II. АППАРАТЫ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ
КОМПЛЕКТНЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА КРУВ-6 И КРУРН-6
В подземных выработках угольных шахт, опасных по газу или пыли для управления вводными и отходящими присоединениями распредели тельных электросетей напряжением 6 кВ и частотой 50 Гц, а также для управления отдельными токоприемниками напряжением 6 кВ применяются рудничные взрывобезопасные комплектные распределительные устройства (КРУ) тип, КРУВ-6, заменившие снятые с производства, но еще находящиеся в эксплуатации ЯВ-6-400 и РВД-6.
Каждое КРУ представляет собой комплект электротехнических изделий, заключенных во взрывонепроницаемые оболочки. КРУ позволяют осуществлять функции управления (включения и отключения), релейной защиты, контроля тока и напряжения коммутируемого присоединения. Из одиночных КРУ собираются групповые распределительные устройства (подстанции).
По исполнению КРУ различают: вводные (В), секционные (С), отходящих присоединений (ОП) и отходящих присоединений со встроенным трансформатором тока нулевой последовательности (ОТ). Они имеют идентичные габаритные и присоединительные размеры и различаются между собой в основном только схемой электрических соединений.
С начала 70-х годов выпускались высоковольтные ячейки ЯВ-6-400, оснащенные сухим (безмасляным) выключателем иа номинальный ток до 400 А (табл. 5). Внедрение ячеек ЯВ-6-400 позволило не только обеспечить взрыво- и пожаробезопасность (за счет исключения трансформаторного масла как дугогасящей среды), высокую износостойкость, простоту обслуживания, искробезопасность цепей дистанционного управления, но и реализовать в подземных условиях устройства автоматического повторного включения и ввода резерва.
В связи с потребностью повышения номинальной мощности отключения создано новое поколение таких аппаратов: для шахт, опасных по газу и пыли, типа КРУВ-6 и для негазовых шахт и рудников типа КРУРН-6 [9; 32; 53; 57; 62).
Новые КРУ по сравнению с ЯВ-6-400 обеспечивают увеличение номинального тока в 1,5 раза (табл. 5), мощности отключения в 1,3 раза при отключающей способности выключателя
200 МВ·А, механической износостойкости в 5 раз. Кроме того, они отличаются более совершенной электрической схемой, обеспечивающей широкий диапазон функциональных возможностей, меньшими габаритами и массой.
5. Рудничные комплектные распределительные устройства высокого напряжения
Электрические схемы КРУВ-6 и КРУРН-6 обеспечивают оперативное, местное и дистанционное включение и отключение; закорачивание и заземление отходящих присоединений при осмотре и ремонте; защиту сети от токов к. з. и перегрузки, асинхронных двигателей от пусковых токов недопустимой продолжительности; минимальную защиту; защиту от потери управляемости при замыкании или обрыве жил дистанционного управления; электрическую блокировку против подачи напряжения на отходящие присоединения с сопротивлением изоляции относительно земли ниже 300 кОм ± 20 %, а также отключение защитой от сверхтоков. Схемы КРУ также обеспечивают однократные автоматические повторные включения и ввод резерва; блокировку против повторного включения при отказе механизма, удерживающего выключатель во включенном положении; функциональную проверку исправности максимальной токовой защиты и блокировочного реле утечки; измерение тока и напряжения в силовых цепях; сигнализацию о срабатывании максимальной токовой защиты и блокировочного реле утечки, местную (механическую и световую) и дистанционную (световую) сигнализацию о включенном и отключенном положениях выключателя; искробезопасность выходных цепей устройства дистанционного управления и защиту от потери управляемости при замыкании или обрыве жил дистанционного управления.
Кроме того, схемы КРУ обеспечивают возможность, при необходимости вывода минимальной защиты, введения запрета автоматического повторного включения и ввода резерва при срабатывании защиты от токов к. з.; подключение двух питающих и двух отходящих кабелей к каждому устройству; подачу питания на секцию с вводом как на краю, так и в центре секции; жесткую комплектацию КРУ с любым числом вводов; автоматический ввод резерва в КРУ с двумя и тремя вводами.
В КРУРН-6, используемых в качестве устройств отходящих присоединений, предусмотрена защита от однофазных замыканий на землю, а Также возможность подключения дополнительных защитных устройств (например, аппаратов защиты от несимметричных режимов и цепей технологической автоматики).
По своим техническим и эксплуатационным характеристикам устройства КРУВ-6 и КРУРН-6 имеют ряд преимуществ перед существующими аналогами: повышенные ток нагрузки, отключающую способность и механическую стойкость встроенного в них выключателя, высокий уровень унификации узлов, простоту и удобство обслуживания, возможность установки вводного шкафа В любую точку секции и др. Встроенный в КРУ электромагнитный воздушный выключатель ВЭВ-6-16/630-ХЛ5 представляет собой трехполюсный электромагнитный коммутационный аппарат, гашение дуги которого осуществляется в Многощелевой дугогасительной камере в воздушной среде. Применение этого выключателя обеспечивает повышение срока службы КРУ и удобство в его монтаже, наладке и обслуживании.
К каждому КРУ могут быть присоединены два питающих и два отходящих кабеля с сухой разделкой или с разделкой под заливку компаундом. Конструкция вводных устройств позволяет вводить кабель вниз под углом 40o к горизонту и выводить вверх под углом 80°. К кабельным вводам могут подсоединяться силовые кабели с площадью сечения жил до 240 мм2 и контрольные с наружным диаметром до 25 мм, а к кабельным вводам пульта дистанционного управления — контрольные кабели с наружным диаметром от 18 до 30 мм.
В комплект поставки входят: кабельные вводы для бронированного кабеля диаметром до 48 мм (шифр 1), а также для кабелей диаметром 48—70 мм (шифр 2) и марки ЭВТ (шифр 3); крышка для заглушки свободных приемных отверстий шкафа (шифр 4); пулы дистанционного управления (шифр 5).
Основные параметры защиты устройства КРУВ-6, в том числе величина уставок реле, приведены в табл. 6. При этом уставка реле времени защиты, равная 20 с, может быть изменена исходя из фактического времени пуска двигателя, также могут быть изменены при необходимости уставки реле тока и защиты от перегрузки.
6. Основные параметры защиты устройства КРУВ-6
Устройство КРУВ-6 (рис. 1) имеет взрывонепроницаемый корпус 1, разделенный на отсеки (камеры). В верхней части корпуса смонтирован блок прямоугольных камер, из них 11 к 13 — вводные, а 6 и 15 — камеры разъединителей. В нижней части корпуса находятся камера 17 выключателя с расположенными на ней коробками 25 и 32 вторичных цепей; двери 3 камеры выключателя с установленными на ней блоками управления и крышек 7, 10, 12, 14, 34, 34, закрывающих соответственно камеры 6, 11, 13, 15 и коробки 25, 32. В вводных коробках находятся высоковольтные проходные изоляторы 8 с зажимами 9 дл; подключения жил питающих и отходящих кабелей либо шинных перемычек. Присоединяются кабельные вводы к фланцам 28. Вводные коробки соединяются с трубами 27 и 29 закрытыми крышками 26 и 30.
Рис. 2. Устройство КРУРН-6.
В камерах 6, 15 установлены разъединители 5, 16, контакты которых пред ставлены штырями проходных изоляторов. Контакты разъединителя 16 используются для закорачивания и заземления отходящего присоединения. В вводном и секционном КРУ контакты 16 отсутствуют. В камере 17 смонтированы выключатель 2, трансформаторы тока 19 и напряжения 20, высоковольтный пре дохранитель 18 и ошиновка (в секционном КРУ трансформатор напряжения 20, предохранитель отсутствуют). Выключатель с ошиновкой соединяется штепсельными разъемами 21.
Слева и справа в верхней части камеры выключателя расположены проходные зажимы 4 выходящих из КРУ цепей вторичной коммутации, на стенке камеры установлен разъединитель этих цепей. Разъединители имеют общий привод, одновременно включающий и отключающий главные разъединители и разъединитель вторичных цепей.
На переднюю стенку корпуса выведены вал привода разъединителей, заканчивающийся блокировочным диском 31 с квадратным отверстием для приема рукоятки управления, и фиксатор 33 для блокировки разъединителей с выключателем и дверью. В КРУВ-6 на задней стенке камеры выключателя устанавливается трансформатор тока нулевой последовательности. На двери 3 имеются смотровые окна для контроля за приборами 23,35 и положением выключателя 36. Для предотвращения снятия болтов, крепящих дверь к корпусу, предусмотрено блокировочное кольцо 37. Корпус КРУ устанавливается на салазки 38 с винтовыми домкратами 22.
Левая коробка 25 вторичных цепей имеет три кабельных ввода для присоединения пульта дистанционного управления и, при необходимости, токовых цепей защиты, устанавливаемых вне КРУ. Правая коробка 32 вторичных цепей снабжена тремя кабельными вводами для присоединения контрольных кабелей диспетчерского управления и сигнализации, питания внешних цепей и внешних соединений между КРУ.
Каждый КРУ имеет два разъединителя, установленных до и после выключателя. Блокировочный комплекс КРУ состоит из двух основных блокировок: разъединитель — выключатель и разъединитель — дверь. Предназначен комплекс для механических блокировок, предотвращающих отключение разъединителей при включенном выключателе, открывание двери при включенных разъединителях и включение разъединителей при открытой двери.
Для управления выключателями КРУ на расстоянии до 3 км (площадь сечения жил управления составляет 2,5 мм), а также для сигнализации о положении выключателя используется пульт дистанционного управления.
Устройство КРУРН-6 (рис. 2) состоит из каркаса 1, внутри которого установлены выключатель 2, два трансформатора тока 3, трансформатор напряжения 4 с высоковольтным предохранителем и высоковольтные разъединители 5 и 6.
Рис. 3. Схема управления и защиты вводного КРУ.
Каркас снабжен откидным рельсом, на который во время монтажа или осмотра выкатывается выключатель. Схема силовой ошиновки между двумя разъединителями и выключателем одинакова для всех исполнений, в КРУ отходящих присоединений на выходе установлен трансформатор нулевой последовательности 7, а в секционном отсутствует трансформатор напряжения и питание его цепей управления осуществляется от внешних источников напряжением 100 и 127 В.
Схемы управления и защиты КРУ всех исполнений основаны на однотипных функциональных устройствах. В качестве базовой принята схема управления и защиты вводного КРУ (рис. 3). На схеме приняты следующие обозначения основных элементов: Q1, Q2 — разъединитель и выключатель высокого напряжения и их блок-контакты; X1, Х2 — штепсельные разъемы высокого напряжения; S1-2 — кнопки «Отключение» и «Включение» (на схеме «Откл.» и «Вкл.»); S3 — переключатель выбора режимов управлений «Местное» — «Дистанционное» (на схеме — «М» и «Д»); S4-5 — кнопки «Отключение» и «Включение» на выносном пульте управления; S6 — концевой выключатель подзаводки привода выключателя; S7, S8 — кнопки проверки максимальной токовой защиты «Фаза С и Фаза А» при включенном выключателе (а также проверки БРУ меньше и БРУ больше в КРУ отходящего присоединения при отключенном выключателе); S9 — кнопка «Деблокировка»; S10 — переключатель выбора режимов работы «АПВ» (автоматического повторного включения) и "Без АПВ" для КРУ вводного и отходящего присоединений, "АВР" (автоматического ввода резерва) и "Без АВР" для секционных КРУ (на схеме указаны в положении "Без АПВ"; Χ3—Χ3.1 — штепсельные разъемы; У1, У2 — катушки электромагнитов.
Схема управления и защиты КРУ отходящего присоединения содержит, в отличие от схемы вводного устройства, еще блокировочное реле утечки БРУ. Кроме того, в устройстве максимальной защиты имеются реле косвенного действия F10 и F11, которые совместно с реле времени К8 обеспечивают защиту от перегрузки. Сигнальное устройство имеет лампу утечки H7, а устройство проверки обеспечивает проверку БРУ и максимальной токовой защиты. Схема управления и защиты секционного КРУ содержит устройство пуска автоматического ввода резерва и реле К10, предотвращающее параллельную работу трансформаторов напряжения Тр3 вводных КРУ. Для обеспечения однократного аварийного ввода резерва использовано устройство автоматического повторного включения такое же, как и в КРУ других исполнений. В схеме отсутствует трансформатор напряжения, так как ее питание осуществляется от трансформаторов напряжения вводных КРУ.
