Новое поколение оборудования группы «Электрощит» для атомной энергетики России

ЗАО «ГК «Электрощит» — ТМ Самара» активно развивает такое направление своей деятельности, как конструирование, производство и продвижение комплектно-распределительных устройств 6 кВ. Данный вид электрооборудования является достаточно востребованным на предприятиях атомной энергетики. Каждый энергоблок предполагает использование порядка двухсот ячеек КРУ 6 кВ, и это только для собственных нужд, не считая ПВС, РДЭС, а также многих других подстанций, находящихся вблизи АЭС для питания различных объектов.

Предприятие имеет лицензию на конструирование и изготовление КРУ в исполнении для АЭС. Технические условия согласованы с Концерном Энергоатом, институтом Атомэнергопроект (Москва) и одобрены в Ростехнадзоре.

ЗАО «ГК «Электрощит» — ТМ Самара» осуществляло поставки КРУ 6 кВ на АЭС «Куданкулам» в Индии, а также на российские атомные станции.

Рассмотрим более подробно следующие виды КРУ 6 кВ:

• КРУ СЭЩ — 61М.
• КРУ СЭЩ — 68.
• КРУ СЭЩ — 70.

КРУ СЭЩ — 61М оснащаются различными типами современных дуговых защит по желанию заказчика, будь то новая разработка ОАО «Промэлектроника» (г. Саратов) с системой БССДЗ или оптоволоконная система, например, «Овод» фирмы ПРОЭЛ (г. Санкт-Петербург).

Уделяя постоянное внимание повышению надежности и безопасности ячеек, специалисты компании модернизировали систему клапанов сброса избыточного давления, позволившую повысить чувствительность данной ступени к срабатыванию на токах КЗ до 4 кА.

Дополнительно были введены концевые выключатели на верхнее запирающее устройство выкатного элемента, сблокированные с коммутационным аппаратом, что позволяет быть более уверенным в правильности оперирования ячейкой.

Ячейки КРУ оснащаются индикаторами наличия напряжения типа СНСФ «Кристалл-Фаза», которые дают возможность не только обеспечить безошибочную работу обслуживающего персонала, но и проводить тестирование работоспособности ячейки, проводить «фазировку в горячую» при подключении кабеля. Данный тип индикаторов хорошо зарекомендовал себя в составе наших ячеек КРУ.

КРУ СЭЩ — 68 компания производит с 2006 года, имеет лицензии на конструирование и изготовление данного вида КРУ в исполнении для АЭС. Технические условия согласованы с Росэнергоатомом, институтом Атомэнергопроект (Москва), одобрены в Ростехнадзоре.

Тщательный анализ конструкций шкафов КРУ отечественных и зарубежных производителей, сопоставление основных технических, эксплуатационных и эргономических характеристик ячеек, а также ориентация на важнейшие направления в области безопасности эксплуатации, новые требования, предъявляемые к конструкции, позволили определить концепцию построения новой серии ячеек СЭЩ-68. Данная серия учла большинство требований по эксплуатации, ремонтопригодности и технологичности, выдвинутых эксплуатирующими организациями.

Основные достоинства КРУ СЭЩ-68 на номинальное напряжение до 10 кВ это:

• Расширенная сетка схем, около 200 различных первичных схем призваны решать задачи любой степени сложности при построении РУ.
• Конструкция ячеек унифицирована и позволяет, в зависимости от конкретных условий, производить обслуживание ячеек с одной или с двух сторон. Этот факт значительно расширяет возможность адаптации СЭЩ-68 к заданным габаритам ЗРУ, в которых отсутствует место для организации трех коридоров обслуживания. Кроме того, принцип построения конструкции ячеек основан на применении унифицированных узлов и элементов, что значительно повышает технологичность изделия в целом. Таким образом, ячейку шириной 750 мм можно трансформировать в ячейку шириной 1000 мм посредством установки дополнительных боковых проставок.
• Сборные шины располагаются в верхней части, что позволяет значительно расширить область применения схем первичных соединений (исключив при этом необходимость наличия шкафа глухого ввода для связи секций РУ, находящихся в разных рядах).
• Выкатной элемент кассетного типа, предусматривающий наличие основной тележки с коммутационным аппаратом и инвентарной для вывода аппарата в ремонтное положение. Обеспечена возможность перемещения основного выкатного элемента с коммутационным аппаратом из контрольного положения в рабочее и обратно, а также возможность включения и отключения выключателя при закрытой фасадной двери. Фасадная дверь шкафа обеспечивает дополнительную степень локализационной безопасности ячейки.
• Возможность установки ТТ с тремя и более вторичными обмотками. Легкий доступ ко вторичным клеммам ТТ. Вторичные клеммы трансформаторов закрываются кожухами с возможностью их пломбирования.
• Широкая гамма применяемого оборудования РЗА (микропроцессорная, электромеханическая и смешанная), для установки которого в релейном шкафу имеется дополнительная поворотная панель. В шкафах предусмотрено стационарное освещение и обогрев.
• Ячейка имеет единый контур заземления, выполненный на базе транзитной шины заземления и системы нулевых шинок. При этом транзитная шина объединяет все ячейки ряда и имеет централизованное место заземления всего КРУ подстанции.
• Рама основания ячеек не требует специализированного нулевого цикла для установки, что дает возможность проведения реконструкции подстанций, в которых было установлено оборудование других заводов-изготовителей.
• В шкаф можно ввести до 4-х трёхфазных кабелей сечением 240 мм². Узел кабельного ввода унифицирован и при наличии приямка может опускаться в него, увеличивая место под разделку. В шкафах на номинальные токи свыше 1600 А для ввода кабеля рядом со шкафом вводного выключателя размещается специальный шкаф, в котором можно разделать до 12 трёхфазных кабелей.
• Для повышения безопасности обслуживающего персонала в СЭЩ-68 может устанавливаться заземляющий разъединитель с пружинной доводкой ножа, позволяющей ему включиться на короткое замыкание.
• В шкафах СЭЩ-68 применена двухступенчатая дуговая защита. Первая ступень выполнена на светочувствительных элементах, установленных в каждом отсеке (фототиристорах или датчиках оптоволоконной системы типа ОВОД).
• Вторая ступень — конечные выключатели, срабатывающие при открытии клапанов разгрузки. Сброс давления осуществляется из всех отсеков через крышу шкафа.

Дополнительно:

а) Шкаф разделён стационарными перегородками на 4 отсека: отсек ввода и оборудования, отсек выкатного элемента, отсек сборных шин и релейный отсек.
б) В контрольном положении основная тележка фиксируется в нижней точке. С помощью винтового механизма или вручную она легко перемещается по направляющим инвентарной тележки и фиксируется в рабочем положении. В рабочем положении основная тележка дополнительно запирается сверху в двух точках.
в) Обе тележки имеют фасадные панели, обеспечивающие локализационную стойкость даже при открытой двери шкафа.
г) Положение тележек контролируется конечными выключателями.
д) Автоматический симметричный шторочный механизм не может быть открыт руками и для безопасности запирается на висячий замок. Шторки заземлены.
е) При необходимости одностороннего обслуживания доступ в отсек ввода и оборудования осуществляется через съёмный люк в отсеке выкатного элемента.

Ввод контрольных кабелей осуществляется через крышу релейного шкафа, где организован лоток или снизу по стойкам отсека выкатного элемента.

КРУ СЭЩ -70 eунифицированная серия КРУ, призванная заменить всю номенклатуру производимых до этого времени распредустройств.

Особенности конструкции:

• Верхнее расположение сборных шин.
• Одностороннее обслуживание.
• Выдвижной элемент в средней части шкафа (передвижение по направляющим шкафа, выкат на инвентарную тележку).
• Возможность электрического привода выдвижного элемента и заземляющего разъединителя.
• Глубокий отсек кабельного ввода.
• Фасадные двери.
• Система мониторинга параметров шкафа (состояние аппаратов, температура контактных соединений, наличие напряжения) «ИНФО-СЭЩ».

Применён малогабаритный релейный шкаф с поворотным блоком. Для удобства обслуживания релейного шкафа с КРУ поставляется лёгкая переносная площадка обслуживания высотой 400 мм. Связь между шкафами осуществляется по лоткам на крыше релейного шкафа.

Контрольные кабели вводятся по левой стенке ближе к фасаду и (или) через лоток на крыше релейного шкафа.

Дуговая защита двухступенчатая, светодатчики размещены во всех высоковольтных отсеках, клапаны разгрузки избыточного давления, открывающиеся наверх (из отсеков сборных шин и выдвижного элемента) и назад (из отсека ввода и трансформаторов тока) оснащены датчиками их положения. Для нормальной работы клапанов требуется пространство не менее 100 мм от задней стенки шкафа до стены. При наличии прохода с задней стороны распредустройства изготавливается защитный кожух, выводящий выброс из отсека ввода и трансформаторов тока в сторону крыши и закрывающий доступ к находящимся под напряжением частям.

ЗАО «ГК «Электрощит» — ТМ Самара» стремится осуществлять весь цикл производства комплектного электрооборудования, чтобы не зависеть от своих поставщиков и поставлять продукцию на объекты точно в срок и отличного качества. Преследуя эту цель, компания стала производить вакуумные выключатели, измерительные трансформаторы тока и напряжения и устройства цифровой защиты БМРЗ.

Предприятие разработало и освоило производство унифицированных серий вакуумных выключателей с пружинно-моторным и электромагнитным приводами:

- ВВУ-СЭЩ-Э(П)-6(10) на номинальное напряжение 10 кВ, номинальные токи 1000, 1600 А, 3150 А, номинальные токи отключения 20, 31,5 и 40 кА. 

Электромагнитный привод состоит из: 

• механизма отключения с механической защёлкой;
• электромагнита включения;
• механизмов блокировок.

Пружинно-моторный привод использует для включения выключателя энергию предварительно взведенной при помощи мотор-редуктора, включающей пружины.

Достоинства пружинно-моторного привода:

• требуется небольшая мощность питающей сети для взвода включающей пружины;
• при включении на К.З. выключатель не чувствителен к посадкам напряжения;
• возможность ручного взвода пружины включения;
• возможность проведения трёх операций О-В-О выключателя в отсутствие напряжения на вторичных цепях.

В начале 2005 года на предприятии принято решение об организации производства измерительных трансформаторов и изоляторов.

К измерительным трансформаторам изначально предъявляли следующие требования:

• Высокое качество изделий, которое подразумевает:
  • стабильность метрологических характеристик в различных температурных режимах работы трансформатора;
  • высокое качество изоляции, минимальный уровень частичных разрядов;
  • удобство при монтаже и обслуживании;
  • хороший внешний вид трансформатора;
• Габаритные, установочные и присоединительные размеры должны соответствовать общепринятым в России значениям с целью исключения доработок при установке трансформаторов в существующие ячейки;
• Возможность изготовления трансформаторов с различными характеристиками:
  • классами точности, в том числе 0,5S и 0,2S;
  • вторичными нагрузками;
  • коэффициентами безопасности приборов для измерительных обмоток;
  • предельными кратностями обмоток для защиты;
  • различными значениями токов термической стойкости;
  • и другими параметрами;
• Себестоимость трансформаторов должна быть ниже, чем у существующих в России аналогов.

Как известно, основную роль в изготовлении литых электротехнических изделий из эпоксидных и полиуретановых смол играет заливка этих изделий. Полимеризованный компаунд является не только корпусом изделия, но и выполняет функцию основной изоляции. Все работы по выбору исходных материалов и создание рецептуры приготовления компаунда были проведены в лучшей специализированной лаборатории по эпоксидным смолам на фирме «DUROMER» (Германия), являющейся одним из предприятий группы РИТЦ. В результате производство измерительных трансформаторов ЗАО «ГК «Электрощит» — ТМ Самара» получило одну из самых современных технологий заливки электротехнических изделий эпоксидными компаундами в среде вакуума и под давлением.

В настоящее время предпринимаются шаги для того, чтобы согласовать ТУ на вакуумные выключатели и измерительные трансформаторы для их использования на АЭС.

В 2008 г. в состав Группы «Электрощит» вошло предприятие по выпуску цифровых устройств защиты НТЦ «Механотроника» (г.Санкт-Петербург). Таким образом, наше предприятие получило возможность комплектовать продукцию собственным оборудованием, что позволяет не только оптимизировать ценовые показатели и сроки поставки, но и обеспечить надежность поставляемых КРУ, применяемых на АЭС.

Для электроснабжения собственных нужд АЭС 0,4 кВ используются подстанции типа КТПСН производства ЗАО «ГК «Электрощит» — ТМ Самара».

Данный вид продукции имеет следующие отличительные особенности:

• в КТП устанавливаются все необходимые защиты — от атмосферных и коммутационных перенапряжений, от междуфазных к.з., от перегрузки и междуфазных к.з. на линиях 0,4 кВ;
• высокая заводская готовность позволяет быстро сворачивать и разворачивать подстанцию на новом месте;
• простота и удобство обслуживания;
• уменьшение массогабаритных показателей;
• КТП имеют высокую эксплуатационную готовность и эстетичный вид.

Имеются разработки с выключателями таких фирм как Сименс и Шнейдер Электрик на номинальные токи до 5000 А. К тому же, на данный момент в таких подстанциях широко применяются автоматические выключатели ВА-СЭЩ, по качеству не уступающие своим зарубежным аналогам, но гораздо более привлекательные по цене.

В связи с повышенными требованиями к качеству работы и условиям эксплуатации силовых трансформаторов появились разработки с различными типами сухих трансформаторов, такими как ГДНН (НТТ — Германия), Триал (Шнайдер Электрик — Франция), ТСЗГЛ (Укрэлектроаппарат — Украина).

Именно трансформаторы с литой изоляцией обеспечивают повышенную надёжность в работе.

Для комплектации КТП с августа 2007 года ЗАО «Группа компаний «Электрощит» ТМ — Самара» приступила к сборке автоматических выключателей из комплектующих, поставляемых корейской фирмой LS Industrial Systems (бывшая LG Industrial Systems). Выключатели имеют надежную современную конструкцию, изготавливаются в стационарном и выкатном исполнении, оснащаются классическим пружинно-моторным приводом.

В зависимости от заказа моторный привод может не устанавливаться, при этом оперирование автоматическим выключателем происходит за счет энергии взведенной пружины.

Если решением в области унификации выпускаемой компанией продукции на напряжение 6-35 кВ стало КРУ СЭЩ-70, то в линейке продукции на напряжение 0,4 кВ — низковольтное комплектное устройство серии НКУ СЭЩ. Результат разработки НКУ СЭЩ -создание модульной системы построения любой схемы вводно-распределительной системы по условиям любой отрасли энергопотребления. Таким образом, компания существенно усиливает свои позиции на рынке низковольтного электрооборудования в условиях противостояния с такими конкурентами как «Протвинский опытный завод «ПРОГРЕСС», ОАО «ПО Элтехника», «Электронмаш», «ЧЭТА» и другими.

Преимуществами данной разработки являются также быстрота монтажа, удобство обслуживания, повышение уровня пожаро- и электробезопасности в связи с полным отделением силовой токоведущей части от оперативно-эксплуатируемой зоны, повышенная сейсмостойкость за счёт применения профильно-каркасной конструкции и максимально возможная заводская готовность изделия. За счёт применения последних разработок из области приборостроения существенно упрощаются схемы релейной защиты и автоматики, их адаптация к требованиям заказчиков и возможность интегрирования во внешние схемы АСУ ТП, АСКУЭ и т.п. Унифицированная система несущих конструкций и сборных шин позволяет создавать щиты как с задним, так и с передним присоединением, обеспечивая при этом оптимальный уровень доступа. При этом можно комбинировать распределительные отходящие линии и отходящие линии управления электродвигателем.

Таким образом, представив всю вышеописанную комплектную продукцию, в качестве резюме можно еще раз сказать, что электрооборудование, используемое для собственных нужд АЭС и вообще предприятий атомной отрасли, должно отвечать самым высоким требованиям безопасности. Одной из основ этой безопасности является способность производителя полностью отвечать за качество производства сложного изделия, состоящего из множества комплектующих. Группа «Электрощит» стремится обеспечить этот уровень требований к производимому оборудованию.

Референц-лист поставок на АЭС и другие предприятия атомной энергетики

1. АЭС Куданкулам 1,2 блоки (Индия) — ячейки КРУ-СЭЩ-61М.
2. Смоленская АЭС — ячейки КРУ-СЭЩ-61М.
3. Белоярская АЭС — КРУ-СЭЩ-61М в модульных зданиях.
4. Курская АЭС — ячейки КСО-СЭЩ.
5. ФГУП «Ангарский электролизный химический комбинат» — КРУ-СЭЩ-61М.
6. Нововоронежская АЭС — КТПБ(М) — 35/10 кВ с ячейками КРУ-СЭЩ-59; КТП-6/0,4 кВ, трансформаторы масляные ТМГ-10(6) кВ, КСО-СЭЩ.
7. Билибинская АЭС — КТПБ(М) — 110/35/10 с ячейками КРУ СЭЩ-59, СЭЩ-63.
8. Кольская АЭС — КТПБ(М)-110/6 кВ с ячейками КРУ-СЭЩ-59 и общестанционным пунктом управления (ОПУ), комплектная трансформаторная подстанция городского типа (КТПГ).
9. Балаковская АЭС — комплектная трансформаторная подстанция киоскового типа (КТПК).
10. Калининская АЭС — КТПБ(М)-35/10 кВ с ячейками КРУ-СЭЩ-59 и общестанционным пунктом управления (ОПУ).
11. Белоярская АЭС — комплектная трансформаторная подстанция промышленного типа (КТПП), комплектные трансформаторные подстанции городского типа (КТПГ), трансформаторы масляные ТМГ-10(6) кВ, разъединители РЛНД.
12. ФГУП «Ангарский электролизный химический комбинат» — комплектные трансформаторные подстанции промышленного типа (КТПП).
13. ФГУП ГХК (ПС 110/10 ЗПК Пусковой комплекс) г. Железногорск Красноярского края — КТПБ(М)-110/10 кВ. 
14. ФГУП «РФЯЦ — ВНИИЭФ», г. Саров — КТПП 10/0,4кВ.
15. ФГУП «РФЯЦ — ВНИИТФ» им. Академика Забабахина, Челябинская область г. Снежинск — КТПП 10/0,4 кВ. 

Доклад Д. Краснова
(ООО «УК «Электрощит» — Самара»)
на 9-м Петербургском Международном Форуме ТЭК.