RU2310260C1 - OUTDOOR 500-kV SWITCHGEAR INSTALLATION USING SOLID BUS SYSTEM - Google Patents
OUTDOOR 500-kV SWITCHGEAR INSTALLATION USING SOLID BUS SYSTEM Download PDFInfo
- Publication number
- RU2310260C1 RU2310260C1 RU2006120645/09A RU2006120645A RU2310260C1 RU 2310260 C1 RU2310260 C1 RU 2310260C1 RU 2006120645/09 A RU2006120645/09 A RU 2006120645/09A RU 2006120645 A RU2006120645 A RU 2006120645A RU 2310260 C1 RU2310260 C1 RU 2310260C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- busbar
- switchgear
- busbars
- bus system
- rigid
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам, посредством которых осуществляется распределение и передача электроэнергии.The invention relates to energy, in particular to devices by which the distribution and transmission of electricity is carried out.
Известно открытое распределительное устройство (ОРУ) 400 кВ (Долин А.П., Шонгин Г.Ф. Открытые распределительные устройства с жесткой ошиновкой. М.: Энергоатомиздат, 1988 г., стр.82-83), выполненное с жесткой ошиновкой первого и второго ярусов. В верхнем ярусе (связи между ячейками ОРУ) применены трубы из алюминиевого сплава, подвешенные на двух V-образных наклонно расположенных гирляндах изоляторов. Жесткие шины выполнены трубами диаметром 140/121 мм из алюминиевого сплава Е.91.Е (по британскому стандарту 2898). На опорах установлены шинодержатели с компенсаторами тепловых расширений, состоящие из алюминиевых пластин и проводов, на одном конце пролета шинодержатели обеспечивают фиксированное, на другом свободное крепление шины. Ответвления от сборных шин изготовлены из труб в виде Л-образных надставок. Гирлянды изоляторов укреплены на трех многопролетных арочных порталах.Known open switchgear (switchgear) 400 kV (Dolin A.P., Shongin G.F. Open switchgears with a rigid busbar. M: Energoatomizdat, 1988, p. 82-83), made with a hard busbar of the first and second tiers. In the upper tier (the connection between the switchgear cells), aluminum alloy pipes are used, suspended on two V-shaped inclined garlands of insulators. Rigid tires are made of pipes with a diameter of 140/121 mm from aluminum alloy E.91.E (according to British standard 2898). Tire holders with expansion joints are installed on the supports, consisting of aluminum plates and wires, at one end of the span, the tire holders provide a fixed, on the other free mounting of the tire. Branches from busbars are made of pipes in the form of L-shaped extensions. Garlands of insulators are fortified on three multi-span arched portals.
Недостатком известной конструкции ОРУ 400 кВ является частичное (с одной стороны) использование подвесного варианта крепления жесткой шины. Такое крепление не позволяет в полной мере использовать преимущества жесткой ошиновки, установленной фиксированно непосредственно на опорах, т.е. данная конструкция имеет значительную высоту ОРУ и, следовательно, значительные расходы на металлоконструкции. Кроме того, в данной конструкции достаточно сложны схемы соединения жестких шин с элементами оборудования, с которыми они соединены. Сложность конструкции обусловливает ее ненадежность в процессе эксплуатации.A disadvantage of the known design of 400 kV outdoor switchgear is the partial (on the one hand) use of the suspended option for fastening the rigid busbar. Such fastening does not allow to take full advantage of the rigid busbar mounted directly on the supports, i.e. This design has a significant height of outdoor switchgear and, therefore, significant costs for metal structures. In addition, in this design, rather complex schemes for connecting rigid tires with the elements of equipment with which they are connected. The complexity of the design makes it unreliable during operation.
Кроме того, известное ОРУ с жесткой ошиновкой обоих ярусов рассчитана только на 400 кВ.In addition, the well-known switchgear with a rigid busbar in both tiers is designed for only 400 kV.
Известна конструкция ОРУ на 500 кВ (Долин А.П., Шонгин Г.Ф. Открытые распределительные устройства с жесткой ошиновкой. М.: Энергоатомиздат, 1988 г., стр.68-74), компоновка которого предусматривает жесткую ошиновку только нижнего яруса (связи внутри ячеек). Для верхнего яруса, предусматривающего связи между ячейками, использована гибкая ошиновка. Жесткая ошиновка нижнего яруса выполнена трубами из алюминиевого сплава 1915Т диаметром до 150 мм при толщине стенки 10 мм. Ошиновка рассчитана на динамическое воздействие при токе короткого замыкания (ток КЗ) до 63 кА (действующего значения периодической составляющей), статические нагрузки от скоростного напора ветра для III климатического района и гололеда для IV района. Максимальный прогиб труб ошиновки - не более 1/80 длины пролета.A known design of outdoor switchgear for 500 kV (Dolin A.P., Shongin G.F. Open switchgears with a rigid busbar. M: Energoatomizdat, 1988, pp. 68-74), the layout of which provides a hard busbar only for the lower tier ( communication inside the cells). For the upper tier, providing for communication between cells, a flexible busbar is used. The rigid busbar of the lower tier is made of pipes made of aluminum alloy 1915T with a diameter of up to 150 mm and a wall thickness of 10 mm. The busbar is designed for dynamic impact with a short circuit current (short-circuit current) up to 63 kA (effective value of the periodic component), static loads from high-speed wind pressure for the III climatic region and ice for the IV region. The maximum deflection of the busbars is not more than 1/80 of the span.
Жесткие сборные шины либо крепятся на шинных опорах типа ШО-500М (имеющих пирамидальную форму), либо подвешиваются на порталах с помощью V-образных сдвоенных гирлянд. Высота расположения шин определяется допустимыми изоляционными расстояниями между токоведущими частями.Rigid busbars are either mounted on busbars of the SHO-500M type (having a pyramidal shape), or suspended on portals using V-shaped twin garlands. The height of the busbar is determined by the permissible insulation distances between live parts.
Поскольку в данной конструкции для верхнего яруса использована гибкая ошиновка, она имеет значительные габариты по высоте ОРУ и, следовательно, значительные расходы на металлоконструкции. Кроме того, в данной конструкции достаточно сложны схемы соединения жестких шин с элементами оборудования, с которыми они соединены. Сложность конструкции обусловливает ее ненадежность в процессе эксплуатации.Since this design uses a flexible busbar for the upper tier, it has significant dimensions along the height of the switchgear and, therefore, significant costs for metal structures. In addition, in this design, rather complex schemes for connecting rigid tires with the elements of equipment with which they are connected. The complexity of the design makes it unreliable during operation.
Известна конструкция типового проекта ОРУ 500кВ (Долин А.П., Шонгин Г.Ф. Открытые распределительные устройства с жесткой ошиновкой. М.: Энергоатомиздат, 1988 г., стр.93-94), разработанного в энергосистеме TVA (США, управление долины Теннесси), в которой использованы оригинальные жесткие шины. Конструкция шины имеет вид пространственной фермы квадратного сечения со стороной около 600 мм, состоящей из четырех продольных труб внешним диаметром 38 мм, связанных круглыми поперечными и диагональными стержнями диаметром 19 мм. Трубы и стержни выполнены из алюминиевого сплава 6061-Т6 (советский аналог АД33). Пролет шины установлен на опорных изоляторах с помощью двух пар зажимов: фиксированного и свободного креплений, обеспечивающих компенсацию тепловых расширений фермы. Для предупреждения образования короны вершины опорных изоляторов и крепежные пластины с зажимами размещены внутри фермы-шины. Кроме того, верхние и нижние продольные трубы шины вблизи опорных изоляторов изогнуты на 90° и сварены в вертикальной плоскости.A well-known design of a typical design of outdoor switchgear 500kV (Dolin A.P., Shongin G.F. Open switchgears with rigid busbar. M: Energoatomizdat, 1988, pp. 93-94), developed in the TVA power system (USA, valley control Tennessee), which used the original hard tires. The tire design has the form of a spatial truss square section with a side of about 600 mm, consisting of four longitudinal pipes with an external diameter of 38 mm, connected by round transverse and diagonal rods with a diameter of 19 mm. Pipes and rods are made of aluminum alloy 6061-T6 (Soviet analogue AD33). The span of the bus is installed on the supporting insulators using two pairs of clamps: fixed and free fasteners, which compensate for thermal expansion of the truss. To prevent the formation of a crown, the tops of the supporting insulators and mounting plates with clamps are placed inside the truss-bus. In addition, the upper and lower longitudinal bus tubes near the support insulators are 90 ° bent and welded in a vertical plane.
Нижний ярус ошиновки выполнен круглыми трубами, для связи сборных шин с ошиновкой ячеек использованы гибкие провода.The lower level of the busbar is made of round pipes; flexible wires were used to connect the busbars to the busbar of the cells.
Данная конструкция ОРУ сложна и металлоемка.This design of the switchgear is complex and metal-consuming.
Известна конструкция ОРУ 765 кВ (Долин А.П., Шонгин Г.Ф. Открытые распределительные устройства с жесткой ошиновкой. М.: Энергоатомиздат, 1988 г., стр.95-96), разработанная в системе АЕР. Сборные шины выполнены трубами диаметром 152,4 мм из алюминиевого сплава. В пределах ячейки шина имеет фиксированное крепление только на одном изоляторе вблизи неподвижного контакта разъединителя; на остальных изоляторах предусмотрено свободное крепление. Компенсаторы тепловых расширений, связывающие неразрезанные участки, установлены на каждом третьем пролете шины (по одному на ячейку). Верхний ярус ошиновки, спуски к аппаратам и перемычки между аппаратами выполнены двумя алюминиевыми проводами.The known design of outdoor switchgear 765 kV (Dolin AP, Shongin GF Open switchgear with rigid busbar. M: Energoatomizdat, 1988, pp. 95-96), developed in the AER system. Busbars made of pipes with a diameter of 152.4 mm from aluminum alloy. Within the cell, the bus has a fixed mount on only one insulator near the fixed contact of the disconnector; other insulators provide free mounting. Thermal expansion joints connecting uncut sections are installed on every third tire span (one per cell). The upper tier of busbars, descents to the apparatuses and jumpers between the apparatuses are made by two aluminum wires.
В известной конструкции длина пролета шины составляет 15,25 м при шаге ячейки 45,75 м. Т.е. в пределах шага ячейки необходимо использование дополнительных опорных изоляторов для обеспечения удержания шины на шаге ячейки, что ведет к усложнению конструкции ОРУ, повышает материалоемкость конструкции и обусловливает ее дороговизну.In a known construction, the span of the tire is 15.25 m with a cell pitch of 45.75 m. within the step of the cell, it is necessary to use additional support insulators to ensure that the tire is kept at the step of the cell, which complicates the design of the switchgear, increases the material consumption of the structure and makes it expensive.
Использование гибкой ошиновки в верхнем ярусе ОРУ обусловливает значительную высоту ОРУ и, следовательно, значительные расходы на металлоконструкции. Наличие компенсаторов тепловых расширений, как отдельных конструктивных элементов ОРУ, усложняет и удорожает конструкцию ОРУ.The use of a flexible bus in the upper tier of the switchgear causes a significant height of the switchgear and, therefore, significant costs for metal structures. The presence of expansion joints for thermal expansion, as separate structural elements of the outdoor switchgear, complicates and increases the cost of the outdoor switchgear design.
Известны выбранные за прототип проекты ОРУ 765 кВ (Долин А.П., Шонгин Г.Ф. Открытые распределительные устройства с жесткой ошиновкой. М.: Энергоатомиздат, 1988 г., стр.86-88), разработанные объединенной группой представителей английского, французского и итальянского энергетических управлений, в которых использованы две системы сборных шин - для верхнего и нижнего ярусов. Сборные шины и ошиновка ячеек ОРУ выполнены одиночными трубами из алюминиевого сплава магниево-кремниевой группы (Al-Mg-Si). Диаметр труб, используемых для ошиновки составляет 300 мм.Known for the prototype projects are open switchgear 765 kV (Dolin A.P., Shongin G.F. Open switchgear with rigid busbar. M: Energoatomizdat, 1988, pp. 86-88), developed by a joint group of representatives of English, French and the Italian Energy Directorate, which used two busbar systems - for the upper and lower tiers. The busbars and busbar of the switchgear cells are made of single tubes of aluminum alloy of the magnesium-silicon group (Al-Mg-Si). The diameter of the pipes used for busbars is 300 mm.
Поскольку данное решение не реализовано на практике, а находится в стадии проекта, не решены вопросы с напряженностью электрического поля; по мнению проектировщиков, для решения этой проблемы могут понадобиться дополнительные экранирующие устройства с низким расположением оборудования.Since this solution is not implemented in practice, but is in the project stage, issues with electric field strength have not been resolved; According to the designers, to solve this problem, additional shielding devices with a low arrangement of equipment may be needed.
Недостатком данного решения являются значительные габариты труб, используемых для ошиновки, что обусловливает необходимость применения более высоких и прочных опорных конструкций с учетом возможного прогиба ошиновки, а также обусловливает значительный расход материала, удорожающего конструкцию. Кроме того, известная конструкция ОРУ накладывает ограничения по максимальной высоте оборудования, возможного для использования в ней, а также обусловливает наличие специальных экранирующих устройств, усложняющих и, следовательно, удорожающих эту конструкцию.The disadvantage of this solution is the significant dimensions of the pipes used for busbars, which necessitates the use of higher and stronger supporting structures, taking into account the possible deflection of the busbar, and also causes a significant consumption of material, which increases the cost of the structure. In addition, the well-known outdoor switchgear design imposes restrictions on the maximum height of equipment that can be used in it, and also determines the presence of special shielding devices that complicate and therefore increase the cost of this design.
Задача, решаемая предлагаемым изобретением, - снижение габаритов и повышение надежности конструкции ОРУ 500 кВ.The problem solved by the invention is to reduce the size and increase the reliability of the design of outdoor switchgear 500 kV.
Поставленная задача решается тем, что в открытом распределительном устройстве на 500 кВ с жесткой ошиновкой, состоящем из ячеек, жесткая ошиновка выполнена из алюминиевых труб как на верхнем ярусе устройства для связи между ячейками устройства, так и на нижнем ярусе для связи оборудования, установленного внутри ячейки, верхний и нижний ярус ошиновки связаны посредством гибких токопроводов, внутри труб ошиновки проложен демпферный трос, трубы ошиновки выполнены из сплава группы Al-Mg-Si диаметром не более 250 мм, толщина стенки трубы - не более 8 мм; длина пролета жесткой ошиновки соответствует шагу ячейки, при этом шаг ячейки составляет не более 18 м; оба конца трубы ошиновки установлены подвижно на опорных изоляторах с возможностью их продольного перемещения относительно торцевых поверхностей опорных изоляторов, при этом на опорных изоляторах, к которым подходят две трубы ошиновки, трубы установлены с зазором между их торцевыми поверхностями и электрически связаны между собой посредством гибкого токопровода.The problem is solved in that in an open switchgear of 500 kV with a rigid busbar consisting of cells, the hard busbar is made of aluminum pipes both on the upper tier of the device for communication between the device cells and on the lower tier for communication of equipment installed inside the cell , the upper and lower busbar tiers are connected by flexible current leads, a damper cable is laid inside the busbars, the busbars are made of an alloy of the Al-Mg-Si group with a diameter of not more than 250 mm, the wall thickness of the pipe is not more than 8 mm; the span of the rigid busbar corresponds to the step of the cell, while the step of the cell is not more than 18 m; both ends of the busbar pipe are mounted movably on the support insulators with the possibility of their longitudinal movement relative to the end surfaces of the support insulators, while on the support insulators to which two busbars fit, the pipes are installed with a gap between their end surfaces and are electrically connected through a flexible current lead.
В заявляемом устройстве трубы жесткой ошиновки могут быть связаны с опорным изолятором посредством соединительного хомута, охватывающего по наружному периметру трубу ошиновки и соединенного посредством разъемного соединения с крышкой опорного изолятора.In the inventive device, the rigid busbar pipes can be connected to the support insulator by means of a connecting clamp covering the busbar along the outer perimeter and connected via a detachable connection to the support insulator cover.
Для уменьшения амплитуды ветровых поперечных колебаний в заявляемой конструкции использованы демпферные тросы, свободно лежащие внутри труб ошиновки, при этом торцы труб закрыты заглушками, исключающими попадание внутрь трубы атмосферных осадков и иных загрязнений. Демпферные тросы внутри трубы ошиновки закреплены с одной или с двух сторон на заглушках. Заглушки выполнены из того же материала, что и трубы ошиновки. Выполнение заглушек из того же материала, что и трубы ошиновки целесообразно с точки зрения выравнивания напряженности электрического поля на концах труб.To reduce the amplitude of wind lateral vibrations in the claimed design, damper cables are used that lie freely inside the bus tubes, while the ends of the pipes are closed with plugs to prevent atmospheric precipitation and other contaminants from entering the pipe. Damper cables inside the busbar pipe are fixed on one or both sides to the plugs. The plugs are made of the same material as the busbars. The execution of plugs from the same material as the busbars is advisable from the point of view of leveling the electric field at the ends of the pipes.
Подвижная установка обоих концов труб на опорные изоляторы с возможностью их продольного перемещения относительно торцевых поверхностей опорных изоляторов позволяет обеспечить максимальную компенсацию возможных изменений габаритов жесткой ошиновки, вызванных влиянием температуры воздуха. Поскольку на изоляторах, к которым подходят две трубы ошиновки, последние установлены с зазором между их торцевыми поверхностями, следовательно обеспечивается возможность удлинения труб, вызванного температурным расширением материала, из которого они изготовлены. При этом величина зазора между трубами ошиновки рассчитывается в зависимости от возможного удлинения труб (температурного расширения). Подвижное крепление труб на изоляторах выполнено на обоих концах трубы, следовательно, влияние температур, вызывающих изменение габаритов трубы, не приведет к возникновению изгибающих нагрузок на опорные изоляторы, т.е. обеспечивается надежность конструкции ОРУ на 500 кВ при любых температурных изменениях. Кроме того, подвижное крепление обоих концов трубы ошиновки обеспечивает большую технологичность монтажа ОРУ, т.к. не требуется с большой тщательностью рассчитывать возможные изгибающие нагрузки, возникающие при температурных деформациях труб, как в случае их фиксированного (даже с одного конца трубы) закрепления на опорных изоляторах.The movable installation of both ends of the pipes on the supporting insulators with the possibility of their longitudinal movement relative to the end surfaces of the supporting insulators allows for maximum compensation of possible changes in the dimensions of the rigid busbar caused by the influence of air temperature. Since on insulators to which two busbars fit, the latter are installed with a gap between their end surfaces, therefore it is possible to lengthen the pipes caused by the thermal expansion of the material from which they are made. In this case, the gap between the busbars is calculated depending on the possible elongation of the pipes (thermal expansion). Mobile fastening of pipes on insulators is made at both ends of the pipe, therefore, the influence of temperatures that cause a change in the dimensions of the pipe will not lead to bending loads on the supporting insulators, i.e. the reliability of the design of outdoor switchgear at 500 kV is ensured at any temperature changes In addition, the movable fastening of both ends of the busbar pipe provides greater adaptability of installation of outdoor switchgear, as it is not necessary to calculate with great care the possible bending loads arising from thermal deformations of the pipes, as in the case of their fixed (even from one end of the pipe) fastening on the supporting insulators.
В заявляемом устройстве трубы жесткой ошиновки могут быть связаны с опорным изолятором посредством соединительного хомута, охватывающего по наружному периметру трубу ошиновки и соединенного посредством разъемного соединения с крышкой опорного изолятора. Хомут - известное средство соединения кабелей или труб с элементами базовой конструкции (например, патент РФ №2265265). Хомут свободно надевается на трубу (при этом хомут охватывает трубу по наружному диаметру), подлежащую соединению с элементом какой-либо конструкции и соединяется, как правило, посредством разъемного соединения с указанным элементом конструкции. Хомут - простое и надежное средство крепления трубы с элементом конструкции, предотвращающее поперечные перемещения трубы относительно элемента конструкции. Одновременно хомут не препятствует продольным (вдоль оси трубы) перемещениям трубы относительно элемента конструкции.In the inventive device, the rigid busbar pipes can be connected to the support insulator by means of a connecting clamp covering the busbar along the outer perimeter and connected via a detachable connection to the support insulator cover. A clamp is a well-known means of connecting cables or pipes with elements of a basic structure (for example, RF patent No. 2265265). The clamp is freely put on the pipe (while the clamp covers the pipe on the outer diameter) to be connected to an element of any structure and is connected, as a rule, by means of a detachable connection to the specified structural element. A clamp is a simple and reliable means of fastening a pipe with a structural element, preventing lateral movements of the pipe relative to the structural element. At the same time, the clamp does not interfere with the longitudinal (along the pipe axis) pipe movements relative to the structural element.
Установка труб ошиновки с помощью соединительных хомутов обеспечивает простое и надежное крепление шин с надежной компенсацией любых деформаций труб ошиновки, обусловленных температурными условиями, исключающих возникновение дополнительных изгибающих нагрузок на опорные изоляторы.Installation of busbars with connecting clamps provides simple and reliable fastening of tires with reliable compensation of any deformation of busbars caused by temperature conditions, which exclude the occurrence of additional bending loads on the supporting insulators.
Минимизация габаритов ячеек ОРУ, простота и надежность конструкции ОРУ в целом достигнута в результате выбора труб, используемых в качестве жесткой ошиновки, и в способе их крепления на опорных изоляторах.Minimizing the dimensions of the switchgear cells, the simplicity and reliability of the switchgear design as a whole was achieved as a result of the choice of pipes used as a rigid busbar and in the method of their fastening on support insulators.
В результате проведенных испытаний были выбраны трубы из алюминиевого сплава группы Al-Mg-Si. Применение данного сплава для жесткой ошиновки известно (Долин А.П., Шонгин Г.Ф. Открытые распределительные устройства с жесткой ошиновкой. М.: Энергоатомиздат, 1988 г., стр.19-27). Указанные сплавы могут работать в обычных атмосферных условиях без специальной защиты от коррозии, они обладают высокой технологичностью при обработке, обладают высокой прочностью; электрическая проводимость данных сплавов близка к проводимости технического алюминия, который не обладает иными преимуществами этих сплавов, а также является дорогим материалом.As a result of the tests, pipes made of aluminum alloy of the Al-Mg-Si group were selected. The use of this alloy for rigid busbars is known (Dolin A.P., Shongin G.F. Open switchgears with rigid busbar. M: Energoatomizdat, 1988, pp. 19-27). These alloys can work in normal atmospheric conditions without special protection against corrosion, they are highly technological in processing, have high strength; the electrical conductivity of these alloys is close to the conductivity of technical aluminum, which does not have other advantages of these alloys, and is also an expensive material.
На основании известных данных о сплавах группы Al-Mg-Si в качестве материала для труб ошиновки был выбран именно этот сплав. Однако существовала проблема определения необходимых и достаточных размеров труб, обеспечивающих снижение габаритов конструкции ОРУ и одновременно обеспечивающих соблюдение всех необходимых требований с точки зрения соблюдения изоляционных промежутков при возможных прогибах труб, а также с точки зрения оптимизации размещения электрического оборудования.Based on the known data on Al-Mg-Si alloys, this alloy was chosen as the material for the busbars. However, there was the problem of determining the necessary and sufficient dimensions of the pipes, ensuring a reduction in the size of the outdoor switchgear design and at the same time ensuring compliance with all necessary requirements in terms of observing the insulation gaps for possible pipe deflections, as well as in terms of optimizing the placement of electrical equipment.
По результатам проведенных исследований для выполнения жесткой ошиновки были выбраны трубы диаметром 250 мм, толщиной стенки трубы - 8 мм. Длина трубы соответствует шагу ячейки и составляет 18 м.According to the results of the research, pipes with a diameter of 250 mm and a pipe wall thickness of 8 mm were selected to perform a rigid busbar. The length of the pipe corresponds to the step of the cell and is 18 m.
Высота расположения шин определяется допустимыми изоляционными расстояниями между токоведущими частями. Труба с вышеприведенными габаритами, установленная на двух концевых опорах при продольных деформациях (коэффициент деформации 77,9) имеет в средней части максимальный прогиб 49,90 мм (или 1/360 длины пролета), что на порядок меньше, чем в известных конструкциях.The height of the busbar is determined by the permissible insulation distances between live parts. A pipe with the above dimensions, mounted on two end supports with longitudinal deformations (deformation coefficient of 77.9) has a maximum deflection of 49.90 mm (or 1/360 of the span) in the middle part, which is an order of magnitude smaller than in known designs.
При воздействии токов короткого замыкания (ток КЗ) трубы ошиновки также подвергаются деформациям - поперечным. При воздействии тока КЗ максимальный изгиб трубы ошиновки в средней части составляет 177,8 мм.Under the influence of short circuit currents (short-circuit current), busbars also undergo transverse deformations. Under the influence of short-circuit current, the maximum bending of the busbar pipe in the middle part is 177.8 mm.
Ввиду незначительного прогиба трубы ошиновки высота расположения шин может быть выбрана минимально необходимой и достаточной с точки зрения обеспечения изоляционных промежутков между токоведущими частями ОРУ, т.е. незначительный прогиб трубы ошиновки с заявленными параметрами обеспечивает возможность минимизации высоты ОРУ при соблюдении всех требований по изоляционным промежуткам.Due to the slight deflection of the busbar pipe, the busbar height can be selected as minimally necessary and sufficient from the point of view of ensuring insulation gaps between the live parts of the outdoor switchgear, i.e. insignificant deflection of the busbar pipe with the declared parameters provides the possibility of minimizing the height of the switchgear while observing all requirements for insulation gaps.
Помимо соблюдения требований к изоляционным промежуткам конструкция жесткой ошиновки в заявляемом ОРУ должна обеспечивать необходимую механическую прочность при ветровых и гололедных нагрузках, а также при воздействии токов КЗ.In addition to observing the requirements for insulation gaps, the rigid busbar design in the inventive switchgear must provide the necessary mechanical strength under wind and ice loads, as well as under the influence of short-circuit currents.
Результаты исследований, проведенных специалистами фирмы SAG Energieversorgungslosungen показали, что сборная шина, изготовленная из трубы диаметром 250 мм, толщиной стенок трубы 8 мм, при длине пролета шины 18 м (расстояние между опорами, на которые установлена шина) соответствует по механической прочности в условиях гололедной и ветровой нагрузок требованиям СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия».The results of studies conducted by specialists of SAG Energieversorgungslosungen showed that a busbar made of a pipe with a diameter of 250 mm, a pipe wall thickness of 8 mm, with a tire span of 18 m (the distance between the supports on which the tire is mounted) corresponds to the mechanical strength under icy conditions and wind loads to the requirements of SNiP 2.01.07-85 "Loads and impacts".
На основании проведенных исследований было установлено, что максимальные нагрузки на оборудование, шины и опорные конструкции по статике и динамике от жесткой ошиновки, деформации и напряжения для ОРУ 500 кВ составляют:Based on the studies, it was found that the maximum loads on equipment, tires and supporting structures in statics and dynamics from a rigid busbar, deformation and stress for an outdoor switchgear of 500 kV are:
- максимальная нагрузка в изоляторах при ветре в направлении, перпендикулярном жесткой ошиновке с гололедом - 538 кг;- the maximum load in the insulators during wind in the direction perpendicular to the rigid bus with ice - 538 kg;
- максимальная деформация строительных конструкций с опорными изоляторами и жесткой ошиновкой - 159,85 мм;- maximum deformation of building structures with supporting insulators and rigid busbar - 159.85 mm;
- максимальное напряжение в металле опорных конструкций - 78,51 МН/м2;- the maximum stress in the metal of the supporting structures is 78.51 MN / m 2 ;
- максимальное напряжение в металле жесткой ошиновки - 45,96 78,51 МН/м2.- the maximum voltage in the metal of the rigid busbar is 45.96 78.51 MN / m 2 .
Нагрузка в опорной изоляции при остальных сочетаниях воздействий меньше вышеприведенной.The load in the supporting insulation for other combinations of effects is less than the above.
Максимальные деформации элементов жесткой ошиновки и строительных конструкций находятся в допустимых пределах.The maximum deformation of the rigid busbar elements and building structures are within acceptable limits.
Устойчивость шинной конструкции в заявляемом ОРУ позволяет сократить число опор на шину в пределах шага ячейки, а именно: не требуется установка дополнительных опорных изоляторов для поддержания трубы ошиновки в пределах шага ячейки, необходимое и достаточное количество опор - по одной на концах трубы. Исходя из механической прочности шинной конструкции в пределах 18 м обеспечена возможность выполнить шаг ячейки также равным 18 м без промежуточных опор. Это позволяет оптимальным образом компактно разместить внутри ячейки необходимое электрооборудование, обеспечить возможность подъезда и подхода к электрооборудованию для его замены или ремонта. Кроме того, исключение из конструкции ОРУ на 500 кВ промежуточных шинных опор в пределах шага ячейки позволяет значительно снизить материалоемкость заявляемой конструкции ОРУ и, соответственно, удешевить ее.The stability of the busbar design in the claimed switchgear allows to reduce the number of supports on the tire within the cell pitch, namely: it is not necessary to install additional support insulators to maintain the busbar within the cell pitch, the required and sufficient number of supports - one at the ends of the pipe. Based on the mechanical strength of the busbar structure within 18 m, it is possible to perform a cell pitch also equal to 18 m without intermediate supports. This allows you to optimally compactly place the necessary electrical equipment inside the cell, to provide the possibility of access and approach to electrical equipment for its replacement or repair. In addition, the exclusion from the design of outdoor switchgear for 500 kV of intermediate busbar supports within the step of the cell can significantly reduce the material consumption of the claimed design of outdoor switchgear and, accordingly, reduce its cost.
Жесткая ошиновка верхнего и нижнего ярусов ориентированы относительно друг друга, как правило, во взаимно перпендикулярных направлениях, однако не исключена возможность их однонаправленного ориентирования.The rigid busbar of the upper and lower tiers are oriented relative to each other, as a rule, in mutually perpendicular directions, however, the possibility of their unidirectional orientation is possible.
Таким образом, заявляемое изобретение позволяет на его основе создать простую и надежную конструкцию ОРУ на 500 кВ с минимальными габаритами. Уровень габаритов ОРУ (высота) определяется только с учетом требований по изоляционным промежуткам между токоведущими элементами ОРУ. Минимизация габаритов ОРУ (по ширине) достигнута также за счет того, что в пределах шага ячейки исключена необходимость использования дополнительных опорных изоляторов, поддерживающих шину, следовательно обеспечена возможность компактного размещения оборудования внутри ячейки ОРУ. Механическая прочность и незначительный прогиб трубы ошиновки в пределах шага ячейки позволяет размещать внутри ячейки ОРУ оборудование любой высоты, при этом минимально возможная высота расположения трубы ошиновки будет определяться также только с учетом изоляционных промежутков между токоведущими частями.Thus, the claimed invention allows on its basis to create a simple and reliable design of outdoor switchgear at 500 kV with minimum dimensions. The level of the outdoor switchgear (height) is determined only taking into account the requirements for the insulation gaps between the current-carrying elements of the outdoor switchgear. Minimization of the dimensions of the switchgear (in width) was also achieved due to the fact that within the cell pitch the need to use additional support insulators supporting the bus was eliminated, therefore, it is possible to compactly place the equipment inside the switchgear cell. The mechanical strength and insignificant deflection of the busbar pipe within the cell step allows equipment of any height to be placed inside the switchgear cell, while the minimum possible height of the busbar pipe will also be determined only taking into account the insulation gaps between the live parts.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами.The claimed invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 представлен вид ячейки ОРУ.Figure 1 presents the view of the cell outdoor switchgear.
На фиг.2 показано подвижное крепление труб ошиновки на опорном изоляторе, в случае, когда к опорному изолятору подходят две трубы.Figure 2 shows the movable fastening of the busbars on the support insulator, in the case when two pipes are suitable for the support insulator.
На фиг.3 показано подвижное соединение трубы ошиновки и опорного изолятора, в случае, когда к опорному изолятору подходит одна труба (на крайних участках крайних ячеек ОРУ).Figure 3 shows the movable connection of the busbar pipe and the support insulator, in the case when one pipe approaches the support insulator (in the extreme sections of the extreme cells of the outdoor switchgear).
На фиг.4 показано соединение ошиновки верхнего и нижнего ярусов посредством гибких токопроводов.Figure 4 shows the connection busbars of the upper and lower tiers by means of flexible conductors.
На фиг.5 показана эпюра распределения нагрузки на трубы ошиновки в пределах двух пролетов ячейки при продольных деформациях шин.Figure 5 shows the plot of the load distribution on the busbars within two spans of the cell with longitudinal deformation of the tires.
На фиг.6 показана эпюра распределения нагрузки на трубы ошиновки в пределах двух пролетов ячейки при поперечных деформациях шин.Figure 6 shows the plot of the load distribution on the busbars within two spans of the cell with lateral deformations of tires.
Заявляемое ОРУ на 500 кВ состоит из ячеек, каждая из которых содержит (фиг.1) электротехническое оборудование 1, установленное на опорах 2, опорные изоляторы 3, на которых установлены трубы 4 и 5 жесткой ошиновки. Трубы 4 образуют верхний ярус жесткой ошиновки и предназначены для соединения между ячейками ОРУ, трубы 5 предназначены для связи оборудования 1 внутри ячейки ОРУ. Трубы 4 и 5 ошиновки связаны между собой посредством гибких токопроводов 6 (фиг.4). На опорном изоляторе 7 (фиг.1), к которому подходят две трубы 4 ошиновки, трубы 4 установлены с зазором между их торцевыми поверхностями 8 и электрически связаны посредством гибкого токопровода 9. Аналогичным образом (данная проекция не показана) установлены на опорных изоляторах трубы 5 нижнего яруса. Оба конца трубы жесткой ошиновки на каждом шаге ячейки установлены на соответствующих опорных изоляторах подвижно с возможностью их продольного (вдоль оси трубы) перемещения относительно торцевых поверхностей изоляторов. В случае, когда к опорному изолятору подходят две трубы 4 или 5 ошиновки (фиг.2), каждая из них соединена с указанным опорным изолятором 7 посредством соединительного хомута 10, охватывающего по наружному периметру трубу 4 или 5 ошиновки и соединенного посредством разъемного (например, болтового) соединения с крышкой 11 опорного изолятора. Когда к опорному изолятору 7 подходит одна труба 4 или 5 ошиновки (фиг.3), конец трубы 4 или 5 ошиновки также соединен с крышкой 12 опорного изолятора 7 посредством соединительного хомута 10. Принципиального различия указанные соединения (при подходе к опорному изолятору двух или одной трубы ошиновки) не имеют, только для организации соответствующих соединений между трубами ошиновки и опорным изолятором в случае, когда к опорному изолятору 7 подходят две трубы ошиновки, крышку 11 изолятора 7 выполняют большей площади по сравнению с крышкой 12 в случае, когда к опорному изолятору 7 подходит одна труба ошиновки. Внутри труб 4 и 5 ошиновки проложен демпферный трос (на чертеже не показан), соединенный одним или обоими концами с заглушкой 13 (заглушками), закрывающими торцы труб ошиновки. Уточнение конструкции демпферного троса и способ его соединения с заглушками не требуется, т.к. это стандартное решение, не являющееся принципиальным при раскрытии настоящего изобретения. Заглушки 13 выполнены из того же материала, что и трубы 4 и 5 ошиновки.The inventive outdoor switchgear for 500 kV consists of cells, each of which contains (Fig. 1) electrical equipment 1 mounted on
Трубы 4 и 5 жесткой ошиновки выполнены из алюминиевого сплава группы Al-Mg-Si.Rigid tubes 4 and 5 are made of an aluminum alloy of the Al-Mg-Si group.
Диаметр труб 4 и 5 составляет 250 мм, толщина стенок труб - 8 мм. Длина пролета жесткой ошиновки соответствует шагу ячейки, равному 18 м. Шаг ячейки - расстояние между двумя опорными изоляторами, соединенными жесткой шиной (трубой 4 или 5).The diameter of the pipes 4 and 5 is 250 mm, the wall thickness of the pipes is 8 mm. The span of a rigid busbar corresponds to a cell pitch of 18 m. The cell pitch is the distance between two support insulators connected by a rigid bus (pipe 4 or 5).
Подключение электротехнического оборудования осуществляется через гибкие токопроводы 6 от шин верхнего яруса, на которые питание подается от питающей линии по токопроводам 14.The electrical equipment is connected through
Изобретение позволило (по сравнению с ОРУ на 500 кВ с гибкой ошиновкой):The invention allowed (in comparison with 500 kV outdoor switchgear with a flexible busbar):
- уменьшить размер занимаемой площади ОРУ 500 кВ на 16%;- reduce the size of the occupied area of outdoor switchgear 500 kV by 16%;
- снизить расход металла на изготовление порталов на ОРУ 500 кВ на 65%;- reduce metal consumption for the manufacture of portals at outdoor switchgear 500 kV by 65%;
- уменьшить расход железобетона на изготовление фундаментов ОРУ 500 кВ на 27%;- reduce the consumption of reinforced concrete for the manufacture of foundations of outdoor switchgear 500 kV by 27%;
- снизить затраты при полном развитии подстанции на 15-20%.- reduce costs with the full development of the substation by 15-20%.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006120645/09A RU2310260C1 (en) | 2006-06-13 | 2006-06-13 | OUTDOOR 500-kV SWITCHGEAR INSTALLATION USING SOLID BUS SYSTEM |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006120645/09A RU2310260C1 (en) | 2006-06-13 | 2006-06-13 | OUTDOOR 500-kV SWITCHGEAR INSTALLATION USING SOLID BUS SYSTEM |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2310260C1 true RU2310260C1 (en) | 2007-11-10 |
Family
ID=38958388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006120645/09A RU2310260C1 (en) | 2006-06-13 | 2006-06-13 | OUTDOOR 500-kV SWITCHGEAR INSTALLATION USING SOLID BUS SYSTEM |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2310260C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2653690C1 (en) * | 2017-06-13 | 2018-05-14 | Общество с ограниченной ответственностью "ИНЖЕНЕРНЫЙ ЦЕНТР "МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ и ТЕХНОЛОГИИ" | Rigid busbar |
-
2006
- 2006-06-13 RU RU2006120645/09A patent/RU2310260C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ДОЛИН А.П., ШОНГИН Г.Ф. Открытые распределительные устройства с жесткой ошиновкой. - М.: Энергоатомиздат, 1988, с.86-88. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2653690C1 (en) * | 2017-06-13 | 2018-05-14 | Общество с ограниченной ответственностью "ИНЖЕНЕРНЫЙ ЦЕНТР "МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ и ТЕХНОЛОГИИ" | Rigid busbar |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9768601B2 (en) | High-capacity/efficiency transmission line design | |
| CN1320273C (en) | Wind energy plant with conductor rail | |
| CA2701467C (en) | Holding device for an overhead line and overhead line arrangement | |
| RU2310260C1 (en) | OUTDOOR 500-kV SWITCHGEAR INSTALLATION USING SOLID BUS SYSTEM | |
| RU57984U1 (en) | 500 KV OPEN DISTRIBUTION DEVICE WITH HARD TIRE | |
| Ahmed et al. | Applications and Design of Composite Insulated Cross Arms | |
| US11133653B2 (en) | Gas-insulated line, gas-insulated switchgear and method thereof | |
| CN210779513U (en) | Power distribution device of transformer substation | |
| KR19980070618A (en) | Composite Gas Insulated Switchgear | |
| JP2000507435A (en) | Gas insulated high voltage semiconductor valve device | |
| KR101129397B1 (en) | Prevention apparatus for drooping of power cable | |
| RU2653690C1 (en) | Rigid busbar | |
| RU2764381C1 (en) | Overhead power line | |
| CN217824162U (en) | Insulated drainage wire prepared from insulated cable and suitable for double drainage strings | |
| CN213026917U (en) | Vertical side outlet arrangement structure of three-phase conductor at end part of power distribution device | |
| CN217822124U (en) | Insulated drainage wire prepared from insulated cable and suitable for single drainage string | |
| CN214227371U (en) | Main transformer system of transformer substation | |
| Jermouni et al. | Overhead line methodology | |
| JPS6110439Y2 (en) | ||
| CA2870843C (en) | High-capacity/efficiency transmission line design | |
| JPH114509A (en) | Substation for power distribution | |
| SU326679A1 (en) | ||
| JPH10295008A (en) | Complex gas-insulated electrical energy transformation facility | |
| SU1156180A1 (en) | Outdoor switch-gear | |
| WO2002039556A2 (en) | Line deadend structure and method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130614 |