Навигация

Сборные шины и токопроводы

Сборные шины и ошиновка присоединений закрытых распределительных устройств напряжением до 35 кв. включительно выполняются из алюминиевых полос- прямоугольного сечения, закрепленных на опорных изоляторах плашмя или на ребро. В последнем случае условия охлаждения шин получаются лучшими. При больших нагрузках применяют многополосные шины, у которых нагрузка между полосами распределяется неравномерно (в трех полосном пакете по 40% тока протекает в крайних пакетах). В мощных установках применяют шины швеллерного профиля. Температурные удлинения жестких шин воспринимают компенсаторы, изготавливаемые из пакета медной или алюминиевой ленты.
На открытых РУ сборные шины и ошиновка присоединений выполняются или гибким проводом, или жесткими шинами. Гибкие шины выполняются из многопроволочных стале алюминиевых проводов, подвешенных на гирляндах изоляторов. В мощных установках каждая фаза может состоять из пакета проводов, скрепленного арматурой. Жесткая ошиновка применяется в виде стальных или алюминиевых труб.
Выбранное по рабочему току сечение шин проверяется по экономической плотности тока, по длительно допускаемому току нагрузки на термическую и динамическую устойчивость при коротких замыканиях и для напряжений 110 кв. и выше — на коронирование.
Соединения генераторов с блочными трансформаторами выполняются либо открытыми шинными мостами, проложенными непосредственно от выводов генератора через стену машинного зала на открытую установку трансформаторов — ОТУ (если трансформаторы расположены у ряда «А» машинного зала), либо гибкими связями, протянутыми от стены ряда «А» до ОТУ (электростанции типа ТЭЦ при расположении эстакады теплопроводов вдоль стены машинного зала по ряду «А»), либо закрытыми токопроводами пофазно-экранированного типа.
Открытые шинные мосты выполняются в виде пакетов из двух швеллеров, установленных на опорных изоляторах, закрепленных на металлической конструкции моста. Шинные мосты прокладываются на высоте 4—6 м.
Подвесные гибкие токопроводы обычно выполняют из сталеалюминиевых проводов, собранных в цилиндрический пучок специальными кольцами, расположенными друг от друга на расстоянии 1 м. В отдельных случаях для поддержки гибкого токопровода в пучке прокладывается специальный стальной трос. Для гибких связей генераторов мощностью до 100 Мет применяют провода АСУ-240 или АСУ-300. Расстояния между гибкими токопроводами разных фаз принимаются 3—4 м, через каждые 6—8 м устанавливаются дистанционные распорки. С увеличением номинальных токов до 8—10 ка (генераторы мощностью более 100 Мет) применяют закрытые токопроводы по фазно экранированного типа, у которых каждая фаза шин заключена в отдельный металлический кожух (экран).
Применение закрытых токопроводов позволяет значительно сократить сроки монтажа, поскольку блоки каждого токопровода изготавливаются на заводе. Надежность эксплуатации закрытых токопроводов оказывается значительно выше, чем открыто смонтированных шин, так как уменьшается вероятность загрязнения изоляции благодаря применению герметизированных кожухов и исчезает вероятность междуфазных коротких замыканий или случайных замыканий токоведущих частей посторонними предметами. Поскольку кожухи заземлены, обеспечивается полная безопасность обслуживания закрытых токопроводов. Кроме того, за счет экранирующего влияния металлических кожухов снижаются динамические усилия при протекании токов короткого замыкания и уменьшается количество опорных изоляторов для крепления шин. Возможность возникновения междуфазных замыканий в пофазно-закрытых токопроводах исключается, а вероятность двойных замыканий на землю очень невелика.
К недостаткам закрытых токопроводов следует отнести дефицитность материалов, применяемых для изготовления кожухов (алюминий повышенной проводимости), более высокую стоимость, ухудшенный отвод тепла на участках токопровода, расположенных в закрытом помещении, а также возникновение значительных внешних магнитных полей и появление дополнительных потерь энергии от вихревых токов в кожухах и токов намагничивания в металлоконструкциях, расположенных вблизи токопроводов. Внешний вид участков экранированных токопроводов КЭТ-200 дан на рис. 5-15.
Размеры токопроводов определяются величиной их номинальных токов. Экраны токопроводов на токи 8000 а и более представляют собой неподвижные и подвижные цилиндры; передвижной кожух надвигается телескопически на неподвижный. Такая конструкция дает возможность доступа к изоляторам для их замены, осмотра и чистки. Смотровые окна, имеющиеся на кожухах, позволяют осматривать болтовые соединения или разъемные контакты трансформаторов напряжения без передвижки кожуха. Места сопряжения подвижных кожухов с неподвижными уплотняются резиновыми прокладками для уменьшения их нагрева от индуктированных токов и компенсации температурных расширений.
Кроме того, одна из станин неподвижного экрана изолируется от балок металлоконструкций, а следующая за ней заземляется. Длина изолированных участков не превышает 2,5 м. Чрезмерный нагрев опорных конструкций циркулирующими токами предотвращают размагничивающие алюминиевые кольца, установленные на поперечных стальных балках.
Токопроводы подключаются к выводам генератора через медные компенсаторы, компенсация тепловых расширений шин выполняется алюминиевыми компенсаторами, установленными через б—12 м.
Внутри экранов могут быть размещены трансформаторы тока, трансформаторы напряжения подключаются к токопроводам без предохранителей между фазой и землей с помощью разъединяющихся втычных пластин.
Токоведущие части выполняются в виде трубы или полого квадрата и закрепляются на опорных изоляторах шинодержателями. При существующих междуфазных расстояниях токопроводы каждой фазы трехфазной системы подвергаются воздействию электромагнитных полей соседних фаз, вследствие чего происходит перераспределение плотности тока внутри токопроводов и увеличиваются тепловые потери. Охлаждение токоведущих частей осуществляется, как правило, естественной вентиляцией.
По данным МЭИ, распределение потерь энергии в элементах токопровода КЭТ-200 составляет: шины — 66,3%, кожухи — 21,3%, размагничивающие кольца — 2,4% и остальные опорные конструкции—10%.
Распределение превышения температур нагрева шин и кожухов по длине токопровода неодинаково.
Нагрузочная способность средней фазы меньше крайних фаз, поэтому в эксплуатации особое внимание следует обращать на нагрев средних фаз токопроводов.
При номинальном токе температура токопровода не должна быть более 85° С, а превышение температуры над температурой окружающего воздуха не должно быть более + 65° С.
Контроль болтовых контактов, расположенных вблизи смотровых застекленных лючков в кожухах, производится по термопленочным индикаторам многократного действия. Рецептура изготовления термопленок дана в информационном сообщении ОРГРЭС № 9-3/58. Малодоступные контакты контролируются индикаторами однократного действия.
Повышенный нагрев кожухов вызывает, помимо ухудшения условий естественного охлаждения токопровода, нарушение их герметичности из-за ускоренного старения резиновых уплотнений. Установка стальных болтов для крепления опорных изоляторов вместо болтов из дюралюминия может вызвать местные перегревы токопровода и разрушение изоляторов.
Нагрев металлоконструкций, находящихся в зоне действия мощного внешнего магнитного поля токопроводов, можно уменьшить заменой стальных конструкций немагнитными материалами, установкой в местах наибольшего нагрева короткозамкнутых хомутов из немагнитных материалов и т. п. Внутренние поверхности кожухов для лучшего поглощения выделяемого тепла рекомендуется окрашивать в черный цвет.
Не рекомендуется устанавливать проходные изоляторы внутри токопровода в месте его выхода из машинного зала во избежание отпотевания в зимнее время. На открытой части подстанции вдоль токопроводов целесообразно устройство мостиков для удобства эксплуатационного надзора.
Опыт эксплуатации показал, что даже при достижении удовлетворительной герметичности кожухов не удается полностью предотвратить конденсацию влаги внутри токопровода благодаря подсосу наружного воздуха- В связи с этим необходимо устройство дренажей в нижних точках конструкции токопроводов для отвода сконденсировавшейся влаги.
Для удобства эксплуатации закрытые токопроводы следует оборудовать стационарными заземляющими ножами.