Экономические преимущества вакуумных выключателей

Вопрос окупаемости электротехнических устройств для высоковольтных сетей напряжением до 35 кВ сводится к выбору из двух вариантов, в основе которых стоит тип выключателя — масляный или вакуумный. Оба выключателя соответствуют требованию по длительности эксплуатации. Более того, масляные выключатели имеют отработанную технологию обслуживания, т.к. находятся в эксплуатации почти сто лет. Вакуумные выключатели связаны с электроникой, а это другой уровень квалификации специалистов по монтажу и эксплуатации.

Основная задача выключателей — обесточивание участка высоковольтной линии при возникновении аварийной ситуации, к основным из которых относятся:

• короткое замыкание на землю или межфазное;
• падение напряжения в сети в результате перегрузки или изменения промышленной частоты;
• повышение напряжения в результате поражения молнией или «перекоса» фаз.

Каждый из типов выключателей имеет строго определенный набор функций, которые определяются уровнем применяемых технологий организации защиты и управления потоками энергии в высоковольтных сетях.

Рассмотрим вопрос окупаемости вакуумного выключателя по составляющим:

• стоимость инвестиций;
• стоимость монтажа оборудования;
• стоимость эксплуатации, в которую входят амортизационные отчисления, расходные материалы и заработная плата обслуживающего персонала;
• другие расходы.

Стоимость инвестиций

Оценивать прямые затраты следует с определенной осторожностью, т.к. они зависят от требований к качеству электроснабжения и полноте сведений о состоянии высоковольтной линии. Масляные выключатели поставляются с минимальным набором защитных функций, что сказывается на их стоимости, которая до 60 % ниже, чем аналогичные по электротехническим характеристикам вакуумные выключатели. Например, стоимость вакуумного выключателя типа BB/AST-10-20/1000-21 УХЛ2 составляет порядка 130 тыс. руб., а аналог — выключатель масляный ВМПП - 10-1600-31,5 порядка 80 тыс. руб. При этом, надо учитывать, что привод к масляному выключателю поставляется отдельно и стоит порядка 15…30 тыс. руб. в зависимости от комплектации. Выключатель масляный ВМПП - 10-1000-31,5 в полной комплектации с прибором учета стоит порядка 140 тыс. руб.

Стоимость распределительного устройства на основе масляных или вакуумных выключателей в полной комплектации (выключатель + привод + блок управления) сопоставима.

Различие на 30-40% в сторону большей стоимости устройства с вакуумными выключателями оправдано такими качественными характеристиками как:

• скорость срабатывания;
• набор функций, которые позволяют управлять дистанционно или автоматически;
• настройка оборудования осуществляется в заводских условиях и может изменяться по определенному алгоритму или ПО;
• наличию встроенных датчиков тока и напряжения;
• срок службы, который составляет 25-30 лет.

Стоимость монтажа оборудования

В стоимости монтажа следует учитывать, что масляные выключатели предпочтительно устанавливать в помещениях, т.к. они требуют регулярного обслуживания, которое связано с заменой масла в камерах гашения дуги. Другой аспект — это вес, который на 30-40% выше, чем у КРУ с вакуумным выключателем, монтаж которого осуществляется двумя монтажниками за одну смену. Монтаж и сдача КРУ с вакуумными выключателями не требует технологической настройки.

С технической точки зрения монтаж КРУ обоих типов не имеет принципиальных различий. Есть различия в пусконаладочных работах, которые заключаются в том, что пусконаладка КРУ с масляным выключателем потребует дополнительного оборудования для проверки качества монтажа (независимый источник питания) и обученного персонала. Оборудование с вакуумным выключателем настраивается в заводских условиях.

Стоимость эксплуатации

В ходе эксплуатации КРУ с масляным выключателем требуется постоянный контроль состояния масла и контактов, которое зависит от интенсивности применения режима «Включение-Отключение» при номинальном токе до 1000 А.

В состав работ по обслуживанию входят:

• периодический осмотр, который производится 1 раз в месяц;
• текущий ремонт, который производится не реже 1 раза в год и содержит работы по проверке кинематики привода и его регулировке. При 450 отключений в режиме номинального тока производится замена масла, при 900 отключениях — частичную замену контактов с их регулировкой по времени срабатывания и при 1900 отключениях — полная замена контактных пар;
• Капитальный ремонт производится 1 раз в 8 лет, в ходе которого требуется замена контактных элементов и полный цикл пусконаладочных испытаний.

Работы производятся не менее, чем двумя аттестованными специалистами по обслуживанию масляных выключателей и с привлечением электроизмерительной лаборатории. При 6-ти срабатываниях, по причине короткого замыкания, производится капитальный ремонт. При нарушении регламента производства работ по обслуживанию КРУ (отсутствие отметок в журнале) производитель оборудования снимает с себя гарантийные обязательства.

КРУ на основе вакуумного выключателя обслуживается 1 раз в год и сводится к осмотру и очистке. Регулировка не требуется. Усредненный срок гарантии составляет до 4-х лет, в течение которого ремонт производится за счет производителя оборудования. Капитальный ремонт или замена выключателя производится после 100 срабатываний от КЗ.

Для обслуживания КРУ на основе масляного выключателя требуется большое количество обученного персонала. При переходе на КРУ с вакуумным выключателем и системой обработки и передачи данных численность персонала сокращается более чем в два раза. Например, оборудование стоимостью в 200 тыс. руб., включая монтаж, окупится за 10-12 месяцев только за счет экономии фонда заработной платы.

Другие расходы

К этой категории относятся расходы по восстановлению линий электропередач или оборудования, которые были повреждены в результате:

• бросков напряжения;
• изменения промышленной частоты;
• короткого замыкания на землю или между фазами;
• обрыва фазного провода на стороне поставщика или пользователя и др.

Эти расходы относятся на обслуживание сети в целом и не отражаются на окупаемости КРУ напрямую, но установка оборудования с вакуумным выключателем позволяет снизить вероятность повреждений за счет эффективности систем защиты, управления и учета.