Комплектные распределительные устройства (КРУ и КРУН)

Комплектные распределительные устройства (КРУ) и их наружное исполнение (КРУН) представляют собой полностью собранные и готовые к эксплуатации электротехнические конструкции, содержащие коммутационные аппараты, устройства защиты, измерения, управления и вспомогательные элементы. Они являются основой для построения распределительных сетей среднего и высокого напряжения (6-35 кВ) на промышленных предприятиях, в энергосистемах и инфраструктурных объектах.

1. Основные понятия и отличия КРУ от КРУН

КРУ (Комплектное Распределительное Устройство)

• Назначение: Для установки в закрытых отапливаемых помещениях.
• Условия эксплуатации: Температура от +5°C до +40°C, относительная влажность до 80%.
• Степень защиты: Обычно IP31-IP54.
• Конструкция: Более легкие материалы, менее требовательны к стойкости против атмосферных воздействий.

КРУН (Комплектное Распределительное Устройство Наружной установки)

• Назначение: Для установки на открытом воздухе.
• Условия эксплуатации: Широкий диапазон температур (от -45°C до +40°C), воздействие осадков, солнечной радиации, ветра.
• Степень защиты: Не ниже IP34, обычно IP54-IP65.
• Конструкция: Усиленный корпус (часто с двойными дверьми и термоизоляцией), коррозионностойкие материалы (оцинкованная сталь, нержавейка), системы обогрева и вентиляции.

2. Конструкция и компоновка КРУ/КРУН

Любое КРУ состоит из набора унифицированных ячеек (отсеков), собранных в единую линейку.

2.1. Основные отсеки (ячейки)

1. Отсек высоковольтных шин:
   • Расположен в верхней или задней части ячейки.
   • Содержит главные шины (медные или алюминиевые) и ответвления от них.
   • Имеет изоляцию (воздушную или с использованием твердых диэлектриков).
2. Отсек высоковольтного аппарата (ячейка линейная или фидера):
   • Содержит основной коммутационный аппарат — вакуумный или элегазовый выключатель.
   • Предназначен для подключения кабельных или воздушных линий, трансформаторов, мощных двигателей.
3. Отсек сборных шин:
   • Содержит разъединители для подключения ячейки к главным шинам.
   • Обеспечивает видимый разрыв цепи для безопасного обслуживания.
4. Отсек низковольтных устройств (релейный отсек):
   • Расположен на лицевой панели ячейки.
   • Содержит устройства РЗА (релейной защиты и автоматики), микропроцессорные терминалы, устройства управления, амперметры, вольтметры, счетчики энергии.
   • Имеет дверцу для постоянного доступа к органам управления и индикации.
5. Кабельный отсек:
   • Расположен в нижней части ячейки.
   • Содержит кабельные наконечники, трансформаторы тока (ТТ), трансформаторы напряжения (ТН), ограничители перенапряжений (ОПН).
   • Обеспечивает подключение силовых кабелей.

2.2. Ключевые компоненты и аппараты

• Выключатель нагрузки: Для коммутации нагрузочных токов.
• Разъединитель: Для создания видимого разрыва цепи и безопасного доступа.
• Короткозамыкатель и отделитель: В схемах с упрощенной коммутацией.
• Трансформаторы тока (ТТ): Для преобразования тока для измерений и защиты.
• Трансформаторы напряжения (ТН): Для преобразования напряжения для измерений и питания цепей защиты.
• Ограничители перенапряжений (ОПН): Для защиты от коммутационных и грозовых перенапряжений.
• Микропроцессорные терминалы: Для реализации функций РЗА, телеметрии, сбора данных.

3. Классификация КРУ/КРУН

• По типу изоляции:
  • С воздушной изоляцией: Классический и самый распространенный тип.
  • С элегазовой изоляцией (КРУЭ): Все элементы размещены в герметичных баках, заполненных элегазом (SF₆). Отличаются исключительной компактностью.
• По типу установки основного аппарата:
  • С выкатными элементами: Выключатель установлен на тележке, которую можно выкатить из ячейки для обслуживания. Наиболее удобны в эксплуатации.
  • С стационарными элементами: Аппараты жестко закреплены. Ремонт производится при полном отключении и заземлении ячейки.
• По назначению ячеек:
  • Вводные: Для подключения источника питания (трансформатора, генератора).
  • Линейные (фидерные): Для отходящих линий к потребителям.
  • Секционные: Для связи между двумя секциями шин.
  • Трансформаторы напряжения: Содержат ТН для питания измерительных цепей и защиты.

4. Системы безопасности и блокировки

Безопасность персонала — приоритет при проектировании КРУ. Реализована система механических и электрических блокировок:

1. Защита от ошибочного включения заземляющих ножей: Невозможно включить заземление при подключенной шине.
2. Блокировка доступа к отсекам: При выкаченной тележке выключателя дверцы токоведущих отсеков заблокированы.
3. Предотвращение подключения/отключения под нагрузкой: Разъединители не могут работать при включенном выключателе.
4. Сигнализация и маркировка: Четкая индикация положения аппаратов, предупреждающие знаки.

5. Преимущества КРУ/КРУН перед устройствами сборного типа

• Сокращение сроков монтажа: Поставляются в готовом виде, требуется только установка на фундамент и подключение кабелей.
• Высокая надежность: Заводская сборка и наладка обеспечивают строгое соблюдение стандартов.
• Компактность: Оптимальное расположение аппаратов экономит пространство.
• Безопасность: Продуманная система блокировок и разделения отсеков.
• Удобство эксплуатации и ремонта: Легкий доступ к аппаратам, возможность быстрой замены выкатных элементов.
• Эстетичный вид: Единое конструктивное исполнение.

6. Нормативная база и стандарты

Проектирование, изготовление и испытания КРУ регламентируются:

• ГОСТ Р 52726-2007: «Разъединители и заземлители переменного тока на напряжение свыше 1 кВ…»
• ГОСТ Р 52565-2006: «Выключатели переменного тока на напряжения от 3 до 750 кВ…»
• ГОСТ Р 51732-2001: «Устройства вводно-распределительные для жилых и общественных зданий…»
• ПУЭ (Глава 4.2): «Распределительные устройства и подстанции».

7. Особенности эксплуатации и технического обслуживания

1. Визуальный осмотр: Проверка состояния аппаратов, отсутствия коррозии, целостности блокировок.
2. Контроль состояния изоляции: Измерение сопротивления изоляции мегомметром.
3. Проверка механических характеристик: Контроль усилий включения/отключения, времени срабатывания выключателей.
4. Техническое обслуживание выкатных элементов: Очистка контактов, проверка механизма перемещения.
5. Испытания повышенным напряжением: Проводятся периодически в соответствии с нормативами ПТЭЭП.

Заключение

Комплектные распределительные устройства КРУ и КРУН — это технологичный, безопасный и надежный стандарт для построения распределительных сетей среднего напряжения. Их унификация, удобство монтажа и эксплуатации сделали их безальтернативным выбором для современных подстанций промышленных предприятий, городской инфраструктуры и объектов энергетики.

Переход от устройств сборного типа к комплектным позволил значительно повысить надежность электроснабжения, снизить эксплуатационные расходы и обеспечить максимальный уровень защиты для обслуживающего персонала. Дальнейшее развитие КРУ связано с повышением интеллектуальности (внедрение цифровых терминалов РЗА, систем мониторинга), увеличением коммутационной способности и разработкой более экологичных решений, в том числе с использованием альтернативных элегазу газов.