Основные технические требования к электрооборудованию 0,4-35 кВ

Информационный материал включает в себя краткий анализ надежности и безопасности основного эксплуатируемого оборудования, требования по совершенствованию выпускаемых комплектных устройств (КТП, КРУ, КСО). Здесь сформулированы также основные технические требования к конкретным видам электрооборудования 0,4-35 кВ.

Рекомендации по совершенствованию электрооборудования подстанций 10-35 кВ

Предлагаемые рекомендации распространяются на электрооборудование городских и сельских распределительных электрических сетей. Наиболее остро проблемы надежности и безопасности обслуживания оборудования стоят в сельских сетях. Распределительные устройства 10 кВ в сельских сетях выполнены на основе КРУН, а порядка 90% подстанций 10/0,4 кВ - это КТП мощностью до 250 кВА. Выполнить в металлических шкафах без теплоизоляции надежные комплектные устройства (КРУН, КТП) представляется достаточно сложным, т.к. во многих случаях условия эксплуатации оборудования в таких шкафах из-за сильных загрязнений при наличии конденсации влаги хуже, чем у открыто размещенного оборудования. Частые отказы электрооборудования комплектных устройств наружной установки и, как следствие, необходимость проведения их ремонтов и замен в сложных условиях (дождь, ветер, темное время суток, подъем на высоту и т.д.) приводят к травматизму обслуживающего персонала. Поэтому для кардинального решения вопроса о повышении надежности и безопасности необходимо перейти на проектирование и строительство в сельских сетях закрытых распределительных устройств 10 кВ и подстанций 10/0,4 кВ из кирпича, бетона и других строительных материалов.

Электрооборудование и сами комплектные устройства внутренней установки не должны требовать обслуживания в течение установленного срока службы.

Такой переход на закрытые подстанции и РУ возможен при новом строительстве или их реконструкции. Объемы нового строительства и реконструкции сетей незначительны. Поэтому основными видами комплектных устройств есть и еще длительное время будут КРУН 10 кВ и КТП 10/0,4 кВ. Кроме этого, нецелесообразно отказываться от мачтовых (столбовых) подстанций небольших мощностей, сохранятся и секционирующие пункты на базе КРУН. Поэтому в рекомендациях по совершенствованию электрооборудования много внимания уделено комплектным устройствам наружной установки и, соответственно, электрооборудованию для них.

Приведенные в информационном материале требования следует рассматривать в качестве дополнительных технических требований к установленным действующими стандартами и ТУ на конкретные виды электрооборудования.

Технические требования на конкретные виды электрооборудования установлены действующими стандартами. Данные требования следует рассматривать как дополнительные требования, которые необходимо учитывать при разработке нового электрооборудования.

Требования к электрооборудованию 0,4 кВ

1. В технических условиях (ТУ) на отдельные типы НКУ должны быть оговорены конкретные требования к степени защиты оболочкой размещенного в них электрооборудования, требования к лакокрасочным и металлическим защитным покрытиям, требования к температурному режиму и вентиляции.
2. Комплектующее электрооборудование должно быть климатического исполнения У1 (УХЛ1) или У2 (УХЛ2) для НКУ наружной установки в металлических шкафах без теплоизоляции и климатического исполнения У3 или У4 при размещении НК в закрытых помещениях с естественной вентиляцией или регулируемыми климатическими условиями.
3. Система естественной вентиляции НКУ наружной установки должна обеспечивать в летнее время перепад не более 10-15о С между температурой внутри оболочки и окружающей температурой. Система вентиляции при этом должна удовлетворять требованиям по степени защиты оболочкой размещенного внутри электрооборудования.
4. При наличии автоматического подогрева в НКУ наружной установки требования к надежности системы подогрева и вентиляции обязательно должны быть оговорены в ТУ на конкретные типы НКУ.
5. Конструкция верхней части металлических шкафов без теплоизоляции НКУ наружной установки должна исключать попадание капель конденсата на электрооборудование, размещенное внутри оболочки.
6. В ТУ на конкретные типы НКУ должны быть указаны требования к ремонтопригодности. В качестве основного показателя ремонтопригодности следует выбирать среднее время восстановления работоспособности. При этом указывается в часах среднее время восстановления работоспособности при проведении наиболее трудоемкого вида ремонта или замены.
7. Внутреннее освещение шкафов НКУ наружной установки должно осуществляться на напряжение 12 или 36 В.
8. На вводе в НКУ должен устанавливаться коммутационный аппарат с видимым разрывом цепи тока. При установке на вводе автоматического выключателя перед ним должен быть установлен разъединитель или рубильник категории применения АС-20 по ГОСТ 2327.
9. Дверцы НКУ наружной установки и НКУ с предохранителями, которые имеют степень защиты IPOO, должны закрываться на ключ.
10. В ТУ на НКУ конкретных типов с ошиновкой и монтажным проводом на основе алюминия должны быть оговорены требования к типам зажимов и болтовых (винтовых) соединений и требования к плотности монтажа с учетом требований ГОСТ 10434 к контактным соединениям.
11. Устанавливаемые на отходящих линиях 0,4 кВ в РУНН КТП рубильники должны быть рассчитаны на категорию применения АС-22 по ГОСТ 2327. При оборудовании РУНН КТП автоматическими выключателями они должны быть рассчитаны на соответствующие токи к.з., отключать токи перегрузки кратностью 1,4-1,5 номинального тока трансформатора с выдержкой не более 2 часов, иметь приемлемые регулируемые уставки по кратности тока к.з.(3-10 Iн)
12. Система уличного освещения КТП должна быть построена на новой элементной базе с использованием элементов климатического исполнения У2 (или УХЛ2). Элементы системы освещения должны размещаться в РУНН таким образом, чтобы исключить случаи перекрытий изоляции. Расположение "глазка" фотореле должно быть таким, чтобы исключить прямое воздействие солнечных лучей при любом варианте установки КТП на местности.
13. В системе учета электроэнергии необходимо использовать литые трансформаторы тока и счетчики электроэнергии исполнения УХЛ2 или У2.
14. Трансформаторы тока на номинальные токи до 2000А должны иметь литую изоляцию и класс точности 0,5 и 1,0. Конструкция должна обеспечивать надежность контактных присоединений проводов (шин) из алюминия.
15. Вентильные разрядники и ОПН должны иметь климатическое исполнение УХЛ1. Корпус вентильного разрядника должен быть стойким к растрескиванию, а уплотнения должны обеспечивать требуемую герметизацию. Ограничители перенапряжений должны иметь литую конструкцию из полимерных материалов, стойких к воздействующим климатическим факторам внешней среды.
16. Время-токовые характеристики предохранителей, которые устанавливаются в РУНН ТП, не должны допускать длительных перегрузок трансформаторов более 1,5 Iн. В ТУ на конкретные типы предохранителей необходимо оговорить допуски на калибровку плавких вставок.
17. Косинусные конденсаторы должны быть трехфазного исполнения и подключаться к стороне НН трансформатора через рубильник и предохранители. Конденсаторные батареи, предназначенные для установки на КТП 250 кВА и более, должны быть оборудованы регуляторами мощности.

Требования к электрооборудованию 10кВ Силовые трансформатор

1. Для повышения грозоупорности силовых масляных трансформаторов необходимо увеличить импульсную прочность межслоевой изоляции обмоток ВН или оборудовать трансформаторы электростатическими экранами, соединенными с линейными вводами обмоток ВН. Для улучшения стойкости к грозовым перенапряжениям необходимо пересмотреть в сторону увеличения крутизну фронта ударной волны при испытаниях трансформаторов.
2. С целью проверки конструкции и качества прессовки обмоток при приемочных испытаниях необходимо проводить однофазные испытания на стойкость при к.з.
3. Уплотнения разъемов, вводов, привода переключателя и других элементов трансформатора должны быть выполнены из надежных маслостойких материалов.
4. Конструкция переключателя ответвлений (ПБВ) должна обеспечивать четкую фиксацию положений подвижных контактов (ламелей). Допуск на люфт в механизме привода не должен превышать 5-6 градусов.
5. Трансформаторы должны обеспечивать возможность использования других электроизоляционных жидкостей, в т.ч. пожаро- и взрывобезопасных на основе кремнийорганических соединений.
6. Необходимо разработать новую конструкцию защитного кожуха, исключающую проникновение мелких животных и птиц, загрязнения изоляции вводов при открытой установке трансформаторов.
7. Конструкция пробки для заливки и отбора проб масла должна исключать возможность слива масла посторонними лицами.

Требования к электрооборудованию 10кВ Силовые трансформатор

1. Для установки в шкафах комплектных распределительных устройств (КРУ, КРУН, камерах КСО) измерительные трансформаторы тока и напряжения должны иметь литую конструкцию и климатическое исполнение УХЛ2 (У2) и У3.
2. Конструкция литых измерительных трансформаторов тока и напряжения должна быть рассчитана на любое рабочее положение трансформатора в пространстве (в шкафу КРУ, камере КСО).
3. Измерительные трансформаторы тока должны выдерживать трехсекундный ток термической стойкости. В ГОСТ 7746 на трансформаторы тока необходимо внести изменения в части установления предпочтительных значений тока термической стойкости (ряда токов к.з.)
4. В ГОСТ 7746 и ГОСТ 1983 на трансформаторы тока и напряжения необходимо внести изменения в части установления конкретных численных значений основных показателей надежности.

Вакуумные выключатели

1. вакуумные выключатели общепромышленного назначения должны иметь климатическое исполнение У3 и У2 (УХЛ2). Комплектующие изделия также должны иметь соответствующее климатическое исполнение. Вакуумные выключатели климатического исполнения У2 (УХЛ2)предназначаются в основном для замены маломасляных выключателей в шкафах КРУН. Конструкция выкатных элементов с выключателями должна обеспечивать взаимозаменяемость с маломасляными выключателями.
2. Конструкция вакуумных выключателей должна обеспечивать их надежную работу без ремонтов до выработки установленного ресурса по механической и коммутационной износостойкости.
3. Конструкция вакуумных дугогасительных камер должна обеспечивать низкий уровень коммутационных перенапряжений. В ТУ на конкретные типы вакуумных выключателей должен указываться уровень перенапряжений при отключении ими малых индуктивных токов.
4. В ТУ на конкретные типы вакуумных выключателей должно быть указано время восстановления работоспособности при выполнении наиболее трудоемкой операции по ремонту или замене узла (элемента), выполняемой по месту установки выключателя.

Выключатели нагрузки

1. Выключатели нагрузки должны иметь климатическое исполнение У и УХЛ и категории размещения 1, 2 и 3. Выключатели нагрузки климатического исполнения У (УХЛ) категории размещения 1 должны быть предназначены для замены разъединителей КТП и секционирующих разъединителей и рассчитаны на соответствующие номинальные токи.
2. Выключатели нагрузки для сельских распределительных сетей должны быть рассчитаны на токи к.з. 10-12,5кА и время протекания 3с.
3. В ТУ на конкретные типы выключателей нагрузки с пружинным приводом должно быть указано усилие завода пружин. Конструкцией заводного механизма должно быть предусмотрено снижение усилия в процессе ручного завода (оператором) до значений ниже 245 Н.
4. Конструкция выключателя нагрузки должна обеспечивать без ремонтов надежную работу в процессе эксплуатации с учетом замен быстроизнашивающихся деталей. Предусмотренные замены деталей в процессе эксплуатации должны производиться без последующей регулировки и настройки хода контактов и механизмов привода.
5. В ТУ на конкретные типы ВН должно быть указано среднее время восстановления работоспособности, время наиболее трудоемкой операции по ремонту или замене узла (элемента), выполняемой по месту установки ВН.
6. В комплект поставки ВН, предназначенных для установки в КРУ и КСО, должен входить пульт местного дистанционного управления.

Линейные разъединители 10 кВ

1. Линейные разъединители 10 кВ должны быть рассчитаны на токи к.з.6,3 ; 10 и 12,5 кА и длительность протекания 3с.
2. Конструкция привода, в т.ч. посредством штанги, должна обеспечивать надежную и безопасную работу оператора в любых погодных условиях.
3. Для комплектных трансформаторных подстанций целесообразна разработка разъединителей-предохранителей. Замена предохранителей должна осуществляться без снятия напряжения.
4. В ТУ на конкретные типы разъединителей должно быть указано среднее время восстановления работоспособности при выполнении наиболее трудоемкой операции по ремонту или замене узла (элемента), выполняемой по месту установки разъединителя.

Предохранители 10 кВ

1. Предохранители 10 кВ должны иметь встроенное устройство сигнализации срабатывания. Требования к электрооборудованию 35 кВ 1. В целях повышения надежности вновь разрабатываемых подстанций 35 кВ их комплектацию необходимо осуществлять новой элементной базой (вакуумные и элегазовые выключатели, ОПН, измерительные трансформаторы климатического исполнения УХЛ1 или У1 и т.п.).
2. При реконструкции или заменах электрооборудования действующих подстанций необходимо использовать новое оборудование или оборудование последних модификаций. Выключатели и разъединители должны иметь надежную конструкцию привода.
3. Подавляющее большинство выпускаемых в настоящее время трансформаторов 35/10 кВ по своим техническим параметрам соответствует в лучшем случае требованиям ГОСТ 11920-85. Поэтому необходима разработка серии силовых масляных трансформаторов мощностью 1600-6300 кВА со сниженными потерями и массо-габаритными параметрами.
4. Конструкция переключателей РПН трансформаторов 35 кВ должна обеспечивать надежную работу контакторных групп, удобство и качество регулировки контактов избирателей, снижение люфтов в передаточных звеньях привода. Конструкция бака контактора должна исключить прямое попадание атмосферной влаги в трансформаторное масло.
5. Уплотнение разъемов, вводов и других элементов силовых и измерительных масляных трансформаторов 35 кВ должны быть выполнены из надежных и маслостойких материалов. В ТУ на конкретные типы трансформаторов необходимо оговаривать требования к качеству сварных соединений.
6. Конструкция дугогасительных камер вакуумных выключателей должна обеспечивать низкий уровень коммутационных перенапряжений. В ТУ на конкретные типы вакуумных выключателей должен указываться уровень перенапряжений при отключении ими силовых трансформаторов 35 кВ.
7. Для повышения надежности масляных включателей необходимо дальнейшее совершенствование дугогасительных камер, использование качественных пружин, уменьшение люфтов в передаточных механизмах, совершенствование приводов.
8. Для комплектации подстанций 35/0,4 кВ мощностью 160-1000 кВА необходима разработка серии надежных разъединителей 35 кВ на отключение токов нагрузки 15-30 А.
9. Ограничители перенапряжений 35 кВ должны имеет, как правило, литую конструкцию из полимерных материалов, стойких к воздействующим механическим и климатическим факторам. Для повышения механической прочности допускается комбинированная изоляция с использованием стеклопластиков.

Материал подготовлен научно-инженерным центром АО "РОСЭП".
Источник: журнал "Новости электротехники" 1(7) 2001