Комплектні осередки ру-10 кв

Навчальна тягова підстанція, розроблена НІІЕФА-Енерго, складається з осередків РУ-10кВ, осередки фідера постійного струму РУ-3,3кВ, осередки фідера змінного струму РУ-27,5кВ, тягового преобразовательного агрегату, показаних на малюнку 1.1.

Осередки КРУ повної заводської готовності механічно стикуються між собою в будь-якому поєднанні і поставляються з набором готових шин і кабелів для швидкого електричного з'єднання. Конструкція осередків забезпечує можливість їх установки на рівну підлогу з твердим покриттям в капітальній будівлі або в спеціальних модулях. Конструктивне виконання осередків 27,5 кВ забезпечує їх одностороннє обслуговування і захист персоналу від дотиків до струмоведучих частин і локалізацію аварії при короткому замиканні всередині осередку.

При реконструкції діючих тягових підстанцій модулі
КРУ кВ можуть використовуватися як для постійної роботи на підстанціях, так і для створення тимчасових схем, забезпечуючи наступні переваги:

1 гнучкість у виборі необхідного набору устаткування;

2 мінімальні вимоги до відведення площ і будівництва фундаментів;

3 простота монтажу і демонтажу, мінімальний обсяг монтажних і пусконалагоджувальних робіт.

Всі ці переваги вказують на те, що і монтаж, і експлуатація тягових підстанцій в модульному виконанні більш вигідні, ніж тягових підстанцій у вигляді відкритих розподільних пристроїв.

Високовольтні вводи в осередок можуть бути виконані в двох варіантах: проводами і шинами. Струмопровідні частини всередині осередків виконуються тільки шинами.

КРУ комплектуються мікропроцесорними пристроями захистів і автоматики типу БМРЗ (блок мікропроцесорний релейного захисту), які призначені для виконання функцій релейного захисту, автоматики, управління і сигналізації. БМРЗ - цифровий пристрій, що здійснює весь комплекс захистів всіх приєднань і, забезпечуючи простоту і надійність в експлуатації, не вимагає спеціального технічного обслуговування

Основні параметри КРУ серії К - 99 представлені в таблиці 1.

Таблиця 1 - Параметри КРУ серії К - 99

Не менш 30 років

Харчування підстанції здійснюється по введенню 10кВ (осередок 1). Напруга 10кВ по кабелю від розподільної підстанції подається через силовий роз'єм QS 1-10, вимикач Q 1-10, силовий роз'єм QS 2-10 на збірні шини РУ-10кВ. До шин РУ-10кВ підключені трансформатори напруги (TV) ЗНОЛ.06-10 (група № 3) через запобіжники FU і роз'єм QS 5-10. Для захисту обмоток трансформатора встановлений обмежувач перенапруг (ОПН) FV. З збірних шин 10кВ через силовий роз'єм QS 3-10 осередку 2, вакуумний вимикач (Q 2-10) ВВЕ-М-10-20 і роз'єм QS 4-10 напруга подається на тяговий агрегат, що складається з двохобмотувальні трансформатора (Т) ТС 63/04 і шестіпульсового випрямляча (UD) В-ТПЕМ-1,6к-825. Перетворювальний трансформатор має схему з'єднання обмоток "зірка- трикутник" для шестіпульсовой мостової схеми випрямлення. Від висновків вторинних обмоток перетворювального трансформатора напруга подається на випрямними установку UD.

Напруга постійного струму з виходу випрямляча через шини надходить в клітинку № 4 фідера КС РУ-3,3кВ. В РУ-3,3кВ застосовані жорсткі шини: головна "плюс" шина (+ ГШ), запасна "плюс" шина (+ ЗШ) і мінусова шина (-Ш).

Осередок фідера 3,3кВ є модуль, що включає камеру роз'єднувачів РВРЗ-1Б-10/4000 М У3, шафа управління і камеру автомата, де встановлені два швидкодіючих вимикача типу ВАБ-49 з РДШ-3000, датчики струму (ДТ) КА і напруги (ДН) KV.

Харчування контактної мережі здійснюється від головної "плюс" шини через шинний роз'єднувач QS 1.1-3,3, швидкодіючі вимикачі QF 1, QF 2, лінійний роз'єднувач QS 1.2-3,3 і щогловий роз'єднувач QS 3-3,3 приводяться в рух двигуном (імітується реле). Обхідний роз'єднувач QS2 -3,3 призначений для забезпечення живлення контактної мережі при виведенні в ревізію обладнання осередку 3,3кВ. В осередку також встановлюється ОПН FV4 для захисту РУ-3,3кВ від перенапруг.

З метою вивчення особливостей тягових підстанцій змінного струму встановлена осередок 5 «фідер к.с. РУ-27,5 кВ ». У цьому осередку розміщено наступне високовольтне обладнання: вакуумний вимикач ВБЦО-27,5, два роз'єднувача РР-35/1000 У3, прохідний трансформатор струму ТПЛ- 35-1000 УХЛ 2, ОПН, прохідний ізолятор на напругу 27,5 кВ. Від головної шини фази А (В) через шинний роз'єднувач QS1.1- 27,5, вимикач Q1- 27,5, лінійний роз'єднувач QS1. 2-27,5 напруга подається в контактну мережу. Для виведення в ревізію фидерного вимикача без перерви харчування в контактній мережі служить обхідний роз'єднувач QS 2-27,5, підключений до обхідний шині (імітується реле).

Малюнок 1 - Однолінійна схема навчальної тягової підстанції

Комплектні осередки РУ-10 кВ

У лабораторії встановлено три камери КРУ серії К-99, що стоять в один ряд: осередок № 1 введення (ВВ), осередок № 2 преобразовательного агрегату (ПВА), осередок № 3 трансформатора напруги (ТН).

Розглянемо однолінійну схему комірки ВВ по малюнку 3. В полі ВВ, крім струмоведучих шин і ізоляторів, встановлено наступне високовольтне обладнання: вакуумний вимикач з вбудованим електромагнітним приводом ВВЕ-М-20/630-У3 (Q1), обмежувачі перенапруг ОПН-10/29 (FV1 ... FV3), трансформатори струму ТЛК-10-6 У3-100 / 5 (ТА 1 ... ТА3), силові роз'єми (QS1 ... QS2), заземлювальні ножі QSG.

Викочування конструкція візка з вимикачем і іншими елементами забезпечує безпеку робіт при обслуговуванні і ремонтах. Напруга на збірних шинах і нерухомому контакті силового роз'єму зберігається і закривається шторкою при перекладі візки в "ремонтне положення".

КРУ серії К-99 складаються з окремих шаф, що вмонтовуються в порядку, визначеному опитувальних листом з урахуванням схем головних ланцюгів.

Шафи з вимикачем, трансформатором напруги, силовими запобіжниками, секційним роз'єднувачем, мають викочування елемент, на якому встановлюється відповідна комплектує апаратура. Шафи кабельних збірок і глухого шинного введення не мають викатних елементів. Шафи КРУ з викочування елементом, незалежно від схем головних і допоміжних з'єднань, мають однакові габаритно-монтажні розміри.

На малюнку 2 показаний загальний вигляд шафи з вимикачем. Решта типовиконання шаф мають подібну конструкцію елементу викочування.

Захист металоконструкції КРУ від корозії здійснюється лакофарбовими і гальванічним покриттям.

Шафи поділених суцільними перегородками на відсіки:

- відсік вторинних ланцюгів

- відсік введення (виведення);

- відсік збірних шин;

- відсік елементу викочування.

1 - відсік введення (виведення); 2 - відсік збірних шин; 3 - короб кабельний;

4 - відсік вторинних ланцюгів; 5 - відсік елементу викочування; 6 - несучий каркас

Малюнок 2 - Габаритні розміри шафи КРУ

Рисунок 3 Однолінійна схема комірки № 1ввода (ВВ)

В осередках РУ-10кВ К-99 навчальної лабораторії застосовані вакуумні вимикачі ВВЕ-М-10-20 / 630-У3 з електромагнітним приводом, конструкція яких приведена на малюнку 4.

Малюнок 4 - Загальний вигляд осередку вимикача ВВЕ-М-10-20 / 630-У3

Вимикач складається з підстави 1, забезпеченого катками 11 на візку, тут же за допомогою болтів закріплена рама 2. На рамі встановлюється вал вимикача 12 з механізмом вільного розчеплення 9, буфер 6, вбудований електромагнітний привід 5, полюси 4, лицьова кришка 10, тяги ізоляційні 3, блок сигналізації 7, ножі заземлення 14, кнопка ручного аварійного відключення 8, механізм доведення вимикача в шафу комірки 13.

Управління вимикачем здійснюється вбудованим електромагнітним приводом 5 залежного (прямої дії).

Операція включення вимикача здійснюється за рахунок тягового зусилля електромагніту включення. Відключається вимикач за рахунок енергії, попередньо збереженої відключає пружиною при включенні.

Перетворювальний агрегат (випрямляч) тягової підстанції призначений для перетворення змінного струму промислової частоти в постійний, який використовується для живлення тягових споживачів. Кожен агрегат складається з трансформатора і випрямної установки, підключених через комутаційні апарати з боку тягової мережі до шин РУ-3,3кВ; а з боку живлячої напруги до РУ-10кВ. Найбільш важливими характеристиками агрегату є схема випрямлення, номінальні потужність, напруга і струм.

Схема з'єднання обмоток тягового трансформатора Т і принципова схема випрямляча показані на малюнку 1. Первинна обмотка трансформатора з'єднана в "зірку", а вторинна - в "трикутник".

Для навчальних цілей на підстанції встановлено трансформатор ТС-63 / 0,4 з живленням від трифазної мережі напругою 380 В.

Позначення типу випрямної установки включає дві частини: буквенную В-ТПЕМ (випрямляч - трифазний струм на вході (напруга), постійний струм (напруга) на виході, з природним повітряним охолодженням, для метрополітену) і числову 1500/825 (номінальний випрямлений струм 1500А, номінальне випрямлена напруга 825В). Випрямна установка знаходиться в шафі закритого типу. Всередині на каркасі розміщені діоди з охолоджувачами та вимірювальні шунти. На лицьову панель двері шафи управління випрямляча винесені цифрові вимірювальні прилади PV і РА.

Осередок фідера контактної мережі РУ-27,5 кВ розділена на дві секції. У першій секції знаходиться однополюсною вакуумний вимикач ВБЦО-27,5. У другій секції осередки розташовані два роз'єднувача (фідерний і лінійний) РР-35/1000 У3с загальним моторним приводом. На перегородці осередки знаходяться ОПН, прохідний ізолятор ИПЛ-35, і прохідний трансформатор струму ТПЛ-35. Управління осередком здійснюється блоком мікропроцесорного релейного захисту фідера контактної мережі (БМРЗ ФКС).

Прохідні ізолятори типу ИПЛ - 35 використовуються для ізоляції корпусів осередків при переході струмоведучих частин з одного осередку в іншу. Опорні ізолятори (як в ЗРУ - 10 кВ і ЗРУ - 3,3 кВ) тут не застосовуються через порівняно невеликих розмірів осередків.

Обмежувачі перенапруг (ОПН) типу ОПН - 27,5 захищає обладнання осередків від комутаційних і атмосферних перенапруг.

Роз'єднувачі КРУ - 27,5 кВ типу РР також мають деякі переваги перед роз'єднувачами ОРУ - 27,5 кВ типу РЛНД або РГ. Наприклад, при однакових інших характеристиках роз'єднувачі типу РР не мають заземлюючих ножів, а їх рухливі контакти при розриві ланцюга поміщаються в роз'єми, розташовані на заземленому корпусі осередки.

Вимикач ВБЦО-27,5 - комутаційний апарат високої напруги, в якому гасіння дуги відбувається в вакуумних дугогасильних камерах (КДВ). Принцип дії КДВ заснований на гасінні електричної дуги змінного струму контактами, розмикаємими в вакуумі. Дуга горить в парах матеріалу і гасне, як правило, при першому проході струму через нуль.