Комплектные распределительные устройства (КРУ) напряжением 6, 10 и 35 кВ являются важнейшими элементами систем электроснабжения и во многом определяют надежность электроснабжения потребителей. Сегодня на энергетическом рынке России представлено достаточное количество разнообразных распределительных устройств, в ряде случаев значительно отличающихся друг от друга. Общее количество заводов, производящих распределительные устройства, превышает шесть десятков. Их продукция во многом схожа. Но в то же время все представленные на российском рынке шкафы КРУ отличаются друг от друга. Условно КРУ общепромышленного назначения можно разделить на следующие группы:

«тяжелые» КРУ на номинальные токи свыше 1600 А и номинальные токи отключения до 50 кА, используемые на электростанциях, предприятиях по переработке нефти и газа, предприятиях тяжелой промышленности и железных дорогах;

«стандартные» КРУ и КСО на номинальные токи 1000–1600 А и номинальные токи отключения до 31,5 кА, используемые на предприятиях нефте- и газодобычи, легкой промышленности, транспорта, машиностроения и в центрах питания распределительных сетей;

«облегченные» КРУ на номинальные токи до 1000 А и номинальные токи отключения до 20 кА, используемые на РП и ТП распределительных сетей.

Для того, чтобы правильно выбрать ячейку КРУ, необходимо проанализировать ее по следующим требованиям:

функциональные требования;
требования безопасности;
требования технического обслуживания;
требования гарантийного обслуживания;
требования утилизации;
требования автоматизации;
требования эргономичности;
экономические требования.
требования надежности;

Рассмотрим более подробно каждое из этих требований.

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ КРУ

Под этим понятием подразумевается соответствие параметров и схем КРУ требованиям потребителей на различных объектах их возможного применения. В большинстве случаев они определяются проектными решениями.

Принято выделять следующие основные параметры КРУ:

класс напряжения;
наибольшее рабочее напряжение;
номинальный ток сборных шин;
номинальный ток главных цепей;
номинальный ток отключения, встроенного
в КРУ выключателя;
ток термической стойкости;
номинальный ток электродинамической
стойкости.

Величина параметров должна соответствовать значениям ГОСТ 14693. Это обеспечит безотказное функционирование шкафов КРУ в рабочих режимах эксплуатации.

ТРЕБОВАНИЯ НАДЕЖНОСТИ КРУ

Показатели надежности характеризуются вероятностью безотказной работы самогошкафа КРУ и комплектующего его оборудования. Вместе с тем сама надежность определяется другими факторами. Наиболее важные из них – способность КРУ выдерживать электрические, механические и климатические воздействия в процессе эксплуатации.Уровень требований определяется условиями эксплуатации. В каждом конкретном случае они могут значительно отличаться друг от друга. Но в целом зависят от вида электрической сети и климатических условий региона.

Рассмотрим электрические воздействия на КРУ.

Шкафы КРУ и встроенное в них оборудование должны быть устойчивы к грозовым воздействиям. Устойчивость шкафов КРУ к этому воздействию определяется уровнем испытательного грозового импульса, скоординированного с уровнем остающегося напряжения защитных аппаратов.

Шкафы КРУ и встроенное в них оборудование должны выдерживать внутренние перенапряжения сети. Нормы проектирования распределительных сетей России не предполагают ограничение внутренних перенапряжений. В связи с этим требования по уровню испытательных напряжений (кратковременное одноминутное напряжение) должны обеспечивать работоспособность оборудования при любом виде электрических воздействий со стороны сети. В этих требованиях также учтено возможное снижение электрической прочности изоляции за счет процессов электрического старения.

Использование в электрических сетях шкафов КРУ с меньшим уровнем испытательных напряжений для достижения необходимого уровня надежности требует контроля уровня частичных разрядов изоляции КРУ и специальных дополнительных мероприятий по ограничению внутренних перенапряжений. В противном случае нельзя гарантировать высокую безотказность работы в течение срока службы оборудования.

Соответствие КРУ и его компонентов климатическим условиям не менее важны с точки зрения надежности работы оборудования. Актуальность этого вопроса обусловлена тем, что в последнее время в связи с появлением нового оборудования требования по климатическим условиям эксплуатации во многих случаях не выполняются. А это может привести к серьезным последствиям, особенно в период зимних холодов.

Соответствие КРУ и его компонентов климатическим условиям, определяемых эксплуатационными помещениями, гарантирует надежную работу оборудования.Требования по уровню механических воздействий менее критичны, чем климатические воздействия и электрические. Но на них необходимо обращать внимание при установке КРУ на общих фундаментах с мощными вращающимися машинами, вблизи путей железнодорожного транспорта или горнодобывающих предприятий. Наиболее чувствительным компонентом КРУ к механическим воздействиям является привод силовых коммутационных аппаратов. Поэтому очень важно подбирать выключатель КРУ, соответствующий механическим эксплутационным воздействиям.

На надежность функционирования КРУ влияет механический и коммутационный ресурс коммутационных аппаратов и подвижных частей КРУ. Чем выше ресурсные показатели компонентов и подвижных частей КРУ, тем выше и общая надежность.

Очень актуальным является устойчивость систем РЗиА, систем АСУ ТП и АСКУЭ к электромагнитным воздействиям. Данные требования регламентируются соответствующими ГОСТами. Применение устройств РЗиА, удовлетворяющих наиболее жестким требованиям по ЭМС, обеспечит надежную работу КРУ в целом.

Существует ряд конструктивных особенностей, снижающих или повышающих надежность.Сегрегация отсеков КРУ снижает масштабы повреждения при возникновении аварийных ситуаций. Наличие защитной перегородки между линейным и кабельным отсеками КРУ снижает вероятность проникновения дуги из одного отсека в другой.

Подводя итог, можно сказать, что надежность КРУ определяется надежностью работы всех без исключения элементов в условия электрических, электромагнитных, климатических и механических воздействий.

ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ КРУ

Это качество характеризуется в первую очередь соответствием КРУ техническим регламентам по безопасности (заземление, нормирование переходных сопротивлений и другие)Дополнительными факторами, повышающими уровень безопасности эксплуатации КРУ, являются:

развитая система блокировок, исключающая неправильное манипулирование коммутационными аппаратами и дверьми КРУ;
наличие мнемосхемы на фасадной панели КРУ;
исключение ручного управления коммутационными аппаратами и выдвижным элементом (дистанционное управление работой КРУ с помощью электроприводов);
использование металлических, заземленных защитных шторок и перегородок;
исключение барьерной изоляции, особенно в шторочном механизме;
применение систем индикации напряжения на шинах и кабельных вводах;
локализационная способность отсеков КРУ;
наличие дуговой защиты;
вывод разгрузочных клапанов сброса давления;
использование пожаробезопасного оборудования КРУ;
использование экологически безопасных элементов КРУ.

ТРЕБОВАНИЯ ОПЕРАТИВНОГО И ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ КРУ

К этой группе требований относятся свойства КРУ, обеспечивающие ремонтопригодность и обслуживаемость шкафов в течение всего срока службы. К ним можно отнести:

доступность и удобство работы с устройствами РЗиА;
доступность ко всем компонентам и аппаратам КРУ при одностороннем обслуживании;
использование выкатных элементов для ТН и ТСН;
простота демонтажа защитных перегородок отсеков КРУ;
дружественный интерфейс органов управления КРУ;
объем и период технического контроля компонентов КРУ (указывается в РЭ на КРУ);
объем и период технического обслуживания компонентов КРУ (указывается в РЭ на КРУ);
объем и период текущего и периодического ремонта КРУ (указывается в РЭ на КРУ);
наличие встроенных устройств местной или дистанционной диагностики изоляции КРУ;
наличие устройств местной или дистанционной диагностики приводов силовых выключателей;
наличие диагностики контактных соединений;
наличие диагностики работы РЗиА.

По величине объема и периода технического контроля, обслуживания и ремонта можно и необходимо оценить трудозатраты на поддержание шкафов КРУ и его компонентов в технически исправном состоянии.

ТРЕБОВАНИЯ ГАРАНТИЙНОГО И СЕРВИСНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ КРУ

Эти требования косвенно характеризуют надежность работы шкафов КРУ и гарантийные или сервисные обязательства производителя или поставщика по поддержанию шкафов КРУ в работоспособном состоянии. Наиболее важными являются:

гарантийный срок эксплуатации КРУ;
гарантийный срок эксплуатации основных компонентов (силовой выключатель, РЗиА, ТТ, ТН, ТСН);
срок закрытия рекламации шкафов КРУ и его компонентов;
наличие или отсутствие региональных сервисных центров;
ответственность производителя КРУ за применяемые компоненты;
способ доставки рекламационных узлов (доставка производителя или самовывоз заказчика);
условия по монтажу рекламационных компонентов;
условия послегарантийного обслуживания;
условия наступления ответственности производителя или поставщика по гарантийным обязательствам;
возможность приобретения узлов и комплектующих конкретного КРУ на протяжении
всего срока эксплуатации;
возможность технической и сервисной поддержки КРУ, снятых с производства.

Пакет гарантийных услуг производителя или поставщика очень важен для оценки трудозатрат заказчика при наступлении гарантийного случая.

ТРЕБОВАНИЯ УТИЛИЗАЦИИ КРУ

К этим требованиям относятся объем работ по утилизации шкафа КРУ и его компонентов:

наличие и объем содержания драгоценных металлов в шкафу и его компонентах;
наличие канцерогенных и химически активных сред в компонентах КРУ;
наличие или отсутствие специальных мероприятий по утилизации шкафов КРУ.

ТРЕБОВАНИЯ АВТОМАТИЗАЦИИ КРУ

К данным требованиям относится набор свойств распределительного устройства, позволяющих строить автоматические или автоматизированные системы управления технологическими процессами электроснабжения:

набор устройств систем АСКУЭ, устанавливаемых в данное КРУ;
набор устройств телеуправления, устанавливаемых в данное КРУ;
набор устройств телеизмерений и телеиндикаций, устанавливаемых в КРУ;
наличие или отсутствие систем регистрации аварийных режимов;
наличие системы дистанционной диагностики основных узлов КРУ.

ТРЕБОВАНИЯ ЭРГОНОМИЧНОСТИ КРУ

К ним относится совокупность свойств, определяющих удобство оперативного обслуживания шкафов КРУ:

тип выдвижного элемента (кассетный или выкатной);
доступность органов управления КРУ и простота их управления;
условия доступа к измерительным трансформаторам (ТТ, ТН, ТТНП) для проведения поверочных работ.
условия доступа к концевым муфтам кабельных линий;
объем монтажных и пусконаладочных работ;
количество видов встраиваемых коммутационных аппаратов;
количество видов встраиваемых систем РЗиА.

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Экономические требования во многом являются определяющими при решении потребителя в приобретении данного распределительного устройства. К ним относятся:

стоимость КРУ;
условия оплаты;
срок изготовления;
условия доставки;
стоимость монтажа;
стоимость пусконаладочных работ;
стоимость текущего контроля обслуживания и ремонта на протяжении всего срока службы (дисконтированная стоимость эксплуатации КРУ);
стоимость демонтажа и утилизации ячеек КРУ.

Совокупность экономических показателей определяет общие затраты потребителя на конкретное распределительное устройство.
Рассмотренные требования позволяют потребителю сформировать собственные подходы к выбору нужного типа КРУ на основе выбора приоритетов по каждой группе потребительских свойств.

Сделанный анализ не претендует на всеобщность и может быть значительно расширен по каждой группе требований в зависимости от конкретных условий эксплуатации. Хотелось бы порекомендовать потенциальным потребителям внимательно относиться к формированию требований к КРУ с учетом долгосрочного срока их эксплуатации.

ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ

В заключение хотелось бы остановиться на основных тенденциях в области КРУ-строения.

1. Расширение номенклатуры существующих серий КРУ в направлении развития:

сетки схем первичных и вторичных соединений;
создания КРУ на классы напряжения 20 и 35 кВ;
создания КРУ на высокие токовые номинальные показатели (3150 А и 4000 А номинального тока и 50 кА тока отключения).

Разработка необслуживаемых КРУ для снижения издержек в течение всего срока эксплуатации.3. Повышение уровня надежности КРУ за счет конструктивных решений и применения более надежного комплектующего оборудования.
Повышение уровня надежности КРУ за счет конструктивных решений и применения более надежного комплектующего оборудования.
Повышение безопасности КРУ за счет исключения человеческого фактора при оперативном управлении и техническом обслуживании (исключение ручного управления КРУ, дистанционная диагностика основных элементов, дистанционный технический контроль, увеличение межремонтных периодов и многое другое).
Наблюдается незначительная тенденция в снижении габаритных размеров. Но в этом направлении существуют серьезные ограничения. Снижение габаритов в общем случае снижает показатели надежности, показатели обслуживания и ремонта, показатели безопасности.
Отказ от газовой изоляции и преимущественное использование воздушной (не стареющей и самовосстанавливающейся) изоляции КРУ.
Повышение уровня дизайна и эргономичности шкафов КРУ.

В целом можно предположить, что революционных технических решений в области КРУ строения не предвидится. Более того, будет наблюдаться сближение технических решений у различных производителей и, как следствие, повышение ценовой конкуренции на рынке КРУ-строения.

Материал подготовил специальный обозреватель журнала «Энергоэксперт» СЕМЕНОВ А. С.

Поделиться ссылкой:

Вам может быть интересно: