что такое ретрофит в энергетике
Что такое ретрофит в энергетике
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
Реконструкция распределительных устройств (ретрофит)
Что такое ретрофит в энергетике? Это программа замены морально устаревших
или выработавших свой срок эксплуатации комплектных распределительных
устройств (КPУ) и камер сборных одностороннего обслуживания (КCO). Это
необходимо делать, чтобы повысить безопасность, надежность, повышение уровня
защиты оборудования.
Модули в КPУ и в КСО подразделяются на 4 кластера по степени
изнашиваемости в ходе эксплуатации:
Ремонт комплектных распределительных устройств обязаны проводить
специалисты, имеющие доступ к данному виду работ и соответствующую
квалификацию.
Ретрофит ячеек КPУ и КСО
Ретрофит ячеек, что это такое? Ретрофит ячеек KPУ – это замена выключателя
устаревшей конструкции вакуумным выключателем (серия BP), применяя комплекты
монтажных модулей. Ретрофит ячеек на 6 кв, ретрофит ячеек 10 кв таким методом
является наиболее предпочтительным в современных условиях.
Для защиты электрического оборудования от перенапряжения, которое может
возникнуть при коммутации вакуумным выключателем, устанавливают ограничитель
перенапряжения. Так продлевается срок эксплуатации техники.
Модернизация связана с установкой новых адаптационных комплектов. В их
состав включены:
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.
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.
Высоковольтный союз: программа Ретрофит
В странах СНГ в эксплуатации находится большое количество комплектных распределительных устройств (КРУ) 6‑10 кВ предыдущих лет выпуска, пригодных к эксплуатации, но укомплектованных устаревшими коммутационными аппаратами, ресурс которых исчерпан либо близок к завершению. Альтернативой строительству новых КРУ выступает программа Ретрофит – замена маломасляных и электромагнитных коммутационных аппаратов на современные вакуумные в уже существующих ячейках без замены самих ячеек.
Компания «Высоковольтный союз», объединившая ведущих производителей коммутационного и распределительного оборудования Украины и России – Ровенский завод высоковольтной аппаратуры и Нижнетуринский электроаппаратный завод – имеет в своем арсенале широкий выбор типовых решений по модернизации практически всех типов КРУ и КСО, применявшихся в странах бывшего СССР (см. таблицу). Взамен устаревших коммутационных аппаратов в распредустройства устанавливаются современные вакуумные выключатели серии ВР. Аппараты перекрывают весь спектр токовых нагрузок, имеют повышенный коммутационный ресурс, отличаются высокой надежностью, простотой и безопасностью и отлично зарекомендовали себя в эксплуатации на сотнях, а то и тысячах объектов в Украине, Беларуси, России, Казахстане и других странах СНГ.
Наиболее простой и удобный с точки зрения эксплуатационников путь – замена выключателя вместе с выкатным элементом. Фактически в этом случае вывода КРУ из эксплуатации не происходит. Вся операция замены сводится к выкатыванию старой тележки выкатного элемента и вкатыванию новой. Все существующие блокировки сохраняются, существует возможность введения дополнительных защит и блокировок. Добавляется возможность ручного оперативного выключения с помощью рычага ручного выключения и возможность аварийного выключения при отсутствии напряжения в цепях оперативного тока.
Данное решение часто применяется для модернизации КРУ общепромышленного применения, в т. ч распространенных КРУ типа КРУ-2‑10, КМ1, вводных шкафов, большинства КРУ зарубежного производства и пр. Для замены выключателей ВЭМ-6, ВММ-10 и подобных в ячейках типа К-Х, К-34 и др., используемых в электрогенерации, «Высоковольтный союз» производит современные вакуумные выключатели типа ВР6К, ВР6В, изначально конструктивно выполненные в виде выкатных элементов.
В ряде случаев более целесообразным и экономически обоснованным может быть замена не всего выкатного элемента, а только выключателя с элементами блокировок, управления, защиты и т. п. По этой схеме работы на старой тележке монтируется монтажный модуль Ретрофит, который включает в себя сам выключатель, необходимые блокировки и защиты, часть из которых монтируется на металлическом каркасе модуля, а другая – входит в состав блока управления выключателем, средства релейной защиты, которые эквивалентны любой из схем демонтируемого выключателя, ограничители перенапряжений и набор крепежа. Габаритные, монтажные и присоединительные размеры модуля полностью отвечают размерам демонтируемых выключателей. Квалифицированный персонал проводит реконструкцию без сварочных работ, при этом время вывода КРУ из эксплуатации не превышает нескольких часов.
Универсальные модули применяются для замены устаревших масляных и электромагнитных выключателей в большинстве типов КСО, КРУ общепромышленного применения, вводных шкафов, а также для замены выключателей типа ВЭ-6, ВЭ-10 в ячейках типа КЭ-10, КЭ-6 и подобных.
Наиболее дешевый, но и наиболее трудоемкий путь модернизации КРУ и КСО – это использование т. н. комплекта монтажных частей Ретрофит. Комплект состоит из набора опорных и монтажных креплений, токопроводящих шин, опорных изоляторов, жгутов с соответствующей маркировкой, ОПНов и, собственно, самого выключателя. При реконструкции с помощью монтажных комплектов монтажникам на месте реконструкции нужно выполнить определенный объем работ: сборку, установку и крепление в КРУ или КСО монтажной рамы, монтаж на ней выключателя, подсоединение тяг, вывод жгутов, выгибание и монтаж токопроводящих шин и т. п. Обычно работа не требует сварки, а лишь высверливания дополнительных отверстий для креплений и монтажа.
Реконструкция с помощью универсального монтажного комплекта имеет очевидные преимущества в случаях проведения работ на объектах, отдаленных от сервисных центров производителей. Реконструируются таким образом большинство серий КРУ общепромышленного применения, камеры КСО и бетонные ячейки.
Ныне «Высоковольтный союз», помимо развития сети собственных сервисных центров, сотрудничает со многими монтажными организациями, осуществляющими модернизацию КРУ и КСО с помощью оборудования, производимого в Ровно и в Нижней Туре. Кроме того, учитывая значительные объемы работ по модернизации электрохозяйства в постсоветских государствах, «Высоковольтный союз» проводит обучение и сертификацию специалистов по выполнению таких работ, проводит также показательные реконструкции и обучение персонала на объекте заказчика.