КРУЭ. Часть 1. Общие сведения
КРУЭ используется на объектах электроэнергетики уже более 30 лет, но наибольшее распространение в России оно получило только в последние годы. Можно сказать, что применение КРУЭ на подстанциях, размещаемых в пределах городской застройки, является сегодня стандартным решением. Оно позволяет выполнить подстанцию в минимальных габаритах, особенно в случае применения кабельных линий, что диктуется требованиями СП 42.13330.2016, п.12.23 — 12.25). С КРУЭ подстанцию удобно вписать в существующую застройку, снизить площадь отводимого земельного участка под объект (экономия площади от 30% до 55% в сравнении с закрытыми распредустройствами и почти в 4 раза в сравнении с открытыми). В некоторых случаях применение КРУЭ является единственным вариантом, позволяющим вписать подстанцию в сложившуюся городскую планировку территории. Также применение КРУЭ позволяет повысить надежность и снизить затраты на эксплуатацию объекта. В целом сплошные плюсы, за исключением, пожалуй, только первоначальных капиталовложений
КРУЭ. Расшифровка
КРУЭ — комплектное распределительное устройство с элегазовой изоляцией
Назначение КРУЭ
КРУЭ предназначено для приема, распределения и передачи электрической энергии
Типы КРУЭ
КРУЭ можно классифицировать по следующим критериям:
- по области применения:
- внутренней установки (КРУЭ)*
- наружной установки (КРУЭН, подробнее см. статью)**
*Практически все производители указывают на возможность применения КРУЭ на открытом воздухе, но следует учитывать климатические особенности района и требования производителей по размещения объекта.
**КРУЭН является особым видом оборудования и ему посвящена отдельная статья на нашем ресурсе.-
- по способу изоляции:
- пофазно-изолированное (каждая фаза элемента находится в своей оболочке)
- трехфазное (все три фазы элемента размещаются в единой оболочке)*
*трехфазное КРУЭ является самым малогабаритным.
- по компоновке (неофициальная классификация):
- вертикально-ориентированное*
- горизонтально-ориентированное**
*вертикально-ориентированное КРУЭ занимает минимальную площадь по основанию, но является достаточно высоким (оптимально применять при отсутствии ограничений по высоте и наличии ограничений по площади помещения);
*горизонтально-ориентированное КРУЭ является низким, но вытянутым по горизонтали (оптимально применять при наличии ограничений по высоте помещений)- по типу исполнения выводов (могут быть комбинированные варианты):
- с воздушными выводами (элегазовый токопровод выходит из ячейки и заканчивается проходными изоляторами, выводами или бушингом с полимерной или фарфоровой изоляцией)
- с кабельными выводами (КРУЭ с кабельной муфтой втычного исполнения, разъем «мама» в КРУЭ, разъем «папа» на кабеле)
- с элегазовыми выводами (элегазовый токопровод выходит из ячейки и подключается непосредственно к тому или иному оборудованию, например, силовому трансформатору).
Устройство КРУЭ
КРУЭ представляет собой совокупность связанных между собой в единое устройство нескольких металлических специализированных отсеков (камер), внутри которых размещается электрооборудование, токоведущие шины, а также контрольные датчики.
Можно сравнить это оборудование с конструктором LEGO. Элементы (отсеки) КРУЭ набираются в определенной последовательности в зависимости от поставленной задачи, например, для создания ячейки отходящей линии, ячейки секционного выключателя или любой другой функциональной ячейки.
Отсеки ячеек КРУЭ заполняются специальным газом под названием элегаз (SF6). Там он находится под давлением, что обеспечивает высокую изоляционную прочность оборудования. Благодаря этому распределительные устройства по технологии КРУЭ занимают намного меньше места по сравнению с отдельностоящим оборудованием, выполненным по традиционным технологиям в виде ОРУ или ЗРУ.
Наибольший эффект по компактности достигается при применении КРУЭ с кабельными вводами.
Как было сказано выше, при производстве КРУЭ применяется принцип модульности, т. е. из отдельных отсеков (модулей или блоков) можно собрать распределительное устройство по необходимой электрической схеме и с учетом необходимых компоновочных решений. Например, заниженное и вытянутое по горизонтали (если есть ограничения по высоте помещения) или вытянутое в высоту и минимальное по занимаемой зоне (если есть ограничения по площади размещения).
Конструкция КРУЭ
Конструкцию КРУЭ разберем на примере КРУЭ российского производителя ЗАО «ЗЭТО» и его оборудования ЯТЭ-110.
КРУЭ является полностью изолированным оборудованием и прикосновение к нему безопасно (корпус заземлен).
Ячейка КРУЭ типа ЯТЭ-110 представляет собой комплекс модулей: выключателей, совмещенных разъединителей-заземлителей, быстро действующего заземлителя, трансформаторов тока, соединительных элементов, вводов кабельных или воздушных, токопроводов и др., помещенных в металлическую оболочку, заполненную шестифтористой серой.
ЯТЭ-110 является КРУЭ пофазно-изолированным и вертикально-ориентированным. Габаритные размеры ЯТЭ-110 с кабельным выводом представлены на рис.2.
Как видим, по площади одна ячейка ЯТЭ-110 кВ занимает 1,6х1,7 м (2,77 м 2 ).
Обоснование применения КРУЭ
Производителей, выпускающих данный вид оборудования, постепенно становится все больше (в том числе и в России), конкуренция возрастает, а производство оптимизируется. Кроме того, действующие нормативные документы в области градостроительства (СП 42.13330.2016, п.12.23 — 12.25) и нормы технологического проектирования подстанций (СТО 56947007-29.240.10.248-2017, п.16.1.2) требуют, что бы на территории городов (на селитебной территории) высоковольтные подстанции предусматривались закрытого типа с подключением ЛЭП кабельного исполнения. Т.е. надо понимать, что на базе традиционных решений не всегда получится скомпоновать подстанцию и вписать ее в проектируемую или существующую планировку территории. А учитывая сложности с выделением земельных участков под строительство подстанций в городах, применение КРУЭ может стать единственным вариантом для возможности размещения объекта.
Применение КРУЭ должно быть обосновано также и экономически.
Для этих целей ПАО «ФСК ЕЭС» выпустило стандарт организации СТО 56947007-29.240.35.146-2013 «Правила проведения расчетов затрат на строительство подстанций с применением КРУЭ», с которым можно ознакомиться на официальном сайте компании.
Заключение
КРУЭ является высокотехнологичным оборудованием.
При его применении требуется учитывать многое:
- требования к помещениям:
- габариты проходов вдоль оборудования;
- габариты от оборудования до ограждающих конструкций и перекрытий, до кран-балок и т.д.);
- требования к полу в помещении;
Эти и другие вопросы (в том числе технические характеристики КРУЭ разных производителей) рассмотрим в следующих статьях.
КРУЭ. Часть 2. Требования к зданиям и помещениям КРУЭ
Сегодня на подстанциях, размещаемых в пределах городской застройки, применение КРУЭ является стандартным решением. Рассмотрим требования, предъявляемые нормативными документами к зданиям и помещениям для размещения КРУЭ
Оглавление
1. КРУЭ. Расшифровка
КРУЭ — комплектное распределительное устройство с элегазовой изоляцией
2. Общие требования к зданиям КРУЭ
Проектирование зданий для КРУЭ должно основываться на нормативных документах, определяющих требования к удобству и безопасности обслуживания электрооборудования, а также пожарную безопасность помещений – ПУЭ (раздел 4), ГОСТ Р 50571-4-44, СНиП 21-01, ПБ 10-382-00 [4, п.9.1.2].
Здания КРУЭ рекомендуется размещать отдельно от трансформаторов (Т) и автотрансформаторов (АТ), установленных в камерах закрытого типа [3, п.19.6.6].
При отсутствии возможности размещения КРУЭ в отдельном от Т и АТ здании требуется предусматривать противопожарные перекрытия 1-го типа выше кровли не менее чем на 30 см между камерами Т (АТ) и другими помещениями здания КРУЭ [3, п.19.6.6].
Устройство маслосборника силовых масляных трансформаторов, необходимо предусматривать за пределами здания на ПС, оснащенных КРУЭ [5, п. 22.3.1].
В случае рассмотрения варианта установки КРУЭ в блок-контейнерах рекомендуется проработать вопрос о ремонтопригодности КРУЭ без полного погашения подстанции.
3. Требования к компоновке оборудования КРУЭ
Компоновка элегазового РУ должна быть, как правило, симметричной, то есть, все три фазы одной ячейки должны располагаться рядом друг с другом, предусматривать возможность расширения КРУЭ в обе стороны до двух ячеек, если заданием на проектирование не предусмотрено иное [3, п.16.20.6].
Конструкция и газовая схема КРУЭ должна предусматривать вывод в ремонт любого газового объема без полного отключения КРУЭ [5, п.6.3.2].
Необходимо обеспечить расположение приводов и выключателей КРУЭ с учётом свободного доступа для их обслуживания [5, п. 6.3.2]
Следует комплектовать КРУЭ стационарными, передвижными площадками обслуживания заводского производства для контроля положения аппаратов через «смотровые окошки», для операций с разъединителями, ЗН вручную, для подпитки объёмов элегазом на высоте [5, п. 6.3.2].
В целях безопасного обслуживания элегазового оборудования КРУЭ классом напряжения 220 кВ и выше должны быть оборудованы стационарными площадками обслуживания [4, п.10.2].
Должно предусматривать возможность доступа обслуживающего персонала ко всем конструктивным элементам, подлежащим техническому обслуживанию (в т.ч. должны предусматриваться передвижные либо стационарные площадки обслуживания) [5, п. 6.3.2].
При компоновке КРУЭ в ЗРУ должны предусматриваться площадки обслуживания на разных уровнях в случае, если они не поставляются заводом-изготовителем [1, п. 4.2.84]
Для размещения высоковольтной испытательной установки, производства демонтажных и технологических работ на оборудовании в зале КРУЭ должна быть предусмотрена площадка [3, п.16.20.7].
В зале КРУЭ должны быть предусмотрены монтажно-ремонтная площадка и место для размещения сервисной аппаратуры [3, п.20.14].
4. Требования к залам КРУЭ
Объёмы помещений должны быть рассчитаны для удобства выполнения монтажа ячеек КРУЭ и их ревизии и ремонта в процессе эксплуатации при выбранных грузоподъёмных устройствах [4, п.9.1.2]
Проектирование помещений для КРУЭ должно учитывать возможное их расширение, обоснованное экономически подтверждёнными перспективами развития схем подстанций [4, п.9.1.2].
КРУЭ разных классов напряжений допустимо размещать в одном помещении [1, п.4.2.83].
КРУЭ допустимо размещать в одном помещении с РУ до 1 кВ при условии, что части РУ или ПС до 1 кВ и выше будут эксплуатироваться одной организацией [1, п.4.2.83].
Ширина прохода вдоль полюсов ячеек (достаточно со стороны фасада ячеек) для транспортировки газотехнологического, испытательного оборудования и демонтированных элементов КРУЭ должна быть не менее 3 м для РУ 110 кВ и 4 м — для РУ 220 кВ и выше [3, п.16.20.7].
В некоторых случаях, на практике, по согласованию с заводами-изготовителями возможно сокращение ширины прохода до 2-2,5 м (например, при применении вертикально ориентированных КРУЭ, см. статью Ч.1. Общие сведения о КРУЭ).
При расположении зала КРУЭ на втором этаже в перекрытиях должен быть предусмотрен монтажный проем, размеры которого должны обеспечивать транспортировку наибольшей единицы оборудования в транспортной упаковке. На нулевой отметке должен быть обеспечен заезд грузовой автомашины под монтажный проем [3, п.16.20.3].
В некоторых случаях, на практике, возможно применение разгрузочной площадки на уровне соответствующего этажа где размещается КРУЭ.
Следует предусматривать разгрузочные площадки и устройства для возможности подвоза, разгрузки и перемещения необходимого оборудования в помещении КРУЭ [3, п.16.20.4].
Ворота в зале КРУЭ, при расположении его на нулевой отметке, должны обеспечивать возможность транспортировки наибольшей по габаритам единицы оборудования в транспортной упаковке, быть механизированными, уплотненными и теплоизолирующими [3, п.16.20.2].
При обустройстве грузового въезда в залы КРУЭ необходимо предусмотреть мероприятия по разделению места заезда и разгрузки автомашины от места размещения (монтажа) КРУЭ [3, п.16.20.2].
5. Перечень вспомогательных помещений КРУЭ и требования к их взаимному расположению
Помещение КРУЭ должны быть отделены от служебных и других вспомогательных помещений [1, п.4.2.83].
Помещение КРУЭ, а также помещения для их ремонта и технического обслуживания должны быть изолированы от других помещений и улицы [4, п.9.2.1], [2, п.5.4.4].
При обосновании могут быть предусмотрены вспомогательные помещения для эксплуатации КРУЭ:
- для хранения газотехнологического оборудования (для КРУЭ) и элегаза (с вытяжной вентиляцией) [3, п.16.21] ;
- ЗИП КРУЭ с местом хранения запасных модулей КРУЭ и установки для проведения высоковольтных испытаний (при их наличии), позволяющее проводить погрузо-разгрузочные работы [3, п.16.21];
- для хранения запасных частей и приспособлений [3, п.16.21];
- для ремонтного персонала (с естественным освещением) [3, п.16.21];
- при наличии постоянного персонала здание тёплой автостоянки на размещение автотранспорта в зимнее время [3, п.16.21];
- санузел с холодной и горячей водой (наличие санузла с холодной и горячей водой обосновывается при проектировании) [3, п.20.14].
Вышеперечисленные помещения, а также санузел с холодной и горячей водой должны располагаться на одном уровне с залом КРУЭ [3, п.20.14].
При строительстве ПС (РП) рекомендуется в зданиях КРУЭ предусматривать кабельные подвалы для заходов кабелей 110-500 кВ в КРУЭ при выполнении присоединений к ЗРУ кабельными линиями или вставками [5, п. 5.2].
На практике, довольно часто встречаются решения с применение кабельных каналов для прокладки кабельных линий. В этом случае также необходимо помнить о необходимости выполнения контроля и вентиляции этих каналов (подробнее о требованиях к вентиляции см. Ч.3 «Система вентиляции в помещениях КРУЭ»).
6. Требования к строительной части помещений КРУЭ
6.1. Общие требования
Отверстия в ограждающих конструкциях зданий и помещений после прокладки токопроводов и других коммуникаций следует заделывать материалом, обеспечивающим огнестойкость не ниже огнестойкости самой ограждающей конструкции, но не менее 45 мин [1, п.4.2.108].
При этом, для противопожарной заделки должны быть использованы негигроскопичные материалы с обеспечением мероприятий, препятствующих коррозии кожуха токопровода [4, п.9.1.2].
Прочие отверстия в наружных стенах для предотвращения проникновения животных и птиц должны быть защищены сетками или решетками с ячейками размером 10×10 мм [1, п.4.2.109]
6.2. Фундамент
При проектировании зданий КРУЭ должны быть учтены нагрузки на фундамент, возникающие при работе выключателей [4, п.9.1.2]
6.3. Стены в помещениях КРУЭ
Стены должны быть окрашены пыленепроницаемой краской [2, п.5.4.4].
6.4. Полы в помещениях КРУЭ
Полы должны быть окрашены пыленепроницаемой краской [2, п.5.4.4].
Полы, как правило, должны выполняться антистатическими токоотводящими полимерными наливного типа достаточной прочности [4, п.9.1.2], [3, п.16.20.4]
Основанием для наливного пола должен быть бетонный пол (марка бетона 200-300), на поверхности не должно быть трещин и сколов, влажность основания не более 4-5%; при размещении КРУЭ рекомендуется обустройство бетонных полов с нарезкой «карт» усадочных швов [5, п.5.2.32].
Поверхность пола помещения, где устанавливается КРУЭ, должна быть гладкой, отклонение от горизонтали не должно превышать 1 мм/м [4, п.9.1.2].
На уровне пола необходимо предусмотреть стоки, исключающие накопление элегаза в помещении. Должны быть исключены замкнутые пространства, в которых мог бы скапливаться газ [4, п.9.1.2].
Перекрытия кабельных каналов и двойных полов должны быть выполнены съемными плитами из несгораемых материалов вровень с чистым полом помещения. Масса отдельной плиты перекрытия должна быть не более 50 кг [1, п.4.2.110].
6.5. Потолок
Потолки должны быть окрашены пыленепроницаемой краской [2, п.5.4.4].
6.6. Требования к кран-балкам
В зале КРУЭ должен быть предусмотрен мостовой кран (при необходимости два мостовых крана), перекрывающий всю площадь зала, в том числе и монтажный проем, с дистанционным управлением с двухскоростными электроталями (рекомендуется и на передвижение, и на спуск-подъём иметь минимальную скорость не более 2.5-4,0 м/мин). Грузоподъемность мостового крана должна соответствовать транспортной единице элегазового оборудования с наибольшей массой, которое будет установлено в зале КРУЭ. Высота и расположение мостового крана должны позволять перенос самого габаритного элемента КРУЭ к любой ячейке [3, п.16.20.4]
Залы КРУЭ и зоны ремонта должны быть оснащены грузоподъёмными устройствами и механизмами, рассчитанными на максимальную массу монтируемого газоизолированного отсека или единицы оборудования. с двухскоростными электроталями (и на передвижение, и на спуск-подъём — минимальная скорость не более 2.5-4,0 м/мин). Для грузоподъёмных кранов (тельферов) должно быть предусмотрено, как правило, дистанционное управление [4, п.9.2.1].
7. Использованная литература
- Правила устройства электроустановок (ПУЭ) 7 изд.
- Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации (ПТЭ ЭСС)
- СТО 56947007-29.240.10.248-2017 — «Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ (НТП ПС)»
- СТО 56947007-29.240.35.184-2014 — «Комплектные распределительные устройства с элегазовой изоляцией в металлической оболочке (КРУЭ) 110 кВ и выше. Общие технические условия»
- Положение ПАО «Россети» «О единой технической политике в электросетевом комплексе» (от 22.02.2017 г)
- по способу изоляции:
