Каждая подстанция имеет три основных элемента: РУ высшего напряжения, трансформатор, РУ низшего напряжения. Распределительные устройства высшего напряжения (110...35 кВ) сооружают, как правило, открытыми и лишь в случае особых требований — закрытыми. Применение открытого РУ (ОРУ) снижает стоимость и сокращает сроки монтажа и замены электрооборудования подстанции. Однако обслуживание ОРУ несколько сложнее, чем ЗРУ, и для них требуется более дорогое оборудование.
На понизительных подстанциях РУ напряжением 6 (10) кВ сооружают закрытыми и открытыми.
Помещения ЗРУ напряжением 6 (10) кВ строят без окон, с электроосвещением, при необходимости предусматривается отопление. Двери при длине РУ свыше 7 м устанавливают с обоих концов помещения. Закрытые РУ комплектуют ячейками внутренней установки (КРУ, КСО), открытые — ячейками наружной установки (КРУН).
Распределительное устройство напряжением 6 (10) кВ получает электроэнергию непосредственно от трансформаторов или по линиям напряжением 6 (10) кВ с шин подстанции. Выбор числа секций шин зависит от числа ячеек отходящих линий и наличия резкопеременных нагрузок, которые требуется подключить к отдельным секциям РУ.
Каждую отходящую от сборных шин РУ линию подключают к шинам через ячейку. В ячейку входят выключатель (масляный, элегазовый, вакуумный или ВНГ1), разъединители и трансформаторы тока. Все оборудование ячейки комплектуется в шкафу. Применяют ячейки типов КСО (комплектные стационарные одностороннего обслуживания) и КРУ. В последних выключатель не закреплен стационарно, а установлен на тележке. Во время ремонта его можно выкатить из шкафа и доставить в мастерскую.
Рис. 1. Ячейки отходящих линий напряжением 6 (10) кВ:
а — ячейка КСО с шинным разъединителем, выключателем, трансформатором тока, линейным разъединителем; б — ячейка КРУ с выкатным выключателем; в — ячейка КРУ с предохранителем; г, д — ячейки КСО с выключателем нагрузки и предохранителем; е — ячейка КСО с выключателем нагрузки и шинным разъединителем
Рис. 2. Камера типа КСО-366 с выключателем нагрузки:
1, 6 — приводы выключателя нагрузки и заземляющего разъединителя; 2 — мнемосхема; 3 — кожух; 4 — надпись с назначением камеры; 5 — дверь; 7 — заземляющий разъединитель; 8 — каркас; 9 — изолятор; 10 — выключатель нагрузки; 11 — предохранитель; 12 — трансформатор тока
На рис. 1 показаны состав оборудования и последовательность включения аппаратов в ячейках разного вида и назначения. На схеме а приведена ячейка КСО закрытого РУ с выключателем QF, шинным разъединителем QS1, линейным разъединителем QS2 и трансформаторами тока ТА. Линейный разъединитель устанавливают в тех случаях, когда на выключатель во время ремонта может быть подано напряжение со стороны линии. На схеме б показана ячейка КРУ с выкатным выключателем QF. Здесь роль шинного и линейного разъединителей выполняют втычные контакты (штепсельные разъемы). На схеме в приведена ячейка с выключателем нагрузки и предохранителем (ВНП). Такой выключатель может быть выкатным, как показано на схеме (ячейка КРУ), или стационарным (ячейка КСО). В последнем случае установка разъединителей вместо штепсельных разъемов необязательна. Схема г предпочтительней, чем схема д, так как снятие предохранителей FU создает видимый разрыв при ремонте выключателя нагрузки QW. При схеме с) для ремонта выключателя нагрузки QW требуется снятие шин. Во избежание этого приходится добавлять в ячейку шинный разъединитель QS, как показано на схеме е, что приводит к удорожанию ячейки и увеличению ее высоты на 0,5 м.
Рис- 3 . Камера типа КСО-292;
1 — шинный разъединитель; 2 — приводы разъединителей; 3 — привод выключателя; 4 — линейный разъединитель; 5 — масляный выключатель
Рис. 4. Шкаф ввода КРУН:
1 — главные шины; 2 — шинный разъединитель; 3, 9 — проходные изоляторы; 4 — масляный выключатель; 5 — трансформатор тока; 6 — привод выключателя: 7 — привод разъединителя; 8 — линейный разъединитель; 10 — дверка
Все оборудование ячеек КРУ и КСО размещается в шкафах. Объемы шкафов для ячеек КРУ в 1,5 — 2 раза меньше, чем для аналогичных ячеек КСО, благодаря более компактному размещению аппаратуры. Однако из-за более высокой стоимости масляных выключателей по сравнению с ВНП ячейки КСО с ВНП дешевле, чем ячейки КРУ с масляным выключателем. В целях экономии средств рекомендуется применять ячейки с ВНП там, где это возможно по техническим характеристикам (на отходящих от шин РУ линиях, питающих ТП мощностью до 1600 кВ А, батареи конденсаторов мощностью до 400 квар, электродвигатели мощностью до 1500 кВт) при условии, что за весь период времени между ремонтами производится не более ста включений—отключений.
Рис. 5. Шкаф серии K-XIII с масляным выключателем ВМП-10К: 1 — выкатная тележка; 2 — отсек выкатной тележки; 3 — отсек сборных шин
Конструкция шкафов ячеек КРУ и КСО разнообразна. Только выкатных ячеек КРУ насчитывается свыше 50 разновидностей в зависимости от назначения, вида аппаратов, тина вводов, способа передачи энергии (кабель, шины, BJ1). Несколько десятков модификаций имеют и ячейки КСО. Внутри шкафы делятся на отсеки сплошными стальными перегородками. Для большей безопасности ремонта шины размещают в одном отсеке, выключатель — в другом, разъединитель, трансформатор тока и кабельный вывод — в третьем, аппараты измерений и реле — в четвертом. Наиболее удобны для ремонта ячейки КРУ с выкатными выключателями.
На рис. 2 показан шкаф (камера) типа КСО-366, а на рис. 3 — типа КСО-292, которые могут комплектоваться выключателями ВМГ-10 и ВЭМ-10Э с приводами ПП-67 и ПЭ-11 и выключателями нагрузки ВНП-16 и ВНП-17 с приводами ПР-17, ПРА-17. Изготовляет камеры АО «Альстом — Свердловский электромеханический завод».
Для комплектных РУ внутренней установки чаще всего применяют шкафы серии КРУ2-10, КРУ2-10/2750, КР10/500, K-XII, K-XV.
Рис. 6. Примеры компоновки оборудования РП напряжением 6 (10) кВ:
а — отдельно стоящий РП; б — РП совмещенный с подстанцией напряжением 6 (10)/0.4 кВ; 1 — ячейки КРУ или КСО; 2 — конденсаторы; 3 — щит; 4 — вводное устройство; 5 — трансформатор
Комплектные РУ наружной установки (КРУН) напряжением 6 (10) кВ формируют из шкафов серии К-112, К-104М, К-105, К-105мс, К-ХШ, К-XXV и др. Шкафы серии КРУН (рис. 4) имеют местный подогрев, обеспечивающий нормальную работу приводов, выключателей, приборов учета и автоматики.
В шкафах серии К-ХШ (рис. 5), рассчитанных на ток 600... 1500 А, устанавливают выключатели типов ВМП-10К и ВМП- 10П с приводами ПЭ-11 и ПП-67.
Распределительный пункт (РП) представляет собой распределительное устройство, предназначенное для приема и распределения электроэнергии при напряжении 6...20 кВ. На предприятиях, внешнее электроснабжение которых осуществляется при напряжении 6 (10) кВ, сооружается главный распределительный пункт (ГРП), а ГПП в таких системах электроснабжения не требуется.
Примеры компоновки оборудования РП напряжением 6 (10) кВ приведены на рис. 6. В одном помещении с ячейками КРУ или КСО 1 расположены шкаф вводного устройства 4 и щит 3. Конденсаторные батареи 2 и трансформатор 5расположены в отдельных помещениях.
Рис. 7. Схема РП с расширенной возможностью подключения потребителей
Распределительные пункты обычно сооружают с одной системой шин, разделенной на две секции. На рис. 7 приведена схема РП, применяемого в качестве ГРП. Вводные линии J11 и J12 напряжением 6 (10) кВ от подстанций подключают к разным секциям сборных шин через масляные выключатели. Между секциями устанавливают секционные выключатели, в нормальных условиях работы находящиеся в отключенном состоянии. Непосредственно к линиям J11 и JT2 подключают трансформаторы собственных нужд и трансформаторы напряжения, с помощью которых цепи управления и измерения получают питание еще до включения выключателей вводов. Линии напряжением 6(10) кВ, отходящие к синхронным двигателям (СД), вводы и секционный аппарат подключают к сборным шинам через ячейки КРУ с выкатными выключателями.
Рис. 8. Схема присоединения потребителей непосредственно к РП напряжением 10 кВ
Рис. 9. Схема цехового РП напряжением 6 (10) кВ с одиночной системой шин
Для электроснабжения потребителей первой категории может использоваться схема РП, представленая на рис. 8.
Вводные и секционные выключатели обеспечивают возможность автоматического ввода резерва (АВР). Использование ячеек КРУ рекомендуется в наиболее сложных и ответственных установках с числом ячеек 15 и более. В остальных случаях рекомендуется применение более дешевых и требующих меньших плошадей ячеек КСО со стационарным расположением оборудования и односторонним обслуживанием. При числе отходящих линий меньше восьми сооружение РП в цехе нерационально и высоковольтные электроприемники подключают к РП соседнего цеха или непосредственно к шинам ГПП.
Для потребителей второй категории, не требующих АВР, рекомендуется секционировать шины РП двумя разъединителями и не устанавливать выключатели на вводах. Соответствующая схема цехового РП показана на рис. 9. Два секционных разъединителя QS3, QS4 предусматриваются для обеспечения безопасного ремонта любого из них без отключения обеих секций шин одновременно.
Согласно СИ 174-75, выключатели на вводах и между секциями шин при питании потребителей второй категории следует устанавливать только на крупных РП мощностью свыше 10 MB А. На всех присоединениях с номинальным током до 100 А при напряжении 10 кВ и до 200 А при напряжении 6 кВ рекомендуется устанавливать ячейки с выключателями нагрузки и предохранителями (ВНП). Предохранители устанавливают перед выключателями нагрузки для создания видимого разрыва при ремонте последних. Часть ячеек того же РП, в которых нельзя применять ВНП, комплектуют масляными выключателями.
