания ГРУ предусмотрены кабельные туннели из сборных железобетонных элементов, являющиеся одновременно основанием для каркаса ячеек и основного оборудования ГРУ — реакторов и выключателей. Во избежание неравномерной осадки туннелей под ними сооружается монолитная ! железобетонная плита толщиной 300 мм. Сверху на туннелях сооружается монолитная плита толщиной 200 мм, предназначенная для распределения давления от металлических стоек электрических ячеек.
Учитывая возможность промерзания грунта в неотапливаемых зданиях, под бетонным полом укладывают слой песка толщиной 0,5 м, а днище туннелей изнутри утепляют пенобетонными плитами толщиной 80 мм. При наличии грунтовых вод с наружной стороны днище и стены туннелей покрываются холодной асфальтовой мастикой.
Окна в здании ГРУ отсутствуют. В стенах предусматриваются вентиляционные проемы с жалюзийными решетками. Жалюзийные решетки вытяжных шахт защищены снегозащитными щитами из волнистых асбестоцементных листов.
Для вентиляции кабельных туннелей вдоль фасадов здания установлены приточные шахты, сообщающиеся с кабельными туннелями вентиляционными каналами.
Фарфоровые изоляторы в месте крепления проводов закрываются от капель и наледей специальным козырьком.
В отличие от описанного выше распределительного устройства генераторного напряжения с двумя системами шин, ГРУ 6—10 кВ с одной системой шин размещается в одноэтажном здании пролетом 18,0 м и высотой до низа двускатной кровельной балки 4,8 м с двухрядным расположением ячеек. Строительные конструкции здания ГРУ по этому варианту компоновки отличаются от предыдущего высотой колонн, пролетом кровельной балки и отсутствием междуэтажного перекрытия. Остальные конструктивные элементы и технические решения, принятые для двухэтажного здания ГРУ, сохраняются и для одноэтажного здания, включая конструкции подземного хозяйства.
Закрытые распределительные устройства напряжением 35 и 110 кВ (ЗРУ 35 кВ и ЗРУ 110 кв) мало отличаются от распределительных устройств генераторного напряжения (ГРУ 6—10 кв) с такой же схемой соединения. Однако в связи с более высоким напряжением размеры оборудования и расстояния между проводами различных фаз в распределительных устройствах 35 и 110 кВ больше, чем в распределительных устройствах 6— 10 кв, и соответственно большим принимается шаг ячеек (в ЗРУ 110 кв—6 м, в ЗРУ 35 кв— 3 м).
По прежним проектам (1959 г.) ЗРУ 35 кВ с двумя системами шин и однорядным расположением выключателей выполняется в виде двухэтажного здания пролетом 8,1 м, высотой 8,17 м и перекрытием на отметке 4,2 м, состоящим из плоских железобетонных плит, опирающихся на металлический каркас ячеек (рис. 13-7,а). Каркас здания, представляющий собой в поперечном направлении однопролетную одноэтажную раму, состоит из железобетонных колонн, устанавливаемых с шагом 6 м. в фундаменты стаканного типа, горизонтальных кровельных балок и продольных балок.
Рис. 13-7. Закрытые распределительные устройства (ЗРУ). а, б-ЗРУ 35 кВ и ЗРУ 110 кВ по проектам 1959 г.; в, г —ЗРУ 35 кВ и ЗРУ 110 кВ по универсальному проекту; 1 — кабельный туннель; 2 — каркас электрических ячеек; 3 — коридор управления; 4 — защитный трос; о — выключатель.
Кровельные балки опираются на внутреннюю половину колонн, а на внешнюю, свободную половину колонн вдоль стен укладываются железобетонные балки, воспринимающие тяжение проводов воздушных линий электропередачи и передающие эти усилия на каркас здания. Кровельное покрытие выполняется из крупнопанельных железобетонных плит размером 1,5X6,0 м; уклон кровли выполняется подсыпкой шлака.
Здание неотапливаемое, в связи с чем стены выполняются из плоских железобетонных плит толщиной 70 мм. Перегородки между ячейками выполняются из асбестоцементных плит. Под полом вдоль здания прокладывается кабельный туннель, усиленный снизу и сверху монолитными железобетонными плитами и утепленный изнутри пенобетоном для предотвращения промерзания и пучения грунта род днищем туннеля в зимнее время года.
Изображенное на рис. 13-7,б ЗРУ 110 кВ (проект 1959 г.) с двумя основными системами шин в здании и с обходной системой шин снаружи (на порталах сборных шин) представляет собой двухэтажное здание каркасного типа, пролетом 12 м, высотой 11,67 м и шагом колонн 6 м.
Здание имеет две отметки обслуживания: 0,00 и 6,6 м. Наружные двери расположены в торцовых стенах здания. Вход на отметку 6,6 м осуществляется по открытым металлическим лестницам, размещенным в торцах здания ЗРУ.
В отличие от здания ЗРУ 35 кВ каркас ЗРУ 110 кВ в поперечном направлении представляет собой однопролетную двухэтажную раму с жесткими узлами на отметке 6,6 м и шарнирным опиранием двухскатной кровельной балки. Устойчивость здания в продольном направлении обеспечивается установкой продольных балок с рамными узлами. Колонны переменного сечения имеют укрупнительный стык, осуществляемый на строительной площадке. Крупнопанельные плиты перекрытия на отметке 6,6 м опираются в пределах высоты ригеля на его полки (консольные выступы) и после окончания монтажа замоноличиваются.
На перекрытие опираются оборудование и металлоконструкции ячеек, расположенные на втором этаже. Кровельное покрытие выполняется из крупнопанельных ребристых плит размером 1,5x6 м и гидроизоляционного ковра. В связи с незначительными тепловыделениями от оборудования ЗРУ 110 кв, практически не влияющими на температурный режим здания, теплоизоляция кровли для защиты от инсоляции не производится. Стеновое ограждение выполняется из железобетонных предварительно напряженных плит толщиной 70 мм. Перегородки между ячейками — из асбестоцементных листов, а коридоры обслуживания и управления отгорожены от ячеек сетчатым ограждением.
Конструкции подземного хозяйства:кабельного туннеля, полов, фундаментов — выполняются аналогично описанным выше конструкциям ГРУ и ЗРУ.
Длина здания, назначение и количество электрических ячеек во всех типах ЗРУ принимаются в зависимости от наличия потребителей электроэнергии.
При создании универсального проекта тепловой электростанции на основании учета
опыта эксплуатации и строительства закрытых распределительных устройств была выявлена возможность размещения электротехнического оборудования ЗРУ 35 кВ и ЗРУ 110 кВ в одноэтажных зданиях с унифицированными габаритами.
При расположении всего электрооборудования на первом этаже обеспечиваются лучшие условия для его обслуживания.
Экономия строительных материалов и конструкций в этом случае достигается за счет сокращения поверхности ограждающих стеновых панелей и уменьшения расхода металла на каркас электрических ячеек в связи с ликвидацией перекрытия, опиравшегося на этот каркас (ЗРУ 35 кв). Кроме того, значительно упрощается подземное хозяйство ЗРУ за счет отказа от устройства кабельного туннеля, а относительно небольшое количество контрольных кабелей и воздухопроводы прокладываются снаружи здания в кабельном канале. ЗРУ 35 кВ по универсальному проекту размещается в одноэтажном здании пролетом 12 м и высотой 4,8 м до низа кровельных балок (рис. 13-7,в).
Установленные в здании ряды ячеек с электротехническим оборудованием делят все здание па три коридора, каждый из которых имеет два выхода в противоположных концах.
Выводы всех линий электропередачи из здания осуществляются в одну сторону.
В целях предохранения выводов ЛЭП от повреждения наледями кровля здания выполняется односкатной, с уклоном в сторону, противоположную выводам ЛЭП. Конструкция каркаса здания имеет шаг 6 м и выполняется из сборных железобетонных элементов по общесоюзной номенклатуре. Колонны торцовых фахверков выполняются металлическими. Стеновое ограждение выполняется из плоских железобетонных предварительно напряженных плит толщиной 70 мм. Во временном торце здания предусматривается монтажный проем размером 6,0X6,0 м. Навеска панелей в месте проема производится после монтажа всего электротехнического оборудования.
Электротехническая аппаратура устанавливается в ячейках и шкафах, выполненных независимо от конструкций здания в собственных металлических каркасах, опирающихся на бетонный пол. Перегородки в здании ЗРУ выполняются из асбестоцементных досок, прикрепленных к металлическому каркасу.
ЗРУ 110 кВ (рис. 13-7,г) по универсальному проекту размещается в одноэтажном здании пролетом 18,0 м и высотой 7,2 м. Так как выводы ЛЭП и трансформаторов располагаются во всех пролетах здания, во избежание попадания на них воды с кровли предусматривается устройство парапетов с разрывами для выпуска атмосферных вод. Конструкции и технические решения остальных элементов здания идентичны описанным выше конструкциям и техническим решениям зданий ГРУ и ЗРУ, сооружаемых по универсальному проекту.
На рис. 13-8,а показано трехэтажное здание главного щита управления (ГЩУ). Такие здания сооружались ранее отдельно стоящими или примыкающими к зданию распределительного устройства генераторного напряжения 6—10 кв.
На первом этаже ГЩУ размещаются: аккумуляторные, кислотная, вентиляционная камера, аппаратная связи, помещение силового щита, компрессорная и другие помещения.
Второй, кабельный, полуэтаж служит для прокладки кабелей под панелями ГЩУ. Панели ГЩУ размещаются на третьем этаже на отметке 6,6 м в зале пролетом 18,0 м.
Из каждого этажа ГЩУ предусматриваются два выхода: основной — через лестничную клетку и запасной—на металлическую открытую пожарно-аварийную лестницу.
Каркас здания в поперечном направлении решается в виде трехпролетных рам с жестким примыканием ригелей к колоннам в пределах первых двух этажей и однопролетной рамы с шарнирно опирающимся ригелем в виде 18-метровой двухскатной балки в пределах третьего этажа. В продольном направлении устойчивость здания обеспечивается рамными узлами примыкающих к колоннам продольных балок. Междуэтажные перекрытия выполняются из крупнопанельных плит размером 1,5X6 м.
Лестничная клетка каркасной конструкции выполняется в виде отдельной пристройки, примыкающей с наружной стороны к стене здания ГЩУ.
Кабельный полуэтаж ГЩУ соединяется четырьмя вертикальными шахтами с кабельными туннелями, связывающими ГЩУ с главным корпусом и распределительными устройствами всех напряжений.
Помещение аккумуляторной, относящееся к пожароопасным производствам категории А, выполняется с соблюдением следующих требований: вход в помещение осуществляется через тамбур; потолок аккумуляторной выполняется горизонтальным, гладким, без ребер и не препятствует свободному воздухообмену; полы из метлахских плит на бетонном основании, с заполнением швов кислотоупорным раствором; стены, потолки, двери и окна
Рис. 13-8. Здание отдельно стоящего главного щита управления. 1 — зал панелей ГЩУ; 2 — кабельный полуэтаж.
окрашены кислотоупорной краской; помещение оборудуется приточно-вытяжной вентиляцией.
Как сказано было ранее, вместо отдельно стоящего здания ГЩУ на современных электростанциях выполняются центральные, групповые и блочные щиты управления, располагаемые, как правило, в деаэраторном отделении главного корпуса.
В этих щитах устанавливаются весьма точная аппаратура и приборы, для нормальной работы которых необходимо поддерживать в помещении постоянную температуру воздуха и не допускать проникновения пыли.
Кроме того, в целях создания оптимальных санитарно- гигиенических условий для вахтенного персонала выполняются мероприятия по звукоизоляции щитового помещения. Таким образом, к ограждающим конструкциям щитовых помещений предъявляются повышенные требования в отношении звукоизоляции и теплоизоляции.
Стены щитовых помещений выполняются обычно из армопенобетонных или керамзито- бетонных панелей, прикрепленных к элементам каркаса здания. К стеновым панелям изнутри крепится звукоизоляция в виде матов из стекловолокна и облицовка из стеклопластика.
Вход в щитовое помещение осуществляется через тамбур, снабженный звуко- и пыленепроницаемыми дверьми.
При устройстве пола и перекрытия над щитовым помещением в качестве тепло- и звукоизоляции применяются пенобетонные плиты толщиной 60 мм.
Для предохранения пенобетона от механических повреждений поверх плит устраивается цементная стяжка с прокладкой арматурных сеток. Для предотвращения попадания в щитовое помещение случайных вод перекрытие над ним покрывается асфальтовой гидроизоляцией.
Чтобы отблески от приборов не слепили оператора, освещение в щитовых помещениях должно быть мягким, рассеянным. Поэтому в щитовых помещениях под перекрытием обычно устраивается подвесной потолок, в пределах которого на металлическом каркасе устанавливаются светильники. К этому же каркасу крепятся светорассеивающие решетки из алюминиевых сплавов.
Постоянная температура в щитовых помещениях поддерживается с помощью кондиционеров.
