На главную

Статьи, публикации, архив номеров  

«     2018     2017  |   2016  |   2015  |   2014  |   2013  |   2012  |   2011  |   2010  |   2009  |   2008  |   »
«     Январь  |   Февраль  |   Март  |   Апрель  |   Май  |   Июнь  |   Июль  |   Август  |   Сентябрь  |   Октябрь  |   Ноябрь  |   Декабрь     »

Технологии

01.03.2010 Современные силовые выключатели напряжением 6–330 кВ

 

Современные силовые выключатели напряжением 6–330 кВ

 

Одним из наиболее ответственных элементов электроустановок являются коммутационные аппараты. Они играют особую роль в надежности электроснабжения потребителей, так как установлены в системах электропитания.

В настоящее время перед энергетиками страны остро стоит задача технического перевооружения парка коммутационного оборудования. Поскольку электротехнические отключающие аппараты в электрических сетях Белорусской энергосистемы были в основном установлены в 60–80-х гг. прошлого столетия, в период бурного развития промышленности республики, то, естественно, за прошедшие 35–45 лет они устарели морально и физически.

 

Известно, что от характеристик ком­мутационных аппаратов зависит оперативность отключения мест коротких замыканий, поврежденного оборудования, надежность электроснабжения объекта, района. Из-за частых отключений и включений они изнашиваются значительно быстрее, чем другое электротехническое оборудование (силовые и измерительные трансформаторы, разрядники, высоковольтная аппаратура связи, сборные шины и т. д.). Поэтому при реконструкции подстанций замена коммутационных аппаратов производится в первую очередь.

С целью повышения надежности коммутационых аппаратов, сокращения эксплуатационных расходов, предотвращения взрывов и пожаров на подстанциях при их реконструкции и новом строительстве в РУП «Гродноэнерго» начиная с середины 90-х гг. прошлого столетия стали широко применять современные силовые выключатели 6–330 кВ.

В табл. 1 приведены данные по выключателям 10 кВ, установленным в электросетях Гродненской энергосистемы на 1 января 2009 г.

 

Таблица 1

Выключатели 10 кВ, установленные в РУП «Гродноэнерго» на 01.01.2009 г.

Наименование оборудования

Всего установлено

Электросети

ГЭС

ВЭС

ЛЭС

ОЭС

Маломасляные выключатели 10 кВ, компл.

1 860

591

419

398

452

Вакуумные выключатели 10 кВ, компл.

908

302

251

241

144

Всего выключателей 10 кВ, компл.

2 768

893

670

639

566

 

Из табл. 1 видно, что в электросетях Гродненской области установлено 2 768 выключателей напряжением 10 кВ, в том числе 1 860 (67  %) – маломасляных и 908 (33  %) – вакуумных.

Данные по выключателям 6–10 кВ, установленым на энергоисточниках области, приведены в табл. 2.

 

Таблица 2

Выключатели 6–10 кВ, установленные на энергоисточниках РУП «Гродноэнерго» на 01.01.2009 г.

Наименование оборудования

Всего установлено

Энергоисточники

ТЭЦ-2

ЛТС

ГТС

Маломасляные выключатели 6–10 кВ, компл.

150

97

7

46

Вакуумные выключатели 6–10 кВ, компл.

105

62

37

6

Всего выключателей 6–10 кВ, компл.

255

159

44

52

 

Из табл. 2 можно сделать вывод, что на источниках энергии современные вакуумные выключатели составляют большой процент (41  %) к общему количеству выключателей, установленных на электростанциях и в котельных.

В целом по Гродненской энергосистеме вакуумные выключатели на 1 января 2009 г. составляли 33,5  % от общего количества установленных выключателей 6–10 кВ. Надо отметить, что это хороший показатель.

Какие же преимущества вакуумных выключателей (ВВ) перед масляными?

Вакуумный выключатель обеспечивает наиболее простой и надежный способ гашения электрической дуги. Выключатели 10 кВ имеют зазор между контактами 4 мм (соответственно, и ход подвижной части). При таких малых размерах легко достигаются высокие скорости срабатывания и значительно упрощаются требования к приводу.

Основными преимуществами вакуумных выключателей по отношению к маломасляным являются:

– высокая надежность благодаря пониженным усилиям оперирования выключателем;

– пожаро- и взрывобезопасность;

– применение простых и не требующих мощных источников питания приводов;

– высокая заводская готовность, простой и быстрый монтаж;

– высокий механический и коммутационный ресурс, обеспечивающий 20-летний и более межремонтный период;

– отключение емкостных токов без повторных пробоев;

– низкий уровень шума при срабатывании;

– отсутствие необходимости в техническом обслуживании и ремонтах при нормальных условиях эксплуатации.

Кроме снижения затрат на ремонт выключателей сокращается расход электроэнергии на собственные нужды: не требуется обогрев приводов вакуумных выключателей.

К недостаткам ВВ 10 кВ следует отнести следующее. При гашении дуги в зависимости от тока за счет высокой скорости восстановления электрической прочности вакуума и магнитного дутья после прохождения тока через 0 быстрое гашение дуги (10 мкс) приводит к перенапряжениям на нагрузке. Они зависят от емкости и индуктивности и могут достигать (6–8) Uном, что является опасным для вращающих машин. Поэтому ВВ 10 кВ, как правило, не устанавливаются на фидерах, где имеются вращающие машины.

В табл. 3 приведены данные по внедрению ВВ 6–10 кВ в Гродненской энергосистеме.

 

Таблица 3

Внедрение вакуумных выключателей 6–10 кВ в РУП «Гродноэнерго»

Годы

1993

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

Компл.

1

2

26

13

22

88

38

86

54

84

76

155

153

102

116

 

Из табл. 3 видно, что первые вакуумные выключатели на Гродненщине начали внедряться в 1993–1995 гг., а начиная с 1999 г. они внедряются массово.

Следует отметить, что ВВ 10 кВ первоначально устанавливались на подстанциях, к которым подключены наиболее ответственные (1 и 2 категории) потребители, а также там, где маломасляные выключатели имеют большой износ, т. е. отработали свой нормативный срок.

В энергосистеме установлены вакуумные выключатели различных заводов-изготовителей (табл. 4).

 

Таблица 4

Заводы-изготовители вакуумных выключателей, установленных в РУП «Гродноэнерго»

Завод-изготовитель

Страна

Основные типы выключателей

«Таврида-электрик»

Украина

ВВ/TEL-10/1000

НПП «Контакт»

Россия

ВБМ-10

Ровенский завод высоковольтной аппаратуры

Украина

ВРО-10

ОАО «ЭЛКО»

Россия

ВБЧС-10, ВБПС-10, ВВТЭ-10, ВВЭМ-10, ВБПЭ-10, ВВЭ-10

ABB

Швеция

VD-4M

SIEMENS

Германия

3АН-5

HEAG

Китай

VS-1

 

В Гродненской энергосистеме установлено максимальное количество ВВ 10 кВ производства «Таврида-электрик» (34,7  %) и ОАО «ЭЛКО» (33,2  %). Остальных заводов-изготовителей – от 1,58  % (SIEMENS) и 4,4  % (АВВ).

Многолетий опыт эксплуатации вакуумных выключателей 6–10 кВ производства «Таврида-электрик», «ЭЛКО» и НПП «Контакт», установленных в электросетях и на генерирующих источниках Гродненской энергосистемы, показал, что они обладают достаточно высокой надежностью.

Однако следует отметить, что при высоковольтных испытаниях перед вводом вакуумных выключателей в эксплуатацию имели место случаи, когда испытаний не выдерживали дугогасящие камеры выключателей ВБСК-10-20-1000 (2 шт.) производства ОАО «ЭЛКО», ВБМ-10-20-630 (1 шт.) производства НПП «Контакт», что составляет от 0,5 до 0,6  % от количества выключателей этих фирм, установленных в Гродненской энергосистеме.

К сожалению, были два случая (по одному с выключателями ВБМ-10-20-630 и ВБСК-10-20-1000), когда выключатели не справились с отключением токов короткого замыкания: при осмотре была выявлена разгерметизация дугогасительных камер.

Что касается выключателей марки ЗАН-5, VD-4, VS-1, то из-за малого времени эксплуатации (от 1 до 3 лет) какие-либо выводы по их надежности сделать сложно. Надеемся, что они изготовлены качественно и, соответственно, надежно.

Анализ стоимости ВВ 6–10 кВ показал, что цены в основном одинаковые: максимальная цена отличается от минимальной на 5,5  %. Правда, наиболее дорогими являются выключатели «Высоковольтного союза» – разница в цене до 15  %.

В заключение следует отметить, что для повышения качества эксплуатации и профессионального уровня персонала на энергообъектах целесообразно устанавливать однотипное оборудование. Наличие однотипного оборудования также позволит уменьшить затраты на аварийный резерв. Однако при производстве закупок современных выключателей это не всегда учитывается. Основным критерием для приобретения оборудования является его цена, а не технические характеристики и механическая износостойкость.

Кстати, именно механическая износостойкость (число циклов «включения – отключения») силовых выключателей (табл. 5) говорит об экономичности замены маломасляных выключателей на вакуумные.

 

Таблица 5

Механическая износостойкость силовых выключателей

Выключатели

Uном, кВ

Iном, А

Iоткл ном, кА

Механическая износостойкость (число циклов «включения – отключения»)

Вакуумные

10; 35

630–2 500

10; 12,5; 20; 31,5

2•104–6•104

Маломасляные

10

630–1 600

20; 31,5

2 000–2 500

 

Элегазовые выключатели напряжением 110–330 кВ (ЭГВ) начали применяться в Гродненской энергосистеме с 1995 г. Первоначально они устанавливались на подстанциях, питающих ответственных потребителей, таких как гиганты химической промышленности Гродненщины: ОАО «Гродно Азот» и ОАО «Гродно Химволокно». Это связано с тем, что короткие замыкания, возникающие в электрических сетях, вызывали кратковременные посадки напряжения с последующим нарушением технологических процессов на химпредприятиях.

ЭГВ имеют следующие преимущества перед другими типами выключателей класса напряжения 110 кВ и выше, прежде всего, по сравнению с масляными и воздушными:

•просты по конструкции и в эксплуатации: требуют только контроля за давлением элегаза и состоянием внешней изоляции;

•взрыво- и пожаробезопасны;

•имеют хорошие скоростные характеристики, которые позволяют в несколько раз сократить время отключения токов короткого замыкания;

•первый текущий ремонт проводится через 10 лет;

•не требуют громоздкого и сложного в эксплуатации компрессорного хозяйства для работы воздушных выключателей, большого количества трансформаторного масла для масляных выключателей (МКП-110М, У-220 и др.).

В настоящее время в энергосистеме на всех новых объектах 110 кВ и выше устанавливаются только ЭГВ. Они зарекомендовали себя как наиболее надежные современные коммутационные аппараты: за 15 лет эксплуатации в электросетях не было ни одного отказа в их работе. Кроме повышения надежности электроснабжения потребителей внедрение ЭГВ позволяет резко снизить потребление электроэнергии на собственные нужды, поскольку значительно сокращено время работы мощных компрессорных установок.

В последние несколько лет в Гродненской энергосистеме начали массово производить замену морально и физически устаревших конструкций воздушных и многообъемных масляных выключателей 110 кВ и выше на ЭГВ.

Только в 2007 г. в электросетях области было установлено 32 ЭГВ 110 кВ. Ими было заменено 11 воздушных выключателей типа ВВН 110 кВ на ПС 330/110 кВ «Гродно» и 10 масляных баковых выключателей типа МКП 110 кВ на ПС 330 кВ «Россь». Всего за 2007–2009 гг. в электросетях РУП «Гродноэнерго» введено в эксплуатацию 46 ЭГВ 110 кВ.

На начало текущего года в энергосистеме было установлено 114 ЭГВ, в том числе 10 ЭГВ 330 кВ. При этом ЭГВ 330 кВ составляют 55  %, а ЭГВ 110 кВ – 46  % от общего количества установки выключателей этих классов.

В табл. 6 приведены типы ЭГВ 110 кВ, находящиеся в эксплуатации в Гродненской энергосистеме.

 

Таблица 6

Типы ЭГВ 110 кВ, находящихся в эксплуатации в РУП «Гродноэнерго»

Тип выключателя

Изготовитель

Начало внедрения, год

EDF SU2-1

ZWAR (Польша)

1995

LTB-145

ABB (Швеция)

1996

S1-123

AEG (Германия)

1997

3АР-FG-145

SIEMENS (Германия)

1999

ВГТ-110П-40/2500У

«Уралтяжмаш» (РФ)

2005

 

Следует отметить, что наибольшее распространение в энергосистеме получили выключатели типа LTB-145 (ABB, Швеция), 3AP1-FG-145 (SIEMENS, Германия).

ЭГВ 330 кВ впервые в области начали внедряться в 1997 г.: на ПС 330 кВ «Сморгонь» были введены в эксплуатацию три выключателя фирмы AEG (Германия) типа S2 420 кВ.

В табл. 7 приведены данные по ЭГВ 330–420 кВ, которые установлены на объектах РУП «Гродноэнерго».

 

Таблица 7

ЭГВ 300–420 кВ, установленные в РУП «Гродноэнерго»

Тип выключателя

Изготовитель

Год начала установки

S2-420

AEG (Германия)

1997

FXT-16

Alstom (Франция)

2004

3AP-F1-362

SIEMENS (Германия)

2001

 

Что касается ЭГВ 330–420 кВ, то первоначально отмечались частые сбои в работе выключателей типа S2 420 кВ. Основной причиной этих сбоев были приводы. К работе других типов выключателей данного класса замечаний и претензий не было.

Необходимо отметить, что отключать короткие замыкания элегазовым выключателям приходится не так часто, что характеризирует надежность сети 110–330 кВ областной энергосистемы. Так, за весь период эксплуатации короткие замыкания отключали: ЭГВ 330 (420) кВ – 28 раз; ЭГВ 110 кВ – 42 раза, причем один ЭГВ 330 кВ отключил 15 КЗ и один ЭГВ – 12 КЗ.

Однако следует обратить внимание на то, что в процессе эксплуатации были выявлены дефекты фаз ЭГВ 110 кВ типа 3AP1-FG-145 (SIEMENS, Германия) в гарантийный период: 5 фаз на ПС 330 кВ «Гродно» и 4 фазы – на ПС 330 кВ «Россь». Дефекты были устранены в рабочем порядке, аварийных отключений не было.

В табл. 8 представлена динамика внедрения ЭГВ в Гродненской энергосистеме.

 

Таблица 8

Внедрение ЭГВ в РУП «Гродноэнерго»

Выключатели

Годы

1995–2000

2001–2005

2006–2010

ЭГВ 110–330 В, шт.

38

24

52

 

Из табл. 8 видно, что за последние пять лет в энергосистеме начали массово внедрять ЭГВ.

 

Выводы

 

1. Вакуумные выключатели 6–10 кВ и ЭГВ 110–330 кВ – одни из наиболее простых при монтаже и в эксплуатации, а также надежных современных силовых выключателей.

2. Данные вакуумные выключатели целесообразно в первую очередь устанавливать на энергообъектах, питающих ответственных потребителей (1 и 2 категории), а также там, где выключатели отработали свой нормативный срок, морально и физически устарели.

3. Для улучшения эксплуатации, повышения профессионального уровня персонала, уменьшения затрат на аварийный запас на энергообъектах целесообразно устанавливать однотипные выключатели.

4. При закупках силовых современных выключателей следует учитывать не только цену, но также технические характеристики и механическую износостойкость.

5. Учитывая большую стоимость современных коммутационных аппаратов, необходимо постоянно повышать квалификацию эксплуатационного, в первую очередь оперативного, персонала в части обслуживания и контроля состояния ЭГВ.

 

 

Александр ДОРОФЕЙЧИК, ведущий инженер ПСДТУ РУП «Гродноэнерго»

 

Контакты

Беларусь: 220121, г. Минск
а/я 72
Тел.: +375 (17) 385-94-44,
385-96-66

Факс: +375 (17) 392-33-33
Gsm: +375 (29) 385-96-66 (Vel)

Е-mail: energopress@energetika.by
E-mail отдела рекламы:
reklama@energetika.by

© ОДО Энергопресс, 2003—2009. Все права защищены.
Мониторинг состояния сайта
Создание сайта Атлант Телеком