Если вы как-то связаны с электрооборудованием, а в особенности, с аппаратурой защиты и коммутации, то вы обязательно посещали электротехнические помещения, где установлены щиты ввода и распределения. Это могли быть электрощитовые помещения в зданиях, трансформаторные подстанции во дворе жилого района или встроенные трансформаторные подстанции цеха завода. Готовы поспорить, что в 90 из 100% это были помещения, построенные в период с 1960 по 1980 года прошлого века.
В случае, если на объекте встроенная понизительная подстанция 6(10)/0,4кВ, то граница балансовой принадлежности проходит по клеммам трансформатора. А значит, ответственность за аппаратуру со стороны 6(10)кВ, лежит на электросбытовой компании. Как правило, устаревшие масляные автоматические выключатели меняются в рамках программы модернизации городских сетей. В место них устанавливают современные, не требующие обслуживания вакуумные автоматические выключатели с микропроцессорной защитой и электроприводом. Новые аппараты очень просты в обслуживании и управлении, в отличии от старых масляных.
Всё, что находится ниже трансформатора, находится на балансе абонента, а значит вся ответственность (в том числе и материальная) по ремонту и замене оборудования стороны 0,4кВ лежит на организации, которой принадлежит здание.
На предприятиях ситуация почти такая же. Большое внимание уделяют стороне 6(10)кВ, чтобы обезопасить предприятие от полного отключения. А вот цеховые подстанции и РП 0,4кВ остаются незамеченными.
Самый ответственный элемент низковольтного распределительного устройства — вводной автоматический выключатель. В классической схеме электроснабжения используется два вводных автоматических выключателя и один секционный, для подключения оставшейся без питания секции к работающей линии. Обычно это автоматические выключатели выкатного или стационарного исполнения на токи от 400А до 2500А типа АВМ, ЭЛЕКТРОН и ВА.
Изношенность сетей и электрооборудования 0,4кВ по данным различных источников составляет от 72% до 85%. Это оборудование, которое значительно превысило пределы регламентированного срока службы — 25-30 лет.
Причины, по которым оборудование 0,4кВ не меняют, достаточно просты. На социальных и коммерческих объектах, чаще всего, у абонента просто нет денег для замены распределительного устройства на подстанции. И часто можно видеть картину, когда половина старой релейной автоматики просто зашунтирована и не работает, а все операции с переключениями персонал производит вручную, подручными средствами. На промышленных объектах попросту не могут дать длительное отключение для реконструкции, так как остановка производства требует большой технологической подготовки или серьёзных финансовых потерь.
В настоящее время есть три возможных решения по модернизации распределительных устройств 0,4кВ:
- Комплексная модернизация «под ключ»: замена распределительного устройства целиком.
- Замена используемых выключателей на такие же новые, если оболочка в хорошем состоянии.
- Замена используемых выключателей на современные более надёжные аппараты.
Рассмотрим все достоинства и недостатки каждого из решений.
- Комплексная модернизация решает все вопросы разом, то есть мы «вырезаем под корень» старое НКУ и монтируем новое. Идеальный и красивый вариант, но мы сталкиваемся со следующими проблемами:
- Придется вывести из работы всю нагрузку на сроки от двух недель до месяца.
- Новое распределительное устройство придётся заказывать специального исполнения, чтобы оно встало на те же места, что и старое, чтоб совпадали вводы кабелей.
- Подводный камень — возможно, ваши силовые кабели, которым более 40 лет, засохли и при демонтаже могут просто посыпаться. Как следствие — замена кабелей.
- Наконец, сложив все перечисленные пункты и добавив работы по монтажу и пусконаладке, получим сумму размером в среднем от 8 до 14 млн.руб. (в ценах на апрель 2016г.
- Замена аппаратов АВМ, ВА или ЭЛЕКТРОН на новые той же модели.
Рассмотрим подробно положительные и отрицательные стороны этого метода.
Положительной стороной может являться то, что для установки новых аппаратов не требуется проводить работы в распределительном устройстве для адаптации отсека щита.
Однако этот способ имеет больше отрицательных сторон. Многие скажут, что их надежный АВМ20 или Электрон проработал 40 лет и ещё столько же проработает. Но при таких заявлениях, почему-то не берут во внимание, что времена изменились, и требования нагрузки да и характер коммутируемого тока сильно изменились. А также изменился уровень обслуживающего персонала.
Аппараты старой модификации, даже самые свежие, требуют ежегодной ревизии с частичной разборкой при обязательном выводе аппарата из эксплуатации. Электрики в годах уже могут не иметь достаточно сил, чтоб таскать тяжелые (от 200кг) аппараты по цеху. А молодые ремонтники просто из-за отсутствия опыта могут испортить непростую конструкцию выключателя.
Помимо устаревшей конструкции аппараты старого исполнения имеют более низкие электрические и ресурсные характеристики, а также постоянную потребность в ревизии. Нужно постоянно следить, чтобы механические части не закоксовались. После коммутаций необходимо извлекать и чистить главные контакты. Коммутационный ресурс этих аппаратов ниже в 10 раз, а время отключения выше в десятки раз, чем у современных.
Все вышеперечисленные показатели очень важны, в особенности время отключения. В настоящее время сети 0,4кВ имеют очень большую гармоническую составляющую, проще говоря, токи высокой частоты — помехи. Они возникают из-за обильного применения полупроводников в нагрузке. Эти высокочастотные составляющие постоянно подогревают главные контакты аппаратов, а при коммутации усиливают воздействие дуги. Контакты старых аппаратов, которые проектировались во времена, когда нагрузка содержала лишь асинхронные двигатели, лампы накаливания да электроплиты, не рассчитаны на такие коммутации. Поэтому ревизию контактов придётся проводить чаще, чем раньше. В то же время, отключения при коротком замыкании этих аппаратов достигает нескольких секунд. Всё те же электронные приборы, которые имеют большой процент в общей нагрузке, очень чувствительны к броскам тока. Представляете, какие процессы происходят при КЗ на токи выше 1000А? Помимо мощных электродинамических усилий, которые срывают шины с изоляторов, ток за сотые доли секунды увеличивается в сотни раз, при этом ваш автомат ещё только думает, а стоит ли ему отключатся. Также ударные токи КЗ и время их воздействия сильно влияют на состояние обмоток силового трансформатора и могут привести к выходу его из строя.
Современные автоматические выключатели исключают все отрицательные стороны аппаратов старого исполнения. Время отключения современных аппаратов составляет до 0,06с. Механизм выполнен из нержавеющих деталей, а смазка рассчитана на весь срок службы, который составляет 30 лет. Аппараты не требуют регулярной ревизии и просты в эксплуатации. Всё управление заключается в нажатии двух кнопок и взвода лёгкого рычага в ручном режиме. Или только кнопками в аппаратах с моторным приводом для взвода пружин.
Исходя из выше написанного делаем вывод, что если вы не хотите «наступить на те же грабли», что и раньше, при этом, не потратив больших денег, выбирайте третий вариант. Замена существующих устаревших выключателей на современные является идеальным решением, потому что состояние оболочек шкафов и шин чаще всего хорошее, а значит, не имеет смысла переплачивать просто за железо и медь (или алюминий).
Давайте соберём вместе все полезные преимущества метода с заменой на современные автоматические выключатели:
- Удобство — не нужно делать глобальное отключение, можно менять пофидерно. Питание на потребителях остаётся.
- Отсутствие дополнительных расходов — не нужно тревожить старые кабели, которые могут посыпаться.
- Быстрота — на замену одного аппарата типа АВМ20 уходит от 4 до 8 часов.
- Увеличение надежности и безопасности — современные аппараты за счёт улучшенной конструкции надежнее работают и обладают продуманной безопасной конструкцией.
- Значительная экономия до 70-80% по сравнению с заменой НКУ «под ключ».
Теперь мы определились с методом модернизации нашего распределительного устройства, и возникает вопрос: какой же выбрать аппарат для замены? В этом нам поможет сравнение основных брендов, которые представлены на рынке. Возьмём для сравнения автоматический выключатель модели ВА45/2000 EKF, АВ2М20 и Masterpact NW20.
| Параметры | Выключатель | ||
| ВА45/2000 | АВ2М20 | NW20 | |
 |  |  | |
| Номинальный ток, А | 2000 | 2000 | 2000 |
| Отключающая способность, кА | 50 | 35 | 65 |
| Габариты, мм | 375×461×432 | 700×530×655 | 440×438×383 |
| Вес, кг | 98 | 117 | 90 |
| Ресурс ЦВО: Механический Электрический | 12 000 30 000 | 500 5000 | 10 000 30 000 |
| Моторный привод, катушки ВКЛ/ОТКЛ | да | да | да |
| Количество и тип доп.контактов | 4 НО+4НС | 3НО+1НС | 4 НО+4НС |
| Тип защиты | LSI | LSI | LSI |
| Цена т.р. и наличие* | От 189 в наличии | От 212 под заказ | От 280 под заказ |
Из таблицы очевидно, что ВА45/2000 при тех же характеристиках, что и NW20 имеет значительно меньшую стоимость. Относительно АВ2М мы видим явное превосходство в характеристиках. Всё потому, что АВ2М выполнен на основе аппарата серии ВА55, а он относится как раз к аппаратам старого исполнения, лишь с небольшой модернизацией в виде полупроводникового LSI расцепителя.
Согласитесь, что найти 8-15 млн. и оставить без питания на целый месяц потребителей кажется не самой лучшей идеей. А постепенная замена аппаратов по одному в течение года, без отключений, при гораздо меньших затратах кажется уже не такой сложной задачей.
Даже в условиях экономического кризиса и урезанных бюджетов, любой энергетик должен понимать, что перерывы питания стоят вашему предприятию или вашим арендаторам денег, а вам лично — нервов и времени.
