Шины распределительных устройств кратко
Обновлено: 02.07.2024
Шины являются жесткими неизолированными проводниками, из которых выполняются сборные шины распределительных устройств, электрическое соединение между аппаратами и присоединение их к сборным шинам.
Сборные шины распределительных устройств представляют собой неизолированные, сравнительно массивные токоведущие проводники. В пределах помещения закрытого РУ все ответвления от шин и присоединения к аппаратам выполняются также голыми проводниками, образующими ошиновку.
Шины распределительных устройств (РУ) выполняются гибкими и жесткими:– Гибкие шины представляют собой сталеалюминевые провода, подвешиваемые к опорным конструкциям (порталам) с помощью гирлянд подвесных изоляторов.
– Жесткие шины прокладываются по опорным изоляторам, устанавливаемым на различных конструкциях.
Материал.
–Медные шины имеют малое удельное сопротивление, но используются только в особых случаях и при соответствующем технико–экономическом обосновании, из–за высокой стоимости.
–Стальные шины используются в маломощных электроустановках при рабочих токах до 200–300 А.
–Шины из алюминия и его сплавов.имеютвысокую степень электропроводности, коррозийную стойкость, сравнительно малый вес, относительно невысокую стоимость.
Исполнение.
–Прямоугольник – плоские шины (рис. 1. а) (допустимый ток до 2000А), обеспечивают хороший отвод тепла в окружающую среду, так как имеют большую поверхность охлаждения.
–Пакет шин (рис. 1. б, в), допустимый ток выше (две полосы–3200А, три–4100А). Недостатки: неравномерно распределенного тока, ухудшенное охлаждение, плохая механическая устойчивость, к токам КЗ.
–Коробчатые шины (рис. 1. г)используются в сетях напряжением 10–35 кВ. Достоинства: малое влияние эффекта близости, хорошее охлаждение. Недостатки: неравномерное распределение токов, что вызывает возникновение коронного разряда при пробое воздуха, и последующее разрушение изоляции и металла.
–Трубчатые шины (рис. 1. д)хорошо отводят тепло и отличается высокими характеристиками по прочности. электрическое поле распределяется равномерно, препятствуя появлению коронирования.
Рис. 1. Формы поперечного сечения шин: a – прямоугольник; б – пакет из двух полос; в – пакет из трех полос; г – коробчатые шины; д – трубчатые шины
Окраска.
Шины должны быть обозначены:
–при переменном трехфазном токе: (Рис. 2.1; 2.2; 2.3)
шины фазы А – желтый,
фазы В – зеленый,
фазы С – красный,
Нулевая рабочая N – синий,
| Рис. 2.1– окраска шин фаз А–В–С в РУ |
Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие PEN – голубой цвет по всей
длине и желто–зеленые полосы на концах.
–при переменном однофазном токе: шина B, присоединенная к концу обмотки источника питания – красным цветом; шина A, присоединенная к началу обмотки источника питания, – желтым цветом.
–при постоянном токе: положительная шина (+) – красным цветом, отрицательная (–) – синим и нулевая рабочая М – голубым цветом.
Расположение.
1.При трёхфазном переменном токе:
а) при горизонтальном расположении:
– одна под другой: сверху вниз А–В–С;
– одна за другой (Рис. 3), наклонно или треугольником: наиболее удаленная шина –А, средняя – В, ближайшая к коридору обслуживания – С;
Рис. 3 – горизонтальное расположение шин фаз А–В–С
б) при вертикальном расположении (в одной плоскости или треугольником):
–слева направо А–В–С или наиболее удаленная шина – А, средняя – В, ближайшая к коридору обслуживания – С;
2. В пяти– и четырехпроводных цепях трехфазного переменного тока в электроустановках напряжением до 1 кВ расположение шин должно быть следующим:
–при горизонтальном расположении: одна под другой: сверху вниз А–В–С–N–PE (PNE);
одна за другой: наиболее удаленная шина A, затем фазы B–C–N, ближайшая к коридору обслуживания – PE (PEN);
–при вертикальном расположении: слева направо А–В–С–N–PE (PNE) или наиболее удаленная шина A, затем фазы B–C–N, ближайшая к коридору обслуживания – PE (PEN);
3. При постоянном токе шины должны располагаться:
–сборные шины при вертикальном расположении: верхняя М, средняя (–), нижняя (+);
–сборные шины при горизонтальном расположении: наиболее удаленная М, средняя (–) и ближайшая (+), если смотреть на шины из коридора обслуживания;
Выбор.
Шины распределительных устройств выбираются исходя из:
1) Значения допустимого тока,
2) Устойчивости к токам КЗ,
3) Термической стойкости,
4) Электродинамической стойкости,
5) Устойчивости к коронированию.
Измерительные приборы СЭС
Назначение
Измерительные приборы предназначены для выработки сигналов в форме, доступной для непосредственного наблюдения.
К ним относятся, например: счетчик, амперметр, вольтметр, ваттметр, измерительные трансформаторы тока и напряжения.
К основным мерам электрических величин относятся меры: эдс, электрического сопротивления, индуктивности, электрической емкости , активная и реактивная мощность.
По виду получаемой информации электроизмерительные приборы делятся на приборы для измерения электрических и неэлектрических величин;
Основной частью каждого такого прибора является измерительный механизм. При воздействии измеряемой электрической величины на измерительный механизм прибора подается соответствующий сигнал на отсчетное устройство, по которому определяют значение измеряемой величины.
по методу измерения :
1) на приборы непосредственной оценки (амперметр, вольтметр и др.)
2) приборы сравнения (измерительные мосты и компенсаторы);
по способу представления измеряемой информации :
2) дискретные (цифровые).
Счетчики
Счетчики серии ЕвроАЛЬФА предназначены для управления и учета электроэнергии так и автономно и служат для:
· Измерения активной и реактивной энергии и мощности в режиме многотарифности.
· Учета потребления и сбыта электроэнергии.
Счетчики ЕвроАЛЬФА предназначены для применения на перетоках, генерации, высоковольтных подстанциях, в распределительных сетях и у промышленного потребителя.
Шины являются жесткими неизолированными проводниками, из которых выполняются сборные шины распределительных устройств, электрическое соединение между аппаратами и присоединение их к сборным шинам.
Сборные шины распределительных устройств представляют собой неизолированные, сравнительно массивные токоведущие проводники. В пределах помещения закрытого РУ все ответвления от шин и присоединения к аппаратам выполняются также голыми проводниками, образующими ошиновку.
Шины распределительных устройств (РУ) выполняются гибкими и жесткими:– Гибкие шины представляют собой сталеалюминевые провода, подвешиваемые к опорным конструкциям (порталам) с помощью гирлянд подвесных изоляторов.
– Жесткие шины прокладываются по опорным изоляторам, устанавливаемым на различных конструкциях.
Материал.
–Медные шины имеют малое удельное сопротивление, но используются только в особых случаях и при соответствующем технико–экономическом обосновании, из–за высокой стоимости.
–Стальные шины используются в маломощных электроустановках при рабочих токах до 200–300 А.
–Шины из алюминия и его сплавов.имеютвысокую степень электропроводности, коррозийную стойкость, сравнительно малый вес, относительно невысокую стоимость.
Исполнение.
–Прямоугольник – плоские шины (рис. 1. а) (допустимый ток до 2000А), обеспечивают хороший отвод тепла в окружающую среду, так как имеют большую поверхность охлаждения.
–Пакет шин (рис. 1. б, в), допустимый ток выше (две полосы–3200А, три–4100А). Недостатки: неравномерно распределенного тока, ухудшенное охлаждение, плохая механическая устойчивость, к токам КЗ.
–Коробчатые шины (рис. 1. г)используются в сетях напряжением 10–35 кВ. Достоинства: малое влияние эффекта близости, хорошее охлаждение. Недостатки: неравномерное распределение токов, что вызывает возникновение коронного разряда при пробое воздуха, и последующее разрушение изоляции и металла.
–Трубчатые шины (рис. 1. д)хорошо отводят тепло и отличается высокими характеристиками по прочности. электрическое поле распределяется равномерно, препятствуя появлению коронирования.
Рис. 1. Формы поперечного сечения шин: a – прямоугольник; б – пакет из двух полос; в – пакет из трех полос; г – коробчатые шины; д – трубчатые шины
Окраска.
Шины должны быть обозначены:
–при переменном трехфазном токе: (Рис. 2.1; 2.2; 2.3)
шины фазы А – желтый,
фазы В – зеленый,
фазы С – красный,
Нулевая рабочая N – синий,
| Рис. 2.1– окраска шин фаз А–В–С в РУ |
Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие PEN – голубой цвет по всей
длине и желто–зеленые полосы на концах.
–при переменном однофазном токе: шина B, присоединенная к концу обмотки источника питания – красным цветом; шина A, присоединенная к началу обмотки источника питания, – желтым цветом.
–при постоянном токе: положительная шина (+) – красным цветом, отрицательная (–) – синим и нулевая рабочая М – голубым цветом.
Расположение.
1.При трёхфазном переменном токе:
а) при горизонтальном расположении:
– одна под другой: сверху вниз А–В–С;
– одна за другой (Рис. 3), наклонно или треугольником: наиболее удаленная шина –А, средняя – В, ближайшая к коридору обслуживания – С;
Рис. 3 – горизонтальное расположение шин фаз А–В–С
б) при вертикальном расположении (в одной плоскости или треугольником):
–слева направо А–В–С или наиболее удаленная шина – А, средняя – В, ближайшая к коридору обслуживания – С;
2. В пяти– и четырехпроводных цепях трехфазного переменного тока в электроустановках напряжением до 1 кВ расположение шин должно быть следующим:
–при горизонтальном расположении: одна под другой: сверху вниз А–В–С–N–PE (PNE);
одна за другой: наиболее удаленная шина A, затем фазы B–C–N, ближайшая к коридору обслуживания – PE (PEN);
–при вертикальном расположении: слева направо А–В–С–N–PE (PNE) или наиболее удаленная шина A, затем фазы B–C–N, ближайшая к коридору обслуживания – PE (PEN);
3. При постоянном токе шины должны располагаться:
–сборные шины при вертикальном расположении: верхняя М, средняя (–), нижняя (+);
–сборные шины при горизонтальном расположении: наиболее удаленная М, средняя (–) и ближайшая (+), если смотреть на шины из коридора обслуживания;
Выбор.
Шины распределительных устройств выбираются исходя из:
1) Значения допустимого тока,
2) Устойчивости к токам КЗ,
3) Термической стойкости,
4) Электродинамической стойкости,
5) Устойчивости к коронированию.
Измерительные приборы СЭС
Назначение
Измерительные приборы предназначены для выработки сигналов в форме, доступной для непосредственного наблюдения.
К ним относятся, например: счетчик, амперметр, вольтметр, ваттметр, измерительные трансформаторы тока и напряжения.
К основным мерам электрических величин относятся меры: эдс, электрического сопротивления, индуктивности, электрической емкости , активная и реактивная мощность.
По виду получаемой информации электроизмерительные приборы делятся на приборы для измерения электрических и неэлектрических величин;
Основной частью каждого такого прибора является измерительный механизм. При воздействии измеряемой электрической величины на измерительный механизм прибора подается соответствующий сигнал на отсчетное устройство, по которому определяют значение измеряемой величины.
по методу измерения :
1) на приборы непосредственной оценки (амперметр, вольтметр и др.)
2) приборы сравнения (измерительные мосты и компенсаторы);
по способу представления измеряемой информации :
2) дискретные (цифровые).
Счетчики
Счетчики серии ЕвроАЛЬФА предназначены для управления и учета электроэнергии так и автономно и служат для:
· Измерения активной и реактивной энергии и мощности в режиме многотарифности.
· Учета потребления и сбыта электроэнергии.
Счетчики ЕвроАЛЬФА предназначены для применения на перетоках, генерации, высоковольтных подстанциях, в распределительных сетях и у промышленного потребителя.
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
В пределах помещения закрытого распределительного устройства все ответвления от шин и присоединения к аппаратам выполняются голыми проводниками, образующими ошиновку.
Сборные шины являются центральной и наиболее ответственной частью распределительного устройства, так как они предназначены для приема электроэнергии от генераторов станции или трансформаторов подстанции и распределения её между потребителями. В закрытых распределительных устройствах при токовой нагрузке до 2000 А применяются шины прямоугольного сечения, рисунок 4.1 а.
При токах свыше 2000 А применяются многополосные шины – пакеты из двух и реже трех полос на фазу, рисунок 4.1 б, нормальное расстояние между полосами в пакете принимается равным толщине одной полосы.
Близость полос одного и того же пакета друг к другу вызывает неравномерное распределение тока между ними. Так, например, в трех полосном пакете большая нагрузка приходится на крайние полосы, по сорок процентов, и меньшая на среднюю ‑ двадцать процентов.
При рабочих токах превышающих допустимые токи для шин из двух полос применяют шины корытного сечения, рисунок 4.1 д, которые позволяют лучше использовать проводниковый материал и получить высокую механическую прочность шинной конструкции.
В помещении закрытого распределительного устройства шины монтируются на специальных шинных полках или каркасах аппаратных ячеек.
Шины прямоугольного сечения укладываются плашмя, рисунок 4.2 а, или на ребро, рисунок 4.2 б.
Крепление однополосных шин на ребро улучшает условие их охлаждения, однако, при таком способе крепления и при расположении фаз в горизонтальной плоскости, рисунок 4.2 б, уменьшается электродинамическая стойкость ошиновки при коротких замыканиях по сравнению с креплением плашмя, рисунок 4.2 а.
Шины закрепляются на опорных изоляторах при помощи шинодержателей.
Рисунок 4.2‑Способы расположения однополосных шин
Шинодержатель состоит из двух планок 2 и 5, рисунок 4.3.
1-опорный изолятор; 2-стальная планка; 3-шина; 4-стальная распорная трубка; 5-алюминевая планка; 6-шпилька.
Рисунок 4.3 ‑ Способы крепления шин
Нижнюю планку 2 укрепляет на колпачке изолятора 1, а верхнюю 5, охватывающую шину, с противоположной стороны притягивают к нижней с помощью шпилек 6. Для уменьшения нагрева шинодержателей, обусловленного потерями на перемагничивание и вихревые токи, верхнюю планку изготовляют из алюминия. В некоторых случаях из немагнитного материала изготовляют также шпильки стягивающие планки шинодержателей.
Для возможности перемещения шин вдоль их оси при температурном удлинении шина в середине участка крепится жёстко, а в пролете – свободно. На тех опорных изоляторах, на которых должно быть обеспечено свободное продольное перемещение шины при изменении температуры её нагрева, между шиной 3 и верхней планкой 5 шинодержателя, рисунок 4.3, оставляют небольшой зазор, порядка 1,5 – 2мм. Это достигается при помощи распорных трубок 4, надетых на шпильки шинодержателя. Кроме того, при большой длине шинной конструкции устанавливаются компенсаторы из тонких полосок того же материала что и шины, рисунок 4.4.
1-шина; 2-компенсатор; 3-опорный изолятор; 4 - пружинящая шайба; 5 – болт.
Рисунок 4.4‑ Компенсатор для однополосных шин.
На том изоляторе, где установлен компенсатор, концы шин имеют скользящие крепления через продольные отверстия и шпильку с пружинящей шайбой. В местах присоединения к аппаратам изгибают шины или устанавливают компенсаторы, чтобы усилие, возникающие при температурных удлинениях шин, не передавалось на аппарат.
Соединение жёстких шин и ответвлений от них выполняют сваркой, рисунок 4.5, г, давлением (опрессовкой, рисунок 4.5), рисунок 4.5 д, и при помощи болтов, рисунок 4.5 а, б, в.
Соединение шин, выполненное сваркой, надёжно, просто, связано с небольшими затратами и осуществляется весьма быстро. Сопротивления контактов сварных соединений незначительны и постоянны. Шины прямоугольного сечения можно соединять и давлением. Этот способ основан на свойстве металлов диффундировать друг в друга под действием большого давления. Опрессовку шин производят при помощи специальных гидропрессов. Перед соединением, выполняемым внахлестку, рисунок 4.5 д, соприкасающиеся поверхности шин тщательно очищают от окислов и жиров. Длина соприкосновения участков и количество мест вдавливания зависят от сечения шин.
Болтовые соединения выполняют либо с помощью сквозных болтов, рисунок 4.5 а, либо с помощью сжимных накладок, рисунок 4.5 б, в. Недостатком болтовых соединений является не постоянство переходного сопротивления. Переходное сопротивление увеличивается с течением времени.
Рисунок 4.5 ‑ Виды жёстких контактных соединений плоских шин
Это связано с уменьшением давления в контакте вследствие ослабления затяжки болтов, вызванное разными коэффициентами линейного расширения алюминиевых шин и стальных болтов.
На рисунке 4.6 приведены различные способы установки пакета шин из двух полос и шин корытного сечения. Чтобы обеспечить достаточную механическую прочность шинной конструкции, предусматривают дистанционные прокладки между полосами составного проводника, рисунок 4.7 а.
Рисунок 4.6 ‑ Различные способы расположения пакетов шин
Шины корытного сечения соединяют с помощью накладок, привариваемых сверху и снизу, рисунок 4.7 б. Таким образом, пролет между двумя опорными изоляторами делится на несколько пролетов меньшей длины.
Рисунок 4.7‑Способы увеличения механической прочности
Шины и вся ошиновка закрытых распределительных устройств окрашиваются эмалевыми красками в опознавательные цвета, что позволяет оперативному персоналу легко распознать токоведущие части, относящиеся к определённым фазам и цепям.
Кроме того, окраска защищает шины от окисления и улучшает теплоотдачу с их поверхности. Увеличение допустимого тока от окраски алюминиевых шин составляет 25-28%.
Для шин различных фаз применяют следующие цвета окраски: фаза А – жёлтый, фаза B – зелёный и фаза С – красный.
В пределах помещения закрытого распределительного устройства все ответвления от шин и присоединения к аппаратам выполняются голыми проводниками, образующими ошиновку.
Сборные шины являются центральной и наиболее ответственной частью распределительного устройства, так как они предназначены для приема электроэнергии от генераторов станции или трансформаторов подстанции и распределения её между потребителями. В закрытых распределительных устройствах при токовой нагрузке до 2000 А применяются шины прямоугольного сечения, рисунок 4.1 а.
При токах свыше 2000 А применяются многополосные шины – пакеты из двух и реже трех полос на фазу, рисунок 4.1 б, нормальное расстояние между полосами в пакете принимается равным толщине одной полосы.
Близость полос одного и того же пакета друг к другу вызывает неравномерное распределение тока между ними. Так, например, в трех полосном пакете большая нагрузка приходится на крайние полосы, по сорок процентов, и меньшая на среднюю ‑ двадцать процентов.
При рабочих токах превышающих допустимые токи для шин из двух полос применяют шины корытного сечения, рисунок 4.1 д, которые позволяют лучше использовать проводниковый материал и получить высокую механическую прочность шинной конструкции.
В помещении закрытого распределительного устройства шины монтируются на специальных шинных полках или каркасах аппаратных ячеек.
Шины прямоугольного сечения укладываются плашмя, рисунок 4.2 а, или на ребро, рисунок 4.2 б.
Крепление однополосных шин на ребро улучшает условие их охлаждения, однако, при таком способе крепления и при расположении фаз в горизонтальной плоскости, рисунок 4.2 б, уменьшается электродинамическая стойкость ошиновки при коротких замыканиях по сравнению с креплением плашмя, рисунок 4.2 а.
Шины закрепляются на опорных изоляторах при помощи шинодержателей.
Рисунок 4.2‑Способы расположения однополосных шин
Шинодержатель состоит из двух планок 2 и 5, рисунок 4.3.
1-опорный изолятор; 2-стальная планка; 3-шина; 4-стальная распорная трубка; 5-алюминевая планка; 6-шпилька.
Рисунок 4.3 ‑ Способы крепления шин
Нижнюю планку 2 укрепляет на колпачке изолятора 1, а верхнюю 5, охватывающую шину, с противоположной стороны притягивают к нижней с помощью шпилек 6. Для уменьшения нагрева шинодержателей, обусловленного потерями на перемагничивание и вихревые токи, верхнюю планку изготовляют из алюминия. В некоторых случаях из немагнитного материала изготовляют также шпильки стягивающие планки шинодержателей.
Для возможности перемещения шин вдоль их оси при температурном удлинении шина в середине участка крепится жёстко, а в пролете – свободно. На тех опорных изоляторах, на которых должно быть обеспечено свободное продольное перемещение шины при изменении температуры её нагрева, между шиной 3 и верхней планкой 5 шинодержателя, рисунок 4.3, оставляют небольшой зазор, порядка 1,5 – 2мм. Это достигается при помощи распорных трубок 4, надетых на шпильки шинодержателя. Кроме того, при большой длине шинной конструкции устанавливаются компенсаторы из тонких полосок того же материала что и шины, рисунок 4.4.
1-шина; 2-компенсатор; 3-опорный изолятор; 4 - пружинящая шайба; 5 – болт.
Рисунок 4.4‑ Компенсатор для однополосных шин.
На том изоляторе, где установлен компенсатор, концы шин имеют скользящие крепления через продольные отверстия и шпильку с пружинящей шайбой. В местах присоединения к аппаратам изгибают шины или устанавливают компенсаторы, чтобы усилие, возникающие при температурных удлинениях шин, не передавалось на аппарат.
Соединение жёстких шин и ответвлений от них выполняют сваркой, рисунок 4.5, г, давлением (опрессовкой, рисунок 4.5), рисунок 4.5 д, и при помощи болтов, рисунок 4.5 а, б, в.
Соединение шин, выполненное сваркой, надёжно, просто, связано с небольшими затратами и осуществляется весьма быстро. Сопротивления контактов сварных соединений незначительны и постоянны. Шины прямоугольного сечения можно соединять и давлением. Этот способ основан на свойстве металлов диффундировать друг в друга под действием большого давления. Опрессовку шин производят при помощи специальных гидропрессов. Перед соединением, выполняемым внахлестку, рисунок 4.5 д, соприкасающиеся поверхности шин тщательно очищают от окислов и жиров. Длина соприкосновения участков и количество мест вдавливания зависят от сечения шин.
Болтовые соединения выполняют либо с помощью сквозных болтов, рисунок 4.5 а, либо с помощью сжимных накладок, рисунок 4.5 б, в. Недостатком болтовых соединений является не постоянство переходного сопротивления. Переходное сопротивление увеличивается с течением времени.
Рисунок 4.5 ‑ Виды жёстких контактных соединений плоских шин
Это связано с уменьшением давления в контакте вследствие ослабления затяжки болтов, вызванное разными коэффициентами линейного расширения алюминиевых шин и стальных болтов.
На рисунке 4.6 приведены различные способы установки пакета шин из двух полос и шин корытного сечения. Чтобы обеспечить достаточную механическую прочность шинной конструкции, предусматривают дистанционные прокладки между полосами составного проводника, рисунок 4.7 а.
Рисунок 4.6 ‑ Различные способы расположения пакетов шин
Шины корытного сечения соединяют с помощью накладок, привариваемых сверху и снизу, рисунок 4.7 б. Таким образом, пролет между двумя опорными изоляторами делится на несколько пролетов меньшей длины.
Рисунок 4.7‑Способы увеличения механической прочности
Шины и вся ошиновка закрытых распределительных устройств окрашиваются эмалевыми красками в опознавательные цвета, что позволяет оперативному персоналу легко распознать токоведущие части, относящиеся к определённым фазам и цепям.
Кроме того, окраска защищает шины от окисления и улучшает теплоотдачу с их поверхности. Увеличение допустимого тока от окраски алюминиевых шин составляет 25-28%.
Для шин различных фаз применяют следующие цвета окраски: фаза А – жёлтый, фаза B – зелёный и фаза С – красный.
Шины распределительных устройств (РУ) выполняются гибкими и жесткими. В качестве проводникового материала используется, как правило, алюминий. Гибкие шины представляют собой сталеалюминиевые провода, подвешиваемые к опорным конструкциям (порталам) с помощью гирлянд подвесных изоляторов.
Жесткие шины прокладываются по опорным изоляторам, устанавливаемым на различных конструкциях (рис. 1,а). Шина 1 закрепляется в шинодержателе, состоящем из планок 2 и 5 и стяжных шпилек 6. Нижняя планка 2 крепится к опорному изолятору 3 винтом 4. Для выполнения такого крепления в верхней части изолятора при его изготовлении армируется металлическая втулка с внутренней резьбой.
Шинодержатели при переменном токе более 600 А не должны создавать замкнутого магнитного контура вокруг шины. Для этого одна из накладок или один из стяжных болтов должны быть выполнены из немагнитного материала.
К оборудованию распределительного устройства шины крепятся с помощью аппаратных зажимов. На рис. 1, б показано болтовое крепление гибкой шины 1 с опрессованным наконечником 2 к аппаратному зажиму 3.
Рис. 1. Крепление и соединение шин
При монтаже жестких шин часто возникает необходимость их изгиба. Для наиболее распространенных плоских шин прямоугольного сечения радиус изгиба шины на плоскость должен быть не менее двойной толщины шины, при изгибе на ребро - не менее двойной ширины шины. При изгибе шины в штопор длина изгибаемой части должна быть не менее 2,5-кратной ширины шины.
Жесткие шины соединяют между собой сваркой или болтовым контактным соединением. Сварные соединения, выполняются, как правило, полуавтоматической сваркой на постоянном токе в среде аргона.
При затяжке болтовых соединений шин применяются средства стабилизации давления, например тарельчатые пружины (шайбы). Затяжка болтовых соединений осуществляется в два приема:
затяжка до полного сжатия тарельчатой пружины;
ослабление затяжки приблизительно на четверть оборота.
Провода гибкой ошиновки не должны иметь перекруток, расплеток, лопнувших проволок. Стрелы провеса не должны отличаться от проектных более чем на ±5%.
Соединения между смежными аппаратами должны быть выполнены одним отрезком шины (без разрезания). Присоединение ответвлений в шинном пролете должно быть выполнено без разрезания гибкой шины.
При монтаже болтовых соединений (рис. 1,в) в соединяемых шинах с помощью шаблона размечаются, а затем сверлятся отверстия. Диаметр отверстий должен быть больше диаметра болтов на 1. 2 мм. Контактные поверхности обрабатываются на специальных станках или напильником и покрываются слоем нейтральной смазки.
Коммутационные аппараты
Коммутационные аппараты (выключатели, разъединители) поставляются на монтажную площадку в собранном виде с комплектом металлоконструкций, позволяющих производить монтаж аппаратов, исключая сварочные работы.
Монтаж и регулировку коммутационных аппаратов следует производить в соответствии с монтажными инструкциями предприятий-изготовителей. Перед монтажом коммутационные аппараты освобождаются от заводской упаковки и осматриваются: проверяется состояние изоляторов, армировочных швов, прочность крепления отдельных элементов.
Выключатели и разъединители устанавливаются на опорные конструкции (фундамент). Выверяется вертикальность и горизонтальность установки аппарата. На опорную конструкцию устанавливается привод, проверяется и регулируется совместная работа привода и коммутационного аппарата.
К аппаратным зажимам полюсов подводится ошиновка. Монтаж ошиновки выполняется таким образом, чтобы в элементах выключателя и разъединителя не возникали механические напряжения от, пружинящего действия шин, температурных изменений их длины. Металлические части аппаратов, нормально не находящиеся под напряжением, подсоединяются к заземляющему устройству.
Особое внимание при монтаже разъединителя уделяется работе контактной системы. Оси контактов каждого полюса должны совпадать; полюса разъединителя должны замыкаться и размыкаться одновременно; контактное давление должно соответствовать заводским нормам.
Замеченные неисправности и дефекты в работе контактной системы устраняются специально предусмотренными в конструкции разъединителя регулировками.
Разъединители выполняются, как правило, с заземляющими ножами. Поэтому при монтаже проверяется работа блокировок от неправильных
операций с главными и заземляющими ножами разъединителя: при включенных главных ножах блокировка не должна позволять включение заземляющих ножей; при включенных заземляющих ножах блокировка не должна позволять включение главных ножей разъединителя.
Измерительные трансформаторы, аппараты защиты от перенапряжений, конденсаторные установки
Перед монтажом измерительных трансформаторов (тока, напряжения) проводится их осмотр. Проверяется целостность изоляции, исправность швов армировки, уровень масла в маслонаполненных трансформаторах, его электрическая прочность, измеряются характеристики изоляции обмоток.
Ревизия трансформаторов с выемкой активной части допускается лишь в том случае, когда имеются внешние признаки или результаты измерений, указывающие на возможные внутренние повреждения.
При монтаже измерительных трансформаторов должна быть обеспечена вертикальность и горизонтальность их установки на опорной конструкции.
В период монтажа измерительных трансформаторов напряжения их первичные и вторичные обмотки с целью безопасности закорачиваются, поскольку случайные прикосновения обмоток с временными проводами освещения, сварки, измерений могут вызвать трансформацию напряжения, опасного для жизни.
Все вторичные обмотки измерительных трансформаторов заземляются с целью безопасного обслуживания вторичных цепей при эксплуатации.
Высоковольтные вводы смонтированного трансформатора напряжения должны быть закорочены до его включения под напряжение. Корпус трансформатора должен быть заземлен.
Перед монтажом разрядников и ограничителей перенапряжений осматривается их фарфоровая покрышка, в которой не должно быть трещин и сколов, проверяется состояние швов армировки и положение герметизирующих прокладок. Легкое встряхивание или покачивание аппарата не должны вызывать внутреннего шума или позвякивания.
Аппараты в полимерных покрышках имеют меньшую массу, меньшую вероятность повреждения при транспортировке, хранении и монтаже, более надежны.
После установки аппарата защиты от перенапряжения на опорную конструкцию (фундамент) выполняется его ошиновка и подключение к заземляющему устройству. Все металлические части и швы армировки покрываются влагостойкой краской.
При монтаже конденсаторных установок должна быть обеспечена горизонтальная установка каркасов и вертикальная установка конденсаторов. Расстояние между дном конденсаторов нижнего яруса и полом помещения должно быть не менее 100 мм.
Паспорта конденсаторов (таблички с техническими данными) должны быть обращены в сторону прохода, из которого будет производиться их обслуживание.
Токоведущие шины и заземляющие проводники должны монтироваться таким образом, чтобы обеспечить удобство смены любого конденсатора во время эксплуатации. Ошиновка не должна создавать изгибающих усилий в выводных изоляторах конденсаторов.
Заземляющие устройства
Монтаж заземляющих устройств (ЗУ) состоит из следующих операций:
-подготовки земляной траншеи;
-установки заземлителей (вертикальных и горизонтальных) и соединения их между собой;
-прокладки заземляющих проводников;
-соединений заземляющих проводников с заземлителями и заземляемыми частями оборудования.
В качестве заземлителей используются в первую очередь естественные заземлители: железобетонные фундаменты зданий и сооружений, металлические трубы водопровода, металлические оболочки бронированных кабелей, проложенных в земле. Не допускается использовать в качестве естественных заземлителей трубопроводы горючих жидкостей и газов, трубопроводы канализации, алюминиевые оболочки кабелей.
При недостаточном сопротивлении естественных заземлителей устанавливают искусственные заземлители (рис. 2,а). С этой целью по периметру объекта (подстанции) роется траншея глубиной 0,7. 0,8 м. В дно траншеи заглубляются вертикальные заземлители (электроды) длиной 3. 5 м, в качестве которых используется стальной прокат:
-круглый диаметром не менее 16 мм;
-трубный диаметром не менее 32 мм;
-угловой сечением не менее 100 мм.
Рис. 2. Принципиальная схема ЗУ (а) и вертикальный заземлитель, подготовленный к заглублению вкручиванием (б):
1 -заземлитель вертикальный (электрод); 2 - заземлитель горизонтальный 3 - заземляющий проводник; 4 - металлические части оборудования, подлежащие заземлению; 5 - места сварки; 6 - ввод заземляющих проводников в здание; 7 - заземляющая шина
Заглубление электродов в грунт выполняется ударным способом, вдавливанием или вкручиванием. Для вкручивания применяется электрозаглубитель - дрель с редуктором, понижающим частоту вращения ниже 100 об/мин и соответственно увеличивающим вращающий момент на ввертываемом электроде. Нижнему концу электродов придается форма бурава (рис. 2,б).
После заглубления в грунт верхние концы электродов, выступающие на 150. 200 мм над дном траншеи, соединяются между собой горизонтальными заземлителями. В качестве горизонтальных заземлителей используется, как правило, полосовая сталь сечением не менее 100 мм или стальная проволока диаметром не менее 10 мм.
В открытых РУ дополнительно прокладываются продольные и поперечные горизонтальные заземлители, объединенные между собой в заземляющую сетку. Это необходимо для выравнивания электрического потенциала на территории РУ при стекании с заземляющего устройства тока замыкания на землю.
Все соединения вертикальных и горизонтальных заземлителей выполняются сваркой. Места сварки покрывают битумным лаком. При высокой коррозийной активности почвы по отношению к стали в качестве искусственных заземлителей используется оцинкованный стальной прокат.
Каждая металлическая часть электроустановки, подлежащая заземлению, присоединяется к заземлителям с помощью отдельного заземляющего проводника. Не допускается последовательное соединение двух и более элементов электроустановки одним заземляющим проводником.
Присоединение заземляющих проводников к заземлителям выполняется сваркой, а к металлическим частям оборудования, как правило, с помощью болтового соединения (для обеспечения возможности проведения измерений).
По окончании монтажа ЗУ составляется акт скрытых работ с указанием привязки заземляющего устройства к стационарным ориентирам. Траншея засыпается грунтом и утрамбовывается.
Заземление оборудования, находящегося внутри зданий, выполняется присоединением этого оборудования с помощью заземляющих проводников к заземляющей шине. Эта шина должна быть соединена с наружным контуром заземления не менее чем двумя заземляющими проводниками в разных точках.
Заземляющая шина крепится непосредственно к стенам зданий и сооружений с помощью дюбелей и строительно-монтажного пистолета. Крепление выполняется на высоте 0,4. 0,6 м от уровня пола через каждые 1,5 м.
Соединения отдельных полос заземляющей шины выполняются сваркой внахлестку. Длина нахлеста должна быть не менее двойной ширины шины.
После монтажа все открыто проложенные элементы ЗУ окрашиваются чередующимися продольными или поперечными полосами желтого и зеленого цвета.
Сборные шины распределительных устройств
Необходимость соединения между собой подводящих и отводящих электроэнергию линий обусловливает применение на станциях, подстанциях, распределительных устройствах и пунктах сборных шин.
К сборным шинам присоединяют все генераторы или трансформаторы, вводы и отходящие линии. Электрическая энергия поступает на сборные шины и по ним распределяется к отдельным отходящим линиям. Таким образом, сборные шины являются узловым пунктом схемы соединения, через который протекает вся мощность станции, подстанции или распределительного пункта . Повреждение или разрушение сборных шин означает прекращение подачи электроэнергии потребителям. Поэтому сборным шинам уделяют серьезное внимание при проектировании, монтаже и эксплуатации электроустановок.
Простейшей системой является так называемая одиночная система шин (рис. 1), применяемая в электроустановках малой мощности с одним источником питания.
Рис. 1. Одиночная система шин
На станциях и подстанциях, имеющих два и более трансформатора или генератора, в целях повышения надежности снабжения потребителей электроэнергией шины секционируют, т. е. делят на две, а иногда и большее число частей. К каждой секции должно быть присоединено по возможности равное число генераторов или трансформаторов и отходящих линий (рис. 2).
Рис. 2. Одиночная секционированная система шин с межсекционным разъединителем
Секционирование шин сообщает схеме большую эксплуатационную гибкость (при выходе из работы одной секции шин отключается только часть вводов и отходящих линий).
Отдельные секции шин могут быть соединены между собой разъединителями или выключателями. При секционировании шин разъединителем последний большей частью разомкнут. При этом обе секции работают раздельно, и при повреждении одной из секций питания лишается только часть потребителей. Кроме того, при раздельной работе трансформаторов снижаются токи короткого замыкания на стороне вторичного напряжения.
В случае повреждения трансформатора его отключают и обе секции соединяют между собой разъедиителем, отключив предварительно для предотвращения перегрузки неответственные потребители.
Допустима также работа с включенным разъединителем для обеспечения равномерного распределения нагрузки между питающими линиями. В этом случае при аварии на одной из секций прекращается питание электроэнергией всех потребителей на время, необходимое для разделения секций. В случае же автоматического отключения одного из источников питания второй источник будет перегружен в течение времени, необходимого для отключения неответственных потребителей.
При наличии межсекционного выключателя (рис. 3) последний может быть также при работе замкнутым или разомкнутым.
Рис. 3. Одиночная секционированная система шин с межсекционным выключателем
При работе с замкнутым выключателем его снабжают максимальной токовой защитой, которая автоматически отключает поврежденную секцию. Однако такое решение не рекомендуется, поскольку оно не дает существенных преимуществ по сравнению со схемами с межсекционными разъединителями.
Применение межсекционного выключателя рекомендуется только в тех случаях, когда он используется для автоматического включения резервного питания от другого рабочего источника и при нормальной работе электроустановки находится в разомкнутом состоянии.
При наличии на подстанции одиночной секционированной системы шин резервирующие друг друга отходящие линии следует присоединять к различным секциям шин.
Для большей надежности питания и большего удобства эксплуатационных переключений на крупных станциях и подстанциях применяют двойную систему шин (рис. 4), которая допускается только при наличии соответствующего обоснования в каждом отдельном случае.
Рис. 4. Двойная система сборных шин
При нормальной работе электроустановки одна система шин является рабочей, а другая — резервной. Обе системы шин могут быть соединены между собой шиносоединительным выключателем, который позволяет осуществить переход с одной системы шин на другую без перерыва в подаче энергии, а также может быть использован в качестве замены любого из выключателей электроустановки. В последнем случае линию, с которой выключатель снят для ремонта, присоединяют к резервной системе шин и соединяют рабочую и резервную системы шин шиносоединительным выключателем.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Шинные конструкции распределительных устройств
Сборные шины распределительных устройств представляют собой неизолированные, сравнительно массивные токоведущие проводники прямоугольного, круглого или профильного сечения. В пределах помещения закрытого РУ все ответвления от шин и присоединения к аппаратам выполняются также голыми проводниками, образующими ошиновку.
Сборные шины являются центральной и наиболее ответственной частью РУ, так как к ним поступает электроэнергия от всех генераторов станции (или трансформаторов подстанции) и к ним же присоединяются все отходящие линии.
В закрытых РУ до 35 кв включительно сборные шины выполняют из алюминиевых полос прямоугольного сечения. Стальные шины применяют в электроустановках малой мощности при токах нагрузки не свыше 300—400 А.
Следует отметить, что прямоугольные (плоские) проводники более экономичны, чем круглые. При равной площади сечения у прямоугольной шины боковая поверхность охлаждения больше, чем у круглой.
В помещении РУ шины монтируются на специальных шинных полках или каркасах аппаратных ячеек. Шины укладываются на опорных фарфоровых изоляторах на ребро или плашмя и закрепляются при помощи шинодержателей.
Существует много различных способов установки шин. Каждому из них присущи свои преимущества и недостатки.
Условия охлаждения шин, установленных на ребро, лучше, чем расположенных плашмя. В первом случае коэффициент теплоотдачи на 10—15% выше, чем во втором, и это учитывается при определении допускаемое токовой нагрузки (ПУЭ). Шины, обращенные к соседним своей узкой стороной (ребром), обладают большей механической устойчивостью.
Для возможности перемещения шин вдоль их осп при температурном удлинении шина в середине участка крепится жестко, а в пролете — свободно. Кроме того, при большой длине шин устанавливают компенсаторы, которые принимают на себя температурные удлинения. Две шинные полосы соединяются между собой при помощи гибкого пакета тонких медных или алюминиевых лент. Концы шинных полос имеют на опорном изоляторе не жесткое, а скользящее крепление через продольные овальные отверстия.
Для исключения температурных напряжений шины в некоторых случаях присоединяются к неподвижным аппаратам (зажимам) при помощи гибких пакетов, которые наращиваются на концах жестких шин.
Наибольшие применяемые размеры однополосных медных и алюминиевых шин составляют 120х10 мм.
При больших токовых нагрузках (для медных шин более 2650 А и для алюминиевых — 2070 А) применяют многополосные шины — пакеты из двух и реже из трех полос на фазу; нормальное расстояние между полосами в пакете принимают равным толщине одной полосы (b).
Близость полос одного и того же пакета друг к другу вызывает неравное распределение тока между ними: большая нагрузка приходится на крайние полосы пакета и меньшая — на средние. Например, в трехполосном пакете в крайних полосах протекает по 40%, а в средней — только 20% полного тока фазы. Это явление, аналогичное явлению поверхностного эффекта в одном проводнике, делает нецелесообразным применение более трех полос шин при переменном токе.
При рабочих токах, превышающих допустимые для двухполосных шин, наиболее целесообразно применять шины корытного профиля (швеллеры), дающие возможность лучше использовать проводниковый материал и получить высокую механическую прочность.
В настоящее время в мощных установках применяют пакет из двух швеллеров на фазу, который приближается по форме и kп к полому квадрату. Наибольший размер швеллера со стенкой 250 мм и толщиной 12,5 мм при двух швеллерах в пакете позволяет передавать ток 12 500 А для меди и 10 800 А — для алюминия.
Шины и вся ошиновка закрытого РУ окрашиваются эмалевыми красками в опознавательные цвета, что позволяет оперативному персоналу легко распознавать токоведущие части, относящиеся к определенным фазам и цепям.
Кроме того, окраска защищает шины от окисления и улучшает теплоотдачу с их поверхности. Увеличение допустимого тока от окраски шин составляет 15—17% для медных и 25—28% для алюминиевых шин.
Для шин различных фаз применяют следующие цвета окраски: трехфазный ток: фаза А — желтый, фаза В — зеленый, фаза С— красный; нулевые шины: при незаземленной нейтрали — белый, при заземленной нейтрали, а также заземляющие проводники — черный; постоянный ток: положительная шина — красный, отрицательная шина — синий.
Ошиновка открытых РУ может выполняться гибкими проводами или жесткими шинами. При напряжениях 35, 110 кв и выше для повышения коронного напряжения и снижения потерь на корону применяют провода только круглого сечения.
В большинстве открытых РУ ошиновка выполняется из многопроволочных сталеалюминиевых проводов такой же конструкции, как и на линиях электропередач.
Медные провода для ошиновки применяются лишь в тех случаях, когда открытое РУ расположено вблизи (около 1,5 км) берегов соленых морей или химических заводов, активные испарения которых и унос могут вызвать быструю коррозию алюминиевых проводов. В отдельных случаях в открытых РУ применяют жесткую ошиновку, которая выполняется из стальных или алюминиевых труб, укрепляемых на опорных изоляторах.
Сечения шин и других токоведущих проводников могут быть рассчитаны исходя из величины рабочих токов и допускаемых температур на основании условий нагрева.
Что касается шин, применяемых в РУ, то сечения их стандартизованы и для них составлены таблицы допустимых длительных токовых нагрузок. Поэтому в практических условиях нет необходимости вести расчет по формулам, а достаточно произвести выбор по таблицам.
Таблицы допустимых длительных токовых нагрузок на голые шины и провода рассчитаны и проверены экспериментально; при их составлении принята допустимая температура нагрева 70° С при температуре окружающего воздуха +25° С.
Такие таблицы для стандартных сечений шин и проводов из основных проводниковых материалов и определенных профилей (прямоугольный, трубчатый, швеллер, полый квадрат и др.) приведены в ПУЭ и справочниках.
Для шин прямоугольного сечения табличные токовые нагрузки составлены при установке их на ребро; поэтому при расположении шин плашмя нагрузки должны быть уменьшены на 5% для шин шириною полос до 60 мм и на 8% для шин шириною полос более 60 мм. В тех случаях, когда средняя температура окружающего воздуха отличается от стандартной (+25°С), допускаемые нагрузки шин, полученные из таблиц, должны быть пересчитаны по следующей приближенной формуле:
где IН—допускаемая нагрузка, взятая из таблиц.
Сечение проводников должно быть проверено по экономической плотности тока.
Экономическим сечением проводников или шин qЭК называют такое сечение, при котором суммарная величина ежегодных расходов, определенная по капитальным затратам и эксплуатационным расходам, оказывается наименьшей.
Экономическое сечение проводов и шин получается при делений, тока наибольшей нагрузки в нормальном режиме на электрическую плотность тока:
Полученное по экономическому условию сечение округляют до ближайшего стандартного и проверяют по длительно допускаемому току нагрузки. Следует отметить, что сборные шины РУ всех напряжений по экономической плотности тока не выбирают, так как экономические сечения при больших токах получаются равными либо меньше сечений, выбранных по нагреву.
Кроме этого, шины РУ проверяют на термическую и электродинамическую устойчивость при коротких замыканиях, а при 110 кв и выше — также на коронирование.
Таким образом, проводники любого назначения должны удовлетворять требованиям предельно допустимого нагрева с учетом не только нормальных, но и аварийных режимов.
Если сечение проводника, определенное по экономическим условиям и условиям длительной нагрузки, не равно сечению, которое требуется по другим аварийным условиям (термическая и динамическая устойчивость при коротких замыканиях), то должно приниматься большее сечение, удовлетворяющее всем условиям.
Следует также отметить, что при установке шин больших сечений необходимо обеспечивать наименьшие добавочные потери от поверхностного эффекта и эффекта близости и наилучшие условия для охлаждения. Это может быть достигнуто путем уменьшения числа полос в пакете и их надлежащего пространственного и взаимного расположения, рациональной конструкции пакета, применения профильных шин — корытных, полых и др.
При применении стальных шин определение величины допустимого тока производится несколько иным путем.
В стальных шинах вследствие поверхностного эффекта происходит значительное вытеснение тока к поверхности проводника глубина проникновения не превышает 1,5—1,8 мм.
Исследованиями установлено, что допустимая нагрузка стальных шин переменным током практически зависит от периметра поперечного сечения шин, а не от площади этого сечения.
На основании этих исследований принят следующий способ расчета стальных шин переменного тока:
1. Сначала определяют ток нагрузки шины (для однополосной шины не свыше 300—400 А) и находят линейную плотность тока:
где Iн — ток нагрузки, А; р — периметр поперечного сечения шины, мм.
Линейная плотность тока зависит от допустимой температуры перегрева стальной шины над температурой окружающего воздуха. Эта зависимость определяется следующим выражением:
Установлено, что при болтовых соединениях стальных шин величина Θ не должна превышать 40° С, а для сварных соединений она может быть повышена до 55° С.
Если принять температуру окружающего воздуха v0 — 35°, то линейная плотность тока при болтовых соединениях будет равна
2. По этим данным определяем величину необходимого периметра поперечного сечения шины:
По периметру шины, имея сортамент шин, можно легко подобрать нужный размер стандартных стальных полос, соблюдая условие
где h—высота шины, мм; b—толщина шины, мм.
Приведенный выше расчет стальных шин относится к однополосным шинам.
При больших токах нагрузки можно применить пакеты из нескольких стальных шин. В этом случае периметр поперечного сечения одной полосы шины, входящей в пакет, подбирается с соблюдением следующих условий:
Для упрощения расчетов можно пользоваться диаграммой зависимости периметра р поперечного сечения шины от тока нагрузки IН.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Читайте также: