В ОРУ (ТП) предусматривают проезд вдоль выключателей для передвижных монтажно-ремонтных механизмов и приспособлений, а также передвижных лабораторий; габарит проезда должен быть не менее 4 м по ширине и высоте (рис. 1).
Гибкие шины монтируют из многопроволочных проводов. Соединения гибких шин выполняют в петлях у опор сваркой, а ответвления в пролете — способом, не требующим разрезания шин.
Шины ОРУ подвешивают на одинарных гирляндах изоляторов. Сдвоенные гирлянды применяют лишь в случаях, когда одинарная гирлянда не удовлетворяет условиям механической прочности. Применение разделительных (врезных) гирлянд не допускается закрепления гибких шин и тросов в натяжных и подвесных зажимах в отношении прочности должны соответствовать требованиям, приведенным в ПУЭ. При определении нагрузок на гибкие шины учитывают вес гирлянд изоляторов и спусков к аппаратам и трансформаторам, а при расчете нагрузок на конструкции дополнительно вес человека с инструментом и монтажными приспособлениями.
Коэффициент запаса механической прочности для подвесных изоляторов при нагрузках должен быть не менее 3 по отношению к испытательной нагрузке. Расчетные механические усилия, передающиеся при коротком замыкании жесткими шинами на опорные изоляторы, принимают в соответствии с требованиями ПУЭ.
Коэффициент запаса механической прочности в сцепной арматуре для гибких шин при нагрузках должен быть не менее 3 по отношению к разрушающей нагрузке.
Для крепления и изоляции проводов и грозозащитных тросов в открытых распределительных устройствах (ОРУ) применяют подвесные изоляторы, которые состоят из изолирующего тела (стеклянного ПС или фарфорового ПФ), шапки из ковкого чугуна, стального стержня. С помощью цементной связки шапка и стержень армированы в изолирующем теле. Изоляторы ПС и ПФ предназначены для работы в районах с незагрязненной атмосферой, а ПСГ и ПФГ — в районах с загрязненной атмосферой.
Рис. 1. План и разрезы типовой ГПП 110/6—10 кВ с двумя трансформаторами мощностью 40 MB А:
а — план; б— разрез; 7 — ОРУ 110 кВ; 2 — ЗРУ 6—10 кВ; 3 — трансформатор; 4— BЛ 110 кВ; 5 — ремонтная площадка; 6 — молниеотвод; 7— защитный трос; 8— разъединитель; 9— отделитель; 10— короткозамыкатель; 11 — разрядник; 12 — железнодорожный путь; 13 — выводы от расщепленных обмоток трансформатора
Рис. 2. Выключатель МКП-35 в разрезе по полюсу:
1— приводной механизм; 2, 5 — вводы; 3 — крышка; 4 — трансформатор тока; 6 — труба; 7— штанга; 8 — дугогасительное устройство; 9— подвижные контакты
Силовые масляные выключатели предназначены для включения, отключения и переключения рабочих токов при нормальном и токов КЗ при аварийных режимах, которые могут возникнуть в линиях ОРУ. В зависимости от дугогасительной среды выключатели разделяют на жидкостные и газовые. Наиболее распространенными жидкостными выключателями являются масляные, которые в зависимости от объема классифицируют на много- и малообъемные. Для наружных РУ подстанций напряжением 35 кВ широко применяют многообъемные масляные выключатели серий С, МКП, У и др.
Выключатели МКП относят к масляным быстродействующим трехфазным аппаратам с отдельным баком на каждую фазу. Все полюсы выключателей связаны между собой и управляются приводом. Выключатели имеют два разрыва на полюс и применяются на токи 0,63 и 1 кА для напряжений 35—110 кВ и наружной установки. В выключателях на 35 кВ три бака (фазы) смонтированы на общем каркасе, а на 110 кВ каждый бак устанавливается отдельно на фундаменте. Все выключатели имеют встроенные трансформаторы тока.
Конструкция выключателя МКП-35 на напряжение 35 кВ показана на рис. 2. На крышке 3 смонтированы два ввода 5, наружная часть которых защищена фарфоровыми изоляторами 2 Под крышкой
установлены трансформаторы тока 4 и приводной механизм /, собранный в сварном корпусе. В нижней части корпуса укреплена бакелитовая направляющая труба 6 с внутренним масляным буфером. Через буфер и направляющую трубу проходит изолирующая штанга 7, внизу которой укреплены подвижные контакты 9. На нижнем конце токопроводящего стержня укреплены неподвижный контакт и дугогасительное устройство 8, выполненное по принципу поперечно-щелевой камеры масляного дутья.
Воздушные выключатели ВВУ-35А являются также коммутационными аппаратами, устанавливаемыми на ОРУ высокого напряжения для разрыва электрических цепей под нагрузкой и отключения токов КЗ.
Дугогасительная камера такого выключателя имеет два главных разрыва. Каждый разрыв шунтирован своим активным сопротивлением с вспомогательными контактами. Равномерное распределение напряжения между двумя разрывами обеспечивается шунтирующими конденсаторами, помещенными в фарфоровую покрышку. Вводы в дугогасительную камеру выполнены из эпоксидного компаунда и защищены от увлажнения фарфоровыми покрышками. Дугогасительные камеры выключателей на напряжение 35 кВ устанавливают на опорной колонне из полых фарфоровых изоляторов.
Внутри опорной изоляции камеры проходят два воздухопровода из стеклопластика: один — для подачи сжатого воздуха в дугогасительные камеры, другой — для импульсной подачи воздуха при отключении и его сброса при включении.
Основанием полюса или его элемента служит рама с цоколем, который соединен медными трубами с распределительным шкафом выключателя. Шкаф подсоединен к воздухопроводу компрессорной установки подстанции.
Для ручного включения и отключения обесточенных участков электрических цепей, находящихся под напряжением, а также заземления отключенных участков, если они снабжены стационарными заземляющими устройствами, применяют разъединители.
Разъединители серии РНД (3) горизонтально-поворотного типа изготовляют в виде отдельных полюсов. Стальная рама, на концах которой закреплены два подшипниковых узла, служит основанием каждого полюса.
В подшипниках вращаются валы с опорными изоляционными колоннами, на верхних фланцах которых закреплены ножи контактной системы и контактные выводы. Последние соединены с главными ножами гибкими проводниками из ленточной меди. Разъемный контакт главных ножей контактной системы состоит из ламелей, связанных между собой попарно стяжной шпилькой или болтом с пружиной, обеспечивающей необходимое контактное давление.
Полюс разъединителя, к которому присоединяется привод, называется ведущим, остальные полюсы, присоединяемые тягами к ведущему,— ведомыми. При оперировании разъединителем контактные ножи поворачиваются на угол 90°.
Заземляющий нож представляет собой стальную трубку, один конец которой снабжен ламельным контактом, другой приварен к его валу. Неподвижный контакт заземляющего ножа укреплен на контактном ноже разъединителя. Заземляющие ножи включаются и отключаются ручным, а главные контактные ножи — ручным, электродвигательным или пневматическим приводом.
Для автоматического отключения обесточенного поврежденного участка линии или трансформатора используют отделители. Однополюсные отделители на напряжение 35 кВ соединяют в один трехполюсный аппарат. Привод отделителя обеспечивает автоматическое отключение и ручное включение аппарата.
Короткозамыкатели КРН-35 предназначены для создания искусственного КЗ, вызывающего отключение защитной питающей линии выключателя.
Короткозамыкатель состоит из основания, изоляционной колонки, на которой закреплен неподвижный контакт, и заземляющего ножа, соединяется с приводом тягой. Основание короткозамыкателя представляет собой сварную конструкцию, предназначенную для установки изоляционной колонки с неподвижным контактом. Для совместной работы короткозамыкателя с отделителем в цепь заземления встраивают трансформатор тока ТШЛ-0,5, вторичные обмотки которого соединяются с реле привода отделителя. Основание короткозамыкателя изолируют от земли изоляторами. Тяга привода имеет изолирующую вставку. После включения короткозамыкателя ток проходит по цепи: подводящая шина — неподвижный контакт — нож заземления — гибкая связь — шина, расположенная на изолирующей планке основания,— шина заземления, пропущенная через окно трансформатора тока,— земля.
Трансформаторы тока ТФЭМ-35 изготовляют одноступенчатыми. Они состоят из первичной и вторичной обмоток, помещенных в фарфоровую покрышку, заполненную трансформаторным маслом. Обмотки выполняют в виде двух звеньев, вставленных одно в другое. Первичную обмотку изготовляют из двух или четырех секций, которые соединяют последовательно, параллельно и смешанно в зависимости от коэффициента трансформации. Переключение секций осуществляется перемычками на выводах первичной обмотки.
Трансформаторы напряжения представляют собой обычные понижающие трансформаторы малой мощности. Их изготовляют одно- и трехфазными. Вторичное (низшее) напряжение, на которое включают измерительные приборы и приборы защиты, всех трансформаторов напряжения равно 100 В. Такие трансформаторы служат для питания катушек напряжения измерительных приборов.
Силовые трансформаторы предназначены для повышения или понижения напряжения переменного тока (рис. 3).
В настоящее время применяют различные силовые трансформаторы, которые характеризуются номинальной мощностью, классом напряжения, условиями и режимами работы, конструктивным исполнением. В зависимости от номинальной мощности и класса напряжения их подразделяют на несколько групп (габаритов).
По условиям работы, характеру нагрузки или режиму работы различают силовые трансформаторы общего назначения, регулировочные и специальные (шахтные, тяговые, преобразовательные, пусковые, электропечные).
Рис. 3. Трехфазный трехобмоточный трансформатор мощностью 16 MB * А 110/38, 5/11 кВ:
1 — вводы высокого напряжения (в.н.); 2 — вводы среднего напряжения (с.н.); 3— изоляционный цилиндр; 4 — вводы низкого напряжения (н.н.); 5 — привод переключателя; 6— выхлопная труба; 7— расширитель; 8— магнитопровод; 9 — переключатель ответвлений обмотки (в.н.); 10— обмотка (в.н.); 11 — экранирующие витки обмотки (в.н.); 12 — термосифонный фильтр; 13 — тележка; 14 — бак трансформатора; 15— трубчатый радиатор; 16 — электрические вентиляторы
Условное обозначение различных трансформаторов состоит из букв, характеризующих количество фаз и обмоток, вид охлаждения и переключения ответвлений, и цифр, характеризующих номинальную мощность и класс напряжения, год выпуска трансформатора данной конструкции (две последние цифры), климатическое исполнение и категорию размещения.
Буквой Т обозначают трехобмоточные трансформаторы (двух- обмоточные обозначения не имеют), буквой Н — трансформаторы с устройством РПН. Применяют и другие буквы: А (для автотрансформаторов перед обозначением числа фаз), Р (для трансформаторов с расщепленной обмоткой НН после обозначения числа фаз), 3 (для герметичных масляных трансформаторов или с негорючим жидким диэлектриком с защитной азотной подушкой после обозначения вида охлаждения), С (для трансформаторов собственных нужд в конце буквенного обозначения).
Номинальную мощность и класс напряжения указывают через тире после буквенного обозначения в виде дроби (числитель — номинальная мощность в киловольт-амперах, знаменатель — класс напряжения трансформатора в киловольтах).
Исполнения трансформаторов, предназначенных для работы в определенных климатических районах, обозначают буквами У, XЛ, Т (с умеренным, холодным, тропическим климатом).
В настоящее время электротехническая промышленность изготовляет масляные трансформаторы I и II габаритов (мощность до 630 кВ * А, класс напряжения до 35 кВ) типов ТМГ и ТМВГ новой серии. Отличительной особенностью этих трансформаторов является разъемная герметизированная конструкция бака, позволяющая исключать контакт внутреннего объема трансформатора с окружающей средой.
Эти трансформаторы полностью, до крышки, заполнены трансформаторным маслом, и температурные колебания его объема компенсируются за счет изменения объема бака с гофрированными стенками. Трансформаторы заполняют дегазированным маслом под глубоким вакуумом.
В зависимости от типа трансформатора бак изготовляют овальной или прямоугольной формы. Он состоит из верхней уголковой рамы, гофрированной стенки из тонкой листовой стали нижней обечайки с приваренным дном. Из конструкции бака исключены маслорасширитель, термосифонный и воздушный фильтры и радиаторы охлаждения. Герметичное исполнение и применение гофрированных стенок бака позволяют существенно снижать массу и габариты. Срок службы трансформаторов составляет 25 лет при сокращенном объеме текущего ремонта и без проведения капитальных ремонтов. Однако трансформаторы типов ТМГ и ТМВГ требуют более высокого уровня монтажа и эксплуатации. Гофрированные стенки бака выполнены из тонколистовой стали и чувствительны к механическим воздействиям. Поэтому монтажный и эксплуатационный персонал должен соблюдать повышенную осторожность при транспортировке, монтаже и текущих ремонтах герметизированных трансформаторов. При транспортировке трансформаторов раскрепление их с применением пластин не допускается.
В настоящее время внедряют новую серию трансформаторов 35 кВ мощностью 1000—6300 кВ * А. Масса трансформаторов новой серии и потери холостого хода снижены в среднем на 20 %.
