Распределительное устройство с элегазовой изоляцией:
- "Распределительное устройство в металлическом кожухе, заполненном, хотя бы частично, не воздухом, а изолирующим газом при атмосферном давлении" (стандарт IEC 60050 (441))
Преимущества КРУЭ
Небольшие габариты:
- Могут быть установлены ближе к потребителю
- Замена / расширение в пределах существующих границ подстанции
- Простота обследования, возможность размещения в здании подходящего стиля
Стойкость к загрязнению:
- Малое количество открытых изоляторов
- Могут располагаться в открытых прибрежных районах или вблизи от источников промышленного загрязнения окружающей среды
Основная изоляция подстанции
Политика разумной электрической сети:
- "Открытые распределительные устройства с воздушной изоляцией будут использоваться при загрязненности класса III (или меньше), за исключением тех случаев, когда другие элементы этой политики являются приоритетными".
- "Подстанции с комплектными распределительными устройствами с элегазовой изоляцией (КРУЭ) будут применяться лишь там, где жизненные условия (такие, как загрязнение, ограниченное пространство или всеобщее обозрение) исключают использование открытого терминального оборудования и выполняются условия настоящей политики".
Почему внедряются подстанции с КРУЭ?
Ранее существовали только подстанции с воздушной изоляцией.
Однако при этом возникал ряд трудностей
- Загрязнение при размещении в промышленной или прибрежной зоне
- Недостаток места при постройке новых или расширении старых подстанций (например, внутри города)
- Предлагаемые законы для национальных парков, заповедников и зеленых поясов разрешат строительство подстанций с воздушной изоляцией только при отсутствии очевидных альтернатив.
Сопоставление КРУЭ и ОРУ (открытое распределительное устройство)
Проектировщики КРУЭ должны принимать во внимание следующее:
- При расширении необходимо использовать однотипное оборудование либо специальные согласующие устройства
- Учитывать возможность будущего расширения
- Зависимость изоляционных свойств газа от его плотности
- Наличие соседних цепей
- Обеспечение безопасности работ по соседству с газом, находящимся под давлением
- Выделение газа из газовой среды КРУЭ
Технические характеристики подстанции:
- "Конструкция подстанции должна обеспечивать возможность установки, расширения, эксплуатации и технического обслуживания (профилактику и регулировку) при помощи отключения лишь одной цепи (для любой цепи, требующей вмешательства) и одной секции шин одновременно."
Примеры конструкций КРУЭ
Вариант КРУЭ Сименс
- Дугогасительная камера выключателя
- Пружинный механизм с накопленной энергией
- Шинный разъединитель I
- Токоведущая шина I
- Шинный разъединитель II
- Токоведущая шина II
- Разъединитель выходного фидера
- Заземляющий переключатель
- Заземляющий переключатель
- Подтверждающий заземляющий переключатель (высокоскоростной)
- Трансформатор тока
- Трансформатор напряжения
- Уплотнительный конец кабеля
- Шкаф управления выключателя
- Шкаф управления по месту
Вариант КРУЭ Альстом
- Заземляющий разъединитель
- Шинный разъединитель
- Выключатель цепи
- Рабочий пружинный привод
- Трансформатор тока
- Разъединитель фидера
- Расшивка экрана кабеля
- Трансформатор напряжения
Вариант КРУЭ АББ
- Выключатель
- Рабочий привод (выключателя)
- Трансформатор тока
- Разъединитель
- Исполнительный заземлитель
- Быстродействующий заземлитель
- Трансформатор напряжения
- Втулка
Газовые отсеки и секционирование
- Первоначально компания закупала оборудование от отечественно производственной базы
- Конструкция КРУЭ включает разъединители отдельных шин в изолированных газовых отсеках для основной и резервной токоведущих шин
- Длинные газовые отсеки токоведущих шин
Разъединитель токоведущей шины внутри отдельного газового отсека
- С начала 1990-х сеть снабжается из мировой производственной базы
- Большинство европейских КРУЭ уже содержат разъединители отдельных шин в газовых отсеках основной и резервной токоведущей шины
Разъединитель токоведущей шины внутри общего газового отсека (на примере ABB ELK-3)
Разъединитель токоведущей шины внутри общего газового отсека (на примере Areva T155)
Общее (типовое) техническое обслуживание КРУЭ
- Общее состояние оборудования, вспомогательные структуры, присоединение заземлений
- Уровень давления и плотности газа, тенденции
- Качество газа (HF/SO2, O2, H2O)
- Калибровка давления и плотности газа
- Установка и эксплуатация сигнализации
Разъединители и заземлители
- Эксплуатация нагревателя привода
- Число операций
- Опытная эксплуатация
- Время эксплуатации двигателя и ток
- Работа индикаторных приборов
- Состояние вспомогательных переключателей, проводки и соединений
- Состояние и взаимодействие механизмов, смазка
Работа высоковольтных выключателей
- Количество операций
- Опытная эксплуатация
- Регистрация времени работы
- Проверка привода в зависимости от типа (пружинный/гидравлический/пневматический)
Опыт эксплуатации КРУЭ
CIGRE WG 23.02, "Доклад на втором международном семинаре по опытной эксплуатации высоковольтных подстанций с элегазовой изоляцией (КРУЭ)", Ref. 150, Февраль 2000
Крупные аварии КРУЭ на 300-500 кВ выявленные после 01/01/1985:
2.58 на 100 выключателей в год
Крупная авария – неисправность основного компонента или элемента КРУЭ, нарушающая одну или более из его основных функций.
ПРИМЕЧАНИЕ: Крупная авария проявляется в немедленном изменении рабочего состояния системы, например, защитное оборудование требует устранения неисправности или обязательного отключения на 30 минут для проведения внепланового технического обслуживания.
Частота крупных аварий = Количество крупных аварий /Суммарное количество ячеек выключателей x число лет эксплуатации
Основные компоненты, задействованные в авариях, 300-500 кВ
Выключатель или переключатель
27.3%
Разъединитель
20.5%
Заземлитель
0.6%
Трансформатор тока
1.9%
Трансформатор напряжения
4.3%
Токоведущие шины
6.2%
Шинопроводы и соединительные части
24.2%
Высоковольтный ввод SF6/воздух
9.3%
Кабельный шкаф
0.6%
Интерфейс трансформатора
2.5%
Перенапряжения
1.9%
Другое
0.6%
Классификация симптомов, 300-500 кВ
Пробой между полюсами
1.9%
Пробой между открытыми полюсами
1.9%
Пробой на землю, твердая изоляция
25.8%
Пробой на землю, газовая изоляция
36.5%
Неисправность отключения по команде
13.2%
Неисправность по току
-
Потеря механических свойств
0.6%
Потеря элегаза
4.4%
Отказ устройства для сброса давления
-
Пробой корпуса
1.3%
Частичный разряд
1.9%
Блокировка в отключенном или включенном положении
2.5%
Другое
10.0%
CIGRE WG A3.06 провел исследование надежности высоковольтного оборудования
Исследование включало высоковольтные выключатели, разъединители, заземлители, трансформаторы и другое оборудование КРУЭ и ОРУ.
