Монтаж гнучкої ошиновки ОРУ. Комплектні трансформаторні підстанції блокові Жорстка ошинівка 110 кв.

Жест-ка оши-нов-ка ком-плект-на про-виробництва ТОВ «Т-ЕНЕРГІЯ» пред-на-зна-че-на для ви-пов-не-ня елек-три-че-ських зі-є-не-ній між-ду ви-со-ко-вольт-ни-ми ап-па-ра-та-ми від-критих (ОРУ) і за-критих (ЗРУ) роз-пре де-тель-них пристроїв 35-500 кВ. Жест-ка оши-нов-ка може застосовувати-ся разом з гнучкою, наприклад, у вигляді со-че-та-ния жорстких збір-них шин з гиб-ки-ми внут-ри-я-чей-ко-ви-ми свя-зя-ми.
Ком-плек-ти жорсткої оши-нов-ки на но-міналь-ні то-ки від 630 А до 4000 А з-го-тав-ли-ва-ють-ся як для ти-по-вих , Так і для неті-по-вих схем рас-пре-де-ли-тель-них пристроїв.

У со-ста-ві жорсткої оши-нов-ки ис-поль-зу-ють-ся уні-каль-ні, з точ-ки зору на-де-но-сти, зі-єди-ні- тільні еле-мен-ти - лі-ті ши-но-дер-жа-ті-ли з гиб-ки-ми свя-зя-ми. Ши-но-дер-жа-те-ли слу-жат для вос-при-я-тия ме-ха-ні-че-ських усилий, воз-ні-ка-ю-щих у вузлах со- єдиний, гнучкі зв'язки використовують для створення на-деж-них елек-три-че-ських кон-так-тов між-ду то-ко -Ве-ду-щі-ми ча-стя-ми. Лі-ті ши-но-дер-жа-те-ли з гиб-ки-ми свя-зя-ми ис-поль-зу-ют-ся для з'єднання шин між со-бою і для при-со-є-не-ня до об-ру-до-ва-ня. Для луч-шей адап-та-ції до услов-ви-ям вза-ім-но-го рас-по-ло-же-ня со-еди-ня-е-мих шин, кон-крет-ним осо-бен -но-стям кон-струк-ції ви-со-ко-вольт-них ап-па-ра-тів та ін. -но-дер-жа-те-лей. У рас-пре-де-ли-тель-них устро-ствах 220 кВ со-е-не-ня шин гиб-ки-ми свя-зя-ми ви-пов-ня-ють-ся ме-то-дом про -жим-ки.

Тех-ні-че-ські ха-рак-те-ри-сти-ки до 110 кВ

Тех-ні-че-ські ха-рак-те-ри-сти-ки 220 - 500 кВ

Вибір збірних шин РУ-10 кВ

Збірні шини РУ-10 кВ вибираються за такими умовами:

За допустимим струмом:

Розрахунковий струм збірних шин А.

Розрахунковий струм збірних шин визначаємо (8.1.3).

За номінальною напругою:

По термічній стійкості:

Вибір збірних шин 10 кВ представлений таблиці 18.

Таблиця 18 – Вибір збірних шин 10 кВ

Вибір струмопроводу 10 кВ

Струмопроводи напругою 6-10 кВ призначені для електричного з'єднання трансформатора з шафами комплектних розподільчих пристроїв (КРУ), що встановлюються в ланцюгах змінного струму трифазного частотою 50 і 60 Гц. Струмопроводи можуть застосовуватись і на інших об'єктах енергетики, промисловості, транспорту, сільського господарства тощо.

Струмопроводи вибираються за такими умовами:

За допустимим струмом:

де - довгостроково допустимий струм навантаження шин, А;

Максимальний розрахунковий струм півгодинного максимуму навантаження, який має місце при виході з ладу одного з двох ланцюгів дволанцюгового струмопроводу і перемиканні всього навантаження на ланцюг, що залишився в роботі, А.

Максимальний розрахунковий струм струмопроводу визначаємо (8.1.3).

За номінальною напругою:

По електродинамічній стійкості:

По термічній стійкості:

На стороні 10 кВ приймаємо до встановлення закритий трифазний струмопровід типу ТКС-10 кВ (Т - струмопровід; К - круглий; С - симетричний). Виробник: ПАТ "АБС ЗЕіМ Автоматизація" (м. Чебоксари).

Вибір струмопроводу 10 кВ представлений таблиці 19.

Таблиця 19 - Вибір струмопроводу 10 кВ

Вибір гнучкої ошиновки ОРУ-110 та ОРУ-35 кВ та опорних ізоляторів

Спуски та перемички між обладнанням виконані гнучким неізольованим дротом марки АС.

Визначимо економічно доцільний перетин провідника:

де - Економічна щільність струму, А/мм2;

Розрахунковий тривалий струм мережі, А.А.

Розрахунковий тривалий струм мережі визначається за такою формулою:

де: - Сума номінальної потужності споживачів, кВ;

Коефіцієнт розподілу навантаження на шинах (при кількості приєднань менше п'яти).

Номінальна напруга мережі, кВ.

Для сторони 110 кВ економічно доцільний переріз провідника дорівнюватиме:

Отриманий переріз округляємо до найближчого стандартного значення: . Однак, згідно з ПУЕ, мінімально допустимий діаметр дроту для ПЛ-110 кВ за умовами корони - . Вибираємо провід марки АС-70.

Аналогічно визначаємо економічно доцільний переріз провідника для сторони 35 кВ:

Отриманий переріз округляємо до найближчого стандартного значення: . Вибираємо один провід марки АС-50.

Гнучка ошиновка ОРУ-110 та ОРУ-35 кВ вибираються за такими умовами:

По нагріванню:

де: - Припустимий струм обраного перерізу дроту, А.

Для 110 кВ:

Перевірка на термічну стійкість

Розрахунок з перевірки гнучкого неізольованого дроту марки АС на термічну стійкість зробимо згідно .

Розрахунок провадимо в наступній послідовності:

На малюнку 8.9 вибираємо криву, відповідну матеріалу провідника, що перевіряється, і за допомогою цієї кривої, виходячи з початкової температури провідника, знаходимо значення величини при цій температурі. Як початкова прийнята температура - , тоді:

Інтеграл Джоуля за розрахункових умов КЗ визначаємо за формулою:

де: - Трифазний розрахунковий струм КЗ на лінії, А;

Час дії релейного захисту;

Еквівалентна постійна часу згасання аперіодичної складової струму КЗ, с.

Визначимо значення величини, що відповідає кінцевій температурі нагріву провідника, за формулою:

де: - Площа поперечного перерізу провідника,

За знайденим значенням величини, використовуючи обрану криву на малюнку 8.9, визначимо температуру нагріву провідника до моменту відключення КЗ і порівняємо її з гранично допустимою температурою (для сталеалюміневого дроту).

Термічна стійкість провідника забезпечується, оскільки виконується умова:

Перевірка перерізу на електродинамічну стійкість при КЗ

Розрахунок з перевірки гнучкого неізольованого дроту марки АС на електродинамічну стійкість зробимо згідно .

При перевірці гнучких провідників на електродинамічну стійкість розрахунковими величинами є максимальне тяжіння та максимальне зближення провідників при КЗ.

Електродинамічна стійкість гнучких провідників забезпечується, якщо виконуються умови:

де - допустиме тяжіння у дротах, Н;

Відстань між провідниками фаз, м;

Розрахункове зміщення провідників, м;

Найменша припустима відстань між провідниками фаз при найбільшій робочій напрузі, м;

Радіус розщеплення фази, м.

При перевірці гнучких провідників на електродинамічну стійкість при КЗ, у яких провисання перевищує половину відстані між фазами, визначають значення параметра:

де: - Початкове діюче значення періодичної складової струму двофазного КЗ, кА;

Розрахункова тривалість КЗ ();

Відстань між фазами ();

Погонна вага дроту (з урахуванням впливу гірлянд), Н/м;

Безрозмірний коефіцієнт, що враховує вплив аперіодичної складової електродинамічної сили.

Графік наведено у .

Постійна часу загасання аперіодичної складової струму КЗ, с.

Якщо виконується умова то розрахунок зміщення провідників можна проводити, оскільки небезпеки їх надмірного зближення немає:

Для 110 кВ:

Максимально можливе тяжіння у провіднику слід визначати, вважаючи, що вся енергія, накопичена провідником під час КЗ, трансформується у потенційну енергію деформації розтягування при падінні провідника після відключення струму КЗ, піднятого електродинамічних сил над вихідним рівноважним становищем.

При цьому складає:

де: - Модуль пружності ();

Площа поперечного перерізу дроту, м2;

Енергія накопичена провідником, Дж;

Тяжіння (поздовжня сила) у провіднику до КЗ, H;

Довжина прольоту, м

Енергія накопичена провідником визначається за такою формулою:

де: - Маса дроту в прольоті, кг;

Розрахункове електродинамічний навантаження на провідник при двофазному КЗ, Н.

де: - Довжина прольоту, м.

де: - Провіс дроту посередині прольоту ();

Довжина провідника в прольоті, яку допускається приймати рівною довжиною прольоту, м.

Для встановлення вибираємо підвісні ізолятори типу ЛК 70/110-III УХЛ1 мінімальне руйнівне навантаження. Допустиме навантаження на ізолятор дорівнює:

Для встановлення вибираємо підвісні ізолятори типу ЛК 70/35-III УХЛ1 мінімальне руйнівне навантаження. Допустиме навантаження на ізолятор дорівнює:

Перевірка за умовами корони:

де: - Початкова критична напруженість електричного поля, кВ/см;

Напруженість електричного заряду біля поверхні дроту, кВ/см;

Початкова критична напруженість електричного поля визначається за такою формулою:

де: - Коефіцієнт враховує шорсткість отвору поверхні дроту ();

Радіус дроту, см;

Напруженість електричного заряду біля поверхні дроту визначається за такою формулою:

де: - Лінійна напруга, кВ;

Середня геометрична відстань між проводами фаз, див.

Зробимо розрахунок для гнучкого провідника 110 кВ:

Перевірка:

Аналогічно зробимо розрахунок для гнучкого провідника 35 кВ:

Перевірка:

Виходячи з вище наведених розрахунків можна зробити висновок: вибрані дроти та підвісні ізолятори для гнучкої ошиновки 110 та 35 кВ задовольняє всім умовам.

В останні роки значна кількість ОРУ 110-500 кВ виконується з жорсткою ошиновкою, яка дозволяє створити компактні та економічні розподільні пристрої, що займають меншу площу, що мають нижче розташування шин, висоту порталів, ніж у гнучкій ошиновці. Завдяки цьому скорочується довжина контрольних і доріг, полегшується очищення ізоляторів, покращується огляд шин та апаратів. При використанні жорсткої ошиновки знижується трудомісткість монтажних робіт. На основі конструкцій із жорсткими шинами створені конструкції високої заводської готовності, у тому числі компактні модулі та комплектні ПС. Все це дає змогу скоротити терміни спорудження РУ. Жорстка ошинівка в нашій країні успішно застосовувалася ще у 30-х роках минулого століття. Збірні шини виготовлялися з мідних труб, внутрішньоосередкові зв'язки - із сталевих (водопровідних) труб. У середині 50-х років інститут «Теплоелектропроект» розробив проекти ЗРУ, а також ОРУ 110 та 220 кВ із жорсткими збірними шинами з алюмінієвих сплавів та однорядною установкою вимикачів. У 1957 р. введено в експлуатацію ЗРУ 150 кВ Каховської ГЕС, виконане за схемою: одна робоча секційована та обхідна системи шин, збірні шини якого виготовлені з мідних труб. Широке застосування жорстка трубчаста ошиновка з алюмінієвих сплавів отримала в 60-ті роки в ВРП напругою 110 кВ транзитних та тупикових підстанцій. У 70-х роках інститут «Енергомережапроект» виконав проекти ВРП напругою 220 кВ за спрощеними схемами (типу КТП 220 кВ), а також типові проекти ВРП 110 кВ і вище зі збірними шинами. У ці роки інститутом «Укроргенергобуд» (у ті роки Одеською філією «Оргенергобуд») розроблено проекти КТПБ 110 кВ, виробництво яких освоєно Самарським (Куйбишевським) заводом «Електрощит». Ці ж організації пізніше розробили та освоїли випуск блокових комплектних розподільчих пристроїв (КРУБ) 110 кВ для схем одна або дві системи збірних шин з обхідною шиною, а наприкінці 80-х виготовили експериментальні прольоти ошинівки КРУБ 220 кВ. До 80-х років жорстка ошиновка ОРУ 110 кВ, розроблена інститутом «Енергомережапроект» та його філією, виготовлялася у майстернях електромонтажних організацій; пізніше, як правило, на заводах ВПО «Союзелектромережаізоляція» (рис.1, а). Ці рішення використовувалися при спорудженні ВРП 220 і 500 кВ із жорсткими шинами (рис. 1, б). Крім того, елементи жорсткої ошиновки знайшли застосування в ВРП 330 та 500 кВ з підвісними роз'єднувачами (проекти інституту «Атомтеплоелектропроект»). В останні роки ЗАТ «Завод електротехнічного обладнання» (ЗЕТО), ЗАТ «КЕС-ЕнергоБудІнжиніринг», ЗАТ «КТП-Урал» та інші організації виконали розробку та впровадження ошинівки ОРУ 110 – 500 кВ (рис. 2).

Слід зазначити, що ряд шинних конструкцій багато в чому копіюють розробки 60-80-х років. минулого сторіччя. Інші з акумулювали найкращі вітчизняні та закордонні рішення, а також використовують нові оригінальні підходи. У цих умовах своєчасним виявилося підготовка та затвердження чотирьох нових нормативних документів, які визначають вимоги до проектування, вибору, розрахунків та випробувань жорсткої ошиновки ОРУ та ЗРУ 110-500 кВ. У документах знайшли відображення результати розрахунків та випробувань шинних конструкцій у робочих та аварійних режимах, багаторічної науково-дослідної та дослідно-конструкторської роботи російських учених та фахівців, а також вітчизняний та зарубіжний досвід експлуатації жорсткої ошиновки. Зокрема, як шини рекомендується використовувати труби з алюмінієвих сплавів насамперед 1915, 1915Т, а також АВТ1. Відгалуження від шин виконуються твердими шинами (трубами) або гнучкими (сталеалюмінієвими проводами). При монтажі шинних конструкцій зварювальні роботи зазвичай не використовуються. Жорсткі відгалуження від шин, повороти та інші елементи, що вимагають зварювальних робіт, зазвичай постачаються спеціалізованими підприємствами. Шинотримачі та інші елементи кріплення є найважливішою ланкою сучасних шинних конструкцій. Відповідно до рекомендується (і вперше у вітчизняній практиці допускається для збірних шин) використання шинотримачів та кріпильних вузлів - обтискного типу (рис. 3), які не вимагають виконання зварювальних робіт або опресування для з'єднання жорстких шин, а також жорстких шин та гнучких зв'язків при монтаж ошиновки. Кріпильні елементи дозволяють проводити приєднання трубчастих шин до плоских апаратних затискачів, виконання різних типів відгалужень та з'єднань провідників. Шинотримачі та інші кріпильні елементи обтискного типу забезпечують: швидкий та якісний монтаж ошинування, необхідну компенсацію температурних деформацій шин, компенсацію похибок при установці шинних опор, а також можливі просідання та нахили опор. Крім того, вони виконують роль екранів, усуваючи можливість розвитку коронних розрядів та радіоперешкод. Разом з тим вони повинні забезпечувати високу якість електричного з'єднання, а також необхідний рівень розсіювання енергії при коливаннях шин, у тому числі при вітрових збудженнях (вітрових резонансах). Кріплення жорсткою ошиновкою, як правило, виконується на одноколонкові фарфорові ізолятори (ізоляційні опори) типу С6, С8, С10 або С12. Допускається використання опорних полімерних ізоляторів. У РУ з жорсткою ошиновкою застосовуються роз'єднувачі всіх сучасних конструктивних рішень, у тому числі горизонтально-поворотні, напівантографічні та пантографічні. Слід зазначити, що використання пантографічних роз'єднувачів в РУ з жорсткими шинами дозволяє створити компактні конструктивні рішення, а в деяких випадках спростити компонування обладнання. Жорстка ошиновка ОРУ та ЗРУ 110 кВ та вище відповідає нормативним вимогам та задовольняє вимогам експлуатаційної надійності, якщо виконані перевірки (випробування або розрахунки), у тому числі:
Сучасні кріпильні вузли шин за допустимими прогинами від власної ваги (включаючи відгалуження), а в ВРП, крім того, ваги ожеледиці; ізоляційних відстаней з урахуванням відхилень шин та опорних ізоляторів при вітрових навантаженнях (в ОРУ) та після впливу; ошиновки за умовами корони та радіоперешкод; шин, шинотримачів та компенсаторів за допустимими температурними подовженнями; жорсткої ошиновки з нагрівання в робочих режимах, при цьому в ОРУ з урахуванням сонячної радіації, а також вимушеної (при вітрі) та вільно-вимушеної (при штилі) конвективного теплообміну; термічної стійкості шин; електродинамічної стійкості ізоляторів та шин, включаючи оцінки при неуспішних АПВ; вітрової стійкості ошиновки ОРУ з урахуванням пульсуючої (змінної) складової вітрового навантаження; ефективності відбудови шин ОРУ від вітрових резонансів; стійкості (міцності) ізоляторів та шин при різних поєднаннях зовнішніх навантажень (вітрових, ожеледицьких та електродинамічних) з урахуванням власної ваги та ваги відгалужень. Розглянемо деякі умови вибору та розрахунків жорсткої ошиновки. 1. Найбільший прогин шин від власної ваги та сили тяжкості відгалужень у ст.max за естетико-психологічними вимогами не повинен перевищувати допустимого статичного прогину у ст.доп = l 0 /100, а з урахуванням ожеледиці у ст.доп = l 0 /80 , де l 0 - Довжина шини між опорами (шинотримачами) . Як приклад на рис. 4 наводяться криві залежності зовнішніх (D) та внутрішніх (d) діаметрів шин кільцевого перерізу, що відповідають умові побудовані на основі рішення статичної задачі для шин довжиною 17,5 м (без відгалужень) з алюмінієвого сплаву 1915Т без урахування ожеледиці. Допустимі розміри шин лежать в області, позначеній сірим кольором.
Як показує досвід впровадження нових шинних конструкцій 110 кВ і вище, у разі порушення умови (1) за вимогами експлуатаційного персоналу доводиться встановлювати додаткові проміжні ізоляційні опори або замінювати шини. 2. Монтажні відстані від струмопровідних частин до різних елементів РУ у світлі повинні бути більшими від найменших значень, зазначених у ПУЕ. Крім того, найменші ізоляційні відстані між струмопровідними елементами а ф-ф, а також провідниками та заземленими частинами а ф-з при коливаннях ошиновки під дією вітрових навантажень (в ОРУ) та після відключення (у ОРУ та ЗРУ) повинні залишатися більше найменших допустимих відстаней А ф-ф та А ф-з, встановлених у . 3. Шини повинні перевірятися за умовами корони та радіоперешкод. Загальна корона на шинах не виникає, якщо виконується нерівність, де Е max - максимальна напруженість електричного поля на поверхні шин при середній експлуатаційній напрузі; Е 0 - Початкова напруженість електричного поля виникнення коронного розряду. Умова (5) виконується, якщо зовнішній діаметр шин D більший або дорівнює мінімальному допустимому діаметру за умовою корони D доп. У табл. 1 наводяться розрахункові допустимі діаметри трубчастих одиночних шин за умовою корони при нормальних атмосферних умовах (тиску повітря p = 1,013 10 5 Па = 760 мм рт. ст. і температурі повітря V = 20 o С) і мінімально допустимих відстанях між фазами і землею .
Слід зазначити, що діаметри шин, вибрані за іншими умовами, як правило, значно перевершують зазначені у табл. 1 значення. 4. Температурні деформації шин не повинні призводити до додаткових зусиль, що забезпечується вільним переміщенням шин та встановленням температурних компенсаторів. При цьому довжина нерозрізної (цілісної або зварної) ділянки шини повинна відповідати нерівностям де L доп. min та L дод. max - мінімальні та максимальні допустимі довжини нерозрізного відрізка шини, що визначаються конструкцією ошинування, м; L - довжина цього відрізка при мінімальній температурі V min (яку виправдано прийняти рівної абсолютної мінімальної температури повітря регіону) і максимальній температурі V max (рівній температурі нагріву шини при КЗ, тобто не більше 200 про С). Невиконання умов (3) може призводити до технологічних порушень та аварій. На рис. 5 наведено фотографію пошкодженого прольоту збірних шин ОРУ 220 кВ при температурних деформаціях. 5. У робочих режимах найбільші температури нагрівання шин V та болтових контактів V до не повинні перевищувати допустимих значень Замість умови (4) при практичних розрахунках зручно використовувати нерівність де I раб. нб - найбільший робочий струм (який також називається струмом обтяженого режиму), А; I доп - тривало допустимий (номінальний) шини або контакту ошиновки I ном, рівний робочому струму при температурі нагрівання відповідно V або V к. Як приклад на рис. 6 наведено розрахункові залежності тривало допустимих струмів трубчастих шин зі сплаву 1915Т в ОРУ при температурі повітря V в, що дорівнює 40 o С, і тривало допустимій температурі шини V доп, що дорівнює допустимій температурі контактних з'єднань V доп до (наприклад, шинодержателя обтискного типу) 90 С. При розрахунку I додаткових шин ОРУ тепловий потік визначався при вільно-вимушеній конвекції, виходячи зі швидкості вітру при штилі, що дорівнює 0,6 м/с. Крім того, враховувався тепловий потік від сонячної радіації для середньої лінії Росії.
6. Шини вважаються термічно стійкими, якщо їх температура при V КЗ залишається нижче за допустиму температуру V КЗ.доп Для алюмінію та його сплавів допустима температура V КЗ.доп встановлена ​​рівною 200 o С . Криві визначення температури шини при КЗ наводяться на рис. 7. Необхідний для визначення V КЗ параметр А (А 2 с/мм 4) при кінцевій температурі визначається за відомою формулою 7 де S - поперечний переріз шини, мм 2 ; У к - інтеграл Джоуля, А 2 с. Оцінку термічної стійкості (з деяким запасом) зручно проводити, виходячи із площі перерізу провідника. Шина задовольняє умові термічної стійкості (6), якщо площа її поперечного перерізу відповідає нерівності де S т - мінімальний переріз шини за умовою термічної стійкості, мм 2; В - інтеграл Джоуля, А 2; Т - параметр термічної стійкості, А з 1/2 /мм 2 значення для деяких алюмінієвих сплавів наведені в табл. 2. 7. Шинні конструкції відповідають умовам стійкості (міцності), якщо виконуються такі нерівності, де R max і R доп - максимальна розрахункова та допустима сили (навантаження) на ізолятори; V max і V доп - максимальне розрахункове та допустиме у матеріалі шин.
Допустимі навантаження на ізолятори (одностійких ізоляційних опор) приймаються рівними 60 % руйнівного навантаження, допустимі в шині - 70 % тимчасового опору розриву (межі міцності) матеріалу в. Для шин, що мають зварні з'єднання, крім умови (9), повинна виконуватися нерівність де

max, св - максимальна розрахункова напруга в області зварного шва шини;

σ доп, св - допустиме з урахуванням зниження міцності після зварювання, яке можна прийняти рівним 0,7 тимчасового опору матеріалу шини в зоні зварного шва

σ в.св. Тимчасовий опір

в, а 1915Т - 0,9

σ ст. Неправильна оцінка, насамперед, R max і R доп може призвести до пошкоджень шинної конструкції. На рис. 8 наводиться приклад такого пошкодження при випробуваннях жорсткої ошиновки ОРУ 110 кВ електродинамічної стійкість. Значення максимальних навантажень на ізолятори і напруг у матеріалі шин можуть бути приведені до виду де α = √3 10 -7 Н/А 2 для паралельних шин, розташованих в одній площині при трифазному КЗ; α - відстань між фазами, м; i уд - ударний КЗ, А; η – динамічний коефіцієнт; W - момент опору поперечного перерізу шини, м3; λ та

β - коефіцієнти, що залежать від умов спирання шин на опори прольоту (розрахункова схема прольоту шини). Динамічний коефіцієнт залежить від взаємного розташування шин, виду КЗ, частоти власних коливань шинної конструкції, що дорівнює де r - параметр частоти власних коливань; E – модуль пружності, Па; J - момент інерції поперечного перерізу шини, м 4; m – маса шини на одиницю довжини, кг/м; l – довжина прольоту шини, м. Як приклад, на рис. 9 наводиться одна з можливих розрахункових схем (характерна для внутрішньоосередкових зв'язків) шини ОРУ 110-500 кВ і залежність параметра частоти r від C оп l 3 /EJ (тут C оп - жорсткість середньої опори) при різних значеннях відношення M оп /(ml) (Де M оп - наведена маса опори) для даної розрахункової схеми. Динамічний коефіцієнт для паралельних шин, розташованих в одній площині, залежно від частоти власних коливань наводяться, наприклад, в . Слід зазначити, зазвичай частота власних коливань шин менше 10 Гц, тому динамічний коефіцієнт менше 1.
Наприклад, для збірних шин типових ОРУ 330 і 500 кВ частота власних коливань ошиновки становить приблизно 1-2 Гц, а динамічний коефіцієнт - 0,25-0,4 (за постійного часу згасання аперіодичної складової струму КЗ, що дорівнює 0,05-0, 2 с). 8. У системах із швидкодіючими АПВ слід проводити розрахунок електродинамічної стійкості при повторних включеннях на КЗ. При цьому необхідно враховувати розсіювання енергії при коливаннях шинних конструкцій, частоту власних коливань, час безструмової паузи та інші фактори. Інженерні оцінки R max та

max при неуспішних АПВ проводяться при найбільш несприятливих за умовами електродинамічної стійкості кутах включення і відключення струму КЗ. Разом з тим, найбільші в шині, навантаження на ізолятори, а також прогини конструкцій при повторних включеннях не перевищують відповідних значень при першому КЗ, якщо тривалість безструмової паузи, с, де δ х - декремент загасання при горизонтальних коливаннях шин. 9. Розрахунок шин на вітрову швидкість (міцність) враховує як статичну (незмінну в часі) – V, так і динамічну (пульсуючу) v(t) складову швидкості вітру Динамічні складові швидкості v(t) і, отже, вітрового навантаження розглядаються як стаціонарні випадкові процеси.
В результаті розрахунку найбільші навантаження на опори та в шині приводяться до вигляду де

q ст.в = 0,5 ρ c D V 0 2 - статична складова вітрового навантаження, Н/м; ρ в - густина повітря, кг/м 3 ; c x -

коефіцієнт лобового опору шини; V0 - нормативна швидкість вітру на висоті шини, м/с; ηв- динамічний коефіцієнт вітрового навантаження, що залежить від частоти власних коливань і декременту згасання ошиновки, швидкості вітру, а також стандартів випадкових функцій R і

σ і визначається за формулою
де

ξ - параметр динамічності, (м/с) -1/3 . Параметр

ξ в визначається по кривим (рис. 10). При першій (основний) частоті власних коливань шинної конструкції горизонтальній площині більше 5 Гц параметр динамічності приймається, рівним 0,3(м/с) -1/3 . Ізолятори та шини відповідають вітровій стійкості, якщо виконуються нерівності (9) та (10).
10. Ошинівка ОРУ не повинна бути схильною до стійких вітрових резонансних коливань, які збуджуються періодичними зривами вихорів при швидкості вітру, що лежить в межах де Vs=df 1y /Sh - струхалівська швидкість вітру, м/с; Sh~0,2 - число Струхаля; f 1y - перша власних коливань шини (12) у вертикальній площині, Гц; До 1 і K 2 - коефіцієнти, що визначають область швидкостей вітру при стійких резонансних коливаннях, приблизно рівні відповідно 0,7-1,0 і 1,0 -1,3. Стійкі резонансні коливання не збуджуються, якщо найбільший (розрахунковий) прогин шини y р.макс при вихрових збудженнях не досягає критичних (допустимих) значень y р.доп, тобто Допустимий прогин при вихрових збудженнях лежить у межах 0,02-0,1 діаметра шини D, а найбільший прогин залежить від коефіцієнта підйомної сили, жорсткості та декременту загасання шини при коливаннях у вертикальній площині. Як показують дослідження та досвід експлуатації, резонансна швидкість вітру невелика і становить трохи більше 2-3 м/с. у матеріалі шини та навантаження на ізолятори в цьому режимі зазвичай суттєво менше допустимих значень. Однак тривалість вітрових резонансних коливань може бути тривалою (кілька годин), що негативно впливає на персонал ОРУ, а також може призводити до послаблення болтових з'єднань і втомних пошкоджень елементів конструкцій. Найбільш ефективний метод боротьби з вітровими резонансами - це встановлення шинотримачів спеціальної конструкції та прокладання усередині трубчастих шин проводів (тросів) або металевих стрижнів, які забезпечують необхідний рівень розсіювання енергії при коливаннях шин. 11. Розрахунок на стійкість ізоляторів і шин при поєднанні вітрових q в, ожеледних q г, електродинамічних q е навантажень, а також навантажень від власної ваги та ваги відгалужень q ш проводиться за умови, що результуючий вплив (у векторній формі) дорівнює
де γ 1 ,

γ 3 - коефіцієнти, що приймаються відповідно до рекомендацій ПУЕ та інших документів. Розрахунок ізоляторів та шин ОРУ на міцність повинен проводитися при наступних поєднаннях зовнішніх навантажень: 1) вага ошиновки, нормативне ожеледице навантаження та вітрове навантаження при нормативній швидкості вітру; 2) вага ошиновки, вітрове навантаження при нормативній швидкості вітру та ЕДН, без урахування АПВ, що дорівнює 65 % максимального розрахункового значення (тобто при струмі КЗ, що дорівнює 80 % від максимуму); 3) вага ошиновки, максимальне електродинамічна навантаження (без урахування АПВ) та вітрове навантаження, що дорівнює 60% нормативного значення; 4) вага ошиновки та електродинамічний навантаження при максимальному розрахунковому струмі КЗ, у тому числі при неуспішних АПВ (при повторних включеннях на КЗ). Жорстка ошиновка та її елементи повинні піддаватися приймально-здавальним випробуванням та перевіркам, зазначеним у табл. 3. Слід зазначити, що випробування на електродинамічну стійкість потрібно проводити на трипрогонових конструкціях шин. Допускається випробовувати двопрогонові конструкції. При цьому контрольними є ізолятори, встановлені у середині дослідної конструкції. Проводити випробування на електродинамічну стійкість однопрогонових конструкцій не допускається. Випробування проводяться за трифазних КЗ. Для конструкцій із шинами, розташованими в одній площині, допускається проводити випробування при двофазних КЗ між фазами А-В та В-С. У цьому випадку трифазний струм електродинамічної стійкості перераховується за формулою

Де i (2) дин - експериментально встановлено значення струму електродинамічної стійкості при двофазному КЗ; η (2) та

) - динамічні коефіцієнти при двох та трьохфазному КЗ. Тривалість встановлюється щонайменше половини періоду своїх коливань, тобто Т/2 = 1/(2 f ). У цьому випадку будуть досягнуті найбільші значення навантажень і напруг у матеріалі шин. Найбільша тривалість визначається вимогами термічної стійкості та встановлюється не менше часу термічної стійкості вимикача. Перевірку ошиновки на вітрову стійкість та відбудову від вітрових резонансів при приймально-здавальних випробуваннях допускається проводити на основі експериментально-аналітичних результатів. Але це питання виходить за межі цієї статті. ВИСНОВКИ 1. У РУ з жорсткою ошиновкою доцільно використовувати прогресивні кріпильні елементи, що виключають виконання зварювальних робіт при монтажі та забезпечують необхідний рівень надійності, а також компенсацію температурних деформацій, ефективне придушення вітрових резонансних коливань та ін. 2. Економічна ефективність використанням сучасних компоновок ОРУ, застосуванням компактних і комплектних модулів, що швидко монтуються, використанням сучасних комутаційних апаратів, у тому числі, пантографічних роз'єднувачів. 3. Надійність жорсткої ошиновки забезпечується якістю її виготовлення, монтажу, а також суворим виконанням вимог нормативних документів. Автор: Долін А.П., канд. техн. наук, ВАТ «ФСК ЄЕС», Козінова М.А., ТОВ НТЦ «ЕРС» СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 1. ГОСТ Р 50736-2007. Короткі замикання в електроустановках. Методи розрахунку електродинамічної та термічної дії струму КЗ (проводиться з 01.07.2008 замість ГОСТ Р 50254 – 92). 2. СО 153-34.20.122-2006. "Норми технологічного проектування підстанцій змінного струму з вищою напругою 35-750 кВ". 3. Керівний документ із проектування жорсткої ошиновки ОРУ та ЗРУ 110-500 кВ (прийнято як СТВ 25.06.2007, наказ ВАТ «ФСК ЄЕС» № 176). 4. Методичні вказівки щодо розрахунку та випробувань жорсткої ошиновки ОРУ та ЗРУ 110-500 кВ (прийнятий як СТВ 25.06.2007, наказ ВАТ «ФСК ЄЕС» № 176). 5. Долін А.П., Шонгін Г.Ф. Відкриті розподільні пристрої із жорсткою ошиновкою. - М.: Вища школа, 1988. 6. Кудрявцев Є.П., Долін А.П. Розрахунок жорсткої ошиновки розподільчих пристроїв. - М.: Енергія, 1981. 7. Долін А.П., Кудрявцев Є.П., Козінова М.А. Розрахунок електродинамічної стійкості та інших параметрів жорсткої ошиновки ОРУ високих та надвисоких напруг. – Електричні станції, 2005, № 4. 8. Долін А.П. Дослідження стійкості жорсткої ошиновки при вітрових навантаженнях. - Вісті АН РСР. Енергетика і транспорт, 1990 № 4. 9. Правила влаштування електроустановок. - 7-ме вид.

Жорстка ошиновка призначена для виконання багатопрогонових збірних шин та електричних з'єднань між високовольтними апаратами у розподільчих пристроях.

Жорстка ошиновка високої заводської готовності в порівнянні з гнучкою ошиновкою дозволяє знизити металоємність розподільчого пристрою на 30-50%, витрата залізобетону на 10-20%, обсяг будівельно-монтажних робіт та трудовитрат до 25% залежно від схем електричних з'єднань ОРУ та конкретних умов району будівництва.

Розподільні пристрої з жорсткою ошиновкою не вимагають будівництва порталів, розташовуються невисоко від землі, зручні для збирання та профілактичних оглядів.

Конструкція

Комплекти жорсткої ошиновки для відкритих розподільчих пристроїв 110, 220, 330, 500 та 750 кВ розроблені ЗАТ «ЗЕТО» спільно з інститутом «Нижегородськенергомережапроект», ЗАТ НВО «Техносервіс-Електро», НТЦ «ЕДС», ВАТ «НТЦ Електро»

Ошинівка є системою жорстких шин. Конструкція кожної фази збірних шин виконана з низки однопрогонових шин, що спираються своїми кінцями на опорні ізолятори.

Для кріплення ошинівки передбачені опорні ізоляційні конструкції на 110, 220, 330, 500 та 750 кВ, виконані на фарфорових ізоляторах, а також на полімерних (110 кВ). Однопрогонові шини внутрішньоосередкових зв'язків закріплюються на контактних висновках високовольтних апаратів ОРУ.

Ошиновка збірних шин ОРУ виконана з пресованих трубчастих шин алюмінієвого сплаву 1915Т, що має високу міцність, корозійну стійкість і хорошу зварюваність. Електричне з'єднання збірних шин між собою здійснюються струмовими компенсаторами обтискного типу. Приєднання затискачів для опресування гнучких спусків, відгалужень до збірних шин передбачається болтовими з'єднаннями на місці монтажу.

Конструкція ошинування забезпечує надійну роботу при динамічних навантаженнях, що виникають при коротких замиканнях.

З комплектами жорсткої ошиновки в компонуваннях ОРУ використовуються роз'єднувачі пантографного, напівпантографного та горизонтально-поворотного типу серій РПВ, РПГ та РГ. Взаємне розташування обладнання та будівельних конструкцій ВРП враховує можливість розширення ВРП як у межах спочатку прийнятої схеми, так і при переході до більш складної схеми,

У комплект поставки входять: трубчасті шини, опорні ізолятори, струмові компенсатори, шинотримачі, тримачі для внутрішньоосередкових зв'язків, затискачі для приєднання гнучких спусків. Додатково на замовлення постачаються металоконструкції під опорну ізоляцію.

Технічні характеристики

У даному проекті розглядаються будівельні, електротехнічні рішення, ошинування та обладнання ОРУ 110 кВ.

В архіві КМ, КЖ, ЕП ВРП 110 кВ. Формат PDF

ОРУ 110 кВ розшифровка - відкритий розподільний пристрій 110 000 вольт підстанції

Перелік креслень комплекту ЕП

Загальні дані
План підстанції.
Збірні шини. Осередок 110 кВ W2G. TV2G
Осередок 110 кВ C1G, TV1G. Секційний вимикач
Осередок 110 кВ 2ATG. введення АТ2
Осередок 110 кВ 1ATG. введення АТ1
Зведена специфікація
Установка осередку PASS МО 110 кВ
Установка роз'єднувача РН-СЕЩ 110 кВ
Установка трьох трансформаторів напруги VCU-123
Установка обмежувачів перенапруги ОПН-П-11О/70/10/550-III-УХЛ1 0
Установка шинної опори ШО-110.І-4УХЛ1
Установка комплекту двох шаф зовнішньої установки
Встановлення блоку дистанційного керування роз'єднувачами 110 кВ
Гірлянда ізоляторів 11хПС70-Е одноланцюгова натяжна для кріплення двох проводів АС 300/39
Вузол приєднання двох дротів до роз'єднувача
Вузол приєднання проводів до виведення трансформатора напруги
З'єднання провідників
Монтажні тяжіння та стріли провісу дроту АС-300/39

КЖ ОРУ 110 кВ (конструкції залізобетонні)

Загальні дані
Схема розташування фундаментів під опори обладнання ОРУ-220 кВ
Фундаменти Фм1 Фм2 ФмЗ Фм4, Фм5, Фм5а, Фм6 Фм7, Фм8
Відомість витрати стали,

КМ ОРУ 110 кВ (конструкції металеві)

Загальні дані
Схема розташування опор під обладнання ОРУ-220 кВ Опора ОП1 Опора ОП1. Вузол 1
Опори Оп3, Оп3а. Розріз 1-1. Вузол 1
Опори Оп3, Оп3а. Розрізи 2-2, 3-3, 4-4
Опори Оп3, Оп3а, Розріз 5-5. Вузли 2-4
Опора 0п4
Опори Оп5, Оп5а
Опора Оп7
Опора Оп8
Майданчик обслуговування П01

Основні конструктивні рішення ОРУ-110 кВ

Ошинівка 0РУ-110 кВвиконана гнучкими сталеалюмінієвими проводами 2хАС 300/39 (два дроти у фазі). З'єднання проводів у відгалуженнях передбачено за допомогою відповідних затискачів, що пресуються. Спуски до апаратів виконуються на 6-8% довше, ніж відстань між точкою з'єднання проводів та затискачем апарату. Приєднання проводів до апаратів здійснюється з використанням відповідних апаратних затискачів, що пресуються.

Спарені дроти монтуються з відстанню між ними 120 мм і фіксуються за допомогою стандартних розпірок, що встановлюються через 5-6 м.

Відповідно до глави 19 ПУЭ (7-е видання) прийнято II ступінь забруднення атмосфери. Кріплення проводів до порталів передбачено за допомогою одиночних гірлянд із 11 скляних ізоляторів типу ПС-70Е.

Вказані монтажні стріли провісу розраховані у програмі "ЛЕП-2010" визначені з урахуванням підвіски проводів при температурі повітря під час монтажу в межах -30...+30°С.

Міжполюсна відстань усіх апаратів прийнята відповідно до рекомендацій заводів-виробників та типових матеріалів.

Прокладання кабелів у межах ОРУприйнята у наземних залізобетонних кабельних лотках. Виняток становлять прокладені в траншеях і коробах відгалуження до апаратів, віддаленим від кабельних магістралей.

На компонувальних кресленнях осередків 110 кВнаведено схеми заповнення.

Настановні креслення виконані виходячи з заводської документації.

Основне обладнання, що застосовується на ОРУ 110 кВ:

Елегазовий комплектний розподільний пристрій зовнішньої установки типу PASS МО на напругу 110 кВ. Елегазовий осередок серії PASS МО складається з силового вимикача, вбудованих трансформаторів струму шинного та лінійного роз'єднувачів, заземлюючих ножів та високовольтних вводів елегаз-повітря, заводу АВВ;
- Роз'єднувач триполюсний PH СЭЩ-110 з двома заземлюючими ножами, забода ЗАТ «ГК «Злектрощит»-ТМ Самара». Росія,-
- трансформатор напруги VCU-123, турбота K0NCAR, Хорватія;
- обмежувач перенапруги ОПН-П-220/156/10/850-III-УХЛ10, заводу ВАТ «Позитрон», Росія;
- Опора шинна Ш0-110.Н-4УХ/11, завод ЗАТ «ЗЗТО». Росія.

Все обладнання, що встановлюється, приєднати до контуру заземлення підстанції сталлю круглої ф18 мм. Заземлення Виконати Відповідно до СНиП 3.05.06-85, типовим проектом А10-93 "Захисне заземлення та занулення електрообладнання" ТПЗП, 1993 р та комплектом ЕП.

Кріплення елементів:

3.2.1 Розміри зварних швів приймати в залежності від зусиль, вказаних на схемах та у відомостях елементів конструкцій, крім обумовлених у вузлах, а також в залежності від товщини елементів, що зварюються.
3.2.2 Мінімальне зусилля прикріплення центрально-стислих та центрально-розтягнутих елементів приймати 5,0 т.
3.2.3 Усі монтажні кріплення, прихватки та тимчасові пристрої після закінчення монтажу повинні бути зняті, а місця прихваток - зачищені.

Зварювання:

3.3.1 Матеріали, що приймаються для зварювання, приймати за таблицею Г.1 СП 16.13330.2011.
3.3.3 Розміри зварних швів приймати в залежності від зусиль, вказаних на схемах та у відомості елементів конструкцій, крім обумовлених у вузлах, а також від товщини елементів, що зварюються.
3.3.4. Найменше зусилля для прикріплення ± 5,0 т.
3.3.5 Мінімальні катети кутових швів слід приймати за табл.38 СП 16.13330.2011.
3.3.6 Мінімальна довжина кутових швів – 60 мм.