Большая часть технологических нарушений в электросетях вызвана износом оборудования. Электромеханические реле с нормативным сроком службы 12 лет фактически работают по 25–30 лет.[1] Запасные части к большинству из них уже не выпускают. Персонал тратит на поддержание такого парка всё больше времени, потому что замена откладывается.
Ретрофит — замена устройств РЗА и вторичных цепей без демонтажа металлоконструкций и силового оборудования. Ячейки обновляют поэтапно, не останавливая производство. Стоимость ниже, чем при строительстве нового распределительного устройства.
Когда замена обязательна
ОРГРЭС совместно с заводом ЧЭАЗ разработал официальные критерии, зафиксированные в РД 153-34.0-35.648-01 (раздел 2). Для ячеек 6–35 кВ наиболее характерны пять из девяти.
- Срок эксплуатации свыше 25 лет. Нормативный средний срок по техническим условиям на электромеханику — 12 лет. Фактический пробег в 2–2,5 раза выше означает, что устройство работает на пределе ресурса комплектующих.[3]
- Невозможность восстановления. При очередном профилактическом обслуживании характеристики реле не удаётся привести к норме регулировкой или заменой отдельных элементов.
- Прекращение выпуска запасных частей. Завод-изготовитель снял устройство с производства, ЗИП исчерпан. Дальнейшая эксплуатация держится на том, что осталось на складе.
- Несоответствие функциональным требованиям. Схема питания изменилась, потребовалось добавить ЛЗШ или УРОВ. Старое устройство этого физически не умеет.
- Замена первичного оборудования. Новый вакуумный выключатель вместо масляного требует согласования управления и контроля положения с РЗА. Старая схема под это не рассчитана.
Есть и экономический критерий. Цикл профилактического технического обслуживания устройств РЗА в сетях 0,4–35 кВ составляет 6–12 лет.[4] На изношенном оборудовании персонал проводит обслуживание чаще, с большим объёмом регулировок и ремонта. Затраты растут, надёжность не восстанавливается.
Ретрофит или новое строительство
Новое распределительное устройство требует проектирования с нуля, строительных работ и, следовательно, капитальных вложений. Ретрофит сохраняет металлоконструкции существующих ячеек и шинную систему. Строительные работы не нужны. Бригада заменяет ячейки поэтапно: одна ячейка отключается, питание переводится на резервную, проводятся работы по ретрофиту, ячейка вводится в работу. В это время остальные присоединения продолжают работать. Смета на такую модернизацию ниже строительства нового РУ.
Выбор между двумя путями определяется состоянием металлоконструкций и силового оборудования. Корпуса ячеек, шинная система и выключатели в удовлетворительном состоянии — ретрофит оправдан. Коррозия, деформация или выработанный ресурс выключателей — нужно новое строительство.
КСО и КРУ: разный объём работ
В ячейках КСО (стационарные ячейки без выкатного элемента) силовой отсек остаётся нетронутым. Бригада заменяет устройства РЗА в релейном отсеке, кабели вторичных цепей и блоки питания. Вся серия МКЗП-МИКРО 2.0 выполнена с одинаковыми присоединительными размерами — 178×151 мм.[5]
В ячейках КРУ с выкатными элементами объём работ шире. Вторичные цепи управления, блокировки и контроль положения завязаны на всю конструкцию тележки, поэтому замена только реле задачу не решает. ЭСТРА выполняет полную модернизацию выкатного элемента в сборе с новым вакуумным выключателем. Тележка поступает с завода полностью собранной и проверенной, на объекте её остаётся только установить и подключить.
Для нестандартных ячеек — включая самодельные шкафы, собиравшиеся на предприятиях в советский период дефицита, — инженеры ЭСТРА разрабатывают индивидуальные комплекты адаптации с привязкой к существующим схемам вторичной коммутации.
Что получает объект после замены
| Параметр | Электромеханика (до) | МКЗП-МИКРО 2.0 / ЭСТРА-РЕЛЕ (после) |
|---|---|---|
| Срок службы | 12 лет по ТУ, ~25 фактически | 25 лет; средняя наработка на отказ 125 000 ч[7] |
| Гарантия | Нет (ЗИП закончился) | 10 лет[8] |
| Функции защиты | МТЗ, ТО (2–4 реле) | МТЗ, ТО, ЗЗ, ЛЗШ, УРОВ, АВР, АПВ, ЗМН, АЧР и др. |
| Дуговая защита | Отсутствует | Встроена (модификации –ДЗ) |
| Регистрация событий | Отсутствует | 256 протоколов событий, встроенный осциллограф |
| Подпитка от токовых цепей | Отдельный блок питания | Встроена (модификации –Т) |
| Дешунтирование ЭМ приводов | Отдельная схема | Встроено (модификации -ДШ)[8] |
| Настройка уставок | Физическая регулировка реле | ПО Uprog / мобильное приложение «РЗА ЭСТРА» |
| Интеграция в АСУ ТП | Отсутствует | RS485 / MODBUS RTU / Ethernet |
Питание от токовых цепей закрывает отдельную проблему. На многих старых промышленных объектах нет источника гарантированного оперативного тока. Устанавливать его специально — отдельная часть проекта с новым оборудованием. Модификации –Т питаются от трансформаторов тока при нагрузочном токе от 2 А.
Этапы работы
ЭСТРА выполняет ретрофит под ключ: от обследования до сдачи в эксплуатацию. Сначала специалисты выезжают на объект. Фиксируют состояние ячеек, схемы вторичной коммутации, тип приводов выключателей, наличие оперативного питания. Без этого обследования выбрать комплект адаптации затруднительно.
По результатам готовится привязка к существующим цепям для каждого типа ячейки. Для серийных шкафов — КСО-272, КРУ-2-10 и других — есть готовые решения. Нестандартные ячейки прорабатываются отдельно. Устройства РЗА, комплект адаптации и новая тележка для КРУ поставляются с завода в полной готовности к монтажу. Средний срок отгрузки — 20 дней.
Одна ячейка КСО заменяется за рабочий день. Для КРУ потребуется больше времени из-за большего объёма работ. После монтажа инженеры выполняют пуско-наладочные работы на месте. Техническая поддержка работает круглосуточно.
Реализованные проекты
Серия МКЗП-МИКРО 2.0 — актуальная линейка ЭСТРА для ячеек 6–35 кВ. Её предшественники, блоки МКЗП-М серий М1–М3, установлены на десятках промышленных объектов и продолжают работу.
Обогатительная фабрика «Сибирь-Полиметаллы», Алтай, 2019
Реконструкция двух РП при увеличении производительности до 1,5 млн т руды в год. На РП-1 установили 9 блоков МКЗП-М2. На РП-2 — 14 блоков МКЗП-М2, 3 блока МКЗП-М3 и 2 блока МКЗП-М1. Реализованы: токовые защиты, ЗМН, направленные защиты, ЛЗШ, УРОВ, АВР, встроенная дуговая защита. Блоки МКЗП-М1 с устройствами сопряжения УСО-TV взяли на себя централизованную защиту минимального напряжения и АЧР по каждой секции шин.
РП 6 кВ Бурибаевского ГОК, 2020
Реконструкция распределительного пункта горно-обогатительного комбината. Установлены блоки МКЗП-М3 с блоком наложенного напряжения и датчиками ВС: добавлен контроль изоляции кабельных линий перед подачей напряжения. Инженеры ЭСТРА рассчитали уставки для защит трансформаторов и электродвигателей.
Оба объекта входят в структуру УГМК, работают в непрерывном производственном цикле, замену выполняли без остановки.
Устройства ЭСТРА для ретрофита ячеек 6–35 кВ
- МКЗП-МИКРО 2.0 — универсальный блок РЗА для любого типа присоединения в ячейках КСО, КРУ, КТП. 14 модификаций: базовая, с подпиткой от ТТ (-Т), с дешунтированием ЭМ привода (-ДШ), с дуговой защитой (-ДЗ) и их комбинации. Одни посадочные размеры для всей серии.
- ЭСТРА-РЕЛЕ / ЭСТРА-РЕЛЕ.Д — компактный терминал в корпусе 184×96×146 мм для релейного отсека КСО, КРУ, КРУН, КТП. Срок службы 25 лет, гарантия 10 лет. Модификация .Д оснащена встроенными каналами дешунтирования (до 150 А амплитудного тока).
- МКЗЗП-6-35-И / -К — централизованная защита от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ) для сетей с изолированной или компенсированной нейтралью. Один прибор на секцию шин.
Подробнее об услуге ретрофита ячеек КСО и КРУ — на странице «Ретрофит ячеек КСО/КРУ».