Выбор КРУ 10 кВ: KYN28A-12, RMU или элегазовое КРУ
Как выбрать КРУ 10 кВ в Узбекистане для главных подстанций, кольцевых кабельных сетей и КТП: сравнение КРУ KYN28A-12, RMU XGN15-12 и элегазового КРУ SRM16-12.
Выбор комплектного распределительного устройства (КРУ) 10 кВ определяет компоновку подстанции, принципы защиты и режим обслуживания на весь срок её службы. Для сетей 6 кВ и 10 кВ в Узбекистане выбор, как правило, сводится к трём семействам: выкатные ячейки КРУ в металлической оболочке (KYN28A-12), распределительные устройства кольцевого типа (RMU) XGN15-12 / HXGN15-12 и полностью герметичные КРУ с элегазовой изоляцией SRM16-12. В этой статье рассмотрено, где применяется каждое из них, что может и чего не может главный коммутационный аппарат, и как сторона 10 кВ сочетается с низковольтными щитами GCS или GGD.
Три семейства, один класс напряжения
Все три исполнения представляют собой комплектные устройства в металлической оболочке класса 12 кВ для сетей 50 Гц, поэтому одно и то же оборудование применяется как в сетях 6 кВ, так и в сетях 10 кВ. Они спроектированы и изготовлены по GB/T 3906 / IEC 62271-200 — стандарту, который также определяет классификацию по стойкости к внутренней дуге; из трёх семейств протокол типовых испытаний имеет KYN28A-12.
| Параметр | KYN28A-12 | XGN15-12 / HXGN15-12 | SRM16-12 |
|---|---|---|---|
| Конструкция | Выкатное, в металлической оболочке, воздушная изоляция | Стационарное RMU, шкаф с воздушной изоляцией и элегазовым (SF6) выключателем нагрузки | Стационарное, полностью герметичный бак с SF6 |
| Главный коммутационный аппарат | Вакуумный выключатель на выкатной тележке (ZN63A (VS1), VD4, ZN21, 3AH или VEP) | Элегазовый выключатель нагрузки, опционально с предохранителями | Модули: вакуумный выключатель, выключатель нагрузки, выключатель нагрузки с предохранителями или разъединитель |
| Номинальный ток | до 4000 А | 630 А | 630 А |
| Стойкость к токам КЗ | до 31.5 кА | 20 кА | 20 кА |
| Степень защиты оболочки | IP4X (IP2X между отсеками и при открытой двери отсека выключателя) | IP2X (XGN15-12) | Герметичный бак с втычными кабельными вводами |
| Условия эксплуатации (по паспорту) | Внутренняя установка (помещение РУ); предельные параметры окружающей среды уточняйте в коммерческом предложении | HXGN15-12: от −25 до +40 °C, до 2000 м | от −40 до +40 °C, до 4000 м, III степень загрязнения |
| Типовое место установки | Главная подстанция, распределительный пункт, ввод предприятия | Кабельное кольцо, вторичная подстанция, комплектная трансформаторная подстанция (КТП) | Компактные помещения, тяжёлые условия, точки ответвления кабелей |
Где применяется каждый тип КРУ 10 кВ
KYN28A-12: главные подстанции и вводы промышленных предприятий
Выкатное КРУ KYN28A-12 — стандартный выбор для секции 10 кВ главной понизительной подстанции, распределительного пункта (РП) или ввода предприятия с большим числом отходящих линий. Параметры до 4000 А и 31.5 кА позволяют выполнить вводные и секционные ячейки, для которых RMU на 630 А не подходит.
- Каждое присоединение оснащено собственным вакуумным выключателем с релейной защитой, поэтому повреждение кабеля отключается селективно, без предохранителей.
- Выкатные элементы одного назначения взаимозаменяемы; тележки трансформаторов напряжения, учёта и разъединяющие тележки выполнены на той же раме, что и тележка выключателя.
- Конструкция рассчитана на частые коммутации, а для присоединений электродвигателей доступна тележка с вакуумным контактором VC7.
- Отсеки выключателя и кабельного ввода могут комплектоваться отдельными обогревателями против конденсата, что важно для неотапливаемых помещений РУ.
Плата за это — площадь: ряд ячеек KYN28A-12 требует помещения РУ с доступом спереди для выкатывания тележек и доступом сзади к кабельному отсеку.
XGN15-12 и HXGN15-12: кабельные кольца и КТП
Распределительное устройство кольцевого типа (RMU) устанавливается в КТП, небольшой вторичной подстанции или в точке секционирования кабельного кольца 10 кВ. Обычная конфигурация — два вводных выключателя нагрузки (вход и выход кольца) плюс одно или два трансформаторных присоединения с комбинацией «выключатель нагрузки — предохранитель». В XGN15-12 применяется элегазовый выключатель нагрузки в шкафу с воздушной изоляцией, разделённом на четыре изолированных отсека (шинный, отсек коммутационного аппарата, кабельный и отсек привода с цепями управления), с каналом сброса давления в задней части. HXGN15-12 — блочный вариант той же конструкции (HX — кольцевой шкаф блочного типа, G — стационарный, N — внутренней установки) с теми же параметрами 630 А / 20 кА и элегазовым главным коммутационным аппаратом. Нагрузка выше 630 А или уровень токов КЗ выше 20 кА исключают оба варианта, как и присоединение, которому требуется селективная релейная защита вместо предохранителей.
SRM16-12: компактные помещения и тяжёлые условия эксплуатации
В SRM16-12 коммутационные модули (вакуумный выключатель, выключатель нагрузки, комбинация «выключатель нагрузки — предохранитель» или разъединитель) размещены в герметичном баке с элегазом SF6 и имеют втычные кабельные присоединения. Исполнение G — стационарное, исполнение K позволяет наращивать сборные шины влево или вправо через соединительные модули, а исполнение D служит кабельным разветвительным шкафом. Поскольку токоведущие части не контактируют с окружающим воздухом, паспорт допускает температуру от −40 до +40 °C, высоту установки до 4000 м (при высоте свыше 1000 м укажите её в запросе) и III степень загрязнения по GB/T 5582: запылённые площадки, неотапливаемые блок-боксы и горные районы.
Вакуумный выключатель или выключатель нагрузки?
Главный коммутационный аппарат определяет, что ячейка способна сделать при коротком замыкании:
- Вакуумный выключатель отключает полный ток короткого замыкания (до 31.5 кА в KYN28A-12) по команде реле защиты. Он рассчитан на частые коммутации и не требует обращения с газом.
- Выключатель нагрузки коммутирует номинальный ток нагрузки (630 А — намного больше примерно 92 А, которые потребляет трансформатор 1600 кВА на стороне 10 кВ) и имеет нормированную включающую способность при КЗ, то есть может включиться на короткое замыкание, но не способен его отключить. Отключение повреждения возлагается на предохранители трансформаторных присоединений или на вышестоящий выключатель на кабелях кольца.
- Комбинация «выключатель нагрузки — предохранитель» — общепринятая практика для трансформаторных присоединений мощностью примерно до 1250–1600 кВА; ток присоединения ограничен номиналом предохранителя, а не выключателем на 630 А. Это ориентир, а не жёсткое ограничение: для более мощных трансформаторов или там, где требуется селективная релейная защита, задавайте присоединение с силовым выключателем; для такого случая SRM16-12 предлагает модуль с вакуумным выключателем в габаритах RMU.
Защита, блокировки и классификация по стойкости к внутренней дуге
Релейная защита. Ячейки KYN28A-12 поставляются с реле, измерительными трансформаторами и ограничителями перенапряжений, предусмотренными проектом: как правило, это максимальная токовая защита и защита от замыканий на землю (ANSI 50/51, 50N/51N) на отходящих линиях, защита минимального напряжения (27) и отключение от газовой или температурной защиты трансформатора на вводах, а также учёт электроэнергии и порт связи со SCADA (например, Modbus, IEC 60870-5-103/104 или IEC 61850). RMU обычно полагаются на предохранители, бойки которых отключают выключатель нагрузки по всем трём фазам, либо оснащаются реле максимального тока с самопитанием, если на трансформаторном присоединении применён модуль с силовым выключателем.
Блокировки. Механические блокировки «пяти запретов» стандартно предусмотрены в KYN28A-12 и в семействе XGN15-12:
- Запрет ошибочного отключения и ошибочного включения выключателя.
- Запрет вкатывания и выкатывания тележки выключателя под нагрузкой.
- Запрет включения выключателя при включённом заземляющем разъединителе.
- Запрет включения заземляющего разъединителя на цепь под напряжением.
- Запрет доступа в отсек, находящийся под напряжением.
Классификация по стойкости к внутренней дуге. IEC 62271-200 классифицирует устройство по стойкости к внутренней дуге как IAC с типом доступности A (только уполномоченный персонал) или B (неограниченный доступ) и испытанными сторонами F (фронтальная), L (боковая) и R (тыльная). Протокол типовых испытаний KYN28A-12 приведён на странице сертификатов; уточните классификацию по стойкости к внутренней дуге (например, IAC AFLR) для фактически предлагаемой конфигурации и запросите соответствующий протокол испытаний вместе с коммерческим предложением. В техническом задании укажите ток и длительность дуги, требуемые для уровня КЗ в вашей сети (например, 20 кА или 31.5 кА в течение 1 с). Укажите также категорию потери непрерывности обслуживания (LSC) и класс перегородок (PM — металлические или PI — изоляционные). В терминах GB/T 3906 и IEC 62271-200:2011 для выкатных КРУ в металлической оболочке типична категория LSC2B, а для RMU — LSC2A (редакция IEC 62271-200 2021 года объединяет обе в LSC2); категория определяет, какие отсеки можно открывать, пока остальная часть КРУ остаётся под напряжением.
Сочетание с низковольтными щитами GCS и GGD
Ячейка 10 кВ и щит 0.4 кВ рассчитываются от одного и того же трансформатора. Для трансформатора 10/0.4 кВ ток полной нагрузки на стороне НН равен S / (√3 × 0.4 кВ):
- 630 кВА → 909 А → ввод 1000 А
- 1000 кВА → 1443 А → ввод 1600 А
- 1600 кВА → 2309 А → ввод 2500 А
- 2500 кВА → 3608 А → ввод 4000 А
Выдвижные НКУ GCS рассчитаны на сети 400 В с током до 4000 А при степени защиты IP40, имеют изолированные отсеки функциональных блоков, шин и кабелей, а выдвижные блоки заменяются без снятия напряжения со щита: это подходящая пара для главного щита НН или центра управления двигателями за вводом KYN28A-12. Шкафы стационарного типа GGD (380 В, до 3150 А, IP30) — экономичный вариант для стороны НН КТП или щита с небольшим числом отходящих линий. Оба типа изготавливаются по GB/T 7251 / IEC 61439; шкафы GGD производства Jiangsu Xinhong имеют сертификат CCC, распространяющийся на главные шины 400–1600 А.
На стыке важны два момента согласования:
- Уровень токов КЗ на стороне НН. При напряжении короткого замыкания трансформатора 6 % и без учёта сопротивления источника и кабелей (это допущение; уточните по паспорту трансформатора, поскольку трансформаторы 10/0.4 кВ такой мощности изготавливаются с uк 4–6 %) трансформатор 2500 кВА даёт около 60 кА на выводах 0.4 кВ, а при меньшем uк ток ещё выше. Шины НН должны быть рассчитаны соответственно; сверьте с этим значением номинальный кратковременно выдерживаемый ток (Icw) предлагаемого щита (в сертификатах CCC Jiangsu Xinhong для главных шин указаны Icw 30 кА для GGD и 80 кА для XMCS-K).
- Селективность защит. Защита трансформаторного присоединения 10 кВ (предохранитель или реле) должна быть согласована с вводным воздушным автоматическим выключателем НН так, чтобы КЗ на стороне НН отключалось автоматом (ACB), а защита 10 кВ служила только резервной.
Контрольный список перед заказом КРУ 10 кВ
Перед запросом коммерческого предложения определите следующее:
- Место в сети: главная подстанция или распределительный пункт (KYN28A-12), кабельное кольцо или КТП (XGN15-12 / HXGN15-12), компактная площадка или тяжёлые условия (SRM16-12).
- Токи шин и присоединений: свыше 630 А подходит только KYN28A-12.
- Уровень токов КЗ на шинах: 20 кА (RMU, SRM16-12) или до 31.5 кА (KYN28A-12).
- Главный коммутационный аппарат каждого присоединения: силовой выключатель с реле или выключатель нагрузки с предохранителями.
- Температура окружающей среды, высота над уровнем моря свыше 1000 м, запылённость и влажность на площадке.
- Стойкость к внутренней дуге и тип доступности (IAC AFLR), категория LSC и класс перегородок.
- Функции релейной защиты, учёт, коэффициенты трансформации ТТ/ТН и протокол связи.
- Тип щита НН (GCS или GGD), номинал ввода и стойкость к токам КЗ.
LALOGO поставляет трансформатор, КРУ 10 кВ и щит 0.4 кВ от одного производителя, скомпонованные под вашу однолинейную схему. Направьте нам схему, перечень нагрузок и условия площадки — и мы подготовим техническое решение с коммерческим предложением: запросить коммерческое предложение.
