Технологии КЕМА для России

• Рене П.П. Смитс, доктор технических наук, профессор технологии высоковольтного коммутационного борудования, эксперт компании KEMA
• Козловский А.Н., генеральный директор ЗАО «ЗЭТО»
• Ярошенко Д.С., главный конструктор ЗАО «ЗЭТО»
• Иванов Д.В., исполнительный директор по испытаниям и исследованиям – начальник ИЦ ЗАО «ЗЭТО»

Наиболее сложная задача для любой испытательной лаборатории при коммутационных испытаниях выключателей – испытания в режиме автоматического повторного выключения (АПВ), при котором требуется большое количество энергии в течение короткого времени и неоднократное приложение переходного восстанавливающегося напряжения (ПВН).

МЭК регламентирует этот режим следующей формулой цикла:

о – 0,3 сек – ВО – 180 сек – ВО, (1)

где «о» (малое) – операции отключения при нормированном токе короткого замыкания (К.З.) без приложения ПВН, так как режим одиночного отключения всесторонне проверяется предварительно, «О» (большое) – операция отключения при нормированном токе (К.З.) и приложении ПВН, «В» (большое) – операции включения при нормированном токе К.З.

В данном цикле, используя схему испытаний, близкую к схеме для операций отключения, пауза в 180 сек. достаточна для восстановления энергетических возможностей генераторов и перезарядки емкостей синтетической цепи, необходимых для проведения последних операций включения и отключения.

Режим АПВ по формуле (1) является разумным компромиссом между всесторонне рассмотренными требованиями энергосистем и возможностями испытательных центров.

Для условий России цикл АПВ, обозначенный 1а по ГОСТ 52565-2006, имеет интервал в 20 секунд вместо 180 по МЭК. Этот режим АПВ позволяет потребителям электроэнергии оставаться без электроснабжения почти в 10 раз менее длительное время, чем при АПВ по МЭК, но требует существенного изменения схемы испытаний. Немногие испытательные лаборатории в мире имеют возможность выполнить такие требования.

КЕМА не имеет достаточных статистических данных о количестве и характере К.З. в электрических сетях России (в отличие от других регионов мира), чтобы методами математического моделирования [1] оценить со своей стороны целесообразность ужесточения условий испытаний в режиме АПВ по ГОСТ 52565-2006 относительно МЭК.

Статистические данные, приведенные в [2] по центральному региону России, показывают, что количество К.З. значительно превышает среднемировой уровень. Это отражает очевидный факт, что условия эксплуатации электрических сетей в России являются более сложными, чем где-либо, поэтому у энергетиков России достаточно оснований на особые требования к испытаниям.

Помимо прямых испытаний в соответствии с формулой цикла 1а, требующих новой схемы испытаний, ГОСТ 52565-2006 предусматривает (п. 9.6.6.4) возможность замены цикла на несколько наборов операций на основе имеющихся возможностей испытательных лабораторий при условии эквивалентности испытательных нагрузок.

В [3] предложена замена цикла 1а наборами операций с обоснованием формул предложенных циклов. Нельзя не согласиться с логикой формул, но исключение операции включения приводит к занижению испытательных нагрузок по отношению к реальным нагрузкам в полном соответствии с формулой цикла 1а.

Учитывая вышеизложенное, КЕМА приняла к исполнению требование ЗАО «ЗЭТО» об испытаниях выключателя ВГТ-110-40 в полном соответствии с формулой цикла 1а ГОСТ 52565-2006, несмотря на то, что заранее не было очевидно, что такие испытания можно провести.

Испытательная схема для цикла 1а

Успех испытания определяется тремя из четырех генераторов, поставляющих необходимое количество энергии. Нужно чтобы генераторы оставались подключенными к энергетической системе, для гарантии того, что скорость вращения не упадет в течение 20 секундного интервала. Также необходимы две синтетические цепи, которые могли бы функционировать в течение 20 секунд, каждая последовательно. Для проведения таких испытаний используются сложные двойные синтетические цепи. Представление о такой цепи можно получить из схемы, показанной на рис. 1.

Помимо изменений состава испытательной установки была спроектирована новая система контроля для синтетической части процесса, что потребовало применения знаний и опыта, полученных КЕМА за многие годы.

Результат испытания выключателя ВГТ-110-40

Элегазовый колонковый выключатель ВГТ-110-40 (рис. 3) прошел испытания в режиме Т100S в нормированном ГОСТ 52565-2006 в цикле 1а. Испытания проводились при абсолютном давлении элегаза 0,42 МПа. Необходимо отметить, что успешные испытания элегазового аппарата на столь низком давлении были проведены в КЕМА впервые.

На рис. 2 приведена осциллограмма испытаний в цикле 1а.

Выводы

1. КЕМА обладает технологией и готово провести испытания выключателей участников рынка России в полном соответствии формуле цикла 1а по ГОСТ 52565-2006.

2. Выключатель ВГТ -110-40 производства ЗАО «ЗЭТО» г. Великие Луки прошел испытания в полном соответствии формуле цикла 1а по ГОСТ 52565-2006.

Литература

1. Рене П.П. Смитс. Моделирование износа контактов высоковольтных выключателей в течение срока службы посредством испытаний. «Энергоэксперт» № 1, 2009.

2. Абдурахманов А.Н., Мисриханов М.Ш., Мозгалев К.Р., Федоров В.Е., Шунтов А.В. О коммутационном ресурсе выключателей при коротких замыканиях в энергосистемах. «Электрические станции», № 10, 2008.

3. Казанцев Ю.А., Агафонов Г.Е., Болотин И.Б. Элегазовый выключатель с комбинированным расположением дугогасительного устройства. Особенности конструкции и испытаний». «Энергоэксперт», № 6, 2009.20