Краевое государственное профессиональное образовательное
бюджетное учреждение
«Камчатский индустриальный техникум»
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
Тема ____________________________
МДК 01.03 «Электрооборудование электрических станций, сетей и систем.»
специальность13.02.03 «Электрические станции, сети и системы»
Работу выполнил
Шипилов Константин Валерьевич
Группа Э-119з
Преподаватель Пионтковский Владислав Александрович
г. Вилючинск, 2020
Комплектным распределительным устройством (КРУ) называется устройство, состоящее из шкафов, в которых смонтированы коммутационные аппараты, устройства, защиты, автоматики и телемеханики, измерительные приборы и вспомогательные устройства, поставляемые на место установки комплектно в собранном и полностью подготовленном для сборки виде.
КРУ предназначено для приема и распределения электроэнергии переменного трехфазного тока промышленной частоты 50 Гц, напряжением 6 и 10 кВ.
КРУ подразделяются на КРУ внутренней установки и КРУ наружной установки (КРУН). КРУ внутренней установки 6-10 кВ предназначены для работы в закрытых помещениях или сооружениях, выпускаются с одной системой сборных шин. Для напряжения до 35 кВ включительно КРУ имеют воздушную изоляцию, а для 110 кВ и выше – с изоляцией элегазом. По типу коммутационного аппарата КРУ внутренней установки подразделяются на КРУ с маломасляными или вакуумными выключателями и КРУ с электромагнитными выключателями.
Наибольшее применение получили КРУ внутренней установки следующих типов: К-ХII, К-ХV, КРУ2-10. К-ХХVI, К-ХVI, КМ-I, К-104, КР10-Д10, КВ-1, КВ-3, имеющие шкафы выкатного исполнения на базе маломасляных и вакуумных выключателей, и типов: К-ХXIV, К-ХX, КЭ-10/20, КЭ-6/40, КЭЭ-6, имеющие шкафы выкатного исполнения на базе электромагнитных выключателей.
КРУН 6-10 кВ предназначены для открытых распределительных устройств (ОРУ). КРУН имеют два основных конструктивных исполнения стационарное и выкатное. Применение получили КРУН следующих типов: КРУН-6/10Л, К-47, К-49, К-59, К-63, имеющие шкафы выкатного исполнения, и типов: КРН-10, КРН-Ш-10, имеющие шкафы стационарного исполнения на базе маломасляных выключателей.
По условиям обслуживания КРУ могут быть одностороннего обслуживания, с подходом с фасадной стороны, и двустороннего обслуживания (свободностоящие), устанавливаемые свободно с проходами с фасадной и задней стороны.
Конструктивно КРУ представляют собой металлические шкафы (ячейки), в которых установлены высоковольтные аппараты, различные приборы и вспомогательные устройства. Шкаф (ячейку) выполняют из стали, что обеспечивает необходимую прочность и ограничивает разрушения при возникновении КЗ, вентиляцию и выброс газов. Все шкафы одной серии КРУ выпускаются одних и тех же габаритов, а размеры шкафов различных сечений определяются применяемым оборудованием и его расположением.
В шкафах КРУ наружного исполнения предусматривается местный подогрев, который обеспечивает нормальную работу приводов выключателей, реле, счетчиков и измерительных приборов в зимнее время.
Преимущества КРУ:
- повышение надежности работы РУ;
- повышение безопасности и удобство обслуживания;
- максимальная индустриализация монтажных работ, что позволяет резко сократить объем работ на месте установки и сроки сооружения РУ;
- сокращение строительной площадки под РУ;
- возможность быстрого расширения и мобильность при реконструкции;
- возможность быстрой замены неисправного выключателя (при использовании выкатной тележки).
В зависимости от применяемого оборудования КРУ имеют различную конструкцию, а также схемы главных и вспомогательных соединений. Поэтому при их выборе ориентируются на сетку схем и каталожные данные.КРУ внутренней установки серии КРУ2-10Э/Э монтируются из отдельных конструктивно законченных элементов: шкафов и шинных кожухов, служащих для соединения отдельных секций КРУ. Шкаф КРУ2-10Э/Э (рис. 7.1) состоит из трёх блоков: корпус, выдвижной элемент и релейный шкаф.
Шкаф КРУ-2-10Э/Э с электромагнитным выключателем ВЭМ-10Э:
1 – отсек сборных шин; 2 изолятор опорный; 3 – сборные шины; 4 – изолятор проходной; 5 – съёмная крышка; 6 – отсек верхних разъёмных контактов главной цепи; 7, 10 – верхний и нижний разъёмные контакты главной цепи; 8 – линейный отсек; 9 – трансформатор тока; 11 – заземляющий разъединитель; 12 – корпус шкафа; 13 – выдвижной элемент; 14 – фасадная дверь; 15 – релейный шкаф
Корпус шкафа разделён металлическими перегородками и шторками на четыре отсека: сборные шины, верхние разъёмные контакты главной цепи, выдвижной элемент и линейный. Сборные шины в отсеке расположены на опорных изоляторах по треугольнику и связаны с верхними разъёмными контактами шинными отпайками, которые проходят сквозь перегородку через проходные изоляторы. Сверху отсек закрывается съёмной крышкой. Отсеки верхних разъёмных контактов и линейный отсек отделены от отсека выдвижного элемента металлическим съёмным листом и шторками падающего типа, которые автоматически закрывают проёмы к неподвижным контактам главной цепи при выкатывании выдвижного элемента.
В закрытом положении шторки со съёмным листом создают сплошную закрытую перегородку отсеков. Разъёмные неподвижные верхние и нижние контакты установлены на опорных изоляторах в своих отсеках. Кроме трансформаторов тока и кабельных присоединений в линейном отсеке устанавливаются заземляющий разъединитель и трансформаторы тока для защиты от замыканий на землю. Жилы двух кабелей присоединяются непосредственно к выводам трансформаторов тока. Для удобства присоединения трёх кабелей при токе 630 А к выводам трансформаторов тока крепятся переходные контакты уголкового профиля, к которым присоединяются жилы кабеля; на токи 1000-1600 А в отсеке устанавливается кабельная сборка.
На выдвижном элементе устанавливается электрооборудование в зависимости от типа шкафа. В верхней и нижней частях выдвижного элемента установлены подвижные разъёмные контакты главной цепи. В верхней части фасада выдвижного элемента устанавливаются подвижные контакты вспомогательных цепей. Выдвижной элемент имеет три основные положения: рабочее, контрольное и ремонтное. В рабочем положении выдвижной элемент находится в корпусе шкафа, при этом контакты главных и вспомогательных цепей, обеспечивающие нормальную работу шкафа КРУ, замкнуты.
В контрольном положении разъёмные контакты главных цепей разомкнуты (находятся на безопасном расстоянии в отношении электрического пробоя), а разъёмные контакты вспомогательных цепей могут быть замкнуты для возможности опробования выключателя с приводом. В ремонтное положение выдвижной элемент выкатывается из корпуса шкафа, при этом главные и вспомогательные цепи разомкнуты. Для возможности опробования выключателя с приводом в ремонтном положении цепи вспомогательных соединений тележки и корпуса могут быть соединены с помощью вставки.
Релейный шкаф представляет собой сварную металлическую конструкцию шкафного типа. В шкафу и на дверцах размещены аппараты управления защиты, сигнализации и приборы учёта и измерения. На задней стенке релейного шкафа может разместиться до 15 реле, а на передней стенке устанавливаются сигнальные реле, ключи управления, сигнальные лампы. На двери релейного шкафа устанавливают приборы измерения. В верхней части релейного шкафа устанавливается щиток, служащий для крепления магистральных шинок вспомогательных цепей, которые выполняются в виде изолированных проводов, и подключения ответвлений от магистралей. На дне релейного шкафа размещены до 132 зажимов для подсоединения контрольных кабелей и других внешних цепей. Ввод контрольного кабеля в шкаф осуществляется через специальные втулки, установленные в дне шкафа с правой стороны. В нижней части релейного шкафа имеются неподвижные (низковольтные) контакты вспомогательных цепей для связи с аппаратурой, установленной на выдвижном элементе.
Шкафы КРУ с выдвижными элементами имеют защитные шторки, которые вместе с перегородками между отсеком выдвижного элемента и отсеком ТТ создают сплошное ограждение, защищающее обслуживающий персонал от случайного соприкосновения с токоведущими частями, находящимися под высоким напряжением при выкатанном из шкафа выдвижном элементе. При вкатывании выдвижного элемента в шкаф шторки автоматически поднимаются и розетки разъёмных контактов, установленных на выдвижном элементе, приходят в контакт с ножами, установленными в корпусе шкафа КРУ. При выкатывании выдвижного элемента из шкафа КРУ шторки автоматически опускаются и закрывают проёмы к ножам разъёмных контактов.
Чтобы предотвратить возможность случайного попадания обслуживающего персонала к частям, находящимся под высоким напряжением в то время, когда выдвижной элемент находится вне шкафа КРУ (в ремонтном положении), предусмотрена возможность запирания шторочного механизма на замок. Для этой цели в корпусе шкафа и на нижней шторке имеется ушко с отверстием для установки висячего замка.
Ячейки КРУН серии К-47 унифицированы и независимо от схем первичных и вторичных соединений имеют аналогичную конструкцию основных узлов и одинаковые габаритные размеры (высота 2,2 м; глубина 1,25 м и ширина 0,75 м). Исключение составляют шкафы трансформатора собственных нужд и высокочастотной связи.
Основанием ячейки К-47 (рис. 7.2) служит рама 1, в которой приварены направляющие для колес и узла заземления выкатной тележки. С помощью болтового соединения на раме закреплен узел фиксации положения выкатной тележки 2
Шкаф КРУН серии К-47 с выключателями ВК-10:
1 – рама; 2 – узел фиксации выкатной тележки; 3 – отсек ввода; 4 – отсек сборных шин; 5 – отсек выкатной тележки; 6, 7 – съемные стенки; 8 – дверь; 9 – предохранительная стенка; 10 – крыша; 11, 12 – шины; 13, 19 – проходные изоляторы; 14 – вентиляторы; 15, 16 – разгрузочные клапаны; 17 – короткозамыкатели; 18 – блокировочный замок; 20, 21 – защитные шторки
Высоковольтная часть ячейки с помощью стенок и панели разделена на три отсека: ввода 3, сборных шин 4 и выкатной тележки 5. С задней стороны отсеки ввода 3 и сборных шин 4 закрыты съемными стенками 7. В стенке отсека ввода 3 для удобства проведения регламентных работ предусмотрена дверь 8, в проеме которой установлена предохранительная сетка 9, обеспечивающая возможность безопасного осмотра оборудования без снятия напряжения. Задние стенки 6 и 7 отсеков ввода 3 и сборных шин 4, а также крыша 10 служат одновременно наружной обшивкой КРУН.
Для уравновешивания температуры в отсеке ввода 3, а также для охлаждения трансформаторов тока, их контактных выводов, шин 12 и проходных изоляторов ввода (вывода) 13, в ячейках на номинальный ток 1600 А устанавливаются по два вентилятора 14, а крыши ячеек с воздушным вводом на номинальные токи 1000 и 1600 А выполнены из алюминия, что исключает местный перегрев и способствует лучшему охлаждению токоведущих частей.
Для обеспечения более надежной работы автоматики, ограничения времени горения открытой дуги КЗ в ячейках предусмотрены разгрузочные клапаны 15 и 16 и короткозамыкатели (заземляющие разъединители) 17. Короткозамыкателъ 17 автоматически накоротко замыкает на землю все три фазы, шунтируя тем самым дугу КЗ не более чем через 0,15 с.
Шкаф высокочастотной связи выполнен аналогично шкафу ТСН, отдельностоящим. Он предназначен для размещения оборудования связи и телемеханики. В шкафу размещены: щит электрооборудования, стол, электронагреватель, отсек для аккумуляторов, вытяжная труба.
В ячейках К-47 в целях предотвращения неправильных операций при проведении ремонтно-профилактических и других работ выполнены блокировки, не допускающие:
- перемещения выкатной тележки из контрольного положения в рабочее при включенных ножах заземляющего разъединителя;
- включения масляного выключателя при нахождении выкатной тележки между рабочим и контрольным положениями;
- перемещения выкатной тележки из рабочего положения в контрольное и обратно при включенном масляном выключателе;
- включения заземляющего разъединителя в ячейке секционирования с выключателем при рабочем положении выкатных тележек секционного выключателя и секционного разъединителя;
- включения заземляющего разъединителя сборных шин секции при включенном выключателе ввода или секционирования;
- вкатывания выкатной тележки далее контрольного положения при включенном заземляющем разъединителе.
КРУ типа USN-10 предназначено для приема и распределения электрической энергии переменного трехфазного тока частотой 50 Гц напряжением 6, 10, 15, 20 кВ. USN-10 применяется в качестве распределительных пунктов городских и промышленных подстанций, для электрических сетей промышленности, сельского хозяйства, электрических станций и электрификации железнодорожного транспорта.
КРУ типа USN-10 представляют собой щиты одностороннего обслуживания (есть варианты и двухстороннего обслуживания) в металлическом корпусе. Ячейки могут выполняться в трехотсечном (при этом глубина каждой ячейки 1000 мм) или четырехотсечном вариантах (глубина 1400 мм). Все отсеки (автоматики, выключателя, кабельный, шинный) отделены друг от друга металлическими перегородками. Степень защиты оболочки шкафа КРУ IP40. Ячейки предназначены для работы внутри помещения при температурном режиме от – 50 до +400C.
В КРУ типа USN-10 возможно применение вакуумных или элегазовых выключателей производителей: Таврида-Электрик, Siemens, ABB, Schneider Electric и других. Релейная защита может быть установлена любого завода–изготовителя (в стандартных вариантах применяется защита фирмы Siemens). Применяемые трансформаторы тока могут быть как российского (ОАО «Свердловский завод трансформаторов тока», ОАО «Самарский трансформатор»), так и европейского производства (например, АВВ).
Предусмотрены шторки и закрывающие контакты, автоматически управляемые от тележки. Съемная двухслойная конструкция отсека вторичных цепей позволяет проводить монтаж компонентов автоматики и самих вторичных цепей независимо от монтажа корпуса ячейки и силового оборудования. Схемы вспомогательных цепей разработаны на переменном и постоянном оперативном токе на напряжение оперативного питания 110 и 220 В.
Распредустройство USN состоит из разных ячеек, соединенных между собой. Электрическое соединение ячеек внутри щита осуществляется посредством сборных шин. Постоянная электрическая связь всех металлических корпусов обеспечивается посредством подключения оцинкованного корпуса ячеек к главной заземляющей сборной шине распредустройства. Кабели вторичных цепей проходят через щит над отсеками автоматики. Подключение этих кабелей возможно с любой стороны, а также сверху и снизу каждой ячейки. Ячейка представляет собой заземленную металлическую оболочку, соответствующую требованиям стандарта МЭК-298.
Это ячейка «бронированного типа», все отсеки разделены металлическими перегородками друг от друга:
- сборные шины (изолированные или без изоляции);
- выкатной элемент (выключатель, тележка разъединителя или тележка трансформаторов напряжения);
- кабельные присоединения высокого напряжения, заземляющий разъединитель, датчики и, возможно, трансформаторы напряжения;
- отсек автоматики и релейной защиты.
Изоляция между токопроводящими частями обеспечивается воздушными промежутками. Ячейка выключателя нагрузки с предохранителями, предназначенная для защиты вспомогательных трансформаторов, тоже разделена на два высоковольтных отсека – отсек сборных шин и общий отсек кабельного присоединения и привода выключателя нагрузки. Выключатель нагрузки является стационарным.
В отсеке сборных магистральных шин (рис. 7.3) монтируются плоские медные шины для токов до 3150 А. При специальном заказе или тропическом исполнении они покрываются защитным изоляционным материалом. Шины монтируются на специальных эпоксидных изоляторах. Специальная защитная открывающаяся вверх крышка не дает возникнуть большому давлению при возникновении электрической дуги. При специальном заказе возможна поставка ячеек с изолированными друг от друга отсеками магистральных шин. Для этого используются специальные проходные изоляторы.