7. Конструктивное выполнение распределительных устройств

Под конструктивным выполнением РУ понимают размещение аппаратов и токопроводов в определенном порядке в соответствии с главной схемой электрических соединений и с учетом действующих ПУЭ, ПТБ и ПТЭ.

РУ состоит из ряда однотипных элементов, ячеек, каждая из которых подключена к узлам схемы, участкам сборных и уравнительных шин, линиям, трансформаторам и т.п.

В общем случае каждая ячейка содержит коммутационный аппарат (силовой выключатель, выключатель нагрузки, отделитель, разъединитель), токоведущие части и измерительные трансформаторы тока и напряжения. Зачастую на начальном этапе проектировании РУ достаточно рассмотреть только одну ячейку, транслируя разработанное решение на остальные ячейки РУ.

Каждая ячейка имеет силовой выключатель, разъединители, необходимые для выполнения ремонта и обслуживания оборудования, токоведущие части и измерительные трансформаторы.

При проектировании РУ (ЗРУ или ОРУ) основное внимание должно быть уделено требованием, обеспечивающим надежность работы установки, безопасность и удобство эксплуатации, возможность расширения объекта без дополнительного отключения работающей части, индустриальности сооружения и пр.

Разработка вариантов компоновки РУ требует решения следующих вопросов: обеспечение допустимых расстояний между токоведущими частями, а также между токоведущими и заземленными частями, при проектировании заграждений, коридоров обслуживания и проездов; выполнение грозозащиты и заземлений, маслоотводящих и маслосборных устройств, площадок обслуживания и т.п.

Разработка вариантов компоновки РУ требует решения следующих вопросов: обеспечение допустимых расстояний между токоведущими частями, а также между токоведущими и заземленными частями, при проектировании заграждений, коридоров обслуживания и проездов; выполнение грозозащиты и заземлений, маслоотводящих и маслосборных устройств, площадок обслуживания и т.п.

Рис. 7.1. Пример схемы РУ 110 кВ понижающей подстанции

В действующих правилах устройства электроустановок представлено семь видов минимальных расстояний РУ (см. рисунки 7.2-7.5, таблицу 7.1):

• A_ф-з – от токоведущих частей, элементов оборудования и изоляции, находящихся под напряжением, до протяженных заземленных конструкций и постоянных внутренних ограждений высотой не менее 2 м, а также до стационарных межячейковых экранов и противопожарных перегородок;

• A_ф-ф – между токоведущими частями разных фаз;

• Б – от токоведущих частей, элементов оборудования и изоляции, находящихся под напряжением, до постоянных внутренних ограждений высотой до 1,6 м и до транспортируемого оборудования;

• В – между токоведущими частями разных цепей в разных плоскостях при обслуживаемой нижней цепи и неотключенной верхней;

• Г – от неогражденных токоведущих частей до земли или кровли зданий при наибольшем провисании проводов;

• Д – между токоведущими частями разных цепей в разных плоскостях, а также между токоведущими частями разных цепей по горизонтали при обслуживании одной цепи и неотключенной другой;

• Ж – от контакта и ножа разъединителя в отключенном положении до ошиновки, присоединенной ко второму контакту.

Рис. 7.2. Разрез ячейки РУ 110 кВ

Рис. 7.3. План ячейки РУ 110 кВ

Рис. 7.4. Разрез шинного портала

Рис. 7.5. Узел установки разъединителя

Расстояния в свету от гибких токоведущих частей до различных элементов ОРУ должны быть не менее приведенных в табл. 7.1. При гибких шинах расстояния в свету между токоведущими и заземленными частями при их расположении в одной горизонтальной плоскости должны быть не менее:

где ; – стрела провеса провода при 15ºС, м; ; – давление (скоростной напор) ветра на провод, Н/м; – вес провода, Н/м; – масса провода, кг/м; – ускорение свободного падания, м/с².

Таблица 7.1

Минимальные расстояния для ОРУ различных классов напряжения

Обозначение	Изоляционное расстояние, мм для номинального напряжения, кВ
	до 10	20	35	110	150	220	330	500	750
Aф-з	200	300	400	900	1300	1800 1200	2500 2000	3750 3300	5500 5000
Aф-ф	220	330	440	1000	1400	2000 1600	1800 2200	4200 3400	8000 6500
Б	950	1050	1150	1650	2050	2550 2000	3250 3000	4500 4100	6300 5800
В	960	1050	1150	1650	2050	3000 2400	4000 3500	5000 3950	7000 6000
Г	2900	3000	3100	3600	4000	4500 3900	5000 4700	6450 6000	8200 7200
Д	2200	2300	2400	2900	3300	3600 3200	4200 3800	5200 4700	7000 6500
Ж	240	365	485	1100	1550	2200 1800	3100 2600	4600 3800	7500 6100

Применение ЗРУ уменьшает минимальные расстояния (по сравнению с ОРУ) за счет того, что аппараты и токоведущие части не подвергаются внешнему воздействию окружающей среды (ветра, снега, дождя, температуры, солнечной радиации и т.д.).

Таблица 7.2

Минимальные расстояния для 3РУ различных классов напряжения

Обозначение	Изоляционное расстояние, мм, для номинального напряжения, кВ
	10	20	35	110	150	220
Aф-з	120	180	290	700	1100	1700
Aф-ф	130	200	320	800	1200	1800
Б	150	210	320	730	1130	1730
В	220	280	390	800	1200	1800
Г	2000	2200	2200	2900	3300	3800
Д	2500	2700	2700	3400	3700	4200
Ж	150	220	350	900	1300	2000

Следует иметь в виду, что в тех РУ, где предусмотрен проезд транспортных, монтажных и ремонтных средств, расстояния по пути их следования (с учетом разворотов) от любой части до токоведущих частей, находящихся под напряжением, должны быть не менее одного метра для РУ до 35 кВ включительно; 1,65 метра для 110 кВ; 2,5 метра для 220 кВ.

В ОРУ напряжением 110 кВ и выше должен быть предусмотрен проезд с габаритом 4000×4000 мм вдоль выключателей для передвижных ремонтных механизмов и приспособлений, а также передвижных лабораторий.

Применение типовых элементов и конструкций РУ, комплектных и сборных ячеек, узлов из аппаратов и токопроводов, а также комплектных и сборных ячеек и ПС, полностью или частично изготовленных на заводе, обеспечивает выполнение всех перечисленных требований, а также индустриализацию монтажа и сооружение объектов в минимальные сроки.

Рис. 7.6. Схема расположения элементов шинного портала 110 кВ

Рис. 7.7. Схема расположения элементов ячейкового портала 110 кВ

ОРУ являются основными производственными сооружениями на ПС, поэтому компоновка ПС определяется расположением ОРУ с учетом подходов воздушных линий (ВЛ).

В состав ОРУ, кроме оборудования и токоведущих частей, входят опоры для гибкой и жесткой ошиновок, опоры под оборудование, молниеотводы и мачты освещения, фундаменты под опоры, кабельные лотки и каналы, специальные железнодорожные пути для перекатки трансформаторов, огнестойкие преграды между трансформаторами (при расстоянии в свету менее 15 метров).

Примеры схем унифицированных стальных порталов ошиновки РУ 110 кВ представлены на рис. 7.6-7.7.

Основными конструктивными элементами для установки оборудования служат стальные и железобетонные стойки и сваи. Под различное оборудование устанавливается одна или несколько стоек или свай.

В комплектных РУ блочно-модульного исполнения под опорные конструкции применяются поверхностные фундаменты.