Открытые распределительные устройства (ОРУ)

1. ТЕМА 5. Конструкции и компоновки распределительных устройств электрических станций и подстанций Лекция 6 Открытые

распределительные
устройства (ОРУ)
6В07106 ‒ Электроэнергетика
Разработчик и лектор: к.т.н., профессор
кафедры Электроэнергетики Леньков
Юрий Аркадьевич

2.

ТЕМА 5. Конструкции и компоновки распределительных
устройств электрических станций и подстанций
5.3 Открытые распределительные устройства (ОРУ)
5.3.1 Требования к конструкциям ОРУ
ОРУ – это распределительное устройство, расположенное на
открытом воздухе. Распределительные устройства напряжением
35 кВ и выше сооружаются, как правило, открытыми.
Открытые
распределительные
устройства
должны
обеспечить:
- надежность работы;
- безопасность и удобство обслуживания при минимальных
затратах на сооружение;
- возможность расширения;
- максимальное применение крупноблочных узлов заводского
изготовления.
Все аппараты ОРУ располагаются на невысоких
металлических или железобетонных основаниях.

3.

По территории ОРУ предусматриваются проезды для техники
необходимой для монтажа и ремонта оборудования.
Под силовыми трансформаторами, масляными реакторами и
баковыми выключателями 110 кВ и выше предусматривается
маслоприемник, укладывается слой гравия толщиной не менее
25 см, и масло стекает в аварийных случаях в маслосборники.
Кабели оперативных цепей, цепей управления, релейной
защиты, автоматики и воздухопроводы прокладываются в
железобетонных лотках без заглубления их в почву или в
металлических лотках, подвешенных к конструкциям ОРУ.
5.3.2
Распределительные
устройства
с
гибкими
проводниками
Для ОРУ 110 и 220 кВ широко применяется схема с двумя
рабочими и обходной системами шин. Типовая компоновка ОРУ
приведена на рисунке 6.
Размеры основных элементов
компоновки в зависимости от напряжения указаны в таблице 1.

4.

Таблица 1 – Размеры типового ОРУ по схеме с двумя
рабочими и обходной системами шин
Напряжение,
кВ
110
а
б
8,00
9,00
150
11,50
9,50
220
Размеры, м
д
е
ж
з
к
л
12,50 10,50
9,00
2,50
2,00
7,50
3,00
1,50
15,00 16,00
11,10
3,00
2,55
8,00
4,35
2,13
11,75 12,00 18,25 20,50
15,40
4,00
3,70
11,00
4,00
3,25
в
г
Из рисунка 6 видно, что каждый полюс шинных
разъединителей 9 второй системы шин расположен под
проводами соответствующей фазы сборных шин. Такое
расположение разъединителей называется килевое и позволяет
выполнить соединение шинных разъединителей рабочих систем
шин непосредственно под сборными шинами и на этом же
уровне присоединить выключатель 7. Сборные шины и
ошиновка ОРУ выполняются гибкими сталеалюминиевыми
проводами.

5.

1- обходная СШ; 2- Разъединитель ОСШ; 3- конденсатор связи;
4- заградитель; 5- линейный разъединитель; 6- трансформатор тока;
7- выключатель; 8- вторая СШ; 9-шинные разъединители килевого
расположения; 10- шинные разъединители; 11- первая СШ
Рисунок 6 – Типовая компоновка ОРУ 110 – 220кВ для схемы
две рабочие системы шин с обходной

6.

На рисунке 7 представлена конструкция ОРУ 110 кВ с
применением крупноблочных узлов заводского изготовления.
Сборные шины выполнены трубами, закрепленными на
изоляторах
ОНС-110-1000,
которые
установлены
на
железобетонных опорах. Шинные разъединители расположены
на типовой опорной конструкции ниже сборных шин, причем
все три полюса – под средней фазой.
Кабели и воздухопроводы проложены в лотках из
железобетонных плит, которые служат одновременно
пешеходными дорожками. В местах пересечения с дорогой
лотки прокладываются под проезжей частью дороги.
Площадь РУ такого типа меньше площади типового,
сокращается
расход
сборного
железобетона
и
металлоконструкций, снижается стоимость строительномонтажных работ.

7.

Рисунок 7 – ОРУ 110 кВ из крупноблочных узлов заводского изготовления с
маломасляными выключателями по схеме две рабочие системы шин с обходной

8.

а- разрез по ячейке трансформатора: 1- обходная СШ;
2- разъединитель обходной СШ; 3- разъединитель в цепи
трансформатора; 4- трансформатор тока; 5 –выключатель
ВМТ-110; 6- кабельный лоток; 7- рабочие СШ; 8- шинный
разъединитель; 9- разрядник (ограничитель перенапряжений);
б- разрез по ячейке ШСВ: 1- разрядник; 2- трансформатор
напряжения;
в- разрез по ячейке линии: 1- опорный изолятор;
2- высокочастотный заградитель и конденсатор связи
Окончание рисунка 7

9.

Распределительные устройства напряжением свыше 220 кВ
выполняются по схемам кольцевого типа, полуторная схема или
схема 4/3.
На рисунке 8 приведена типовая компоновка ОРУ 500 кВ
выполненного
по
полуторной
схеме
с
трехрядным
расположением выключателей без чередования присоединений
линий и трансформаторов и разрез.
На рисунке 9 приведена типовая компоновка ОРУ 500 кВ
выполненного
по
полуторной
схеме
с
трехрядным
расположением выключателей с чередованием присоединений
линий и трансформаторов и разрезы.
На рисунках 10 и 11 приведены типовые компоновки ОРУ
500 кВ выполненного по полуторной схеме, соответственно с
двухрядным и однорядным расположением выключателей и
разрезы.
В схеме с трехрядным расположением выключателей без
чередования присоединений линий и трансформаторов,
рисунок 8, выключатели трансформаторов располагаются в один

10.

Рисунок 8 − Типовая компоновка ОРУ 500 кВ выполненного по
полуторной схеме с трехрядным расположением выключателей
без чередования присоединений линий и трансформаторов и
разрез

11.

ряд с одной стороны ОРУ (на рисунке справа), а все
выключатели линий — в ряд с другой стороны ОРУ (на рисунке
слева).
Ширина ОРУ определяется шагом ячеек и их числом. На ОРУ
предусмотрено три дороги вдоль трех рядов выключателей.
Ширина дорог, проездов между аппаратами, высота опор и вся
коммутация выбираются с обязательным учетом транспортных
средств и габаритов монтажно-ремонтных механизмов.
В схеме с трехрядным расположением выключателей с
чередованием присоединений линий и трансформаторов,
рисунок 9, потребовалось две ячейки по ширине для каждой
пары присоединений, так что общая ширина ОРУ получилась в
два раза больше.
При двухрядной установке выключателей, рисунок 10, на
продольном разрезе имеется четыре портала, из них два средних
— это порталы сборных шин, а два крайних служат для
подвески перемычек между выключателями. Чередование
присоединений трансформаторов и линий здесь осуществляется

12.

Рисунок 9 − Типовая компоновка ОРУ 500 кВ выполненного
по полуторной схеме с трехрядным расположением
выключателей с чередованием присоединений линий и
трансформаторов и разрезы

13.

просто, однако при двухрядной компоновке снижается
наглядность монтажа, увеличиваются число ячеек по ширине и
общая площадь ОРУ.
При двухрядной установке выключателей, рисунок 10, на
продольном разрезе имеется четыре портала, из них два средних
— это порталы сборных шин, а два крайних служат для
подвески перемычек между выключателями. Чередование
присоединений трансформаторов и линий здесь осуществляется
просто, однако при двухрядной компоновке снижается
наглядность монтажа, увеличиваются число ячеек по ширине и
общая площадь ОРУ.
В компоновке ОРУ при однорядной установке выключателей,
рисунках 11 и 12, продольная коммутация трансформатор —
линия имеет четыре участка поперечных связей с порталами.

14.

Рисунок 10 − Типовая компоновка ОРУ 500 кВ выполненного
по полуторной схеме с двухрядной установкой выключателей и
разрезы

15.

Рисунок 11 − Разрезы ОРУ при однорядной установке
выключателей

16.

Рисунок 12 − План ОРУ при однорядной установке
выключателей

17.

Из них два крайних служат для сборных шин, а два средних
являются перемычками между выключателями. Однорядная
компоновка также характеризуется меньшей наглядностью,
увеличенной
площадью
ОРУ,
увеличенным
объемом
металлоконструкции и числом гирлянд изоляторов.
В таблице 1 приведено сопоставление размеров площадок
ОРУ, затрат металлоконструкций и гирлянд изоляторов для
приведенных
компоновок
конструкций
ОРУ-500
кВ
выполненных по полуторной схеме.

18.

Таблица 1 − Сопоставление размеров площадок ОРУ, затрат
металлоконструкций и гирлянд изоляторов для компоновок
конструкций ОРУ-500 кВ выполненных по полуторной схеме
Установка выключателей
трехрядная
Показатель
Рисунок 8 Рисунок 9
двухрядная
однорядная
Рисунок 10
Рисунок 12
Длина ОРУ, м
249,4
232,7
247,4
206,3
Ширина ОРУ, м
112
224
252
336
62345/223
69300 248
Площадь ОРУ, м2/%
27900/100 52192/187
Затраты металлоконструкций, шт
колонны высотой 23 м
15
34
36
31
колонны высотой 15 м
12
20
36
60
траверсы длиной
28 м
12
24
26
18
Суммарная длина
колонн и траверс, м/%
993/1
00
1984/200
2536/255
2777/280

19.

5.3.3 Распределительные устройства с жесткими
проводниками
Первые проекты ОРУ 220 кВ с жесткой ошиновкой по
упрощенным схемам электрических соединений были
разработаны институтом «Энергосеть-проект» в 1973 г. для
комплектных трансформаторных подстанций. Проект был
выполнен для следующих схем: блок (линия — трансформатор)
с отделителями; укрупненный блок с отделителями; два блока с
отделителями и автоматической перемычкой; мостик с
выключателем в перемычке, отделителями в цепях
трансформаторов и ремонтной перемычкой на стороне линий
(см. лекция 3, Тема 1). На
рисунке 13 приведен план
комплектной трансформаторной подстанции 220/6(10) кВ с ОРУ
220 кВ по схеме мостика. На рисунке 14 приведены разрезы
ячеек ОРУ 220 кВ данной подстанции.

20.

Рисунок1 - высокочастотный
заградитель;
2 - изолятор;
3 - разъединитель;
4 - трансформатор
тока; 5- баковый
выключатель;
6 - трансформатор
напряжения;
7 -элегазовый
отделитель;
8- короткозамыкатель;
9 - разрядник;
10 – силовой
трансформатор;
11 – конденсатор связи
Рисунок 13 − Общий вид комплектной трансформаторной
подстанции 220/6(10) кВ с ОРУ 220 кВ по схеме мостика

21.

1 — высокочастотный заградитель; 2 — изолятор; 3 — разъединитель;
4 — трансформатор тока; 5 — баковый выключатель; 6— трансформатор
напряжения; 7— элегазовый отделитель; 9— разрядник; 10 —силовой
трансформатор; 11 — конденсатор связи
Рисунок 14 – Разрезы ОРУ 220 кВ по схеме мостика с выключателем в
перемычке и отделителями в цепях трансформаторов

22.

Жесткая ошиновка расположена в два яруса. Шины нижнего
яруса с одной стороны закреплены на опорных изоляторах, с
другой — опираются на колонки разъединителей. Верхний ярус
ошиновки
поддерживается
Л-образными
надставками,
опирающимися на шины нижнего яруса. Расстояние между
фазами 3,5 м. В проекте предусмотрена установка
короткозамыкателей как открытого, так и закрытого типа с
элегазовыми наполнителями.
На рисунке 15 приведен план и разрез по ячейке линии
ОРУ-110 кВ с жесткой ошиновкой.
В ОРУ с жесткой ошиновкой отсутствуют ячейковые
порталы. Поэтому высота сборных шин здесь примерно на 1,5 м
ниже, чем в РУ с гибкими шинами. За счет уменьшения
расстояния между жесткими шинами длина ячейки сокращается
примерно на 10 м, а площадь РУ почти на 20%. Жесткие шины
выполняются из труб алюминиевых сплавов ДВТ1 и 1915Т с
наружным диаметром 80 и 100 мм в зависимости от

23.

климатических условий и уровней токов КЗ. Наибольшие
прогибы этих шин в нормальном режиме (при отсутствии ветра
и гололеда) не превышают 1/80 длины пролета.

24.

1 – опорный изолятор; 2 – конденсатор связи и высокочастотный
заградитель; 3 – трехполюсный разъединитель килевой установки;
4 – трехполюсный разъединитель; 5 – трансформатор тока или шинная
опора; 6 − выключатель
Рисунок 14 – План и разрез по ячейке линии ОРУ-110 кВ с
жесткой ошиновкой