Четыре буквы. К-Р-У-Э

КРУЭ – комплектное распределительное устройство с элегазовой изоляцией. Их применение позволяет значительно уменьшить площади и объемы, занимаемые распределительным устройством, и обеспечить возможность более легкого расширения КРУЭ по сравнению с традиционными РУ.

На заре становления мировой энергетики появились устройства с воздушной изоляцией: это были обычные рубильники с открытыми контактами, которые находились в открытой воздушной среде. Минусом таких устройств были низкие эксплуатационные показатели, например невозможность полноценного гашения дуги, большие габариты, низкая безопасность для персонала и общая ненадежность систем. На смену им пришли масляные выключатели. Здесь увеличились надежность и безопасность, чуть выше стали показатели дугогашения. Но при этом требовались периодическая замена масла и обслуживание. Массогабаритные показатели также оставляли желать лучшего, плюс увеличилась взрывоопасность.

Следующими двумя вехами развития стали комплектные устройства с воздушной изоляцией и устройства с литой изоляцией. И если первые продолжают выпускаться и в наши дни, несмотря на свою архаичность, то вторые практически не представлены на рынке мировыми брендами. В чем же их минусы? Идея устройств с литой изоляцией состояла в том, чтобы поместить все токопроводящие и коммутационные аппараты в так называемый диэлектрический компаунд. Большинство известных производителей пытались создать подобное устройство. Увы, оно получалось слишком дорогим и сложным в изготовлении, при этом не было никаких ощутимых преимуществ перед обычной воздушной изоляцией.

Воздушная же изоляция для КРУ хороша лишь тем, что такие устройства легко изготовить, не прибегая к сложному технологическому процессу. Но такие устройства чрезмерно громоздки, небезопасны и требуют постоянного обслуживания из-за попадания пыли, посторонних предметов на токоведущие части, окисления и обгорания контактов.

По мнению ведущих инженеров и экспертов, самым технологичным, инновационным и безопасным решением является использование в качестве изоляции элегаза. Следует рассказать об этом инертном газе подробнее. Гексафторид серы – неорганическое вещество, инертный газ с электрической прочностью в четыре раза выше, чем у воздуха. То есть, по сути, это один из лучших диэлектриков.

Элегаз безвреден в смеси с воздухом. По степени воздействия на организм человека относится к малоопасным веществам (4-й класс согласно ГОСТу 12.1.007-76). Потенциал разрушения озонового слоя (Ozone Depleting Potential) равен нулю. Соответствует всем мировым нормам.

Ячейки КРУЭ выполняются, как правило, в трехфазном исполнении и состоят из отдельных элементов, заключенных в герметичную металлическую оболочку цилиндрической или шаровой формы, заполненную элегазом или смесью азота с элегазом. Для сочленения между собой оболочки элементов имеют фланцы и патрубки, контакты и уплотнения.

Ячейки КРУЭ, отдельные модули и элементы допускают возможность компоновки распределительных устройств 110 кВ по любым схемам. В зависимости от применяемой схемы распределительное устройство может состоять из одной и более ячеек.

По функциональному назначению ячейки КРУЭ могут быть линейные, шиносоединительные, трансформаторов напряжения и секционные, с одной или двумя системами сборных шин. Ячейки, отдельные модули и элементы допускают возможность компоновки КРУЭ по различным электрическим схемам. Ячейки состоят из трех полюсов, шкафов и сборных шин. В шкафах размещена аппаратура цепей сигнализации, блокировки, дистанционного электрического управления, контроля давления элегаза и подачи его в ячейку, питания приводов сжатым воздухом.

Ячейки на номинальное напряжение 110–220 кВ имеют трехполюсное или пополюсное управление, а ячейки на 500 кВ – только пополюсное управление.

В полюс ячейки входят:
• коммутационные аппараты: выключатели, разъединители, заземлители; измерительные трансформаторы тока и напряжения;
• соединительные элементы: сборные шины, кабельные вводы (масло-элегаз), проходные вводы (воздух-элегаз), элегазовые токопроводы и др.

Различные элементы ячеек по конструкции, условиям эксплуатации, монтажу, ремонту газовой схемы могут быть объединены в отсеки, а по условиям транспортировки – в транспортные блоки. Ячейки или их транспортные блоки заполнены элегазом или азотом при небольшом избыточном давлении.

Проектирование и согласование деталей

На первой стадии рабочего проектирования КРУЭ производитель КРУЭ направляет заказчику чертежи компоновок с указанием габаритов, массы, статических и динамических нагрузок, точек фиксации опорных конструкций КРУЭ и точек пересечения элементами КРУЭ строительных конструкций здания. Данные чертежи взаимно согласовываются и утверждаются, после чего возможно завершение проектирования КРУЭ и начало комплектации и сборки. Последующие изменения конструкции КРУЭ невозможны без значительных затрат.

Заказчик должен неукоснительно следовать взаимно согласованным чертежам КРУЭ и строительной части здания (помещения КРУЭ). К сожалению, это требование крайне редко соблюдается на практике, что приводит к удорожанию проекта и сдвигу сроков поставки оборудования, соответственно, к сдвигу пуска КРУЭ в эксплуатацию. Обычно предъявляются только требования к полу помещения КРУЭ: монолитный бетон определенной толщины (обычно 250 мм, согласовывается для каждого проекта) и плотности.

Закладные элементы часто не требуются. Чертежи с указанием точек фиксации опорных конструкций КРУЭ со статическими и динамическими нагрузками, точками заземляющих спусков, чертежи согласования интерфейсов КРУЭ – стены/пол/крыша здания – изготовители должны предоставлять на начальной стадии рабочего проектирования для согласования строительной части. Также сообщается информация о нагрузках (вторичные цепи) для расчета аккумуляторных батарей, информация о шкафах местного управления КРУЭ, иная необходимая информация. Стены, крыша здания КРУЭ обычно не несут нагрузки от КРУЭ (она воспринимается собственной опорной конструкцией и передается на пол/фундамент), соответственно, здание КРУЭ может быть выполнено из недорогих материалов, например сборных металлоконструкций и панелей с утеплителем. Нет необходимости делать здание из железобетона или кирпича. Нет необходимости разделять помещение с КРУЭ противопожарными перегородками, так как оборудование пожаробезопасно.

В случае если заказчик предусматривает выполнение расширительного шва в фундаменте здания КРУЭ, такая информация должна быть заранее предоставлена поставщику для внесения изменений в конструкции КРУЭ компенсаторов перемещений.

Безопасность персонала

Сам элегаз нетоксичен и неопасен для персонала. Продукты разложения (как токсичные, так и нетоксичные) появляются в результате взаимодействия элегаза с влагой и при воздействии электрической дуги. В КРУЭ используются специальные поглотительные молекулярные сита и фильтры, которые остаются в элегазовых отсеках на весь период эксплуатации и меняются только при вскрытии отсеков.

Кроме того, подбор материалов корпуса, активных элементов, сопел и изоляторов позволяет свести к минимуму продукты взаимодействия элегаза с этими материалами при возникновении дуги. При нормальных условиях эксплуатации воздействие элегаза и продуктов его разложения на персонал практически исключено.

При соблюдении предписанных мероприятий обеспечивается также полная безопасность персонала в случае работ со вскрытием элегазовых отсеков, а также в аварийных ситуациях. Изготовитель должен предоставить подробные инструкции по эксплуатации КРУЭ, по обращению с элегазом и с газотехнологическим оборудованием, дополнительную информацию, также изготовитель производит обучение персонала заказчика.

Очевидно, что благодаря своим достоинствам КРУЭ существенно дороже, чем традиционные открытые распред­устройства. Как отмечают производители, первоначальные затраты на элегазовые ячейки окупаются за счет их долговечности и низких эксплуатационных затрат. Однако многие специалисты-эксплуатационники считают, что выбор в пользу КРУЭ или ОРУ надо делать в каждом конкретном случае: в зависимости от комплекса условий оптимальным может быть и тот и другой вариант.

В любом случае, очень крупные потребители сегодня нуждаются в больших объемах элегазовых ячеек. Вопрос в том, кто может стать их поставщиком.


Преимущества КРУЭ:
• SF6-изоляция в пять раз надежнее, чем воздушная;
• компактность конструкции;
• независимость от климатических условий;
• мягкое гашение электрической дуги;
• возможность повторного использования (замкнутый цикл – переработка и повторное использование);
• химическая инертность газа (не вызывает коррозии и не вступает в реакции);
• элегаз неядовит;
• элегаз негорюч.

Другие преимущества:
• многофункциональность: в одном корпусе совмещены сборные шины, выключатель, разъединители с заземляющими разъединителями, трансформаторы тока, что существенно уменьшает размеры и повышает надежность ОРУ;
• взрыво- и пожаробезопасность;
• высокая надежность и стойкость к воздействию внешней среды;
• возможность установки в сейсмически активных районах и зонах с повышенной загрязненностью;
• отсутствие электрических и магнитных полей;
• безопасность и удобство эксплуатации, простота монтажа и демонтажа.

Энергетическая безопасность Вологды

В Вологде завершились комплексное техническое перевооружение и реконструкция подстанции 220 кВ «Вологда-Южная». Обновление главного питающего энергообъекта Вологды выполнено филиалом ОАО «ФСК ЕЭС» Магистральные электрические сети (МЭС) Центра в сжатые сроки без перерывов в электроснабжении потребителей.

Ввод данного энергообъекта, его бесперебойная работа обеспечат безаварийное электроснабжение объектов жилого фонда, социальной инфраструктуры, а также позволят развернуть в областном центре крупномасштабное жилищное строительство.

На площади чуть более 2 га разместились комплектные распределительные устройства с элегазовой изоляцией (КРУЭ) 220 и 110 кВ, закрытые распределительные устройства (ЗРУ) 35, 10 и 6 кВ. На подстанции установлены четыре автотрансформатора 220/110 кВ мощностью 150 МВА каждый, два трансформатора 110/10 кВ по 40 МВА каждый, два трансформатора 10/6 кВ по 10 МВА и два регулировочных трансформатора по 25 МВА. Агрегаты оснащены современной системой мониторинга и диагностики, что обеспечивает постоянный анализ работы оборудования в процессе всего срока эксплуатации.

Подстанция 220 кВ «Вологда-Южная» стала высоконадежным, малообслуживаемым энергообъектом нового поколения, соответствующим высоким требованиям международных стандартов.