§6. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ПОДСТАНЦИЙ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ БУРОВЫХ УСТАНОВОК
Электрооборудование, используемое в установках высокого напряжения, разделяют на коммутационное, измерительное, защитное и изоляционное.
Коммутационное оборудование производит переключение (включение и отключение) цепей. К нему относятся разъединители, выключатели нагрузки, отделители и короткозамыкатели (на стороне 35—110 кВ подстанций), масляные и воздушные выключатели, высоковольтные контакторы.
К измерительному оборудованию относятся трансформаторы тока и напряжения, делители напряжения.
Защитное оборудование — это высоковольтные предохранители, токоограничивающие сопротивления, разрядники и реакторы.
К изоляционному оборудованию относятся изоляторы сборных и ответвительных шин, изоляторы для изоляции аппаратов от корпуса высоковольтных распределительных устройств.
Рис. 75. Коммутационные аппараты 6—10 кВ: a — разъединитель; б — выключатель нагрузки
Разъединителями называются аппараты, предназначенные для отключения цепи, находящейся под напряжением, но без нагрузки.
При помощи разъединителя создают видимый разрыв электрической цепи, необходимый при ремонтных работах. Разъединители не могут отключать цепи, находящиеся под нагрузкой, так как у них нет дугогасящего устройства.
ПУЭ, правила техники эксплуатации (ПЭТ) и правила техники безопасности (ПТБ) допускают отключение и включение разъединителями: трансформаторов напряжения, тока замыкания на землю до 5 А — для линий напряжением 20—35 кВ и 30 А—для линий напряжением 10 кВ и ниже, нагрузочного тока линий до 15 А при напряжении 10 кВ и ниже при условии, что операция производится трехполюсными разъединителями с механическим приводом. Разрешается также включение и отключение трехполюсными разъединителями с механическим приводом тока холостого хода трансформаторов мощностью До 750 кВ-А включительно на напряжение 10 кВ и ниже.
Выключатели нагрузки — это разъединители внутренней установки, снабженные дугогасящим устройством в отключающей пружиной (рис. 75). Благодаря этому выключатели нагрузки приобретают свойства высоковольтного выключателя и ими можно отключать цепи под нагрузкой.
Выключатели нагрузки выпускаются двух типов: ВНП-16 и ВНП-17. Эти аппараты снабжены ручными приводами ПР, ПРА и соленоидными ПС-10 соответственно, к ним пристроены высоковольтные предохранители, которые служат для защиты от токов КЗ.
Выключатели — аппараты, служащие для включения и отключения (коммутаций) электрических цепей в нормальном режиме и в режиме короткого замыкания. Одно из главных требований, предъявляемых к выключателям, — это быстродействие, т. е. способность быстро погасить возникающую при разрыве цепи электрическую дугу.
Все выключатели высокого напряжения можно разделить на две основные группы: масляные и безмасляные (газовые, воздушные и др.). Масляные выключатели в свою очередь делятся на выключатели с большим объемом масла и малообъемные.
Рис. 76. Масляный выключатель ВМПП-10:
1 — рама; 2 — полюс; 3 — опорный изолятор; 4 — тяга; 5 — междуполюсные перегородки
По степени быстродействия в процессе отключения цепи выключатели делятся на быстродействующие (время отключения не более 0,06 с), ускоренного действия (не более 0,1 с) и не быстродействующие (не более 0,25 с).
К параметрам, характеризующим выключатели, относятся: нормальное напряжение;
номинальный ток — сила тока при длительной работе выключателя. Стандартный ряд номинальных токов для выключателей — 200, 400, 600, 1000, 1500, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 8000, 10 000, 12 000 А;
ток отключения в цепи при данном напряжении — наибольшая сила тока в цепи, отключение которого гарантируется при этом напряжении в определенном цикле операций, без повреждений, препятствующих дальнейшей исправной работе выключателя:
предельный ток отключения — наибольшая сила тока, который способен отключить выключатель с учетом ограничений, нарушение которых может привести к аварии;
отключаемая мощность при данном напряжении — наибольшая мощность, которую способен отключить выключатель;
устойчивость выключателя при сквозных токах КЗ — способность выдерживать действие токов КЗ (динамическая и термическая).
На подстанциях 110—35/6(10)кВ в РУ — 6(10)кВ, от которых получают питание буровые установки, монтируются малообъемные масляные выключатели типов ВМП-10, ВМПП-10 с пружинным приводом, общий вид которых показан на рис. 76. Эти выключатели предназначены для установки в вертикальной плоскости на стене или рамной конструкции. При установке в комплектных камерах выключатели ВМП-10 с электромагнитным приводом типа ПЭ-11 имеют индекс ВМП-10К.
Каждый полюс выключателя состоит из прочного изоляционного стеклоэпоксидного цилиндра, на торцах которого закреплены металлические фланцы. В нижней части изоляционного цилиндра размещена дугогасительная камера поперечного дутья. Для повышения стойкости контактов полюсов к действию электрической дуги съемный наконечник подвижного контакта и верхние торцы панелей розеточного контакта облицованы дугостойкой керамикой.
Выключатель типа ВМП-10 и ВМП-10К устанавливается также в ячейке № 3 распределительного устройства КРИВ, расположенного на буровой установке.
Высоковольтные контакторы предназначены для управления высоковольтными электродвигателями буровых насосов и лебедки буровой установки.
В распределительном устройстве КРИВ могут быть установлены высоковольтные электромагнитные контакторы типа КВМ-400/30 (рис. 77) и вакуумные контакторы типа КВТ-6/10-400-4У2.
За последнее время в эксплуатации распределительных устройств КРИВ контакторы КВМ-400/30 часто заменяются на вакуумные контакторы КВТ в связи с их более совершенной конструкцией.
Вакуумный контактор состоит из трех полюсов высокого напряжения, корпуса, электромагнитного привода и цепи управления.
Полюс высокого напряжения контактора включает: вакуумные дугогасительные камеры КВД-10-400-4У2, защитные изоляционные каркасы и контактные выводы.
Вакуумная камера крепится к верхней опорной части защитного каркаса. Нижний вывод и подвижный контакт вакуумной камеры соединены гибкой связью. Для дополнительного поджатия подвижного контакта камеры в нижней части каркаса установлена пружина. Корпус контактора состоит из щек и основания. К основанию при помощи болтов крепятся защитные изоляционные каркасы с вакуумными камерами. Щеки имеют окно для осмотра привода и облегчения конструкции.
Рис. 77. Общий вид контактора КВМ-400/30:
1, 2 — стальные щеки, 3 — изолированные рейки; 4 — рама
Рис. 79. Измерительные трансформаторы:
а — трансформатор тока: 1 — выводы 6—10 кВ; 2 — выводы 100 В; 3 — кожух; б — трансформатор напряжения
Привод контактора представляет собой электромагнитную систему, включающую катушку, сердечник, подвижную и неподвижную плиты. Подвижная плита крепится к изоляционной траверсе.
Цепь управления состоит из диодов, резисторов, штепсельных разъемов, смонтированных на панели. Диоды соединены в однофазную мостовую выпрямительную схему и служат для выпрямления переменного тока в постоянный для питания электромагнитного привода. Контактор имеет пять размыкающих и пять замыкающих контактов вспомогательной цепи. Питание подключается через штепсельные разъемы.
Разрядники — аппараты, служащие для защиты электроустановок от перенапряжений (атмосферных и коммутационных), которые могут вызвать пробой изоляции в машинах и аппаратах (рис. 78). Разрядник при пробое его искровых промежутков соединяет кратковременно (практически мгновенно) защищаемый участок цепи с землей.
В распределительных устройствах подстанций и буровых установок применяют вентильные (вилитовые) разрядники. Вилит — это керамический состав, обладающий свойством снимать свое электрическое сопротивление при повышении напряжения. При снижении напряжения сопротивление вилита восстанавливается. На этом свойстве основано действие вилитового разрядника. При появлении повышенного напряжения на шинах распределительного устройства сопротивление разрядника резко уменьшается и цепь фазы замыкается на землю. После восстановления нормального напряжения цепь тока на землю прерывается.
Таблица 16
Измерительные трансформаторы — аппараты, служащие для создания безопасной работы с измерительными приборами и расширения их пределов измерения в электроустановках выше 1000 В. К измерительным трансформаторам относятся трансформаторы тока и трансформаторы напряжения.
Трансформаторы тока (рис. 79, а) состоят из сердечника и двух изолированных друг от друга обмоток. Первичная обмотка представляет собой отрезок шины, вторичная — катушечную обмотку, встроенную внутрь корпуса трансформатора. Первичная обмотка включается последовательно в линию, к выводам вторичной обмотки присоединяют амперметры, токовые катушки счетчиков и других приборов. Для защиты обслуживающего персонала от поражения высоким напряжением вторичная обмотка трансформатора тока должна быть замкнута накоротко либо подключена к прибору и заземлена.
Трансформаторы напряжения (рис. 79, б) состоят из сердечника с обмотками высшего и низшего напряжений. Сердечник помещен в баке, залитом трансформаторным маслом. Выпускаются трансформаторы напряжения как масляные, так и сухие. Коэффициенты трансформации трансформаторов напряжения имеют следующие значения: 380/100, 660/100, 3000/100, 6000/100, 10000/100, 35 000/100 и т. д.
Измерительные трансформаторы выпускаются четырех классов точности: 0,2 — для лабораторных приборов; 0,5 — для счетчиков электроэнергии; 1 — для технических измерительных приборов и 3 — для присоединения ваттметров и реле.
В табл. 16 приведены некоторые технические данные электрооборудования высокого напряжения, которым комплектуются ячейки КРИВ и ПБ.
