Завод конденсаторных установок «МИРКОН» предлагает к ознакомлению цикл статей, посвящённых конденсаторам и установкам повышения коэффициента мощности. Первая публикация этой тематики затрагивает вопросы надёжности оборудования, включая требования действующих стандартов в отношении УКРМ, а также обзор «узких мест» в конденсаторных установках, влияющих на срок службы изделий и интенсивность отказов.
В экономическом и технологическом аспектах в пакет критериев, определяющих выбор конденсаторных установок, входит их реальный срок службы и надежность, которая по факту формализована в международных стандартах и СТО 34.01-3.2.11-012-2017 ПАО «Россети», как интенсивность отказов. Это вполне понятно, ведь выход из строя любой УКРМ влечет за собой, как затраты на ремонт, реновацию или замену, так и остановку или нарушения производственно-технологического процесса из-за снижения качества электроэнергии в силовой сети.
Вместе с тем, именно срок службы и интенсивность отказов УКРМ, реализуемых на рынке, остаются наиболее «непрозрачными» характеристиками, а действующие ГОСТ IEC 61921-2013, ГОСТ Р 56744-2015 и ГОСТ Р 51321.1-2007 (на НКУ — низковольтные комплектные устройства) этому способствуют, поскольку не ввели эти параметры ни в маркировку, ни в перечни типовых испытаний.
Условным исключением из правил стали ГОСТ IEC 60384-14-2015 и ГОСТ IEC 60931-1-2013, определяющие методики испытаний на долговечность конденсаторов, которая условно оценивается по изменению емкости, увеличению тангенса угла потерь, электрической прочности. Однако вывода реального срока службы и интенсивности отказов в стандартах также нет.
В то же время СТО 34.01-3.2.11-012-2017 задал новый уровень требований к устройствам компенсации реактивной мощности и конденсаторным установкам 0,4-220 кВ и на фоне целей и задач «Энергетической стратегии РФ» уже сегодня нормы стандарта стали определяющими при выборе оборудования, хотя и амбициозными на первый взгляд. Так, в СТО 34.01-3.2.11-012-2017 определены нормы по сроку службы конденсаторных установок и составляют не менее 30 лет, а интенсивность отказов конденсаторов в период приработки (первые 2 года) и после него должна составлять не более 1·10-7 и 0.5·10-7 1/ч. соответственно.
В сравнении с типичными предложениями УКРМ на рынке со сроком службы 5, 10, редко 15 и 25 лет (у единичных производителей при условии исполнения УХЛ4 — см. рис. ниже) и практическим отсутствием данных об интенсивности отказов конденсаторов, нормы ПАО «Россети» кажутся нереальными, однако на практике вполне достижимыми, если установка будет не только проектироваться разработчиком с учетом всех влияющих на срок службы и интенсивность отказов параметров, но и эксплуатироваться на объекте в полном и безоговорочном соответствии с требованиями компании-производителя.
«Узкие места» в конденсаторных установках, по факту влияющие на срок службы и интенсивность отказов
Наиболее проблемными электрическими/электронными компонентами любой установки, от которых напрямую зависит срок службы и интенсивность отказов, можно признать:
- конденсаторы в батареях-ступенях, выход из строя которых влечет за собой остановку УКРМ на ремонт;
- коммутационные устройства — контакторы, тиристорные свитчи, частота и ресурс коммутации которых определяет возможности УКРМ и время до ремонта;
- регуляторы-контроллеры со своим ресурсом коммутации и возможностями, в том числе мониторингом температуры внутри шкафа, управлением принудительной вентиляцией для поддержания оптимального температурного режима, выбором ступени для подключения с исключением рисков частой коммутации и т. д.
Имеет значение для ресурса эксплуатации и снижения интенсивности отказов конструктивные особенности компоновки компонентов внутри шкафа УКРМ — расстояние между конденсаторами, которое согласно п. 5.3.4.2 ГОСТ Р 56744-2015 должно быть не менее 50 мм, наличие или отсутствие управляемого принудительного охлаждения, индуктивности для демпфирования набросов тока при включении и токов гармоник, достаточная строительная длина, сечение кабелей с исключающим внутренние напряжения радиусом изгиба и т. д.
