Комплектное распределительное устройство элегазовое (КРУЭ) на напряжение 110 кВ представляет собой современный тип распределительного устройства, в котором все основное оборудование размещено в металлических оболочках, заполненных элегазом (гексафторидом серы, SF₆). Такие устройства являются технологической эволюцией классических ОРУ (открытых распределительных устройств) и КРУ (комплектных распределительных устройств) и предлагают ряд принципиальных преимуществ для энергосистем среднего класса напряжения.
1. Конструкция и компоновка КРУЭ 110 кВ
1.1. Базовые модули устройства
1. Силовые ячейки:
- Вводные ячейки: Для подключения воздушных или кабельных линий
- Трансформаторные ячейки: Для подключения силовых трансформаторов
- Секционные ячейки: Для связи между системами шин
- Ячейки собственных нужд: Питание вспомогательных систем
2. Оболочка и система изоляции:
- Материал оболочки: Алюминиевые сплавы или нержавеющая сталь
- Толщина стенок: 5-8 мм (обеспечение механической прочности)
- Система изоляции: Элегаз SF₆ под давлением 0.4-0.6 МПа
3. Распределительная система:
- Система шин: Медные или алюминиевые шины диаметром 80-120 мм
- Разъединители: Встроенные, с дистанционным управлением
- Заземляющие ножи: Для безопасного проведения работ
1.2. Компоновочные решения
Линейная схема: Все ячейки расположены в один ряд
- Преимущества: простота монтажа и обслуживания
- Недостатки: большая занимаемая площадь
Двухрядная схема: Ячейки расположены в два параллельных ряда
- Преимущества: компактность
- Недостатки: усложнение коммутаций
2. Основное оборудование КРУЭ
2.1. Элегазовые выключатели
Конструктивные особенности:
- Дутьевые камеры: Автопневматическое или самокомпрессионное дутье
- Контакты: Медные с серебряным напылением
- Приводы: Пружинные, гидравлические или пневматические
Параметры для КРУЭ 110 кВ:
- Номинальный ток: 2000-3150 А
- Ток отключения: 31.5-40 кА
- Время отключения: 45-60 мс
- Срок службы: 25-30 лет
2.2. Разъединители и заземлители
Конструкция:
- Ножевая или поворотная система
- Электропривод с моторным управлением
- Положения: «Включено», «Отключено», «Заземлено»
Требования безопасности:
- Механические блокировки между разъединителями и заземлителями
- Электрические блокировки с выключателями
2.3. Измерительные трансформаторы
Трансформаторы тока:
- Классы точности: 0.2S, 0.5, 5P, 10P
- Коэффициенты трансформации: 100/5 — 2000/5 А
Трансформаторы напряжения:
- Напряжение: 110/√3 / 0.1/√3 / 0.1 кВ
- Класс точности: 0.2, 0.5
3. Система управления и защиты
3.1. Микропроцессорные терминалы
Функции защиты:
- Дифференциальная защита шин
- Дистанционная защита линий
- Максимальная токовая защита
- Защита от замыканий на землю
Функции автоматики:
- АПВ (автоматическое повторное включение)
- АВР (автоматический ввод резерва)
- Синхронизация
3.2. Система телемеханики
Протоколы связи:
- IEC 61850 (GOOSE, SV)
- IEC 60870-5-101/104
- DNP3.0
- Modbus TCP
Аппаратная часть:
- Промышленные коммутаторы
- Маршрутизаторы
- Устройства сбора данных
4. Вспомогательные системы
4.1. Система контроля элегаза
Давление и плотность:
- Температурная компенсация
- Двухступенчатая сигнализация
- Автоматическая блокировка при низком давлении
Контроль качества:
- Влагосодержание: < 150 ppm
- Содержание примесей: контроль SF₆ разложения
4.2. Система электропитания
Оперативные цепи:
- Напряжение: 220 В постоянного тока
- Емкость АКБ: 100-200 А·ч
- Зарядные устройства: резервированные
Цепи собственных нужд:
- Напряжение: 380/220 В переменного тока
- Мощность: 50-100 кВА
- Источники: трансформаторы СН, дизель-генераторы
5. Монтаж и ввод в эксплуатацию
5.1. Подготовительные работы
Фундаментные работы:
- Точность установки: ±2 мм
- Анкерные болты: предварительная установка
- Гидроизоляция: обязательна для подвальных помещений
Транспортировка и складирование:
- Температурный режим: -40°C до +50°C
- Влажность: не более 80%
- Защита от механических повреждений
5.2. Монтажные операции
Сборка модулей:
- Стыковка секций: болтовые соединения с моментом затяжки
- Прокладка кабелей: разделение силовых и контрольных цепей
- Установка заземления: сопротивление не более 0.5 Ом
Заполнение элегазом:
- Вакуумирование: остаточное давление < 1 Па
- Сушка: точка росы -40°C
- Заполнение: контроль давления и плотности
6. Эксплуатация и техническое обслуживание
6.1. Регламентные работы
Ежедневный контроль:
- Давление SF₆
- Температура
- Работа систем вентиляции
Периодическое обслуживание:
- Ежемесячно: проверка систем сигнализации
- Ежеквартально: контроль состояния контактов
- Ежегодно: полная диагностика оборудования
6.2. Диагностика и мониторинг
Методы контроля:
- Анализ элегаза: хроматография, спектроскопия
- Диагностика частичных разрядов
- Тепловизионный контроль
- Вибродиагностика механических узлов
7. Сравнение с другими типами РУ
7.1. Преимущества КРУЭ
Эксплуатационные:
- Компактность: площадь в 3-5 раз меньше ОРУ
- Надежность: полная защита от внешних воздействий
- Безопасность: исключение доступа к токоведущим частям
Экономические:
- Снижение сроков строительства
- Минимизация эксплуатационных затрат
- Увеличение межремонтных периодов
7.2. Ограничения
- Высокая первоначальная стоимость
- Сложность ремонта
- Требования к квалификации персонала
8. Перспективы развития
8.1. Технические улучшения
Экологичность:
- Замена SF₆ на смеси с пониженным ПГП
- Системы регенерации и утилизации элегаза
Цифровизация:
- Встроенные системы диагностики
- Цифровые двойники оборудования
- Предиктивная аналитика
Заключение
КРУЭ 110 кВ представляет собой современное технологическое решение, которое:
- Обеспечивает высокую надежность энергоснабжения
- Позволяет оптимизировать занимаемые площади
- Снижает эксплуатационные расходы
- Соответствует современным требованиям безопасности
Перспективы развития связаны с:
- Повышением экологической безопасности
- Внедрением цифровых технологий
- Снижением стоимости владения
Грамотное проектирование, качественный монтаж и профессиональная эксплуатация КРУЭ 110 кВ позволяют создать надежную и эффективную систему распределения электроэнергии, соответствующую требованиям современной энергетики.
Комментарии