«Умные шкафы» для энергогигантов

Опубликовано в номере:
PDF версия
Около пяти лет назад для российских производителей электрощитового оборудования наступил переломный момент. К серийному производству шкафов добавился новый сегмент — индивидуальные разработки по требованию заказчиков. С каждым годом эта тенденция становилась все устойчивей, и теперь можно уверенно сказать: рынок вышел на новый рубеж. Клиент хочет то, что он хочет, а не то, что ему предлагают. Но некоторые из заказчиков пошли еще дальше: им нужно не просто оборудование «персонально для себя», а ячейки нового поколения, по-настоящему «умные шкафы».

Флагманами, желающими задействовать на своих объектах «умные шкафы», стали крупнейшие энергетические компании, среди которых «Московские кабельные сети» («МКС») и «РусГидро». Почему заказчики меняют требования к оборудованию, чего они ждут от производителей, рассмотрим на примере разработок завода «Мосэлектрощит», ведущего производственного актива ГК «МОС­ЭЛЕКТРО», у которого есть решения для обоих заказчиков.

 

Защита от «человеческого фактора»

«Московские кабельные сети» («МКС») — филиал ОАО «Московская объединенная электросетевая компания». В их эксплуатации находятся электросети 0,4–35 кВ общей протяженностью более 60 000 км и свыше 15 000 распределительных и трансформаторных подстанций. По ним осуществляется транспортировка электроэнергии для жилых и общественных зданий, объектов городского хозяйства, электрифицированного транспорта, промышленных предприятий по всей Москве — от Кремля до отдаленных спальных районов, включая Щербинку и Зеленоград.

Причина

Имея в эксплуатации такое количество социально значимых объектов, от которых, по сути, зависит электроснабжение всей столицы, компания приняла решение максимально оптимизировать обслуживание шкафов и минимизировать вероятность аварийных ситуаций при работе с ними.

Задача

Для достижения этой цели в «МКС» решили действовать простым, но эффективным методом: 15.02.2010 утвердили техническое задание «На разработку ячейки с силовым выключателем на 6–10 кВ для использования в РУ с одним вводом на одну секцию». То есть, по сути, ввели единые жесткие требования для производителей электрощитового оборудования. Согласно ТЗ, они должны разрабатывать шкафы для «МКС».

По мнению экспертов, это был верный ход со стороны «кабельных сетей», позволяющий решить поставленную задачу. Единые требования привели к унификации технических решений, а значит, и к оптимизации обслуживания; жесткие — отсеяли «случайных» производителей. Остались только те, кто мог изготовить для «МКС» качественное и безопасное оборудование. Ими оказались лишь несколько производителей из почти двух сотен: «Стойэнергосервис», завод «МЭЛ» и ОЭНТ из Самары. В 2013 г. к этому списку присоединяется и завод «Мосэлектрощит» из ГК «МОСЭЛЕКТРО».

Решение

Релейный шкаф К-132

Рис. 1. Релейный шкаф К-132

При разработке ячеек для «МКС» в ГК «МОСЭЛЕКТРО» решили пойти эволюционным путем. То есть не создавать с нуля, а использовать свои лучшие решения, накопленные заводом «Мосэлектрощит» за более чем полувековую историю. В результате «МКС» был представлен специальный продукт — КРУ К-132 «Новатор» (рис. 1). В чем его принципиальные отличия от других?

Среди основных особенностей можно выделить следующие:

  • Работа шкафов (включение и отключение выключателя и заземляющего разъединителя, идентификация положения выкатного элемента и т. п.) обеспечивается при полном отсутствии оперативного тока.
  • Есть разгрузочные клапаны для каждого высоковольтного отсека, все высоковольтные отсеки разделены металлическими перегородками.
  • Имеется удобный доступ к болтовым соединениям, соединяющим шкафы между собой, с целью быстрой замены стоящего в ряду шкафа.
  • Ошиновка шкафов содержит только простые гибы для обеспечения ремонтопригодности и возможности изготовления отдельных шин по месту силами оперативно-ремонтного персонала «МКС».
  • Шкаф выполнен под различное количество и типы силовых кабелей.
  • Сборные шины размещены в верхней части шкафа, а линейный отсек под ними.
  • Трансформаторы тока размещены в нижней части кабельного отсека на выкатном основании для удобства обслуживания и замены.
  • Имеется возможность произвести заземление внешнего оборудования при закрытой двери кабельного отсека.
  • Есть механизм ручного включения выключателя при закрытой двери.
  • Все контакты переделаны под стандартные инструменты.
  • Шкаф может работать при предельно низких температурах.
  • C целью унификации используется индикатор высокого напряжения со съемной частью, уже применяющийся на объектах «МКС».
  • Разъем петли ТТНП с РШ перенесен на корпус и расположен над дверью кабельного отсека.
  • Развитая система блокировок, которая, по сути, является «защитой от непрофессионала» (по требованию «МКС» их должно быть не меньше 11, у ячейки от «Мосэлектрощита» их планируется 14).
  • Каждый элемент дверей, шторочного механизма, механизма подъема с указанием направления вращения имеет поясняющую табличку.
  • Есть кнопка аварийного отключения выключателя в рабочем положении при закрытой двери.

Все эти решения для КРУ К-132 «Новатор» отвечают жестким требованиям «МКС», прописанным в ТЗ. На данный момент ячейка была презентована главным инженерам компании, и сейчас ведутся небольшие доработки с учетом их пожеланий.

Результат

Благодаря своей технической политике в отношении электрощитового оборудования, сегодня «МКС» ассоциируется с унификацией и безопасностью. На каком бы предприятии ни собиралась ячейка, работа над ней ведется по единым схемам.

Унификация технических решений для КРУ позволила задействовать на объектах, по сути, типовое оборудование, что снизило издержки на его обслуживание и обучение персонала, в том числе и по срокам. Достаточно дня, чтобы обучить сотрудника обслуживанию новой ячейки, сделанной по заказу «МКС». К тому же его можно направить на любой объект кабельной сети, поскольку там будет то же самое оборудование. Отдельно стоит отметить, что поражение персонала техническим током на ее подстанциях самое низкое по стране. Большое количество блокировок фактически это исключили. Естественно, все это благотворно сказалось на надежности электроснабжения столицы.

Управление на расстоянии

«РусГидро» — один из крупнейших российских энергетических холдингов. Он является лидером в производстве энергии на базе возобновляемых источников, развивающей генерацию на основе энергии водных потоков, морских приливов, ветра и геотермальной энергии. В состав компании входит 19 филиалов в 17 регионах России, включающих 47 ГЭС и ГАЭС, а также две ГеоЭС (ДЗО ОАО «Геотерм») и мощности ОАО «РАО Энергетические системы Востока». Всего холдинг контролирует более 70 объектов возобновляемой энергетики. Среди них: крупнейшая в России Саяно-Шушенская ГЭС им. П. С. Непорожнего (6400 МВт), девять станций Волжско-Камского каскада общей установленной мощностью более 10150 МВт, первенец большой гидроэнергетики на Дальнем Востоке — Зейская ГЭС (1330 МВт), Бурейская ГЭС (2010 МВт) и др. Установленная мощность электростанций в составе «РусГидро» составляет 36,5 ГВт.

Причина

Авария на Саяно-Шушенской ГЭС 17 августа 2009 г. — индустриальная техногенная катастрофа, какой в мире еще не было на ГЭС. Она унесла жизни людей, отразилась на экологической обстановке р. Енисей, на социальной сфере и экономике Сибири. Естественно, после такой серьезной аварии о прежних требованиях к качеству и надежности фактически любого оборудования, задействованного на ней, можно было забыть.

Задача

После трагедии «РусГидро» скорректировала технические требования к КРУ на 6–35 кВ. Основными из них стали: высокая степень защиты ячейки (не менее IP54), обеспечивающая защиту от воды и других жидкостей в виде капель со всех направлений; введение дополнительных блокировок; возможность дистанционного контроля и обслуживания.

Решение

В случае с «РусГидро» ГК «МОС­ЭЛЕКТРО» также использовала накопленный предприятием опыт и наработки. После экспертизы пришли к выводу, что наиболее полно техническим требованиям к КРУ, предъявляемым холдингом, соответствует серия К-129 «Оптима» (рис. 2). Только ее пришлось глобально модернизировать.

Ячейки КРУ К-129

Рис. 2. Ячейки КРУ К-129 в цехе завода «Мосэлектрощит»

Обновленная модель К-129 отличается следующими техническими параметрами:

  • Все высоковольтные отсеки локализованы металлическими перегородками, клапаны разгрузки есть для каждого высоковольтного отсека, быстродействующая дуговая защита на основе волоконно-оптических датчиков — все это обеспечивает надежность работы и минимизацию ущерба, а абсолютно селективная дуговая защита — минимальные перерывы в электроснабжении.
  • Развитая система механических и электромагнитных блокировок послужили «системой защиты от непрофессионала» (появилось семь новых блокировок).
  • Работа с выключателем при закрытой двери обеспечивает безопасность обслуживания.
  • Развитая система мониторинга состояния оборудования: активная мнемосхема, индикаторы высокого напряжения, температурный и визуальный мониторинг.
  • Одно/двухстороннее обслуживание.
  • Установка современных микропроцессорных устройств с развитыми интерфейсами связи (температурный мониторинг в отсеках, визуальный мониторинг в кабельном отсеке (IR-камера) и пр.).
  • Степень защиты шкафов не менее IP54.
  • Уровень сейсмической стойкости — 9 баллов.
  • Наличие моторного привода заземлителя и выкатного элемента обеспечивают возможность дистанционного управления выключателем и заземлителем.

Конечно, это не все, а только основные технические требования (на самом деле их намного больше), которые реализованы в продукции для «РусГидро», но именно они отличают новый шкаф от стандартного.

В настоящее время еще ни одно предприятие не представило шкаф, отвечающий ТЗ «РусГидро». У «МОСЭЛЕКТРО» он находится на доработке, и до конца года компания намерена представить его холдингу.

Результат

Ячейка для «РусГидро» станет настоящим прорывом в «КРУ-строении». Это будет действительно «умный шкаф» с возможностью управления на расстоянии, аналогов ему не найдется ни на одном объекте энергетики России. Но не исключено, что именно за таким оборудованием будущее.

 

Марс Газизов, генеральный директор ЗАО «ЭРА Марин» (комплексный поставщик электрооборудования и услуг для судо- и кораблестроения)

Последние два десятка лет сильно упал уровень образования и квалификации обслуживающего персонала на подавляющем большинстве энергообъектов России. Все чаще и чаще происходят аварии разного уровня по вине людей. Это не только проблема электроэнергетики, но и промышленности в целом: сказывается практически полная ликвидация советской профессионально-технической системы подготовки кадров и практики наставничества молодых специалистов.

Но это те реалии, в которых приходится работать сегодня. Соответственно падению уровня квалификации персонала возрастают и требования к защитным системам оборудования, с которыми ему приходится работать. Основное требование — максимально возможно защитить оборудование от неправильных действий человека, минимизировать вероятность аварий и пострадавших из-за вмешательства «человеческого фактора». Реализация четырнадцати блокировок на ячейке КРУ — это очень сильный конструкторский прорыв, который позволяет обслуживать ячейку низкоквалифицированному персоналу без опасения, что он сделает что-нибудь не то, повернет не тот рычаг или нажмет не ту кнопку. С таким оборудованием можно работать уверенно и быть спокойным за энергообъект.

 

Валерий Кокин, представитель C&S Electric в России

Если вспомнить недавнюю историю, то авария на Саяно-Шушенской ГЭС имела серьезные экономические и социальные последствия для региона и для гидроэнергетики в целом, поэтому не удивительно, что в решении вопросов безопасности гидрообъектов «РусГидро» переходит на принципиально иной уровень. Это печальное событие стало толчком к тому, что сегодня речь идет уже не просто о надежном и качественном электрооборудовании для ГЭС. Мне думается, гидроэнергетики ждут от своих поставщиков современных, инновационных решений. В частности, по-настоящему «умных шкафов», которые отличает не просто высокая степень защиты, а возможность дистанционного контроля и обслуживания, чтобы в случае ряда внештатных ситуаций решить проблему удаленно, а также минимизация человеческого вмешательства в процесс распределения электроэнергии и снижение количества самого обслуживающего персонала.

Не исключено, что через некоторое время по такому пути пойдут и другие отрасли энергетики. И не обязательно для этого должно произойти нечто из ряда вон выходящее. Просто это требования времени: мы живем в XXI веке, оборудование на объектах модернизируется, и устаревшим унифицированным разработкам там может не найтись места.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *