Главный конструктор ОАО Свердловский завод трансформаторов тока

Косов А.В.

К написанию этой небольшой статьи автора подтолкнула недавняя публикация в уважаемом электротехническом издании, в которой безальтернативной перспективой развития представлены только газонаполненные КРУ и КРУ с твердой изоляцией.  Следует отметить, что авторы публикации  рассмотрели перспективы развития КРУ на все напряжение от 6 до 35 кВ, не вдаваясь в нюансы присущие оборудованию 6, 10, 20 и 35 кВ. Судя по приведённым рисункам и упоминанию в конце статьи климатического исполнения У3, рассматривалось только оборудование внутренней установки.

Периодические издания, печатающие материалы об устройствах распределения электроэнергии напряжения 6-10 кВ, пестрят лозунгами «инновационный», малогабаритный», «не имеющий аналогов». Создаётся впечатление, что российский электротехнический  рынок уже заполнен только суперсовременными, надёжными и недорогими КРУ с элегазовой и твёрдой изоляцией.

У любой организации имеющей на своём балансе подстанцию 6-10 кВ рано или поздно возникает необходимость замены оборудования. Сейчас вопрос практически любой покупки начинается с запроса в интернет-поисковике. Предложения, статьи, видеообзоры – тысячи страниц. А значительная часть распределительного оборудования находящегося в эксплуатации произведена в прошлом веке. Автор статьи сам видел находящуюся в эксплуатации подстанцию с разъединителями и приводами ПР, изготовленными значительно более полувека назад. Конечно, решающим фактором выбора оборудования является фактор экономический, но не менее важен и фактор доверия и информированности относительно продукции. Потенциальный покупатель прекрасно понимает, что замена такого оборудования должна быть экономически оправдана, акцентирует внимание на современности продукта. Оборудование должно прослужить не один десяток лет, иметь максимальный срок гарантии и минимальные эксплуатационные расходы. Покупка «устаревшего» оборудования обычно сопровождается не только минимальными стартовыми затратами, но и повышенными расходами при эксплуатации, более высокой вероятностью выхода из строя и небольшим сроком службы до замены. У потенциального покупателя формируется мнение, что надо брать современную, малогабаритную зарубежную продукцию на элегазе или с твёрдой изоляцией.

Ячейка КРУ ЕС-01-10:

• - разработка и производство ОАО «СЗТТ»;
• - номинальное напряжение 6, 10 кВ;
• - номинальный ток главных цепей от 630 до 3150 А;
• - уровень изоляции «б»;
• - климатическое исполнение У3;
• - невысокая стоимость в сочетании с высокой функциональностью.

В большинстве публикаций рассматриваются три основных типа комплектных распределительных устройств: воздушные, газонаполненные и КРУ с твёрдой изоляцией. По моему мнению, такое деление упрощено и не совсем актуально. Современные серийно производимые КРУ большинства отечественных производителей имеют комбинированную (воздушную и твёрдую) изоляцию.

В отличие от многих авторов превозносящих достоинства  КРУ с твёрдой и элегазовой изоляцией остановимся на их проблемах и недостатках применительно к самым распространённым закрытым распределительным устройствам 6-10 кВ.

КРУ с твёрдой изоляцией имеет следующие характерные недостатки:

• - высокая стоимость (необходимость контроля уровня частичных разрядов в высококачественной твердой изоляции на всех этапах производства обуславливает потребность в приобретении недешёвого оборудования, строительстве экранированных помещений для проведения измерений, что в итоге сказывается на цене.  Высокий уровень ЧР приводит к преждевременному старению изоляции);
• - пофазное во многих случаях, исполнение конструкции, затруднённый процесс теплоотвода от токоведущих частей, что сводит практически на нет, преимущества в габаритах;
• - затруднённый, а порой просто невозможный, доступ к осмотру и обслуживанию неизбежно имеющихся контактных соединений;
• - отсутствие отечественных аналогов, применяемых модулей;
• - большой срок поставки отдельных элементов или полная невозможность их замены. Особенно критичной становится ситуация по окончанию гарантийного срока (а в сегодняшних реалиях, продукция может перестать быть доступной для приобретения в любой момент);
• - необходимость замены ячейки, вышедшей из строя целиком (эксплуатация прекрасно понимает, что значит заменить ячейку в середине секции, а именно там худший тепловой режим и вероятность выхода из строя – соседние ячейки подогревают);
• - ячейки с твёрдой изоляцией без применения изоляции с защитным заземлённым экраном являются все-таки условно безопасными.

Несколько слов о газонаполненных КРУ. О достоинствах и недостатках этого вида написано много, повторение не имеет смысла. Рассмотрим лишь гипотетическую ситуацию замены оборудования в ЗРУ напряжением 6-10 кВ на газонаполненное (SF6).  Самая высокая цена из предложенных вариантов обусловлена высокими требованиями к герметичности газонаполненных конструкций. Экономия может быть получена за счёт отсутствия расходов на строительство нового здания (помещения). КРУ с элегазом за счёт меньших габаритов по сравнению с устаревшим, прекрасно умещается в имеющееся помещение с кабельным полуэтажом. Вроде всё прекрасно складывается.

Но вот интересный момент: в ГОСТ Р 55190-2012 (МЭК 62271-200:2003) УСТРОЙСТВА КОМПЛЕКТНЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ В МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКЕ (КРУ) НА НОМИНАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ДО 35 кВ. Общие технические условия, п. 3.1.79 даёт термин «определение утечки по запаху (обнюхивание) (sniffing): Медленное перемещение течеискателя вокруг оборудования для определения места течи газа». Казалось бы, зачем? Газ пассивен, практически безопасен при вдыхании до соотношения 80% элегаза – 20% кислорода – если верить рекламным статьям. Но, напомню, что кислорода в стандартном составе воздуха и так порядка 23 %, и замещает элегаз не азот из воздуха, а весь его объём, уменьшая долю кислорода. «СТО 70238424.29.240.10.006-2011 СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ НП "ИНВЭЛ" КОМПЛЕКТНЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА ЭЛЕГАЗОВЫЕ (КРУЭ) Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования» п.6.2.3 даёт норму предельно допустимой концентрации (ПДК) в воздухе рабочей зоны производственных помещений ПДК р.з.=5000 мг/м3. Учитывая, что в одной ячейке КРУ может содержаться примерно до нескольких килограммов газа, а также то, что элегаз тяжелее воздуха и, при отсутствии постоянного проветривания, шестифтористая сера скорее всего, заполнит кабельный полуэтаж, перспективы простого обслуживания такой подстанции становятся призрачными. Конечно, нормативные документы на КРУЭ требуют наличия различных датчиков давления, разделения КРУЭ на изолированные газовые отсеки и соответствия другим совершенно обоснованным условиям. Нормативно предписывается: персоналу, почувствовавшему характерный запах, немедленно покинуть помещение и принять меры к проветриванию. Но если утечка произошла в результате аварийной ситуации? Вопросов, пожалуй, больше чем ответов. И это ещё не учитывая, что баллоны с элегазом необходимым для обслуживания и ремонтов должны находиться в отдельном, хорошо проветриваемом помещении. Да и это уже работа с сосудами под давлением, со всеми вытекающими. И ещё вопросы с осмотром, обслуживанием контактных соединений. И т.д. Дешевизна, ремонтопригодность и безопасность эксплуатации такого ЗРУ вызывает обоснованные сомнения.

Но может всё совсем не так как утверждает автор и есть много КРУ 6-10 кВ технически совершенных, безопасных и недорогих? Советую обратиться к замечательному документу находящемуся в свободном доступе  на сайте ПАО «Россети» «Оборудование, материалы и системы, допущенные к применению на объектах ПАО «Россети» (Раздел I. Первичное оборудование).

Достаточно посмотреть всего 2 раздела:

• - КРУ (порядка 7 листов по состоянию на 31.10.2017, где повторяются одни и те же производители, некоторые с несколькими изделиями, в том числе, что приятно автору, и ОАО «Свердловский завод трансформаторов тока с двумя изделиями» РУ ЕС-01-10 и КСО-208);
• - КРУЭ (порядка 6 листов по состоянию на 31.10.2017, где можно обнаружить целых 2 изделия на 6-10 кВ компаний Siemens и ABB).

Здесь представлены изделия прошедшие весь необходимый комплекс испытаний и соответствующие требованиям ведущей организации России. Такова реальность без рекламной завесы. Автор уверен, что КРУ с комбинированной изоляцией далеко не исчерпали возможности улучшения и рано их записывать в бесперспективные и несовременные.

Читать статью полностью (pdf)