Что такое порталы ОРУ: просто о сложном

Страница 8 из 14

2.3. Открытые распределительные устройства напряжением 220 кВ

ОРУ 220 кВ по упрощенным схемам.

Первые проекты ОРУ 220 кВ с жесткой ошиновкой по упрощенным схемам электрических соединений были разработаны институтом «Энергосеть- проект» в 1973 г. для комплектных трансформаторных подстанций. Проект был выполнен для следующих схем:
блок (линия - трансформатор) с отделителями (см. рис. 2.4, а);
укрупненный блок (линия - два трансформатора) с отделителями;
два блока с отделителями и автоматической перемычкой; мостик с выключателем в перемычке, отделителями в цепях трансформаторов и ремонтной перемычкой на стороне линий (см. рис. 2.4, в).
На рис. 2.17 приведен общий вид комплектной трансформаторной подстанции 220/6(10) кВ с ОРУ 220 кВ по схеме мостика. На рис. 2.18 приведены план и разрезы ячеек этого ОРУ. Жесткая ошиновка расположена в два яруса. Шины нижнего яруса с одной стороны закреплены на опорных изоляторах, с другой - опираются на колонки разъединителей. Верхний ярус ошиновки поддерживается Л-образными надставками, опирающимися на шины нижнего яруса. Расстояние между фазами 3,5 м. В проекте предусмотрена установка короткозамыкателей как открытого, так и закрытого типа с элегазовыми наполнителями (рис. 2.17 и 2.18).
На основании этих разработок были выполнены рабочие чертежи экспериментальных ОРУ 220 кВ с жесткой ошиновкой на подстанциях в г. Кузнецке (ввод в эксплуатацию в 1976 г.) по схеме два блока с отделителями и неавтоматической перемычкой со стороны линий и в г. Кинешме (1979 г.) по схеме укрупненного блока. Ошиновка изготовлялась в мастерских электромонтажных организаций. Шины ОРУ (рис. 2.19) кольцевого сечения диаметром 90/80 мм из сплава АВТ1 установлены на изоляционных опорах, собранных из изоляторов ОНШ-35-2000. Крепление шин к вводам аппаратов выполнено болтовыми соединениями. Выход линий осуществлен с помощью ячейкового портала высотой 11,3 м (Кузнецк) и без портала, анкерный (Кинешма).

В 1977 г. разработаны типовые проекты ОРУ 220 кВ по упрощенным схемам электрических соединений. В проекте предусмотрены шины из труб алюминиевых сплавов 1915Т, АМг5, АВТ1, а также бесшовных горячекатаных стальных труб марки Ст.4сп (ГОСТ 8732-78). По условиям механической прочности и допустимых прогибов алюминиевые трубы для нижнего яруса ошиновки приняты диаметром 100/90, а для верхнего 90/80 мм; стальные трубы - соответственно 89/80 и 76/67 мм. Ошиновка ОРУ выбрана по рабочему току автотрансформаторов мощностью 125 MB-А (с учетом перегрузки). Допустимое действующее значение тока трехфазного КЗ составляет не менее 25 кА. Расчетный район по гололеду - II (т. е. расчетная толщина стенки гололеда 10 мм). Опоры под оборудование разработаны с учетом возможных отклонений при монтаже стоек (или свай) от проектных отметок и главных осей: по вертикали ±15, по горизонтали ±20 мм (или наклона до 1 см на каждый метр выступающей части из земли); разворота в плане 5°. При отклонении в опорах отдельных стоек по горизонтали, а также их наклоне в проекте рекомендуется выдержать размеры между отверстиями крепежных деталей относительно главных осей опор за счет соответствующей подвижки металлических марок или смещения главных осей опоры до 20 мм.
Указанные проекты послужили основой для разработки оборудования КТП и КТПБ 220 кВ институтами «Энергосетьпроект», ОФ ОЭС. Выпуск таких подстанций налажен на куйбышевском заводе «Электрощит».

В ОРУ 220 кВ при большом числе присоединений широко используется схема две рабочие и обходная системы шин (см. рис. 2.8,а). На рис. 2.20 и 2.21 приведены план ОРУ по этой схеме (типовой проект института «Энергосетьпроект», 1981 г.), а также поперечный разрез и план ячейки линии. Сборные шины и часть ответвлений к аппаратам - жесткие, из труб алюминиевого сплава 1915Т. Некоторые элементы ошиновки выполнены из сплава АВТ1. Первая и обходная системы сборных шин (рис. 2.21) расположены на высоте 4,8 м (низкие сборные шины). Вторая система шин (высокие сборные шины) проложена на высоте 9,4 м, чтобы обеспечить ремонтные габариты в 3,7 м до нижних ячейковых связей.

Рис. 2.18
Ответвления от второй системы сборных шин выполняются только гибкими проводами; ответвления от первой и обходной систем шин - жесткие трубчатые (с наружным диаметром до 100 мм). Расстояние между фазами сборных шин принято 3 у по условию электродинамической стойкости изоляторов при КЗ расстояние между фазами ответвлений - равным расстояний 3,5 м между полюсами разъединителей. Низкие сборные шины опираются на колонки опорных изоляторов, установленных на отдельных стойках. Опорные изоляторы второй системы сборных шин установлены на общей для трех фаз металлоконструкции, которая закреплена на двух бетонных стойках высотой примерно 7,3 м. Разъединители в ОРУ 220 кВ поворотного типа.



Рис. 2.18. План (а) и разрезы (б, в, г) ОРУ 220 кВ по схеме мостика с выключателем в перемычке и отделителями в цепях трансформаторов: 1 - высокочастотный заградитель; 2 - изолятор; 3 - разъединитель; 4 - трансформатор тока; 5 - баковый выключатель; 6- трансформатор напряжения; 7- элегазовый отделитель; 8- короткозамыкатель; 9- разрядник; 10 -силовой трансформатор; 11 - конденсатор связи
Сборные шины состоят из участков труб двух разных диаметров (рис. 2.22). Опорная шина 2 фиксированно крепится опорным зажимом 3 к изолятору (на рис. 2.22 не показан). Шина средней части пролета 4, изготовленная из труб меньшего диаметра, свободно входит в опорную шину 2. Электрическое соединение участков шины разного диаметра обеспечивается компенсаторами /, установленными на трубах с помощью сварки. Длина пролета сборных шин L равна шагу ячейки 15,4 м. Длина опорных участков труб / принимается от 6 до 8 м в зависимости от нагрузки шин в статических и динамических (при КЗ) режимах. Средняя часть шины (меньшего диаметра), как правило, не более 9 м. Ее длина ограничена габаритами транспортных средств, на которых доставляется ошиновка с завода к месту монтажа.



Рис. 2.19. ОРУ 220 кВ подстанции Кинешма
Диаметры шин зависят от механических нагрузок, рабочих токов, марки сплава материала шины. Наружный диаметр опорной части шины принят 110-140, средней част 80-110 мм.
Впервые подобная конструкция ОРУ применена на подстанции Агадырь (рис. 2.23). Воздушные выключатели типа ВВБ 220. Сборные шины изготовлены из сплава 1915Т. Диаметр опор ной части шин 120/100, средней части 100/90 мм. Жесткие ответвления выполнены из труб 100/90 мм. Шины смонтированы на изоляционных опорах типа Ш0-220. Ошиновка изготовлена ВПО «Союзэлектросетьизоляция». Изоляционные опоры и шины рас считаны на ударный ток КЗ 41,5 кА, а также статических нагрузку от атмосферных воздействий для IV района по скоростному напору ветра и III району по гололеду.
По данным института «Энергосетьпроект», ОРУ 220 кВ с жесткой ошиновкой, выполненное по схеме две рабочие и обходная системы шин, по сравнению с аналогичным ОРУ с гибкой ошиновкой позволяет уменьшить металлоемкость ОРУ на 15 стоимость строительно-монтажных работ примерно на 10 и площадь ОРУ на 10-15%.

Рис. 2.20. План ОРУ 220 кВ но схеме две рабочие и обходная системы шин

Рис. 2.21. Поперечный разрез (а) и план ячейки линии (б) ОРУ 220 кВ по схеме две рабочие и обходная системы шин с фарфоровыми опорными изоляторами:
1 - изоляционная опора; 2,5,8- разъединители; 3 - конденсатор связи; 4 - высокочастотный заградитель; 6 - изоляционная опора
(или трансформатор тока). 7- выключатель

Рис 2.22. Схема конструкции пролета жесткой шины типового проекта ОРУ 220 кВ
Конструкция жесткой ошиновки несколько иного типа была разработана институтом «Энергосетьпроект» в 1980 г. для ОРУ 220 кВ подстанции Кировская. ОРУ выполнено по кольцевой схеме: расширенный четырехугольник (четыре линии, два авто трансформатора) без возможности дальнейшего развития (расширения). На рис. 2.24 приведены схема заполнения, план и разрез по ячейке перемычки с двумя выключателями ОРУ 220 кВ подстанции Кировская. Жесткая ошиновка из сплава 1915Т предусмотрена в ячейках автотрансформаторов, перемычек и ответвлений. Длина пролетов жестких шин в ячейках автотрансформаторов 12 м. Диаметр опорной части шины 130/110, средней части 100/90 мм. Жесткие ответвления к разъединителям перемычки имеют форму плоской рамы, которая с одной стороны опирается на колонку разъединителя, а с другой- приварена к шине ячейки автотрансформатора. Жесткие ответвления изготовлены из труб диаметром 100/90 мм. Изоляционные опоры собраны из пяти изоляторов ОНШ-35-2000. Ударный ток КЗ 39,3 кА. Климатический район по скоростному напору ветра и гололеду - II.
Применение жесткой ошиновки позволило уменьшить металлоемкость ОРУ примерно на 40, стоимость строительно-монтажных работ на 20 и площадь ОРУ на 8,5%.

Рис. 2.23. ОРУ 220 кВ подстанции Агадырь

Рис. 2.24. Ячейка перемычки ОРУ 220 кВ подстанции Кировская по схеме расширенного четырехугольника: а разрез, б план, в схема заполнения; 1 - жесткие шины, 2 -- трехполюсный разъединитель

Дальнейшее повышение технико-экономических показателей ОРУ может быть достигнуто при внедрении новых видов оборудования и совершенствовании конструктивных решений. Например, в ОРУ 220 кВ установка пантографических разъединителей вместо поворотных позволяет сократить площадь распределительного устройства примерно на 20, снизить стоимость строительно-монтажных работ на 8, уменьшить расход жестких шин д0 25, а проводов до 3% . При этом конструкция пантографических разъединителей в ОРУ с жесткой ошиновкой не требует специальных уловителей подвижного контакта, необходимого для надежного срабатывания пантографа при гибкой ошиновке.
В ОРУ с жесткими шинами напряжением 220 кВ и выше перспективно внедрение электроизоляционного бетона и других типов изоляционных опор, что существенно сократит расход фарфоровых изоляторов.

Компания «СЗЗМК» выпускает узкоспециализированные приборы – порталы ОРУ (открытые распределительные устройства подстанций) с рабочим напряжением 35 кВт (и выше). Они предназначаются для использования в I – V районах гололедности, в слабоагрессивных и агрессивных средах. Устройство представляет собой свободностоящую П-образную конструкцию.

Материалы для ОРУ

Материалом для изготовления этих приспособлений служат низколегированные углеродистые стали. Исключением являются материалы с повышенной коррозийной стойкостью. Только сталь определенного класса может использоваться в агрессивных средах (в районах, где расчетная средняя температура окружающего воздуха составляет минус 65°С). Если регионах с нормальными условиями используют сталь 3, то, например, на Крайнем Севере, – 092Г2С.

Сталь повышенной коррозионной стойкости также иногда используют для изготовления опор высоковольтных линий и порталов ОРУ. Однако они используются только в определенных условиях неагрессивных и слабоагрессивных сред. Согласно техническим условиям № 14-1-4877-90 для стальных изделий при температуре наружного воздуха не ниже минус 50. По техническим условиям для стали (ТУ 14-1-1217-75), с оговоркой, касающейся толщины листа металла (от 5 до 16 мм), возможна рабочая температура до минус 65°С. Те же условия описаны и ТУ 14-1-4685-89.

Основные требования к порталам ОРУ оговариваются ГОСТом (23118-78) и Строительными нормами и правилами (раздел № 3, пункты 18 – 75). По типу соединений составляющих частей и порталы ОРУ, и сами опоры высоковольтных линий делятся на сварные, болтовые и комбинированные.

По применению и технологическому назначению порталы бывают:

Наша компания производит сборные детали порталов ОРУ и выпускает их в виде отправочных марок. Каждый элемент или готовое изделие соответствуют требованиям ТУ и чертежам КМД. Для установки деталей конструкции ОРУ (моделей с потребляемой мощностью от 35 до 150 кВт) применяется сварка «внахлест». Нижние ярусы стоек тяжелого типа и элементы порталов ОРУ (220, 330, 500 кВт) крепятся методом болтового соединения.

Все материалы, применяемые на производстве порталов, официально сертифицированы (имеются соответствующие сертификаты). Сверяя условия района эксплуатации с нормами, указанными в СНиП II -23-81, мы делаем выбор марки стали. В условиях производства разрешается замена марки стали и проката, но только на аналогичную или более прочную. Для повышения прочности сварки, ее проводят в специальной среде, коей является углекислый газ.

Крепежные изделия для сборки ОРУ, а именно болты соответствующего класса прочности: 5.8, 5.6, 4.8, 4.6, изготавливаются из углеродистых сталей. Класс точности болтов A,B,C, крупный шаг резьбы.

Использование таких деталей предусмотрено следующими стандартами:

• ГОСТы: 7798-70, 7796-70, 7805-70, 15589-70,15591-70;
• ТУ 34 12.10413-90 и ТУ 14-4-1386-86.

Все материалы, детали и изделия, узлы ОРУ и т.д. имеют специальную маркировку, представляющую собой буквенные аббревиатуры и цифровые обозначения. Эти марки должны соответствовать нормативным документам – чертежам КМД (конструкции металлические, деталировка).

Маркировка порталов подстанций несет следующую информацию:

Периодически на предприятии проводятся контрольные сборки, цель которых – проверка деталей на соответствие требованиям ТУ и рабочих чертежей. На нашем предприятии этот процесс может проводиться по частям или же полностью. Частичная сборка (посекционная) предполагает проверку каждой секции путем последовательного соединения – отсоединения. По той же схеме проходит и сборка узлов примыкания каждой конкретной секции. Более полную и основательную проверку предполагает контрольная сборка, предполагающая сопряжение порталов и узлов примыкания на секциях. Также при проведении контрольной, самой главной сборки происходит проверка монтажной маркировки, соосности отверстий и замер расстояний между осями.

Из деталей порталов формируются пакеты. Укладка происходит согласно РД 34 12.057-90, который регулирует также выбор средств упаковки и составление ведомости по комплектации. Масса пакета может быть нестандартной, по желанию заказчика.

Типовые альбомы для изготовления порталов:

Порталы ОРУ мощностью от 35 до 150 кВт имеют вид П-образных конструкций (плоские, свободностоящие). Они имеют шарнирное соединение стоек и устанавливаются способом защемления в фундаменте.

Представлены в двух видах:

• Легкого типа (обозначение в маркировке – Л) имеют узкобазные стойки, устанавливающиеся на один фундамент.
• Тяжелого типа (маркировка Т) имеют широкобазные стойки, устанавливающиеся на четыре фундамента.

Стойки и траверсы, входящие в комплект, также сделаны из стали решетчатого типа (размеры сечения – полмиллиметра) и присоединены к основе сваркой «внахлест». Широкобазные стойки отличаются размером основания (1,9 метра) и верхней части (50 см). Таким образом, порталы ОРУ с разными показателями напряжения (220, 330, 500 кВт) представляют собой П-образные рамы со стойками, составляющие части которых соединены траверсами и шарнирами. Порталы жестко защемляются в фундаментах. Для упрощения перевозки к месту установки все детали изготавливают разборными.

Нижние секции представляют собой детали квадратного сечения. В верхней части параметры базы – 1м/1м; в нижней – от 2,1 до 2,5, что дает возможность использовать унифицированные подножки. Если сами стойки могут быть сделаны только с сечением 0.5 м, то для траверсов этот показатель может достигать и 1м. Закрепление порталов на грунте происходит при использовании свай или подножек. Траверсы также имеют болтовые соединения (кроме модели ПС-220Ш1). При производстве также используется метод сварки «внахлест».

ОРУ по сериям

Наше предприятие предлагает широкий выбор порталов ОРУ напряжением 35 кВ, 110 кВ, 150 кВ, 220 кВ, 330 кВ:

*информация размещена в ознакомительных целях, чтобы поблагодарить нас, поделитесь ссылкой на страницу с друзьями. Вы можете прислать интересный нашим читателям материал. Мы будем рады ответить на все ваши вопросы и предложения, а также услышать критику и пожелания по адресу [email protected]

Поставки электроэнергии осуществляются преимущественно благодаря специально разработанным линиям электропередач. Порталы ОРУ (открытые распределительные устройства) - оптимальное решение в случае, если необходимо установить большое количество проводов, по которым передается ток большой силы.

Что это такое и для чего нужно?

Порталы ОРУ - специализированная рама, на которой размещаются провода для передачи электрической энергии, передаваемой от электростанции. Эксплуатация осуществляется в разном диапазоне температур - от -40 до +55 градусов Цельсия. Таким образом, они без проблем будут выполнять свою работу как на территории северных регионов, так и в местах с теплым климатом. Без использования порталов типа ОРУ нельзя организовать безопасную передачу электрического тока на большое расстояние.

Согласно ГОСТу, порталы изготавливаются из нержавеющей или обработанной антикоррозийными средствами стали. Провода размещаются на высоте от 18 метров над землей. В зависимости от характеристик портала, высота может быть большей. Отдельно отметим, по ссылке http://neva-zmk.ru/ находится завод Металлоконструкций в Санкт-Петербурге, не доверяйте серьёзные заказы сомнительным организациям, обращайтесь к профессионалам своего дела.

Вне зависимости от конструкции, порталы ОРУ должны без проблем воспринимать минимум две разновидности нагрузок:
ветровые:

• давление ветра на конструктивные составляющие порталов;
• давление ветра на тросы и провода.

Вес снега и льда на поверхности шин, проводов линий электропередач, а также грозозащитных тросов, включая обе составляющие - как горизонтальную, так и вертикальную.

Постоянные:

• вес всех конструктивных элементов портала;
• нагрузки от ошиновки, линий электропередач, грозозащитных тросов, включая обе составляющие - как горизонтальную, так и вертикальную.

Каждый компонент конструкции, как правило, испытывает небольшую нагрузку. В случае с проводами, нагрузку берут на себя исключительно ячейковые порталы.

Какие классификации порталов ОРУ существуют на данный момент?

В зависимости от технологического назначения:

• шинные: для подключения проводов сборных шин;
• перемычечные: для установки ошиновки перемычек, а также проводов;
• ячейковые: для размещения проводов ячейковой ошиновки, которые устанавливаются на верхних ярусах;
• трансформаторные: устанавливаются провода ошиновки трансформаторов.

В зависимости от максимальной нагрузки, которую выдерживает портал:

• легкие: экземпляры, которые могут выдерживать нагрузку первой группы;
• тяжелые: экземпляры, способные работать при наличии нагрузок второй группы.

В зависимости от типа конструкции:

• болтовые или сварные;
• многопролетные или однопролетные.

В зависимости от типа исполнения:

• для северных регионов, где на конструкцию постоянно влияет низкая температура;
• для обычных регионов с традиционными климатическими условиями.

Что может повлиять на долговечность?

Как правило, один экземпляр порталов ОРУ может без проблем эксплуатироваться на протяжении тридцати лет с момента установки. Тем не менее, на практике с такими результатами можно встретиться далеко не всегда. На то есть ряд причин:

• низкокачественное проектирование;
• износ от воздействия коррозии;
• дефекты, полученные при производстве, погрузке/выгрузке или монтаже;
• превышение лимита максимальных нагрузок в процессе эксплуатации;
• низкокачественное проведение плановых ремонтных или восстановительных работ;
• воздействие стихийных явлений.

Преимущества использования

Приняв решение установить портал ОРУ, стоимость проведения установочных и других работ будет на порядок ниже, чем при выборе других порталов с иной конструкцией. Кроме того, пусконаладочные работы можно выполнить гораздо быстрее, нежели в случае с аналогами. Строительство зданий при этом не требуется.

Если в процессе эксплуатации возникнет необходимость провести ремонтные работы, они не окажутся чересчур сложными. Тем не менее, их выполнение должно ложиться на плечи квалифицированных специалистов, имеющих соответствующий допуск и опыт практической деятельности.

Выводы

Порталы ОРУ - важный элемент системы транспортировки электрического тока. Их установка может осуществляться в любом месте. При правильном монтаже они прослужат долгое время без необходимости проведения восстановительных или серьезных капитальных работ. Что самое главное - заказчик получает массу практических преимуществ, экономя при этом денежные средства.