Глава IV-3. Преобразовательные подстанции

Глава IV-3 *
Преобразовательные подстанции

------------------------------

* Утверждена Союзглавэнерго по согласованию с Госстроем СССР 19 января 1961 г.; внесено изменение Техническим управлением по эксплуатации энергосистем Государственного производственного комитета по энергетике и электрификации СССР 30 июня 1963 г.

------------------------------

Область применения, определения

IV-3-1. Настоящая глава Правил распространяется на преобразовательные подстанции с металлическими ртутными, механическими и полупроводниковыми силовыми выпрямителями, служащие для питания промышленных потребителей.

Правила не распространяются на специальные преобразовательные установки, например установки для газоочистки и т. п.

IV-3-2. Преобразовательные подстанции должны удовлетворять требованиям других глав в той мере, в какой они не изменены настоящими Правилами.

IV-3-3. Выпрямительным агрегатом называется установка, состоящая из одного или нескольких выпрямителей, главного (анодного) трансформатора, а также вспомогательных трансформаторов и аппаратов, необходимых для пуска и работы этой установки.

Общие требования

IV-3-4. В случаях, когда суммарная мощность одновременно работающих выпрямителей превышает 50% мощности генераторов, питающих сеть, должны быть приняты меры для уменьшения искажения кривых первичного тока и напряжения, вызываемого работой выпрямителей.

При отсутствии сеточного регулирования у ртутных выпрямителей или аналогичного по своему характеру регулирования у выпрямителей других типов, а также при наличии такого регулирования в пределах до 10% применение двенадцатифазной схемы питания выпрямителей, как правило, является мероприятием, достаточным для обеспечения нормальной работы генераторов. Двенадцатифазная схема питания осуществляется либо для каждого агрегата, либо для пары агрегатов, каждый из которых имеет шестифазную схему питания.

IV-3-5. На ртутно-преобразовательных подстанциях для электроемких производств должны быть предусмотрены компенсирующие устройства, обеспечивающие средневзвешенный коэффициент мощности не ниже 0,95. Выбор способа компенсации (уравнительные катушки с конденсаторами, батареи конденсаторов и др.) должен определяться на основе технико-экономических расчетов с учетом условий эксплуатации.

Защита

IV-3-6. Преобразовательный агрегат мощностью, превышающей при питающем напряжении до 0,5 кв - 250 квт, выше 0,5 до 10 кв - 300 квт, выше 10 до 25 кв - 500 квт и выше 25 кв - 1000 квт, должен быть защищен со стороны питающей сети автоматическим выключателем.

При меньшей мощности агрегата защиту допускается выполнять комбинированными плавкими предохранителями.

IV-3-7. Выпрямительный агрегат должен быть оборудован аппаратами защиты, действующими при следующих ненормальных режимах работы:

1. Коротком замыкании в пределах агрегата.

2. Коротком замыкании на стороне выпрямленного тока.

3. Потере вентильного действия выпрямителя (для ртутных выпрямителей - при обратном зажигании).

4. Витковых замыканиях в обмотках или понижении уровня масла при трансформаторах мощностью 1 000 ква и более, а для внутрицеховых преобразовательных установок - при трансформаторах мощностью 400 ква и более.

5. Токах перегрузки, если она возможна.

6. Превышении допустимой температуры выпрямителя или трансформатора.

7. Прекращении действия ртутного насоса.

8. Нарушении нормального режима питания сеток.

9. Прекращении смазки маслом подшипников механического выпрямителя, а также нарушении работы других устройств собственных нужд, препятствующих нормальной работе агрегата.

При наличии дежурства персонала на подстанции или при контроле работы ее диспетчером защита по п. п. 1, 2, 3, 4 должна действовать на отключение, а защита по п. п. 5, 6, 7, 8 и 9 - либо на отключение, либо на сигнал. На подстанциях без постоянного дежурства персонала и без передачи сигналов на центральный диспетчерский пункт все указанные виды защиты должны выполняться с действием на отключение.

IV-3-8. Для защиты агрегатов от коротких замыканий на стороне переменного и выпрямленного токов, а также от обратных зажиганий в ртутном выпрямителе должна быть предусмотрена максимальная токовая релейная защита мгновенного действия с током срабатывания, отстроенным от толчков тока намагничивания при включении ненагруженного трансформатора и от возможных толчков тока нагрузки.

Кроме того, в зависимости от мощности, типа и режима работы агрегатов дополнительно должны быть применены:

1. Для ртутно-выпрямительных агрегатов на выпрямленное напряжение до 1000 в при режиме параллельной работы или питании электроустановок потребителей с значительной противоэлектродвижущей силой - быстродействующий выключатель обратного действия (с временем действия не более 0,03 сек.) на стороне постоянного тока для селективного отключения выпрямителя при обратном зажигании.

2. Для ртутно-выпрямительных агрегатов с выпрямленным напряжением 1650 в и выше и режимом параллельной работы - быстродействующий выключатель на стороне постоянного тока и быстродействующая сеточная защита.

3. Для ртутно-выпрямительных агрегатов с выпрямителями на ток 5000 а и более и выпрямленное напряжение от 600 до 1000 в при режиме параллельной работы с суммарным выпрямительным током 20000 а и более - быстродействующие выключатели обратного действия на стороне постоянного тока и в анодных цепях выпрямителей.

4. Для мощных механических выпрямителей на ток более 5000 а - быстродействующий короткозамыкатель (с временем действия не более 0,002 сек.) на стороне переменного тока и быстродействующий выключатель на стороне постоянного тока.

5. Для мощных полупроводниковых выпрямителей, состоящих из большого числа последовательно и параллельно соединенных вентилей, - быстродействующие предохранители в каждой параллельной ветви для защиты при обратных зажиганиях и быстродействующий короткозамыкатель для защиты выпрямителей при коротком замыкании на стороне постоянного тока.

IV-3-9. Для защиты анодных цепей от перенапряжений при выпрямленном напряжении выше 600 в между вторичными выводами главного трансформатора и нулем должны быть установлены разрядники.

Вспомогательные устройства

IV-3-10. Резервирование питания собственных нужд должно соответствовать степени резервирования питания преобразовательных агрегатов.

При наличии сеточного или аналогичного ему управления источник питания собственных нужд должен быть синхронным с напряжением главных анодов.

IV-3-11. При необходимости вскрытия ртутных выпрямителей непосредственно на подстанции на ней должно быть предусмотрено специальное помещение для переборки.

Размещение оборудования, защитные мероприятия

IV-3-12. Главный трансформатор, регулировочный автотрансформатор, уравнительные реакторы и анодные делители, относящиеся к одному ртутновыпрямительному агрегату, могут устанавливаться в общей камере.

На комплектные преобразовательные подстанции (КПП) распространяются также IV-2-128 A, IV-2-131, IV-2-132, V-1-14.

IV-3-13. Ртутные выпрямители, в которых вакуум поддерживается с помощью насосов, должны устанавливаться в отдельных помещениях. В не отдельных помещениях (например, совместно с другим оборудованием электромашинных или производственных помещений) допускается устанавливать только запаянные ртутные выпрямители, а также механические и полупроводниковые выпрямители.

IV-3-14. Распределительные устройства напряжением до и выше 1000 в, а также щиты управления и защиты могут размещаться в помещении, где установлены выпрямители, если этому не препятствуют специальные условия (сильные магнитные поля, шум и т. п.).

Основные сигналы аварийной и предупредительной сигнализации должны передаваться в помещение дежурного или диспетчерского пункта.

IV-3-15. Ртутные выпрямители вместе с находящимися вблизи них аппаратами и принадлежностями могут устанавливаться:

1. В шкафах - металлических или из изоляционных материалов.

2. На огражденных участках пола, изолированных от земли, - при выпрямленном напряжении до 1 000 в.

3. На огражденных участках пола, не изолированных от земли.

Механические и полупроводниковые выпрямители устанавливаются в соответствии с п. 1 настоящего параграфа.

IV-3-16. Двери шкафов (см. IV-3-15, п. 1) при выпрямленном напряжении выше 1000 в вне зависимости от места установки шкафов должны быть снабжены блокировкой, мгновенно отключающей при открывании дверей выпрямитель как со стороны переменного, так и со стороны выпрямленного тока и не позволяющей вновь включить его при открытых дверях.

Металлические части шкафов должны быть заземлены.

При установке шкафов вне электропомещений двери шкафов при напряжении электроустановки до 1 000 в и выше должны быть снабжены внутренними замками, открывающимися специальными ключами.

IV-3-17. При установке ртутных выпрямителей в соответствии с IV-3-15, п. 2 изолирующие покрытия должны выступать по меньшей мере на 1 м за пределы частей установки, прикосновение к которым представляет опасность. Строительные конструкции здания, трубопроводы, металлические оболочки и заземленные части оборудования, находящиеся на расстоянии менее 1,5 м от корпуса выпрямителя или любых соединенных с ним частей, должны быть либо покрыты слоем изолирующего материала от уровня пола на высоту не менее 1,7 м, либо защищены изолированными от земли ограждениями.

Изолирующие покрытия и ограждения должны быть достаточной механической прочности и рассчитаны на 10-кратное напряжение выпрямленного тока.

Ограждение ртутных выпрямителей, установленных на участках пола, изолированных от земли, может быть выполнено либо с помощью гладкого изоляционного шнура, либо изоляционных поручней, закрепленных на изоляционных стойках.

IV-3-18. Ртутные выпрямители, расположенные на неизолированном полу, должны быть ограждены индивидуальными несгораемыми решетчатыми или сплошными ограждениями высотой не менее 1,7 м.

Расстояние от заземленного ограждения до частей, имеющих потенциал корпуса выпрямителя, должно быть не менее 0,5 м. Двери ограждений должны иметь блокировку, аналогичную блокировке дверей шкафов по IV-3-16, или запираться на замок. В последнем случае над дверями ограждения или на стене должна быть осуществлена сигнализация об отключении выпрямителя как со стороны переменного, так и со стороны выпрямленного тока.

IV-3-19. В установках, где несколько выпрямителей составляют один рабочий агрегат и где, кроме того, не исключена работа части выпрямителей при отсутствии напряжения на остальных, все электрические соединения отдельных элементов установки должны быть выполнены таким образом, чтобы имелась