1. Аналіз існуючого стану комутаційних апаратів на енергетичних об'єктах напругою 35 кВ
2. Прийняті проектні компонувальні і електротехнічні рішення для підстанцій напругою 35-110 (150) кВ
3. Варіанти застосування вимикача BB / TEL-35-20 / 1250 УХЛ1 як «реклоузера» на повітряних лініях електропередачі 35 кВ
4. Прийняті проектні компонувальні і електротехнічні рішення для повітряних ліній електропередачі напругою...
5. Висновки

| Авторство: Г.Н. Катренко | Переглядів: 7765

Підприємство «Таврида Електрик Україна» розробило Типові проектні рішення «Вимикач вакуумний зовнішньої установки на напругу 35 кВ марки ВВ / TEL-35-20 / 1250 УХЛ1. Установка на ПС 110 (150) / 35/10 (6) кВ, ПС 35/10 (6) -0,4 кВ і лініях електропередачі напругою 35 кВ »

Метою даної розробки є техніко-економічне обґрунтування і виготовлення робочої документації по установці вакуумного вимикача BB / TEL-35-20 / 1250 УХЛ1 на існуючих підстанціях з вищою і середньою напругою 35 кВ при їх реконструкції, технічному переозброєнні і модернізації із заміною вимикачів 35 кВ і блоків «елімінатор - короткозамикачем», а також пристрої пунктів секціонування і резервування на магістралях і перемичках (відгалуженнях) повітряних ліній електропередачі 35 кВ.

Дані типові проектні рішення можуть в повній мірі бути використані при проектуванні нових ПС з РУ 35 кВ в якості блоку «вакуумний вимикач 35 кВ», а також нових ЛЕП-35 кВ в якості блоку «вакуумний реклоузер 35 кВ».

Типові проектні рішення розроблені відповідно до вимог діючих нормативних документів.

Аналіз існуючого стану комутаційних апаратів на енергетичних об'єктах напругою 35 кВ

Масове будівництво електричних мереж 35-110 кВ виконувалося в 1960-1980 роки минулого століття. В силу незначних, на той час, потужностей споживачів на напругу 35 кВ, великих обсягах будівництва і, як завжди, відсутність достатнього обсягу капіталовкладень, розвиток електричних мереж напругою 35 кВ здійснювалося на базі ПС-35 кВ виконаних за спрощеними схемами з використанням запобіжників з роз'єднувачами і блоків «елімінатор - короткозамикачем».

Масляні вимикачі, як правило, многооб'емних встановлювалися тільки на підстанціях, які функціонально виконували роль центрів харчування.

Магістральний секціонування ліній електропередачі напругою 35 кВ, як правило, не здійснювалося.

Подальший введення в експлуатацію генеруючих і передавальних потужностей, а також зростання навантажень споживачів призвели до значного збільшення струмів короткого замикання в електричних мережах 35 кВ, що в свою чергу вплинуло на погіршення комутаційних властивостей існуючих апаратів.

На сьогодні в електричних мережах напругою 35 кВ України різних галузей промисловості (енергетична, металургійна, транспортна, оборонна та інші) ще експлуатується морально застарілі і фізично зношені блоки «елімінатор - короткозамикачем» в обсязі близько 1200 одиниць, а також масляні вимикачі, які відпрацювали один і більше термінів служби, в кількості 16000 одиниць.

З огляду на технічний стан парку цих комутаційних апаратів, щорічна потреба в вакуумних вимикачах напругою 35 кВ за експертними оцінками становитиме до: 2014 - 2020 роки в межах 60 - 80 од .; 2021 - 2030 роки в межах 800 од .; 2031 - 2040 роки в межах 950 од.

Одним з технічно і економічно обгрунтованих рішень цього проблемного питання, на нашу думку, повинен стати «ретрофіт» цих морально і фізично застарілих комутаційних апаратів на високотехнологічні вакуумні вимикачі (реклоузери) BB / TEL-35-20 / 1250 УХЛ1.

Крім того, введення в електричну мережу 35 кВ інструменту магістрального секціонування і резервування ліній електропередачі на базі вакуумних реклоузера ВВ / ТЕL-35-20 / 1250 УХЛ1 дасть можливість більш широкого розвитку і застосування електромереж напругою 35 кВ, в тому числі і сприятливого вирішення питання приєднання споживачів до електричних мереж.

Такі рішення дозволять також істотно підвищити надійність і безперебійність електропостачання споживачів, а також значно зменшити експлуатаційні витрати на технічне обслуговування і ремонт електричних мереж в цілому.

Прийняті проектні компонувальні і електротехнічні рішення для підстанцій напругою 35-110 (150) кВ

При розробці Типових проектних рішень основним завданням було домогтися відповідності вимог глави 4.2 ПУЕ в частині дотримання габаритних розмірів від рівня землі (підлоги) або площадки обслуговування до нижньої кромки полімерній ізоляції висновків вимикача і до струмоведучих частин вимикача.

Для вакуумного вимикача ВВ / TEL- 35-20 / 1250 УХЛ1 основним є габарит від струмоведучих його частин, а саме нижніх висновків оснащених датчиками струму. Конфігурація вакуумного вимикача ВВ / ТЕL-35-20 / 1250 УХЛ1 передбачає його розташування нижніми висновками в сторону силових трансформаторів і ліній електропередачі 35 кВ, а верхніми в сторону ошиновки РУ-35кВ.

Для варіанту секціонування і резервування ліній електропередачі напругою 35 кВ орієнтація висновків вакуумного вимикача ВВ / ТЕL-35-20 / 1250 УХЛ1 не має значення.

Типові проектні рішення для підстанцій передбачають повне використання придатних до експлуатації існуючих опор (стояків) під обладнання марки ОТ-35-1 (2,3,4,7,8,9,10) з розробленими відповідними комплектами адаптації (настановних підставок).

Замість опор марки ОТ-35-5 (6), які використовуються для закріплення устаткування на підстанціях, розроблена металева стійка ОТ-35-5 *. висотою 2500 мм. Дана стійка встановлюється на бетонний фундамент висотою 300 мм над рівнем землі або експлуатаційної майданчика на ОРУ-35кВ і безпосередньо на підлогу приміщення ЗРУ-35кВ.

У разі незадовільного стану існуючих типів опор під обладнання або їх елементів марки ОТ-35-1 (2,3,4,7,8,9,10), передбачено застосування стійки ОТ-35-5 *, яка є універсальною при заміні всіх видів існуючих типових і нетипових опор під обладнання.

Типовими проектними рішеннями передбачається установка вимикача ВВ / ТЕL-35-20 / 1250 УХЛ1 в горизонтальній площині для всіх випадків заміни.

Навантаження на опори в режимах комутації вимикача ВВ / ТЕL-35-20 / 1250 УХЛ1 - статичне вертикальне і динамічна вертикальна. Установчі розміри вимикача складають 60x360 мм в двох вертикальних площинах з відстанню між ними 240 мм і з застосуванням восьми болтів М12.

Перехід вертикальної настановної площини в горизонтальну площину передбачено виконати на чотирьох настановних кронштейнах з установочними розмірами в горизонтальній площині 360x360 мм. Для адаптації настановних розмірів демонтованих вимикачів до прийнятих настановних розмірів вимикача ВВ / ТЕL-35-20 / 1250 УХЛ1 передбачена уніфікована підставка висотою 800 мм в двох модифікаціях:

• з додатковими випусками для установки шафи управління або ящика затискачів;
• без додаткових випусків при установці шафи управління або ящика затискачів безпосередньо на існуючій стійці опори під обладнання ВІД 35.

На опорах під обладнання ОТ-35-7 (8,9,10) вимикач встановлюється безпосередньо на існуючі металеві елементи опор під обладнання (МЕ70, МЕ153, МЕ154).

Кріплення вимикача до настановних кронштейнів, а також кронштейнів до підставок і підставок до існуючих металоконструкцій опор під обладнання ОТ-35 виконується болтовими з'єднаннями.

Для опор ОТ-35-1 (3,4) повністю використовуються настановні отвори демонтується обладнання (болти М20). Для опори ОТ-35-2 в металоконструкції додатково просверливаются чотири отвори діаметром 22 мм (болти М20).

Для опор ОТ-35-7 (8,9,10) в металоконструкції додатково просверливаются чотири отвори діаметром 13 мм (болти М12). Крім того, на даних опорах рекомендується обрізати установчі металоконструкції на довжину не менше 430 мм.

З'єднання деталей проектованих металоконструкцій виконується електрозварюванням по ГОСТ (висота зварного шва не менше 5 мм) по їх периметру дотику.

Технічні параметри «ретрофіта» застарілих типів комутаційних апаратів на вакуумний вимикач ВВ / TEL-35-20 / 1250 УХЛ1 і використання при цьому опор під обладнання і металоконструкцій представлено в таблиці 1.

№ п / п Тип замінного вимикача Тип опори №№ креслень Примітка Установчі креслення Розміщення вимикача Підставка під вимикач 2 3 4 5 6 7 1 ВМУЕ-35Б-1250 ОТ-35-1 1 2 9 2 ВВУ-35А-3250 ОТ-35- 2 1 3 10 3 За-35М-630 ВІД-35-3 1 4 11 4 ВТД-35-630 ВІД-35-4 1 4 11 5 МКП-35-1000 ВІД-35-5 * - 5 12, 13 Прим . 1 6 За-35-3200 ВІД-35-5 * - 5 12, 13 Прим. 1 7 РД (3) -35 (відділювач) ОТ-35-7 1 6 - Прим. 2 8 РД (3) -35 ОТ-35-8 1 6 - Прим. 2 9 РНД (3) -35 (відділювач) ОТ-35-9 1 7 - Прим. 2 10 РНД (3) -35 ОТ-35-10 1 7 - Прим. 2

Примітки:
1. Існуючі опори демонтуються.
2. Вимикач ВВ / ТЕL-35-20 / 1250 УХЛ1 встановлюється на металоконструкцію опори безпосередньо на 4-х настановних кронштейнах

Приклад установки вакуумного вимикача ВВ / ТЕL-35-20 / 1250 УХЛ1 на існуючих опорах (стійках) під обладнання марки ОТ-35-1 (2,3,4,7,8,9,10) з розробленими відповідними комплектами адаптації (настановних підставок) і стійку ОТ-35-5 * наведені відповідно на рис.1 і рис.2.

Варіанти застосування вимикача BB / TEL-35-20 / 1250 УХЛ1 як «реклоузера» на повітряних лініях електропередачі 35 кВ

Використання вакуумного вимикача ВВ / ТЕL-35-20 / 1250 УХЛ1 як реклоузера розглядається в таких випадках:

• радіальні повітряні лінії електропередачі 35 кВ:
  • секціонування ВЛ-35 кВ (одним або декількома пунктами секціонування) за умовами великий їх протяжності і (або) наявності на ділянках проходження ліній умов підвищеної її пошкоджуваності (ліси, болота, гірська місцевість і ін.);
  • установка реклоузера в місцях відгалужень від магістралей;
  • установка реклоузера на межах балансової належності (власності) ВЛ-35 кВ.
• замкнуті повітряні лінії електропередачі 35 кВ і з двостороннім їх харчуванням:
  • повне виконання функцій радіальних повітряних лінії електропередачі 35 кВ;
  • використання реклоузера в якості перемикача на резервне живлення;
  • використання реклоузера на секціонуючих пунктах як локалізатора пошкодженої ділянки ПЛ-35 кВ з наступним автоматичним відновленням харчування непошкоджених ділянок 35 кВ.

У перерахованих вище випадках, при наявності на ВЛ-35 кВ ВЧ-каналів зв'язку, передбачається організація ВЧ-обходів пунктів секціонування.

Прийняті проектні компонувальні і електротехнічні рішення для повітряних ліній електропередачі напругою 35 кВ

Установка реклоузера передбачається на існуючих опорах одноколових ВЛ- 35кВ (одностоєчні проміжні залізобетонні опори і всі типи металевих опор). Встановлений на опорі реклоузер за своїм статусом прирівнюється до розподільного пристрою 35кВ і на нього поширюються вимоги глави 4.2 ПУЕ. Установка реклоузера передбачає наявність приводів управління роз'єднувачами і заземлювальними ножами, а також ящиків управління вимикачем, що в свою чергу зумовлює такі варіанти їх розміщення на опорі:

1. управління приводами безпосередньо з планувальної від мітки території (висота установки приводів 1,2-1,5 м);
2. управління приводами зі стаціонарної експлуатаційної огородженій майданчики, що розташовується на недоступною стороннім особам висоті (як правило - вище 3,0 м), при аналогічній висоті установки приводів 1,2-1,5 м;
3. управління приводами з пересувних підйомно-транспортних пристроїв (висота установки приводів визначається технічними можливостями підйомно-транспортних механізмів).

Крім того, у першій-ліпшій нагоді, необхідно виконати наступні вимоги:

• висота від позначки майданчика до нижньої кромки ізоляції обладнання не менше 2,5 м;
• висота від позначки майданчика до струмоведучих частин обладнання не менше 3,1 м;

Виконання управління з планувальної позначки території (варіант 1) передбачає необхідність виконання огорожу згідно з вимогою глави 4.2 ПУЕ. Огорожа повинна бути з бетонних (залізобетонних) огороджувальних конструкцій висотою не менше 1,8 м. Площі огороджувальних території регламентовані ДБН В 2.5-16-99 «Визначення розмірів земельних ділянок для об'єктів електричних мереж» і складають для одностоякових опор 3,0 м2 і 4 , 0 м2. У загальному випадку цей розмір розраховується за формулою S = (A + 2 × P) 2 або S = (D + 2 × P) 2, де S - площа землевідведення, А - максимальний розмір прямокутної в плані опори, D - діаметр круглої в плані опори, Р - охоронна зона, дорівнює 0,8 м для одностоякових опор ПЛ. Огородження повинні мати захисні козирки з колючого дроту і хвіртки навпаки приводів роз'єднувачів.

При варіанті з установкою стаціонарного майданчика передбачається підйом на неї за допомогою переносної драбини (необхідна в комплекті інструментів обслуговуючого персоналу) або стаціонарної, складаний і замикається на замок, яка встановлюється на опорі. Сам майданчик застосовується типовий розробки для щогл зв'язку на енергетичних об'єктах. Розміри по висоті від рівня площадки до обладнання та струмоведучих частин приймаються аналогічно першому варіанту.

Третій варіант розглядає використання пересувних підйомно-транспортних механізмів. До них відносяться вертикальні телескопічні вишки, для важеля шарнірні висувні вишки і автогідропідйомники. Перераховані механізми монтуються на базі вантажних автомобілів і тракторів різних марок. Висота підйому становить від 12 до 32 м, вантажопідйомність - від 250 кг. Основна вимога - розміщення реклоузера в місці, доступному для проїзду автотранспорту в будь-який час року. Крім того, необхідно враховувати наявність конкретних механізмів в експлуатаційної організації і вибір висоти установки приводів повинен передбачати запас по висоті при підйомі в колисці підйомника людини.

Застосування одного з перерахованих методів управління приводами впливає тільки на довжину тяг від приводу до апарату.

Розміщення шафи управління вимикачем відповідає висоті 1,5-1,8 м від рівня загальної площадки управління приводами роз'єднувачів.

Другим основним принципом установки реклоузера є спосіб його підключення до проводів ПЛ-35 кВ.

З огляду на, що реклоузер виконує функцію розподілу електричної мережі 35 кВ, в місці його установки передбачається анкерного кріплення проводів в суміжних прольотах з кріпленням натяжних ізолюючих підвісок (НІП) безпосередньо до траверсі (нижні дроти) і до тіла опори (для верхнього проводу). Існуючі підтримують НІП (для проміжних опор) використовуються для виконання зв'язку між вимикачем і лінійним роз'єднувачем або вимикачем і повітряною лінією електропередачі 35 кВ. При цьому використовується існуючі підтримують траверси із застосуванням проміжних ланок. Однак, для проміжних опор, з огляду на різної довжини вильоту правої і лівої частин нижньої траверси, рекомендується виконати її заміну на анкерне (прямокутну в плані) типову траверсу, де конструкцією забезпечено приєднання натяжних і підтримуючих НІП. Приєднання верхнього проводу до тіла опори виконати за допомогою типових конструкцій (хомути і болти) для існуючих марок опор (стояків).

Третім фактором установки реклоузера є повне використання конструктивних елементів з монтажу модулів вимикача і роз'єднувачів, розроблених в ТПР АРТА.674153.102 і будівельних рішень SMART 35.

Розміщення реклоузера в радіальних повітряних лініях електропередачі 35 кВ з одностороннім харчуванням і на відгалуженнях від магістралей виконується з установкою одного роз'єднувача з боку харчування ВЛ-35 кВ, вакуумного вимикача, обмежувачів перенапруги і однофазних трансформаторів власних потреб (установка з боку харчування ВЛ-35 кВ) . Як було зазначено вище, вимикач, ОПН і ТСН розміщуються в одному монтажному модулі. Розміщення роз'єднувачів на опорі розглядається в двох варіантах:

1. установка дзеркально по відношенню до вимикача (по різних сторонах опори), причому рівні установки можуть бути як рівними, так і різними в залежності від місцевих умов і варіанти вибору розміщення приводів;
2. установка роз'єднувача під модулем вимикача (по одній стороні опори).

Приклад установки реклоузера на віброваних або центрифугованих конічних стійках в радіальних повітряних лініях електропередачі 35 кВ представлені на рис.3.

Обидва варіанти дають можливість переобладнання реклоузера при перекладі ВЛ-35кВ в статус лінії з двостороннім живленням. При цьому розглядається питання тільки про додатковій установці роз'єднувача та ТСН.

Розміщення реклоузера на повітряних лініях електропередачі 35кВ з двостороннім харчуванням передбачає і організацію харчування власних потреб з двох сторін. При цьому на модулі вимикача встановлюються два ТСН симетрично один до одного (фази «А-В» і «В-С»), а також встановлюється додатковий комплект роз'єднувача.

Варіант установки реклоузера на віброваних і центрифугованих конічних стоїків в лінії з двостороннім живленням представлені на рис. 4.

Установка устаткування ВЧ-обходів при установці реклоузера на повітряних лініях електропередачі 35кВ розглядається як обов'язковий елемент електричної мережі 35 кВ, по якій організовані канали зв'язку. Вузли ВЧ-обходу передбачається встановлювати на тій же опорі, де встановлений реклоузер. На відгалуженнях від магістралей, де ВЧ-зв'язок не передбачається, встановлюються тільки ВЧ-загороджувачі.

Номенклатура застосування ВЧ-загороджувачів 35 кВ визначається робочим струмом і індуктивністю. Загороджувачі, що застосовуються в електричній мережі 35 кВ, мають параметри по току в 100, 200, 400 і 630 А, що відповідає електричним навантаженням і пропускної здатності застосовуваних проводів в електромережі 35 кВ. Індуктивність загороджувачів, як правило, дорівнює 0,25 або 0,5 мГн. Габарити загороджувачів наступні (висота x діаметр): 820x316 мм (100-200 А / 0,25 мГн), 750x410 мм (400-630 А / 0,25 мГн), 1440x1010 (630А / 0,5 мГн), а вага від 11 до 170 кг.

Конденсатор зв'язку з підставкою має розмір 1300x280 мм і вагу до 135 кг. Крім того, до конденсатору приєднується фільтр (12 кг) і однополюсний заземлитель (2,5 кг).

За наведених масо-габаритних параметрах обладнання ВЧ-обходу розглядається установка всіх видів загороджувачів при відгалуженнях від ВЛ-35 кВ на додатковій траверсі верхньої фази або на суміжній опорі в будь-якій фазі.

ВЧ-обхід на лінії з одностороннім харчуванням розглядається в варіанті суміщеної установки загороджувача і конденсатора зв'язку та окремою їх установки.

Установка конденсатора зв'язку розглядається на загальній платформі з роз'єднувачем і окремо з використанням конструктивних креслень по установці роз'єднувача.

Для ліній з двостороннім живленням установка обладнання ВЧ-обходів аналогічна наведеним вище рішенням. При цьому розглядається лише поєднана установка конденсаторів зв'язку з роз'єднувачем на одній платформі, а загороджувача - на конденсаторі зв'язку (при токах до 400 А) або на окремій траверсі (для будь-якого загороджувача).

Висновки

Аналіз діючих електричних схем напругою 35 кВ, також конструктивних рішень по установці вимикачів і блоків «короткозамикачем - відділювач» дали можливість зробити такі висновки:

1. Застосування в РУ 35 кВ на ПС 35/10 (6) кВ та ПС 110/35/10 (6) кВ вакуумних вимикачів ВВ / TEL-35-20 / 1250 УХЛ1 можливо для заміни всіх наявних типів вимикачів 35 кВ і блоків «відділювач - короткозамикачем »з повним використанням існуючих архітектурно-будівельних рішень цих підстанцій.
2. Габаритно-настановні креслення для вимикача ВВ / TEL-35-20 / 1250 УХЛ1 повинні мати комплект адаптації металоконструкцій:
   • для приєднання самого вимикача (один тип приєднання - горизонтальне розташування висновків 35 кВ вимикача);
   • для приєднання комплекту адаптації вимикача до існуючих металоконструкцій опор в залежності від типу замінних комутаційних апаратів.
3. У разі необхідності установки додаткових трансформаторів струму в ланцюгах 35 кВ (облік електроенергії, диференційний захист трансформаторів і ін.) Комплект адаптації повинен передбачати установку таких трансформаторів та опорних ізоляторів 35 кВ.
4. Комплект адаптації повинен передбачати можливість установки вимикача ВВ / TEL-35-20 / 1250 УХЛ1 на окремій опорі і в разі заміни існуючих на нові, і формування блоку «вакуумний вимикач 35 кВ» на нових підстанціях.
5. Шафа управління вакуумним вимикачем може розташовуватися безпосередньо як на опорі, де встановлений вимикач, так і в будівлі ОПУ підстанції. При цьому на опорі вакуумного вимикача необхідно передбачати перехідний ящик або клеммник.
6. Прийняті проектні компонувальні і електротехнічні рішення для повітряних ліній електропередачі напругою 35 кВ істотно розширюють можливості застосування вакуумного вимикача ВВ / TEL-35-20 / 1250 УХЛ1 для секціонування і резервування споживачів цих ліній.

Опубліковано: Журнал «Електричні мережі і системи» №1, 2014 р