Безэлегазовые распределительные устройства для сетей 20 кВ

Page 1
background image

Page 2
background image

104

оборудование

Безэлегазовые распределительные
устройства для сетей 20 кВ

По

 

материалам

III 

Всероссийской

 

конференции

«

ТЕХНИКО

-

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ

 

АСПЕКТЫ

 

РАЗВИТИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

 

СЕТЕЙ

 20 

кВ

»

Москалев

 

М

.

В

., 

к

.

т

.

н

., 

руководитель

 

инженерного

 

отдела

 

ООО

 «

ИТОН

»

П

оследнее

 

десятилетие

 

в

 

Московском

 

регионе

 

активно

 

развивается

 

внедре

-

ние

 

уровня

 

напряжения

 20 

кВ

 

для

 

рас

-

пределительных

 

сетей

Для

 

обеспе

-

чения

 

требуемых

 

характеристик

 

и

 

достижения

 

заданных

 

показателей

 

надежности

 

необходимо

 

правильно

 

осуществлять

 

выбор

 

электротехни

-

ческого

 

оборудования

 

для

 

соответствующего

 

применения

Не

 

менее

 

важным

 

является

 

аспект

 

технологичности

 

и

 

экологичности

 

применяемых

 

решений

Так

например

Киотский

 

протокол

 

2014 

года

 

регламентирует

 

отказ

 

от

 

элегаза

ис

-

пользуемого

 

во

 

многих

 

видах

 

распределитель

-

ного

 

оборудования

 

среднего

 

и

 

высокого

 

напря

-

жения

Существуют

 

отечественные

 

и

 

импортные

 

безэлегазовые

 

устройства

 

с

 

литой

 

и

 

воздушной

 

изоляцией

существенно

 

отличающиеся

 

друг

 

от

 

друга

 

техническими

 

характеристиками

Компания

 Eaton 

более

 100 

лет

 

занимается

 

разработками

 

в

 

области

 

среднего

 

напряжения

Так

в

 1930 

году

 

впервые

 

на

 

заводе

 

в

 

Нидер

-

ландах

 

были

 

применены

 

твердые

 

смолы

 

в

 

ка

-

честве

 

электрической

 

изоляции

а

 

в

 1987 

году

 

началась

 

разработка

 

собственной

 

вакуумной

 

технологии

 

на

 

базе

 

второй

 

по

 

величине

 

лабо

-

ратории

 

в

 

Европе

Эти

 

факты

 

говорят

 

о

 

мно

-

голетнем

 

опыте

 

компании

 Eaton 

в

 

вопросах

 

создания

 

безэлегазовых

 

устройств

 

среднего

 

напряжения

Оборудование

 Eaton 

среднего

 

напряжения

 

обладает

 

двумя

 

следующими

 

отличительными

 

особенностями

Во

-

первых

это

 

применение

 

изоляции

 

из

 

эпоксидных

 

смол

 

с

 

добавлением

 

кварцевой

 

крошки

Использование

 

такого

 

материала

по

-

мимо

 

очевидных

 

достоинств

обладает

 

также

 

следующими

 

преимуществами

 

отсутствие

 

элегаза

 

обеспечивает

 

безопас

-

ность

 

для

 

персонала

 

и

 

надежность

 

функци

-

онирования

 

при

 

повреждении

 

корпуса

;

 

твердая

 

изоляция

 

обладает

 

высокой

 

элек

-

трической

 

прочнос

 

тью

;

 

может

 

являться

 

несущим

 

элементов

 

кон

-

струкции

 

КРУ

 

и

 

увеличивает

 

механическую

 

прочность

 

изделия

;

 

специально

 

спроектированная

 

гладкая

 

фор

-

ма

 

позволяет

 

уменьшить

 

напряженность

электрического

 

поля

 

и

 

увеличить

 

поверх

-

ность

 

охлаждения

 

устройства

что

 

уменьша

-

ет

 

габариты

;

 

такая

 

изоляция

 

не

 

оказывает

 

влияния

 

на

 

окружающую

 

среду

 

ни

 

в

 

рабочем

 

режиме

ни

 

при

 

утилизации

 

устройства

.

Во

-

вторых

, Eaton 

широко

 

использует

 

в

 

ка

-

честве

 

дугогасительной

 

среды

 

вакуум

 

вместо

 

элегаза

Эта

 

технология

 

позволяет

 

снизить

 

уро

-

вень

 

перенапряжений

 

и

 

увеличить

 

количество

 

циклов

 

отключения

 

рабочих

 

и

 

аварийных

 

токов

Решение

 

с

 

комбинированной

 

воздушной

 

и

 

ли

-

той

 

основной

 

изоляцией

 

с

 

вакуумными

 

выклю

-

чателями

 

нашло

 

применение

 

во

 

всей

 

линейке

 

оборудования

 Eaton 

для

 

распределения

 

энер

-

гии

 

среднего

 

напряжения

 

до

 24 

кВ

:

 

моноблок

 Xiria 

до

 630 

А

 

и

 

током

 

термической

 

стойкости

 

шинной

 

системы

 

до

 20 

кА

 

в

 

тече

-

ние

 3-

х

 

секунд

;

 

расширяемое

 

модульное

 

устройство

 Xiria-E 

до

 630 

А

 

и

 

током

 

термической

 

стойкости

 

шинной

 

системы

 

до

 20 

кА

 

в

 

течение

 3-

х

 

секунд

 (

в

 2018 

году

 

ожидается

 

выход

 Xiria-E 

на

 

ток

 1250 

А

);

 

– FMX 

на

 

ток

 

до

 2000 

А

 

с

 

током

 

термической

 

стойкости

 

сборных

 

шин

 25 

кА

 

в

 

течение

 3-

х

 

секунд

.

Конструкция

 

моноблока

 Xiria 

представляет

 

собой

 

герметичный

 

бак

 

с

 

осушенным

 

возду

-

хом

внутри

 

которого

 

размещены

вакуумный

 

выключатель

двухпозиционных

 

разъедини

-

тель

-

заземлитель

 

и

 

сборные

 

шины

 

с

 

пофазной

 

литой

 

изоляцией

Присоединение

 

и

 

тестирова

-

ние

 

кабелей

 

осуществляется

 

через

 

кабельные

 

адаптеры

 

с

 

опциональным

 

дугостойким

 

кабель

-

ным

 

отсеком

Спереди

 

располагаются

 

клеммы

 

вторичных

 

цепей

энергонезависимые

 

реле

 

защиты

Отсек

 

приводов

 

имеет

 

доступ

 

сверху

Возможна

 

установка

  «

быстрых

» 

синхронных

 

приводов

что

 

является

 

типовым

 

решением

 

для

 

ОЭК

.  

Как

 

правило

 

используется

 

для

 

ТП

 

или

 

для

 

простой

 

небольшой

 

РТП

 

в

 

случае

 

исполь

-

зования

 

пятисекционного

 

моноблока

.  

Расширяемое

 

устройство

 Xiria-E 

имеет

 

уни

-

фицированную

 

с

 

моноблоком

 

конструкцию

но

 

отличается

 

несколько

 

большей

 

шириной

 

при

-

соединения

 (500 

мм

). 

Это

 

позволяет

 

устанав

-

ливать

 

трансформаторы

 

напряжения

 

внутри

 

одного

 

присоединения

а

 

также

 

использовать

 

полноценную

 

релейную

 

защиту

Оборудова

-

ние

 

применяется

 

в

 

качестве

 

РП

 

и

 

РТП

Мо

-

дульная

 

конструкция

 Xiria 

позволяет

 

в

 

течение

30–40 

минут

 

сочленить

 

две

 

ячейки

 

и

 

тем

 

самым

 


Page 3
background image

105

оперативно

 

выполнить

 

расширение

 

РУ

При

 

этом

 

от

-

сутствует

 

вероятность

 

утечки

 

газа

 

из

 

оборудования

 

в

 

случае

 

повреждения

 

бака

Данная

 

конструкция

 

от

-

лично

 

показала

 

себя

 

в

 

проектах

 

компактной

 

РП

Старшее

 

устройство

 

в

 

линейке

 Eaton 

для

 

вторич

-

ного

 

распределения

 FMX 

имеет

 

полностью

 

пофаз

-

ную

 

литую

 

изоляцию

стационарный

 

выключатель

 

с

 

электромагнитным

 

приводом

 

с

 

возможностью

 

за

-

мены

 

без

 

снятия

 

напряжения

 

со

 

сборных

 

шин

мо

-

торизированный

 

двухпозиционный

 

разъединитель

-

заземлитель

встроенный

 

абсорбер

вакуумный

 

выключатель

 

с

 

функцией

 

тестирования

 

кабелей

 

без

 

доступа

 

в

 

кабельный

 

отсек

 

и

 

отключаемый

 

транс

-

форматор

 

напряжения

 

с

 

кабельной

 

или

 

шинной

 

сто

-

роны

Данные

 

особенности

 

позволяют

 

успешно

 

при

-

менять

 

данное

 

оборудование

 

для

 

питания

 

объектов

 

IT 

инфраструктуры

 — 

например

ЦОД

 

от

 

сетей

 20 

кВ

Другой

 

отличительной

 

особенностью

 

обладает

 

устройство

 

для

 

учета

 

электроэнергии

 Xiria-M. 

Оно

 

позволяет

 

организовать

 

тарифный

 

учет

 

на

 

стороне

 

20 

кВ

  

в

 

габаритах

 

трех

и

 

более

 

секционного

 

моноблока

 

с

 

увели

-

чением

 

высоты

 

всего

 

на

 370 

мм

При

 

этом

 

обеспечивается

 

доступ

 

до

 

вторичных

 

клемм

 

ТН

 

спере

-

ди

Такое

 

решение

 

испытано

 

и

 

хорошо

 

себя

 

зарекомендовало

 

на

 

реализованных

 

проектах

 

по

 

реконструкции

 

и

 

новому

 

строи

-

тельству

Оборудование

 

семейства

 

Xiria 

прошло

 

испытания

 

при

 

тем

-

пературе

 –50°

С

что

 

является

 

недостижимым

 

для

 

устройств

 

подобного

 

рода

 

благодаря

 

от

-

сутствию

 

в

 

конструкции

 

элегаза

который

 

имеет

 

свойство

 

конден

-

сироваться

 

при

 

низких

 

темпера

-

турах

что

 

уменьшает

 

диэлек

-

трическую

 

прочность

 

изоляции

Это

 

говорит

 

о

 

надежности

 

и

 

от

-

казоустойчивости

 

основной

 

изоляции

 

и

 

устройства

 

в

 

целом

 

не

 

только

 

при

 

экстремальных

 

температурах

но

 

и

 

в

 

нормальных

 

режимах

 

работы

.

Также

 

в

 

устройствах

 

вторичного

 

распределения

 

имеется

 

возможность

 

непосредственной

 

визуальной

 

индикации

 

заземленного

 

положения

 

заземлителя

 

и

 

состояния

 

выключателя

 

без

 

применения

 

механи

-

ческих

 

указателей

 

их

 

положения

что

 

исключает

 

одну

 

из

 

точек

 

отказа

 

системы

.

При

 

нарушении

 

целостности

 

корпуса

 

нет

 

опас

-

ности

 

утечки

 

элегаза

уменьшения

 

диэлектрической

 

стойкости

 

и

 

возникновения

 

дуги

 

внутри

 

КРУ

Более

 

того

для

 

создания

 

условий

 

для

 

перекрытия

 

изоля

-

ции

 

в

 

КРУ

 

с

 

эпоксидной

 

смолой

 

требуется

 

механи

-

ческое

 

повреждение

 

изоляции

 

токоведущих

 

частей

 

соседних

 

фаз

 

в

 

одной

 

области

 

РУ

что

 

существенно

 

уменьшает

 

вероятность

 

возникновения

 

аварии

 

и

 

по

-

ражения

 

персонала

 

даже

 

при

 

повреждении

 

герме

-

тичного

 

бака

.

При

 

механическом

 

повреждении

 

конуса

 

под

-

ключения

 

кабеля

 

неквалифицированным

 

персона

-

лом

 

в

 

случае

например

приложения

 

существенно

 

большего

 

момента

 

затяжки

 

болтовых

 

соединений

 

при

 

монтаже

 

кабеля

возможна

 

оперативная

 

замена

 

поврежденного

 

конуса

 

на

 

месте

 

без

 

замены

 

всего

 

устройства

 

и

 

работы

 

с

 

элегазом

Особенный

 

состав

 

поверхности

 

силовых

 

контак

-

тов

 

с

 

применением

 

сплава

 

меди

 

и

 

хрома

 

позволяет

 

уменьшить

 

уровень

 

перенапряжений

 

за

 

счет

 

более

 

длительного

 

процесса

 

горения

 

дуги

 

в

 

парах

 

этих

 

ме

-

таллов

 

до

 

момента

 

пересечения

 

напряжения

 

нуля

Ток

 

среза

 

уменьшается

 

до

 

нескольких

 

ампер

что

 

обеспечивает

 

уровень

 

перенапряжений

соответ

-

ствующий

 

элегазовым

 

выключателям

Такое

 

реше

-

ние

 

не

 

требует

 

применения

 

ОПН

что

 

удешевляет

 

и

 

упрощает

 

конструкцию

.

Применение

 

в

 

вакуумных

 

камерах

 

патентованной

 

технологии

 

создания

 

аксиального

 

магнитного

 

поля

 

между

 

контактами

 

силового

 

выключателя

 

во

 

время

 

протекания

 

тока

 

КЗ

 

позволяет

 

разбить

 

одну

 

большую

 

дугу

 

на

 

множество

 

более

 

низкоэнергетических

 

заря

-

дов

что

 

положительно

 

сказывается

 

на

 

износостой

-

кости

 

силовых

 

контактов

Таким

 

образом

 

возможно

 

добиться

 

более

 

30 000 

рабочих

 

циклов

 

включения

\

отключения

 

и

 

до

 100 

циклов

 

отклю

-

чения

 

аварийных

 

токов

.

Также

 

исключается

 

возможность

 

образования

 

ядовитых

 

соединений

 

продуктов

 

распада

 

элегаза

 

при

 

по

-

вреждении

 

камеры

Процесс

 

про

-

изводства

а

 

главное

 — 

утилизации

 

ячеек

не

 

загрязняет

 

окружающую

 

среду

Элегаз

который

 

является

 

парниковым

 

газом

не

 

выделяется

 

ни

 

в

 

процессе

 

производства

ни

 

во

 

время

 

эксплуатации

ни

 

при

 

ути

-

лизации

Согласно

 

Киотскому

 

про

-

токолу

который

 

подписала

 

в

 

том

 

числе

 

и

 

Россия

страны

-

участники

 

соглашения

 

обязуются

 

уменьшить

 

выброс

 

парниковых

 

газов

к

 

кото

-

рым

 

относится

 

элегаз

Так

Россия

 

в

 2010 

году

 

первый

 

раз

 

продала

 

квоты

 

на

 

выброс

 

СО

2

 

в

 

атмосферу

Поэтому

 

применение

 

современных

 

технологий

 

позволит

 

избежать

 

проблем

 

в

 

будущем

С

 

третьего

 

квартала

 2017 

года

 

начинается

 

процесс

 

локализации

 

сборки

 

моноблоков

 Xiria 

на

 

территории

 

России

Учитывая

 

требования

 

правительства

 

РФ

 

по

 

импортозамещению

 

и

 

возрастающему

 

спросу

 

на

 

безэлегазовое

 

оборудование

 

среднего

 

напряжения

было

 

решено

 

разместить

 

производство

 

на

 

площад

-

ке

 

нашего

 

партнера

 — 

компании

  «

БалтЭнергоМаш

» 

в

 

Смоленской

 

области

который

 

уже

 

имеет

 

опыт

 

ло

-

кализации

 

данного

 

продукта

 

на

 

уровне

 

порядка

 20%. 

В

 

июне

 

было

 

подписано

 

лицензионное

 

соглашение

 

на

 

локальную

 

сборку

 

оборудования

 Xiria 

и

 Xiria-E 

со

 

степенью

 

локализации

 

до

 50%. 

Старт

 

серийного

 

про

-

изводства

 

намечен

 

на

 

сентябрь

 

месяц

опытные

 

изде

-

лия

 

уже

 

изготавливаются

 

и

 

тестируются

Потенциал

 

компании

  «

БалтЭнергоМаш

» 

позволяет

 

производить

 

более

 100 

моноблоков

 

в

 

год

а

 

типовые

 

заготовки

 

на

 

складе

 

дадут

 

возможность

 

сократить

 

срок

 

поставки

 

простых

 

комплектаций

 

до

 

одной

 

недели

 

и

 

сложных

 

решений

 — 

до

 2–3 

недель

.  

Р

Моноблок

 

КРУ

 

среднего

 

напряже

-

ния

 

с

 

воздушной

 

изоляцией

 Xiria

 4 (43) 2017


Читать онлайн

По материалам III Всероссийской конференции «ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ 20 кВ»

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»