Ячейка КРУ 6 кВ — характеристики, устройство и применение

Ячейка КРУ 6 кВ — функциональный шкаф комплектного распределительного устройства среднего напряжения, предназначенный для приема, распределения, коммутации и защиты электрической энергии в сетях 6 кВ.

Такие ячейки применяются на промышленных предприятиях, трансформаторных подстанциях, горнодобывающих и металлургических объектах, электростанциях, насосных и компрессорных станциях, а также в системах электроснабжения крупных производственных комплексов.

В российской и СНГ-практике при выборе ячейки КРУ 6 кВ необходимо учитывать не только номинальное напряжение, но и номинальный ток, ток короткого замыкания, ток отключения, термическую и электродинамическую стойкость, тип выключателя, ТТ/ТН, РЗА и схему подключения.

ZTelec Yuguang — производитель электроэнергетического оборудования из города Сюйчан, провинция Хэнань, Китай. Компания выпускает средневольтное распределительное оборудование, трансформаторы, подстанции и низковольтные распределительные устройства для промышленных и энергетических проектов.

Что такое ячейка КРУ 6 кВ

В отличие от понятия «КРУ» как полного распределительного устройства, ячейка КРУ представляет собой отдельный функциональный шкаф.

Несколько ячеек объединяются в одну распределительную систему.

Например:

Вводная ячейка → секция шин → отходящие ячейки → потребители 6 кВ

В зависимости от назначения одна ячейка может выполнять функции:

• ввода питания;

• отходящей линии;

• подключения трансформатора;

• подключения электродвигателя;

• секционирования шин;

• измерения напряжения;

• учета электроэнергии;

• АВР;

• защиты и управления.

Поэтому при заказе важно указывать не просто количество ячеек, а назначение каждой ячейки и ее электрические параметры.

Основные характеристики ячейки КРУ 6 кВ

ГОСТ Р 55190-2022 устанавливает для КРУ номинальные напряжения 6, 10, 15, 20 и 35 кВ. Для сети 6 кВ наибольшее рабочее напряжение составляет 7,2 кВ. Стандартный ряд номинальных токов главных цепей и сборных шин включает 200, 400, 630, 800, 1000, 1250, 1600 А и более.

Технические характеристики

ГОСТ 14693-90 также устанавливает для КРУ до 10 кВ номинальные напряжения 6,0; 6,3; 6,6 и 6,9 кВ и соответствующее максимальное рабочее напряжение 7,2 кВ.

Конструкция ячейки КРУ 6 кВ

Типовая ячейка КРУ среднего напряжения состоит из нескольких функциональных зон.

1. Отсек сборных шин

В отсеке располагаются основные токоведущие шины, соединяющие отдельные ячейки в единую систему.

Основные параметры:

• материал шин;

• сечение;

• номинальный ток;

• термическая стойкость;

• электродинамическая стойкость.

Для промышленного объекта параметры шин выбираются исходя из расчетной нагрузки и тока короткого замыкания.

2. Отсек выключателя

В современной конструкции обычно применяется вакуумный выключатель.

В зависимости от исполнения выключатель может быть:

• выкатным;

• стационарным;

• с ручным приводом;

• с моторным приводом;

• с возможностью дистанционного управления.

Выкатное исполнение облегчает обслуживание и позволяет физически отделить выключатель от главной цепи.

3. Кабельный отсек

В кабельном отсеке размещаются:

• кабельные наконечники;

• трансформаторы тока;

• заземляющий разъединитель;

• ограничители перенапряжений;

• кабельные соединения.

Конкретная комплектация зависит от назначения ячейки.

4. Отсек низкого напряжения

Здесь размещаются:

• терминал РЗА;

• реле;

• измерительные приборы;

• цепи управления;

• автоматика;

• сигнализация;

• интерфейсы связи.

Какие бывают ячейки КРУ 6 кВ

В одном распределительном устройстве может использоваться несколько функциональных типов.

Именно поэтому запрос «ячейка КРУ 6 кВ» не означает одну конкретную конструкцию.

Состав оборудования определяется однолинейной схемой объекта.

Ячейка КРУ 6 кВ с вакуумным выключателем

Для промышленных систем электроснабжения распространено применение вакуумного выключателя.

Основные преимущества:

• отсутствие масла;

• высокая коммутационная надежность;

• небольшой объем обслуживания;

• высокая механическая стойкость;

• возможность дистанционного управления;

• совместимость с цифровой РЗА;

• возможность выкатного исполнения.

При подборе необходимо проверить соответствие:

Uном → Iном → Iоткл → Iкз → привод → ресурс → система управления.

Например, ячейка:

6 кВ / 1250 А / 31,5 кА

должна комплектоваться выключателем и токоведущими элементами, рассчитанными на соответствующие режимы.

Трансформаторы тока в ячейке КРУ

ТТ являются одним из ключевых элементов ячейки.

Они используются для:

• измерения тока;

• максимальной токовой защиты;

• токовой отсечки;

• защиты от замыканий на землю;

• учета электроэнергии.

При выборе ТТ необходимо учитывать:

• коэффициент трансформации;

• класс точности;

• количество вторичных обмоток;

• нагрузку вторичных цепей;

• требования РЗА.

По ГОСТ Р 55190-2022 номинальный ток установленных в КРУ трансформаторов тока может согласовываться отдельно с потребителем и изготовителем и не обязательно должен совпадать с номинальным током шкафа.

Трансформатор напряжения и ОПН

В зависимости от схемы в ячейке могут устанавливаться:

• трансформаторы напряжения;

• предохранители;

• ограничители перенапряжений;

• заземляющий разъединитель.

ТН применяются для измерения и защиты, а ОПН — для ограничения перенапряжений в сети.

Конкретная конфигурация определяется электрической схемой и требованиями проекта.

Релейная защита ячейки КРУ 6 кВ

Современная ячейка КРУ 6 кВ может оснащаться микропроцессорным терминалом РЗА.

Типовые функции:

• максимальная токовая защита;

• токовая отсечка;

• защита от замыканий на землю;

• минимальное напряжение;

• максимальное напряжение;

• АПВ;

• АВР;

• контроль выключателя;

• измерение тока;

• измерение напряжения;

• регистрация аварийных событий;

• передача данных в SCADA.

Для российского или СНГ-проекта в техническом задании рекомендуется отдельно прописывать требуемые функции РЗА, а не ограничиваться формулировкой «релейная защита».

Как выбрать ячейку КРУ 6 кВ

Правильный выбор начинается с параметров сети.

Шаг 1. Определить напряжение

Для данной категории:

Uном = 6 кВ

При этом необходимо учитывать максимальное рабочее напряжение — 7,2 кВ.

Шаг 2. Определить номинальный ток

Например:

• 630 А;

• 800 А;

• 1250 А;

• 1600 А;

• 2000 А.

Ток определяется расчетной нагрузкой.

Шаг 3. Рассчитать ток короткого замыкания

Например:

Iкз = 25 кА

или

Iкз = 31,5 кА

После этого выбирается соответствующая отключающая способность выключателя и стойкость всей ячейки.

Шаг 4. Определить назначение

Нужно определить, является ли шкаф:

• вводным;

• отходящим;

• секционным;

• трансформаторным;

• измерительным;

• двигательной ячейкой.

Шаг 5. Определить РЗА

Необходимо указать требуемые защитные функции и протокол связи, если шкаф интегрируется в систему автоматизации.

Применение ячеек КРУ 6 кВ в России и СНГ

Горнодобывающие предприятия

КРУ 6 кВ применяется для питания:

• карьерных экскаваторов;

• конвейеров;

• дробильных установок;

• насосов;

• вентиляции;

• шахтного оборудования.

Для горнодобывающих объектов особенно важны надежность выключателя, защита от КЗ и устойчивость к тяжелым режимам нагрузки.

Металлургические предприятия

Ячейки 6 кВ используются для питания:

• электродвигателей;

• насосных агрегатов;

• вентиляторов;

• компрессоров;

• печного оборудования;

• технологических линий.

Нефтегазовая отрасль

Возможные объекты:

• насосные станции;

• компрессорные станции;

• нефтеперерабатывающие предприятия;

• объекты добычи;

• технологические установки.

Промышленные предприятия

КРУ 6 кВ используется для распределения электроэнергии между:

трансформаторами → электродвигателями → технологическим оборудованием.

Электростанции и подстанции

Ячейки могут использоваться в системах:

• собственных нужд;

• распределения электроэнергии;

• резервного питания;

• питания электродвигателей;

• подключения трансформаторов.

Инфраструктурные объекты

В зависимости от проекта КРУ 6 кВ применяется на:

• крупных насосных станциях;

• объектах водоснабжения;

• транспортной инфраструктуре;

• крупных коммерческих объектах;

• энергетических комплексах.

Стандарты для ячейки КРУ 6 кВ

Для российского рынка и ряда проектов СНГ необходимо учитывать нормативную документацию, указанную в техническом задании.

ГОСТ Р 55190-2022

Стандарт распространяется на КРУ в металлической оболочке на номинальное напряжение до 35 кВ и содержит основные параметры оборудования, включая номинальное напряжение, номинальный ток и характеристики стойкости к короткому замыканию.

ГОСТ 14693-90

ГОСТ 14693-90 распространяется на трехфазные КРУ в металлической оболочке до 10 кВ, включая оборудование для сетей 6 кВ. Росстандарт указывает область применения стандарта для сетей с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор нейтралью.

При подготовке закупочной документации дополнительно необходимо проверить:

• требования к IP;

• климатическое исполнение;

• изоляционные расстояния;

• испытания;

• систему заземления;

• требования РЗА;

• требования заказчика;

• состав технической документации.

Ячейка КРУ 6 кВ от ZTelec Yuguang

ZTelec Yuguang Electric Technology — китайский производитель электроэнергетического оборудования, расположенный в г. Сюйчан, провинция Хэнань, Китай. Официальный сайт компании указывает направления Medium Voltage Switchgear, High Voltage Switchgear, Low Voltage Switchgear, Power Transformer и Power Substation.

Для проектов 6 кВ компания может формировать распределительное устройство с учетом:

• номинального тока;

• тока короткого замыкания;

• типа выключателя;

• ТТ;

• ТН;

• ОПН;

• РЗА;

• системы шин;

• схемы кабельного подключения;

• требований к IP;

• климатического исполнения;

• требований ГОСТ/IEC, указанных заказчиком.

Для международной поставки особенно важно согласовать SLD и техническую спецификацию до изготовления оборудования.

Типовая комплектация ячейки КРУ 6 кВ

Фактическая комплектация определяется назначением конкретной ячейки.

Что указать производителю при заказе

Для расчета ячейки КРУ 6 кВ рекомендуется предоставить:

Минимальный пакет для RFQ

Для предварительного технического и коммерческого предложения достаточно предоставить:

SLD + 6 кВ + номинальный ток + ток КЗ + количество ячеек + назначение каждой ячейки.

Почему важно покупать ячейку по технической спецификации

Две ячейки КРУ 6 кВ внешне могут выглядеть практически одинаково, но иметь существенно разную стоимость и технические возможности.

Например:

6 кВ / 630 А / 20 кА

и

6 кВ / 1250 А / 31,5 кА

— это разные технические исполнения.

На итоговую конфигурацию также влияют:

вакуумный выключатель + ТТ + ТН + РЗА + ОПН + привод + система шин + блокировки + IP + климатическое исполнение.

Поэтому при сравнении предложений от разных производителей необходимо использовать единую техническую спецификацию, а не сравнивать только цену шкафа.

Заключение

Ячейка КРУ 6 кВ является базовым функциональным элементом распределительных устройств среднего напряжения и применяется в промышленности, энергетике, горнодобывающей и металлургической отраслях России и стран СНГ.

При выборе необходимо определить:

6 кВ → номинальный ток → ток КЗ → выключатель → ТТ/ТН → РЗА → схема шин → IP → климатическое исполнение.

ZTelec Yuguang, расположенный в г. Сюйчан, провинция Хэнань, Китай, предлагает средневольтное распределительное оборудование и комплексные решения для систем электроснабжения.

Для получения предложения на ячейку КРУ 6 кВ заказчику рекомендуется направить производителю однолинейную схему, техническое задание и перечень требуемых ячеек.