RU2094919C1

RU2094919C1 - Outdoor switchgear for medium-voltage substation

Info

Publication number: RU2094919C1
Application number: RU94041478A
Authority: RU
Inventors: Евгений Иванович Удод; Леонард Степанович Боржковский; Гарольд Петрович Крыжов
Priority date: 1993-11-02
Filing date: 1994-11-15
Publication date: 1997-10-27
Also published as: UA21933C2; RU94041478A

Abstract

FIELD: components of electric power substations. SUBSTANCE: switchgear installation has cubicles formed by posts with insulators, with buses arranged on top part; each cubicle accommodates draw-out equipment unit incorporating device for connecting its poles to buses which is, essentially, assembly of plug-in or gripping connectors; buses of each phase are arranged in cubicles in open circuit on brackets directed inside cubicle holding switching-equipment unit; cubicles accommodating units on assemblies with auxiliary equipment have their buses connected in closed circuit; here, draw-out bogie is provided with devices for vertical displacement of equipment and horizontal movement of bogie. EFFECT: facilitated repair procedures. 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к конструкции основных элементов электрических подстанций. Предпочтительная область использования открытые распределительные устройства напряжением 35 кВ. The invention relates to the electric power industry, and in particular to the design of the main elements of electrical substations. Preferred area of use is 35 kV outdoor switchgear.

Известно открытое распределительное устройство аналогичного назначения, описанное в типовом проекте "Типовые материалы для проектирования 407-03-450.87. Понижающие трансформаторные подстанции напряжением 35 кВ с мощностью трансформатора до 6300 кВА на унифицированных конструкциях для электрификации сельского хозяйства. М. Сельэнергопроект, 1987", предназначенное для создания коммутируемых электрических связей между присоединениями (силовыми трансформаторами подстанции и отходящими от нее линиями электропередачи). Оно содержит коммутационные аппараты в виде выключателей и разъединителей (реже отделителей с короткозамыкателями), вспомогательное оборудование в виде разрядников, измерительных трансформаторов напряжения и тока, устройств присоединения связи. Указанные аппараты и вспомогательное оборудование соединены между собой ошиновкой. Оборудование стационарно установлено на площадке распредустройства, размещенной между силовыми трансформаторами (с одной стороны) и концевыми опорами линий электропередачи (с противоположной стороны). Основные схемы соединения линий и трансформаторов между собой обусловлены назначением подстанций (тупиковых, проходных либо узловых) и количеством присоединений (эти условиях схемы сохраняются для всех распредустройств, включая предлагаемое). Known open switchgear for similar purposes, described in the standard project "Typical materials for design 407-03-450.87. Step-down transformer substations with a voltage of 35 kV with a transformer power of up to 6300 kVA on standardized structures for electrification of agriculture. M. Selenergoproekt, 1987", designed to create switched electrical connections between the connections (power transformers of the substation and power lines extending from it). It contains switching devices in the form of switches and disconnectors (less often separators with short-circuits), auxiliary equipment in the form of arresters, voltage and current measuring transformers, communication connection devices. These devices and accessories are interconnected by a bus. The equipment is permanently installed on the switchgear site, located between power transformers (on the one hand) and end supports of power lines (on the opposite side). The main schemes for connecting lines and transformers to each other are determined by the purpose of the substations (dead ends, walk-through or junction) and the number of connections (these conditions are saved for all switchgears, including the proposed one).

Основным недостатком такого технического решения является сложность осуществления ремонтных работ, особенно при их проведении на неотключенном оборудовании, а также сложность замены одного вида оборудования другим. The main disadvantage of such a technical solution is the difficulty of carrying out repair work, especially when they are carried out on non-switched-off equipment, as well as the difficulty of replacing one type of equipment with another.

Наиболее близким по технической сущности, в настоящее время одним из наиболее совершенных является техническое решение, описанное в отчете о НИОКР "Комплектные блочные трансформаторные подстанции напряжением 35/10(6) кВ" ("Укрселеьэнергопроект", Киев, 1992-93 ), в котором распредустройство содержит коммутационные аппараты и вспомогательное оборудование, соединенное жесткой или гибкой ошиновкой между собой и с присоединениями в виде воздушных линий электропередачи и силовых трансформаторов. Причем, электрооборудование подстанции собрано в компактные блоки, позволяющие повысить степень заводской готовности блоков и сэкономить занимаемую площадь под строительство подстанции. The closest in technical essence, at present, one of the most advanced is the technical solution described in the R&D report "Complete block transformer substations with a voltage of 35/10 (6) kV" (Ukrseleenergoproekt, Kiev, 1992-93), in which the switchgear contains switching devices and auxiliary equipment connected by a rigid or flexible busbar to each other and with connections in the form of overhead power lines and power transformers. Moreover, the electrical equipment of the substation is assembled in compact blocks, which allows to increase the degree of factory readiness of the blocks and save the occupied space for the construction of the substation.

Вместе с тем, такое техническое решение снижает ремонтнопригодность конструкции, так как особо компактное расположение оборудования в блоке приводит к тому, что замена отдельных узлов не может быть выполнена без разборки блока. Кроме того, для ремонта любого электрооборудования блока необходимо отключать ввод подстанции за ее пределами. При попытке производить ремонт способом проведения работ под напряжением все равно приходится отключать присоединение, что приводит к усложнению технологии проведения ремонта без реализации преимуществ этого способа. At the same time, such a technical solution reduces the maintainability of the structure, since a particularly compact arrangement of equipment in the block leads to the fact that the replacement of individual nodes cannot be performed without disassembling the block. In addition, to repair any electrical equipment of the unit, it is necessary to turn off the input of the substation outside it. When you try to make repairs by the method of carrying out energized work, you still have to disconnect the connection, which leads to a complication of the technology for repair without realizing the advantages of this method.

В основу изобретения поставлена задача создания новой конструкции открытого распределительного устройства для подстанций среднего напряжения, в котором исключены недостатки известных технических решений, обеспечивается упрощение осуществления ремонтных работ, особенно при их проведении на неотключенном оборудовании, а также замены одного вида оборудования другим. The basis of the invention is the task of creating a new design of an open switchgear for medium voltage substations, which eliminates the disadvantages of the known technical solutions, simplifies the implementation of repair work, especially when they are carried out on unconnected equipment, as well as replacing one type of equipment with another.

Поставленная задача решается тем, что открытое распредустройство для подстанций среднего напряжения содержит коммутационные аппараты и вспомогательное оборудование, соединенное жесткой либо гибкой ошиновкой между собой и с присоединениями в виде воздушных линий электропередачи и силовых трансформаторов, согласно изобретению содержит ячейки, образованные стойками с изоляторами, к верхней части которых прикреплена ошиновка, в каждой из ячеек установлен блок с оборудованием на выкатной тележке с устройством для присоединения его полюсов к ошиновке в виде разъемов втычного или захватного типов, ошиновка каждой фазы в ячейках для установки блока с коммутационной аппаратурой выполнена разомкнутой в виде консолей, направленных внутрь ячейки, а в ячейках для установки блока или сборки со вспомогательным оборудованием
замкнутой, при этом выкатная тележка снабжена устройством для вертикального перемещения оборудования и горизонтального перемещения тележки.The problem is solved in that the open switchgear for medium-voltage substations contains switching devices and auxiliary equipment connected by a rigid or flexible busbar to each other and with connections in the form of overhead power lines and power transformers, according to the invention contains cells formed by racks with insulators, to the top parts of which a busbar is attached, in each of the cells a unit with equipment is installed on a draw-out trolley with a device for attaching its floor cos a busbar in the form of plug-in connectors or gripper type, each phase of the busbar in the cells for the installation with a switching apparatus is formed as an open consoles directed inwardly of the cell and in cells for the installation or assembly with auxiliary equipment
closed, while the roll-out trolley is equipped with a device for vertical movement of equipment and horizontal movement of the trolley.

Кроме того, ячейки для установки блока или сборки со вспомогательным оборудованием снабжены устройством фиксирования сборки на стойках ячейки в стационарном включенном положении оборудования, а один из полюсов разъема в ячейке для установки блока с коммутационной аппаратурой укреплен в верхней части тележки, изолированно от ее металлоконструкцией, а в ячейке для установки блока или сборки со вспомогательным оборудованием на полюсе оборудования. Устройство для перемещения тележки в горизонтальном направлении выполнено в виде установленной в нижней части тележки лебедки, один конец троса которой заведен на лебедку, а второй через установленный за пределами ячейки по крайней мере один анкер съемно прикреплен к тележке. In addition, the cells for installing the unit or assembly with auxiliary equipment are equipped with a device for fixing the assembly on the racks of the cell in the stationary switched on position of the equipment, and one of the poles of the connector in the cell for installing the unit with switching equipment is mounted in the upper part of the cart, isolated from its metal structure, and in a cell for installing a block or assembly with auxiliary equipment at the equipment pole. The device for moving the cart in the horizontal direction is made in the form of a winch installed in the lower part of the cart, one end of the cable of which is wound on the winch, and the second through at least one anchor installed outside the cell is removably attached to the cart.

Выполнение распределительного устройства в виде образованных стойками с изоляторами ячеек для устанавливаемого на выкатных тележках оборудования позволяет повысить ремонтопригодность распредустройства, обеспечивает легкое и быстрое проведение ремонтных работ без отключения основного оборудования и без прекращения электроснабжения питаемых от подстанций потребителей, а также обеспечивает возможность быстрой замены неисправного оборудования заведомо исправным аналогичным оборудованием, а при необходимости оборудованием того же назначения, но другого типа или с другими параметрами. The design of the switchgear in the form of cells formed by racks with insulators for the equipment installed on draw-out carts makes it possible to increase the maintainability of the switchgear, provides easy and quick repair work without disconnecting the main equipment and without interrupting the power supply to consumers supplied by the substations, and also provides the ability to quickly replace faulty equipment obviously good similar equipment, and if necessary equipment destination, but a different type or with different parameters.

Использование разъемов втычного или захватного типа позволяет исключить из схемы подстанции применяющиеся в известных аналогичных технических решениях разъединителя. Создание видимых разрывов цепи для обеспечения безопасного проведения работ на оборудовании осуществляется путем размыкания разъемов с отведением оборудования вниз на безопасное расстояние по условиям дальнейшего перемещения выкатной тележки вместе с оборудованием за пределы ячейки. The use of plug-in or gripping type connectors eliminates the disconnector used in known similar technical solutions. The creation of visible breaks in the circuit to ensure safe work on the equipment is carried out by opening the connectors and taking the equipment down to a safe distance according to the conditions for further movement of the roll-out cart along with the equipment outside the cell.

В результате сокращаются габариты распредустройства в целом и повышается надежность конструкции за счет исключения малонадежного элемента - разъединителей. As a result, the overall size of the switchgear is reduced and the reliability of the structure is increased by eliminating the unreliable element - disconnectors.

Выполнение ошиновки сплошной или разомкнутой обеспечивает возможность параллельного либо последовательного включения оборудования подстанции. При этом выполнение разомкнутой ошиновки в виде консолей, направленных внутрь ячейки, обеспечивает однотипность устройства для присоединения полюсов оборудования к ошиновке. The execution of the busbar continuous or open provides the possibility of parallel or sequential inclusion of substation equipment. In this case, the implementation of an open busbar in the form of consoles directed into the cell, provides a uniform device for connecting the equipment poles to the busbar.

Снабжение выкатной тележки устройством для вертикального перемещения оборудования и устройством для горизонтального перемещения оборудования обеспечивает возможность дистанционного управления отсоединением оборудования от сети, отведения его на безопасное расстояние от элементов и деталей с отличающимся потенциалом, перемещения оборудования за пределы ячейки и обеспечения возможности дальнейшей работы с оборудованием по его подъему, демонтажу, транспортировке или других работ известными средствами. Providing the roll-out carriage with a device for vertical movement of equipment and a device for horizontal movement of equipment provides the ability to remotely control the disconnection of equipment from the network, divert it to a safe distance from elements and parts with different potentials, move the equipment outside the cell and enable further work with the equipment through it lifting, dismantling, transporting or other work by known means.

Устройство фиксации сборки с оборудованием на стойках позволяет сократить общее количество выкатных тележек, применяемых на одной подстанции. В этом случае одна и та же выкатная тележка может быть использована для подъема с присоединением (либо отсоединения от спуском и удалением) любого вспомогательного оборудования. The device for fixing the assembly with equipment on racks allows to reduce the total number of roll-out carts used at one substation. In this case, the same roll-out trolley can be used for lifting with the attachment (or disconnection from the descent and removal) of any auxiliary equipment.

Применение аналогичного технического решения для ячеек с выключателями, как правило, приводит к усложнению механизма тележки и, кроме того, требует усиления стоек и устройств фиксации из-за значительного веса коммутационных аппаратов и поэтому в данном техническом решении исключено. The use of a similar technical solution for cells with switches, as a rule, complicates the mechanism of the trolley and, in addition, requires reinforcing racks and fixing devices due to the significant weight of switching devices and, therefore, is excluded in this technical solution.

Размещение полюсов разъема для коммутационных аппаратов на отдельно стоящих изолирующих конструкциях позволяет, во-первых, облегчить механизм подъема (исключается необходимость подъема тяжеловесного оборудования - коммутационных аппаратов), во-вторых, облегчить условия повышения коммутирующей способности разъемов (легче выполнить ускоренное размыкание разъемов за счет снижения массы движущихся при размыкании деталей) и, в-третьих, разгружаются изоляторы вводов коммутационных аппаратов от динамических воздействий при перемещении полюсов разъемов при их коммутации. Placing the poles of the connector for switching devices on separate insulating structures allows, firstly, to facilitate the lifting mechanism (eliminating the need to lift heavy equipment - switching devices), and secondly, to ease the conditions for increasing the switching ability of the connectors (it is easier to perform faster opening of the connectors by reducing masses of moving parts when opening) and, thirdly, the insulators of the inputs of the switching devices from dynamic influences when moving overs of connectors during their switching.

Размещение полюсов разъема для присоединения вспомогательного оборудования на его полюсах позволяет упростить конструкцию, что возможно благодаря сравнительно малой массе этого оборудования и сравнительно небольшим токам при его коммутации (ответные полюса разъемов в обоих случаях размещены на ошиновке). The placement of the poles of the connector for connecting auxiliary equipment at its poles makes it possible to simplify the design, which is possible due to the relatively small mass of this equipment and the relatively small currents during its switching (the response poles of the connectors are placed on the busbar in both cases).

Допустимо также размещение подвижной части разъемов на опорных изоляторах, установленных на верхней площадке тележки рядом с трансформаторами напряжения, конденсаторами связи. Такая конструкция более сложная, но позволяет разгрузить от дополнительных нагрузок вводы оборудования, а также повысить жесткость разъединяемых частей разъема. It is also permissible to place the movable part of the connectors on the supporting insulators installed on the upper platform of the trolley next to voltage transformers, communication capacitors. This design is more complex, but allows you to unload equipment inputs from additional loads, as well as increase the rigidity of the disconnectable parts of the connector.

На фиг. 1 показано распределительное устройство, продольный разрез; на фиг. 2 вариант конструкции тележки с оборудованием; на фиг. 3 вид ячейки распределительного устройства в плане. In FIG. 1 shows a switchgear, longitudinal section; in FIG. 2 design variant of the trolley with equipment; in FIG. 3 is a plan view of a switchgear cell.

Распределительное устройство (фиг. 1) содержит ячейки 1, образованные стойками 2 с изоляторами 3. К верхней части стоек 2 прикреплена ошиновка 4. В каждой из ячеек 1 на выкатной тележке 5 установлен блок 6 с оборудованием и предусмотрено устройство 7 для присоединения полюсов оборудования к ошиновке 4 (в ячейке с коммутационным аппаратом устройство 7 показано в отключенном состоянии). Устройство 7 выполнено в виде разъемов втычного или захватного типа с управляемым вручную или механически приводом 8. Ошиновка 4 каждой фазы в ячейках 1 для установки блока 6 с коммутационной аппаратурой выполнена разомкнутой в виде консолей 9, направленных внутрь ячейки 1, а в ячейках 1 для установки блока или сборки со вспомогательным оборудованием замкнутой. В ячейке 1 для установки блока с коммутационной аппаратурой один из полюсов разъема 7 укреплен в верхней части тележки 5, изолированно от ее металлоконструкций, а в ячейке 1 для установки блока или сборки со вспомогательным оборудованием на полюсе оборудования (в показанном на фиг. 2 варианте конструкции тележки с оборудованием ячейки 1 для установки блока или сборки со вспомогательным оборудованием снабжены устройством 10 фиксирования сборки на стойках ячейки в стационарном включенном положении оборудования. Устройство 10 может быть выполнено в виде, например, кронштейнов). The distribution device (Fig. 1) contains cells 1 formed by racks 2 with insulators 3. A busbar 4 is attached to the top of the racks 2. A unit 6 with equipment is installed on each drawer 5 and a device 7 is provided for attaching the equipment poles to bus 4 (in the cell with the switching device, device 7 is shown in the off state). The device 7 is made in the form of plug-in or gripping type connectors with a manually or mechanically controlled drive 8. The bus 4 of each phase in the cells 1 for installing the unit 6 with the switching equipment is made open in the form of consoles 9 directed inside the cell 1, and in the cells 1 for installation block or assembly with auxiliary equipment closed. In cell 1 for installing the unit with switching equipment, one of the poles of connector 7 is mounted at the top of the trolley 5, isolated from its metal structures, and in cell 1 for installing the unit or assembly with auxiliary equipment at the equipment pole (in the design variant shown in Fig. 2 trolleys with equipment of cell 1 for installing a block or assembly with auxiliary equipment are equipped with a device 10 for fixing the assembly on the racks of the cell in the stationary switched on position of the equipment. EHO as, e.g., brackets).

Устройство для перемещения тележки 5 в горизонтальном направлении (фиг. 2 и 3) выполнено в виде установленной в нижней части тележки 5 лебедки 11, один конец троса которой заведен на лебедку 11, а второй через установленный за пределами ячейки 1 анкер 13 съемно прикреплен к тележке 5. Каждая тележка 5 снабжена также устройством 14 для вертикального перемещения оборудования, которое может быть выполнено в виде любого домкрата (винтового, гидравлического или пневматического). Для обеспечения удобства перемещения тележек 5 с подъемными устройствами 14 и соответствующим оборудованием внутри ячеек 1 проложены направляющие 15 и стопоры 16 фиксации положения тележки 5 в ячейке 1. Эти устройства 15 и 16 установлены в ячейках 1 стационарно. Кроме того, для дальнейшей транспортировки тележек 5 предусмотрены переносные направляющие для обеспечения выкатки оборудования ячеек на безопасное расстояние. Каждая тележка 5 снабжена площадкой 18 для установки на ней оборудования, а в необходимых случаях (фиг. 2) также и устанавливаемым на ней основанием 19 для фиксирования соответствующего оборудования на стойках 2 ячеек 1 с помощью устройства фиксирования 10. A device for moving the trolley 5 in the horizontal direction (Fig. 2 and 3) is made in the form of a winch 11 installed in the lower part of the trolley 5, one end of the cable of which is wound on the winch 11, and the second through the anchor 13 installed outside the cell 1 is removably attached to the trolley 5. Each trolley 5 is also equipped with a device 14 for vertical movement of equipment, which can be made in the form of any jack (screw, hydraulic or pneumatic). To ensure the convenience of moving the carts 5 with lifting devices 14 and the corresponding equipment inside the cells 1, guides 15 and stoppers 16 for fixing the position of the cart 5 in the cell 1 are laid. These devices 15 and 16 are stationary in the cells 1. In addition, for further transportation of the carts 5, portable guides are provided to ensure the rolling out of the equipment of the cells to a safe distance. Each trolley 5 is equipped with a platform 18 for installing equipment on it, and, if necessary (Fig. 2), also a base 19 installed on it for fixing the corresponding equipment on the racks 2 of the cells 1 using the fixing device 10.

При первичном сооружении подстанции вначале производят строительные работы по сооружению основы конструкции распредустройства, т.е. устанавливают строительные опорные конструкции стойки 2, разделяющие будущие ячейки 1, монтируют на их верхней части изоляторы 3 и прокладывают шинопроводы 4 с учетом выполнения их замкнутыми в пределах ячеек 1 для вспомогательного оборудования и разомкнутыми с консолями 9 в пределах ячеек 1, предназначенных для коммутационных аппаратов (вводится внутрь ячейки только консоль 9 шинопровода для установки на ней неподвижного полюса разъема). Внутри ячеек 1 монтируют соответствующие направляющие 15 и стопоры 16 для фиксации в дальнейшем тележек 5 с оборудованием. During the initial construction of the substation, construction work is first carried out to construct the basis of the switchgear design, i.e. install the building supporting structures of the rack 2, dividing the future cells 1, mount insulators 3 on their upper part and lay the busbars 4, taking into account their closure within the cells 1 for auxiliary equipment and open with consoles 9 within the cells 1 intended for switching devices ( only the console 9 of the busbar is inserted into the cell to install a fixed connector pole on it). Inside the cells 1, the corresponding guides 15 and stoppers 16 are mounted for further fixing of the equipment trolleys 5.

Последующие работы сводятся к приближению к месту установки оборудования каждой из ячеек 1, установки его на тележку 5 и закатыванию тележки 5 с оборудованием на свое рабочее место в ячейке 1 с помощью устройства 11 для горизонтального перемещения тележки 5 вместе с оборудованием. Для этого заводят трос 12 от тележки 5 до анкера 13, установленного за пределами ячейки 1, один из концов троса 12 прикрепляют к тележке 5, а второй конец троса 12 заводят на лебедку 11, установленную в нижней части тележки 5. Subsequent work comes down to approaching the installation location of the equipment of each of the cells 1, installing it on the trolley 5 and rolling the trolley 5 with the equipment to its workplace in cell 1 using the device 11 for horizontal movement of the trolley 5 together with the equipment. To do this, start the cable 12 from the carriage 5 to the anchor 13 installed outside the cell 1, one of the ends of the cable 12 is attached to the carriage 5, and the second end of the cable 12 is led to the winch 11 installed in the lower part of the carriage 5.

С помощью установленного на тележке подъемного механизма 14 для вертикального перемещения оборудования площадку 18 вместе с основанием 19 и установленным на нем оборудованием или подвижную часть тележки 5 с установленным на ней оборудованием поднимают вверх так, чтобы произошло присоединение аппарата к шинам при помощи разъема 7, и такое положение аппарата фиксируют. Таким образом, осуществляется заполнение всех ячеек, а при ремонте замена неисправного оборудования. Using the lifting mechanism 14 mounted on the trolley for the vertical movement of the equipment, the platform 18 together with the base 19 and the equipment installed on it, or the movable part of the trolley 5 with the equipment installed on it, is lifted up so that the apparatus is connected to the tires using the connector 7, and such the position of the apparatus is fixed. Thus, all cells are filled, and during repair, the replacement of faulty equipment is performed.

Claims

1. An open switchgear for medium voltage substations, containing switching devices and auxiliary equipment connected by a rigid or flexible busbar to each other and with connections in the form of overhead power lines and power transformers, characterized in that it contains cells formed by racks with insulators to the top parts of which a busbar is attached, in each of the cells there is a unit with equipment on a roll-out trolley with a device for attaching its poles to the busbar in the form of p plug-in and / or gripper types, the busbar of each phase in the cells for installing the unit with switching equipment is made open in the form of consoles directed inside the cell, and in the cells for installing the unit or assembly with auxiliary equipment closed, the draw-out truck is equipped with devices for vertical equipment movement and horizontal movement of the cart.

2. The device according to claim 1, characterized in that the cells for installing the block or assembly with auxiliary equipment are equipped with a device for fixing the assembly on the racks of the cell in the stationary switched on position of the equipment.

3. The device according to claim 1, characterized in that one of the poles of the connector in the cell for installing the unit with switching equipment is mounted in the upper part of the carriage isolated from its metal structures, and in the cell for installing the unit or assembly with auxiliary equipment at the equipment pole.

4. The device according to claim 1, characterized in that the device for moving the trolley in a horizontal direction is made in the form of a winch installed in the lower part of the trolley, one end of the cable of which is wound on the winch, and the second through at least one anchor removable outside the cell attached to the trolley.