Открыть в формате PDF

ЭНТЕРРА:
Применение жесткой ошиновки 35–500 кВ в распределительных устройствах

Олег Летошко, руководитель отдела перспективных разработок, ЗАО ПФ «КТП-Урал»
Владислав Грехов, ведущий менеджер по новой технике, ГК «ЭнТерра»

Сегодня все, кто связан с проектированием и строительством подстанций, стремятся уменьшить площадь энергообъекта и срок строительства. Компактность, высокая заводская готовность и минимальные затраты при эксплуатации – главные требования к сетевым объектам. Применение жесткой ошиновки в открытых распределительных устройствах (ОРУ) – современное решение поставленных задач.

ОРУ с жесткой ошиновкой (рис. 1) занимает меньшую площадь по сравнению с решением на базе гибкой ошиновки. Кроме того, на ОРУ с жесткой ошиновкой отсутствуют шинные порталы, которые требуют дополнительных площадей под опоры и удорожают строительство объекта.

Рис. 1. Комплектная подстанция по схеме 4Н

Сегодня в России жесткую ошиновку массово используют при строительстве распределительных подстанций напряжением от 35 до 500 кВ, а за рубежом – до 1150 кВ. Созданы разнообразные конструкции, учитывающие требования как к электрическим, так и к экономическим параметрам. Такая востребованность этого оборудования объясняется преимуществами жесткой ошиновки по сравнению с гибкой на основе проводов (табл. 1).

Таблица 1. Основные преимущества применения жесткой ошиновки

Применение жесткой ошиновки в ОРУ подстанций позволяет:

• уменьшить площадь для строительства ОРУ на 21%;
• снизить массу металлоконструкций на 20%;
• уменьшить стоимость и сократить сроки строительно-монтажных работ на 26%.

Таблица технических показателей компоновочных решений (табл. 2) позволяет сравнить расходы на строительство подстанции с применением гибкой и жесткой ошиновки.

Таблица 2. Компоновочные решения с гибкой и жесткой ошиновкой по схеме 110-12

Жесткая ошиновка обеспечивает надежную электрическую связь между высоковольтным оборудованием, что способствует бесперебойной и безаварийной работе подстанции. В связи с этим к конструкции жесткой ошиновки предъявляются серьезные требования по механической прочности, отсутствию перегрева в рабочем режиме, а  также по надежной работе при токах короткого замыкания. Их несоблюдение приводит к отключению подстанции. Поэтому Федеральная сетевая компания включила жесткую ошиновку в перечень оборудования, подлежащего обязательной аттестации.

ЗАО ПФ «КТП-Урал» (входит в Группу компаний «ЭнТерра») с 2003 г. активно работает над созданием собственной конструкции жесткой ошиновки (ОЖК) на различные классы напряжений и токовых нагрузок. Начав с анализа конструкций передовых западных образцов, специалисты производственной бизнес-единицы Группы компаний «ЭнТерра» разработали продукт с учетом российских реалий, который условно можно разделить на два типа, каждый из которых имеет свои преимущества, особенности применения и своего потребителя:

• неразборная жесткая ошиновка;
• разборная жесткая ошиновка с применением болтовых контактных соединений.

Неразборная жесткая ошиновка называется так потому, что токовые перемычки между участками сборных шин, а также спуски к высоковольтному оборудованию запрессовываются в гильзы, которые привариваются в заводских условиях к токоведущей шине (фото 1). Отсутствие болтовых соединений при передаче электроэнергии повышает надежность конструкции, которая не требует обслуживания на протяжении всего срока эксплуатации. Однако упаковка под перевозку данных шин делается более сложной, чтобы исключить возможность поломки гильз.

Фото 1.
Неразборная жесткая ошиновка

Стоит отметить, что данный вариант ошиновки увеличивает время монтажа конструкций, так как операции по обжимке проводов производятся непосредственно на подстанции. Неразборность конструкции создает сложности и при замене изолятора. Кроме того, применение неразборного варианта ошиновки потребует в случае расширения подстанции выполнения на объекте дополнительного объема сварочных работ.

Разборная жесткая ошиновка с применением болтовых контактных соединений – название в полной мере отражает конструкцию изделия (фото 2). Для электрической связи токоведущих шин и опирания их на изоляторы применяются литые детали с болтовыми соединениями. В результате за механическую прочность и устойчивость жесткой ошиновки отвечают литые шинодержатели, а электрический контакт осуществляется по токовой перемычке, не воспринимающей механические нагрузки. Таким образом, механическая и электрическая части ОЖК разделены, что обеспечивает надежность конструкции и постоянный электрический контакт на протяжении всего срока службы.

Фото 2.
Разборная жесткая ошиновка на ПС 110 кВ «Пеледуй–Витим»

Монтаж разборной ошиновки благодаря применению болтовых соединений гораздо проще и занимает значительно меньше времени, чем монтаж неразборной. Еще один из плюсов этой ошиновки состоит в том, что при замене или ремонте опорного изолятора она легко демонтируется и не мешает проведению работ. Кроме того, данная конструкция позволяет в значительной мере компенсировать неточности изготовления фундаментов.

Маркировка фаз шинного модуля – цветовое обозначение фаз шин для всех типов ошиновки ЗАО ПФ «КТП-Урал» выполняется одним из двух способов: при помощи маркировочных колец или покраской жестких шин по всей длине (фото 3).

Предпочтительный способ – цветовое обозначение фаз маркировочными кольцами. Бытующее у некоторых специалистов мнение, что окраска алюминиевых шин по всей длине может оказаться полезной для более интенсивного охлаждения, безоговорочно верно лишь для ошиновки 35 кВ и, с большой натяжкой, для 110 кВ. Почти в 100% случаев для классов напряжений ошиновки свыше 35 кВ размеры трубы для токоведущей шины выбираются не по электрическим показателям, а исходя из прочностных характеристик самого профиля и  сплава, из которого он сделан. Затраты на окрашивание шины по всей длине не окупают себя по сравнению с увеличением сечения трубы.

Ошиновки на напряжение 110 и 220 кВ, номинальные токи от 1000 до 3150 А и выдерживающие токи КЗ до 50 кА (трехсекундный ток термической стойкости), сегодня наиболее распространены. Поэтому специалисты ЗАО ПФ «КТП-Урал» разработали конструкции, удовлетворяющие всем компоновочным решениям открытых и закрытых распределительных устройств. Проведены необходимые испытания и получены сертификаты соответствия ГОСТ Р. Кроме того, данные конструкции аттестованы в Федеральной сетевой компании и рекомендованы к применению на объектах ОАО «ФСК ЕЭС» и ОАО «Холдинг МРСК».

Освоив производство жесткой ошиновки для всех схем, утвержденных Федеральной сетевой компанией на напряжения 35, 110 и 220 кВ, ЗАО ПФ «КТП-Урал» выбрало дальнейшим направлением своего развития разработку жесткой ошиновки на напряжения 330 и 500 кВ, номинальный ток до 3150 А и ток термической стойкости до 63 кА.

В настоящее время успешно пройдены все необходимые испытания, получен сертификат соответствия ГОСТ Р на данный вид продукции (фото 4, 5). В III квартале 2011 г. ГК «ЭнТерра» планирует завершить аттестацию жесткой ошиновки 330 и 500 кВ для применения на объектах ОАО «ФСК ЕЭС».

Фото 3. Варианты маркировки: цельная окраска и маркировочные кольца	Фото 4. Испытательный образец жесткой ошиновки 500 кВ в НИЦ ВВА	Фото 5. Жесткая ошиновка 500 кВ

Работа с представителями проектных институтов выявила, что для многих проектировщиков жесткая ошиновка на класс напряжения 330 и 500 кВ является продуктом малознакомым. Поэтому Группа компаний «ЭнТерра» разработала альбом «Открытые распределительные устройства 500 кВ», который содержит информацию по проектированию и применению ОЖК на ОРУ 500 кВ, узлы ОЖК, компоновочные решения на основе ОЖК 500 кВ по утвержденным главным схемам ОАО «ФСК ЕЭС», рекомендации по применению фундаментов и ростверков (рис. 2).

Рис. 2. Компоновочное решение с применением ОЖК 500 кВ, схема 500-6Н (треугольник)

Кроме того, ежеквартально в различных регионах России проводятся технические конференции-семинары с участием экспертов в данной области. Очередной семинар состоится в июне 2011 г. в Краснодарском крае.

Поставляются все виды и типы ошиновок производства ЗАО ПФ «КТП-Урал» (ГК «ЭнТерра») как в составе комплектных трансформаторных подстанций собственного изготовления «ПРБМ «Исеть», так и в качестве самостоятельного продукта.

Группой компаний «ЭнТерра» построено более 300 подстанций, из которых около 280 выполнены с применением жесткой ошиновки, которая сокращает сроки проектирования и строительства подстанции, уменьшает ее площадь, снижает стоимость возведения энергообъекта.

ЗАО ГК «ЭнТерра»
www.energoterra.info

620137, г. Екатеринбург, ул. Студенческая, 1, корп. 3, оф.10
Тел./ факс: (343) 345-09-70, 278-16-41, gk@energoterra.info
Московское представительство:
115114, г. Москва, 1-й Дербеневский пер., 5–501
Тел./ факс: (495) 287-98-51