КРУ 10 кВ

Когда говорят ?КРУ 10 кВ?, многие представляют себе просто металлический шкаф с выключателями внутри. Это, пожалуй, самое распространённое и опасное упрощение. На деле, это целый комплексный распределительный узел, где каждая мелочь — от качества шинного соединения до алгоритма работы релейной защиты — имеет значение. Я сам долгое время считал, что главное — это номинальные параметры аппаратов внутри, а всё остальное ?приложится?. Пока не столкнулся с ситуацией, когда идеально подобранные по каталогу вакуумные выключатели в новом КРУ 10 кВ начали срабатывать с необъяснимыми задержками при КЗ на отходящей линии. Оказалось, проблема была не в них, а в неправильно рассчитанных и смонтированных трансформаторах тока для защиты, которые ?не успевали? передать точный сигнал. Вот с таких моментов и начинается настоящее понимание оборудования.

От чертежа к реальности: где кроются подводные камни

Проектная документация — это святое, но она часто живёт в идеальном мире. Возьмём, к примеру, компоновку. На бумаге всё сходится: ячейки, сборные шины, кабельные отсеки. Но когда привозишь шкафы на объект, например, для реконструкции подстанции в старом промцехе, выясняется, что монтажный проём на 5 сантиметров уже, чем нужно по факту. Или высота потолка не позволяет завести шкаф вертикально. Приходится импровизировать: иногда разбирать верхнюю часть КРУ прямо на месте, что всегда риск для герметичности и целостности покрытия. Производители, которые имеют большой опыт поставок на сложные площадки, это понимают. Видел, как ребята из ООО Яньтай Жуйфэн Электрооборудование (их сайт — https://www.lkrfeng.ru) для одного нашего заказа сделали нестандартную разборную конструкцию каркаса именно под такие ?тесные? условия монтажа. Это не по ГОСТу, но это работающее решение.

Другой момент — это тепло. В проекте всегда стоит расчётная температура, но в реальном кабельном отсеке, особенно при плотной укладке силовых кабелей, температура может быть существенно выше. Это влияет и на старение изоляции, и на сопротивление контактов. Однажды мы столкнулись с постоянным срабатыванием тепловых расцепителей на вводных автоматах без видимой нагрузки. Долго искали, в чём дело. Оказалось, что из-за плохой вентиляции в помещении подстанции и плотной компоновки ячеек внутри самого КРУ 10 кВ создавался устойчивый перегрев порядка +15°С к номинальной температуре окружающей среды. Пришлось дорабатывать — ставить дополнительные вентиляционные решётки и принудительную вытяжку в отсеках.

Или взять банальную маркировку. Кажется, ерунда. Но когда в аварийной ситуации нужно быстро найти нужный отключающий аппарат, а все шильдики выполнены нестойкой краской и уже стёрлись, или провода промаркированы не с двух концов, время идёт на минуты, которых нет. Это вопрос культуры производства и понимания, что продукт будет работать в реальных, а не лабораторных условиях. Основное производство компании ООО Яньтай Жуйфэн Электрооборудование как раз заточено под практику: специализируется на обработке и продаже распределительных коробок и шкафов распределительных устройств, и видно, что они этот момент прорабатывают — маркировка у них выполняется и гравировкой, и стойкими бирками.

?Железо? и ?логика?: про аппаратную начинку и релейку

Сердце любого КРУ — это коммутационные аппараты. Сейчас рынок завален вакуумными выключателями, и кажется, что разница только в цене. На самом деле, ключевое — это ресурс механического привода и стабильность характеристик вакуумной дугогасительной камеры от цикла к циклу. Были прецеденты, когда после 1000 операций ?включено-отключено? (что для активно переключаемой секции не так уж и много) начинался рост времени отключения. Диагностика ВЧК — дорогое удовольствие, и её редко кто делает планово. Поэтому сейчас мы при заказе новых шкафов стараемся закладывать выключатели с заявленным ресурсом в 10-15 тысяч операций и возможностью мониторинга износа. Да, дороже, но дешевле, чем внезапный отказ.

Но аппаратура — это лишь половина дела. Вторая половина — это релейная защита и автоматика (РЗА). Вот здесь часто возникает разрыв между монтажниками и наладчиками. Монтажники ставят трансформаторы тока (ТТ) и напряжения (ТН), прокладывают цепи, а наладчики приезжают и начинают ругаться: ?У вас ТТ на вводе стоит в одной фазе, а отсечка нужна по другой!? или ?Сечение контрольного кабеля для цепей РЗА мало, падение напряжения огромное?. Идеально, когда производитель КРУ 10 кВ предлагает комплексную поставку: шкаф уже с установленной и частично настроенной микропроцессорной защитой, с проложенными и промаркированными цепями до клеммников. Это сильно сокращает сроки пусконаладки. На том же сайте lkrfeng.ru видно, что их продукция соответствует отраслевым стандартам и широко применяется в системах распределения электроэнергии, а такой комплексный подход — как раз признак работы на серьёзные проекты, будь то промышленное производство, коммерческие здания или жилые комплексы.

Современные тенденции — это цифровизация. Заказчики всё чаще хотят не просто шкаф, а готовый узел с возможностью интеграции в SCADA-систему, с датчиками температуры, влажности, с возможностью дистанционного управления. Это накладывает свои требования на конструктив: нужно место для шлюзов связи, прокладка цифровых шин, экранирование. Старые добрые схемы с реле РТ-40 и ключами управления уже не катят. Приходится проектировать КРУ сразу с заделом на ?умные? функции, даже если на первом этапе они не заказываются. Иначе потом модернизация влетает в копеечку.

Монтаж, пусконаладка и первая пыль

Самая ответственная фаза. Можно иметь идеальное оборудование, но испортить всё на монтаже. Основные бичи — это грязь и недотяжки. Помню случай на строительстве торгового центра: монтажники собирали КРУ 10 кВ в том же помещении, где шла отделка, пыль стояла столбом. Они, конечно, закрывали ячейки плёнкой, но микрочастицы гипса и цемента всё равно проникали внутрь. При первой же подаче напряжения на сборные шины произошёл поверхностный разряд по изоляторам, который привёл к межфазному КЗ. Весь вводной отсек пришёл в негодность. Вывод простой: монтаж распределительных устройств нужно проводить в чистой зоне, и это должно быть жёстким требованием.

Ещё один критичный момент — это затяжка контактов. Все знают про динамометрический ключ, но не все им пользуются. А зря. Перетянутая шина — это деформация, со временем — ослабление контакта и перегрев. Недотянутая — это сразу переходное сопротивление и нагрев. Нужно не просто дать ключ бригаде, а провести инструктаж и потом выборочно проверить несколько точек. Особенно это касается контактов заземления. С ними часто грешат, мол, ?это же земля, не главное?. Но при коротком замыкании именно через них уходит огромный ток, и плохой контакт может привести к ?отскакиванию? потенциала и опасному перенапряжению.

Пусконаладка — это не просто ?подали напряжение, и всё работает?. Это комплекс измерений: проверка сопротивления изоляции, цепи ?фаза-ноль?, настройка уставок защит, фазировка. Здесь часто всплывают заводские огрехи, которые не видны при внешнем осмотре. Например, неправильная группировка выводов ТН или перепутанные начала и концы обмоток ТТ. Хорошо, если это обнаруживается на этапе проверки цепей вторичной коммутации до подачи напряжения. Хуже, если при первом включении под нагрузку. Поэтому наличие подробных схем внешних соединений от производителя — must have.

Эксплуатация: что смотреть, когда всё уже работает

Сданный в эксплуатацию КРУ 10 кВ — это не ?поставил и забыл?. Есть регламентные работы, но помимо них есть и субъективные наблюдения. Например, тепловизионный контроль. Его нужно делать регулярно, при разных нагрузках, и лучше — в тёмное время суток, чтобы исключить влияние солнечного нагрева. На термограммах часто хорошо видно, как начинают ?цвести? проблемы: греется болтовое соединение на шине, или одна из фаз выключателя имеет температуру выше соседних. Это позволяет планировать ремонты, а не тушить пожары.

Ещё один важный момент — это состояние уплотнителей и микроклимат. Если в шкафу установлена система обогрева или осушения, нужно следить за её исправностью. Конденсат — главный враг изоляции и клеммников. Видел шкафы, которые простояли 5 лет в сухом отапливаемом помещении — внутри как новые. И те, что 2 года проработали в сыром подвале — клеммники покрыты окислами, следы коррозии на каркасе. Продукция, которая соответствует отраслевым стандартам, как у упомянутой компании, обычно имеет хорошую антикоррозионную обработку и продуманную вентиляцию, но это не отменяет необходимости обслуживания.

И конечно, документация. Паспорта, схемы, протоколы испытаний должны храниться не в далёком архиве, а быть под рукой у ответственного за электрохозяйство. Потому что когда через 7 лет срабатывает защита и нужно понять, почему, первое, что спрашивают, — ?а какая уставка была выставлена??. И если ответ — ?стандартная?, это плохой ответ. Каждый объект уникален, и настройки должны ему соответствовать. КРУ — это не конечный продукт, это начало длительной истории его службы, и от того, как эта история ведётся, зависит очень многое.

Вместо заключения: мысль вслух

Так что, возвращаясь к началу. КРУ 10 кВ — это действительно система. Система, которая начинается с понимания задачи проектировщиком, продолжается культурой производства у изготовителя, качеством монтажа у подрядчика и заканчивается грамотной эксплуатацией у владельца. Выпадение любого звена ведёт к снижению надёжности. Сейчас, глядя на рынок, видно, что те производители, которые предлагают не просто металлоконструкцию, а технологическое решение ?под ключ? с учётом всех этих этапов, выигрывают. Потому что их клиент покупает не просто шкафы, он покупает предсказуемость и снижение рисков на всём жизненном цикле оборудования. А в нашей области это, пожалуй, самое ценное.