9.5. Комплектные распределительные устройства

Комплектные распределительные устройства высокого напряжения (КРУ) предназначаются для приема и распределения электрической энер­гии трехфазной системы переменного тока промышленной частоты. Они применяются в распределительных устройствах (РУ) электростанций и подстанций, энергосистем, преобразовательных подстанциях, подстан­циях промышленных и сельскохозяйственных предприятий, угольных шахтах, нефтебуровых установках, жилых комплексов и др.

Создание КРУ и освоение их промышленного производства обеспечили возможность отказа от строительства РУ и монтажа отдельного оборудова­ния в условиях строительной площадки. Изготовление необходимого для РУ комплекта шкафов КРУ производится на специализированных пред­приятиях в заводских условиях по отработанным технологическим про­цессам. Это позволяет резко сократить трудовые затраты на электромон­тажные работы и численность занятого на монтаже квалифицированного персонала. Кроме того, повышаются качество и надежность самих элект­ротехнических устройств.

КРУ составляются из полностью или частично закрытых шкафов, или блоков со встроенными в них аппаратами высокого напряжения (АВН), устройствами защиты автоматики и контрольно-измерительной аппара­туры. Поставляются КРУ или полностью изготовленными на заводе, или максимально подготовленными на заводе блоками для их стыковки и мон­тажа на месте.

Различают КРУ внутренней и наружной установки.

В последнее время начали широко применяться герметизированные КРУ (ГРУ), в которых все токоведущие элементы и весь комплекс аппара­туры (выключатели, разъединители и т.д.) расположены внутри герметич­ной оболочки со сжатым газом SF₆ (элегазом).

9.5.1. Комплектные ру 10-35 кВ

Рассмотрим КРУ 6—10 кВ внутренней установки в помещении. Эти КРУ набираются из отдельных шкафов в соответствии с выбранной схе­мой. Комплектные РУ бывают стационарного исполнения, когда коммута­ционные аппараты, измерительные трансформаторы, разрядники и т.д. устанавливают в корпусе шкафа неподвижно, и выдвижного исполнения, когда размещение электрических аппаратов производится в шкафу на под­вижных тележках. Опыт эксплуатации КРУ показал, что наиболее удоб­ной конструкцией являются КРУ с выдвижными элементами, так как они обеспечивают удобство обслуживания и ремонта, а в необходимых случае можно быстро и легко производить замену выдвижных элементов. При этом выдвижной элемент может занимать три различных положения:

рабочее, при котором главные и вспомогательные цепи шкафа замкнуты;

контрольное, при котором главные цепи шкафа разомкнуты, а вспомо­гательные замкнуты;

ремонтное, когда выдвижной элемент находится вне корпуса шкафа и его главные и вспомогательные цепи разомкнуты.

Все двери в шкафу КРУ открываются на угол, обеспечивающий вкаты­вание и выкатывание выдвижного элемента этого шкафа и всех соседних шкафов.

Сами шкафы в помещении могут располагаться на некотором расстоя­нии от стен, чтобы был доступ к задней стенке шкафа, или вплотную к стенам помещения, так называемые КРУ «прислонного типа».

Коммутационная способность КРУ определяется параметрами встраи­ваемых выключателей с соответствующим приводом. При возникновении внутри шкафа КРУ короткого замыкания с открытой электрической дугой его конструкция должна обеспечивать локализацию аварии в пределах шкафа или монтажной схемы главной цепи присоединения, при времени действия электрической дуги 1 с.

В настоящее время наиболее широко в энергосистемах России приме­няются шкафы КРУ с малообъемными масляными выключателями со встроенным электромагнитным приводом.

Наиболее перспективным направлением в КРУ 6—10 кВ является при­менение вакуумных выключателей, которые более надежны в эксплуата­ции по сравнению с масляными и электромагнитными и имеют значи­тельно меньшие размеры, что позволяет создать малогабаритные КРУ двухъярусного типа. Применение вакуумных выключателей дает еще ряд преимуществ: хорошие коммутационные характеристики, отсутствие опасности загорания или взрыва, отсутствие шума и, наконец, срок службы этих выключателей практически не ограничен.

Комплектные КРУ наружной установки (КРУН) до 35 кВ по своей конструкции можно разделить на три основные группы:

первая группа представляет собой помещение РУ, сделанное из металла, со встроенным оборудованием и аппаратурой и с наличием коридора для обслуживания. Эти конструкции рассчитаны на односторон­нее обслуживание оборудования и аппаратуры;

вторая группа состоит из шкафов индивидуального исполнения с выдвижными элементами. В этих конструкциях каждый шкаф представ­ляет собой самостоятельный элемент, рассчитанный для установки его на открытом воздухе. Здесь предусматривается двустороннее обслуживание встраиваемого в шкафы оборудования и аппаратуры, для чего на фасаде и в задней стенке шкафа предусмотрены двери. Обслуживание и установка выдвижных элементов для испытания и ремонта осуществляется при открытых дверях шкафа;

третья группа — шкафы индивидуального исполнения без выдвижных элементов, т.е. со стационарно установленным оборудованием и аппара­турой.

К шкафам КРУ наружной установки предъявляются в основном те же требованиям, что и к шкафам КРУ внутренней установки с учетом допол­нительного требования по нормальной эксплуатации на открытом воздухе в любую погоду и в любом климатическом районе.

Основными направлениями дальнейшего развития и совершенствова­ния КРУ являются: повышение их надежности и безопасности, повыше­ние уровня их заводской готовности и укрупнение блочности их пос­тавки, оптимальное сокращение размеров КРУ, создание новых конструкций КРУ на более высокие параметры и др.

Характерным для конструкции КРУ зарубежных фирм является широ­кое применение твердой изоляции токоведущих частей, а в ряде случаев и изоляции аппаратов.

На замену КРУ с маломасляными и электромагнитными выключате­лями пришли вакуумные и элегазовые выключатели. Благодаря свойствам элегаза удалось создать традиционные КРУ значительно меньших размеров на номинальные напряжения 10, 24 и 36 кВ, токи до 3000 А и номиналь­ные токи отключения до 40 кА. Описание ячейки вводной и отходящей линий приведен на рис. 9.18, а описание принципа работы элегазового полюса автокомпрессорного выключателя для ячеек такого типа дано ранее, на рис. 9.7.

Следует отметить, что часто габаритные размеры элегазовых и вакуум­ных выключателей позволяют применять их вместо отслуживших срок маломасляных.