Малогабаритна шафа комплектного розподільчого пристрою з повітряною ізоляцією

1 Малогабаритна шафа комплектного розподільчого пристрою з повітряною ІЗОЛЯЦІЄЮ, що містить каркас, релейний ВІДСІК, ВІДСІК збірних шин з вакуумним вимикачем, ВІДСІК трансформаторів струму з розміщеними на них мідними стержнями та ВІДСІК кабельних розводів, яка відрізняється тим, що вказана шафа з повітряною ІЗОЛЯЦІЄЮ та мінімальними габаритами по ширині оснащена високовольтною апаратурою, встановленою в вертикальній площині шафи, в якій розміщено вакуум Запропонований винахід відноситься до галузі високовольтного апаратобудування, в тому числі до конструкцій шаф комплектних розподільчих пристроїв (далі за текстом КРП) внутрішньої установки в металевій оболонці, призначених для приймання та розподілу електричної енергії трифазного змінного струму з частотою 50 і 60 Гц, напругою 6-Ю кВ [1] Світовий ДОСВІД енергетичного будівництва показав, що заводське виготовлення повністю змонтованих розподільчих пристроїв, відрегульованих і випробуваних є найбільш доцільним Сучасні індустріальні конструкції КРП за своїми конструктивними особливостями можна розділити на дві групи До першої групи віднесено КРП, в яких силові вимикачі монтуються стаціонарно, наприклад, це камери збірні типу КСО серії 2 До другої групи віднесено КРП, в яких силові вимикачі встановлені на висувних елементах, які можуть викочуватись з КРП для огляду, ремонту або заміни Розвиток цих груп в часі йшов послідовно від першої до другої Сьогодні широко ВІДОМІ КРП типу КСО з повітряною ІЗОЛЯЦІЄЮ і стаціонарно встано ний вимикач, пластину з трансформаторами струму, що виконує функцію роз'єднувача, розміщеними та закріпленими під вищезгаданою пластиною заземлювачем та додатково введеними і закріпленими до опорних ізоляторів струмознімними розетками з кабельними під'єднаннями 2 Шафа по п 1, яка відрізняється тим, що для переміщення згаданої пластини з трансформаторами струму з контрольного в робоче положення і навпаки, використано гайки та вантажні гвинти з конічними шестернями 3 Шафа по пп 1, 2, яка відрізняється тим, що по контуру згаданої пластини з трансформаторами струму застосовано відгини, які з аналогічними відгинами, по контуру вказаної шафи, в робочому та контрольному положеннях, забезпечують лабіринтне ущільнення 4 Шафа по пп 1-3, яка відрізняється тим, що збірні шини шафи без розриву та відпайок приєднуються, безпосередньо, до контактів на полюсах згаданого вакуумного вимикача вленими маломасляними вимикачами типів ВМГ133, ВМП-10 та інших Це перші ВІТЧИЗНЯНІ вимикачі Вони були малонадійними, розрахованими на малі механічні і комутаційні ресурси [2] Поступове збільшення вимог до надійності роботи КРП і безпеки їх експлуатації обумовило розробку і виробництво КРП з повітряною ІЗОЛЯЦІЄЮ з силовими вимикачами у висувному виконанні На висувних елементах встановлювали нові типи масляних, електромагнітних, вакуумних та елегазових вимикачів з вмонтованими, як правило, пружинними або електромагнітними приводами Це загальновідомі КРП серп КМ-1М, К-104, КУ-10Ц, ZS1 (ABB Calor Emag,), Umverc (SACE), К-ИН-97 (фірма ИНОСАТ) та ІНШІ КРП з висувними елементами забезпечують безперебійне живлення споживачів за рахунок швидкої заміни пошкодженого вимикача на висувному елементі резервним При цьому значно скорочується час на виконання ревізій вимикачів та їх ремонтів Такі КРП на даний період є основними як у вітчизняному, так і в зарубіжному високовольтному ю 42512 апаратобудуванні КРП першої групи тепер працюють тільки на маловідповідальних об'єктах Всі вищезгадані типи вимикачів, що використовувались в таких КРП, мали невеликий комутаційний та механічний ресурси, часто виходили з ладу і вимагали термінового ремонту, що викликало збій в безперервному електропостачанні споживача Ширина КРП знаходиться в межах 600750 мм Сьогодні вже розроблено і поставлено в серійне виробництво нове покоління вакуумних силових вимикачів з новими універсальними приводами з надзвичайно високим комутаційним та механічним ресурсом та високою надійністю в роботі Тому виникла ДОЦІЛЬНІСТЬ встановити цей вимикач стаціонарно, що обумовило можливість розробки нового малогабаритного КРП з повітряною ІЗОЛЯЦІЄЮ До загальновідомих КРП відносяться такі, що серійно випускаються і мають, аналогічно з запропонованим винаходом, масо-габаритні та технікоекономічні показники, які відповідають кращим світовим параметрам В таких КРП застосовується силова комутуюча апаратура , а це - вакуумні високовольтні вимикачі нового покоління, наприклад, VM1S-10 (виробництва ВАТ "РЗВА", м Рівне), VD4S (фірма Calor Emag, Німеччина), ВВ/ТЕЛ-10 (фірма "Таврида Электрик", м Севастопіль) та ІНШІ До таких КРП слід віднести закордонні аналоги Compact Switchgear RGC, UNI SWITCH 12 (фірма ABB), Fluostart MCC та Fluostart 325 (фірми Marlm Germ, Франція), КСО-10-Э1 (ПО "Элтехника", Санкт-Петербург, Росія), КРП серії VISAX (фірми Alstrom end GMB) та ІНШІ Для одерження очікуваного результату та за найбільшою КІЛЬКІСТЮ ознак, подібних до суттєвих ознак запропонованого винаходу, за прототип прийнято КРП типу КРУ/ТЕЛ-10 виробництва фірми "Таврида Электрик" м Севастопіль Запропонований винахід, як і прототип, складається з наступних основних частин каркасу, релейного відсіку, відсіку збірних шин з вакуумним вимикачем, відсіку трансформаторів струму з розміщеними на них рухомими контактами в вигляді струмопровідних штепсельних роз'ємів та відсіку кабельних розводів До основних суттєвих недоліків прототипу слід віднести те, що конструктивне виконання КРП досягається виключно за рахунок застосування полімерної ізоляції (селіконової резини та полікарбонатного матеріалу LEXAN) Під час довготривалої експлуатації така ІЗОЛЯЦІЯ забруднюється, "старіє", втрачаючи свою електричну МІЦНІСТЬ, ЩО супроводжується появою мікротріщин, а це є однією з причин виникнення аварійної ситуації в експлуатації [3] До недоліків прототипу слід віднести також і застосування в цьому КРП, в схемах з заземлювачем, двопозиційного роз'єднувача-заземлювача, що може бути причиною аварій в КРП при зворотній подачі напруги Вищезгадані недоліки значно звужують сферу застосування такого КРП, особливо в несприятливих кліматичних умовах Запропонований винахід побудований на принципі використання повітряної ізоляції, що є на СЬОГОДНІШНІЙ день самою надійною ІЗОЛЯЦІЄЮ В високовольтному апаратобудуванні В основу винаходу поставлено задачу створення такого КРП з повітряною ІЗОЛЯЦІЄЮ, ЩО має високий ступінь захисту, низьку собівартість, спрощену конструкцію, а отже, зменшені габарити і масу На фіг 1 зображена шафа малогабаритного КРП з повітряною ІЗОЛЯЦІЄЮ (фасадний лист знятий), На фіг 2 зображена шафа малогабаритного КРП (вигляд з боку, без бокових стінових панелей) Малогабаритний КРП з повітряною ІЗОЛЯЦІЄЮ (див фіг 1) складається з наступних основних частин збірної металоконструкції (каркасу) 1, розділеної на ВІДСІК збірних шин з вакуумним вимикачем 2, блоку трансформаторів струму 3, заземлювача 4, відсіку кабельного розводу 5, опорних ізоляторів 6, напрямних 7 В верхній частині КРП (див фіг 2) вакуумний вимикач розміщений так, що органи управління приводом 8 вимикача розташовані на фасаді комірки , а полюси 9 вимикача розміщені в напрямку глибини шафи КРП На верхніх контактах полюсів вимикача закріплено збірні шини 10, які наскрізь проходять через шафу КРП, а на нижніх контактах вимикача закріплені струмопровідні контакти у вигляді штепсельних роз'ємів 11 Полюси вакуумного вимикача конструктивно розміщено так, що збірні шини КРП, без відпайок, приєднуються безпосередньо до верхніх контактів полюсів і при цьому утримуються на самих полюсах Запропоноване конструктивне рішення дозволяє, при необхідності, легко та швидко від'єднати вимикач без розриву струмопровідних шин, наприклад, при плановому експлуатаційному огляді Неможливість виконання такої умови, на думку авторів, є ще одним недоліком комірки взятої за прототип Як виводи первинної обмотки трансформаторів 12 використовуються МІДНІ стержні 13, причому нижні стержні завжди знаходяться в постійному контакті зі спеціальними струмоз'ємними розетками 14 Видимий розрив основного струмопровідного кола при вимкненому вимикачі досягається завдяки переміщенню згаданої пластини з трансформаторами струму, рух якої в верхнє (робоче) і нижнє (контрольне) положення забезпечує механізм, до складу якого входять нерухомо закріплені до пластини з трансформаторами струму 12 вантажні гайки 15, два вертикально розміщені гвинти 16, на кінцях яких розміщені КОНІЧНІ шестерні 17, які знаходяться в постійному зчепленні з аналогічними шестернями, закріпленими на валу 18 Згаданий вал розміщений в стороні від полюсів вимикача і може вільно обертатись, наприклад, від важеля, що приєднується до нього з зовнішньої фасадної частини КРП Напрямок руху згаданих трансформаторів струму 12 забезпечують напрямні 7 (див фіг 1) Отже, за рахунок зворотно-поступального руху пластини з трансформаторами струму відбувається видиме замикання або розмикання верхніх стержнів трансформаторів струму зі штепсельними роз'ємами 11 (див фіг 2) 42512 Для забезпечення локалізаційного захисту в робочому і контрольному положеннях застосовано відгини на пластині трансформаторів струму, які спряжені з аналогічними відгинами по контуру шафи і створюють при цьому лабіринтне ущільнення В КРП застосовано незалежний, окремо встановлений, традиційний заземлювач, оперування яким можна виконувати в залежності від вимог техніки безпеки Схема управління КРП передбачає як електромеханічні реле, так і сучасні мікропроцесорні схеми Релейний ВІДСІК з мікропроцесором в такому разі може бути розміщений у верхній частині шафи з фасаду 3 ціллю зручності обслуговування вакуумного вимикача в експлуатації релейна шафа може бути виконана на відкидних поворотних шарнірах Запропоновані технічні рішення дають можливість покращити техніко-експлуатаційні параметри та масо-габаритні показники При цьому значно розширюється діапазон застосування, що дозво ляє віднести його до класу КРП з підвищеною безпекою обслуговування Малогабаритна шафа КРП з повітряною ІЗОЛЯЦІЄЮ розроблена та виготовлена на ВАТ "РЗВА" Дослідний зразок повністю підтвердив його високу надійність та ВІДПОВІДНІСТЬ кращим світовим стандартам для такого класу КРП Джерела інформації 1 ГОСТ 14693-90 "Устройства комплектные распределительные негерметизованные в металлической оболочке на напряжение до 10 кВ" - Издательство стандартов, 1990 2 Дорошев К И Эксплуатация комплектных распределительных устройств 6-220 кВ - М Энергоатомиздат, 1997 - 8 3 5 с 3 ГОСТ14252-80 "Изделия электротехнические Оболочки Степени защиты" - Издательство стандартов, 1980 4 МЭК298 "Комплектные распределительные устройства переменного тока в металлической оболочке на напряжение от 1 до 72,5 кВ" - М , 1981 42512 ФІГ. 1 42512 Фіг. 2 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Киів-133, бульв Лесі Українки, 26 (044)295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку Обсяг обл -вид арк 2002 р Формат 60x84 1/8 Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вул Горького, 180 (044) 268-25-22