Доступная модернизация вашего НКУ 0,4кВ

Если вы каким-либо образом связаны с электрооборудованием, особенно с устройствами защиты и коммутации, то вы непременно бывали в электротехнических помещениях, где размещены щиты ввода и распределения. Это могли быть электрощитовые в зданиях, трансформаторные подстанции во дворе жилого района или встроенные трансформаторные подстанции производственного цеха. Уверен, что в 90 из 100 случаев это были помещения, возведенные в период с 1960 по 1980 годы прошлого века.

В случае наличия на объекте встроенной понизительной подстанции 6(10)/0,4 кВ, граница балансовой принадлежности проходит по клеммам трансформатора. Следовательно, ответственность за аппаратуру на стороне 6(10) кВ возлагается на электросбытовую компанию. Как правило, устаревшие масляные автоматические выключатели заменяются в рамках программы модернизации городских сетей. Вместо них устанавливаются современные вакуумные автоматические выключатели с микропроцессорной защитой и электроприводом, не требующие обслуживания. Новые устройства значительно проще в управлении и обслуживании по сравнению со старыми масляными.

Все элементы ниже трансформатора находятся на балансе абонента, что означает, что вся ответственность (включая материальную) за ремонт и замену оборудования на стороне 0,4 кВ лежит на организации, владеющей зданием.

На предприятиях ситуация схожа. Значительное внимание уделяется стороне 6(10) кВ с целью обеспечить защиту от полного отключения. В то же время цеховые подстанции и РП 0,4 кВ часто остаются незамеченными.

Самым ответственным элементом низковольтного распределительного устройства считается вводной автоматический выключатель. В классической схеме электроснабжения применяются два вводных автоматических выключателя и один секционный для подключения отключенной секции к работающей линии. Обычно это автоматические выключатели выкатного или стационарного исполнения с токами от 400 А до 2500 А типа АВМ, ЭЛЕКТРОН и ВА.

По данным различных источников, изношенность сетей и электрооборудования 0,4 кВ составляет от 72% до 85%. Это оборудование значительно превысило регламентированный срок службы — 25-30 лет.

Причины, по которым оборудование 0,4 кВ не заменяется, достаточно просты. На социальных и коммерческих объектах у абонента зачастую отсутствуют средства для замены распределительного устройства на подстанции. Часто можно наблюдать, как половина старой релейной автоматики просто зашунтирована и не функционирует, а все переключения выполняются персоналом вручную с использованием подручных средств. На промышленных объектах также не могут предоставить длительное отключение для реконструкции, поскольку остановка производства требует значительной технологической подготовки или приводит к серьёзным финансовым потерям.

В настоящее время существует три возможных решения для модернизации распределительных устройств 0,4 кВ:

- Комплексная модернизация «под ключ»: полная замена распределительного устройства.
- Замена использованных выключателей на новые, если оболочка находится в хорошем состоянии.
- Замена использованных выключателей на современные более надёжные аппараты.

Рассмотрим достоинства и недостатки каждого из решений

Положительным аспектом можно считать то, что для установки новых устройств не требуется выполнять работы в распределительном устройстве с целью адаптации отсека щита.

Тем не менее, данный способ обладает множеством негативных сторон. Многие утверждают, что их надежный АВМ20 или Электрон проработал 40 лет и ещё столько же прослужит. Однако при таких заявлениях, как правило, не учитывается, что времена изменились, и требования к нагрузке, а также характер коммутируемого тока претерпели значительные изменения. Изменился и уровень квалификации обслуживающего персонала.

Устройства старых модификаций, даже самые новые, нуждаются в ежегодной ревизии с частичной разборкой, при этом обязательно требуется вывод аппарата из эксплуатации. Электрики, достигнувшие пожилого возраста, могут уже не иметь физической силы, чтобы перемещать тяжелые (от 200 кг) аппараты по цеху. Молодые специалисты, не обладая достаточным опытом, могут случайно повредить сложную конструкцию выключателя.

Кроме устаревшей конструкции, аппараты старого исполнения имеют более низкие электрические и ресурсные характеристики, а также постоянную потребность в ревизии. Необходимо следить за механическими частями, чтобы избежать их закоксовывания. После коммутаций важно извлекать и очищать главные контакты. Коммутационный ресурс этих устройств в десять раз ниже, а время отключения в десятки раз больше, чем у современных аналогов.

Все перечисленные характеристики крайне важны, особенно время отключения. В настоящее время сети 0,4 кВ обладают значительной гармонической составляющей, проще говоря, высокочастотными токами — помехами, возникающими из-за широкого применения полупроводников в нагрузке. Эти высокочастотные составляющие постоянно нагревают главные контакты аппаратов и усиливают воздействие дуги при коммутации. Контакты старых устройств, разработанных в эпоху, когда нагрузка состояла в основном из асинхронных двигателей, ламп накаливания и электроплит, не предназначены для таких условий эксплуатации. Поэтому ревизия контактов будет необходима чаще, чем раньше. При этом время отключения этих аппаратов при коротком замыкании достигает нескольких секунд. Современные электронные устройства, составляющие значительную долю общей нагрузки, крайне чувствительны к скачкам тока. Представьте, какие процессы происходят при КЗ на токи свыше 1000 А! Помимо мощных электродинамических усилий, которые могут сорвать шины с изоляторов, ток за доли секунды возрастает в сотни раз, в то время как ваш автомат ещё только размышляет, следует ли ему отключаться. Ударные токи при коротком замыкании и продолжительность их воздействия значительно влияют на состояние обмоток силового трансформатора, что может привести к его выходу из строя.

Современные автоматические выключатели устраняют все недостатки аппаратов старого исполнения. Время отключения современных устройств составляет до 0,06 секунды. Механизм выполнен из нержавеющих деталей, а смазка рассчитана на весь срок службы, который составляет 30 лет. Аппараты не требуют регулярной ревизии и просты в использовании. Всё управление сводится к нажатию двух кнопок и взводу лёгкого рычага в ручном режиме, или же осуществляется только с помощью кнопок в устройствах с моторным приводом для взвода пружин.

Основываясь на вышеизложенном, приходим к выводу, что, стремясь избежать прежних ошибок и не желая тратить значительные средства, стоит выбрать третий вариант. Замена устаревших выключателей на современные является оптимальным решением, поскольку состояние оболочек шкафов и шин чаще всего удовлетворительное, а значит, нет необходимости переплачивать лишь за металл и медь (или алюминий).

Рассмотрим все достоинства метода замены на современные автоматические выключатели:

Удобство — нет необходимости в глобальном отключении, можно производить замену пофидерно, сохраняя питание на потребителях. Отсутствие дополнительных затрат — старые кабели не беспокоят, что снижает риск их повреждения. Быстрота — замена одного аппарата типа АВМ20 занимает от 4 до 8 часов. Повышение надежности и безопасности — современные устройства благодаря усовершенствованной конструкции работают надежнее и обладают продуманной безопасной конфигурацией. Значительная экономия до 70-80% по сравнению с заменой НКУ «под ключ».

Теперь, определившись с методом модернизации нашего распределительного устройства, возникает вопрос о выборе аппарата для замены. В этом вопросе поможет сравнение основных брендов, представленных на рынке. Для анализа возьмём автоматический выключатель модели ВА45/2000 EKF, АВ2М20 и Masterpact NW20.

Параметры	Выключатель
	ВА45/2000	АВ2М20	NW20
Номинальный ток, А	2000	2000	2000
Отключающая способность, кА	50	35	65
Габариты, мм	375×461×432	700×530×655	440×438×383
Вес, кг	98	117	90
Ресурс ЦВО: Механический Электрический	12 000 30 000	500 5000	10 000 30 000
Моторный привод, катушки ВКЛ/ОТКЛ	да	да	да
Количество и тип доп.контактов	4 НО+4НС	3НО+1НС	4 НО+4НС
Тип защиты	LSI	LSI	LSI
Цена т.р. и наличие*	От 189 в наличии	От 212 под заказ	От 280 под заказ

Из представленной таблицы видно, что ВА45/2000, обладая аналогичными характеристиками с NW20, имеет значительно более низкую цену. Что касается АВ2М, то здесь наблюдается явное преимущество в характеристиках. Это связано с тем, что АВ2М разработан на базе аппарата серии ВА55, который принадлежит к устройствам старого образца, лишь с минимальной модернизацией в виде полупроводникового LSI расцепителя.

Согласившись, что поиск 8-15 млн. и оставление потребителей без электропитания на целый месяц не является наилучшей идеей, можно отметить, что постепенная замена аппаратов по одному в течение года, без отключений, при значительно меньших расходах выглядит уже как более выполнимая задача.

Даже в условиях экономического кризиса и сокращенных бюджетов любой энергетик должен осознавать, что перерывы в электроснабжении приводят к финансовым потерям для вашего предприятия или арендаторов, а для вас лично — к стрессу и потере времени.