Жесткая ошиновка — это система токоведущих шин, которая используется для электрического соединения оборудования подстанции. В отличие от гибкой ошиновки, где применяются провода или тросы, жесткая система выполняется из металлических шин и труб, закрепленных на изоляторах и шинных опорах.
Такие решения широко применяются в распределительных устройствах различного класса напряжения, в том числе на открытых распределительных устройствах 35, 110, 220 кВ и выше.
Основное назначение жесткой ошиновки
Главная задача ошиновки — передача электрической энергии между элементами подстанции.
С ее помощью соединяются:
– силовые трансформаторы;
– высоковольтные выключатели;
– разъединители;
– трансформаторы тока;
– трансформаторы напряжения;
– секции шин;
– вводы и отходящие линии.
При этом ошиновка должна не только проводить рабочий ток, но и сохранять механическую устойчивость при аварийных режимах.
При коротком замыкании через шины могут проходить токи, многократно превышающие номинальные значения. В результате возникают значительные электродинамические усилия. Поэтому конструкция жесткой ошиновки рассчитывается с учетом токов короткого замыкания и механической прочности.
Из чего состоит система жесткой ошиновки
В состав жесткой ошиновки обычно входят:
– токоведущие шины;
– шинные опоры;
– изоляторы;
– соединительные элементы;
– контактные узлы;
– крепежные конструкции;
– компенсаторы и гибкие вставки в необходимых местах.
В зависимости от проекта могут применяться шины различного сечения и формы. Для высоковольтных объектов часто используются трубчатые алюминиевые шины, которые обладают высокой проводимостью, сравнительно небольшим весом и хорошей механической жесткостью.
Преимущества жесткой ошиновки
Одним из основных преимуществ является стабильная геометрия токоведущей системы.
Жесткая конструкция позволяет точно выдерживать необходимые межфазные расстояния и расстояния до заземленных частей.
Также к преимуществам относятся:
– высокая механическая прочность;
– аккуратная компоновка распределительного устройства;
– устойчивость к ветровым воздействиям;
– возможность работы при значительных токах;
– удобство визуального контроля;
– длительный срок эксплуатации.
За счет компактной компоновки жесткая ошиновка может использоваться при реконструкции подстанций, когда важно эффективно использовать существующую территорию.
Особенности проектирования
При проектировании необходимо учитывать электрические и механические параметры системы.
Основными исходными данными являются:
– номинальное напряжение;
– номинальный ток;
– расчетный ток короткого замыкания;
– длина пролетов между опорами;
– сечение и материал шин;
– расположение оборудования;
– климатические условия;
– ветровая и гололедная нагрузка;
– температурное расширение материала.
Отдельное внимание уделяется расположению шинных опор. Если расстояние между ними выбрано неправильно, при аварийных токах могут возникнуть чрезмерные механические нагрузки.
Поэтому шаг установки опор и характеристики шин определяются расчетом.
Температурные деформации
Во время эксплуатации температура шин изменяется. Металл расширяется при нагревании и сжимается при охлаждении.
Если это не учитывать, в системе могут возникать механические напряжения, которые передаются на изоляторы и оборудование.
Для компенсации температурных изменений применяются специальные соединения, компенсаторы и гибкие вставки.
Жесткая и гибкая ошиновка
Оба варианта применяются в энергетике, но имеют разные особенности.
Гибкая ошиновка чаще используется там, где требуются большие пролеты и определенная свобода перемещения проводников.
Жесткая ошиновка позволяет получить более компактную и геометрически стабильную конструкцию.
Выбор конкретного решения зависит от класса напряжения, схемы распределительного устройства, токовых нагрузок, размеров площадки и требований проекта.
Где применяется жесткая ошиновка
Жесткая ошиновка используется на:
– открытых распределительных устройствах;
– подстанциях 35–500 кВ;
– промышленных подстанциях;
– электростанциях;
– узловых подстанциях;
– объектах генерации;
– крупных энергетических предприятиях.
Она может применяться как при строительстве новых объектов, так и при реконструкции существующих распределительных устройств.
Почему важен правильный расчет
Ошиновка является одной из ключевых токоведущих частей подстанции. Ошибка в выборе сечения, расстояния между опорами или типа соединения может привести к повышенному нагреву, механическим деформациям и повреждению оборудования.
Поэтому проектирование выполняется с учетом рабочих и аварийных режимов сети.
Грамотно рассчитанная жесткая ошиновка обеспечивает надежную передачу электрической энергии, устойчивость к коротким замыканиям и безопасную эксплуатацию подстанции в течение всего срока службы.
