В последнее время энергетики часто спорят по поводу оптимальной комплектации электрических схем. В то время как одни остаются сторонниками традиционных решений, другие настаивают на использовании комплектных распределительных устройств с элегазовой изоляцией. Однако в данном случае универсального ответа нет. Окончательный вариант схемы должен приниматься в результате всестороннего и тщательно выполненного анализа каждой отдельно взятой ситуации.
В 2000-е годы на базе Великолукского завода высоковольтной аппаратуры был создан Завод электротехнического оборудования (ЗАО «ЗЭТО»). После реорганизации предприятия разрабатывается и реализовывается программа технического перевооружения производственной базы. Впоследствии завод начинает выпускать новые виды продукции, осваивает производство элегазовой аппаратуры, а в 2009 году организовывает полный цикл производства таких устройств.
В процессе работы с элегазовой изоляцией специалисты учитывали требования, которые предъявляли энергетики к современному оборудованию. Прежде всего, речь идет о надежности, взрыво- и пожарозащищенности, пожаробезопасности, минимальных габаритных размерах и уровне утечки элегаза (0,5% в год), гарантийных сроках эксплуатации не менее пяти лет при сроках использования до 40 лет.
С целью реализации поставленных задач, учитывая технологические особенности производства элегазовой аппаратуры, было принято решение создать на заводе отдельное подразделение под названием ООО «ЗЭТО Газовые технологии». Предприятие уже около 10-ти лет разрабатывает, производит и поставляет газонаполненное оборудование на различные объекты энергетики, осуществляет монтаж, предоставляет гарантийное и сервисное обслуживание.
По оценкам аналитиков, за годы работы «ЗЭТО – Газовые технологии» поставило заказчикам более 10 тыс. единиц разного элегазового электрооборудования.
В 2016 году был налажен серийный выпуск КРУЭ-110. В процессе разработки специалисты использовали инновационные запатентованные технические решения (патенты Российской Федерации на изобретения № 2516264, № 2523429 и патент на полезную модель № 154094).
Устройство не только принимает, перераспределяет и передаёт электроэнергию, но ещё и обеспечивает мониторинг ряда важных показателей, электрозащиту и коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах работы сетей трёхфазного переменного напряжения 110 кВ частотой 50 Гц с заземлённой нейтралью.
Комплектное распределительное устройство с элегазовой изоляцией прошло межведомственную комиссию, экспертизу, аттестацию и рекомендовано к использованию на объектах ПАО «Россети», также оно сертифицировано по системе добровольной сертификации ГАЗПРОМСЕРТ. Помимо этого, КРУЭ-110 включено в Реестр инновационных решений ПАО «Россети».
Инновационной является сама конструкция устройства. Она разработана с учетом технических решений, которые позволяют устанавливать распределительное устройство в неотапливаемых помещениях или под навесом. При этом допустимая температура окружающей среды не должна быть ниже -45 °С.
Комплектное распределительное устройство изготовлено в соответствии с российскими и международными стандартами. По сути, это комплекс трёхполюсных ячеек с одной или двумя системами трёхфазных сборных шин. Помимо этого, в комплектацию аппарата входят: выключатели, разъединители, заземлители, трансформаторные устройства тока и напряжения, соединительные элементы, вводы кабельных и воздушных токопроводов и др.
Все элементы устройства помещены в алюминиевую оболочку, заполненную элегазом. Алюминий позволяет снизить массу РУ и не поддается коррозии. КРУЭ-110 подключается к внешним сетям двумя способами: с помощью кабельных муфт или через вводы «воздух-элегаз».
Разработчики элегазового распределительного устройства предусмотрели возможность демонтажа выключателя при работающей секции сборных шин. Техническое решение защищено патентом на полезную модель № 154094.
Для технического обслуживания и проведения ремонтных работ КРУЭ выкатывается в сторону. Поэтому если аппарат установлен в закрытом помещении, высота здания определяется высотой ячейки. При этом нет необходимости учитывать дополнительное пространство над установкой, как это требуется с моделями других производственных компаний, где выключатель снимается вверх.
Каждая фаза выключателя находится в отдельном баке. Это положительно сказывается на надежности работы выключателя и исключает трехфазное или двухфазное замыкание при неудачной коммутации.
Основными преимуществами КРУЭ-110 являются:
- Площадь, необходимая для установки ячейки, не превышает 2,5 м². По сути, это минимальное значение среди известных вариантов комплектных распределительных устройств с элегазовой изоляцией. Сборка с уменьшенной глубиной ячейки увеличивает ширину проходов и территорию, необходимую для проведения ремонта, технического или сервисного обслуживания;
- Выключатель оснащен гидромеханическим приводом. По сравнению с традиционными механическими пружинными приводами в таком варианте исполнения содержится на 30% меньше подвижных элементов. Он не нуждается в гидравлических буферах. Каждая фаза имеет подвижное уплотнение с жидкостным предохранительным затвором для соединения с приводом. Это обеспечивает высокую степень защиты от возможных утечек газа;
- Избыточное давление элегаза во всех аппаратах не превышает 0,4 МПа, что соответствует климатическому исполнению для умеренного климата с минимальной температурой эксплуатации не ниже -45 °С (в общем баке КРУЭ минимальное избыточное давление составляет 0,6 МПА, что соответствует температуре -25 °С). Это дает возможность уменьшить общее количество элегаза в ячейке и позволяет устанавливать аппаратуру на открытом воздухе или в неотапливаемых помещениях;
- Ячейки могут быть укомплектованы шкафами управления в двух вариантах исполнения: традиционный релейный аналоговый шкаф с выходом к залу РЗиА медным кабелем и цифровой шкаф с терминалом отечественного производства с выходом витой парой по протоколу МЭК 61850. Функционал КРУЭ дополнительно оснащен опцией, которая позволяет проводить изменения частичных разрядов в режиме онлайн. Устройство также оборудовано системой онлайн-диагностики давления и влажности изолирующего газа, системой учета механического и коммутационного ресурса выключателя, разъединителей, заземлителей;
- Устройство состоит из отдельных модулей. Это позволяет устанавливать комплектующие элементы и аппаратуру в герметичный корпус отдельно или комбинировать необходимые компоненты согласно их функциональным и техническим параметрам. Модульная конструкция обеспечивает быстрый доступ к элементам управления и позволяет реализовать практически любой вариант электрических схем;
- С заводского склада ячейка поставляется заказчику в полностью собранном виде. Поэтому комплектное распределительное устройство быстро устанавливается, что сводит к минимуму сроки ввода объекта в эксплуатацию;
- В конструкции присутствуют пофазные соединения отсеков. Это обеспечивает высокую надежность работы уплотнений по сравнению с теми, что установлены в общем баке. Объем утечки через уплотнение зависит от общей площади соприкосновения объединяемых отсеков. В пофазном исполнении суммарная площадь трех уплотнений равна площади одного уплотнения в конструкциях с фазами в общем баке;
- Локализация производства ячеек на территории России составляет около 95%. Цеха завода обеспечены всем необходимым оборудованием для сборки, проведения приемо-сдаточных испытаний и контроля качества готовой продукции. Это позволяет выполнять полный комплекс работ на месте сборки КРУЭ.
Комплектное распределительное устройство дает возможность реализовать на практике гибкие компоновочные решения. Это может оказаться важным аргументом «за» в процессе проектирования подстанций, поскольку позволяет снизить затраты на строительство объекта и его возможную модернизацию. Установка этой аппаратуры на объектах энергосистемы обеспечивает экологическую безопасность. Она снижает стоимость эксплуатации и утилизации изделий, а также уменьшает воздействие на экосистему за счет малого количества элегаза в структуре ячейки.
