КРУЭ становятся компактнее 11ОРУ для всех времен года 16

Влияние на экологию в центре внимания 28Повышая планку 37

Специальный докладВысоковольтное оборудование

ревюАББ

Корпоративный

технический журнал

2 АББ Ревю Специальный отчет

Увеличение спроса на энергию и растущая обеспокоенность климатическими изменениями оказывают значительное влияние на способы ее производства, передачи и распределения. В результате чего, появляются более экологически чистые, гибкие и интеллектуальные электрические сети. И хотя компания АББ работает над этими новыми аспектами, в центре основных приоритетных направлений деятельности компании остается вопрос надежности и эффективности электрических сетей.

Высоковольтное оборудование играет в этом вопросе ключевую роль, поскольку отвечает за ряд важнейших функций, обеспечивающих безопасную, надежную и эффективную передачу электроэнергии. Коммутация, защита и контроль, повышенная эффективность и минимизация потерь, обеспечивающие качество электроэнергии и уменьшающие воздействие на окружающую среду, представляют собой лишь часть областей, в которых высоковольтное оборудование компании АББ способствует надежной работе электростанций, предприятий занимающихся передачей и распределением электроэнергии, а также промышленного и коммерческого секторов.

Содержание

3Содержание

Добро пожаловать

в мир высокого

напряжения

Энергия

в ассортименте

Формирование

расширяющейся

сети

Назад в будущее

Мир высокого напряженияКраткая история

Компактные и надежные системы коммутацииБолее компактные, эффективные и простые КРУЭ

Повышение надежности сетейЭволюция распределительных устройств с

воздушной изоляцией и их оборудования

Расширяя границы технологийЯвляясь лидером на рынке генераторных

выключателей имеет паркболее 7000 единиц

оборудования установленных по всему миру.

Сила сотрудничестваСервисное обслуживание на протяжении жизненного

цикла продукта

Повышение экологической эффективностиВысоковольтные технологии АББ отвечают на вызов

времени

Вопросы качества электроэнергииУстранение реактивной мощности и гармоник с

помощью конденсаторов и фильтров

Повышая планкуОборудование сверхвысокого напряжения

Энергия в движенииИнтегрированные, модульные и подготовленные

комплекты коммутационной аппаратуры

расширенной функциональности для современных

высоковольтных подстанций

Новаторские решенияКак АББ удерживает лидерство в постоянно

меняющемся мире высокого напряжения

6

11

16

20

24

28

33

37

42

47

АББ Ревю Специальный отчет 4

Джандоменико РиветтиРуководитель департамента

высоковольтного оборудования

Бернхард Юкер Руководитель подразделения

Оборудование для

электроэнергетики

Уважаемый читатель!

Группа компаний АББ имеет более чем столетний

опыт в области высоковольтного оборудования,

уходящий в прошлое ко временам появления

электросетей. Компания ASEA, предшественница

АББ, в 1893 году одной из первых в мире

выпустила высоковольтные выключатели, которые

использовались при строительстве первой, как в

практике АББ, так и в мировой практике,

коммерческой линии передачи трехфазного

переменного тока, снабжавшей электроэнергией,

полученной от гидроэлектростанции крупную

железорудную шахту в Швеции. Одним из многих

этапов технологического развития, в которых АББ

является пионером в течение многих лет, является

создание в 1965 году комплектных

распределительных устройств с элегазовой

изоляцией (КРУЭ).

В настоящее время компания АББ является

мировым лидером в области высоковольтного

оборудования, чьи производственные площади

охватывают более чем 40 производственных

центров по всему миру, а сеть продаж и

сервисного обслуживания объединяет более 100

стран мира. Благодаря локальному подходу АББ,

мы постоянно управляем нашими

производственными ресурсами, с тем, чтобы они

были ближе к нашим клиентам и могли наиболее

эффективно удовлетворять их потребности. Так,

например, недавно АББ объявила об открытии

новых производственных мощностей в на Индии и

Саудовской Аравии.

Когда речь идет о технологии и инновациях, АББ

стремится к сотрудничеству со своими клиентами,

основываясь на их потребностях, проблемах и

возможностях. Инновации АББ и запуск новых

продуктов служат свидетельством этой

приверженности. Например, АББ значительно

сократила площадь необходимую для размещения

своих КРУЭ последнего поколения, новейшими

образцами которых являются модели для на

напряжений 72,5, 245 и 420 кВ. Компания также

разработала линейку продуктов для напряжений

1100 кВ и 1200 кВ, которые должны

удовлетворить возникающие потребности рынка в

магистральной передаче электроэнергии на

большие расстояния при сверхвысоких

напряжениях, необходимых для минимизации

потерь.

Новейшая линейка генераторных выключателей

(GCB) АББ, позволяет вывести надежность

электрических станций на новый уровень.

Недавно представленное решение элегазового

распределительного устройства наружной

установки серии PASS на напряжение 72,5 кВ

(система Plug and Switch) для ветровых

электрогенераторов, является примером

пристального внимания компании к

возобновляемым источникам энергии с точки

От редакции

Высоковольтное оборудование

Бернхард Юкер Джандоменико Риветти

зрения разработки новых видов высоковольтного

оборудования. АББ продолжает поддержку

развития интеллектуальных сетей, управляемых

посредством технологии «plug-and-play»,

удаленного доступа и внедрения решений с

использованием электронных датчиков, таких как

FOCS (волоконно-оптический датчик тока). Что

касается контроля и мониторинга, устройство

Switchsync - микропроцессорный контроллер для

высоковольтных выключателей позволяющий

уменьшить коммутационные перенапряжения в

сети и, тем самым, улучшить качество

электроэнергии, а так же Circuit Breaker SentinelTM,

используемый для мониторинга состояния

элегазовых выключателей, представляют собой

два новейших предложения компании АББ.

Экологическая эффективность остается одним из

основных направлений НИОКР компании,

направленных на решение экологических

проблем. Благодаря значительно сократившимся

размерам оборудования АББ последнего

поколения, потребности в элегазе были сведены к

минимуму. Не так давно компания АББ объявила

о своем прорыве в области переработки газа SF6.

Недавно представленный выключатель на

напряжение 72,5 кВ, в котором в качестве

изоляционной среды используется CO2, является

первым в новой серии экологически эффективных

колонковых выключателей, заменяющих SF6

более безопасной с точки зрения экологии

альтернативой; АББ планирует продолжать

исследования в этой области.

Высоковольтное оборудование является

неотъемлемой частью нескольких тенденций,

возникших в энергетике в последнее время, таких

как компактные и интеллектуальные подстанции,

линии передачи постоянного тока высокого

(HVDC) и сверхвысокого (UHVDC) напряжения,

интеграция возобновляемых источников энергии

и эволюция более мощных, интеллектуальных и

гибких передающих сетей.

Надеемся, что этот специальный выпуск

АББ Ревю прольет свет на мир электроэнергетики

с точки зрения высоковольтного оборудования.

При этом, рассматривая задачу надежного и

безопасного снабжения потребителей

электроэнергией в необходимом объеме, мы

должны постоянно помнить об экологической

ответственности – ведь как гласит старая

пословица, «Мы не наследуем Землю у наших

предков, мы заимствуем ее у наших детей».

Желаем приятного чтения!

5Редакция

6 АББ Ревю Специальный отчет

ФРЕДИ ШТУКИ – Одним из величайших достижений современного общества является сеть электроснабжения. Когда электрическая компания Westinghouse в 1895 году построила первый работоспособный энергетический агрегат (переменного тока) в городе Ниагара Фолс, электричество превратилось из научного курьеза в полезное для общества явление. При этом быстро выяснилось, что экономичная передача электричества на большие расстояния возможна только при высоких напряжениях. Это был единственный способ подключения крупных электростанций, как правило, расположенных вблизи источников топлива, таких как угольные шахты, к нуждавшимся в электричестве центрам потребления, таким как маленькие города, и современные мегаполисы. Наконец, развитие высоковольтной коммутационной аппаратуры сделало возможным безопасное подключение нескольких генераторов и многочисленных потребителей к одной электрической линии, что привело в конечном итоге к созданию той сложной, но эффективной взимосвязанной структуре, которой является современная сеть электроснабжения.

Краткая история

Мир высокого напряжения

6

7

лишь относительно недавно были

обнаружены феноменальные

диэлектрические свойства элегаза (SF6),

что привело к созданию первого

высоковольтного комплектного

распределительного устройства с

элегазовой изоляцией (КРУЭ) компанией

BBC, одной из компаний-предшественниц

АББ, в 1965 г. ➔1. С тех пор основное

внимание уделялось изучению физики

выключателей, что привело к созданию

более мощных выключателей, способных

отключать токи короткого замыкания,

начиная от 25 кА вплоть до (как правило)

80 кА, и переходу от многочисленных

последовательно соединенных

коммутирующих элементов в одном

устройстве к одноразрывным

выключателям на напряжения 420 кВ и

даже 550 кВ. Приведем пример. В 1998

году компания АББ стала первым

производителем, выпустившим на

американский рынок баковый выключатель

с заземленным корпусом (DTB),

рассчитанный на напряжение 245 кВ и

номинальный ток отключения 80 кА ➔2.

Кроме того, повышение уровня знаний о

тепловых и диэлектрических свойствах

газов в совокупности с компьютерным

моделированием потоков горячего газа

способствовало дальнейшему развитию

основной функции распределительного

устройства до уровня, когда, по последней

статистике Cigre, надежность

выключателей на основе SF6 улучшилась

до значения 0,3 отказов на 100 лет работы

выключателя, что на порядок лучше

значений первых двух выключателей

заполненных SF6 и не идет ни в какое

сравнение с устройствами на основе более

ранней масляной технологии ➔3. ➔5

показан воздушный выключатель на

напряжение 420 кВ выпуска конца 1960-х

в сравнении с современным колонковым

выключателем типа LTB E T2, имеющим

две последовательных дугогасительных

камеры и не нуждающимся в шунтирующих

конденсаторах ➔4.

Взависимости от соглашений,

принятых среди местных

предприятий электроиндустрии,

высокое напряжение варьируется

в диапазоне от 52 кВ - 72,5 кВ и имеет

практический верхний предел около 1200

кВ, хотя более ранние исследования и

демонстрационные проекты достигали

значения 1500 кВ. С самого начала

основным вызовом для технической мысли

была борьба между механическими,

термическими и диэлектрическими

свойствами материалов, используемых для

изготовления высоковольтного

оборудования, начиная с бумаги и масла

для изоляции, а также воздуха, масла и

элегаза, используемых в коммутационных

устройствах для прерывания тока. Кроме

силовых трансформаторов, которые в то

время уже существовали, другие

высоковольтные аппараты, необходимые

для завершения создания сети, еще

предстояло разработать, в том числе

силовые конденсаторы, высоковольтные

резисторы, устройства защиты от

перенапряжения и, конечно же,

измерительные трансформаторы для тока

и напряжения. Все эти устройства

подключались к электромеханическим

реле для контроля и мониторинга

основного оборудования.

С тех пор электромеханическое

оборудование претерпело значительные

усовершенствования по мере изучения

свойств материалов в условиях

электрического и теплового воздействия, в

частности, понимание природы

доминирующих изоляционных сред –

масла, бумаги и фарфора. Что касается

коммутационных устройств, баковые

масляные выключатели были позже

заменены малообъемными маломасляными

выключателями, где объем масла был

уменьшен до количества, необходимого

для гашения дуги. Позднее было

обнаружено, что масло может быть

заменено потоком воздуха, подаваемого

под высоким давлением в зону дуги. И

2 Баковый выключатель, США

Мир высокого напряжения

С самого начала

основным вызовом

технической мысли

была борьба между

механическими,

термическими и

диэлектрическими

свойствами

материалов,

используемых для

изготовления

высоковольтного

оборудования.

Титульный рисунок

Автоматический

выключатель-разъединитель АББ

1 Комплектное распределительное устройство с элегазовой изоляцией (КРУЭ), Семперштайг, Цюрих, 1967

Инновации в высоковольтном оборудованииРазличные глобальные требования

привели к появлению разных типов

высоковольтных коммутационных

устройств ➔6. В первую очередь, к ним

относятся воздушные выключатели, в

которых основной изолирующей средой

служит воздух, а активная часть,

находящаяся под высоким потенциалом,

подключена к воздушным линиям

электропередачи; вариант бакового

выключателя преимущественно

используется в США; в нем

дугогасительная камера располагается в

герметичном металлическом заземленном

корпусе; КРУЭ используются, главным

образом, в помещениях или там, где

важны небольшие габариты.

Либерализация рынков электроэнергии в

разных странах делает все более важными

надежность, компактность и эффективное

использование подстанций. АББ является

пионером в разработке коммутационного

оборудования с дополнительными

встроенными функциями, такими как

система Plug and Switch System (PASS),

которая привела к развитию гибридных

коммутационных аппаратов,

обеспечивающих функциональное

сочетание технологий распределительных

устройств с воздушной и элегазовой

изоляцией.

Созданная в конце 1990-х годов система

PASS представляет собой модульную

концепцию, которая сочетает в себе

функцию отключения внутри

металлического корпуса (как в DTB) с

комбинированной функцией

разъединителя и заземлителя, а так же

измерением параметров тока. PASS

является весьма универсальным

8 АББ ревю Специальный отчет

Либерализация

рынков

электроэнергии в

разных странах

делает все более

важными

надежность,

компактность и

эффективное

использование

подстанций.

продуктом. Он подходит для любых

конфигураций подстанций открытого типа,

например, с одной системой шин, с

двойной системой шин или со схемой

«мост», и может использоваться как при

строительстве новых подстанций, так и

при модернизации существующих в целях

существенной экономии места. Это новое

коммутационное высоковольтное

оборудование поставляется на объект

полностью собранным и испытанным в

заводских условиях, что значительно

сокращает время необходимое для его

монтажа, а также сокращает сроки

проведения тендеров и реализации

проекта в целом. PASS, а также вся

коммутационная аппаратура на основе

гибридных решений, становятся все более

популярными, в частности, по причине

того, что они обладают большей гибкостью

для конфигурации новых подстанций. С

момента их появления АББ продала более

8000 устройств системы PASS или

гибридных устройств по всему миру ➔7.

Другим примером инновационной

концепции коммутационного

высоковольтного устройства является

выключатель-разъединитель (DCB),

впервые представленный в 2000 году.

Самым ненадежным коммутационным

устройством на подстанциях открытого

типа является разъединитель,

преимущественно используемый для

изолирования выключателей или других

высоковольтных компонентов от сети при

их техническом обслуживании. В

выключателе-разъединителе (DCB),

функция разъединителя реализуется

самим элегазовым выключателем.

Поскольку интервал технического

обслуживания современных

4 Современный элегазовый колонковый выключатель 420 кВ с двумя последовательными дугогасительными камерами

3 Воздушный выключатель 420 кВ 1955 года выпуска с 10 последовательными дугогасительными камерами

9Мир высокого напряжения

Новое поколение

интеллектуальных

подстанций - это

воплощение

полученного в

прошлом опыта,

позволившего

повысить

безопасность,

надежность и

гибкость работы

высоковольтного

оборудования,

которое будет

способно

удовлетворить

требованиям к

сетям переменного

тока в будущем.

высоковольтных элегазовых выключателей

в настоящее время составляет 15 и более

лет, применение ненадежных

разъединителей с воздушной изоляцией во

многих случаях не имеет смысла. С

введением стандарта IEC для

выключателей-разъединителей DCB (IEC

62271-108) в 2005 году, эта технология

стала внедряться значительно шире, в

результате чего, было установлено более

1500 выключателей-разъединителей DCB

производства АББ по всему миру для всех

уровней напряжения вплоть до 550 кВ.

Помимо компактности, наиболее важным

преимуществом интеграции функций

является надежность, поскольку большее

количество компонентов находится в

защищенной газовой среде. Переход от

электромеханических реле к цифровым

устройствам защиты позволил отказаться

от громоздких измерительных

трансформаторов напряжения и тока, а

также многочисленных

электромеханических реле. Вместо них

теперь используются несколько датчиков с

возможностью перепрограммирования,

подключенных к контролирующим и

управляющим системам станции

посредством маломощных аналоговых

сигналов, или волоконно-оптических

цифровых соединений. Являясь

инновационными разработками АББ, эти

устройства ознаменовали первый шаг в

мир цифровых подстанций, которые

позднее стали широко известны как

интеллектуальные подстанции. Например,

в конце 1990 года АББ представила

интеллектуальное решение для КРУЭ с

электронными датчиками тока и

оптическими преобразователями

напряжения, контролем приводов,

7 Ячейка PASS является универсальным модульным устройством для формирования новых и модернизации старых систем.

6 АББ предлагает всесторонний ассортимент коммутационного высоковольтного оборудования, удовлетворяющий любым требованиям к месту установки и надежности.

Сельские районы

Пригородные районы

GIS

Города

Гибридные

решения

DTB

AIS

5 Частота отказов различных типов выключателей

Сбои и обслуживание

Маслянные выключатели с большим объемом масла

Выключатели с воздушной изоляцией

Маломаслянные выключатели

Выключатели с газом SF6

Время

интегрированной цифровой защитой и

управлением.

Значительный прорыв в области цифровых

подстанций ознаменовался появлением

международного стандарта автоматизации

подстанций IEC 61850, который позволил

решить многочисленные инженерные

проблемы, связанные с интеграцией

технических решений разных фирм. Была

не только решена проблема

взаимодействия между устройствами

различных поставщиков, IEC 61850 - это

ориентированный на перспективу

стандарт, независимый от быстро

развивающегося и меняющегося мира

цифровых технологий.

Последние достижения и перспективыПостоянное стремление к увеличению

надежности и доступности электроэнергии

отражается в последней редакции

стандарта IEC 62271-100 для

коммутационного высоковольтного

оборудования, где были установлены

новые жесткие требования для

механической работоспособности (M2) и

коммутационной способности при

отключении емкостных токов (C2), а также

электрической стойкости (E2). Эти усилия,

в сочетании с инициативой развития

интеллектуальной сети, привели к

возросшей тенденции онлайн мониторинга

всех основных функций

распределительных устройств на уровне

ячеек или подстанции. Это необходимо для

того, чтобы отказаться от фиксированных

графиков технического обслуживания и

получить возможность заблаговременно

планировать техническое обслуживание,

сводя к минимуму периоды простоя. Новое

поколение интеллектуальных подстанций

- это воплощение полученного в прошлом

10 АББ Ревю Специальный отчет 10

Фреди Штуки

ABB Power Products,

департамент высоковольтного оборудования,

Цюрих, Швейцария

9 Ограничитель перенапряжения 1100 кВв зале испытаний 2012 году

8 Гибридное устройство КРУЭ 1100 кВ переменного тока, разработанное АББ для подстанции Цзинмэнь в Китае

опыта, позволившего повысить

безопасность, надежность и гибкость

работы высоковольтного оборудования,

которое будет способно удовлетворить

требованиям к сетям переменного тока в

будущем.

Другой технической проблемой в области

высоких напряжений является

эффективная магистральная передача

электроэнергии на большие расстояния. В

последнее время в Китае и Индии

появились демонстрационные проекты

новых установок сверхвысокого

напряжения (UHV). Можно сказать, что

рост UHV-технологий (для напряжений

свыше 800 кВ переменного тока и 800 кВ и

выше для постоянного тока) был вызван

энергетическим голодом развивающихся

стран, где имеющиеся в изобилии, но

удаленные источники энергии должны быть

гибко подключены к мегаполисам и

удаленным быстрорастущим

промышленным центрам потребления

энергии. Также планируются линии

электропередач переменного тока

сверхвысокого напряжения, UHVAC, в

качестве надежной основы для быстро

развивающейся сетевой инфраструктуры.

Одним из таких примеров является

китайский демонстрационный проект

линии электропередач сверхвысокого

напряжения переменного тока (UHVAC) ,

идущей от Джиндонгнан через Наньян в

Цзинмэнь, длиной 650 км, с напряжением

1100 кВ и максимальной пропускной

способностью свыше 5000 МВА.

Компания АББ совместными усилиями с

местным поставщиком разработала и

предоставила первое гибридное КРУЭ на

напряжение 1100 кВ (коммутационное

устройство смешанной технологии) для

подстанции Цзинмэнь, которое было

успешно введено в эксплуатацию в

декабре 2008 года ➔8.

Несмотря на споры по поводу UHV

линий электропередач – в частности, их

коммерческой окупаемости, –

Государственная сетевая корпорация

Китая приняла решение выводить

технологии постоянного тока (HVDC) так

же на уровень сверхвысоких

напряжений. Первые коммерческие

установки, начиная с +/– 500 кВ до 800

кВ постоянного тока, были введены в

эксплуатацию в 2010 году. В последние

годы АББ успешно завершила

испытания всех компонентов для сетей

постоянного тока сверхвысокого

напряжения 1100 кВ (UHVDC) и готова к

будущим проектам строительства линий

сверхвысокого напряжения ➔9.

Являясь мировым лидером в области

высоковольтного оборудования, АББ

стремится к совершенствованию и

изучению передовых технологий

высокого напряжения, а также к

инвестированию в пилотные проекты

для исследования новых технологий,

которые устойчиво поддерживают рост

спроса на электроэнергию во всем

мире.

11Компактные и надежные системы коммутации

Компактные и надежные системы коммутацииБолее компактные, эффективные и простые комплектные

распределительные устройства с элегазовой изоляцией

ГАНС-ДИТЕР ШЛЕМПЕР – КРУЭ работает невидимо – Никакого движения, лишь слабый гул выдает магистральный поток переменного тока. Несложный на первый взгляд, при более близком рассмотрении он обнаруживает сложность в многообразии конфигураций, инженерных затрат и монтажных работ, типичных для установки КРУЭ. Однако теперь новые компактные коммутационные КРУЭ производства абб значительно упрощают процесс. Даже при номинальном напряжении 420 кВ коммутационное устройство собирается на заводе

в виде готовой ячейки, включая кабельные соединения и испытания. Монтаж КРУЭ выполняется быстро и просто: на объекте ячейки просто вкатываются на место монтажа и могут быть собраны за один день. Сравнительно небольшие габариты ячеек обуславливают компактность всей установки и свободный доступ к отдельным аппаратам, позволяя располагать всё распредустройство даже в небольших зданиях и экономить ресурсы, такие как элегз SF

6 и металлы.

12 АББ Ревю Специальный отчет

потребления в больших городах.

Первые КРУЭ были установлены в 1965

году, и в них в качестве изоляционной

среды использовался так называемый

элегаз (SF6). В настоящее время на рынке

имеются КРУЭ с номинальным

напряжением в диапазоне от 52 до 1200

кВ [1]. Текущие тенденции и потребности в

КРУЭ обуславливают применение

следующих решений.

– Менее сложные, более стандарти-

зированные конструкции, которые на

базовом уровне улучшают надежность,

простоту проектирования,

производство, монтаж и обслуживание.

Приобретение и эксплуатация КРУЭ

должны стать проще, сроки поставки -

меньше, а срок службы - дольше.

– Меньшие габариты, экономящие

ресурсы, обеспечивают более удобный

доступ к оборудованию и позволяют

осуществлять установку в небольших

зданиях или в контейнерах.

– Цифровые контроллеры и электронная

измерительная аппаратура

обеспечивают всесторонний набор

функций наблюдения, контроля и

управления.

– Высокие значения рабочих токов и

токов отключения короткого замыкания.

– Использование меньшего количества

SF6 и сокращение потерь SF

6.

Значительное количество

электрических коммутационных

устройств располагается на

открытом воздухе, и поэтому при

их разработке должны учитываться

электрические свойства пробоя в

воздушной среде. В результате, установка

коммутационной аппаратуры может

потребовать значительных площадей. В

условиях дороговизны площадей или их

малого размера, а также в

неблагоприятных условиях окружающей

среды идеальной альтернативой является

технология КРУЭ. В аппаратуре КРУЭ

коммутация осуществляется внутри

газонаполненного герметичного сосуда.

Газ имеет значительно лучшие

изоляционные свойства, чем воздух,

поэтому оборудование может иметь

значительно меньшие габариты.

Подстанции, расположенные в городах под

землей, внутри плотин

гидроэлектростанций, в дорогостоящих

районах или в контейнерах, не могут быть

реализованы без применения технологий

КРУЭ.

Технология КРУЭ адаптирована для

использования в суровых климатических

условиях, таких как пустыни, высокогорье

или морские нефтяные платформы.

Низкий уровень шума и низкое

электромагнитное излучение допускают

эксплуатацию КРУЭ в жилых районах или

на чувствительных к помехам

промышленных предприятиях. КРУЭ также

повышает эффективность сети, поскольку

допускает передачу энергии при более

высоких напряжениях ближе к центрам

АББ, благодаря своим новым моделям

КРУЭ, рассчитанным на 72,5 кВ, 245 кВ и

420 кВ и запущенным в производство в

2010, 2011 и 2012 годах соответственно,

предоставляет решения для

удовлетворения этих тенденций. Все

семейство моделей базируется на общих

принципах конструкции, а члены

семейства имеют много общих

компонентов.

Компактные и эффективныеНовая продукция отражает существенный

прогресс в сокращении воздействия на

окружающую среду, как с точки зрения

габаритов, так и в отношении

использования материалов и элегаза (SF6).

Новый ассортимент основан на

современных технологиях выключателей с

меньшими размерами и компактными

приводами. КРУЭ типа «ELK-14 компакт»,

245 кВ оснащено более современным

выключателем с использованием принципа

Auto-PufferTM двойного движения (авто-

компрессионное дутье). Один полюс

требует менее 900 Дж накопленной

энергии привода, чтобы прервать 50 кА

ток короткого замыкания. КРУЭ типа «ELK-

14 компакт» имеет на 43 процента

меньший общий объем и весит на 2 тонны

меньше, чем предшествующая модель ➔1.

Поэтому ячейка КРУЭ имеет компактные

размеры и вписывается в контейнеры,

используемые для перевозки или

постоянного размещения.

КРУЭ «ELK-3 компакт» 420 кВ оснащено

новым выключателем с одной

дугогасительной камерой компрессионного

типа, имеющим отличную характеристику

для двух-полупериодного отключения тока

63 кА/60 Гц и большой резерв по режиму

отключения неудаленного короткого

замыкания на линии, и выполнения других

режимов работ. В автоматическом

выключателе «ELK-3 компакт»

используется только одина

дугогасительная камера, тогда как в

прошлом требовалось две

последовательно установленных камеры и

более мощный привод. Достигнуто

значительное снижение веса и габаритов

➔2.

Титульный рисунокНовая продукция КРУЭ компании АББ значи-

тельно ускоряет и упрощает установку. На

рисунке изображено компактное КРУЭ ELK-3

Технология КРУЭ

адаптирована для

использования в

суровых условиях,

таких как пустыни,

высокогорье или

морские нефтяные

платформы.

1 КРУЭ типа «ELK-14 компакт», 245 кВ - по сравнению со своим предшественником

ELK-14 компакт, 245 кВ

Габариты 5000 2600 1600 мм

Объем 21 m3

Опорная поверхность 8 м2

Крюк крана 1,5 тонны

Грузоподъемность крана 5,5 тонн

SF6 115 кг

Габариты 5900 3720 1680 мм

Объем 37 m3

Опорная поверхность 10 м2

Крюк крана 3 тонны

Грузоподъемность крана 7,5 тонн

SF6 147 кг

2,6

00

5,000 5,900

3,2

60

Elk-14, 300 кВ

13Компактные и надежные системы коммутации

ПростотаНовое КРУЭ компании АББ состоит из

набора стандартизированных сборных

компонентов, которые могут быть

настроены на конкретные потребности

пользователей в самом конце

производственного процесса. Это

сокращает сроки поставки. Даже в

варианте на 420 кВ КРУЭ оснащено

встроенными локальными панелями

управления, установленными

непосредственно на стальной опорной

конструкции ячейки. Вместо выполнения

кабельных соединений механизмов ячейки

с удаленной панелью управления на месте

установки КРУЭ, все кабельные

соединения выполняются уже на заводе-

изготовителе в контролируемой среде с

использованием автоматизированных

средств тестирования. Любые ошибки

подключения устраняются еще перед

отправкой ячейки с завода.

Время установки сократилось почти в два разаНовые конструкции КРУЭ позволяют

осуществлять поставку полностью

собранных ячеек в контейнерах или на

плоском шасси. Для типовой подстанции

420 кВ в настоящее время требуется

только 44 отгрузочных места и 53 этапа

соединительных операций по сравнению с

80 единицами отгрузочных мест и 74

сборочными операциями соединения для

предшествующего продукта.

После доставки на объект ячейки КРУЭ

420 кВ вкатываются на колесной

погрузочной платформе в здание на место

их окончательной установки. После

выравнивания и придания соосности

соединение соседних ячеек и их

Алюминиевое литье под низким давлением

и трехмерные вычисления нагрузок

методом конечных элементов позволяют

создать наружную конструкцию корпуса

сложной формы, которая соответствует

стандартам, установленным для сосудов

под давлением, при высоком запасе

прочности. В результате получены

«стройные» отсеки с меньшим объемом и,

таким образом, меньшим расходом SF6. В

качестве примера можно привести КРУЭ

типа ENK, рассчитанное на 72,5 кВ

номинального напряжения, в котором

используется не более 27 кг элегаза на

ячейку (для типичной ячейки с двойной

системой сборных шин и кабельными

присоединениями). Это менее половины от

количества, используемого для

традиционных конструкций. А в ELK-14

типа «компакт» используется 115 кг

элегаза (SF6), что на 32 кг меньше, чем у

предшественника.

Лучшее из обоих схемВ традиционных КРУЭ для класса

напряжения 245 кВ часто используются

конструкции с однофазными отсеками

токопроводов. Да, такой вариант упрощает

конструкцию КРУЭ, то время как

трехфазные отсеки компонентов КРУЭ на

245 кВ имеют большой размер, и их

сложно изготовить. КРУЭ типа ELK-14

«компакт» - инновационная система. Все

компоненты являются трехфазными, но

вместо трехфазных барьерных

изоляторов, используемых в КРУЭ на 145

кВ, здесь применены однофазные

изоляторы. Имея «стройные» корпуса

отсеков, ELK-14 «компакт» занимает место

между традиционной однофазной и

трехфазной конструкцией и сочетает в

себе лучшее из двух подходов.

КРУЭ повышает эффективность сети,

поскольку допускает передачу энергии

при более высоких напряжениях ближе к

центрам потребления в больших городах.

Все семейство

построено на общих

принципах

проектирования, и

продукты одной

линейки имеют

множество общих

компонентов.

2 Компактное устройство ELK-3, 420 кВ, по сравнению со своим предшественником

Вес 14 тонн

SF6 308 кг

Объем 66 м3

Опорная поверхность 17 м2

Вес 16 тонн

SF6 501 кг

Объем 98 м3

Опорная поверхность 20 м2

8,455 7,295Мин 1,540

3,7

67

4,0

81

Ми

н 4

,98

5

3,2

25

Компактное устройство ELK-3, 420 кВ ELK-3, 420 кВ

14 АББ Ревю Специальный отчет

подключение к АСУ подстанцией занимает

всего несколько часов. Перед отправкой с

завода-изготовителя ячейки

предварительно заполняются элегазом до

транспортного давления (немного выше 1

атм.), что значительно сокращает время и

процесс заправки элегазом на месте

установки.

В целом, время монтажа КРУЭ при этом

сокращается примерно на 40 процентов.

Простое и доступное управлениеНесмотря на то, что для КРУЭ требуется

минимум технического обслуживания, все

его соответствующие части, например,

приводы, смотровые окна, датчики

плотности элегаза, газонаполнительные

клапаны и клеммные блоки легко

доступны, что сокращает время

технического обслуживания или ремонта.

Уникальной особенностью является то, что

приводы и индикаторы положения главных

контактов разъединителей и заземлителей

расположены под панелью местного

управления ➔3. Пользователь может

получить доступ к приводам с рабочего

места оператора для выполнения

аварийного ручного оперирования с

помощью рукоятки или их механической

блокировки навесным замком. Для

доступа к ним больше не требуются

стремянки и леса. Кроме того, приводы

представляют собой съемные блоки и

могут быть легко извлечены из шкафа для

осмотра и технического обслуживания.

Платформы и подмостки обеспечивают

удобный доступ к смотровым окнам,

газовым клапанам и мониторам. Такие

опорные конструкции являются

неотъемлемой частью КРУЭ и больше не

требуют дополнительной адаптации.

Цифровые датчики и интеллектуальное распределительное устройствоСовременные методы измерения основных

параметров с помощью индуктивных

трансформаторов тока (ТТ) и

трансформаторов напряжения (ТН) можно

сравнить с переходом от виниловых

пластинок к компакт-дискам. Исчезло

искажение, обусловленное аналоговым

воспроизводством, так как компакт-диски

и оптические линии связи обеспечивают

воспроизведение звука без помех и с

низкой стоимостью. Измерения тока и

напряжения на подстанциях претерпели

аналогичные преобразования. Старые

проблемы, вызванные переходными

характеристиками и насыщением

трансформаторов тока, работой в

условиях недостаточной/чрезмерной

нагрузки, длиной или сечением кабеля, а

также некорректным переходным

сопротивлением на входе реле

устраняются путем применения

высокоточных электронных измерительных

трансформаторов тока (ECT) и напряжения

(EVT). Они поставляются с цифровыми

интерфейсами и подключаются к

защитным реле с цифровыми входами так

же легко, как проигрыватель компакт-

дисков. Они имеют превосходные

устойчивость, динамический диапазон и

точность – один ECT имеет класс точности

измерений 0,2 и обладает высокой

точностью в широчайшем диапазоне

первичных токов.

Поэтому большая часть оборудования

КРУЭ компании АББ теперь оснащается

компактными ECT и EVT, в которых

используются катушки Роговского и

емкостные преобразователи напряжения

[2] ➔4. Они подключаются к любым реле

совместимым с цифровым оптическим

интерфейсом по МЭК 61850-9-2,

например, выпускаемая АББ серия Relion.

Хотя они еще не получили широкого

применения, ECT и EVT, наряду с

интеллектуальными контроллерами ячеек,

такими как REC670 производства АББ, и

устройствами защиты являют собой

основу для цифровой панели управления.

Цифровая панель управления, пришедшая

на замену громоздким аппаратам с

КРУЭ состоит из

набора конструк-

ционных блоков с

высокой степенью

стандартизации,

которые могут быть

настроены на

конкретные запросы

потребителя на

поздней стадии

производства.

3 Фронтальный доступ к приводам (ELK-14 компакт) 4 Комбинированные ТТ / ТН на 420 кВ

15Компактные и надежные системы коммутации

до 2 процентов.

Практический пример. Подстанция

Ревсинг.

Компания Energinet.dk владеет и управляет

сетью линий электропередач и системой

распределения природного газа в Дании.

Компания создает интеллектуальную

инфраструктуру для интеграции

возобновляемых источников энергии и

специализируется на обеспечении Дании

экологически чистой энергией. Energinet.

dk выбрала технологию КРУЭ для новых

подстанций 420 кВ с

целью сокращения

занимаемых площадей

и негативного

визуального эффекта.

В настоящее время

проект заключается в

построении новой

линии передачи на 400

кВ между Кассо

(недалеко от Аабенраа)

и Тьеле. Двухцепная

линия на 400 кВ,

смонтированная на трубчатых башнях,

хорошо вписывающихся в пейзаж,

дополнит и расширит возможности

Ютландской сети. Эта линия должна

заменить старую одноцепную линию,

эксплуатируемую в этой сети уже около 45

лет. Проект получил финансирование в

рамках программы трансевропейских

энергетических сетей, действующей на

территории Евросоюза.

Частью проекта является подстанция

Ревсинг. Она образует узел с другими

присоединениями на 420 кВ вдоль сети.

Компания Energinet.dk выбрала

компактное устройство ELK-3 на

основании полного списка критериев

отбора, которые отражают требования

компании. Определяющими факторами

стали низкое содержание газа SF6,

компактность (малый размер здания,

крана и фундамента) и короткий срок

монтажа КРУЭ.

кабельными соединениями, имеет сетевой

интерфейс на основе стандарта МЭК: IEC

61850 для моделей данных и протоколов

связи. Ячейка КРУЭ поставляется с

описанием возможностей в электронном

формате XML. Его можно легко загружать,

просматривать и интегрировать в общую

автоматизированную систему управления

подстанцией ➔5.

В рамках создания новых изделий

инженеры компании АББ разработали

комплексную, но простую в управлении

систему газового мониторинга (так

называемая MSM-модульная система

мониторинга распределительного

устройства), которая может быть

добавлена к обычным элементам

управления или к цифровым панелям

управления ➔6. Основная задача MSM

заключается в обнаружении даже

небольших утечек элегаза (до 0,5 процента

в год) с использованием набора линейных

фильтров для прогнозирования.

Фильтры настроены таким образом, чтобы

различать утечки из естественных

неоднородностей плотности, возникающих

в результате неоднородного

распределения температуры в газовых

отсеках. В отличие от традиционных

мониторов плотности газа, генерирующих

первое оповещение при уже

произошедшей утечке от 5 до 10

процентов элегаза, MSM предупреждает

оператора при наличии утечки элегаза от 1

Подстанция Ревсинг будет введена в

эксплуатацию в 2013 году. Эксплуатация

новой линии должна начаться в 2014 году.

Несмотря на то, что технологии КРУЭ уже

более 40 лет, но она по-прежнему быстро

развивается. Данная технология остается

ключевым элементом в расширяемых

сетях. Монтаж КРУЭ выполняется все

быстрее, а эксплуатация - проще.

Компактная конструкция позволяет

использовать меньшие объемы исходных

материалов и элегаза. Поддерживаемые

цифровыми средствами управления и

контроля, технологии КРУЭ постоянно

оптимизируются и становятся еще более

совместимыми с окружающей средой.

Ганс-Дитер Шлемпер

ABB Power Products,

департамент высоковольтного оборудования,

Цюрих, Швейцария

hans-dieter.schlemper@ch.abb.com

Литература

[1] Холаус, В., Штуки, Ф. “Последние новости:

Высоковольтное распределительное

устройство снабдит энергией Китай.”

Специальный отчет АББ Ревю: Танцы с

драконом, стр. 33 – 37. (2008).

[2] Шлемпер Г.-Д. и др., “Испытания и при-

менение нетрадиционных многоцелевых

преобразователей напряжения и тока” Cigré,

Париж, 2004 г., документ A3-108.

6 Система контроля плотности газа (MSM)

После доставки модули на

420 кВ перемещаются на

колесной базе с разгрузочной

площадки в здание на

конечное место установки.

5 Электрическая схема цифровой системы управления отсеком КРУЭ

Уровень станции– Серия SAS600 решений для

автоматизации работы

подстанции с шиной IEC 61850

Уровень ячейки– Серия 670 защитных и

управляющих интеллектуальных

электронных устройств, а также

система защиты шин REB500 с IEC

61850 для шины станции и

обработки данных

Технологический уровень– ELK-CP14 и ELK-CP3NCITs для

КРУЭ с объединяющим

устройством, подключенным к

шине обработки IEC 61850-9-2с

целью получения

дискретизированных аналоговых

значений для защиты и измерений

Remote control

IEC 61850

IEC 61850-9-2LE

16 АББ Ревю Специальный отчет

вумя основными

эксплуатационными факторами,

которые испытывает

высоковольтное оборудование с

воздушной изоляцией, являются ток и

напряжение. Высоковольтное

оборудование не только должно исправно

работать при нормальном напряжении и

токе, но и, что самое главное, оно должно

обеспечивать должный уровень

безопасности и защиты при аварийных

режимах возникающих в электрических

сетях. Автоматические выключатели

должны по команде безотказно отключать

токи величиной вплоть до тока полного

короткого замыкания в течение

миллисекунд. Ограничители

перенапряжения должны ограничивать

уровень напряжения в течение

микросекунд. Трансформаторы тока и

напряжения должны постоянно

предоставлять точные данные измерений

по нагрузке и состоянию энергосистемы.

Кроме того, такие устройства как

выключатели, должны быть способными

выполнять коммутационные операций до

нескольких раз в день после длительных

периодов простоя.

Обрудование энергосистем должно быть

способным успешно работать в периоды

максимумов потребления , чтобы надежно

обеспечивать электроэнергией

промышленные и социальные потребители

именно тогда , когда она наиболее

необходима. Высоковольтное

оборудование с воздушной изоляцией по

этой причине также должно выдерживать

различные воздействия окружающей

среды, включая экстремальные

температуры воздуха, влажность,

загрязнение воздуха (например,

природные загрязнения, соль или

промышленные загрязнения), суровые

погодные условия (например, циклоны,

ураганы), и даже землетрясения.

Отбор, разработка и использование

лучших материалов способных

противостоять операционным нагрузкам и

условиям окружающей среды,

осуществляемые для высоковольтного

оборудования с воздушной изоляцией,

имеют основополагающее значение для

обеспечения успеха высоковольтных

систем с воздушной изоляцией.

РИЧАРД ТОМАС, ГАНС МАТСЕС. На протяжении более 120 лет компания АББ помогает обеспечить потребности общества в электроэнергии путем разработки самых безопасных, надежных и доступных продуктов, решений и услуг по доставке электроэнергии. Ключевым элементом продукции компании является высоковольтная коммутационная аппаратура с воздушной изоляцией. Ее разработка на протяжении многих лет была ориентирована на оптимизацию функциональных возможностей, использование наиболее подходящих материалов в зависимости от предназначения компонентов, а также на упрощение конструкции. Благодаря этому удалось обеспечить надежность конструкции, сократить количество используемых материалов, а также свести к минимуму потери энергии.

Эволюция распределительных устройств с воздушной

изоляцией и оборудования для них

Повышение надежности сетей

Компания АББ впервые внедрила

управляемую систему коммутации и на

сегодняшний день осуществила установку

самого большого количества выключателей

с управляемой коммутацией (более 3700

установок за последние 25 лет).

Д

17Повышение надежности сетей

Компания АББ впервые внедрила

управляемую систему коммутации и на

сегодняшний день осуществила установку

самого большого количества

выключателей с управляемой коммутацией

(более 3700 установок за последние 25

лет). Основным преимуществом

управляемой коммутации является

минимизация уровня (размера) переходных

процессов в электросети, возникающих

из-за нормального переключения

конденсаторов, реакторов,

трансформаторов или линий в

энергосистеме, и АББ предлагает

продукцию, имеющую широкий спектр

применения.

Оптимизация конструкции аппаратов с

воздушной изоляцией компании АББ

касается не только выбора материалов.

АББ является первым и единственным

поставщиком высоковольтных колонковых

выключателей с конструкцией,

позволяющей не использовать

уравнительные конденсаторы для

напряжения 550 кВ и силы тока до 63 кА.

Это значительно снижает массу

выключателя, а также уменьшает ток

утечки через выключатель в отключенном

положении и исключает риск

возникновения феррорезонанса в силовой

сети. Компания АББ также производит

единственный в мире колонковый

выключатель с одним пружинным

приводом для каждой фазы, что

значительно снижает сложность

управления выключателем и его

эксплуатацию, повышает общую

надежность и обеспечивает оптимальную

конструкцию для контролируемого

переключения при самых высоких уровнях

напряжения.

Другие основные конструктивные

инновации АББ в области

распределительных устройств с воздушной

изоляцией можно увидеть в следующих

решениях.

Контроль перенапряженияАББ разработала и производит свои

собственные блоки металлоксидных

варисторов для ограничителей

перенапряжения, обеспечивающие

максимальную защиту посредством

срабатывания при минимальных уровнях

перенапряжения для полного рассеивания

энергии. Кроме того, снижен вес и размер

разрядников благодаря использованию

высокопрочного материала варисторов

АББ на основе металлооксидов ➔3.

Повышение качества электроэнергии

Конденсаторы и батареи конденсаторов

АББ, модульной конструкции, имеют

широчайший спектр применения в

энергосистемах для обеспечения качества

электроэнергии, от коррекции

коэффициента мощности до снижения

содержания гармоник.

Например, использование полимерных

изоляторов на основе силикона вместо

фарфоровых позволяет снизить вес

оборудования на 20 - 40 процентов. Кроме

того, они способствуют повышению

безопасности, так как не являются

хрупкими, а также помогают улучшить

сейсмостойкость оборудования и

устойчивость к внешним загрязнениям.

При испытаниях в условиях высокого

содержания солевого тумана наблюдается

значительно более низкий ток утечки

полимерных изоляторов по сравнению с

фарфоровыми изоляторами, см. ➔1. Такие

изоляторы снижают вес выключателей,

измерительных трансформаторов

напряжения и ОПН, а также значительно

повышают безопасность и надежность

подстанций. Компания АББ осуществила

поставку более 60 000 силиконовых

полимерных изоляторов по всему миру

➔2.

Что касается внутренней изоляции,

колонковые выключатели компании АББ с

использованием SF6 способны работать

при температурах окружающего воздуха

до – 60 °C, что позволяет использовать

наименьшее количество SF6 в расчете на

коммутационную способность среди

любых имеющихся на сегодняшний день

конструкций выключателей.

Использование кварцевого песка в

сочетании с маслом в качестве

изолирующей среды в IMB

трансформаторах тока (ТТ) значительно

снижает необходимый объем масла.

Например, этот подход позволяет

сократить объем масла примерно на 425

литров для трансформатора тока IMB на

550 кВ. Кроме того, кварцевый песок

обеспечивает большую устойчивость IMB к

сильным механическим нагрузкам,

возникающим при коротком замыкании в

сети. Недавно инновационные технологии

АББ в этой области были дополнены сухой

предварительно собранной концевой

заделкой кабеля. Эта технология

исключает использование масла в

концевых кабельных муфтах и делает их

установку проще и быстрее.

2 Высоковольтное оборудование с полимерными изоляторами

Колонковые

выключатели

компании АББ с

использованием SF6

способны работать

при температурах

окружающего

воздуха до – 60 °C,

что позволяет

использовать

наименьшее

количество SF6 в

расчете на

коммутационную

способность среди

любых имеющихся

на сегодняшний

день конструкций

выключателей.

1 Помимо своей легкости и взрывобезопасности, силикон обладает более низким током утечки.

Зависимость тока от времени для испытаний в соляном тумане

То

к у

течки

(А

)

0.001

0.01

0.1

1

0.2 0.4 0.6 0.8 1

Фарфор

Кремний –

органический каучук

18 АББ Ревю Специальный отчет

Развитие технологий, используемых в

выключателях, на протяжении последних

70 лет обуславливает непрерывное

повышение надежности и упрощение

обслуживания, однако конструкция

разъединителей осталась почти без

изменений. Это привело к тому, что

колонковые выключатели (LTB) компании

АББ обеспечивают большую надежность и

более простое обслуживание, чем любой

доступный на рынке разъединитель, и

послужило для компании АББ толчком к

разработке выключателя-разъединителя

DCB. В DCB функция разъединения

интегрирована в выключатель, поэтому

Функционально ориентированная гибкость Функциональная модульность является

определяющим аспектом способности АББ

предоставить самый широкий спектр

продуктов и решений распределительных

устройств с воздушной изоляцией для

высоковольтных систем.

Например, одним из достижений в области

технологий высоковольтного оборудования

с воздушной изоляцией, ставшим

возможным для АББ благодаря

взаимодействию с клиентами, является

разработка выключателя-разъединителя

(DCB).

4 Выключатель-разъединитель3 Ограничитель перенапряжения

5 История успеха: Статнетт, подстанция в Гриттене

– 30-процентное сокращение площади, занимаемой подстанцией

– интервал технического обслуживания увеличен с 3 до 15 лет

Statnett владеет в Гриттене подстанцией, которая является ключевым

компонентом норвежской региональной сети и единственным источником

электроэнергии в районе города Ондалснес. Подстанция была построена в

1965 году и была дополнена двойной системой шин с обходной,

соединяющей четыре линии электропередач и два трансформатора.

Двойная система шин потребовалась , чтобы обеспечить непрерывную

работу во время технического обслуживания трансформатора и

выключателя. В конечном варианте подстанция была оснащена 81

однополюсным разъединителем для облегчения технического обслуживания.

Разъединители и старые типы выключателей имели интервал обслуживания,

составлявший от трех до пяти лет. Кроме того, необходимо было проверять

главные контакты размыкателя при помощи тепловизоров для выявления

очагов перегрева.

В планах Statnett по техническому обслуживанию срок службы

разъединителей был установлен 35 лет, и на подстанции планировалась

замена всех разъединителей. Кроме того, было решено так же заменить

контрольное оборудование.

Во время последующего планирования был поднят вопрос о том, должно ли

оборудование заменяться по отдельности, или следует рассмотреть

полномасштабноую реконструкцию с использованием новых решений.

Специалисты Statnett изучили подход, примененный на объекте NorskHydro

в г. Сундалсора, и обратили внимание на установленные выключатели-

разъединители (DCB).

Расчеты степени доступности оборудования показали, что при

использовании DCB уменьшается суммарное время простоя, в течение года.

Для дальнейшего уменьшения необходимого обслуживания оборудования

компания Statnett выбрала MotorDriveTM в качестве привода для

выключателей-разъединителей. Оптимизированная конструкция с

единственной подвижной частью в приводе сводит к минимуму

механическое воздействие на устройство. Электронное управление

функционирует без механических ограничителей движения, благодаря этому

привод работает очень тихо.

Кроме того, были выбраны новые трансформаторы тока и напряжения, а

также ограничители перенапряжения в конструкции которых использованы

новейшие разработки АББ и применены полимерные силиконовые

изоляторы.

Новое распределительное устройство занимает всего лишь около 30

процентов площади, которое требовалось для старой подстанции.

Освободившееся место может быть использовано для любых других

потребностей, которые могут возникнуть в будущем.

Практически единственными устройствами, требующими технического

обслуживания, являются выключатели-разъединители. Было предложено

проводить полное обслуживание устройства через каждые 15 лет. Раз в два

года будет проводиться визуальный осмотр оборудования без вывода его из

работы.

Statnett получила новое распределительное устройство с применением

современных технологий, предъявляющее минимальные требования к

обслуживанию. Подстанция, расположенная на важном участке сети, имеет

высокую надежность и очень удобное управление.

Малое время установки и хорошо спланированное выполнение

переключение позволили осуществить весь проект модернизации без

прерыва электроснабжения потребителей.

19Повышение надежности сетей

приводов будущих выключателей с шиной

подключения цепей контроля по IEC

61850-9-2LE.

Волоконно-оптический датчик тока (FOCS)

При интеграции с выключателем-

разъединителем DCB обеспечивает

уменьшение площади более чем на 50

процентов по сравнению с обычной-

подстанцией оборудованной

выключателями разъединителями и

трансформаторами тока ➔6. Решение

исключает значительную часть вторичных

цепей, опасность повреждения приборов

подключенных ко вторичным обмоткам

обычных трансформаторов тока и

исключает эффект насыщения сердечника.

Кроме того, она совместима с протоколом

IEC 61850-9-2LE, что обеспечивает

большую гибкость в конфигурации защиты

подстанции а так же при эксплуатации за

счет использования расширенных

коммуникаций в шинах измерения

параметров тока.

LTA, первый высоковольтный выключатель

с использованием двуокиси углерода (CO2)

в качестве изоляционной и

дугогасительной среды, представляет

собой альтернативу обычным

выключателям с SF6. LTA позволяет

сократить на 18 процентов (или около 10

тонн в эквиваленте СО2) негативное

влияние на окружающую среду от

выбросов парниковых газов в течение

30-летнего рабочего цикла устройства. В

настоящее время доступны устройства для

сетей 72,5 кВ, в т. ч. как обычные

выключатели так и выключатели-

разъединители.

Многочисленные преимуществаИспользование современных материалов и

методов проектирования, высоковольтных

аппаратов с воздушной изоляцией в

компании АББ позволяет предприятиям и

промышленным потребителям по всему

миру сократить затраты и в то же время

уменьшить воздействие на окружающую

среду. Уменьшение размеров и массы

оборудования также снижает

транспортные расходы и негативное

воздействие на окружающую среду, а

также смягчает требования к фундаментам

и монтажным работам. Дополнительные

интегрированные возможности

оборудования (например, выключатели-

разъединители и встроенные волоконно-

оптические датчики тока) в сочетании с

последними технологиями, используемыми

в конденсаторах, трансформаторах

напряжения, ОПН, а также функциями

управления, позволяют уменьшить

габариты оборудования и, следовательно,

снизить требования к установке, и в то же

время повысить надежность и

безопасность. ➔7.

отпадает необходимость в использовании

отдельных разъединителей. Кроме того,

высокая коммутационная износостойкость

и диэлектрическая прочность,

обеспечиваемые выключателями АББ, в

сочетании с дополнительной

безопасностью и защитой от загрязнения

окружающей среды, обеспечиваемой

использованием в конструкции

полимерных изоляторов, позволили

компании АББ предложить наиболее

широкий спектр DCB в мире, от 72 до 550

кВ и до 63 кА ➔4.

Применение DCB позволяют получить

значительный экономический эффект и

обеспечивают ряд преимуществ для

предприятий энергетики, в том числе

уменьшить необходимую площадь более

простую схему подстанции, более высокий

уровень надежности электрической сети и

значительно более низкие операционные

расходы ➔5.

Технологии будущего уже сегодня!АББ сохраняет лидерские позиции в

разработке технологий для

высоковольтных распределительных

устройств, постоянно сокращая объем

используемых материалов, оптимизируя

функциональные возможности и снижая

влияние на окружающую среду. Например,

уже сегодня компания АББ применяет

технологии будущего.

Двигательный приводКомпания осуществила поставку более 500

высоковольтных выключателей с

электродвигательным приводом, впервые

выпущенном в 2000 году и

предназначенным для применения в

колонковых выключателях и гибридных

решениях. Электродвигательный привод

обеспечивает оптимальную платформу для

6 DCB с волоконно-оптическим датчиком тока (FOCS) на объекте

Ричард Томас, Ганс Матсес

ABB Power Products,

департамент высоковольтного оборудования,

Людвика, Швеция

richard.thomas@se.abb.com

hans.matses@se.abb.com

Дополнительная литература

– ABB Controlled Switching Buyers and Application

Guide (Руководство по эксплуатации управляе-

мых систем коммутации компании АББ)

– ABB Live Tank Breaker Application Guide

(Руководство по эксплуатации колонковых

выключателей компании АББ)

– ABB Disconnecting Circuit Breaker Buyers &

Application Guide (Руководство по

эксплуатации выключателей-разъединителей

компании АББ)

– www.dcbsubstations.com

7 Тенденции в технологиях распределительных устройств

Баковые маслянные выключатели

Часто

та о

тказо

в и

пр

овед

ен

ия

об

сл

уж

иван

ия

Количестводеталей

Надежность

Рабочие

характеристики

Воздушные выключатели

Маломаслянные выключатели

Элегазовые выключатели

Разъединители с

открытыми контактами

1960

1960

2010

2010

1960 Год

Год

20 АББ Ревю Специальный отчет

ДЖИОСАФАТ КАВАЛЬЕРЕ, РЮДИГЕР КРАЙЗЕЛЬ. Генераторные выключатели (gcb) в настоящее время широко используются на электростанциях для соединения генератора и главного трансформатора. В случае короткого замыкания генераторные выключатели

позволяют сократить или даже предотвратить ущерб для оборудования. Если не прервать ток короткого замыкания достаточно быстро, трансформатор и генератор могут быть повреждены и выведены из строя на несколько недель или даже на год.

Являясь лидером на рынке генераторных выключателей,

компания АББ осуществила установку более 7000

единиц такого оборудования по всему миру.

Расширяя границы технологий

21Расширяя границы технологий

воздушного охлаждения

распредустройства. Растущие требования

– главным образом вследствие увеличения

мощности атомных электростанций с

такими реакторами как AP1000 компании

Westinghouse и EPR компании Areva –

предопределили возможность

возникновения токов короткого замыкания

выше 210 кА и номинальных напряжений

генераторов до 30 кВ.

Успех HEC 7/8 немедленно привел к

решению использовать аналогичную

конструкцию в новом типе HEC 9,

имеющем такие же функциональные

возможности, но предназначенном для

более мощных энергоблоков.

Следовательно, общий размер и масса

ЭГРУ, а также энергия, требуемая для

выполнения коммутационных операций,

увеличились по сравнению с HEC 7/8

➔1.

В целях ограничения перевозимого веса и

габаритных размеров, а также, чтобы

сохранить возможность использовать

хорошо зарекомендовавший себя привод

HMB 8 от HEC 7/8, было решено

выполнить HEC 9 с пополюсным

управлением, т. е. с тремя полюсами,

высокими номинальными параметрами. В

1980 году компания АББ представила

трех-фазный элегазовый генераторный

выключатель с пофазно-экранированным

корпусом. Вместе с тем, затраты за срок

службы воздушных выключателей стали

слишком высокими с точки зрения

обслуживания и эксплуатационных

расходов, поэтому компания АББ

продолжила разработку новейших

выключателей с использованием элегаза в

течение 90-х годов и отказалась от

воздушной технологии. С тех пор,

компания АББ внедрила различные новые

типы генераторных выключателей с

расширенными функциональными

возможностями. Самым последним

продуктом стало ЭГРУ HEC 9 с наиболее

высоким в мире значением тока

отключения для элегазовых выключателей

- 250 кА при наибольшем рабочем

напряжении 31,5 кВ.

ЭГРУ HEC 9 является дальнейшим

развитием ЭГРУ типа HEC 7/8, способ-

ными работать при токах короткого

замыкания до 210 кА и номинальных токах

50 000 А и выше, обуславливающих

необходимость принудительного

На заре появления

коммутационных аппаратов для

защиты генераторов

использовались обычные

высоковольтные выключатели. Затем, по

мере увеличения нагрузки за счет более

мощных генераторов и производимой ими

электроэнергии, уровень номинальных

токов и токов короткого замыкания

превысил пределы коммутационной

способности высоковольтных

выключатлей. Таким образом, «прямое

подключение» (то есть, подключение без

выключателя между генератором и

повышающим трансформатором) стало

общепринятым стандартом схемы

электростанции.

BBC, одна из двух компаний,

объединившихся под маркой АББ в 1988

году, разработала и внедрила

генераторный выключатель в 1950-х годах,

и первые устройства были установлены на

электростанциях в Северной Америке и

Европе. В настоящее время генераторные

выключатели используются вместо

прямого подключения благодаря таким

преимуществам, как упрощение схемы

присоединения, повышения надежности и

улучшения уровня защиты генератора,

повышающего трансформатора и

трансформатора собственных нужд.

Прогресс в технологиии генераторных выключателейВ 1960г. компания АББ также стала

первым производителем генераторных

выключателей с использованием пофазных

токопроводов , которые обладают более

Титульный рисунок

SCANА владеет электростанцией VC Summer в

шт. Южная Каролина, США, на которой

применены разработанные в АББ GCB HEC-7

2 Один полюс ЭГРУ HEC 9

1 Однолинейная схема HEC 9

d

g g c c g g

h ee h

G T

d fd d i

a b

G Генератор

T Трансформатор

a Автомат защиты генератора

b Разъединитель

c Заземляющий переключатель

d Трансформатор напряжения

e Трансформатор тока

f Ограничитель перенапряжения

g Конденсатор

h Зона соединения

i Корпус

22 АББ Ревю Специальный отчет

напряжения до значений, с которыми

выключатель может справиться,

необходимы специальные средства. Как

правило, параллельно изолирующей

камере воздушных выключателей

устанавливается резистор.

Недостатком такого решения является то,

что для отключения тока через резистор

требуются дополнительные контакты.

Такие дополнительные контакты повышают

сложность системы, являются причиной

неполадок и, следовательно, понижают

надежность генераторных выключателей в

целом.

Именно привод выключателя является

основным источником серьезных отказов в

высоковольтных выключателях [1].

Вероятность выхода из строя воздушного

выключателя в 5.6 раз выше, чем у

элегазового, в котором используется

пружинно-гидравлический привод.

Воздушные выключатели оборудуются

пневматическим приводом.

Пневматический привод выходит из строя

в 2,6 раза чаще, чем пружинно-

гидравлический, применяемый в

генераторных выключателях АББ [2] ➔3.

Механическая износостойкость воздушных

генераторных выключателей также

требования современных стандартов для

генераторных выключателей. Например,

проведено испытание отключающей

способности выключателя на ток

короткого замыкания, подпитываемый от

генератора, до 200 кА, с высоким

процентным содержанием апериодической

составляющей (более 120%), а также

дополнительные тесты, показывающие

высокую диэлектрическую прочность и

механическую надежность.

Сравнение элегазовой и воздушной технологии Элегазовые генераторные выключатели

являются гораздо более надежными

аппаратами, чем воздушные аналоги.

Разница между параметрами надежности

воздушных и элегазовых выключателей

обусловлена более сложными

технологиями, используемыми в

элегазовых дугогасительных камерах, а

также с старением компонентов. По

сравнению с элегазовыми выключателями,

в воздушных выключателях используется

гораздо более высокое давление.

Воздушный межконтактный промежуток

гораздо медленнее восстанавливает свою

электрическую прочность, поэтому для

снижения скорости нарастания

переходного восстанавливающегося

установленными на отдельных опорах с

собственными приводами и

обеспечивающими втрое большую

мощность на каждый полюс в сравнении с

меньшим по размеру HEC 7/8 ➔2.

Использование расширенных средств

моделирования позволило уменьшить

количество стендовых испытаний, а также

сократить время на разработку.

Дополнительные стендовые испытания

необходимы, чтобы избежать неприятных

сюрпризов во время типовых испытаний.

Было приложено множество усилий к

разработке надежного метода измерений,

обеспечению безопасной работы в

условиях высокого давления, высокой

температуры и значительных механических

нагрузок.

Кроме того, были проведены

температурные испытания с измерением

максимальной температуры оборудования

в различных местах при различных

номинальных значениях силы тока и при

различных условиях охлаждения. В

лаборатории АББ можно получить рабочие

токи до 50 кА при 50 и 60 Гц.

Были выполнены все необходимые

испытания, и их результаты превзошли

5 Ассортимент генераторных выключателей , предлагаемый АББЭлегазовые

генераторные

выключатели

являются гораздо

более надежными,

чем воздушные

аналоги.

Номинальный ток (A) при 50 Гц

То

к к

ор

отко

го з

ам

ыкан

ия (

кА

)

8,0000 23,000 28,000 28,500

(57,000)

HEC 9

HEC 7/8

HECS

HVR-63S/XS

HECS-R

S

CB

A HEC 7 HEC 8

ML

XLp XXLpLplus

8,5

00

10,5

00

13,0

00

14,5

00

18,0

00

23,0

00

24,0

00

28,0

00

3 График отказов для генераторных выключателей с разным принципомдугогашения

0

50,000

100,000

150,000

200,000

250,000

300,000

350,000

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25

Пр

од

ол

жи

тел

ьн

ость с

бо

ев (

ч)

Совокупный риск

SF

6 с гидромеханическим пружинным исполнительным механизмом

SF

6 с пневматическим исполнительным механизмом

Воздушное охлаждение

4 Потребители, охватываемое генераторными выключателями, и их возраст

Насел

ен

ие (

%)

0

20

40

60

80

100

Воздушное

охлаждение

SF6 с пневматическим

исполнительным

механизмом

SF6 с

гидромеханическим

пружинным

исполнительным

механизмом

31 – 42 года

21 – 30 лет

11 – 20 лет

0 – 10 лет

63

0

130

210

250

23Расширяя границы технологий

полученных во время поставок HEC 7/8,

при производстве HEC 9. Это ЭГРУ имеет

компактный размер и представляет собой

интегрируемую систему, обеспечивающую

20-летний интервал обслуживания, низкие

затраты на содержание и максимальную

надежность. ➔7.

ЭГРУ HEC 7/8, а также HEC 9

используются на большей части передовых

электростанций разных типов по всему

миру. В частности, они нашли применение

на крупнейших тепловых энергоблоках

мощностью от 600 до 1000 МВт,

гидроагрегатах мощностью от 650 МВт и

выше, а также на атомных энерго-блоках

мощностью до 1800 МВт.

намного меньше, чем у элегазовых, в

результате элегазовые выключатели

обладают большими интервалами

обслуживания, низкими

эксплуатационными расходами, а также

повышенной степенью доступности.

Более того, воздушная технология

является устаревшей и имеет ряд

недостатков, в отличие элегазовой. В

частности, выключатели, выполненные по

старой технологии, имеют более высокие

уровни шума, более длительное время

отключения, более долгий срок простоя

при техническом обслуживании, а также

меньшую доступность запасных частей. В

результате проведенного исследования

выяснилось, что подавляющее

большинство воздушных выключателей

старше 20 лет. Средний возраст составил

29,4 лет. Иными словами, это в 1,7 и 4,3

раза больше, чем у элегазовых генератор-

ных выключателей с пневматическими и

пружинно-гидравлическими приводами

соответственно ➔4.

Надежное и безопасное производство электроэнергииВыключатели компании АББ могут

применяться на всех видах новых

электростанций, таких как тепловые,

газотурбинные, атомные, гидро-

электростанции и гидроаккумулирующие

электростанции, а также для замены

оборудования или установки на

существующих электростанциях при

модернизации и/или расширении ➔5–6.

Являясь лидером рынка в генераторных

выключателей, компания АББ осуществила

установку более 7000 единиц

оборудования по всему миру.

Генераторные выключатели АББ

производятся на заводе в Швейцарии,

который в 2010 году был признан лучшим

в Европе заводом, с использованием

сложного производственного цикла, в

рамках которого сборка и испытание

выключателя занимает лишь 2 дня, против

2 - 3 недель при использовании прежней

производственной системы.

Защита крупнейших в мире электростанцийКомпания АББ использовала более чем

10-летний опыт вычислений и испытаний,

Джиосафат Кавальери, Рюдигер Крайзель

ABB Power Products,

департамент высоковольтного оборудования,

Цюрих, Швейцария

giosafat.cavaliere@ch.abb.com

ruediger.a.kreisel@ch.abb.com

Литература

[1] “Final Report of the 2004–2007 International

Enquiry on Reliability of High Voltage Equipment

(Окончательный отчет о международном

исследовании надежности высоковольтного

оборудования 2004 - 2007 гг.). Part 2 – Reli-

ability of High Voltage SF6 Circuit Breakers”

(Часть 2.Надежность высоковольтных

выключателей с SF6)

[2] М. Палаццоидр., “Reliability Analysis of

Generator Circuit-Breakers, CIGRE Session)

6 История успеха VC Summer 7 Автомат защиты генератора типа HEC 9 на заводских приемочных испытаниях

VC Summer - АЭС, принадлежащая компании

SCANA. Станция расположена в

непосредственной близости от г. Колумбия,

Южная Каролина, США. Введенная в

эксплуатацию в 1984 году, АЭС обеспечивает

полезную мощность 966 МВт. Устаревшие

воздушные генераторные выключатели типа DR

были частью оригинальной конструкции и

использовались для защиты турбогенератора.

Ключевая проблема

Сбой системы охлаждения в июле 2001 г. стал

первым признаком проблем на станции. В

конечном итоге это привело к

незапланированному 10-дневному отключению

в октябре 2009 года, после чего было принято

решение о замене устаревшего оборудования .

Так как завод АББ по производству

генераторных выключателей в Цюрихе,

Швейцария, не поставлял воздушных

выключателей с 1996 года, перед станцией

встала серьезная проблема.

Группа специалистов по обслуживанию

генераторных выключателей компании АББ в

Принстоне, Нью-Джерси, США, разработала

оперативное решение, задействовав сеть

заказчика. Аналогичный устаревший

выключатель был перенесен с другой

электростанции. С помощью деталей,

доставленных оттуда и с завода в Швейцарии,

обслуживающий персонал АББ выполнил

работы по восстановлению рабочего состояния

блока. Однако решение было признано

«временным», и опасения по поводу надежности

оставались.

Группа инженеров заказчика должна была

проработать все возможные варианты и

выбрать наиболее долгосрочное и, что самое

главное, безопасное решение. Из шести

вариантов (в том числе рассматривался

рискованный вариант устранения выключателя в

целом) специалисты пришли к выводу, что

настало время инвестировать средства в

приобретение надежного и простого в

обслуживании ЭГРУ типа HEC-7 компании АББ.

Разработка плана

АББ получила заказ и приступила к выполнению

работ. Несмотря на всесторонний анализ

электростанции, в том числе трехмерное

лазерное моделирование и электрическое

моделирование, невозможно было предсказать

все варианты развития событий.

Когда выключатель был доставлен,

обнаружилось, что его невозможно провезти

через транспортировочный проем. Благодаря

модульной конструкции и при помощи

специалистов компании АББ, некоторые

съемные компоненты были сняты, что позволило

уменьшить габариты, после чего они были вновь

смонтированы на выключателе.

Выключатель был введен в эксплуатацию в мае

2011 года. Во время презентации на

мероприятии клиента АББ - выставке Automation

and Power World 2012, - заказчик заявил:

“Обширное тестирование на месте установки,

проведенное АББ, позволило нам убедиться в

абсолютной надежности выключателя. До

настоящего момента выключатель находится

под нагрузкой и работает без проблем”.

Обслуживающий персонал может в любой

момент определить точное состояние нового

выключателя благодаря использованию системы

мониторинга GMS 600 с HEC-7. Устройство,

построенное по самым передовым технологиям,

позволяет осуществлять непосредственную

связь с системой мониторинга электростанции

для получения полной информации о состоянии.

Полноценный запасной модуль и

исполнительные механизмы обеспечивают еще

большую надежность электростанции. Кроме

того, компания АББ провела обучение и

сертификацию персонала для дальнейшего

обслуживания, необходимого для поддержания

оборудования в исправном и безопасном

состоянии.

24 АББ Ревю Специальный отчет

Сила сотрудничества

Сервисное

обслуживание на

протяжении

жизненного цикла

продукта

ХЕРБ РОДЖЕРС, СУДХАКАР КУЧИБХОТИА, МОНИКА ЛАМБЕ. Высоковольтные выключатели - удачное вложение средств для любой компании. Когда речь идет об обслуживании или замене выключателя, необходимо учесть все возможные варианты. Часто наиболее экономически эффективным вариантом является привлечение партнера, являющегося OEM-экспертом (первоначальным изготовителем оборудования) с полным спектром услуг, который будет использовать новейшие технологии при обслуживании и искать возможности продления работоспособности оборудования, например, для его модернизации или замены компонентов. В некоторых случаях наилучшим вариантом является полная замена и списание устаревшего оборудования или технологических решений. Удаленный мониторинг и передовые методы проверки, такие как рентгенография, часто устраняют необходимость в техническом обслуживании с разборкой устройства или его полной замены. В АББ разработаны стратегии обслуживания в соответствии с различными сценариями обслуживания и замены, возникающими в сфере высоковольтных выключателей.

25Сила сотрудничества

Модернизация - это замена

изношенных или устаревших

компонентов с сохранением

исходной конфигурации

оборудования и всей станции в целом.

Часто на подстанциях оригинальное

оборудование, например корпуса и шины,

долгое время остаются в хорошем

состоянии, и требуется замена только

подвижных частей выключателей.

Оборудование, подразумевающее

механическое движение, изнашивается

значительно быстрее стационарных

компонентов. Модернизация увеличивает

срок службы без больших затрат и

длительных простоев, неизбежных при

реализации проектов полной замены

оборудования. Работа также может быть

разделена на этапы для распределения

затрат по времени и минимизации

простоев.

Зачастую новый выключатель несовместим

со старым оборудованием. В таком случае

компания АББ предлагает специальные

комплекты для переоборудования,

которые позволяют осуществить быструю

установку без структурных изменений

первоначальной конфигурации.

Модернизация выключателей и приводов

компании АББ обеспечивает надежную

работу оборудования в течение

длительного времени с использованием

самых передовых технологий, с

минимальным временем простоя и по

приемлемой цене.

Примеры модернизацииНескольким клиентам компания АББ

осуществила поставку выключателей для

КРУЭ с целью замены, вместо ремонта.

Как правило, это были более современные

выключатели, однако необходимо было

сохранить присоединительные размеры, а

также другие параметры. Например, в

Нидерландах (подстанция Rijswijk) и

Швейцарии (подстанция Katz) выключатели

ECKS первого поколения КРУЭ были

успешно заменены на исполнительные

механизмы AHMA. выключатели ELK SP

2-1 и приводы AHMA. Причиной замены

послужило сокращение возможностей по

ремонту вследствие нехватки опыта у

обслуживающего персонала и сложностей,

связанных с заказом запасных

компонентов. На подстанции La Foretaille в

Швейцарии была осуществлена

аналогичная замена (в данном случае

выключатель ELK SN был заменен на

выключатель ELK SP 2-1), и причиной

этого стали высокие затраты, связанные с

капитальным ремонтом ➔1.

Не у всех старых выключателей есть

современный аналог. Поэтому компания

АББ специально выпустила несколько

выключателей для модернизации,

способных заменить более старые

выключатели SL211, SL2-2, SN212, SL3-2 и

SN312. Они прошли типовые испытания в

соответствии с новейшими стандартами и

были изготовлены в контролируемой среде

на заводе АББ.

КРУЭ EGL на 380 кВ в г. Filisur, Швейцария,

является первой подстанцией, на которой

был установлен такой специально

разработанный для модернизации

выключатель ➔2. Заказчик изначально

рассматривал капитальный ремонт

используемого в них привода HKA 8, но

вместо этого решил установить новый

привод HMB 8. Компания АББ также

предложила заменить целиком

выключатель SL3-2 и привод на недавно

разработанный для модернизации

выключатель SP 3-1. Данный новый

выключатель имеет только одну

дугогасительную камеру на полюс (это

стало возможным благодаря последним

технологиям, используемым в КРУЭ), и

поэтому для него требуется только привод

HMB 4 с меньшей мощностью. Клиент

практически сразу выбрал это

предложение, так как оно подразумевало

такие убедительные аргументы, как

увеличенный срок службы подстанции,

постоянное наличие запасных частей и

снижение эксплуатационных расходов.

Замена выключателя на станции заняла

всего два дня, и распределительное

устройство возобновило нормальную

работу с минимальным временем простоя.

Альтернативой полной замене

выключателя и привода является замена

только самого привода. В Испании на

гидроаккумулирующей подстанции LaMuela

было разработано решение по

модернизации с заменой старого привода

HKA 8 на выключателе SL 3-2 ➔3. Привод

HKA был демонтирован с полюса

выключателя, после чего был установлен

новый привод HMB 8, с необходимыми

регулировками (амортизатора). На месте

установки были проведены

сертификационные испытания. Клиент -

компания Iberdrola - был удовлетворен

этим решением и разместил заказ на

аналогичную модернизацию приводовв

остальных ячейках подстанции. На

подстанциях Sein joki и Tammisto в

Финляндии была осуществлена

аналогичная замена приводов.

РасширениеВ АББ разработаны экономически

эффективные программы модернизации,

расширения и восстановления, которые

позволяют осуществить переход к

использованию новейших технологий с

низким уровнем риска, выполняемый в

несколько этапов. После полной оценки по

месту установки компания АББ будет

разрабатывать индивидуальный план

миграции установленного оборудования.

Например, на трансформаторную

подстанцию Al-Bakir в Ираке, построенную

30 лет назад, были поставлены два блока

КРУЭ ELK-04 на 132 кВ. Эта инвестиция

стала необходимой в свете растущего

спроса на электроэнергию, вызванного

строительством сталелитейного завода

неподалеку от станции, а также для

надлежащего взаимодействия с иракскими

энергосетями. Основным решающим

фактором для клиента явилось то, что

конструкция ELK-04 может быть

адаптирована для размещения на

ограниченном пространстве. Заказчик

получал квалифицированную

консультационную поддержку на стадии

проектирования и, в конечном счете,

получил надежную подстанцию на 132 кВ,

обеспечивающую безопасное

энергоснабжение и гарантирующую

безопасность персонала. Прежняя

инфраструктура была сохранена, и было

упрощено дальнейшее расширение

станции благодаря использованию

стандартных переходных устройств.

Оптимизация ресурсаКомпания АББ признает, что потребности

отрасли меняются по мере истощения

ресурсов, и, следовательно, требуется

удаленный диагностический мониторинг

всех критических показателей подстанции.

Одна из таких услуг сочетает в себе

Титульный рисунок

Какие же стратегии можно применять для

улучшения производительности оборудования

высоковольтных выключателей, одновременно

снижая расходы?

1 Подстанция La Foretaille с КРУЭ в Швейцарии. Выключатели типа SN старшего поколения были заменены на ELK SP2-1 с приводом AHMA.

26 АББ Ревю Специальный отчет

сети. Подход CBS-мониторинга явился

особенно привлекательным для RG&E,

поскольку модули и их функции

беспроводной связи независимы от

системы управления и передачи. Это

разделение освобождает системы

мониторинга от требований стандартов

безопасности NERC-CIP (План защиты

критической инфраструктуры

Североамериканской корпорации по

электрической надежности). Накопленные

данные CBS обрабатываются в

центральном офисе RG&E системой AO

АББ, которая предоставляет в реальном

времени независимые данные о

работоспособности выключателей и их

характеристиках до возникновения сбоя.

Система АО тем самым способствует

своевременной диагностике выключателя

и выработке корректирующих

рекомендаций. Ее оповещения отличаются

по сложности от распознавания

изменения состояния интеллектуального

устройства до распознавания

ненормальных условий. Система включает

в себя независимую систему архивации

компании АББ для обеспечения надежного

долгосрочного хранения данных. С данным

уровнем надежности компания RG&E

смогла получить повышение ставки от

локальной регулирующей комиссии.

РентгенографияРентгенография - это технология

получения рентгеновских изображений,

позволяющая получать подробные

цифровые изображения критически

важных внутренних компонентов

выключателя. Эти изображения затем

анализируются специалистами OEM,

которые сверяют размеры и допуски с

оригинальными компонентами и

сборочными чертежами. Рентгенография

избавляет от необходимости нарушать

систему уплотнений диагностируемого

устройства, тем самым увеличивая

надежность оборудования и исключая

универсальный мониторинг выключателей

АББ с расширенными возможностями

диагностики, обеспечивающий диагностику

оборудования в режиме реального

времени и необходимую для профилактики

проводимой для предупреждения сбоев.

Этот подход был принят в энергосистеме

Нью-Йорка, в значительной степени

зависящей от состояния и надежности

высоковольтных линий в масштабах штата

между владельцами линий

электропередачи компании NYISO, таких

как линии на 362 кВ, соединяющие

Rochester Ga sand Electric (RG&E) с

энергетическим управлением Нью-Йорка.

Для повышения надежности

рассматриваемого коридора передачи

компания RG&E оснастила свои

выключатели типа PMI в цепях

конденсаторных батарей, которые

являются частью жизненно важной линии

Восток-Запад, функцией удаленного

мониторинга в режиме реального времени

и профилактическим обслуживанием.

Особый интерес, при анализе первого

отключения линии передачи, был проявлен

к получению способа записи всех

операций отключения и включения, а

также временной статистике

выключателей.

Компания АББ оборудовала парк из 18

выключателей на напряжения 121 кВ и 362

кВ RG&E системой птимизации ресурса

(АО). Система отслеживает множество

состояний и параметров выключателя по

беспроводной связи. Данные от каждого

выключателя собираются встроенным

модулем контроля состояния выключателя

Circuit Breaker SentinelTM (CBS). Каждый

CBS соединяется с сотовым

коммуникатором. Это, определенно,

наиболее экономически эффективный

способ передачи данных в центральный

офис, особенно от подстанций, в которых

отсутствует инфраструктура компьютерной

2 Подстанция с КРУЭ, Filisur, Швейцария. Выключатель SL3-2 и привод HKA 8 были заменены выключателем SP3-1 с одной дугогасительной камерой на разрыв и приводом HMB 4.

Причиной замены

послужило

сокращение

возможностей по

ремонту вследствие

нехватки опыта у

обслуживающего

персонала и

сложностей,

связанных с

заказом запасных

компонентов.

27Сила сотрудничества

испытывали серьезную нагрузку и должны

были пройти внутреннюю проверку. Центр,

компания CallHenry и АББ договорились о

выполнении такой проверки. Объем работ

включал внешнюю диагностику, большая

часть которой выполнялась при помощи

рентгенографии. Использование этого

подхода было вызвано стремлением к

сокращению расходов и времени простоя,

а так же с обеспечением долговременной

целостности каждого выключателя и, что

еще важнее, системы электроснабжения.

Проверка с использованием

рентгеновского излучения привела к

вскрытию одного выключателя для

устранения проблем с крепежом и к

снижению содержания влаги в элегазе

(SF6) в семи других выключателях. Для

девятнадцати выключателей не

потребовалось вскрытие или какое-либо

обслуживание на месте установки,

благодаря чему удалось сэкономить 380

нормо-часов трудоемкой внутренней

диагностики. Кроме того, удалось

обойтись без аренды крана с крановщиком

и газотехнологической установки.

Внешнее диагностическое тестирование и

последующее обслуживание обеспечили

дальнейшую непрерывную и надежную

работу центра.

ЗаменаОборудование может быть полностью

заменено в конце его срока службы или

при появлении новых более эффективных

технологий. В случае с генераторными

выключателями при модернизации

турбины и генератора также требуется

замена и генераторного выключателя.

Замена генераторных выключателей может

потребоваться и при отсутствии запасных

частей или технической поддержки по

причине устаревания оборудования.

Например, такая ситуация возникла в

отношении выключателей с пружинно-

гидравлическими приводамина на пяти

трансформаторных подстанциях в

Эль-Кувейте, принадлежащих кувейтскому

Министерству электрических и водных

ресурсов (MEW) и управляемых им.

Учитывая все более усложняющуюся

ситуацию с запасными частями для

приводов, выпущенных почти 30 лет назад,

предложение компании АББ,

подразумевающее замену 48

существующих приводов приводами

HMB 8, было положительно воспринято

MEW. Важным аспектом этого решения

был контроль качества со стороны

компании АББ и гарантированное наличие

запасных частей к оборудованию. В

результате министерство получило

надежного поставщика запасных частей, а

также высокую готовность и надежность

подстанции, повышенную безопасность

персонала, упрощенную адаптацию и

замену оборудования, и, разумеется,

более простое управление.

проникновение в аппарат внешних

загрязнений.

CallHenry Inc. является подрядчиком по

обслуживанию высоковольтного

оборудования в Центре исследований

NASA Glenn Research Centerв Кливленде,

штат Огайо. Центр руководит

исследованиями NASA и разработкой в

области авиационных двигателей и

специализируется на турбинных системах,

электроэнергии, двигателях и

коммуникациях, а также в проведении

исследований в различных областях,

cвязанных с микрогравитацией. Очевидно,

что надежность электроснабжения

является критическим фактором для

подобного предприятия.

В феврале 2006 года компания CallHenry

обратилась в АББ от имени центра по

вопросу работоспособности 26 элегазовых

выключателей 38PM40-20 производства

АББ. Обзор результатов технических

обслуживаний, проведенных центром и

компанией CallHenry, подчеркнул тот факт,

что многие из выключателей центра уже

проработали от 10 до 14 лет, а количество

срабатываний одного из выключателей в

течение срока службы превысило 2700.

Было очевидно, что эти выключатели

Модернизация выключателей и приводов АББ с применением последних технологий при минимальном времени выполнения работ предоставляет заказчику надежно работающее оборудование по приемлемой цене.

3 Подстанция типа КРУЭ, La Muela, Испания. На выключателе SL3-2 привод HKA 8 был заменен на привод HMB 8.

Херб Роджерс

ABB Power Products,

Сервис высоковольтного оборудования,

Маунт-Плезант, Пенсильвания, США

herb.rogers@us.abb.com

Судхакар Кучибхотла, Моника Ламбе

ABB Power Products,

Сервис высоковольтного оборудования,

Цюрих, Швейцария

sudhakar.kuchibhotla@ch.abb.com

monica.lambe@ch.abb.com

28 АББ Ревю Специальный отчет

НАМИТА АСНАНИ, ФРЕДИ ШТУКИ. Рост популяции и благосостояния людей во всем мире могут быть напрямую связаны с увеличением спроса на энергию, производимую в значительной степени в результате сжигания ископаемого топлива. Очень часто генерация электроэнергии происходит далеко от центров нагрузки и городских районов, в результате чего требуются эффективные методы передачи энергии на промышленные объекты и в густонаселенные районы. Наиболее экологически эффективным методом передачи энергии из одного пункта в другой по линиям электропередачи является применение высоковольтных технологий. Будучи пионером в этой области, компания АББ постоянно совершенствует свои технологии для проектирования и производства продукции, имеющей самое низкое воздействие на окружающую среду, что приводит к повышению экологической эффективности современных энергетических сетей. В то же время, компания стремится к совершенствованию существующего высоковольтного оборудования для повышения надежности, эффективности и оптимизации затрат на протяжении всего жизненного цикла.

Высоковольтные технологии АББ

отвечают на вызов времени

Повышение

экологической

эффективности

29Повышение экологической эффективности

Компания АББ

внедрила

запатентованную

технологию для

полной переработки

загрязненного

элегаза (SF6)

на основе

энергоэффектив-

ного криогенного

процесса.

элегаза в атмосферу при производстве

оборудования, его монтаже, демонтаже и

обслуживании, а также для утилизации

любых вредных или отработанных веществ

в соответствии с требованиями по охране

окружающей среды. Компания постоянно

ведет разработку жизнеспособных

альтернатив, стремясь к уменьшению

количества элегаза, используемого в

своей продукции.

Высоковольтный выключатель с CO

2-изоляцией

Одной из перспективных альтернатив SF6

является использование углекислого газа

(CO2) в качестве изолирующей и

дугогасительной среды. Колонковый

выключатель LTA 72D1 компании АББ

является первым высоковольтным

выключателем с внутренней изоляцией на

основе CO2 ➔2.

Одна из технологий, которая

широко применяется в

электротехнической

промышленности для

диэлектрической изоляции и гашения тока

в выключателях, распределительных

устройствах и другом высоковольтном

оборудовании, подразумевает

использование инертного газа -

гексафторида серы (SF6) ➔1. Этот газ

используется в магниевой и

полупроводниковой промышленности, а

также в некоторых областях военной

индустрии.

Компания АББ применяет элегаз (SF6)

главным образом в своем высоковольтном

электрооборудовании. Этот газ имеет

отличные изоляционные и дугогасительные

свойства, позволяющие проектировать

более компактное оборудование. Его

использование приводит к сокращению

площади, занимаемой оборудованием,

уменьшению потребления энергии, потерь

и отходов при увеличении степени

вторичной переработки.

Компания АББ прилагает значительные

усилия, чтобы не допустить попадания

Выключатель LTA 72D1 в настоящее время

доступен для распределительных сетей

72,5 кВ с пределом по току короткого

замыкания до 31,5 кА. Он доступен как

обычный выключатель, а также как

выключатель-разъединитель (DCB). Была

проведена оценка воздействия

выключателей LTA на окружающую среду с

точки зрения потенциала глобального

потепления (GWP) за период, равный

жизненному циклу аппарата. GWP - это

значение, которое определяет степень

воздействия вещества на глобальное

потепление за свой жизненный цикл.

Результат выражается вэквиваленте CO2 в

течение всего жизненного цикла продукта.

На графике ➔3 представлено сравнение

воздействия на окружающую среду

выключателейпроизводства АББ -

выключателя LTA с CO2-изоляцией и

выключателя LTB с SF6-изоляцией - за

Титульный рисунок

Центры по переработке газа SF6, такие как это

предприятие в Австралии, позволяют

использовать потенциально вредный для

окружающей среды газ вновь и вновь.

Новый выключатель LTA компании АББ

позволит сократить выбросы в

эквиваленте CO2 примерно на 10 тонн,

или на 18 процентов в течение 30-летнего

срока службы оборудования.

30 АББ Ревю Специальный отчет

30-летний срок службы. В соответствии с

оценками на основе рекомендуемой

методологии Межправительственной

группы экспертов по изменению климата,

замена SF6 на CO

2 позволит сократить

выбросы в эквиваленте CO2 примерно на

10 тонн, или на 18 процентов, в течение

30-летнего срока службы устройства.

Еще одним методом снижения воздействия

на окружающую среду и повышения

экологической эффективности сети

является переработка элегаза ➔4.

Компания АББ внедрила запатентованную

технологию для полной переработки

загрязненного элегазана основе

энергоэффективного криогенного

процесса. Чистота переработанного

элегазав рамках недавно разработанной

технологии составляет более 99,9

процентов и соответствует техническому

стандарту IEC 60376 (стандарт для нового

газа), что дает возможность многократного

повторного использования элегаза.

Повторное использование SF6 помогает

сократить выбросы углекислого газа и

обеспечивает потенциальную экономию

средств до 30 процентов. Наибольшее

техническое преимущество нового

процесса по отношению к более ранним

технологиям заключается в том, что он

дает возможность эффективного

повторного использования SF6 независимо

от типа или уровня загрязнения. Более

старые технологии не позволяют пе-

рерабатывать все загрязняющие ве-

щества и сокращать все уровни за-

грязнения в рамках одного процесса.

Более того, уровень автоматизации в

новом процессе позволяет значительно

увеличить пропускную способность.

Онлайн-мониторинг элегаза (SF6) в рамках

линейки продукции CBS

Минимизация утечки газа также имеет

большое значение, когда речь идет об

элегазе. Онлайн-мониторинг обо-

рудования, использующего SF6, дает

возможность постоянно контролировать

ситуацию и, тем самым, более оперативно

реагировать и выполнять ремонтные

работы при утечке элегаза. Компания АББ

в рамках линии устройств мониторинга и

состояния выключателей Circuit Breaker

SentinelTM представляет компактные

электронные устройства с датчиками для

определения температурно-

компенсированного давления в

одноотсечных SF6-изолированных

распределительных устройствах –

CBS-F6. Программное обеспечение на базе

Windows позволяет осуществлять

удаленный онлайн-мониторинг и

непрерывное отслеживание отклонений от

требуемого давления ➔5.

Оптоволоконные датчики тока

В последние годы датчики тока и на-

пряжения начали вытеснять обычные

измерительные трансформаторы с

масляной изоляцией в интеллектуальных

распределительных устройствах. Для

открытых распределительных устройств

использование оптоволоконных датчиков

тока (FOCS) является разумной

альтернативой традиционным

трансформаторам тока. Датчики FOCS

работают по принципу “plug and play”, что

означает простоту их установки и имеют

цифровой интерфейс, соответствуя тем

самым требованиям стандарта IEC 61850 в

части передачи данных. Использование

датчиков повышает экологическую

эффективность, исключая использование

масла или элегаза в качестве

изоляционной среды, устраняя тем самым

риск разлива масла или утечек газа.

Датчики FOCS также исключают

необходимость использования большого

количества материалов, таких как

алюминий, кабельная медь, сталь,

1 SF6 и его применение 2 История успеха: выключатель-разъединитель LTA с CO

2-изоляцией, произведенный

компанией АББ, получает признание на европейском рынке энергосистем

Элегаз (SF6) является искусственным газом и

одним из шести парниковых газов, пере-

численных в Киотском протоколе.* В настоящее

время доля элегаза составляет лишь около 0,1

процента вклада человечества в парниковый

эффект, хотя это вещество имеет потенциал

глобального потепления в 22800 [1] раз больший,

чем у углекислого газа.

Факты об элегазе (SF6)

– негорючий газ, применяемый в электрическом

оборудовании;

– не ядовит;

– не разрушает озоновый слой;

– оборудование в процессах с участием элегаза

имеет высочайшую степень безопасности;

– при необходимости вскрыть единицу

оборудования или подстанцию элегаз

собирается и перерабатывается;

– может быть удален из экосистемы путем

термического процесса, который преобразует

элегаз в природные вещества - плавиковый

шпат и гипс;

– обладает очень высокой диэлектрической

прочностью;

– эффективно гасит дугу в выключателях;

– элегаз позволяет создавать компактное

оборудование, почти не требующее

технического обслуживания;

– в электрическом оборудовании элегаз

применяется только в герметичных/закрытых и

безопасных системах.

Один из крупнейших производителей

электроэнергии и крупнейший производитель

тепла в Европе, «Ваттенфаль» является

первопроходцем в разработке и внедрении

новых технологий, облегчающих производство

энергии на экологически устойчивой основе.

Компания АББ, благодаря выключателям-

разъединителям LTA с CO2-изоляцией (DCB),

позволяет компании «Ваттенфаль»

продвинуться к своей цели.

DCB - это инновационная концепция,

реализованная компанией АББ в 2000 году.

Благодаря интеграции функции разъединения в

выключатель, DCB исключает необходимость в

отдельном разъединителе и повышает

надежность оборудования и его доступность.

Он также улучшает экологическую

эффективность оборудования на протяжении

всего жизненного цикла с использованием

меньшего количества аппаратуры и,

следовательно, меньшего количества сырья.

DCB также сокращают потери электроэнергии

во время фазы применения за счет снижения

потерь электротермического характера.

Последнее, но не менее важное: эти

выключатели позволяют снизить

неблагоприятное влияние на окружающую

среду на целых 60 процентов. Выключатель LTA

с CO2-изоляцией был установлен в рамках

пилотного проекта на подстанции 132/45 кВ в

Швеции в 2010 году и безупречно работает до

сих пор. Управляемая компанией «Ваттенфаль»

подстанция имеет шесть ячеек на 132 кВ и

девять модулей на 45 кВ.

Выключатели LTA с CO2-изоляцией, которые

используются как шинные выключатели,

выполняют двойную роль, часть года

коммутируют конденсаторные батареи, а

оставшуюся часть года линию. За год

оборудование выполняет почти 400

коммутационных операций.

Не смотря на то, что LTA 72D1 рассчитан на

номинальное напряжение 72,5 кВ, его высокие

характеристики работы при 145 кВ

подтверждает способность выключателя

нормально работать при гораздо более высоких

уровнях напряжения при применении

технологии с CO2.

Литература

[1] Intergovernmental Panel on Climate Change,

Working Group 1, Climate Change 2007,

Chapter 2.10.2. (Межправительственная

комиссия по изменению климата, рабочая

группа 1, изменение климата 2007, глава

2.10.2).

Сноска

* Киотский протокол является международным

соглашением, разработанным для сокращения

выбросов парниковых газов. См.: Киотский

протокол к Рамочной конвенции Организации

Объединенных Наций об изменении климата,

Организация Объединенных Наций, 1998 год.

31

бетонные основания, и позволяют

существенно снизить площадь,

занимаемую подстанцией. Датчики FOCS

компании АББ могут устанавливаться с

колонковыми выключателями, а также с

выключателями-разъединителями ➔6.

Муфты штекерного типаАББ выпускает сухие самонесущие муфты,

которые поставляются с фабрики в

собранном состоянии, заполненные

изоляционным силиконовым эластомерным

компаундом ➔7. Предварительная сборка

на фабрике исключает риск неправильного

обращения, утечки масла или химических

соединений во время транспортировки или

на объекте. Решения на основе «сухой»

изоляции имеют дополнительное

преимущество, заключающееся в том, что

в случае выхода из строя меньше

вероятность повреждения окружающего

оборудования и, что более важно,

представляют меньшую угрозу для

здоровья персонала.

Проблемы жизненного циклаНа каждом этапе жизненного цикла

продукта возникают проблемы, связанные

с окружающей средой, такие как потеря

электроэнергии и утечки изоляционной

АББ использует для

производства легко

перерабатывамые и

одноразовые

материалы в

максимально

возможной степени.

Повышение экологической эффективности

Сравнение основано на рекомендуемой методологии Межправи-тельственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) и стандартах ISO.

4 Газ SF6 и его криогенная переработка

SF6

Использование

элегаза (SF6)

в электрооборудовании

Доставка технически

чистого элегаза SF6

заказчику

Транспортировка

использованного элегаза SF6

в центр переработки АББ

Повторное

использование

элегаза SF6

Забор загрязненного,

использованного или

ненужного элегаза SF6

Контроль качества

согласно IEC 60376

Тестирование и удаление

опасных изделий

Переработка с

использованием

запатентованной

технологии АББ

5 CBS-F6 компании АББ

среды. Компания АББ измеряет и

оценивает влияние на окружающую среду

ее продукции в соответствии со

стандартами ISO на всех этапах

жизненного цикла производимого

оборудования. В широком смысле этими

этапами являются производство,

эксплуатация и утилизация оборудования.

Для высоковольтного оборудования

жизненный цикл, как правило, составляет

от 30 до 40 лет. Компания АББ использует

свой 100-летний опыт в индустрии высоких

напряжений для постоянного улучшения

конструкции оборудования, и, как

следствие, снижения воздействия на

окружающую среду на всех этапах

жизненного цикла.

Этап изготовленияНа этом этапе цель АББ состоит в том,

чтобы сократить энергетические затраты

на производство и эксплуатацию

продукции. Эта энергия представляет

собой суммарное значение всей энергии,

необходимой для создания товаров или

услуг. На протяжении многих лет

оборудование компании АББ становятся

легче, а это означает, что в них

используется все меньше материалов в

расчете на кА и кВ передаваемой энергии.

3 Сравнение воздействия на окружающую среду выключателя LTA на основе CO

2 и АББ выключателя LTB на основе SF

6 в

течение жизненного цикла

0

20

40

60

80

100

120

Во

зд

ей

стви

е н

а о

кр

уж

аю

щую

ср

ед

у в

течен

ии

жи

зн

ен

но

го ц

икл

а (

%)

Выключатель с элегазом (SF6)

(LTB 72D1/B с пружинным

приводом BLK222)

Выключатель с углекислым газом

(CO2) (LTB 72D1/B с пружинным

приводом MSD1)

Потери SF

6: этап применения

Вспомогательная цепь:

Потери в первичной цепи:

Разработка, производство

эксплуатация

эксплуатация

и утилизация

32 АББ Ревю Специальный отчет

Кроме того, объем газа SF6 в продукции

компании АББ неуклонно сокращается.

Например, с 1995 по 2012 объем газа SF6

в выключателе распределительного

устройства открытого типа для

напряжения 420 кВ сократился на 20

процентов, а с 2006 по 2012 объем газа

SF6 в ячейке КРУЭ для напряжения 420 кВ

был снижен на 40 процентов. Компания

АББ всегда стремится использовать

наиболее энергоэффективные процессы

на этапе производства.

ЭксплуатацияВ связи с длительным сроком службы

высоковольтного оборудования – как

правило, от 30 до 40 лет, – а также в связи

с другими факторами (например,

эксплуатационным использованием

энергии), эксплуатация обычно

Дополнительная литература

– www.iso.org

– Б. Александр и др., “SF6 and a world first:

(SF6 и мировая премьера) ABB launches the

first-ever SF6 recyclingcenter,” компания АББ

запускает первый в мире центр по

переработке SF6) ABB Review (АББ Ревю)

1/2012, стр. 22–25.

Намита Аснани

ABB Power Products,

департамент высоковольтного оборудования,

Фаридабад, Индия

namita.asnani@in.abb.com

Фреди Штуки

ABB Power Products,

департамент высоковольтного оборудования,

Цюрих, Швейцария

fredi.stucki@ch.abb.com

подразумевает от 70 до 80 процентов от

общего воздействия на окружающую

среду. Например, выключатели используют

энергию в механизмах привода. Компания

АББ использует компактные пружинные

приводы, требующие минимум энергии,

пришедшие на замену громоздким

гидравлическим приводам, требовавшим

гораздо больше энергии на протяжении

своего жизненного цикла. Кроме того, при

протекании тока по проводящим

элементам оборудования появляются

термические потери. Компания АББ

применяет специальные конструкции и

материалы, которые обеспечивают низкие

потери на сопротивление. Изоляционные

среды, используемые в высоковольтном

оборудовании, такие как газ SF6 и масло, в

случае утечки отрицательно влияют на

окружающую среду. Поэтому компания

АББ обеспечивает утечку газа SF6

значительно ниже 0,5 процентов путем

применения уплотнительной системы для

внутреннего и наружного применения,

хорошо зарекомендовавшей себя в

условиях вплоть до – 55 °C.

УтилизацияВ дополнение к использованию новейших

технологий повторного использования,

компания АББ использует в своей

продукции легко перерабатываемые и

одноразовые материалы в максимально

возможной степени. Надлежащая

документация с четкими указаниями также

поддерживает оптимизацию переработки и

утилизации.

Совершенствование экологической

эффективности продукции и решений

компании АББ является непрерывным

процессом и включает проведение

исследований для освоения новых

технологий, а также непрерывную оценку и

сокращение воздействия на окружающую

среду существующих продуктов и

решений.

Компания АББ

использует свой

100-летний опыт в

индустрии высоких

напряжений для

постоянного

улучшения

конструкции

оборудования, и, как

следствие, снижения

воздействия на

окружающую среду

на всех этапах

жизненного цикла.

7 Kabeldon TD 145: Кабельная муфта штекерного типа на 145 кВ

6 Интеграция FOCS и выключателей-разъединителей АББ (DCB)

Датчик FOCS

Заземляющий зажим

Кабельный зажим

Часть основания

Концевая муфта

Электроизоляционные

селиконовые соединения

Композитный изолятор

33

Компенсация реактивной мощности и фильтрация

гармоник конденсаторами и фильтрами

КУРТ ШИПМАН – Низкое качество энергии становится все большей причиной для беспокойства, как для потребителей, так и для поставщиков электроэнергии. Низкое качество электроэнергии приводит к снижению производительности, эффективности передачи и использования электрической энергии, а также к росту количества сбоев в работе сетей. Надежность систем снижается, а эксплуатационные затраты возрастают.

Применение возобновляемых источников энергии добавляет дополнительные проблемы в отношении управления нагрузкой потребителей и стабильности напряжения. АББ является пионером в области и предлагает полный спектр продукции, позволяющей решать множество проблем качества электроэнергии в сетях всех уровней напряжения.

Вопросы качества электроэнергии

Вопросы качества электроэнергии

34 АББ Ревю Специальный отчет

электроэнергии потребителями,

подключенными к сети ➔2. Компания АББ

занимается разработками в области

качества электроэнергии уже более 70 лет.

Компенсация реактивной мощностиВоздушные линии электропередач имеют

активно-индуктивное сопротивление и

потребляют реактивную мощность.

Величина потребляемой мощности

пропорциональна квадрату силы

протекающего тока. Также, чем больше

величина протекающего по линии тока, тем

больше падение напряжения в линии. Для

снижения передаваемой по линии

реактивной мощности и, следовательно,

тока в линии, используется оборудование

для компенсации реактивной мощности,

такое как батареи статических

конденсаторов (БСК).Применение БСК

позволяет снизить колебания напряжения,

способствуя тем самым безопасности и

повышению надежности сети. Кроме того,

компенсация реактивной мощности

снижает потери активной энергии в сети.

Чем выше напряжение в сети, тем выше ее

пропускная способность. Использование

изменениями тока нагрузки или

внешними факторами, такими как

события в магистральных и

распределительных сетях (например,

удар молнии).

Для поддержания высокого качества

электроэнергии в сети, коммунальные

службы самостоятельно вкладывают

средства в покупку соответствующего

оборудования и/или вводят подходящую

схему тарифов/штрафов, направленную на

ограничение вредного влияния на сеть

потребителей. Потребители устанавливают

оборудование для повышения качества

электроэнергии в соответствии с

действующими требованиями и/или для

повышения эффективности работы их

сети.

Мировой лидер в области качества электроэнергииКомпания АББ предлагает полный спектр

продукции для обеспечения качества

электроэнергии и ноухау для сетей низкого

(LV), среднего (MV) и высокого напряжения

(HV) для эффективной и экологически

безопасной передачи и использование

Видеальной электрической сети

переменного тока напряжение

имеет синусоидальную форму с

постоянными амплитудой и

частотой. Идеальный ток нагрузки также

имеет синусоидальную форму и совпадает

по частоте и фазе снапряжением. Такая

система является наиболее стабильной,

работает с минимальными потерями и,

можно сказать, обеспечивает оптимальное

качество электроэнергии. В реальной

жизни многие факторы приводят к

существенному отклонению от идеальной

ситуации, и качество электроэнергии

снижается. Следовательно, срок службы

оборудования, эффективность его работы

снижаются, а эксплуатационные расходы

возрастают. Вслучае незапланированных

простоев производства, например, из-за

низкого качества электроэнергии, имеют

место значительные финансовые потери

[1]. Преимущества качественной электро-

энергии многочисленны ➔1.

Электроэнергия низкого качества приводит к множеству проблем: – Большие перетоки реактивной

мощности в электрических сетях

ведут к высоким потерям активной

энергии и напряжения в сети,

снижению пропускной способности

сети

– Высшие гармоники дополнительно

нагружают сеть, что может

приводить к нарушению работы

оборудования и менее эффективной

работе установок

– Несимметрия нагрузки (например, в

однофазных сетях или офисных

зданиях) приводит к несимметрии

напряжений. Потребители в такой

сети подвергаются различным

негативным воздействиям, возрастает

ток в нулевом проводе и в

заземляющих соединениях

– Колебания напряжения (например,

провалы, проседания, скачки) могут

привести к неправильной работе

потребителей, а при повторяющихся

колебаниях может возникнуть эффект

мерцания (фликер). Колебания

напряжения могут быть вызваны

Титульный рисунок

Что можно сделать для борьбы с реактивной

мощностью и гармониками в электрической

сети?

В реальной жизни многие факторы

приводят к существенному отклонению от

идеальной ситуации, и качество

электроэнергии снижается.

2 Ассортимент продукции АББ для обеспечения качества энергии

1 Преимущества качественной электроэнергии

До 1 кВ Выше 1 кВ

Конденсаторы для коррекции коэффициента

мощности

Конденсаторы для коррекции коэффициента

мощности

Автоматически регулируемые

конденсаторные батареи (контакторное/

тиристорное управление)

Специальные конденсаторы (например,

импульсные конденсаторы)

Установки для плавного регулирования

коэффициента мощности

Конденсаторные установки постоянной

мощности и регулируемые конденсаторные

установки (в металлическом корпусе)

Активные фильтры гармоникБСК постоянной мощности и регулируемые

(открытого исполнения)

Контроллеры коэффициента мощности Пассивные фильтры гармоник

Активные регуляторы напряженияСтатические тиристорные компенсаторы (СТК)/

Устройства продольной компенсации (УПК)

Промышленные ИБП Устройства STATCOM / SVC Light

Системы накопления электроэнергии

(включают контроль реактивной мощности и

гармонических искажений)

Системы накопления электроэнергии

(включают контроль реактивной мощности и

гармонических искажений)

Преимущества для коммунальных потребителей Преимущества для промышленных предприятий

Оптимальное использование активов Сокращение платы за электроэнергию

Снижение потерь в электросетях и

выбросов CO2 в атмосферу

Снижение потерь в электросетях и

выбросов CO2 в атмосферу

Увеличение пропускной способности сетиВозможность подключения дополнительных

мощностей к существующей сети предприятия

Стабильность напряжения Увеличение производительности

Снижение эксплуатационных расходов и

времени простоя

35

Повышение коэффициента мощности и

повышение напряжения позволило

добавить 34 МВт к мощности

существующей сети. Для компании PGCВ

это привело к значительному увеличению

прибыли.

В целом, срок окупаемости проекта

составил 18 месяцев. Затраты компании

оказались сопоставимы со строительством

электростанции на ископаемом топливе

той же мощности и дополнительных линий

электропередач. Кроме того, поскольку

система, разработанная АББ,

восстанавливает потерянные возможности,

а не создает дополнительные мощности,

решение не требует значительных

эксплуатационных расходов и не приводит

к увеличению выбросов парниковых газов.

В дополнение к устройствам открытого

исполнения, компания АББ предлагает

полный спектр конденсаторных установок

в металлическом корпусе (MECB) для

клиентов, подстанции которые имеют

ограниченные габариты, или для тех

клиентов, которым требуется комплектное

решение. Такие установки могут

эксплуатироваться в помещении или иметь

исполнение для наружной установки и, как

правило, используются в промышленности

или на распределительных подстанциях,

например, для компенсации реактивной

мощности в сетях и на ветровых

электростанциях.

Активное повышение качества элек-троэнергииВсе более широкое распространение

нелинейных нагрузок во всех типах

промышленных и коммунальных сетей

привело к появлению потенциально

устройств поперечной компенсации

позволяет увеличить передаваемую

активную мощность, тем самым, снижая

риск лавины напряжения вследствие

нарушения статической устойчивости сети.

Компания АББ предлагает БСК, которые

используются многими сетевыми

компаниями, занимающимися передачей и

распределением электроэнергии.

В дополнение к конденсаторам для

компенсации реактивной мощности,

компания АББ является лидером в

развитии технологии сухих конденсаторов

для систем постоянного тока ➔3.

Повышение эффективности электросети БангладешаКомпания Power Grid Company of

Bangladesh (PGCB) выбрала БСК

производства АББ для повышения

эффективности работы их сети

электропередач напряжением 132 кВ, на

некоторых участках которой наблюдались

высокие потери из-за падения напряжения

и низкого качества электроэнергии.

Новое оборудование для компенсации

реактивной мощности было установлено

на восьми подстанциях PGCB, потери на

которых были наибольшими, а перетоки

электроэнергии были наиболее

критическими.

После пуска нового оборудования

коэффициент мощности увеличился с 0,88

до 0,98, что было значительным

достижением. Напряжение возросло на 3

– 5 кВ по сравнению сисходной величиной.

Повышение напряжения в сети привело к

снижению потерь и повышению

передаваемой потребителю активной

мощности.

Компания АББ

занимается

разработками в

области качества

электроэнергии уже

более 70 лет.

3 Применение сухих конденсаторов АББ в устройствах HVDC Light и SVC Light

Компания ABB всегда была лидером в

производстве сухих конденсаторов. После

появления этой передовой технологии для

применения в низковольтных системах

переменного тока много лет назад, компания

АББ освоила и усовершенствовала технологию

сухого конденсатора с целью производства

конденсаторов высокого напряжения

постоянного тока (HVDC).

Компания АББ предлагает сухие конденсаторы,

размер которых существенно меньше, чем у их

традиционныханалогов, что делает их идеальным

решением для ситуаций, требующих высокой

плотности энергии, например, для применения в

оборудовании HVDC Light и SVC Light. В основе

этих решений лежит преобразователь

напряжения (VSC), где конденсатор выступает в

качестве источника напряжения/энергии. Чем

выше мощность преобразователя, тем выше его

способность накопления энергии. Новейшие

схемы построения преобразователей также

требуют более высокой плотности тока.

В дополнение к своей компактности и высокой

плотности энергии, сухие конденсаторы АББ для

систем постоянного тока имеют множество

других преимуществ, таких как

самовосстанавливаемость, высокая

производительность в конце жизненного цикла и

низкая собственная индуктивность, что делает

их идеальным решением для систем с

повышенными требованиями.

4 Установленный в Польше пассивный фильтр 110 кВ

Вопросы качества электроэнергии

36 АББ Ревю Специальный отчет

современных зданиях для работы

вычислительного оборудования;

– Симметрирование нагрузки позволяет

разгрузить нулевой провод и

максимально снизить напряжение в

нем, что делает сеть безопасной и

надежной.

Активные фильтры ABB улучшают работу электрокардиографов (ЭКГ)Медицинское электрооборудование,

создает электромагнитные помехи

достаточно сильные, чтобы помешать

нормальной работе электрокардиографа.

В результате, в Королевском госпитале в г.

Мельбурн, Австралия была нарушена

работа отделения неотложной помощи.

Новое оборудование ЭКГ оказалось

неработоспособно.

Исследования с участием АББ показали,

что источником помех являлись токи

высших гармоник в кабельной линии. Для

борьбы с помехами был выбран активный

фильтр АББ, после чего стала возможной

нормальная работа оборудования ЭКГ [2]

➔7.

Компания АББ стала пионером в

технологиях повышения качества

электроэнергии, сегодня мы имеем

богатый опыт и предлагаем большой

ассортимент продукции, помогающей

нашим клиентам в борьбе за повышение

качества электроэнергии в сетях всех

классов напряжения.

вредных гармонических составляющих в

токе электросети. Исторически, для

снижения токов высших гармоник

предлагались и до сих пор предлагаются

пассивные фильтры гармоник ➔4. Для

низковольтных сетей это решение не

всегда подходит, например, из-за

опасности перегрузки, при

резкопеременной нагрузке.

Модульные активные фильтры для

повышения качества электроэнергии (PQF)

производства АББ предотвращают

проблемы, возникающие при применении

пассивных фильтров посредством силовой

электроники, которая в режиме реального

времени отслеживает текущие гармоники и

устраняет их путем добавления тока с

точно противоположной фазой. При этом

на питающем трансформаторе напряжение

и ток имеют синусоидальную форму. ➔5.

Для лучшей производительности фильтра

высших гармоник во всей полосе частот

применяются два ключевых подхода к

управлению активными фильтрами АББ:

– управление с обратной связью для

оптимальной производительности

фильтра;

– использование метода частотных

областей в алгоритме управления

фильтром позволяет клиенту

оптимальным образом достичь

требуемого уровня подавления. ➔6.

Помимо активной фильтрации гармоник,

активные фильтры АББ также могут

выполнять следующие задачи:

– Плавное регулирование

компенсируемой реактивной

мощности индуктивной и емкостной

нагрузки – используется в

Курт Шипман

ABB Power Products,

департамент высоковольтного оборудования,

Жуме, Бельгия

kurt.schipman@be.abb.com

Литература

[1] European Copper Institute, “European Power

Quality Survey,” 2002. (Европейский

институтмеди". Опрос о качестве

электроэнергии в Европе", 2002 г.)

[2] W.J. Davie et al., “ECG interference suppressed

using a harmonic generator,” Technical Paper,

Australian Physical & Engineering Sciences in

Medicine, vol. 32, no. 3, pp. 159–64,

Sep. 2009. ("Подавление помех ЭКГ

посредством генератора гармоник",

техническая статья, серия "Физические и

инженерные науки в медицине", Австралия,

том 32, номер 3, стр. 159 - 64) Сен. 2009.

7 ЭКГ, снятая в отделении неотложной помощи

7a До установки активных фильтров АББ 7b После установки

5 Схема подключения наиболее часто встречающихся активных фильтров

Питание

Только основное представление iискаж.

iкомпенс.

Нагрузка

Активный

фильтр

6 Принцип фильтрации по частоте

Потребляемый ток Ток нагрузки Ток фильтра

37

УОЛТЕР ХОЛАУС, МАЙКЛ ЛЭЙН, РИЧАРД ТОМАС. Надежное снабжение электрической энергией является основой современной экономики. Ее способность работать безопасно и надежно в основном зависит от высоковольтных распределительных устройств. Продолжающийся спрос на высокую мощность передачи и низкие потери при передаче по линии обуславливают использование сверхвысоких напряжений (UHV) для передачи электроэнергии – номиналом 800 кВ, 1100 кВ и 1200 кВ.

Повышая планку Сверхвысоковольтные распределительные

устройства и компоненты

Повышая планку

38 АББ Ревю Специальный отчет

сегодня обуславливают практически

повсеместное применение технологий

сверхвысокого напряжения.

Сверхвысокое напряжение переменного

тока требует электромеханического

распределительного оборудования,

которое может удовлетворить

требованиям к переключению для

нормальной работы с целью защиты в

случае возникновения короткого

замыкания и для обслуживания и ремонта

целей. В ассортимент продукции АББ

входят колонковые (LTB) и баковые (DTB)

выключатели для открытых

распределительных устройств с воздушной

изоляцией (ОРУ), а также серия

комбинированных и гибридных

распределительных устройств и КРУЭ

(комплектное распределительное

устройство с элегазовой изоляцией),

каждое со своими характеристиками,

оптимально соответствующими

потребностям заказчиков. Проектирование

и изготовление распределительных

устройств, соответствующих жестким

требованиям по безопасности,

производительности и надежности

СВН-систем - это трудная задача, но АББ,

компания, лидирующая в этой области уже

Системы переменного и

постоянного тока сверхвысокого

напряжения необходимы для

удовлетворения растущего

спроса на энергию и резервирования

существующих систем передачи.

Фактически это максимально

эффективные супермагистрали высокой

плотности для передачи электроэнергии.

Массовая передача энергии на большие

расстояния – это, конечно, отличное

решение для большой страны. Поэтому

СВН-установки были построены в таких

странах как Китай, Россия, Индия, Канада,

Южная Африка и США. Однако

продолжающаяся урбанизация, а также

переход к возобновляемым источникам

энергии и плавучим энергоустановкам

Металлическийкорпус и газовая изоляция

SF6 позволяют разрабатывать более

компактные распределительные устройства

высокого напряжения.

Титульный рисунок

Подстанция 765 кВ в Индии

2 Компоненты постоянного тока сверхвы-сокого напряжения 1100 кВ

Об

хо

дн

ой

вы

кл

ючател

ь,

11

00

кВ

по

сто

ян

но

го

то

ка с

вер

хвы

со

ко

го н

ап

ряж

ен

ия

Ко

нд

ен

сато

р с

вязи

, 1

10

0 к

В п

осто

ян

но

го т

ока

свер

хвы

со

ко

го н

ап

ряж

ен

ия

Огр

ан

ичи

тел

ь н

ап

ряж

ен

ия,

11

00

кВ

по

сто

ян

но

го т

ока с

вер

хвы

со

ко

го н

ап

ряж

ен

ия

1 Примеры лидирующих позиций компании АББ в сфере высоковольтных открытых распределительных устройств

1965

Первый в мире выключатель

с дугогасительной камерой

на 800 кВ (дутьевая

технология)

1989

Первый в мире

одноразрывный

выключатель с

дугогасительной камерой на

300 кВ с использованием

SF6

2001

Первый в мире баковый

выключатель на 800 кВ

(DTB)

2008

Первый в мире выключатель

с дугогасительной камерой

на 800 кВ с использованием

SF6 с одним механизмом на

фазу

2009

Первый в мире выключатель

с дугогасительной камерой

на 550 кВ с использованием

SF6 без выравнивающих

конденсаторов

2010

Первый DCB с встроенным

волоконно-оптическим

датчиком тока

2011

Установлен первый в мире

обходной выключатель на

напряжение 1100 кВ

постоянного тока

2012

Разработка и испытания

первого в мире разрядника

на 1100 кВ постоянного

тока, разделительного

конденсатора и емкостного

фильтра

39

отдаляются от земли и людей на десятки

метров ➔1 – 2.

Мощные и надежные колонковые

выключатели СВН, созданные на базе

одноразрывной камеры 300 кВ, 5000 А и

80 кА, могут работать в суровых

климатических условиях от минус 60°C до

плюс 50°C – в составе самых надежных и

проверенных распределительных

устройств АББ на класс напряжения до

1200 кВ и током отключения до 80 кА.

Объединив свои знания и опыт в сфере

производства композитных изоляторов и

умение использовать современные

технологии, например, оптоволоконные

датчики тока собственного производства,

АББ может предложить самые надежные и

компактные СВН-решения

распределительных устройств с воздушной

изоляцией выключателей переменного

тока и распределительных устройств

постоянного тока. Решения АББ с

применением колонковых выключателей

защищают энергетические системы СВН

по всему миру: в Китае, Индии, России,

более 50 лет благодаря техническим

инновациям и тесному сотрудничеству со

службой эксплуатации оборудования,

может с ней справиться.

Одним из ключевых аспектов успешного

лидерства АББ в сфере внедрения

СВН-энергосистем является прочность и

гибкость модульной конструкции и подход

к производству всех выключателей для

распределительных устройств высокого

напряжения, включая LTB, DTB, гибридное

оборудование и КРУЭ. АББ производит

самые надежные одноразрывные

дугогасительные камеры как для

отдельностоящих выключателей, так для

комплектных распредустройств, а также

самый большой в мире ассортимент

надежных приводных механизмов, на

основе которых можно быстро

разработать надежное и

высокоэффективное распределительное

устройство в соответствии с

потребностями клиента.

АББ производит не только лучшие

дугогасительные камеры и приводы для

распределительных устройств, но и другие

ключевые компоненты СВН-технологии,

например, композитные изоляторы с

юбками из кремнийорганической резины,

варисторы для защиты от

перенапряжений, нестандартные

измерительные трансформаторы, датчики

тока и напряжения.

СВН-технологии с использованием воздушной изоляцииЭлектрические сети и принадлежащие им

подстанции преимущественно являются

открытыми распределительными

устройствами с воздушной изоляцией –

проводники высокого напряжения

АББ продолжает

делать вложения в

разработку новых

продуктов,

модернизацию и

повышение

допустимого уровня

напряжения.

3 КРУЭ на 1100 кВ для Китая

Повышая планку

40 АББ Ревю Специальный отчет

включая выключатели с предвключающими

резисторами, разъединителями,

заземлителями, трансформаторами тока,

шинами, вводами и изоляторами, и

провела испытания совместно с китайским

производителем распределительного

оборудования XianShiky. АББ поставила

основные компоненты гибридной системы

КРУЭ на 1100 кВ для подстанции Jingmen

и продолжает поставлять основные

компоненты, включая дугогасительные

камеры и приводы выключателей,

нескольким китайским производителям

распределительных устройств для текущей

и будущей модернизации сети на 1100 кВ в

Китае. ➔3.

В Индии сеть сверхвысокого напряжения

также проходит этап проверки,

планирования и реализации. Реализация

проекта сети передачи 800 кВ

переменного тока предполагает

проведение нескольких тендеров на

оборудование подстанций, включая

распределительные устройства

сверхвысокого напряжения с элегазовой и

воздушной изоляцией. ABB меняет

конструкцию КРУЭ на 800 кВ для альфа-

подстанции в соответствии с

современными стандартными процедурами

и типовыми испытаниями и внедряет

самые передовые технологии. Частью этой

программы обновления является

выполнение полной серии типовых

испытаний на основе новейших стандартов

для заказчика Power Grid of India.

Сейчас индийская сеть передачи 1200 кВ

переменного тока проходит испытания, а

компания Power Grid of India построила

тестовую станцию на 1200 кВ в Бине, на

которой производители смогут установить

и проверить СВН-оборудование. Тестовая

станция питается от трансформаторов,

подключенных к сети на 400 кВ на обоих

концах короткой воздушной линии

передач. Таким образом, энергия идет

через оборудование на 1200 кВ, которое

проходит проверку в реальных условиях

➔5.

США, Украине и Венесуэле и т.д. ➔4.

Основой баковых выключателей СВН

производства АББ служат одноразрывные

камеры 362 кВ, 5000 A и 63 кА. С ними

баковые выключатели с подогревателями и

приводы могут работать в суровых

климатических условиях от - 50°C до +

40°C. На их базе и сконструированы

самые распространенные и надежные

баковые выключатели до 800 кВ. В

будущем сходные дугогасительные камеры

и приводы, использованные в КРУЭ для

подстанции Бина в Индии, станут основой

для создания усовершенствованных

выключателей на класс напряжения до

1200 кВ. В 2000 году компания АББ

установила первый баковый выключатель в

сеть 800 кВ. С тех пор их начали

использовать в энергетических системах

СВН по всему миру, в частности, в Китае,

США и Южной Африке.

СВН-технологии с газовой изоляциейМеталлический корпус и газовая изоляция

SF6 позволяют разрабатывать более

компактные распределительные

устройства высокого напряжения. Одна из

компаний-предшественниц АББ вывела

технологию КРУЭ на рынок в 1965 г.; в

следующем году в центре Цюриха

(Швейцария) была смонтирована первая

подземная подстанция на 170 кВ. В 1976 г.

компания АББ поставила первую систему

КРУЭ на 500 кВ в Клервилл, Канада.

При монтаже первого в мире КРУЭ на 800

кВ в Южной Африке в 1986 г. АББ

доказала свое технологическое

превосходство в сфере сверхвысокого

напряжения. Так называемая альфа-

подстанция более 20 лет эксплуатируется

без поломок и незапланированных

выводов из работы.

Первая в мире сеть переменного тока на

1100 кВ в Китае успешно эксплуатируется

в коммерческих целях с момента пуска в

2009 г. Для этой сети АББ разработала

полный ассортимент компонентов КРУЭ,

Первая в мире

сеть переменного

тока на 1100 кВ в

Китае успешно

используется в

коммерческих

целях с момента

пуска.

4 Сравнение высот колонковых выключателей в зависимости от класса напряжения

145 кВ

5.2

м6.7

м

11

м

245 кВ 420 кВ 800 кВ

41

технологий открытых подстанций – монтаж

обходного выключателя на 1100 кВ. В

сфере технологий КРУЭ идет

модернизация оборудования ELK-5 для

достижения уровня напряжения 1200 кВ и

монтаж пробного гибридного КРУЭ на

подстанции Бина.

оборудования АББ в Вадодаре (Индия),

под наблюдением компании PowerGridof

India. Установка и ввод в эксплуатацию

состоялись в феврале 2013 года.

Лидерство в области распределительных устройствКомпания АББ является лидером в

области большинства технологий

разработки распределительных устройств

переменного тока сверхвысокого

напряжения и продолжает инвестировать в

разработку новых продуктов,

модернизацию и повышение уровня

напряжения, а также исследует рыночные

возможности для открытых

распредустройств и КРУЭ.

Новейшая СВН-разработка в сфере

Компания АББ выразила свое согласие

вложить средства в установку и проверку

тестового полюса гибридного КРУЭ в

Бине. Систему КРУЭ называют

«гибридной», если шины изолированы

воздухом, но прочее оборудование,

например, выключатели, вводы,

шинопроводы, соединительные элементы,

разъединители, трансформаторы тока,

сенсоры и датчики PD, находятся в среде

элегаза. Для этого тестового полюса АББ

предоставляет компоненты КРУЭ ELK-5,

поскольку типовые испытания со

значениями, указанными компанией Power-

GridofIndia, уже проводились ➔6.

Гибридный тестовый полюс КРУЭ на 1200

кВ собран и прошел заводские испытания

на заводе распределительного

Вальтер Холаус

ABB Power Products,

департамент высоковольтного оборудования,

Цюрих, Швейцария

fredi.stucki@ch.abb.com

Михаэль Иан

ABB Power Products,

департамент высоковольтного оборудования,

Маунт Плезант, Пенсильвания (США)

michael.a.lane@us.abb.com

Ричард Томас

ABB Power Products,

департамент высоковольтного оборудования,

Людвика (Швеция)

richard.thomas@se.abb.com

Компания

PowerGridof India

установила в Бине

испытательную

станцию,

рассчитанную на

1200 кВ, чтобы

дать возможность

производителям

устанавливать и

испытывать свое

СВН-

оборудование.

Повышая планку

6 Сравнение номиналов основного оборудования с требованиями ELK-5 и Бина

Параметр ELK-5Технические харак-

теристики станции в Бине

Um 1200 кВ 1200 кВ

Системное напряжение 1150 кВ 1150 кВ

Номинальное выдерживаемое напряжение

грозового импульса2400 кВ 2400 кВ

Номинальное кратковременное

выдерживаемое напряжение промышленной

частоты сотносительно земли

1100 кВ/1 мин. 1150 кВ

Номинальное кратковременное

выдерживаемое напряжение промышленной

частоты

1100 + 635 кВ 1 400 кВ

Испытательное напряжение грозового

импульса2400 + 900 кВ 2400 + 690 кВ

Испытательное напряжение гррозового

импульса относительно земли1800 кВ 1800 кВ

Испытательное напряжение коммутационного

импульса1 675 + 900 кВ 1675+(980) кВ

Номинальная частота 50 Гц 50 Гц

Номинальный рабочий ток питающих линий 5000 А 5000 А

Номинальный рабочий ток сборных шин 8000 А

Номинальный кратковременный ток

термической стойкости50 кА, 3 с 50 кА

Ток электродинамической стойкости 135 кА 135 кА

Уровень частичных разрядов каждого

компонента КРУЭ<3 пКл при Um/ 3

5 Энергетический поток из Сатны в Бину будет перенаправляться через тестовую станцию, рассчитанную на 1200 кВ.

Линия 1200 кВ

Линия 400 кВЛиния 400 кВ

Линия Сатны

Шина 400 кВ Бины

Трансформатор 1,200 / 400 кВ

Трансформатор 1,200 / 400 кВ

к линии 400 кВ Сатны

42 АББ Ревю Специальный отчет

Интегрированные, модульные и готовые комплекты

коммутационной аппаратуры расширенной

функциональности для современных высоковольтных

подстанций

Энергия в движении

ПЕР СКАРБИ, КЕННЕТ Н. ЖАБРАНД, АЛЬБЕРТО ЗУЛАТИ. Либерализация рынка энергетики вынуждает эксплуатирующие организации гибко подходить к своим обязательствам обеспечить надежный источник электроэнергии. В то же время, они сталкиваются с проблемой подключения быстрорастущего числа возобновляемых источников энергии к сети таким образом, чтобы они не угрожали качеству электроэнергии в целом. Чтобы помочь эксплуатации решить эти две проблемы, компания АББ десятилетиями занималась техническими разработками в области технологий высоковольтных подстанций, призванных сделать их компактнее, доступнее и увеличить степень их автоматизации, превратив стандартные и функционально интегрированные аппараты в решения быстро развертываемых распределительных устройств. Интегрированные комплектные распределительные устройства с элегазовой изоляцией (КРУЭ) и системы, работающие по принципу «подключай и работай» (PASS) производства АББ, подняли обычные технологии на новый уровень стандартизации, мобильности и функциональной интеграции. Они разработаны для обеспечения быстрорастущих потребностей в интеграции возобновляемых источников энергии, быстром монтаже и восстановлении подачи электроэнергии после природных катастроф.

43

доступным в кратчайшие сроки. В растущих

городах очень важен так же внешний вид

подстанции. Практически во всех областях

применения есть одна общая черта:

отключение питания, даже самое

кратковременное, может очень дорого

обойтись, нарушить нормальный ход жизни

тысяч людей и сильно снизить

производительность предприятий.

Соответственно, основными вопросами

повестки дня для эксплуатирующих

организаций остаются надежность и

доступность. Это является основной

движущей силой для внедрения технологии

КРУЭ. Срок службы инфраструктуры

электросетей многих городов мира

заканчивается. Воздушные линии часто

заменяют кабельными, чтобы освободить

место и улучшить внешний вид города.

Следующий логический шаг –

Применение интегрированных КРУЭСтандартизация и функциональная

интеграция распределительного

оборудования – это концепции,

приближающие и, в определенной степени,

обеспечивающие стандартизацию на уровне

среднего напряжения и мощности. К этому

сегменту относятся, например, компактные

распределительные подстанции (CSS),

выпускавшиеся в течение некоторого

времени. Подобная концепция используется

для классов напряжения до 420 кВ. Так

формируется и расширяется проверенный и

надежный ассортимент продукции КРУЭ.

Растущий спрос на электроэнергию в

расширяющихся городах, а также в

горнодобывающей и нефтегазовой отраслях,

диктует потребность в источнике питания,

который является одновременно гибким и

Интегрированная система КРУЭ

отличается функциональной

интеграцией и платформой, на

которую можно установить и

настроить на заводе самое разное

вспомогательное оборудование, с самими

разными возможностями подключения, в том

числе кабельные подключения, шинопроводы

или высоковольтные вводы для воздушных

линий.

Распределительное оборудование PASS

отличается модульной конструкцией,

позволяющей комбинировать несколько

элементов. В частности, это выключатель,

комбинированный разъединитель-

заземлитель, высоковольтный ввод

SF6/воздух, трансформаторы тока,

трансформаторы напряжения, кабельные

вводы. Все решения PASS поставляются в

собранном виде и испытываются на заводе..

Оба эти решения являются основой для

интегрированных, модульных, стандартных

пакетов распределительного оборудования с

расширенным набором функций,

предназначенных для современных

высоковольтных подстанций.

Титульный рисунок

Эту систему МФМ на базе PASS, сфотогра-

фированную в Алжире, можно установить и

ввести в эксплуатацию через несколько часов

после доставки.

Интегрированные блоки КРУЭ легко

перевозятся на следующий объект, что

сокращает количество проблем с нехваткой

оборудования, часто возникающих с

обычным распределительным

оборудованием.

Энергия в движении

Системы PASS МФМ

портативны и

просты в установке,

идеально подходят

не только в качестве

резерва, но и для

силовой

инфраструктуры при

восстановлении

схемы после аварии

на подстанции.

44 АББ Ревю Специальный отчет

единообразную установку, то есть снижение

потребности в обучении персонала и

уменьшении склада запасных частей.

Значительное сокращение времени монтажа

в сравнении с обычными подстанциями

достигается за счет проведения всего

планирования, проектирования, монтажа,

тестирования и контроля качества на

заводах АББ ➔2.

Аляска – история успешной установки интегрированного КРУЭВ 2009 году городу Анкоридж на Аляске

понадобилась новая подстанция для

быстрого обеспечения растущего спроса на

электроэнергию. Кроме временных рамок,

одним из требований клиента к подстанции

была максимальная незаметность, поскольку

место, выбранное для ее установки,

располагалось недалеко от торгового

центра. И, разумеется, оборудование должно

было выдерживать сложные условия

морозного климата Аляски и нередкую для

этого региона сейсмическую активность.

АББ поставила подстанцию КРУЭ ELK-04

123 кВ. Ее смонтировали всего за несколько

недель ➔3 – 4. Конфигурация данной

подстанции-четырехугольник с 4

выключателями, установленные в двух

12-метровых контейнерах. Пульты местного

управления также смонтированы внутри

контейнеров.

Интегрированное КРУЭ соответствовало

всем требованиям заказчика. После успеха

первого проекта была заказана еще она

такая же подстанция.

Семейство PASSВ семейство PASS входят устройства с

разными номинальными токами и классами

напряжений ➔5. Компания АББ выпустила

PASS M0S 420 кВ с током отключения 63 кА

в первом квартале 2013 г. Хотя устройство с

такой сложной конфигурацией, как PASS

M0S, имеет внушительный размер, оно

поставляется полностью собранным и

преобразование традиционных подстанций с

воздушной изоляцией. Здесь

интегрированные КРУЭ формируют более

компактное, удобное и более защищенное

решение ➔1. Фасад здания легко вписать в

окружающий ландшафт.

Модернизация городских сетей (например,

монтаж под землей) обычно занимает много

времени, а интегрированные системы КРУЭ

хорошо подходят в качестве временного

решения на этапе строительства. Закончив

прокладку кабелей, можно даже перейти от

старых воздушных линий, подключаемых

через ввод, на новую кабельную систему. В

сетях с резервированием (например, с

двойными схемами шин) для выполнения

этого нет необходимости отключать подачу

энергии. Это значительно минимизирует

влияние на потребителей и

электроснабжение. После завершения

проекта получается хорошо защищенная,

безопасная и внешне привлекательная

электроустановка.

Благодаря стандартной конструкции и

возможному быстрого развертывания,

интегрированное КРУЭ идеально подходит

для нефтегазовой и горнодобывающей

промышленности. Срок службы

современных распределительных устройств

с газовой изоляцией составляет более 30

лет; часто это превышает срок реализации

проекта (например, по добыче или бурении

газовых или нефтяных скважин). При этом,

интегрированные блоки КРУЭ можно легко

перевезти на следующий объект. При такой

мобильности электрическое оборудование

легко развернуть в другом месте, сокращая

количество проблем с нехваткой

оборудования, часто возникающих с

обычным распределительным

оборудованием.

Заранее сконструированные и, как правило,

стандартизированные конфигурации

гарантируют высокое качество и

надежность. Для клиента это означает более

1 Интегрированное КРУЭ 3 Интегрированное КРУЭ в Анкоридже, Аляска

2 Интегрированное КРУЭ – Номинальные параметры

Продукция КРУЭ Класс напряжения (кВ) Ток отключения (кА)

ELK-04 72,5 - 145 170* 40 50* 63

ELK-14 от 170 до 300 63

ELK-3 420 63

Значительное

сокращение

времени монтажа

достигается за счет

проведения всего

планирования,

проектирования,

монтажа,

тестирования и

контроля качества

на заводах АББ.

* У устройств класса напряжения 170 кВ номинал по току 50 кА

45

передвижной контейнер в том же

стандартном трейлере. Все это позволяет

полностью собрать и проверить мобильное

решение на заводе. Кроме того, МФМ можно

оснастить трансформатором собственных

нужд, который подключается

непосредственно к высоковольтной сети и

гарантирует бесперебойное снабжение

электроэнергией напряжением 230 В.

МФМ на основе PASS имеет небольшой

размер и легко перевозится. Благодаря

удобству транспортировки и простоте

установки он идеально подходит не только в

качестве резервного устройства при

отключении подстанции необходимого для

модернизации, но и для восстановления

инфраструктуры подстанции после аварий.

Алжир – История успешного

использования МФМ на основе PASS

Двадцать шесть МФМ будут передавать

электроэнергию от мобильных

газотурбинных генераторов компании

EnergyServices Inc. (ESI), дочерней фирмы

PrattandWhitney, в разные регионы Алжира

➔7. Компания ESI, заказавшая модули

компании АББ, передаст их Sonelgaz,

государственному предприятию, которое

отвечает за распределение электричества и

газа.

Sonelgaz снабжает электричеством более 6

миллионов бытовых потребителей (это 98

процентов потребления по стране). Алжир

является самой большой страной на

африканском континенте с более чем 225

000 км линий электропередач,

обслуживающих население в 37 миллионов

человек. Размер рапределительной сети

увеличивается, чтобы достичь

труднодоступные поселения и помочь в

разработке нефтяных месторождений в

пустыне Сахара.

МФМ от АББ, которые возможно установить

и ввести в эксплуатацию в течение

нескольких часов после доставки,

обеспечивает подключение генераторов к

алжирской сети 60/220 кВ. Для ESI крайне

проверенным на заводе. При таких

параметрах эта важная характеристика

является решающим конкурентным

преимуществом.

Модульность и гибкость PASS позволяет

создавать очень компактные решения.

Например, две ячейки Pass с двумя

выключателями объединяются в блок M0H,

который подходит для любой компоновки

подстанции по схеме H.

МФМ (многофункциональные модули) на основе PASSКоличество электростанций растет быстрее,

чем количество распределительных

подстанций. В связи с этим было создано

быстро развертываемое решение – МФМ.

Чтобы получить мобильную установку в

короткие сроки, АББ разработала решение,

состоящее из готовых модульных ячеек ➔6.

Многофункциональный модуль (MFM)

включает в себя все оборудование высокого

и среднего напряжения, силовой

трансформатор и вспомогательное

оборудование.

МФМ на базе PASS - это новый подход к

готовым решениям: интеграция PASS в

силовой трансформатор делает МФМ самым

компактным из всех когда-либо

разработанных мобильных модулей.

Габаритные размеры таковы, что модули

можно перевозить в обычных коммерческих

автомобилях и, благодаря наличию

подъемной системы, операции по погрузке,

разгрузке и установке на месте можно

проводить без дополнительных

грузоподъемных иеханизмов.

МФМ может состоять из трех ячеек линии

высокого напряжения (одна шина) с

кабельными подключениями. Его можно

перевозить в обычном 40 футовом трейлере

без специального разрешения на проезд

большегрузных автомобилей. Секция

низкого напряжения собирается в

4 Интегрированное КРУЭ – вид снаружи 5 Семейство PASS

Сборный модуль Класс напряжения (кВ) Ток отключения (кА)

PASS M00 от 72,5 до 100 40

PASS M0 от 123 до 17050 (145 кВ 63 кА

60 Гц)

PASS M0S 252 50

PASS M0S

(1 квартал 2013 г.)420 63

Хотя устройство с

такой сложной

конфигурацией, как

PASS M0S, имеет

внушительные

размеры, оно

поставляется

полностью

собранным и

проверенным на

заводе.

6 Готовые ячейки МФМ на базе PASS такого типа являются основными элементами быстровозводимой подстанции

Энергия в движении

46 АББ Ревю Специальный отчет

важно иметь возможность перевозить

оборудование на грузовике по любому

рельефу, включая горы и пустыни. МФМ

можно перевозить морем, воздухом и по

дорогам, а также использовать для

генерации электроэнергии в разных местах

Алжира. Это сильно увеличивает

возможности сети. Продукцию АББ выбрали

потому, что концепция МФМ

предусматривает самые разные варианты

установки и идеально подходит для быстрого

подключения распределенных генераторов к

существующей сети.

Пер Скарби

ABB Power Products,

департамент высоковольтного оборудования,

Цюрих, Швейцарияper.

skarby@ch.abb.com

Кеннет Жабранд

ABB Power Products,

департамент высоковольтного оборудования,

Мангейм, Германия

kenneth.n.jabrand@de.abb.com

Альберто Зулати

ABB Power Products,

Пекин, Китай

alberto.zulati@cn.abb.com

Заранее сконструи-

рованные и стан-

дартизированные

конфигурации

гарантируют

высокое качество и

надежность.

7 Устройства из семейства PASS можно использовать в самом суровом климате, как холодном, так и жарком.

47

Компания АББ была основана в 1988

году при слиянии двух европейских

гигантов электроэнергетической

отрасли: компании ASEA из Швеции

и компании BBC из Швейцарии. История

появления двух этих огромных компаний

уходит корнями в 1800-е годы, и обе они

успели открыть заводы и торговые

представительства во многих странах мира.

Все это досталось в наследство компании

АББ и стало основой ее успешной работы в

наши дни.

В основе этой стратегии лежала цель стать

ближе к рынкам и заказчикам, именно

поэтому на данный момент предприятия по

выпуску высоковольтной продукции

компании АББ расположены более чем в 100

странах. Хотя внедряться могут и схожие

технологии, однако различным регионам и

странам постоянно требуются

специализированные решения и подходы,

поэтому внимательно отслеживая ситуацию

на локальных рынках, компания АББ может

точнее определить потребности заказчиков и

создавать на их основе наиболее

Ричард Оултон. Рынок и перспективы технологий передачи и распределения электроэнергии продолжают расширяться и развиваться с различной скоростью, определяемой местными различиями в построении инфраструктуры. Однако основополагающие бизнес-факторы остаются прежними независимо от того, делается ли упор на замену старых активов, достижение бесперебойного энергоснабжения или построении новой инфраструктуры. К таким факторам относятся высококонкурентные фондовые рынки, постоянно совершенствуемые технологии и острая конкуренция, и для многих регионов различных стран именно они определяют, как и где вырабатывается, передается, распределяется и используется электроэнергия. Компания АББ остается лидером на рынке и помогает переосмыслить многие аспекты этих важных процессов на энергетических рынках. Компания АББ постоянно подтверждает свое первенство во внедрении инноваций и разработке технологий в отрасли высоковольтной продукции, что формирует у компании имидж надежного партнера и поставщика высоковольтного оборудования.

Как АББ удерживает лидерство в постоянно

меняющемся мире высокого напряжения

Новаторскиерешения

В основе этой стратегии лежала цель

стать ближе к рынкам и заказчикам,

именно поэтому предприятия по выпуску

высоковольтного оборудования компании

АББ расположены в более, чем

100 странах.

востребованные продукты, решения и услуги.

Инновации в компании АББ не

рассматриваются исключительно с точки

зрения разработки передовых технологий,

они распространяются на многие аспекты

работы, портфолио компании, ее бизнес-

модель, сотрудников, что выгодно выделяет

компанию на современном

высококонкурентном рынке.

Усиление конкурентосособности при снабжения комплектующими Бизнес компании АББ поддерживается

около 40 заводами по выпуску

высоковольтного оборудования ,

расположенных в Северной и Южной

Америке, западной и восточной Европе, Азии

и Австралии. Такое глобальное присутствие

дает компании АББ возможность

использовать производственные мощности и

цепочки поставок по всему миру, а все

возрастающее число местных монтажных

организаций позволяет заказчикам получить

максимальную выгоду, включая поддержку

при проектировании, монтаже и вводе

оборудования в эксплуатацию.

Новаторские решения

48 АББ Ревю Специальный отчет

В 2010 году завод по выпуску

генераторных выключателей компании

АББ в швейцарском городе Цюрих был

признан «европейским заводом года»

(DieBesteFabrik 2010) на конференции

«BestFactoryConference», организованной

немецким бизнес-журналом Wirtschafts-

woche. В состав жюри входили отраслевые

специалисты и академики из ведущих

международных бизнес-школ, включая

INSEAD и школу управления им. Отто

Байсхайма. Среди важнейших критериев

оценки присутствовала способность

обеспечить максимальную эффективность

и производительность. Жюри высоко

оценило планировку завода, эргономичные

рабочие станции и превосходные системы

логистики. Усовершенствованные и

рационализированные производственные

процессы позволяют увеличить как

производительность, так и объем выпуска.

По отношению к старой производственной

площадке, площадь производства на

новом предприятии сократилось на

половину, производственная мощность

удвоилась время время выполнения

заказа сократилось от нескольких недель

до нескольких дней.

свое портфолио и квалификацию своих

сотрудников. Все большему и большему

числу заказчиков требуется некоторая

форма удаленного мониторинга, что

изменяет потребности в ресурсах не только

компании АББ, но и самих заказчиков.

Теперь появилась возможность удаленно

наблюдать за состоянием подстанций и

контролировать все жизненно важные

диагностические показатели, что

способствует повышению надежности.

Другим направлением деятельности является

разработка наиболее эффективных методов

по минимизации отрицательного воздействия

оборудования при поддержке OEM

(оригинальных производителей

оборудования) на окружающую среду после

завершения срока его эксплуатации. Эти

услуги вселяют в конечного заказчика

уверенность, что утилизация оборудования

окажет минимальное воздействие на

окружающую среду.

Еще одной из последних разработок

является мобильный сервисный контейнер

АББ, который значительно снижает время

простоя в тяжелых климатических условиях

и на удаленных объектах. Суровые

климатические условия, такие как снег,

дождь или песчаные бури, могут сделать

работу на объекте, например ремонт и

модернизацию высоковольтного

автоматического выключателя, практически

неосуществимой, а также негативно

повлиять на качество проводимых работ.

Однако возможность транспортировки

оборудования в сервисный центр обычно

Компания АББ продолжает вкладывать

средства в оптимизацию своего присутствия

и расширение географического охвата

➔1 – 2; например, в настоящее время

компания ведет в Саудовской Аравии и

Индии строительство новых объектов,

которые должны будут удовлетворить

потребности местных заказчиков. Другим

ярким примером является наш подход и

гибкость в отношении подбора поставщиков.

Учитывая предпочтения и пожелания

заказчиков, компания АББ может

использовать свое глобальное присутствие

для того, чтобы выполнить заказ на другом

заводе. Это выгодно как для заказчика, так и

для АББ, так как позволяет сократить срок

поставки и ускорить выход на рынок в

соответствии с требованиями заказчика.

Другой очень важной частью коммерческого

предложения компании АББ является

возможность сервисного обслуживания на

месте, особенно в тех случаях, когда

локальное присутствие жизненно

необходимо. Сейчас подразделение

высоковольтного оборудования АББ

насчитывает более 1000 экспертов в 26

сервисных центрах, географическое

расположение которых позволяет быстро

реагировать на любые текущие или

возникающие в будущем требования к

обслуживанию оборудования в рамках его

жизненного цикла.

Рынок высоковольтных продуктов и

технологий меняется — компания АББ

быстро усвоила это и стремится

соответствующим образом адаптировать

1 Стремление к высокому профессионализму и высоким стандартам ведения бизнеса Инновации в

компании АББ не

рассматриваются

исключительно с

точки зрения

разработки

передовых

технологий, а

распространяются

на многие аспекты

работы и портфолио

компании, ее

бизнес-модель и

сотрудников.

49

заключается в способности предложить

клиентам законченные и комплексные

пакеты продуктов, систем и услуг.

В то же время компания АББ способна

предоставлять специализированные

решения и реагировать на отдельные

запросы, например, касающиеся

сокращения места, занимаемого

подстанцией, и создания специальных

конфигураций подстанций с использованием

инновационных и более гибких в работе

продуктов. Другая инициатива АББ

заключается в создании региональных

центров обеспечения качества

электроэнергии на рынках ближе к

заказчикам. Такие центры предлагают

решения для улучшения качества

электроэнергии и улучшения

энергоэффективности в сетях. В этих

центрах особенно широко представлен

ассортимент конденсаторов и фильтров

АББ, который состоит из обширной

номенклатуры продуктов, обеспечивающих

оптимальный набор областей применения в

зависимости от местных требований. Центры

обеспечения качества электроэнергии

тоже отсутствует. В такой ситуации

подходящим решением станет мобильный

сервисный контейнер ➔3. Это контейнер

размером около 12 метров,

предназначенный для транспортировки

наземными и водными видами транспорта и

содержащий все необходимые инструменты

для обслуживания, ремонта и модернизации

высоковольтных автоматических

выключателей АББ. Этот сервисный

контейнер уже широко используется в

северной Европе, кроме того, его начали

применять в Китае и Азербайджане.

Формирование сферы компетенции в результате тесного общения с заказчикамиНаправление деятельности компании АББ по

производству высоковольтного

оборудования ориентировано на многие

рынки, каналы и способы применения.

Объем поставки может варьироваться от

отдельного изделия или запчасти до целой

интегрированной высоковольтной

подстанции или аналогичного решения.

Явное преимущество компании АББ

2 Исследования и разработки — вклад в будущее

Глобальная организация АББ по НИОКР

состоит примерно из 8000 ученых,

работающих в семи исследовательских

центрах, расположенных в США,

Швейцарии, Швеции, Китае, Индии,

Германии и Польше. Эти учреждения

активно сотрудничают примерно с 70

университетами из разных стран по

целому ряду вопросов. Внутренние

лаборатории компании оборудованы по

последнему слову техники.

Чтобы обеспечить непрерывный поток

новых продуктов и технологий, компания

АББ ежегодно инвестирует в исследования

и разработки на сумму более 1,3

миллиарда долларов США. В отрасли

высоковольтного оборудования к

последним инновациям относится

следующее: концепции элегазовой

коммутационной аппаратуры,

высоковольтный автоматический

выключатель с альтернативным

электроизоляционным газом для

повышения экологической

эффективности, технологии

сверхвысокого напряжения 1100кВ для

постоянного тока и 1200 кВ для

переменного тока; генераторные

выключатели для крупнейших в мире

блоков электростанций с номинальной

мощностью до 1800 мегаватт (МВт), а

также технология криогенной переработки

элегаза (SF6). Это всего лишь несколько

примеров передовых технологий, которые

дают четкое представление о направлении

инновационной работы компании АББ в

области высоковольтного оборудования.

Компания АББ

продолжает

вкладывать

средства в

оптимизацию своего

присутствия и

расширение

географического

охвата; например, в

настоящее время

компания ведет в

Саудовской Аравии

и Индии

строительство

новых объектов,

которые должны

будут удовлетворить

потребности

местных заказчиков.

3 Мобильный сервисный контейнер АББ

Новаторские решения

50 АББ Ревю Специальный отчет

сведений, чтобы лучше понять и даже

предугадать потребности заказчиков. Это

по-зволяет узнать, что именно компания АББ

делает правильно, а какие аспекты, по

мнению заказчиков, следует улучшить.

Внутри компании полученные результаты

называются показателем лояльности

клиентов. Влияние этого показателя

ощущается во всех сферах бизнеса, так как

на его основе осуществляется управление

различными функциональными и

коммерческими областями деятельности

компании. Первоначальный анализ данных,

собранных в 2012 году в результате опроса

более 15 000 заказчиков, показывает, что

заказчикам в компании АББ нравится

техническая поддержка, знание отрасли и

областей применения, а также

взаимовыгодное партнерство. В целом

заказчики удовлетворены сферой

компетенции АББ, однако то же

исследование показывает, что им бы

хотелось наблюдать улучшение работы в

некоторых областях, таких как

своевременность и сроки поставки.

В результате исследования показателя

лояльности клиентов эти области привлекли

пристальное внимание руководства,

стремящегося повысить скорость

реагирования на запросы заказчиков.

Следование мировым тенденциям

В условиях быстрой урбанизации всего мира

помогут подобрать наилучшее техническое

решение для любой ситуации. Они

объединяют квалифицированных

технических специалистов АББ в данном

регионе и позволяют компании создать

надежную сеть сервис-партнеров. Они также

помогают корректировать портфолио

продукции АББ, предоставляя ценные

рыночные сведения разработчикам

продуктов и конструкторским бюро. На

данный момент компания АББ открыла семь

центров обеспечения качества

электроэнергии, охватывающих Северную

Америку, Южную Америку, Европу, Ближний

Восток и Африку, Южную Азию, Индию и

Китай.

Важную роль в поддержании тесной связи с

заказчиками АББ играют группы

специалистов по продажам и маркетингу

АББ. Формирование и развитие локальных

организаций и персонала позволяет быстрее

всего войти на местные рынки и установить

устойчивые отношения с заказчиками.

Прислушиваться к мнению заказчиков

следует всегда, но не менее важно уделить

время тому, чтобы понять их потребности и

принципы работы их бизнеса. Кроме

непосредственной коммерческой

деятельности, компания АББ затрачивает

значительные ресурсы на опрос участников

всех мировых рынков и анализ этих

4 Сравнение занимаемого места для РУ с применением оборудования с воздушной изоляцией и РУ с применением оборудования PASS в конфигурации схемы подстанции H5.

4a Коммутационная аппаратура с воздушной изоляцией 4b Коммутационная аппаратура PASS

Сейчас подразделение высоковольтного

оборудования АББ насчитывает более 1000

экспертов в 26 сервисных центрах,

географическое расположение которых

позволяет быстро реагировать на любые

текущие или возникающие в будущем

требования к обслуживанию в рамках

жизненного цикла.

51

массовая передача электроэнергии

сверхвысокого напряжения на большие

расстояния при минимальных потерях и

малом влиянии на окружающую среду.

Последние технологические достижения

компании АББ в указанных областях

описаны в этом специальном выпуске

АББ Ревю.

Часто говорят, что нет ничего постояннее

перемен, именно таким принципом и

руководствуется компания АББ. Постоянно

видоизменяясь вместе с заказчиками и

рынками, АББ приобретает возможность

лучше понять насущные и будущие

потребности и обеспечить максимальную

отдачу от своей работы. Это стремление

проходит красной нитью через всю

деятельность АББ — от исследований и

разработки, производства и управления

цепочками поставок до маркетинга,

обслуживания и выработки

профессиональных навыков.

пространство представляет все большую

ценность, и именно поэтому размеры

высоковольтного коммутационного

оборудования АББ становятся все меньше и

меньше. Например, гибридные высоковольт-

ные коммутационные модули АББ позволяют

снизить требования к занимаемому в ячейке

месту на 60 процентов по сравнению с

традиционной коммутационной аппаратурой,

имеющей воздушную изоляцию ➔4.

Другой все более острой потребностью

является продукция, относящаяся к области

возобновляемой энергии. Поскольку

морские ветроэнергетические установки

переводятся на более производительные

турбины мощностью 5 МВт и более, потери

при передаче электроэнергии будут

постоянно возрастать, если только не

использовать повышенные значения

напряжения. Это ведет к увеличению

областей применения для высоковольтного

оборудования на рынке ветроэнергетики.

Компания АББ реагирует на такой спрос,

предлагая новый и компактный

высоковольтный коммутационный модуль

PASS M00, который можно разместить в

узких отсеках башни ветрогенератора ➔5.

Чтобы обеспечить более простой и быстрый

доступ к электросети и при этом

минимизировать объем работ на объекте,

компания АББ выпустила несколько своих

высоковольтных продуктов в виде решений

"plug-and-play". Это исключает работу по

сборке на местах, а продукция фабрики,

производится в контролируемых условиях,

что позволяет снизить время ввода в

эксплуатацию и обеспечивают превосходное

и последовательное качество продукции.

Будущее за интеллектуальными сетями.

Чтобы сеть можно было назвать

интеллектуальной, она должна уметь в

режиме реального времени определять

состояние огромного числа своих

компонентов и корректировать свою работу

на основании этих данных. Интеллектуальные

коммутационные решения АББ выводят

цифровые сигналы согласно международным

стандартам, а также облегчают удаленный

мониторинг данных и управление ими.

Другой важной тенденцией на рынках

высоковольтной продукции является

Ричард Оултон

АББ Power Products,

департамент высоковольтного оборудования,

Цюрих, Швейцария.

oulton@ch.abb.com

Специальный отчет АББ ревю Высоковольтное оборудование, март 2013 года

Редакционный совет

Прит БанерджиДиректор по технологиям и исполнительный

вице-президент

Георг ШеттРуководитель отдела технологий подразделения

Оборудование для электроэнергетики

Фреди ШтукиРуководитель по технологиям бизнесс-направления

Высоковольтное оборудование

Ричард ОултонДиректор по маркетингу и продажам бизнесс-

направления Высоковольтное оборудование

Хармит БаваДиректор по коммуникациям

Подразделений Оборудование и системы

для электроэнергетики

Намита АснаниМенеджер по коммуникациям бизнесс-направления

Высоковольтное оборудование

Рона Виктория ГрегориоКоординатор проектов

PG GIS/GCB, бизнесс-направления

Высоковольтное оборудование

Андреас МоглестьюГлавный редактор, АББ Ревю

ИздательАББ Ревю публикуется организацией

ABB Group R&D andTechnology.

ABB Technology Ltd.

ABB Review

Affolternstrasse 44

CH-8050 Zurich

Switzer-and

abb.review@ch.abb.com

АББ Ревю публикуется четыре раза в год на

английском, французском, немецком, испанском и

китайском языках. АББ Ревю бесплатно

предоставляется всем заинтересованным в технологиях

и целях компании АББ. Чтобы подписаться на данную

публикацию, обратитесь к ближайшему представителю

компании АББ или оформите подписку в Интернете на

сайте www.abb.com/abbreview

Частичная перепечатка или частичное воспроизведение

материала разрешаются при условии полноценного

указания источника. Для полной перепечатки

материала требуется письменное разрешение

издателя.

Издатель и авторские права ©ABB TechnologyLtd.

Zurich/Switzerland, 2013 г.

ТипографияVorarlberger Verlagsanstalt GmbH

AT-6850 Dornbirn/Austria

МакетDAVILLA AG Zurich/Switzerland

Отказ об ответственностиСодержащаяся здесь информация отражает мнение

авторов и предназначена исключительно для

информационных целей. Читатели не должны

действовать на основании приведенной здесь

информации, не обратившись предварительно за

профессиональной консультацией. Мы распространяем

публикации, полагая, что авторы не предоставляют

никакой технической или иной профессиональной

консультации относительно различных фактов или

конкретных вопросов и не выражают мнение

относительно их, и не берем на себя никакой

ответственности в связи с использованием этих

сведений. Группа компаний АББ не предоставляет

никаких гарантий, поручительств или обещаний, как

явных, так и подразумеваемых, в отношении

содержания или точности мнений, высказанных в

настоящем документе.

ISSN: 1013-3119

www.abb.com/abbreview

5 Модуль PASS мощностью 72,5 кВт компании АББ в ветроэнергетической установке

Новаторские решения

Высоковольтное оборудование. Обеспече-

ние надежного и эффективного снабжения

электроэнергией даже в суровых условиях.

АББ предлагает широкий спектр высоковольтной продукции напряжением до 1200

киловольт, которая помогает повысить надежность, эффективность и качество

электроэнергии. Ассортимент включает в себя такие продукты, как генераторные

выключатели, воздушные, элегазовые и гибридные распределительные устройства,

измерительные трансформаторы, разъединители и силовые конденсаторы - все дополнено

комплексным предложением сервисного обслуживания. Эти надежные продукты,

занимающие минимум места и оказывающие минимальное воздействие на окружающую

среду, способны работать в самых суровых погодных условиях, при температурах

окружающего воздуха от - 55°C до + 55 °C. Благодаря 125-летнему опыту работы в

области технологий и инноваций и присутствию в более чем 100 странах мира, компания

АББ продолжает играть важную роль в создании энергосетей будущего. Дополнительные

сведения см. на сайте www.abb.ru/highvoltage