Ячейка КРУ 10 кВ — характеристики, комплектация и цена

Ячейка КРУ 10 кВ — отдельный функциональный шкаф комплектного распределительного устройства среднего напряжения, предназначенный для коммутации, распределения и защиты электроэнергии в сетях 10 кВ.

Такие ячейки применяются на промышленных предприятиях, трансформаторных подстанциях, электростанциях, горнодобывающих и металлургических предприятиях, насосных и компрессорных станциях, объектах нефтегазовой отрасли и другой инфраструктуре.

Для российского и СНГ-рынка при выборе ячейки КРУ 10 кВ недостаточно указать только напряжение. Необходимо определить номинальный ток, ток короткого замыкания, отключающую способность выключателя, схему сборных шин, ТТ/ТН, РЗА, тип кабельного ввода, степень защиты и условия эксплуатации.

ZTelec Yuguang — производитель электроэнергетического оборудования из г. Сюйчан, провинция Хэнань, Китай. Компания предлагает средневольтное распределительное оборудование, трансформаторы и комплексные решения для систем электроснабжения. На официальном сайте указано направление Medium Voltage Switchgear 12–40,5 кВ.

Что такое ячейка КРУ 10 кВ

КРУ и ячейка КРУ — не одно и то же.

КРУ представляет собой комплект распределительного оборудования, состоящий из нескольких функциональных шкафов.

Ячейка КРУ — отдельный шкаф внутри этого комплекта.

Например, распределительное устройство 10 кВ может включать:

Ввод №1 → секция шин №1 → отходящие ячейки

Ввод №2 → секция шин №2 → отходящие ячейки

Секционная ячейка → резервирование двух секций

В зависимости от назначения одна ячейка КРУ 10 кВ может использоваться как:

• вводная;

• отходящая;

• трансформаторная;

• секционная;

• измерительная;

• ячейка ТН;

• ячейка учета;

• двигательная;

• ячейка АВР.

Поэтому при закупке необходимо указывать не только «ячейка КРУ 10 кВ», но и ее назначение.

Технические характеристики ячейки КРУ 10 кВ

Согласно ГОСТ Р 55190-2022, для КРУ предусмотрено номинальное напряжение 10 кВ, а наибольшее рабочее напряжение для этого класса составляет 12 кВ. Стандартный ряд номинальных токов главных цепей и сборных шин включает 200, 400, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000 А и далее до 8000 А.

Основная таблица параметров

ГОСТ 14693-90 также устанавливает для КРУ номинальное напряжение 10,0; 10,5 и 11,0 кВ, максимальное рабочее напряжение 12 кВ, а также широкий ряд номинальных токов и токов отключения.

Конструкция ячейки КРУ 10 кВ

Типовая ячейка состоит из нескольких функциональных отсеков.

Отсек сборных шин

В нем размещаются основные токоведущие шины.

При проектировании учитываются:

• номинальный ток;

• материал шин;

• сечение;

• ток термической стойкости;

• электродинамическая стойкость;

• изоляционные расстояния.

Номинальный ток сборных шин выбирается в соответствии с расчетной нагрузкой распределительного устройства.

Отсек вакуумного выключателя

В современной ячейке КРУ 10 кВ часто используется выкатной вакуумный выключатель.

Основные функции:

• включение нагрузки;

• отключение нагрузки;

• отключение аварийного тока;

• дистанционное управление;

• взаимодействие с РЗА.

Выкатное исполнение позволяет вывести выключатель из рабочего положения для обслуживания.

Кабельный отсек

В зависимости от схемы здесь могут размещаться:

• кабельные наконечники;

• ТТ;

• ТН;

• ОПН;

• заземляющий разъединитель;

• силовые кабельные соединения.

Отсек низкого напряжения

В нем размещаются:

• терминал РЗА;

• цепи управления;

• автоматика;

• счетчики;

• сигнализация;

• измерительные приборы;

• интерфейсы связи.

Комплектация ячейки КРУ 10 кВ

Состав оборудования зависит от назначения шкафа.

Окончательная комплектация определяется однолинейной схемой и техническим заданием.

Типы ячеек КРУ 10 кВ

Для одной подстанции могут использоваться несколько типов шкафов.

Вводная ячейка 10 кВ

Предназначена для приема питания:

силовой трансформатор → вводная ячейка → сборные шины.

Отходящая ячейка

Используется для питания:

• электродвигателей;

• трансформаторов;

• насосов;

• компрессоров;

• производственных линий.

Секционная ячейка

Соединяет две секции сборных шин и используется в схемах резервирования.

Ячейка ТН

Предназначена для подключения трансформаторов напряжения и организации измерения и защиты.

Трансформаторная ячейка

Используется для подключения силового трансформатора к сети 10 кВ.

Двигательная ячейка

Применяется для питания крупных электродвигателей на промышленных объектах.

Вакуумный выключатель в ячейке КРУ 10 кВ

Для сетей среднего напряжения широко применяется вакуумная коммутационная аппаратура.

При выборе выключателя необходимо согласовать:

Uном + Iном + Iоткл + Iкз + привод + ресурс + напряжение цепей управления.

Например, для промышленной сети:

10 кВ / 1250 А / 31,5 кА

выключатель должен соответствовать требуемой отключающей способности, а токоведущая система ячейки — соответствующей термической и электродинамической стойкости.

Стандарт ГОСТ Р 55190-2022 предусматривает ряд номинальных токов отключения выключателя от 4 до 125 кА.

Трансформаторы тока и напряжения

Трансформатор тока

ТТ используется для:

• максимальной токовой защиты;

• токовой отсечки;

• защиты от замыканий на землю;

• измерения;

• учета.

При выборе необходимо определить:

• коэффициент трансформации;

• класс точности;

• количество вторичных обмоток;

• нагрузку вторичной цепи;

• назначение каждой обмотки.

Важно: номинальный ток ТТ не обязательно должен быть полностью идентичен номинальному току шкафа — его параметры выбираются с учетом конкретной схемы и согласования с изготовителем. Это прямо учитывается в ГОСТ Р 55190-2022.

Трансформатор напряжения

ТН применяется для:

• измерения напряжения;

• защиты;

• автоматики;

• контроля изоляции;

• синхронизации;

• учета.

Количество и схема подключения ТН определяются проектом.

Релейная защита ячейки КРУ 10 кВ

Для промышленного объекта рекомендуется применять микропроцессорную РЗА с функциями, соответствующими назначению конкретной ячейки.

Возможные функции:

• максимальная токовая защита;

• токовая отсечка;

• защита от замыканий на землю;

• минимальное напряжение;

• максимальное напряжение;

• АПВ;

• АВР;

• контроль выключателя;

• измерение тока;

• измерение напряжения;

• регистрация аварий;

• передача данных в SCADA.

При закупке желательно прописывать конкретные функции РЗА, а не только общее требование «микропроцессорная защита».

Цена ячейки КРУ 10 кВ

Запрос «ячейка КРУ 10 кВ цена» не имеет одной универсальной цены.

Стоимость зависит от конфигурации конкретного шкафа.

Основные факторы:

1. Номинальный ток

Например:

630 А → 1250 А → 1600 А → 2000 А

При увеличении тока возрастают требования к выключателю, шинам и токоведущим соединениям.

2. Ток короткого замыкания

Например:

20 кА / 25 кА / 31,5 кА / 40 кА

Чем выше требуемая отключающая способность, тем выше требования к коммутационной аппаратуре и конструкции ячейки.

3. Выключатель

На стоимость влияют:

• номинальный ток;

• отключающая способность;

• производитель;

• тип привода;

• механический ресурс;

• моторный привод;

• дистанционное управление.

4. РЗА

Стоимость зависит от количества защитных функций и уровня автоматизации.

5. ТТ и ТН

На цену влияют:

• коэффициент трансформации;

• класс точности;

• количество вторичных обмоток;

• функции защиты;

• учет.

6. Конструкция

Стоимость может изменяться в зависимости от:

• выкатного исполнения;

• стационарного исполнения;

• количества отсеков;

• системы блокировок;

• кабельного ввода;

• IP;

• климатического исполнения.

7. Количество ячеек

Проект из 5 шкафов и распределительное устройство из 30 шкафов имеют совершенно разную структуру стоимости.

Поэтому производителю необходимо направлять полную спецификацию или SLD, а не только запрос «цена КРУ 10 кВ».

Пример типовой конфигурации КРУ 10 кВ

Для промышленной двухтрансформаторной подстанции может использоваться следующая структура:

Пример параметров:

10 кВ / 1250 А / 31,5 кА / 50 Гц / вакуумный выключатель / цифровая РЗА.

Это только пример инженерной конфигурации. Фактические параметры должны определяться расчетом нагрузки и тока короткого замыкания.

Стандарты для ячейки КРУ 10 кВ

Для российских и части СНГ-проектов при разработке технической спецификации могут применяться требования соответствующих ГОСТ и проектной документации заказчика.

ГОСТ Р 55190-2022

Стандарт распространяется на КРУ в металлической оболочке с номинальным напряжением до 35 кВ.

Для 10 кВ установлено:

Uном = 10 кВ

Uнаиб.раб. = 12 кВ

Стандарт также содержит ряд номинальных токов главных цепей и сборных шин от 200 до 8000 А.

ГОСТ 14693-90

ГОСТ 14693-90 распространяется на трехфазные КРУ в металлической оболочке до 10 кВ и содержит требования к основным электрическим параметрам оборудования. Росстандарт указывает применение стандарта для сетей с изолированной нейтралью или нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор.

При подготовке конкретной закупки дополнительно необходимо согласовать:

• требования к IP;

• климатическое исполнение;

• требования к изоляции;

• испытания;

• РЗА;

• систему заземления;

• требования к маркировке;

• комплект документации;

• требования конкретного заказчика и проекта.

Применение ячеек КРУ 10 кВ в России и СНГ

Горнодобывающая промышленность

Ячейки 10 кВ применяются для питания:

• дробильных комплексов;

• конвейеров;

• насосов;

• вентиляторов;

• шахтного оборудования;

• карьерных установок.

Особое значение имеют надежность коммутации, ток КЗ и селективность РЗА.

Металлургия

КРУ 10 кВ используется для питания:

• крупных электродвигателей;

• насосов;

• компрессоров;

• вентиляторов;

• печного оборудования;

• технологических линий.

Нефтегазовые предприятия

Применение возможно на:

• насосных станциях;

• компрессорных станциях;

• объектах добычи;

• нефтеперерабатывающих предприятиях;

• технологических установках.

Производственные предприятия

Ячейки КРУ 10 кВ обеспечивают распределение электроэнергии между:

силовыми трансформаторами → электродвигателями → производственными линиями.

Электростанции и подстанции

Применение включает:

• распределение электроэнергии;

• питание собственных нужд;

• подключение трансформаторов;

• питание вспомогательного оборудования;

• резервирование.

Казахстан, Узбекистан и другие страны СНГ

Для проектов в странах СНГ конфигурация может адаптироваться под:

• местные сетевые требования;

• климатические условия;

• требования заказчика;

• ГОСТ/IEC;

• конкретную систему РЗА;

• проектную однолинейную схему.

Ячейка КРУ 10 кВ от ZTelec Yuguang

ZTelec Yuguang Electric Technology находится в г. Сюйчан, провинция Хэнань, Китай. Официальная страница компании по средневольтному оборудованию указывает направление Medium Voltage Switchgear и диапазон оборудования 12–40,5 кВ, включая решения для промышленных и энергетических систем.

При разработке оборудования для международного проекта производитель может согласовывать:

• номинальное напряжение;

• номинальный ток;

• ток КЗ;

• тип вакуумного выключателя;

• ТТ;

• ТН;

• ОПН;

• РЗА;

• схему сборных шин;

• кабельный ввод;

• систему заземления;

• IP;

• климатическое исполнение;

• систему управления;

• требования к испытаниям;

• комплект технической документации.

Для проектной поставки рекомендуется сначала согласовать SLD + техническую спецификацию + перечень ячеек, а затем формировать окончательную цену.

Что указать в RFQ на ячейку КРУ 10 кВ

Для получения точного технического и коммерческого предложения рекомендуется предоставить:

Минимальные данные для предварительной цены

10 кВ + количество ячеек + номинальный ток + ток КЗ + назначение шкафов + SLD.

Этого достаточно, чтобы производитель мог начать предварительный подбор конструкции и комплектации.

Как сравнивать предложения разных производителей

При закупке ячеек КРУ 10 кВ не рекомендуется сравнивать только цену одного шкафа.

Необходимо привести предложения к единой конфигурации:

10 кВ

↓

Номинальный ток

↓

Ток КЗ

↓

Вакуумный выключатель

↓

ТТ / ТН

↓

РЗА

↓

ОПН

↓

Система шин

↓

IP / климат

↓

Испытания + документация

Только после этого можно корректно сравнивать коммерческие предложения разных производителей.

Заключение

Ячейка КРУ 10 кВ является функциональным элементом системы среднего напряжения и используется для коммутации, распределения и защиты электроэнергии.

Для российского и СНГ рынка при выборе необходимо учитывать:

10 кВ + 12 кВ максимального рабочего напряжения + номинальный ток + ток КЗ + вакуумный выключатель + ТТ/ТН + РЗА + схема шин + IP + климатическое исполнение.

ГОСТ Р 55190-2022 предусматривает для КРУ 10 кВ максимальное рабочее напряжение 12 кВ и стандартный ряд номинальных токов до 8000 А.

ZTelec Yuguang, производитель из г. Сюйчан, провинция Хэнань, Китай, предлагает средневольтное распределительное оборудование и может формировать конфигурацию оборудования на основании технического задания и однолинейной схемы проекта.

Для получения точной цены на ячейку КРУ 10 кВ заказчику рекомендуется предоставить производителю SLD, количество шкафов, номинальный ток, ток короткого замыкания и требования к РЗА.