Новости Электротехники 3(123) 2020





<  Предыдущая  ]  [  Следующая  >
Журнал №2(2) 2000

Новые подходы к конструированию комплектных распределительных устройств с вакуумными выключателями.



Владимир Панасюк, адьюнкт кафедры электроснабжения ВИТУ, Санкт-Петербург

Основным направлением дальнейшего развития и совершенствования комплектных распределительных устройств (КРУ) является создание новых и совершенствование выпускаемых конструкций, обеспечивающих:
  • высокую степень надежности и безопасности эксплуатации;
  • повышение уровня заводской готовности и укрупнение блочности поставки;
  • максимальное уменьшение массо-габаритных показателей;
  • сокращение эксплуатационных расходов и обеспечение удобства выполнения ревизий и ремонтов;
  • сейсмостойкость и др.
Решение этой задачи во многом упрощается при применении в КРУ современных вакуумных выключателей (ВВ).
За рубежом КРУ с ВВ находят все большее применение в составе РУ среднего напряжения. В настоящее время КРУ с ВВ выпускают свыше 20 фирм США, Японии, Англии, Канады, ФРГ, Чехии. Номинальные токи этих КРУ достигли 4000А, а номинальные токи отключения 40 кА. Малые массо-габаритные показатели ВВ позволили ряду зарубежных фирм создать малогабаритные КРУ двух и даже трехярусного типа (“Toshiba” – Япония, “General Electric” – США). Такая компоновка КРУ дает большой технико-экономический эффект, так как в 2 – 3 раза сокращает объем помещения распределительного устройства. Кроме того, при такой компоновке сокращаются расходы материалов на КРУ. Фирмой “Toshiba” разработаны и серийно изготавливаются шкафы КРУ на четыре присоединения с вакуумными выключателями VG-16 (номинальное напряжение 6,9 кВ, ток отключения 12,5 кА). Эта конструкция КРУ благодаря применению новой полутвердой изоляции имеет значительно меньшую глубину шкафа. Площадь, требуемая для установки этих КРУ, составляет 38% площади двухярусных КРУ с вакуумными выключателями, а масса – 40% этих КРУ. В нашей стране предприятием “Таврида-Электрик” изготавливаются малогабаритные вакуумные выключатели BB/TEL-10, которые находят все более широкое применение в современных распределительных устройствах напряжением 6-10 кВ. К сожалению, большинство отечественных разработчиков идут по пути модернизации существующих КРУ путем установки в них ВВ вместо маломасляных. В этом случае, несмотря на повышение коммутационных характеристик КРУ, не реализуется одно из основных преимуществ ВВ – их малая масса и габаритные размеры. В последние годы российской промышленностью было представлено, пожалуй, лишь одно КРУ, использовавшее все преимущества ВВ – КРУ/TEL, разработанное предприятием «Таврида-Электрик», внешний вид и габаритные размеры которого представлены на риcунке.
Такие камеры способны заменить три или четыре камеры с маломасляным выключателем любого типа, например камеры типа К-XII с габаритными размерами 900 х 1706 х 2400 мм и массой порядка 1000 кг каждая. К сожалению и эта конструкция КРУ не лишена недостатков. В первую очередь потому, что выключатели установлены в камере стационарно, что создает определенные трудности при эксплуатации выполнении ремонтных и регламентных работ в стесненных условиях.
Необходимость разработки новых конструкций КРУ с выкатным элементом вызвана тем, что применение ВВ в существующих конструкциях КРУ не решает задачу уменьшения массогабаритных показателей распределительных устройств в целом, несмотря на улучшение коммутационных характеристик. Малые габариты и малая масса ВВ, возможность произвольной ориентации в пространстве, позволяет существенно уменьшить массу и габариты выкатного элемента КРУ, объем которого в наиболее распространенных камерах напряжением 6-10 кВ составляет от 33 до 54% общего объема. Это в свою очередь, позволить уменьшить габариты камеры, либо в существующих габаритах расположить несколько выключателей. Последний вариант позволит уменьшить габариты распределительного устройства в целом.
Решая задачу уменьшения массо-габаритных показателей КРУ, необходимо оценить степень заполнения камеры КРУ и ее отдельных элементов. С этой целью необходимо количественно зафиксировать объемы всех составляющих элементов.
Как правило, КРУ напряжением 6-10 кВ имеют четыре отсека:
  • отсек измерительных трансфор-маторов тока и кабельных заделок;
  • отсек сборных шин;
  • отсек релейной защиты и автоматики;
  • отсек силового выключателя (выкатного элемента).
Общий объем КРУ определяется суммой объемов отсеков. Кроме того, анализ существующих камер КРУ показал, что между отсеками находятся пустоты (от 7 до 15 % общего объема камеры КРУ), которые также необходимо учитывать при определении общего объема камеры.
Таким образом, необходимый объем камеры КРУ будет определяться как

VКРУ = Vотс.каб.разд. + Vотс.с.ш. + Vотс.РЗиА + Vотс.выкл.+Vпустот ,

где VКРУ – общий объем камеры КРУ, Vотс.каб.разд. - объем отсека трансформаторов тока и кабельных заделок, Vотс.с.ш.- объем отсека сборных шин, Vотс.РЗиА - объем отсека измерительной аппаратуры, релейной защиты и автоматики, Vотс.выкл - объем отсека выкатного элемента, Vпустот - объем пустот между отсеками.
Физический объем камеры КРУ Vфиз.КРУ будет определяться суммой объемов отсеков, за исключением пустот:

Vфиз.КРУ = Vотс.каб.разд. + Vотс.с.ш. + Vотс.РЗиА + Vотс.выкл.

Значения КРУ Кз.КРУ для наиболее распространенных в настоящее время комплектных распределительных устройств напряжением 6-10 кВ представлены в таблице.

Коэффициенты заполнения объема КРУ
Тип КРУ Объем отсека кабель-
ной раз-
делки, Vкаб.разд., м3
Объем отсека сборных шин, Vотс.с.ш., м3 Объем отсека релейной защиты и автома-
тики, Vотс.РЗиА, м3
Объем отсека выклю-
чателя, Vотс.выкл., м3
Объем пустот, Vпустот, м3 Общий объем КРУ, VКРУ, м3 Физи-
ческий объем КРУ, Vфиз.КРУ, м3
Коэффи-
циент заполнения КРУ, К з. КРУ
K-XII0,880,50,361,150,53,42,90,85
K-XXVI 0,93 0,44 0,35 0,93 0,9 3,6 2,7 0,75
КРУ-2-101,00,30,21,750,25 3,5 3,25 0,93
К-104 0,58 0,315 0,195 0,58 0,14 1,81 1,67 0,92
КМ-1ф 0,76 0,36 0,16 0,63 0,2 2,1 1,9 0,9


Анализ значений Кз.КРУ позволяет сделать вывод о том, что одним из путей уменьшения габаритных показателей является уменьшение объема пустот, т.е. более плотная «укладка» отсеков. При этом Кз.КРУ будет стремиться к единице, а общий объем, занимаемый камерой КРУ возможно уменьшить на 7-25%, в зависимости от типа КРУ. Новые варианты компоновки КРУ с ВВ будут представлены в последующих номерах журнала.


Очередной номер | Архив | Вопрос-Ответ | Гостевая книга
Подписка | О журнале | Нормы. Стандарты | Проекты. Методики | Форум | Выставки
Тендеры | Книги, CD, сайты | Исследования рынка | Приложение Вопрос-Ответ | Карта сайта




Rambler's Top100 Rambler's Top100

© ЗАО "Новости Электротехники"
Использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции
При цитировании материалов гиперссылка на сайт с указанием автора обязательна

Segmenta Media создание и поддержка сайта 2001-2020