RU68796U1

RU68796U1 - ELECTRICAL SUBSTATION

Info

Publication number: RU68796U1
Application number: RU2007125357/22U
Authority: RU
Inventors: Владислав Юлианович Тамбовский
Original assignee: Закрытое акционерное общество Управляющая компания "ЭнергоТерритория"
Priority date: 2007-07-04
Filing date: 2007-07-04
Publication date: 2007-11-27

Abstract

Полезная модель относится к энергетике и может быть использовано при сооружении несущих конструкций подстанций, распределительных устройств и других электроустановок, предназначенных для приема, преобразования и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока промышленной частоты 50 Гц в сетях в диапазоне напряжений 35-110 кВ. Технический результат заключается в снижении затрат на строительство и эксплуатацию подстанции, сокращении размеров общей площади подстанции, повышении надежности работы оборудования и удобства обслуживания подстанции за счет сочетания в одном сооружении ЗРУ и ОРУ. Электрическая подстанция состоит из блок-боксов и электрооборудования, блок-боксы установлены на едином фундаменте таким образом, что они образуют здание со сквозным коридором и единой кровлей, имеющее в плане вид «каре» - прямоугольника с прямоугольным внутренним двором, и характеризующееся наружным и внутренним периметром. При этом коридор расположен вдоль внутреннего периметра здания, на кровле здания установлено немаслонаполненное электрооборудование класса напряжения 35-110 кВ. 1 н.п. ф-лы, 1 илл.The utility model relates to energy and can be used in the construction of supporting structures of substations, switchgears and other electrical installations designed to receive, convert and distribute electrical energy of three-phase alternating current of industrial frequency 50 Hz in networks in the voltage range of 35-110 kV. The technical result consists in reducing the cost of construction and operation of the substation, reducing the size of the total area of the substation, increasing the reliability of equipment and ease of maintenance of the substation due to the combination of a switchgear and switchgear in one building. An electrical substation consists of block boxes and electrical equipment, block boxes are installed on a single foundation in such a way that they form a building with a through corridor and a single roof, having a plan view in the form of a "square" - a rectangle with a rectangular courtyard, and characterized by an external and internal perimeter. At the same time, the corridor is located along the internal perimeter of the building, non-oil-filled electrical equipment of voltage class 35-110 kV is installed on the roof of the building. 1 n.p. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к энергетике и может быть использовано при сооружении несущих конструкций подстанций, распределительных устройств и других электроустановок, предназначенных для приема, преобразования и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока промышленной частоты 50 Гц в сетях в диапазоне напряжений 35-110 кВ.The utility model relates to energy and can be used in the construction of supporting structures of substations, switchgears and other electrical installations designed to receive, convert and distribute electrical energy of three-phase alternating current of industrial frequency 50 Hz in networks in the voltage range of 35-110 kV.

Известна также заявка ЕР 0829937, в соответствии с описанием к заявке токоведущие элементы электрооборудования, установленного в контейнере, содержатся в изоляторах, установленных на кровле данного контейнера.The application EP 0829937 is also known, in accordance with the description of the application, live elements of electrical equipment installed in the container are contained in insulators installed on the roof of this container.

Оборудование внутри контейнера и на кровле относится к одному классу напряжения, таким образом, сочетание наружного и внутреннего электрооборудования не влияет на решение задачи, связанной с сокращением протяженности кабельных линий и снижением коммерческих потерь.The equipment inside the container and on the roof belongs to the same voltage class, so the combination of external and internal electrical equipment does not affect the solution of the problem associated with reducing the length of cable lines and reducing commercial losses.

Известна полезная модель RU 33467 «Блочный распределительный пункт и модуль блочного распределительного пункта», согласно которой блочный распределительный пункт, смонтированный на фундаменте, включает ограждающие конструкции (наружные стены, пол, кровля), смонтированные в нем электротехническое и вспомогательное оборудование блочного распределительного пункта. Блочный распределительный пункт выполнен, по крайней мере, в виде одного транспортабельного модуля - объемного блока заводской готовности с размещенным в нем электрооборудованием. Блочный распределительный пункт относится к закрытым распределительным устройствам (ЗРУ).The utility model RU 33467 “Block distribution point and module of a block distribution point” is known, according to which a block distribution point mounted on a foundation includes enclosing structures (external walls, floor, roof), electrical equipment and auxiliary equipment of the block distribution point mounted therein. The block distribution point is made at least in the form of one transportable module - a factory-ready volume block with electrical equipment housed in it. Block distribution point refers to closed switchgear (ZRU).

Известно решение комплектных трансформаторных подстанций блочного типа (КТПБ), в состав которых входит открытое распределительное устройство (ОРУ), трансформаторы, комплектные распределительные устройства наружной установки (КРУН), объединенный пункт управления (ОПУ). Конструкция КТПБ основана на применении жесткой ошиновки. Площадь ОРУ при создании КТПБ сокращается на 15-20%, существенно сокращаются трудозатраты на строительной площадке (И.М.Шапиро. Принципы унификации элементов электрической сети 110-330 кВ, Москва, Энергоатомиздат, 1984 г., стр.151).It is known the solution of complete transformer substations of block type (KTPB), which includes an open switchgear (outdoor switchgear), transformers, outdoor switchgear (outdoor switchgear), integrated control point (OPU). The design of KTPB is based on the use of a rigid busbar. The area of outdoor switchgear during the creation of KTPB is reduced by 15-20%, labor costs at the construction site are significantly reduced (I.M. Shapiro. Principles for the unification of elements of the electric network 110-330 kV, Moscow, Energoatomizdat, 1984, p. 151).

Несомненным положительным свойством указанных технических решений является рациональное использование площади для возведения подстанций, The undoubted positive property of these technical solutions is the rational use of the area for the construction of substations,

сокращение трудозатрат при строительстве и т.д. Тем не менее, к недостаткам данных устройств относятся следующие особенности.reduction of labor costs during construction, etc. However, the disadvantages of these devices include the following features.

Кровля блочного распределительного пункта по описанию RU 33467 имеет прямоугольную форму значительной площади, данное обстоятельство влияет на скопление снега, создающее дополнительную нагрузку на кровлю, кроме того, затрудняет процесс естественного схода снега, в то время как уборка снега с кровли является трудоемким процессом.The roof of a block distribution point according to the description of RU 33467 has a rectangular shape of a considerable area, this fact affects the accumulation of snow, which creates an additional load on the roof, in addition, complicates the process of natural snow melting, while snow removal from the roof is a laborious process.

При эксплуатации здания возникает необходимость в создании площадок для хранения инвентаря, поступающего для монтажа оборудования и кабельной продукции и т.д. Как правило, на территории действующих подстанций таких площадок несколько, в связи с этим можно поставить под сомнение компактность их расположения и оптимальность использования территории.During the operation of the building, there is a need to create sites for storing equipment for installation of equipment and cable products, etc. As a rule, there are several such sites on the territory of the existing substations; in this regard, one can question the compactness of their location and the optimal use of the territory.

При необходимости использования ОПУ в составе электрической подстанции на 110 кВ возникают определенные трудности, связанные с размещением кабельных потоков по территории подстанции в соответствующих устройствах, организующих кабельную трассу. Эти трудности преодолевают с помощью дополнительных средств и материалов, что характеризует такое решение как затратный и трудоемкий путь.If it is necessary to use the switchgear as part of a 110 kV electrical substation, certain difficulties arise associated with the placement of cable streams across the substation in the corresponding devices that organize the cable route. These difficulties are overcome with the help of additional tools and materials, which characterizes such a solution as a costly and time-consuming way.

Анализируя техническое решение, изложенное в книге И.М.Шапиро, можно сказать, что при использовании КТПБ возникают недостатки, также связанные с затратами на создание кабельных трасс по территории подстанции. Причем из-за возникающего сопротивления протяженных кабельных потоков изменяется работа трансформаторов напряжения и трансформаторов тока, что приводит к возникновению коммерческих потерь, обусловленных ухудшением точности работы средств учета электроэнергии.Analyzing the technical solution described in the book by I.M.Shapiro, we can say that when using KTPB there are disadvantages, also associated with the cost of creating cable routes through the substation. Moreover, due to the arising resistance of extended cable streams, the operation of voltage transformers and current transformers changes, which leads to commercial losses due to the deterioration of the accuracy of electricity metering devices.

Кроме того, размещение оборудования ОРУ на металлических конструкциях, установленных на фундаменте, приводит к увеличению стоимости сооружения и эксплуатации подстанции.In addition, the placement of outdoor switchgear equipment on metal structures installed on the foundation leads to an increase in the cost of construction and operation of the substation.

Задача заявляемого технического решения заключается в снижении затрат на строительство и эксплуатацию подстанции, сокращении размеров общей площади подстанции, повышении надежности работы оборудования и удобства обслуживания подстанции за счет сочетания в одном сооружении ЗРУ и ОРУ.The objective of the proposed technical solution is to reduce the cost of construction and operation of the substation, reduce the size of the total area of the substation, increase the reliability of equipment and ease of maintenance of the substation by combining in one building a switchgear and switchgear.

Поставленная задача решается тем, что электрическая подстанция, состоящая из блок-боксов и электрооборудования, причем блок-боксы установлены на едином фундаменте таким образом, что они образуют здание со сквозным коридором и единой кровлей, имеющее в плане вид «каре» - прямоугольника с прямоугольным внутренним The problem is solved in that the electrical substation, consisting of block boxes and electrical equipment, and the block boxes are installed on a single foundation in such a way that they form a building with a through corridor and a single roof, having a plan view of a "square" - a rectangle with a rectangular internal

двором, и характеризующееся наружным и внутренним периметром, при этом коридор расположен вдоль внутреннего периметра здания, на кровле здания установлено немаслонаполненное электрооборудование класса напряжения 35-110 кВ.courtyard, and characterized by an external and internal perimeter, while the corridor is located along the internal perimeter of the building, non-oil-filled electrical equipment of voltage class 35-110 kV is installed on the roof of the building.

Для сооружения электрической подстанции используют продольно ориентированные или поперечно ориентированные блок-боксы коробчатой формы, которые устанавливают на едином фундаменте, при этом торцевые стороны блок-боксов соединяют между собой. При соответствующем соединении блок-боксов образуется здание, имеющее в плане вид прямоугольника с прямоугольным внутренним двором, т.е. образуется здание в форме замкнутого каре с одним или несколькими проездами во внутренний двор. Таким образом, здание характеризуется наружным и внутренним периметром.For the construction of an electrical substation, longitudinally oriented or transversely oriented box-shaped block boxes are used, which are installed on a single foundation, while the end sides of the block boxes are interconnected. With the appropriate connection of the block boxes, a building is formed that looks like a rectangle with a rectangular courtyard, i.e. a building is formed in the form of a closed square with one or more driveways to the courtyard. Thus, the building is characterized by an external and internal perimeter.

Другая особенность внутренней планировки здания заключается в том, что общий для всего здания коридор расположен вдоль внутреннего периметра здания. Таким образом, внутри здания в каждом контейнере-отсеке становится возможным устанавливать электрооборудование определенного вида, обеспечивая к нему доступ из коридора без выхода за пределы здания; там же организуются помещения для оперативно-ремонтного персонала. В сложных климатических условиях такая планировка здания особенно актуальна, т.к. снежные заносы, затяжная распутица и прочие неблагоприятные условия не затруднят доступ персонала к оборудованию.Another feature of the internal layout of the building is that the corridor common to the entire building is located along the internal perimeter of the building. Thus, inside the building in each container compartment, it becomes possible to install electrical equipment of a certain type, providing access to it from the corridor without going outside the building; premises for operational and repair personnel are also organized there. In difficult climatic conditions, this layout of the building is especially relevant, because snow drifts, protracted sloughing and other adverse conditions will not impede personnel access to the equipment.

Кровля здания, план которой соответствует плану здания в виде «каре», имеет уклон, что способствует быстрому сходу снега, не создает критической нагрузки на кровлю, кроме того, уборка снега с такой кровли представляет собой менее трудоемкий процесс.The roof of the building, the plan of which corresponds to the plan of the building in the form of a "square", has a slope, which contributes to the rapid descent of snow, does not create a critical load on the roof, in addition, snow removal from such a roof is a less time-consuming process.

Благодаря современным техническим достижениям, реализованным в создании компактного электрооборудования с малым числом ячеек без маслонаполненных элементов, становится возможным устанавливать оборудование класса напряжения 35-110 кВ на кровле здания. В качестве ячейки целесообразно использовать компактные элегазовые модули PASS концерна ABB на 110 кВ в количестве до 4-х. Подобные модули обладают рядом достоинств, таких как: многофункциональность, наличие оперативных блокировок, минимальный объем работ по установке модулей, кроме того, сокращенная, по сравнению с традиционной компоновкой модулей, занимаемая площадь.Thanks to modern technical achievements implemented in the creation of compact electrical equipment with a small number of cells without oil-filled elements, it becomes possible to install equipment of voltage class 35-110 kV on the roof of the building. As a cell, it is advisable to use compact gas-insulated PASS modules of the ABB concern at 110 kV in an amount of up to 4. Such modules have a number of advantages, such as: multifunctionality, the availability of operational locks, the minimum amount of work to install modules, in addition, reduced footprint compared to the traditional layout of the modules.

Таким образом, сооружение электрической подстанции представляет собой сочетание ЗРУ и ОРУ, при этом модульный тип здания из контейнеров предопределяет различную модификацию электрооборудования ЗРУ.Thus, the construction of an electrical substation is a combination of indoor switchgear and outdoor switchgear, while the modular type of the building from the containers determines the various modifications of the electrical switchgear.

Здание электрической подстанции, представляющее ЗРУ со всеми присущими ему достоинствами, предназначено для размещения электрооборудования различного класса напряжения. Так, в здании электрической подстанции предусмотрены отсеки для размещения объединенного блока правления (ОПУ), КРУН, трансформаторов собственных нужд (ТСН), щита управления (ЩУ), панелей защиты и автоматики, аккумуляторной батареи и др.The building of the electrical substation, representing the indoor switchgear with all its inherent advantages, is designed to accommodate electrical equipment of various voltage classes. So, in the building of the electrical substation, compartments are provided for accommodating the integrated board unit (OPU), KRUN, auxiliary transformers (TSN), control panel (SCU), protection and automation panels, battery, etc.

В период строительства подстанции внутренний двор здания, ограниченный внутренним периметром здания, используют для размещения поступающего в монтаж оборудования, кабельной продукции и т.д., а во время эксплуатации подстанции - для установки заземляющих дугогасящих реакторов, хранения инвентаря, запасных частей и прочего оборудования.During the construction of the substation, the courtyard of the building, limited by the internal perimeter of the building, is used to accommodate equipment, cable products, etc., and during operation of the substation, for the installation of grounding arc suppression reactors, storage of inventory, spare parts and other equipment.

Таким образом, сочетание ЗРУ и ОРУ в одном сооружении позволяет сократить размеры общей площади, занимаемой подстанцией, расходы на ее сооружение, а также затраты на поддержание подстанции в рабочем состоянии.Thus, the combination of indoor switchgear and outdoor switchgear in one building allows to reduce the size of the total area occupied by the substation, the costs of its construction, as well as the costs of maintaining the substation in working condition.

Кроме того, размещение ОРУ на кровле здания сокращает потребность в использовании дорогостоящих металлических конструкций и затраты на строительство фундаментов для установки оборудования.In addition, the placement of outdoor switchgear on the roof of the building reduces the need for expensive metal structures and the cost of building foundations for equipment installation.

При сочетании ЗРУ и ОРУ в одном сооружении становится возможным размещать шкафы и приводы управления коммутационными аппаратами высокого класса напряжения (т.е. 35-110 кВ) в отапливаемом помещении в непосредственной близости от этих аппаратов, что позволяет повысить надежность работы оборудования и удобство его обслуживания.By combining indoor switchgear and outdoor switchgear in one building, it becomes possible to place cabinets and control drives for high-voltage switching devices (i.e. 35-110 kV) in a heated room in the immediate vicinity of these devices, which improves the reliability of the equipment and the convenience of its maintenance .

При размещении основных кабельных потоков в пределах здания подстанции в специально выделенных для этой цели отсеках нет необходимости в их размещении на территории подстанции вне здания. Кроме того, при росте протяженности кабельных линий в цепях вторичных обмоток трансформаторов тока и напряжения увеличивается нагрузка на эти трансформаторы, что ухудшает точность измерений, а в тех случаях, когда трансформаторы тока и напряжения входят в измерительные комплексы коммерческого учета, это ведет к искажению финансовых расчетов за потребление электроэнергии. Таким образом, технический результат заявляемого технического решения проявляется в сокращении протяженности контрольных кабелей в цепях вторичных обмоток измерительных трансформаторов и, как следствие, в снижении затрат на монтаж подстанции, улучшение работы средств электроучета, а также повышение точности коммерческих расчетов за электропотребление.When placing the main cable flows within the substation building in specially designated compartments for this purpose, there is no need to place them on the substation outside the building. In addition, with an increase in the length of cable lines in the circuits of the secondary windings of current and voltage transformers, the load on these transformers increases, which worsens the accuracy of measurements, and in cases where current and voltage transformers are included in measuring complexes of commercial metering, this leads to a distortion of financial calculations for electricity consumption. Thus, the technical result of the claimed technical solution is manifested in a reduction in the length of the control cables in the secondary winding circuits of the measuring transformers and, as a result, in a reduction in the cost of installing a substation, an improvement in the operation of electric metering equipment, and an increase in the accuracy of commercial payments for electricity consumption.

Следует отметить, что при размещении кабельных потоков внутри здания улучшаются условия их монтажа и обслуживания, а также защита от атмосферных воздействий.It should be noted that when placing cable flows inside the building, the conditions for their installation and maintenance, as well as protection against atmospheric influences, are improved.

Правила устройства электроустановок (ПУЭ) в России являются основным нормативным документом, регламентирующим все аспекты проектирования и монтажа и эксплуатации электрических подстанций. Таким образом, все особенности заявляемой электрической подстанции в отношении перечисленных аспектов, выполненной в соответствии с ПУЭ, поясняются примером выполнения и чертежом (обозначен фиг.).Electrical Installation Rules (PUE) in Russia are the main regulatory document that governs all aspects of the design and installation and operation of electrical substations. Thus, all the features of the claimed electrical substation in relation to the listed aspects, made in accordance with the PUE, are illustrated by an example of execution and a drawing (indicated in Fig.).

Электрическая подстанция напряжением 110 кВ содержит здание 1, имеющее в плане вид каре с прямоугольным внутренним двором 2 и характеризующееся наружным и внутренним периметром. К зданию 1 организован подъезд 3. Здание 1 состоит из двенадцати контейнеров 4 коробчатой формы, продольно ориентированных и соединенных между собой торцевыми сторонами;An electrical substation with a voltage of 110 kV contains a building 1 having a plan view with a rectangular courtyard 2 and characterized by an external and internal perimeter. Entrance 3 is organized to building 1. Building 1 consists of twelve box-shaped containers 4, longitudinally oriented and interconnected by end faces;

Размеры объемных блок-боксов 4 в поперечном сечении: высота - 3 м, ширина - 2,5 м, длина - 2,5 м.The dimensions of the volumetric block boxes 4 in cross section: height - 3 m, width - 2.5 m, length - 2.5 m.

В блок-боксах 4 здания 1 электрооборудование напряжением, например, ниже 35 кВ размещено таким образом, чтобы вдоль всего внутреннего периметра здания создавалось свободное пространство в виде общего сквозного коридора, причем контейнеры 4 могут быть полной заводской готовности или электрооборудование может монтироваться на месте. Ширина коридора принимается не менее 1,2 м.In the block boxes 4 of building 1, electrical equipment with a voltage, for example, below 35 kV, is placed in such a way that free space is created along the entire internal perimeter of the building in the form of a common through corridor, and containers 4 can be fully operational or electrical equipment can be mounted on site. The width of the corridor is taken at least 1.2 m.

На кровле здания, в зависимости от принятой главной схемы электрических соединений подстанции, установлены от одной до четырех ячеек PASS (без маслонаполеннных элементов) концерна ABB, рассчитанных на напряжение 110 кВ.On the roof of the building, depending on the adopted main circuit of the electrical connections of the substation, from one to four PASS cells (without oil-filled elements) of the ABB concern are installed, designed for a voltage of 110 kV.

На рисунке изображены две ячейки 5 PASS.The figure shows two 5 PASS cells.

Электрооборудование установлено с обеспечением необходимых электрических соединений.Electrical equipment is installed with the necessary electrical connections.

Claims

An electrical substation consisting of block boxes and electrical equipment, the block boxes being installed on a single foundation in such a way that they form a building with a through corridor and a single roof, having a plan view in the form of a "square" - a rectangle with a rectangular courtyard, and characterized by an external and the internal perimeter, while the corridor is located along the internal perimeter of the building, non-oil-filled electrical equipment of voltage class 35-110 kV is installed on the roof of the building.