Что такое ретрофит ячейки
Ретрофит ячеек КРУ
Ретрофит (модернизация) ячеек КРУ повышает надежность комплектных распределительных устройств за счет установки новых агрегатов вместо устаревших или изношенных. В первую очередь речь идет о выключателях. Масляные или электромагнитные модели заменяются на агрегаты с вакуумным или элегазовым приводом. Однако ретрофит может касаться также защитных и измерительных систем защиты, фасадных элементов, ошиновки и т. д. Новые узлы не требуют постоянного техобслуживания.
Содержание:
Цели проведения ретрофита ячеек КРУ
Надежность ячейки КРУ (а значит и электроснабжения потребителей) напрямую зависит от надежности коммутационного оборудования. Такая модернизация является простым и малозатратным решением проблемы износа выключателей ячеек комплектных распределительных устройств.
Ретрофит существующей ячейки экономически более выгоден, чем покупка нового КРУ, проведение проектных и строительно-монтажных работ для его установки и возмещение ущерба от недоотпуска электроэнергии во время замены. А периодические ремонты и профилактики выработавших свой ресурс выключателей не гарантируют надежность снабжения потребителей. При этом другие элементы ячейки не всегда требуют обновления.
Разработано большое количество типовых вариантов замены устаревшего оборудования без необходимости согласования проектных решений и проведения сварочных работ. Это позволяет сократить время переоборудования ячейки и минимизировать перерыв в электропитании потребителей.
Что такое ретрофит ячейки
РЕТРОФИТ
Ретрофит ячеек КСО/КРУ
Сегодня в энергохозяйстве России, Украины, Белоруссии и других бывших советских республиках эксплуатируется большое количество комплектных распределительных устройств (КРУ и КСО), пригодных к работе, но укомплектованных устаревшими коммутационными аппаратами, ресурс которых выработан практически на 100%.
Причиной того, что устаревшие КРУ и КСО находятся в эксплуатации – это нехватка средств на приобретение нового, современное оборудование. Энергетики, пытаясь продлить их срок службы, проводят ремонты, профилактики, замены вышедшего из строя оборудования на бывшее в эксплуатации, но ещё не до конца выработавшее свой ресурс и т.д.
Подобные мероприятия способны лишь отложить, но не решить проблему. Учитывая высокий уровень изношенности энергетического оборудования и крайне низкой вероятности привлечения финансовых средств на его полную замену, ситуация в отрасли выглядит крайне угрожающе.
Однако, обеспечение надёжного энергоснабжения в любых условиях, невзирая на все трудности, является аксиомой для каждого инженера-энергетика. Исходя из этого, решением проблемы должны стать мероприятия, позволяющие удешевить модернизацию парка КРУ и КСО.
Как правило, устаревшей ячейке, не требуется незамедлительная замена. С коммутационной аппаратурой ситуация совершенно противоположная: маломасляные и электромагнитные выключатели, выработавшие свой ресурс (относительно небольшой, если сравнивать с ресурсом вакуумных выключателей), не гарантируют обеспечения надёжности электроснабжения, требования к которой постоянно повышаются. Простым и недорогим решением проблемы изношенности коммутационной техники является ретрофит: Замена выработавших свой ресурс маломасляных и электромагнитных выключателей на вакуумные — современные, малогабаритные, долговечные и не требующие обслуживания, следствием чего является и сохранение ячеек в эксплуатации.
Ретрофит оборудования 6-10 кВ
Состояния распределительной сети с номинальным напряжением до 35 кВ оказывает решающее влияние на показатель качественного электроснабжения потребителя. Сети с большим напряжением относятся к категории стратегических и проектируются или модернизируются с большим запасом прочности, т.к. аварии приводят к большому числу отключений. Сети до 35 кВ принадлежат распределяющим компаниям или, непосредственно, пользователю. Первые не всегда заинтересованы во вложении средств с большим сроком их окупаемости (возврата), вторые — не имеют достаточных оборотных средств для полноценной модернизации. В целом, износ электрооборудования составляет порядка 70%, что сказывается на показателях качества передачи электроэнергии.
На стороне поставщика или получателя схемы подключения масляных выключателей не имеют практических различий, т.к. их назначение сводится к управлению, собственно, системой отключения при возникновении аварийной ситуации и/или повторного включения, в основном, вручную. Дистанционное управление по проводам возможно, если выключатель расположен в непосредственной близости (не более 100 м) от подстанции поставщика или пункта коммерческого учета потребителя.
Основные места размещения масляных выключателей:
В любом случае, набор функциональных возможностей весьма ограничен, не говоря о качественных и количественных анализируемых характеристиках.
Схемы модернизации реклоузеров до 35 кВ
При выборе схемы модернизации необходимо учитывать, что набор функциональных возможностей реклоузера с вакуумным выключателем, даже в базовой комплектации, значительно превосходит набор функций блока управления масляным выключателем. Современный вакуумный реклоузер заменяет пункт учета на стороне поставщика или потребителя по всем параметрам электроэнергии (активная, реактивная и полная нагрузка, частотные характеристики и время отключения) и функциям защиты по многим параметрам.
Переходная схема с «масла» на вакуумный выключатель
При выборе оборудования ориентируемся на сходный показатель — возможность дистанционного и ручного управления. Скорость срабатывания и ресурс сравнивать нет смысла, т.е. они несопоставимы. Для примера рассмотрим замену «в лоб» масляного выключателя типа ВПМ-10-20/1000У3 (цена 50000 руб.) с приводом типа ПП-67 (цена 3500 руб.) на вакуумный выключатель типа ВВ/ТЕL 10-20/1000У2 (цена 95000 руб.) с блоком управления LUCA32 (цена 3000 руб).
Такая модернизация имеет ряд недостатков:
Необходимо «вписывать» новый выключатель в кожух старого, что скажется на уровне защиты от осадков.
Потребуется делать свою разводку для блока управления, т.к. трансформатор питания в системе с масляным выключателем размещен в шкафу управления, а у реклоузера с вакуумными выключателем он размещен внутри.
Блок управления имеет ограниченные функции, что затруднит дальнейшее совершенствование системы.
Переходная схема на уровне управления
Замена релейной на электронную схему управления в системе с масляным выключателем не имеет смысла, т.к. для полноценной работы потребуется установка дополнительных датчиков (6-ти вместо 3-х). К тому же, скорость срабатывания масляного выключателя составляет 0,8…1,2 с, а скорость опроса электронной системы порядка 1000 в секунду, т.е. электроника успеет сработать повторно до 1000 раз пока контакты выключателя дойдут до нужного положения.
Можно рассматривать модернизацию блока управления вакуумным реклоузером, который управлялся системой типа LUCA32 (без системы учета и в минимальной конфигурации набора функций). При этом ретрофит не станет сложной задачей, т.к. датчики вакуумного выключателя разных производителей имеют сходные выходные параметры, а их обработка производится на уровне электронного или микропроцессорного модуля.
Полная модернизация на уровне управления сетями
Управление сетями возможно только с применением реклоузеров с вакуумными выключателями. Применение устройств от различных производителей является незначительным препятствием, т.к. формат данных, которые передаются на пульт управления, стандартизованы (Modbus, DNP3, P2P, CMS, IEC60870-5-101, IEC61850 и др.).
Достоинства, которые получат владельцы сетей:
При проведении полной модернизации сетей, с номинальным напряжением до 35 кВ, владельцы собственных генерирующих мощностей, которые работают в «рваном» режиме при возникновении аварийных ситуаций или для компенсации пиковых (суточных, сезонных и т.п.) нагрузок. Избыточные мощности станет возможным отдавать в снабжающую сеть и получать доход.
В заключении, следует отметить, что Правительство РФ приняло программу развития энергетических сетей России с номинальным напряжением до 35 кВ в период 2016…2022 годов по регионам, что делает модернизацию актуальной, вплоть до обязательной.
Ретрофит ячеек ЯКНО
Описание
Прежде всего, в замене нуждается изношенное коммутационное оборудование (масляные, маломасляные и электромагнитные высоковольтные выключатели), как одни из самых ответственных элементов шкафов. С помощью типовых комплектов адаптации, в ячейке устанавливаются малогабаритные вакуумные и элегазовые выключатели, имеющие увеличенный коммутационный ресурс, модернизируется система блокировок ячейки.
Во время проведения комплексной модернизации предполагается также замена: разъединителей (или их приводов), контактных групп, шин главных цепей, элементов измерительных и вторичных цепей, компонентов защиты и автоматики, изоляторов и других элементов ячейки шкафа.
Чаще всего ретрофиттинг проводятся во время планового ремонта ячейки, так как такое переоборудования не требует значительного времени и больших трудозатрат.
Другие причины ретрофиттинга
Ретрофит ячеек ЯКНО проводится также в тех случаях, когда:
при расширении электрической сети карьерного хозяйства необходимо увеличение питающей мощности и устройство токовой защиты линий;
требуется повышение надежности сети за счёт возможности автоматического ввода резервного питания потребителей и уменьшения времени отключения при аварийных ситуациях;
необходимо увеличение эксплуатационной безопасности ячейки.
Преимущества ретрофита ячеек
Преимущества выполнения частичного или комплексного ретрофита ячеек ЯКНО заключается в следующем:
— простота и удобство проведения такой модернизации. Это позволяет минимизировать простой ячейки и время прерывания рабочих процессов в карьере;
— новое оборудование, благодаря комплектам адаптации, полностью совместимо с модернизируемой ячейкой, поэтому для его установки не требуется выполнение сварочных работ;
— гарантируется долговременная надежная работы нового, быстродействующего, необслуживаемого выключателя, совершенствуется механизм блокировок в ячейке и появляется возможность дистанционного управления коммутационным оборудованием. Все это снижает вероятность ошибочных действий персонала при оперативных переключениях;
— благодаря новым микропроцессорным элементам релейной защиты, повышается ее надежность, быстродействие и селективность;
— увеличивается точность измерительных трансформаторов, снижается их тепловыделение, улучшается защита от феррорезонанса;
— повышается устойчивость ячейки к ударным и вибрационным нагрузкам, экологичность, улучшается ее пожаро- и взрывобезопасность, снижаются эксплуатационные затраты.
Ретрофит ячеек КРУ/КСО
Все оборудование в ячейках КСО/КРУ подвержены износу с разной степенью интенсивности. Так одни части относятся к практически не изнашиваемым, такие как корпуса шкафов, изоляторы, шины и т.п. Выкатные элементы, выключатели нагрузки, трансформаторы тока и напряжения, высоковольтные и заземляющие разъединители и приводы к ним, шторочные механизмы подвержены физическому износу в средней степени, морально устарели незначительно, т.к. конструкция за последние годы практически не изменилась. Необходимость модернизации возникает только на оборудовании находящимся в работе более 30 лет.
Вторичная коммутация: релейная и дуговая защита, устройства измерений и сигнализации. В настоящее время, в связи с внедрением микропроцессорной техники, это оборудование морально устаревает быстрее физического износа.
Коммутационные аппараты: силовые выключатели и контакторы. Категория наиболее подверженная физическому и моральному износу, а в связи с появлением новых вакуумных и элегазовых выключателей, по всем характеристикам превосходящих аппараты прежних серий. Как правило, необходимость модернизации связана именно с этим оборудованием, так как от него зависит работоспособность и технические возможности всего РУ. Значительную часть стоящих в сетях агрегатов коммутационных аппаратов составляют вырабатывающие свой ресурс масляные, электромагнитные или вакуумные первых лет выпуска выключатели.
Доступные для реализации силами ЧЗЭО способы ретрофита:
ПРЕИМУЩЕСТВА РЕТРОФИТА ЯЧЕЕК КСО/КРУ ОТ ЧЗЭО:
Полная совместимость с модернизируемой ячейкой
При модернизации частично сохраняются элементы модернизируемого выкатного элемента, в конструкцию самой ячейки могут устанавливаться новые трансформаторы тока, возможна замена силовых контактов, а так же дополнение конструкции ограничителем перенапряжений.
Минимум трудозатрат при модернизации
Ретрофит для ячеек КРУ и КСО позволяет существенно сократить временные и трудозатраты на ремонт отработавшего свой ресурс оборудования, путем его замены.
Обесточивается только одно присоединение, подлежащее модернизации
Из работы при модернизации выводится лишь одного присоединение, работа остальных при этом сохраняется, позволяя, обеспечивать потребителей электроэнергией в соответствии с категорией надежности электроснабжения.
Безопасность
Выкатные элементы и комплекты адаптации имеют все необходимые механические и электрические блокировки, которые обеспечивают безопасность эксплуатационного персонала при работах в КРУ или КСО.
Далее добавляется портфолио. На странице это может быть реализовано либо через ссылки, которые ведут на описание работы по объекту, либо просто в продолжении страницы.
ПОРТФОЛИО
Реконструкция распределительной подстанции РП
Реконструкция КТП
Данная модернизация выполнялась за счет замены ячейки с автогазовым выключателем нагрузки, на камеру с вакуумным выключателем и микропроцессорным блоком защит. Проект выполнен для повышения надежности электроснабжения заказчика при частых переключениях. Конструкция камеры и ее полная заводская готовность сократили время проведения монтажных работ до двух часов. При этом замена одной ячейки, вместо целой подстанции позволила сохранить предприятию денежные средства.