Схемы и конструкции ОРУ.

Распределительное устройство (РУ) – это электроустановка, предназначенная для приема и распределения электрической энергии, содержащая коммутационные аппараты, устройства защиты и автоматики, измерительные приборы, сборные и соединительные шины и вспомогательные устройства.

Открытое распределительное устройство (ОРУ) – РУ, основное оборудование которого расположено на открытой части подстанций. ОРУ обычно сооружаются для напряжений 35 кВ и выше с применением для отдельных элементов крупноблочных узлов заводского изготовления. Все элементы ОРУ размещаются на бетонных или металлических основаниях. На напряжении 110 кВ и выше под устройствами, которые используют для работы масло (масляные трансформаторы, выключатели, реакторы) создаются маслоприемники – заполненные гравием углубления. Эта мера направлена на снижение вероятности возникновения пожара и уменьшение повреждений при аварии на таких устройствах. ОРУ позволяют использовать сколь угодно большие электрические устройства, чем и обусловлено их применение на высоких классах напряжений. Изготовление ОРУ не требует дополнительных затрат на строительство помещений. Применение ОРУ уменьшает стоимость и сокращает сроки сооружения подстанций. При замене и демонтаже электрооборудования ОРУ по сравнению с закрытыми более маневроспособны. Однако обслуживание ОРУ несколько сложнее, чем закрытых. Кроме того, для наружной установки требуется более дорогое электрооборудование, способное выдержать прямые атмосферные воздействия. ОРУ не применяются в районах с сильным загрязнением воздуха, при отсутствии свободной территории, при очень низких температурах окружающей среды или в случае особых требований.

Конструкции ОРУ разнообразны и зависят от высшего и низшего напряжений, принятой схемы электрических соединений, наличия на стороне ВН выключателей или заменяющих их короткозамыкателей и отделителей и их размещения по отношению к воздушной ЛЭП и трансформатору.

Схемы ОРУ можно условно разделить на 2 группы: со сборными шинами и без них. Схемы со сборными шинами применяются на генераторных подстанциях и в системообразующих сетях, реже – в питающих сетях. Сборные шины ОРУ могут выполняться как в виде жёстких труб, так и в виде гибких проводов, которые с помощью гирлянд изоляторов крепятся к опорам. Жёсткие трубы крепятся на стойках с помощью опорных изоляторов, а гибкие подвешиваются на порталы с помощью подвесных изоляторов. На ГПП промышленных предприятий и районных подстанциях обычно применяют схемы без сборных шин.

Схемы без сборных шин: 1. Блочные; 2. Мостиковые; 3. Заход-выход; 4. Многоугольник.

Блочной схемой называется схема «блок линия-трансформатор» без сборных шин и связей между параллельными блоками на двухтрансформаторных подстанциях. Блочные схемы применяются на стороне ВН тупиковых подстанций напряжением до 500 кВ включительно, ответвительных и проходных подстанций, присоединяемых к одной или к двум линиям, до 220 кВ включительно.

Схемы «блок линия-трансформатор» могут выполняться:

1. Схема «блок линия-трансформатор без коммутационных аппаратов» (глухое присоединение) применяется при напряжениях 35-330 кВ и питании подстанции по радиальной схеме. Использование данной схемы целесообразно в случаях, когда подстанция размещается в зоне сильного промышленного загрязнения. Для питания трансформаторов следует использовать кабельные линии ВН, что позволяет исключить воздействие окружающей среды на изоляцию вводов. 2. Схема «блок линия-трансформатор с разъединителем» применяется в тех же условиях, что и предыдущая.3. Схему «блок линия-трансформатор с отделителем» допустимо применять на напряжение 110 кВ и трансформаторах мощностью до 25 МВА при необходимости автоматического отключения поврежденного трансформатора от линии, питающей несколько подстанций. Отделители на стороне ВН подстанций могут применяться как с короткозамыкателями, так и с передачей отключающего сигнала на выключатель головного участка магистрали. На двухтрансформаторных подстанциях используется схема «два блока линия-трансформатор» с отделителем и неавтоматической перемычкой со стороны линий. 4. Схема «блок линия-трансформатор с выключателем» применяется на подстанциях напряжением 35-220 и 500 кВ в тех случаях, когда нельзя использовать более простые и дешевые схемы первичной коммутации подстанций. На двухтрансформаторных подстанциях напряжением 35-220 кВ применяется схема «блок линия-трансформатор» с выключателем и неавтоматической перемычкой со стороны линии.

Мостик. В схеме «мостик» линии или трансформаторы на двух- и трехтрансформаторных подстанциях соединяются между собой с помощью выключателя. Данная схема применяется на стороне ВН 35-220 кВ подстанций при необходимости секционирования выключателем линий или трансформаторов мощностью до 63 МВА включительно. На напряжениях 110 и 220 кВ схема мостика применяется, как правило, с ремонтной перемычкой, которая при соответствующем обосновании может не предусматриваться.

1. Схема «мостик с выключателем в перемычке и отделителями в цепях трансформаторов» применяется в тех же случаях, что и блочные схемы с отделителями.

2. Схема «мостик с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий» может применятся на тупиковых, ответвительных и проходных подстанциях напряжением 35-220 кВ. На тупиковых и ответвительных подстанциях ремонтная перемычка и перемычка с выключателем нормально разомкнуты. На проходных подстанциях перемычка с выключателем нормально замкнута, через нее осуществляется транзит мощности.

3. Схема «мостик с выключателями в цепях трансформаторов и ремонтной перемычкой со стороны трансформаторов» применяется в тех же случаях, что и предыдущая схема. Особенность данной схемы в том, что при аварии в линии автоматически отключается поврежденная линия и трансформатор. При аварии на трансформаторе после автоматических переключений в работе остаются две линии и два источника питания. Так как аварийное отключение происходит сравнительно редко, более предпочтительна предыдущая схема.

Заход-выход. Схема «заход-выход» применяются на проходных подстанциях напряжением 110-220 кВ. В схеме устанавливается два выключателя со стороны линии, которые позволяют отключать поврежденный участок линии. Данная схема может применяться с ремонтной перемычкой и без нее.

Четырехугольник. Схема «четырехугольника» применяется в РУ 110-750 кВ при четырех присоединениях и необходимости секционирования транзитной линии при мощности трансформаторов от 125 МВА и более при напряжениях 110-220 кВ и любой мощности при напряжениях 330 кВ и выше. В схеме со стороны линии установлены через развилку два выключателя, подключаемых к разным трансформаторам. Данная схема обладает более высокой надежностью по сравнению со схемой мостика, т.к. авария в линии или трансформаторе приводит к отключению только поврежденного элемента. Недостаток схемы – при отключении одной из линий трансформаторы получают питание по одной линии от одного источника питания.