III. Знакомства с КРУЭ. Ценовой аспект

II. Знакомства с КРУЭ. Технический аспект.

I. Введение

«Интеллектуальным» следует называть силовое оборудование со встроенными системами управления, защиты и мониторинга, обеспечивающее максимально возможный контроль состояния всех своих систем, самодиагностику, выдачу сигналов на дальнейшие действия по заранее заданному алгоритму в случае появления аномальных технологических нарушений, а также имеющее интерфейс, обеспечивающей взаимодействие не только с АСУ верхнего уровня, но и с другим силовым оборудованием. [1]

Из вышпредоставленного из доклада «Интеллектуальные, экологичные и энергоэффективные КРУЭ – ключевое направление развития высоковольтных распределительных устройств» (Вариводов В.Н., Линник С.П., Чемерис В.С.)» можно сделать выводы, что действия по заданному алгоритму являются интеллектуальными. При этом в данном определении, на мой взгляд, вообще прослеживается некая непродуманность, так как «не можно» в принципе действовать по заданному алгоритму при аномальных нарушениях, они же аномальные! И вообще если руководствоваться данным определением, то получается, что сегодня ничто не мешает производителям называть свое оборудование «интеллектуальным», при этом без всяких кавычек подтягивать под это понятие совсем не интеллектуальную автоматику, в добавок, получается поместив ее в еще и в аномальные технологические условия. Поэтому «чудному», на мой взгляд имеет место быть некий современный маркетинговый ход в лице производителей и поставщиков электрооборудования для того чтобы хоть как то отличаться от остальных производителей и хоть какое то время. Появилась некая подмена понятий от многофункциональных к якобы интеллектуальным... Но если всеже не путать «мягкое с теплым» то очевидно, к примеру, что автоматизированное управление - это система действующая в рамках заложенного алгоритма, тоесть как раз по заданному алгоритму, а интеллектуальное управление - это система, которая имея только граничные параметры может достигать своей цели анализируя ситуацию, каждую в отдельности и частности «и аномальную и не аномальную», а так же реагировать на нее основываясь на своих анализах и выводах (опыте), которые в свою очередь, я допускаю, могут иметь фрагмтально заданными и алгоритмичными (чужим опытом-заданный). В связи со всем вышесказанным, в данной статье будут рассмотрены лишь «сподвижки» и не к «интеллектуальности» а к самостоятельности КРУЭ, «спродвижки» же к «интеллектуальности» КРУЭ не будут возможны в принципе до того «времени года» пока человеком не будет изобретен искусственный интеллект.

Из определений ВИКИПЕДИИ – свободная энциклопедия: Интелле́кт (от лат. intellectus — ощущение, восприятие, разумение, понимание, понятие, рассудок) — качество психики, состоящее из способности адаптироваться к новым ситуациям, способности к обучению на основе опыта, пониманию и применению абстрактных концепций и использованию своих знаний для управления окружающей средой. Общая способность к познанию и решению трудностей, которая объединяет все познавательные способности человека: ощущение, восприятие, память, представление, мышление, воображение. [2]

С другой стороны самостоятельность КРУ реальна и почти теоритически достигнута, и взирая лишь на то, что «теоритически нет разницы между практическим и теоретическим и лишь на практике она есть» - следует отметить то, что пока нет успешного опыта эксплуатации КРУЭ в один (целый-полный) срок эксплуатации без ряда выхода из строя элегазового или его вспомогательного оборудования, инцидентов и аварий с ними. Хочу напомнить, что срок службы КРУЭ,постоянно увеличивающийся производителями от года в год, на данное время составляет уже 50 лет, при этом данное оборудование приравнивается к классу необслуживаемого. Уровни надежности автоматики, уровни надежности дистанционного оперативного переключения, уровни точности анализа резерва приведенных выше «того и другого» элементов и прочих - не достигнуты на заявленных периодах времени - постоянно что то выходило из строя, начиная от незапланированных отключений на неопределенный период до аварийных ремонтов с утечками элегаза и потерей его давления и плотности. У меня нет ссылок на эти опытоэксплуатационные выкладки в данной статье, но они имеются во «всемирной паутине» в достаточном количестве, хотя ни эксплуатация ни сами производители не любит про это распространяться по ряду всем понятным причинам. В связи с этим в мире научных публикаций раздуваются «ни те» проблемы, связанные с утечками элегаза в атмосферу и распада его на токсичные едкие компоненты при высоких температурах, которые возможны под действием дуги при авариях в КРУЭ. Для понимания текущего положения дел с КРУЭ, для анализа стратегии развития элегазового оборудования в целом, для всех будет не лишнем еще раз познакомится с данным типом оборудования в рамках общей обновленной за последние несколько лет информацией - о чем пойдет речь далее в данной статье, будут также рассмотрены ценовые вопросы в сравнении КРУЭ с РУ на воздушной изоляции, далее будет представлена концепция цифровой подстанции со своей автоматической системой контроля с ее главным маркетинговым оружием под названием «интеллект- программа».

Лично по моим убеждением КРУЭ является самым перспективным «активным» элементом во всей ОАО «ФСК ЕЭС» для создания на его базе сперва полностью самостоятельных (активных), а в будущем быть может и «интеллектуальных» центров управления и диспетчеризации. Если говорить конкретно про ОАО «ФСК ЕЭС», то в соответствии с ее политикой, смартин в нашей стране (на мой «интелект» это синоним к слову «умность») берет свое начало с магистральных и распределительных сетей, тоест сперва в высокого, а потом уже и среднего напряжения в прямой последовательности, тоесть наоборот, ни так как во всем остальном мире и причиной тут является конечно же «личная» заинтересованность компании с увеличении свой надежности, а значит и прибыли, «о чем только думает наше государство» Под смартингом же, я понимаю автоматизированную систему электроснабжения состоящую как раз из «активных» (самостоятельных) элементов, с возможностью самостоятельного и удаленного управления. По ряду причин, таких как: принятая потенциальной опасность оборудования КРУЭ, как для эксплуатационного персонала, так и, пусть будет, для окружающей среды; таких как максимальная компактность КРУЭ, не предусматривающей осмотра его оборудования, наравне с периодическим техническим обслуживаем; таких вытекающих как создание КРУЭ изначально только для дистанционного управления - я вижу КРУЭ как изначально подготовленного кандидата на пост «активного» (самостоятельного) элементами умной сети (смарт-сети). Другими словами КРУЭ в качестве подстанции или распределительного устройства это «отличное место», которое способно взять на себя роль мозгового центра организма под названием «умные сети», самостоятельного (активного) и автономного.

КРУЭ значительно отличаются от РУ с воздушной изоляцией, которые широко используются в электрических сетях. Вместо использования воздуха и твердых изолирующих материалов, КРУЭ используют вакуумный прерыватель и неизолированные проводники шины, расположенные в герметичном корпусе, заполненном изолирующим газом. КРУЭ для среднего и низкого напряжения отличаются тем, что элегаз используется так же для прерывания, однако применение вакуумных выключателей вследствие возможности использования маломощных приводов позволяет существенно повысить надёжность и энергоэффективность КРУЭ и, как результат, приводит к снижению стоимости КРУЭ и повышению его конкурентоспособности по отношению к открытым распределительным устройствам (ОРУ). [3]

Изолирующим газом, используемым в КРУЭ служит элегаз - гексафторид серы (SF₆). Это и вправду сильнодействующий парниковый газ, имеющий потенциал усиления глобального потепления в 23900 раз выше, чем у двуокиси углерода (CO₂). В атмосфере газ SF₆ сохраняется в течение 3200 лет. Поэтому, попав в атмосферу, он в течение очень долгого времени будет влиять на глобальное потепление. Один фунт (около 450г) SF₆ производит такой же вклад в глобальное потепление, как и 11 тонн CO₂. [2]

В нормальном состоянии, элегаз бесцветный, не имеет запаха, не воспламеняется, не токсичен для людей, однако при высокой температуре (более 177⁰С) элегаз распадается на составляющие, которые являются токсичными и коррозийными. Побочные продукты этого распада могут появляться, когда SF₆ подвергается воздействию искрового разряда, частичного разряда, дуги выключения, и дуги короткого замыкания. Эти побочные продукты, имеющие вид газа или мелкого порошка, способны вызвать у людей следующие состояния: раздражение глаз, носа и горла, отек легких, другие повреждения легких, ожоги кожи и глаз, заложенность носа, бронхиты, порошок способен вызывать сыпь. [4]

Когда в КРУЭ возникает пробой изоляции, то дуга обычно не гасится элегазом, и может привести к увеличению внутреннего давления, а также вызвать появление отверстий в металлических стенках, возникающих благодаря концентрированному воздействию дуги. Производители КРУЭ просто утверждают, что их оборудование "конструктивно" резистентно к дугам, но в реальности, дуга вполне может существовать внутри КРУЭ. Также хорошо известно, что все оболочки, в которых находится SF₆, могут протекать. При появлении дуги резко происходит повышение давление самого элегаза. Тем самым, шансы появления дуговых проблем с КРУЭ более высоки, чем шансы дуговых проблем в РУ, не резистентных к дугам. [5]

В связи с вопросами безопасности, в случае сильных дуг, для обращения с SF₆ рекомендуются специальные процедуры. В частности, к ним относится использование средств персональной защиты (респираторные устройства, защитная одежда, такая как резиновые перчатки, специальная обувь, очки) для удаления или обращения с побочными продуктами SF₆. Загрязненный побочными продуктами элегаз должен либо быть профильтрован на месте, с использованием специального мобильного оборудования, либо быть доставлен в специальное место для фильтрации или уничтожения, которые выполняются квалифицированным персоналом. [6]

Использованный элегаз должен восстанавливаться подготовленными профессионалами, а затем сохраняться, и переправляться в емкостях, на окончательную переработку. [7]

Поскольку элегаз обеспечивает изоляцию внутренних компонентов, то извлечение наружу конструкции, собственно выключателя, не возможно. Большинство местных руководств требуют, чтобы конструкция оборудования включала в себя средства визуальной проверки изолирующих функций для обесточенных устройств. В КРУЭ это требует наличия средств визуальной проверки положения трехпозиционного выключателя. Для обеспечения этого требования некоторые производители устанавливают миниатюрные видеокамеры, и связанные с ними источники света. И те, и другие монтируются вне оболочки, содержащей элегаз. Видеосигнал выводится на переднюю панель распределительного оборудования, и для наблюдения за положением выключателя предоставляется устройство наблюдения. [7]

Стоимость оборудования КРУЭ, несомненно, выше, чем подстанции с воздушной изоляцией, из-за герметичного металлического корпуса и высокотехнологичной заводской сборки но сама установка КРУЭ обойдется дешевле, чем подстанции с воздушной изоляцией. Так же затраты по размещению для КРУЭ будут намного ниже чем для подстанции с воздушной изоляцией из-за гораздо меньших площадей, необходимых для КРУЭ. Преимущество размещения оборудования КРУЭ растет с увеличением системного напряжения, поскольку высоковольтные ОРУ (открытые распределительные устройства) занимают большую территорию из-за значительных воздушных изоляционных промежутков. Изначально, при сравнении затрат для КРУЭ прогнозировалось, что полная установленная базовая стоимость КРУЭ будет равна затратам на ОРУ в 330кВ. Для более высоких напряжений стоимость КРУЭ меньше, чем ОРУ. [8]

В настоящее время стоимость КРУЭ снижается во-первый за счет функций интеграции (двойная система шин, отдельное размещение выключателя), во вторых поскольку цифровые системы управления становятся более распространенными в подстанциях, дорогостоящие электромагнитные ТТ и ТН в КРУЭ заменяются на менее дорогие трансформаторы, такие как: оптический трансформатор напряжения и трансформатор тока с катушкой Роговского. Эти недорогие датчики еще и намного меньше, что сокращает размеры КРУЭ и позволяет большему количеству отсеков КРУЭ поставляться полностью собранными. Стоимость размещение и монтажа соответственно ниже. Преимуществ КРУЭ над подстанциями с воздушной изоляцией все больше. КРУЭ могут теперь применяться для любой новой или для расширения уже существующей подстанции без увеличения её площади. Так же целесообразно использования КРУЭ при загрязненности атмосферы класса II и выше. Другим не маловажным аргументом для внедрения КРУ является законы для национальных парков, заповедников и зеленых поясов о разрешении строительство подстанций с воздушной изоляцией только при отсутствии очевидных альтернатив. Так же есть и организации, где стоит задача полного перехода на элегазовые ячейки. К примеру, их исключительное применение предполагает отраслевой стандарт Росатома. В соответствии с инвестпрограммой Федеральной сетевой компании ЕЭС планировалось заменить все ОРУ на КРУЭ к 2020 г. [8]

Но до сих пор бытует мнение что КРУЭ это дорогостоящее оборудование и должно применяться только в особых случаях, например, когда пространство является наиболее важным фактором, хотя уже долгое время является хорошо известной технологией с доказанной высокой надежностью и практически не требуемым обслуживания. [8]

Дата добавления: 2017-01-14