Что такое сборные шины распределительного устройства
Сборные шины распределительных устройств
Необходимость соединения между собой подводящих и отводящих электроэнергию линий обусловливает применение на станциях, подстанциях, распределительных устройствах и пунктах сборных шин.
Простейшей системой является так называемая одиночная система шин (рис. 1), применяемая в электроустановках малой мощности с одним источником питания.
Рис. 1. Одиночная система шин
На станциях и подстанциях, имеющих два и более трансформатора или генератора, в целях повышения надежности снабжения потребителей электроэнергией шины секционируют, т. е. делят на две, а иногда и большее число частей. К каждой секции должно быть присоединено по возможности равное число генераторов или трансформаторов и отходящих линий (рис. 2).
Рис. 2. Одиночная секционированная система шин с межсекционным разъединителем
Секционирование шин сообщает схеме большую эксплуатационную гибкость (при выходе из работы одной секции шин отключается только часть вводов и отходящих линий).
Отдельные секции шин могут быть соединены между собой разъединителями или выключателями. При секционировании шин разъединителем последний большей частью разомкнут. При этом обе секции работают раздельно, и при повреждении одной из секций питания лишается только часть потребителей. Кроме того, при раздельной работе трансформаторов снижаются токи короткого замыкания на стороне вторичного напряжения.
В случае повреждения трансформатора его отключают и обе секции соединяют между собой разъедиителем, отключив предварительно для предотвращения перегрузки неответственные потребители.
Допустима также работа с включенным разъединителем для обеспечения равномерного распределения нагрузки между питающими линиями. В этом случае при аварии на одной из секций прекращается питание электроэнергией всех потребителей на время, необходимое для разделения секций. В случае же автоматического отключения одного из источников питания второй источник будет перегружен в течение времени, необходимого для отключения неответственных потребителей.
При наличии межсекционного выключателя (рис. 3) последний может быть также при работе замкнутым или разомкнутым.
Рис. 3. Одиночная секционированная система шин с межсекционным выключателем
При работе с замкнутым выключателем его снабжают максимальной токовой защитой, которая автоматически отключает поврежденную секцию. Однако такое решение не рекомендуется, поскольку оно не дает существенных преимуществ по сравнению со схемами с межсекционными разъединителями.
Применение межсекционного выключателя рекомендуется только в тех случаях, когда он используется для автоматического включения резервного питания от другого рабочего источника и при нормальной работе электроустановки находится в разомкнутом состоянии.
При наличии на подстанции одиночной секционированной системы шин резервирующие друг друга отходящие линии следует присоединять к различным секциям шин.
Для большей надежности питания и большего удобства эксплуатационных переключений на крупных станциях и подстанциях применяют двойную систему шин (рис. 4), которая допускается только при наличии соответствующего обоснования в каждом отдельном случае.
Рис. 4. Двойная система сборных шин
При нормальной работе электроустановки одна система шин является рабочей, а другая — резервной. Обе системы шин могут быть соединены между собой шиносоединительным выключателем, который позволяет осуществить переход с одной системы шин на другую без перерыва в подаче энергии, а также может быть использован в качестве замены любого из выключателей электроустановки. В последнем случае линию, с которой выключатель снят для ремонта, присоединяют к резервной системе шин и соединяют рабочую и резервную системы шин шиносоединительным выключателем.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
СБОРНЫЕ ШИНЫ
Смотреть что такое «СБОРНЫЕ ШИНЫ» в других словарях:
сборные шины — 3.4.8 сборные шины: Система проводников, соединяемых с блоком ввода и предназначенных для присоединения к ним фазных, нулевых защитных РЕ и нулевых рабочих N проводников нескольких распределительных и групповых электрических цепей. Примечание… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ШИНЫ СБОРНЫЕ (главные) — проводники на электр. станциях и подстанциях, на к рых собирается ток от электр. генераторов и трансформаторов и с к рых он распределяется по питающим проводам (фидерам) сети. Устанавливаются на опорных или подвесных изоляторах и выполняются из… … Технический железнодорожный словарь
вид внутреннего разделения НКУ — [ГОСТ Р 51321.1 2000 (МЭК 60439 1 92)] вид внутреннего изоляционного разгораживания Классификация физического разделения внутри СНКУ. [ГОСТ Р МЭК 61439.2 2012] EN form of internal separation classification of physical separation within a PSC… … Справочник технического переводчика
вид внутреннего разделения НКУ — [ГОСТ Р 51321.1 2000 (МЭК 60439 1 92)] вид внутреннего изоляционного разгораживания Классификация физического разделения внутри СНКУ. [ГОСТ Р МЭК 61439.2 2012] EN form of internal separation classification of physical separation within a PSC… … Справочник технического переводчика
вид внутреннего разделения НКУ — [ГОСТ Р 51321.1 2000 (МЭК 60439 1 92)] вид внутреннего изоляционного разгораживания Классификация физического разделения внутри СНКУ. [ГОСТ Р МЭК 61439.2 2012] EN form of internal separation classification of physical separation within a PSC… … Справочник технического переводчика
Распределительное устройство — запорное устройство, устанавливаемое на трубопроводе и обеспечивающее пропуск газового огнетушащего вещества в определенный магистральный трубопровод. Источник: НПБ 88 2001*: Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Релейная защита — электрических систем, совокупность устройств (или отдельное устройство), содержащая Реле и способная реагировать на короткие замыкания (См. Короткое замыкание) (КЗ) в различных элементах электрической системы автоматически выявлять и… … Большая советская энциклопедия
распределительное устройство — Распределительным устройством (РУ) называется электроустановка, служащая для приема и распределения электроэнергии и содержащая сборные и соединительные шины, коммутационные аппараты, вспомогательные устройства (компрессорные, аккумуляторные и др … Справочник технического переводчика
распределительное устройство — Распределительным устройством (РУ) называется электроустановка, служащая для приема и распределения электроэнергии и содержащая сборные и соединительные шины, коммутационные аппараты, вспомогательные устройства (компрессорные, аккумуляторные и др … Справочник технического переводчика
Шинные конструкции распределительных устройств
Сборные шины распределительных устройств представляют собой неизолированные, сравнительно массивные токоведущие проводники прямоугольного, круглого или профильного сечения. В пределах помещения закрытого РУ все ответвления от шин и присоединения к аппаратам выполняются также голыми проводниками, образующими ошиновку.
Сборные шины являются центральной и наиболее ответственной частью РУ, так как к ним поступает электроэнергия от всех генераторов станции (или трансформаторов подстанции) и к ним же присоединяются все отходящие линии.
В закрытых РУ до 35 кв включительно сборные шины выполняют из алюминиевых полос прямоугольного сечения. Стальные шины применяют в электроустановках малой мощности при токах нагрузки не свыше 300—400 А.
Следует отметить, что прямоугольные (плоские) проводники более экономичны, чем круглые. При равной площади сечения у прямоугольной шины боковая поверхность охлаждения больше, чем у круглой.
В помещении РУ шины монтируются на специальных шинных полках или каркасах аппаратных ячеек. Шины укладываются на опорных фарфоровых изоляторах на ребро или плашмя и закрепляются при помощи шинодержателей.
Существует много различных способов установки шин. Каждому из них присущи свои преимущества и недостатки.
Условия охлаждения шин, установленных на ребро, лучше, чем расположенных плашмя. В первом случае коэффициент теплоотдачи на 10—15% выше, чем во втором, и это учитывается при определении допускаемое токовой нагрузки (ПУЭ). Шины, обращенные к соседним своей узкой стороной (ребром), обладают большей механической устойчивостью.
Для возможности перемещения шин вдоль их осп при температурном удлинении шина в середине участка крепится жестко, а в пролете — свободно. Кроме того, при большой длине шин устанавливают компенсаторы, которые принимают на себя температурные удлинения. Две шинные полосы соединяются между собой при помощи гибкого пакета тонких медных или алюминиевых лент. Концы шинных полос имеют на опорном изоляторе не жесткое, а скользящее крепление через продольные овальные отверстия.
Для исключения температурных напряжений шины в некоторых случаях присоединяются к неподвижным аппаратам (зажимам) при помощи гибких пакетов, которые наращиваются на концах жестких шин.
Наибольшие применяемые размеры однополосных медных и алюминиевых шин составляют 120х10 мм.
При больших токовых нагрузках (для медных шин более 2650 А и для алюминиевых — 2070 А) применяют многополосные шины — пакеты из двух и реже из трех полос на фазу; нормальное расстояние между полосами в пакете принимают равным толщине одной полосы (b).
Близость полос одного и того же пакета друг к другу вызывает неравное распределение тока между ними: большая нагрузка приходится на крайние полосы пакета и меньшая — на средние. Например, в трехполосном пакете в крайних полосах протекает по 40%, а в средней — только 20% полного тока фазы. Это явление, аналогичное явлению поверхностного эффекта в одном проводнике, делает нецелесообразным применение более трех полос шин при переменном токе.
При рабочих токах, превышающих допустимые для двухполосных шин, наиболее целесообразно применять шины корытного профиля (швеллеры), дающие возможность лучше использовать проводниковый материал и получить высокую механическую прочность.
В настоящее время в мощных установках применяют пакет из двух швеллеров на фазу, который приближается по форме и kп к полому квадрату. Наибольший размер швеллера со стенкой 250 мм и толщиной 12,5 мм при двух швеллерах в пакете позволяет передавать ток 12 500 А для меди и 10 800 А — для алюминия.
Шины и вся ошиновка закрытого РУ окрашиваются эмалевыми красками в опознавательные цвета, что позволяет оперативному персоналу легко распознавать токоведущие части, относящиеся к определенным фазам и цепям.
Кроме того, окраска защищает шины от окисления и улучшает теплоотдачу с их поверхности. Увеличение допустимого тока от окраски шин составляет 15—17% для медных и 25—28% для алюминиевых шин.
Для шин различных фаз применяют следующие цвета окраски: трехфазный ток: фаза А — желтый, фаза В — зеленый, фаза С— красный; нулевые шины: при незаземленной нейтрали — белый, при заземленной нейтрали, а также заземляющие проводники — черный; постоянный ток: положительная шина — красный, отрицательная шина — синий.
Ошиновка открытых РУ может выполняться гибкими проводами или жесткими шинами. При напряжениях 35, 110 кв и выше для повышения коронного напряжения и снижения потерь на корону применяют провода только круглого сечения.
В большинстве открытых РУ ошиновка выполняется из многопроволочных сталеалюминиевых проводов такой же конструкции, как и на линиях электропередач.
Медные провода для ошиновки применяются лишь в тех случаях, когда открытое РУ расположено вблизи (около 1,5 км) берегов соленых морей или химических заводов, активные испарения которых и унос могут вызвать быструю коррозию алюминиевых проводов. В отдельных случаях в открытых РУ применяют жесткую ошиновку, которая выполняется из стальных или алюминиевых труб, укрепляемых на опорных изоляторах.
Сечения шин и других токоведущих проводников могут быть рассчитаны исходя из величины рабочих токов и допускаемых температур на основании условий нагрева.
Что касается шин, применяемых в РУ, то сечения их стандартизованы и для них составлены таблицы допустимых длительных токовых нагрузок. Поэтому в практических условиях нет необходимости вести расчет по формулам, а достаточно произвести выбор по таблицам.
Такие таблицы для стандартных сечений шин и проводов из основных проводниковых материалов и определенных профилей (прямоугольный, трубчатый, швеллер, полый квадрат и др.) приведены в ПУЭ и справочниках.
Для шин прямоугольного сечения табличные токовые нагрузки составлены при установке их на ребро; поэтому при расположении шин плашмя нагрузки должны быть уменьшены на 5% для шин шириною полос до 60 мм и на 8% для шин шириною полос более 60 мм. В тех случаях, когда средняя температура окружающего воздуха отличается от стандартной (+25°С), допускаемые нагрузки шин, полученные из таблиц, должны быть пересчитаны по следующей приближенной формуле:
где IН—допускаемая нагрузка, взятая из таблиц.
Сечение проводников должно быть проверено по экономической плотности тока.
Экономическим сечением проводников или шин qЭК называют такое сечение, при котором суммарная величина ежегодных расходов, определенная по капитальным затратам и эксплуатационным расходам, оказывается наименьшей.
Экономическое сечение проводов и шин получается при делений, тока наибольшей нагрузки в нормальном режиме на электрическую плотность тока:
Полученное по экономическому условию сечение округляют до ближайшего стандартного и проверяют по длительно допускаемому току нагрузки. Следует отметить, что сборные шины РУ всех напряжений по экономической плотности тока не выбирают, так как экономические сечения при больших токах получаются равными либо меньше сечений, выбранных по нагреву.
Кроме этого, шины РУ проверяют на термическую и электродинамическую устойчивость при коротких замыканиях, а при 110 кв и выше — также на коронирование.
Таким образом, проводники любого назначения должны удовлетворять требованиям предельно допустимого нагрева с учетом не только нормальных, но и аварийных режимов.
Если сечение проводника, определенное по экономическим условиям и условиям длительной нагрузки, не равно сечению, которое требуется по другим аварийным условиям (термическая и динамическая устойчивость при коротких замыканиях), то должно приниматься большее сечение, удовлетворяющее всем условиям.
Следует также отметить, что при установке шин больших сечений необходимо обеспечивать наименьшие добавочные потери от поверхностного эффекта и эффекта близости и наилучшие условия для охлаждения. Это может быть достигнуто путем уменьшения числа полос в пакете и их надлежащего пространственного и взаимного расположения, рациональной конструкции пакета, применения профильных шин — корытных, полых и др.
При применении стальных шин определение величины допустимого тока производится несколько иным путем.
В стальных шинах вследствие поверхностного эффекта происходит значительное вытеснение тока к поверхности проводника глубина проникновения не превышает 1,5—1,8 мм.
Исследованиями установлено, что допустимая нагрузка стальных шин переменным током практически зависит от периметра поперечного сечения шин, а не от площади этого сечения.
На основании этих исследований принят следующий способ расчета стальных шин переменного тока:
1. Сначала определяют ток нагрузки шины (для однополосной шины не свыше 300—400 А) и находят линейную плотность тока:
где Iн — ток нагрузки, А; р — периметр поперечного сечения шины, мм.
Линейная плотность тока зависит от допустимой температуры перегрева стальной шины над температурой окружающего воздуха. Эта зависимость определяется следующим выражением:
Установлено, что при болтовых соединениях стальных шин величина Θ не должна превышать 40° С, а для сварных соединений она может быть повышена до 55° С.
Если принять температуру окружающего воздуха v0 — 35°, то линейная плотность тока при болтовых соединениях будет равна
и для сварных соединений
2. По этим данным определяем величину необходимого периметра поперечного сечения шины:
По периметру шины, имея сортамент шин, можно легко подобрать нужный размер стандартных стальных полос, соблюдая условие
где h—высота шины, мм; b—толщина шины, мм.
Приведенный выше расчет стальных шин относится к однополосным шинам.
При больших токах нагрузки можно применить пакеты из нескольких стальных шин. В этом случае периметр поперечного сечения одной полосы шины, входящей в пакет, подбирается с соблюдением следующих условий:
• для двухполосных шин
• для трехполосных шин
Для упрощения расчетов можно пользоваться диаграммой зависимости периметра р поперечного сечения шины от тока нагрузки IН.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Трансформаторные подстанции высочайшего качества
с нами приходит энергия
develop@websor.ru
Шины распределительных устройств
Одним из главных элементов распределительного устройства являются шины, которые делятся на главные (сборные) и ответвительные и изготовляются из меди, алюминия или его сплавов и стали. Шины выполняют плоскими и устанавливают плашмя или на ребро. Сечение шин выбирают в зависимости от тока нагрузки с проверкой устойчивости току к. з. Учитывают также способ крепления шин. Так, в распределительном пункте, рассчитанном на мощность до 7600 кВА при напряжении 6 кВ и до 12000 кВА при напряжении 10 кВ, размер сборных шин из алюминия должен быть не менее 60 х 8 мм, в трансформаторной подстанции — 40 х 4 мм.
Соединения шин между собой и с выводами аппаратов могут быть разборными и неразборными. К разборным относят болтовые, винтовые и соединения, сжимаемые накладками (допускающие разборку без разрушения отдельных частей), к неразборным — цельнометаллические соединения, выполненные сваркой, пайкой или опрессовкой. Линейные соединения шин, как правило, выполняют неразборными.
В распределительных устройствах городских электрических сетей в основном применяют алюминиевые шины, для их соединения которых используют электросварку — в среде инертного газа (аргонно-дуговая сварка).
Установившаяся температура нагрева контактных и цельнометаллических соединений выводов аппаратов с внешними проводниками из меди, алюминия и их сплавов при номинальном режиме не должна быть выше 95 °С в установках на напряжение до 1 кВ и 80 °С в установках напряжением выше 1 кВ. При покрытии контактной поверхности кадмием, оловом, никелем или цинкооловянистым сплавом допускается повышение температуры на 10 °С. При прохождении токов к. з. температура нагрева не должна превышать 200 °С у соединений алюминиевых проводников и алюминиевых проводников с медными и 300 °С — у соединений медных проводников.
Электрическое сопротивление сварных и паяных контактных соединений должно оставаться неизменным; для разборного контакта в условиях эксплуатации допускается увеличение сопротивления в 1,5 раза по сравнению с начальным.
Однополосные шины устанавливают обычно плашмя и закрепляют непосредственно на головке опорного изолятора с условием свободного перемещения полос вдоль их оси при нагреве токами нагрузки и к. з. В однополосных шинах отверстия для крепежных болтов в пролете и торцах делают овальными, а под головки болтов подкладывают пружинящие шайбы.
Выводы аппаратов изготовляют из меди, алюминия и их сплавов; при токе до 40 А они могут быть стальными. Контактные соединения в зависимости от области применения подразделяются на три класса. К 1-му классу относят контактные соединения цепей, сечение проводников которых выбирают по длительно допустимому току, к 2-му классу — контактные соединения цепей, сечение проводников которых выбирают по механической прочности, потере и отклонению напряжения (цепи управления, сигнализации, измерения), к 3-му классу — контактные соединения цепей с электротехническими устройствами, работа которых связана с выделением большого количества теплоты (резисторы, нагревательные элементы).
Контактные соединения силовых цепей выполняют 1-го класса. В зависимости от материала соединяемых проводников и климатического исполнения, а также категории размещения электрооборудования разборные контактные соединения выполняют с применением средств стабилизации электрического сопротивления и без них.
Неразборные контактные соединения шин с плоскими выводами показаны на рис. 1 а, а со штыревыми выводами — на рис. 2 а.
Разборные контактные соединения шин с плоскими выводами выполняют: без средств стабилизации электрического сопротивления с помощью стальных крепежных изделий (рис. 1 6, в); со средствами стабилизации электрического сопротивления с помощью крепежных изделий из цветного металла (рис. 1, г, д) или стальными крепежными изделиями с использованием тарельчатых пружин (рис. 1 е) либо с применением переходных деталей — медно-алюминиевых пластин МА (рис. 1, ж) или пластин из твердого алюминиевого сплава. В переходных деталях соединение меди с алюминием осуществляют цельнометаллическим способом, т. е. сваркой или пайкой.
Разборные контактные соединения шин со штыревыми выводами выполняют с помощью гаек — стальных, медных или латунных (рис. 2 6, в, г) и с применением переходных деталей — медно-алюминиевых пластин МА (рис. 2 д) либо пластин из твердого алюминиевого сплава.
Разборные контактные соединения шин из меди и ее сплавов, твердого алюминиевого сплава с плоскими выводами, изготовленными из тех же материалов, что и шины, для всех значений рабочих токов выполняют с помощью стальных крепежных изделий (см. рис. 1 6, в), со штыревыми выводами из меди или латуни с помощью стальных, медных или латунных гаек (рис. 2 6, в, г).
Разборные контактные соединения шин из алюминия с плоскими выводами из меди и ее сплавов, твердого алюминиевого сплава или алюминия выполняют в соответствии с рис. 1 г — ж для всех значений рабочих токов, а со штыревыми выводами из меди или латуни — в соответствии с рис. 2 6, в, г для рабочих токов до 630 А и с рис. 2 д для рабочих токов более 630 А.
Рис. 1. Контактные соединения проводников с плоскими выводами аппаратов
Рис. 2. Соединения проводников со штыревыми выводами аппаратов
Болты, гайки, шайбы и пружины, изготовляемые из стали и применяемые для крепления контактных соединений, имеют антикоррозионное покрытие кадмием или цинком. При выполнении соединений заводские отверстия в выводах аппаратов нельзя рассверливать.
Шины в распределительных устройствах окрашивают для защиты от окисления (коррозии), облегчения распознавания отдельных фаз шин и улучшения их охлаждения. Болтовые контактные соединения и участки шин, предназначенные для присоединения временного заземления, не окрашивают. Фазы шин РУ должны соответствовать фазам трансформатора или генератора центра питания. Так, фаза L1 в РУ должна быть присоединена через кабели к выводу фазы L1 генератора и трансформатора центра питания, так же должны быть присоединены фазы L2 и L3. Порядок чередования фаз в распределительном устройстве называют фазированием РУ.
Правилами устройства электроустановок предусмотрено определенное расположение и окрашивание сборных шин в РУ. При вертикальном расположении верхнюю шину L1 окрашивают в желтый, среднюю L2 — в зеленый, нижнюю L3 — в красный цвет, при горизонтальном расположении шину L1 наиболее удаленную от персонала, — в желтый, среднюю L2 — в зеленый, а ближайшую к персоналу L3 — в красный цвет; ответвления от сборных шин окрашивают: левое — в желтый, среднее — в зеленый, правое — в красный цвет.
Ремонт шин
Ремонт шин заключается во внешнем осмотре шин и проверке контактных соединений.
При болтовом соединении шин проверяют: затяжку болтов (гаечным ключом от руки, без дополнительных рычагов); плотность прилегания контактных поверхностей (щупом толщиной 0,02 мм и шириной 10 мм, который не должен проходить на глубину более 5 — 6 мм). При обнаружении поврежденного контакта его поверхности обрабатывают грубым напильником, зачищают стальной щеткой и надежно сболчивают.
Сварные соединения шин или соединения, выполненные давлением, простукивают молотком, после чего просматривают, не появились ли трещины в местах соединений. Проверка контактных соединений заключается также в контроле за температурой контакта в процессе эксплуатации. Контроль осуществляется с помощью термопленочных указателей, термосвечой или пирометра. Наибольшая допустимая температура нагрева шин 70 °С, контактных соединений 80 °С.