В категорию высоковольтного оборудования входят любые устройства, рассчитанные на напряжения свыше 1000 В (1 кВ).
Классификация высоковольтных аппаратов
Коммутационные аппараты
В эту группу входят высоковольтные выключатели, предохранители, выключатели нагрузки, разъединители, отделители и короткозамыкатели.
Высоковольтный выключатель служит для включения и отключения токов любых режимов: номинальных, токов короткого замыкания (КЗ), токов холостого хода силовых трансформаторов, холостых токов линий и кабелей. Характерной особенностью этого аппарата является наличие дугогасительного устройства, которое обеспечивает гашение дуги, возникающей в цепи высокого напряжения при ее размыкании.
Разъединитель служит для включения и отключения цепей высокого напряжения при отсутствии тока. Эти аппараты необходимы для изменения электрических схем энергоустановки и создания безопасных условий при ремонте и ревизии высоковольтных аппаратов и силового оборудования (трансформаторов, генераторов и др.). Отличительной особенностью разъединителя является видимый разрыв между контактами в положении «отключено». Разъединитель не имеет дугогасительного устройства. После снятия напряжения с оборудования необходимо заземлить токоведущие части. Для этого разъединители часто снабжаются заземляющими устройствами.
Высоковольтный предохранитель - аппарат, производящий отключение защищаемой цепи при КЗ и недопустимой перегрузке путем плавления металлического проводника малого сечения и последующего гашения дуги высокого напряжения в дугогасительном устройстве.
Выключатель нагрузки. Этот аппарат служит только для включения и отключения номинальных токов установки. Отключение токов КЗ и перегрузок производит высоковольтный предохранитель, включенный с выключателем нагрузки последовательно. В отличие от разъединителя выключатель нагрузки имеет дугогасительное устройство, рассчитанное на коммутацию номинальных токов и токов холостого хода трансформаторов и линий электропередачи.
Отделители и короткозамыкатели. В связи с возрастанием мощности приемников напряжение 35-220 кВ подается непосредственно на территории заводов, фабрик, городов. Выключатели на это напряжение имеют значительные габаритные размеры и высокую стоимость. В связи с этим разработаны упрощенные схемы энергоснабжения, в которых выключатели на повышенное напряжение заменяются простыми и дешевыми аппаратами - отделителями и короткозамыкателями, не требующими большого помещения.
Ограничивающие аппараты
Токоограничивающий реактор - катушка индуктивности, которая служит для ограничения тока КЗ и поддержания необходимого напряжения на сборных шинах распределительного устройства. Реакторы позволяют применить выключатели и другие высоковольтные аппараты облегченного типа, а также повысить надежность работы электроустановки. Наряду с токоограничивающими реакторами в установках высокого напряжения нашли применение реакторы иного назначения: шунтирующие, нагрузочные, дугогасящие и др.
Разрядники ограничивают напряжение в электроустановке при коммутационных и атмосферных перенапряжениях. Они позволяют снизить требования к прочности электрической изоляции аппаратов и оборудования, уменьшить габаритные размеры электроустановки и значительно удешевить ее.
Измерительные аппараты
В эту группу входят высоковольтные трансформаторы тока (ТТ) и напряжения (ТН). Они изолируют силовые цепи высокого напряжения от токовых цепей и цепей напряжения измерительных приборов и релейной защиты. Кроме того, они позволяют различные номинальные токи и номинальные напряжения силовых цепей высокого напряжения привести к стандартным значениям тока (1 А и 5 А) и напряжения (100 В).
КРУ (комплектные распределительные устройства) представляют собой совокупность высоковольтных аппаратов (выключатель, разъединители, ТТ, ТН, реактор и др.), которая позволяет осуществлять управление потоком энергии и защиту от аварийных режимов. КРУ изготовляются на аппаратном заводе и поставляется на подстанцию в готовом виде. Определенный набор ячеек КРУ позволяет на месте монтажа создать распределительное устройство высокого напряжения по одной из типовых схем. КРУ позволяет резко сократить время монтажа распределительного устройства, повысить надежность работы электроустановки, уменьшить затрату активных материалов и трудоемкость.
Электрооборудование высоковольтных подстанций
- Распределительные устройства
- Трансформаторы
- Автотрансформаторы
- Вольтодобавочные трансформаторы
- Шунтирующие реакторы
- Выключатели и разъединители
Cредневольтное электрооборудование
Иногда в группах низковольтного и высоковольного оборудования выделяют отдельную категорию средневольтного электрооборудования. Это сравнительно новый и достаточно условный термин, применяемый для уточнения характеристик электрооборудования, попадающего в диапазон как низких, так и высоких напряжений.
Определение "средневольтное электрооборудование" может трактоваться по-разному в зависимости от отрасли промышленности, страны и назначения электрооборудования.
Например, для двигателей переменного тока средневольтным диапазоном считают напряжения свыше 600 В и до 15 кВ. В Европе нижним пороговым значением для средневольтных приводов является 1 кВ, но на практике под средним напряжением для электрооборудования подразумевают диапазон от 2,3 кВ до 7,2 кВ. В Северной Америке стандартным средневольтным электрооборудованием считаются устройства, рассчитанные на напряжение 2,3 кВ и 4,16 кВ, в то время как в Европе и других регионах мира предпочитают использовать величины 3,3 кВ и 6,6 кВ.
Типичное средневольтное электрооборудование – это насосы, вентиляторы, компрессоры, экструдеры и конвейерные линии, которые находят применение в горной промышленности, водном хозяйстве и нефтехимии, на металлургических предприятиях и комбинатах стройиндустрии, на бумагоделательных заводах, в машино- и судостроении.