Розрізняють розподільні пристрої внутрішні і зовнішні. У таких пристроях апарати розміщені в будівлях і, отже, захищені від атмосферних опадів, вітру, різких змін температури, а також від пилу, морської солі, шкідливих хімічних реагентів в повітрі. У зовнішніх пристроях апарати встановлені поза будівлями і, отже, схильні до впливу атмосфери і містяться в повітрі шкідливих речовин.
Розподільний пристрій називають збірним, якщо більша частина монтажних робіт виконується на місці установки. РУ називають комплектним, якщо воно виготовлене на спеціалізованому заводі і поставляється до місця установки готовими частинами.
Розподільний пристрій будь-якого виду має відповідати вимогам безпеки, надійності і економічності.
Безпека для людей, які обслуговують РУ, забезпечують багатьма способами, з яких основними є наступні:
Надійність РУ залежить від багатьох умов, з яких найважливішими є:
- висока якість апаратів;
- відповідність комутаційної здатності вимикачів, електродинамічної і термічної стійкості апаратів і провідників розрахунковим струмів КЗ;
- надійна швидкодіючий захист збірних шин і приєднань, а також використання інших автоматичних пристроїв;
- ефективний захист від перенапруг;
- правильно організована експлуатація обладнання.
Економічність РУ визначається його вартістю за умови
задовільного вирішення вимог безпеки і надійності. При проектуванні внутрішніх і зовнішніх РУ оцінюють варіанти, зіставляючи обсяги будівельних робіт, розміри площ, кількість, масу металевих і залізобетонних конструкцій, провідникового матеріалу і ізоляторів, А також терміни спорудження.
Закриті та відкриті розподільні пристрої збірного типу
Розрізняють закриті розподільні пристрої (ЗРП) і відкриті розподільні пристрої (ВРП). ЗРУ, як правило, застосовуються на напрузі до 35 кВ, ОРУ - 35 - 750 кВ.
Характеристики основних типів конструкцій ЗРУ.
ЗРУ 6-10 кВ з однією системою шин без реакторів на лініях, що відходять широко застосовуються в промислових установках та міських мережах. У таких РУ встановлюються маломасляний або безмасляні вимикачі невеликих габаритів, що дозволяє все обладнання одного приєднання розмістити в одній камері. Такі РУ з камерами КСВ-266, КСО-366 отримали широке поширення. Однак ремонт вимикачів в цих камерах утруднений, тому в замін їх в даний час застосують камери з вимикачами на викочування візка - КРУ.
ЗРУ 6-10 кВ з двома системами шин, як правило, споруджуються на ТЕЦ. На підстанціях така схема зустрічається вкрай рідко. Значні струми к.з. на збірних шинах генераторної напруги призводить до необхідності збільшення відстані між фазами, установки секційних і групових реакторів. Все це ускладнює конструкцію РУ.
ЗРУ 35-220 кВ застосовуються в особливих умовах (обмеженість площі, забруднена атмосфера, суворі кліматичні умови). Такі ЗРУ дорожче ОРУ на теж напруга, тому що вартість будинку значно більше вартості металоконструкцій і фундаментів, необхідних для відкритої установки апаратури. У них застосовуються тільки повітряні або маломасляний, а також елегазові вимикачі. Установка бакових масляних вимикачів привела б до значного збільшення вартості РУ за рахунок спорудження спеціальних камер і маслозбірних пристроїв. Дані ЗРУ бувають одноповерхового виконання з обхідний системою шин і гнучкими шинами, а також двоповерхового виконання з винесеною назовні обхідний системою шин. Для ЗРУ 220 кВ розроблена схема з двома робочими і обхідний системами шин.
Характеристики основних типів конструкцій ОРУ.
ОРУ 35-110 кВ зі збірними шинами. ОРУ 35 кВ за схемою з однією секціонірованной системою шин споруджується однопортальним. Все ширше застосовують ВРП 35 кВ з блоків заводського виготовлення. Також широко поширені схеми двома робочими і обхідний системами шин (110-500 кВ). Ошиновка застосовується як гнучка так і жорстка. Вимикачі розташовані в один ряд близько другої системи шин.
ОРУ 330-500 кВ виконуються як і за вищевказаною схемою, так і за схемою з півтора вимикачами на ланцюг з трехрядной установкою вимикачів. У таких ОРУ застосовуються підвісні роз'єднувачі, які скорочують розміри ОРУ. У перспективі застосування підвісних вимикачів.
Комплектні розподільчі пристрої внутрішньої і зовнішньої установки
Комплектні розподільчі пристрої (КРУ) широко поширені при спорудженні промислових і міських підстанцій, головних РУ електростанцій середньої і малої потужності, РУ власних потреб потужних електростанцій.
Камери і шафи КРУ виготовляються заводами, електромонтажними організаціями і фірмами, що дозволяє домогтися ретельної збірки всіх вузлів і забезпечення надійної роботи електрообладнання. Камери і шафи з повністю зібраним і готовим до роботи обладнанням надходять на місце монтажу, де їх встановлюють, з'єднують збірні шини на стиках камер і шаф, підводять силові і контрольні кабелі. Застосування КРУ дозволяє прискорити монтаж розподільного пристрою. КРУ безпечно в обслуговуванні, так як всі частини, що знаходяться під напругою, закриті металевим кожухом.
В якості ізоляції між струмоведучими частинами в КРУ можуть бути використані повітря, масло, пірален, тверда ізоляція, інертні гази. КРУ з масляною і газової ізоляцією можуть виготовлятися на високі напруги (в світовій практиці є конструкції на 220,400 і 500 кВ).
Камери і шафи КРУ виготовляють різних серій з різними схемами первинних і вторинних ланцюгів. Наявність шаф з різними схемами первинних ланцюгів дозволяє комплектувати їх згідно прийнятої схеми електричних з'єднань установки.
КРУ внутрішньої установки виконують у вигляді камер типу КСО (камера стаціонарна, одностороннього обслуговування) або шаф типу КРУ. У таких пристроях апарати розміщені в будівлях і, отже, захищені від атмосферних опадів, вітру, різких змін температури, а також від пилу, морської солі, шкідливих хімічних реагентів в повітрі.
Комплектні розподільчі пристрої зовнішньої установки (КРУН) призначені для відкритої установки поза приміщенням. КРУН складаються з металевих шаф з вбудованими в них апаратами, приладами, пристроями захисту і управління.
Шафи КРУН мають ущільнення, що забезпечують захист апаратури від забруднення і атмосферних опадів. Так як шафи не абсолютно герметичні, то КРУН не призначені для роботи в середовищі з вологістю повітря більше 80%, небезпечної щодо вибуху і пожежі, а також в середовищі з хімічно активними газами і струмопровідним пилом. КРУН розраховані для роботи при температурах навколишнього повітря від 40 до +35 С. У деяких серіях КРУН передбачається штучний підігрів повітря всередині шафи для створення умов, що перешкоджають конденсації вологи при різких коливаннях температури зовнішнього повітря.
КРУН можуть мати стаціонарну установку вимикача в шафі або викочування візок з вимикачем подібно КРУ внутрішньої установки. Переваги викочування виконання були відзначені вище.
Шафи КРУН широко застосовуються для комплектних трансформаторних підстанцій і в відкритих РУ електростанцій і підстанцій. Так само як і КРУ, вони розроблені для схеми з однією системою шин.
КРУН може мати різну конструкцію залежно від застосовуваного обладнання, різні схеми головних і допоміжних з'єднань, тому при виборі їх треба орієнтуватися на сітку схем і каталожні дані.
Комплектні трансформаторні підстанції
Комплектні трансформаторні підстанції (КТП) виготовляються на заводах і крупноблочними вузлами доставляються на місце монтажу. Широке впровадження КТП дозволило індустріалізувати і прискорити монтаж підстанцій, забезпечити максимальну безпеку при обслуговуванні, зменшити габарити підстанцій.
Комплектні трансформаторні підстанції 6-10 / 0,4-0,23 кВ внутрішньої і зовнішньої установки широко застосовуються для електропостачання промислових підприємств, сільськогосподарських та комунальних споживачів. Такі КТП комплектуються силовими трансформаторами типу ТНЗ з негорючих заповнювачем, трансформаторами типу ТМЗ герметичного виконання з азотною подушкою або звичайними олійними трансформаторами ТМ, ТСМА потужністю 30-1000 кВ А. Шафа вищої напруги має глухий кабельний ввід 6-10 кВ, або вимикач навантаження з запобіжником , або роз'єднувач і запобіжник. У шафах нижчої напруги встановлюються автоматичні вимикачі висувного виконання, блоки запобіжник - вимикач, магнітні пускачі з запобіжниками.
Розміри КТП менше розмірів звичайних підстанцій тих же схем і потужностей, що дозволяє розміщувати їх близько до центру навантаження. В КТП комутаційна і захисна апаратура має звичайне виконання.
КТП внутрішньої установки. КТП напругою 6-10 / 0,4-0,23 кВ найбільш широко застосовують для безпосереднього електропостачання промислових об'єктів і установок. Такі підстанції встановлюють в цехах та інших приміщеннях в безпосередній близькості від споживачів, що значно спрощує і здешевлює розподільну мережу, що йде до струмоприймачів, і дає можливість виконувати її досконалими (в конструктивному відношенні) магістральними (ШМА) і розподільними (ШРА) шинопровід ами.
Для безпеки експлуатації на КТП застосовують трансформатори із сухою ізоляцією з баком підвищеної міцності.
Комплектні цехові ТП виконують напругою 6-10 / 0,4. 0.23 кВ з трансформаторами до 2500 кВ А. На порівняно невеликій площі, займаної КТП, розміщують силовий трансформатор, комутаційну захисну і вимірювальну апаратуру і при необхідності секційний автомат для приєднання другого комплекту двохтрансформаторної КТП. В КТП на стороні вищої напруги застосовують запобіжники ПК і вимикачі ВНП, на стороні нижчої напруги - запобіжники ПН-2 або автоматичні вимикачі АВМ.
На рис. 1 приведена КТП для внутрішньої установки з трансформатором потужністю до 1 MB-А, з баком підвищеної міцності без розширювача. На стороні вищої напруги є шафа, в якому встановлені вимикач навантаження з запобіжниками. У шафі передбачено місце для підключення двох кабелів. Харчування шин РУ нижчої напруги здійснюється через секційний автоматичний вимикач АВМ-20.
Мал. 1. КТП внутрішньої установки з трансформатором потужністю 1000 кВА і напругою 6-10 / 0,4-0,23 кВ
КТП внутрішньої установки складаються з трьох основних елементів: ввідного пристрою (6 або 10 кВ), силового трансформатора і розподільного пристрою (0,4 кВ).
Ввідний пристрій високої напруги типу ВВ-1 являє собою металеву шафу. укріплений на баку силового трансформатора; ввідний пристрій типу ВВ-2 - закриту шафу з вбудованими в нього вимикачем навантаження типу ВНП-17 і з запобіжниками типу ПК. Вимикач навантаження призначений для відключення трансформатора з боку вищого напруги при холостому ході або при номінальному навантаженні. При короткому замиканні трансформатор відключається запобіжником. Для відключення однієї з ліній в шафі типу ВВ-2 є знімні шинні накладки. Оброблення високовольтного кабелю передбачена суха.
Силовий трансформатор типу ТМЗ має природне масляне охолодження і герметичний бак підвищеної міцності (розрахований на тиск 80 кПа і вакуум 40 кПа з азотною подушкою). Напруга регулюється при відключеному від мережі трансформаторі.
Трансформатори постачають електроконтактними мановакуум- метрами для контролю внутрішнього тиску. Підвищення тиску, викликаного бурхливим газоутворенням при внутрішніх пошкодженнях, контролюється реле тиску.
Трансформатори постачають також термосигналізатори для вимірювання температури верхніх шарів масла. Рівень масла в баку контролюється мастиловказівника.
Розподільний пристрій складається з набору металевих шаф з вмонтованою апаратурою, ошиновкой і проводами. Захисно-комутаційної апаратурою КТП є автоматичні повітряні вимикачі серії АВМ-4, АВМ-10 висувного виконання, які розташовані в закритих шафах, управляються ручками або ключами, розташованими на дверцятах шаф. Вимірювальні прилади і реле розміщені в відсіках приладів і на дверцятах шаф. При дворядному розташуванні КТП ряди з'єднують шинним мостом, який складається з металевого короба з сполучними шинами і проводами.
КТП зовнішньої установки. КТПН виконуються для різних напруг і призначаються для електропостачання будівельних об'єктів промислових підприємств і окремих районів. КТПН розраховані для установки на відкритому повітрі, але не призначені для роботи в атмосфері з струмопровідним пилом, хімічно активними газами і випарами.
На підстанціях енергосистем застосовуються КТП зовнішньої установки з вищою напругою 35 і 110 кВ.
З боку вищого напруги в КТП можуть встановлюватися силові запобіжники типу ПВТ або короткозамикачі і отделители. На двотрансформаторних КТП може передбачатися схема містка з віддільниками або вимикачами (для КТП 35 кВ). З боку 6-10 кВ застосовуються КРУН.
Широке застосування (для електрифікації сільського господарства) знаходять КТП з запобіжниками ПВТ. Всі вузли ОРУ 11- кВ і КРУН 6-10 кВ виготовляються на заводі, в поставку заводу не входить лише силовий трансформатор. Вихлопної запобіжник встановлюється на приймальному порталі відкритим кінцем трубки вниз. Майданчик під запобіжником огороджена, так як при спрацьовуванні його викидаються гнучка зв'язок, розплавлений метал і полум'я. Застосування ПВТ забезпечує швидке відключення пошкодженої ділянки при КЗ в трансформаторі. Вартість КТП з ПВТ невелика, конструкція проста і зручна в обслуговуванні. Недоліками КТП є: недостатня чутливість ПВТ до перевантажень і відносно невеликим струмів пошкодження в трансформаторі, можливість їх неселективного спрацьовування через розкиду характеристик запобіжників, а також можливість виникнення неповнофазного режиму роботи при перегорання вставки запобіжника однієї фази.