KRN-10 Komplettes Freiluft-Schaltgerät 6–10 kV

Zweck und Anwendungsbereich

KRN-10 ist eine komplette Freiluft-Schaltanlage (Zelle) für den Betrieb in Dreiphasen-Wechselstromnetzen mit einer Frequenz von 50 Hz und einer Spannung von 6–10 kV. Die Anlage ist für die Aufnahme, Verteilung und Sektionierung und Erfassung von elektrischer Energie sowie zur Realisierung von Relais-Schutz- und Automatisierungsfunktionen in Mittelspannungs-Freileitungen und -Kabelnetzen.

Die Zellen KRN-10 werden in Versorgungs- und Verteilerstationen von Energiesystemen, in KTP und modularen Blockstationen 35/6–10, 110/6–10 kV, in Industrie- und Bergbauunternehmen, in der Öl- und Gasförderung und in Transportanlagen (Elektrotraktionsunterwerke, U-Bahn- und Stadtbahnunterwerke). Die Konstruktion ist speziell für den Betrieb im Freien in der Nähe von 6–10-kV-Freileitungen ausgelegt, sodass die KRN-10 direkt an den Freileitungsmasten oder auf einem Fundament im Bereich der technologischen Anlagen aufgestellt werden kann.

Je nach Projekt kann KRN-10 die Funktionen einer Eingangs-, Leitungs-, Abschnitts- oder Messzelle übernehmen. Auf der Grundlage einer Reihe von Standardzellen werden Verteilerknoten unterschiedlicher Konfiguration gebildet: von einer Einzeleinspeisung mit einem Feeder bis zu mehreren miteinander verbundenen Schränken mit Bus-Sektionierung, automatischer Reserveeinspeisung (AVR) und Fernsteuerung. Die Konstruktion ist für den Betrieb ohne ständiges Wartungspersonal ausgelegt, mit regelmäßigen Rundgängen und Fernüberwachung der Leitungsparameter.

Technische Daten

Betriebsbedingungen

KRN-10 ist für den Betrieb im Freien in der Klimaversion U1 bei einer Umgebungstemperatur von –40 bis +40 °C ausgelegt (je nach Projekt ist eine Erweiterung des Bereichs möglich). Die normale Installationshöhe beträgt bis zu 1000 m über dem Meeresspiegel; bei der Installation in Hochgebirgsregionen werden die Isolationswerte und Kühlparameter angepasst. Die zulässige relative Luftfeuchtigkeit beträgt bis zu 100 % bei einer Temperatur von +25 °C ohne Kondensation von Feuchtigkeit an stromführenden Teilen.

Die Schutzart IP34 schützt die Geräte vor Regen, Schnee und schräg einfallenden Wasserstrahlen sowie vor dem Eindringen von Feststoffpartikeln, wie sie typischerweise in Industriebereichen in Form von Staub-Aerosolen vorkommen. Das Gehäuse und die Türen sind rundum mit Dichtungen versehen, auf dem Dach sind Tropfenabweiser und Vordächer vorgesehen. Der Korrosionsschutz erfolgt durch eine mehrschichtige Lackierung mit einer Lebensdauer von mindestens 15 Jahren in einer Umgebung mit mittlerer Aggressivität.

Für Gebiete mit kaltem Klima, starken Temperaturschwankungen und erhöhtem Kondensationsrisiko sind Heizelemente und eine Antikondensationsbelüftung vorgesehen. Die Heizungen werden in den Kammern des Vakuumschalters, der Strom- und Spannungswandler sowie im Relaisraum installiert und über Thermostate oder Steuerungen geregelt. Die Konstruktion ist widerstandsfähig gegen Transportbelastungen, Vibrationen und Stoßbelastungen, die bei der Installation auf Fundamenten oder Metallkonstruktionen in der Nähe von Freileitungsmasten auftreten.

Aufbau und Konstruktionslösungen

Die Zelle KRN-10 ist als geschweißter Metallschrank auf einem Rahmen ausgeführt, dessen Innenraum in mehrere Funktionskammern unterteilt ist. In der Regel werden unterschieden:

• Abteilung für Hochspannungsschalter;
• Abteilung für Leitungstrennschalter und Sammelschienen;
• Abteilung für Kabel-/Luftanschluss mit Überspannungsableiter und Stromwandlern;
• Relaisabteilung und Abteilung für Sekundärkreise;
• Abschnitt für Antriebe mechanischer Geräte.

Zwischen den Abschnitten sind Metalltrennwände installiert, die lokale Räume bilden und die elektrische Sicherheit erhöhen. Der Zugang zum Innenraum erfolgt über Türen mit Riegelschlössern; bei Bedarf können die Türen mit Sichtfenstern aus gehärtetem Glas oder Polycarbonat ausgestattet werden. Zur visuellen Kontrolle des Zustands der Trennschalter und Schienen werden Schutzabdeckungen und Gittertrennwände verwendet, die den Kontakt mit stromführenden Teilen verhindern. p>

Je nach Schaltplan werden in KRN-10 folgende Komponenten installiert:

• Vakuumschalter 6–10 kV mit einer Lebensdauer von mindestens 10.000 Schaltvorgängen;
• Leitungs- und Sammelschienen-Trennschalter mit Erdungsschaltern;
• Phasen- und Nullstromwandler;
• Spannungswandler mit Sicherungen;
• Überspannungsableiter (OPN) auf der Leitungs- und Sammelschienenseite;
• Stromzähler und Messgeräte.

Die Sammelschienen werden aus Aluminium- oder Kupferschienen mit dem erforderlichen Querschnitt hergestellt, wodurch ein langlebiger Betrieb bei Nennströmen bis zu 1600  A und Kurzschlussströme bis zu 31,5 kA ohne Beeinträchtigung der mechanischen und thermischen Festigkeit standzuhalten. Der Anschluss von Freileitungen erfolgt über Durchführungsisolatoren auf dem Schrankdach, der Anschluss von Kabeln über Kabeleinführungen im unteren Teil mit Klemmen für ein- oder dreiadrige Kabel.

Funktionalität und Steuerung

KRN-10 ermöglicht die Realisierung der wichtigsten Betriebsmodi von Freileitungen und Kabelleitungen: Ein-/Ausschalten, Abschnittsbildung, Stromversorgungsreserve, automatische Abschaltung bei Kurzschlüssen und Überlastungen sowie selektiver Schutz bei Erdschlüssen. Auf der Grundlage von KRN-10-Zellen werden Radial- und Ringnetze, Netze mit Sackgassen-Umspannwerken sowie Verteilerpunkte aufgebaut, die in automatisierten Steuerungssystemen arbeiten.

Die Steuerung des Vakuumschalters kann lokal (über die Frontplatte) oder ferngesteuert über Gleichstromkreise von RZA-Geräten, ACS TP oder SCADA erfolgen. Auf der Frontplatte sind Bedienelemente, Leuchtanzeigen, Messgeräte, ein Mnemonschema und Elemente zur Positionskontrolle der Geräte angebracht. Für einfache Schaltungen ist die Verwendung von elektromagnetischen Relais zulässig, für moderne Komplexe – Mikroprozessor-Terminals mit Funktionen zur Registrierung von Störfällen und zum Austausch über die Protokolle Modbus, IEC 60870-5-104, IEC 61850 (je nach Projekt).

Sicherheit und Verriegelungen

Die Konstruktion des KRN-10 gewährleistet durch eine Kombination aus mechanischen und elektrischen Verriegelungen ein hohes Maß an Sicherheit für das Bedienpersonal. Vorgesehen sind:

• die Erdungsschiene kann nicht eingeschaltet werden, wenn der Schalter oder Trennschalter eingeschaltet ist;
• der Schalter darf nicht eingeschaltet werden, wenn die Erdungsschienen geschlossen sind;
• die Verriegelung der Türen des Hochspannungsgerätefachs bei eingeschaltetem Anschluss;
• die Kontrolle der Positionen „ausgeschaltet/eingeschaltet/geerdet” über Endschalter;
• die Möglichkeit, Verriegelungen für ein einheitliches Schlüsselsystem anzubringen.

Die Relaisschutzvorrichtung gewährleistet die Funktionen Stromabschaltung, MTZ, Schutz vor Erdschlüssen, Überlastung und Mindestspannung und kann auch APV und AVR umfassen. Um die Lebensdauer der Verteilungsnetze zu erhöhen, ist die Umsetzung einer Logik zur Unterteilung und selektiven Abschaltung beschädigter Abschnitte möglich. Gemäß dem Projekt kann die Zelle KRN-10 mit einer Licht- oder Lichtbogenschutzvorrichtung mit Sensoren in den Bus- und Schalterkammern ausgestattet werden.p>

Ausführungen und Optionen

• Eingangs-/Leitungskammern KRN-10 – mit Vakuumschalter, Stromwandlern, Überspannungsableitern, Leitungs- und Sammelschienen-Trennschaltern, Erdungsschaltern und Messgeräten.
• Sektionszellen – mit Schalter oder Trennschalter zur Aufteilung der Sammelschienen in Sektionen, zur Organisation der Reserveversorgung und der automatischen Umschaltung.
• Zellen mit Spannungswandlern – zur Versorgung von Mess- und Schutzschaltkreisen, mit Sicherungen und Sammelschienentrennschalter.
• Eigenbedarfsfelder – mit einem Leistungstransformator 6(10)/0,4 kV mit einer Leistung von 25–63 kVA, Schutz und Niederspannungsverteilungsgeräten.
• Klimatische Ausführungen – Heizungssätze, Kondensationsschutz, verstärkte Dichtungen, spezielle Beschichtungen für maritimes oder chemisch aktives Klima.
• Automatisierte Steuerungs- und Telemechaniksysteme – Vorbereitung für den Anschluss an SCADA-Systeme, Datenübertragungsschnittstellen, Zeitsynchronisation, Integration in bestehende Energieerfassungssysteme.

Typische Konfigurationen

• KRN-10-VV – Zelle mit Vakuumschalter: Kabel- oder Lufteingang, Schutz und Messung der Leitung.
• KRN-10-S – Sektionszelle zur Aufteilung der Sammelschienen und zur Reservierung der Stromversorgung.
• KRN-10-TN – Zelle mit Spannungswandlern zur Messung und kommerziellen Abrechnung.
• KRN-10-TSN – Zelle für den Eigenbedarfstransformator 6(10)/0,4 kV.
• Zusätzliche Optionen – Zellen für Abgangsleitungen, Messknoten, Kommunikations- und Fernwirktechnik-Panels.

Durch die Kombination der genannten Zellentypen lassen sich Freiluft-Schaltanlagen beliebiger Komplexität bilden: von kleinen Knotenpunkten für die Versorgung eines einzelnen Verbrauchers bis hin zu Knoten-Schaltanlagen mit mehreren Eingängen, Unterteilung und Redundanz gemäß den Schemata des Energiesystems.

Konformität mit Normen

• GOST 15150 – Klimatische Ausführung und Aufstellungskategorien (Ausführung U1 für Außenaufstellung).
• GOST 14254 – Schutzgrade durch Gehäuse (IP-Code).
• GOST 17516.1 – Beständigkeit gegen mechanische äußere Einflüsse.
• GOST 1516.3 – Anforderungen an die elektrische Festigkeit der Isolierung von elektrischen Geräten 1–750 kV.
• PUE-7, Kap. 1.8 – Normen für Abnahmeprüfungen von Schaltanlagen.
• IEC 62271-200 – Komplette Wechselstrom-Verteilungsgeräte 1–52 kV (gemäß Projekt unter Berücksichtigung der internationalen Zertifizierung).

Angebotene Dokumentation

Gemäß KRN-10 wird ein vollständiger Satz von Konstruktions- und Betriebsunterlagen erstellt: Einliniendiagramme, Schemata der Primär- und Sekundäranschlüsse, Schemata der Anschlüsse und Kabelbäume, Spezifikationen für Ausrüstung und Materialien, Listen der gekauften Produkte, Prüfkarten und Protokolle. Für die Produktion werden Arbeitszeichnungen von Teilen und Baugruppen, 3D-Modelle in den Formaten STEP/Parasolid, Zeichnungen in den Formaten DWG/DXF zur Integration in die CAD/CAM-Systeme des Unternehmens.

Auf Wunsch des Kunden können Quelldateien für AutoCAD, Kompas-3D, SolidWorks sowie Dateien für die automatisierte Kennzeichnung von Kabeln, Klemmen und Geräten bereitgestellt werden. Alle Lösungen werden an das jeweilige Projekt, die verwendete Gerätenomenklatur und die technologischen Möglichkeiten der Produktion angepasst. Vorteile einer Zusammenarbeit mit uns:

– Sie müssen kein hochqualifiziertes IT-Personal beschäftigen – Sie erhalten einen Satz Unterlagen für die Zelle KRN-10, mit denen ein Ingenieur mit mittlerer Qualifikation arbeiten kann.
– Es ist nicht erforderlich, Prototypen herzustellen – dank unserer langjährigen Erfahrung können wir sofort mit der Serienproduktion beginnen.
– Bei der Arbeit mit unserer Dokumentation erhalten Ihre Spezialisten Beratung zu den Besonderheiten der Konstruktion, Montage und Prüfung des KRN-10 sowie Unterstützung in den Einführungsphasen.

Weitere Informationen zum KRN-10 erhalten Sie unter: inbox@proekt-energo.com

... und wie bekannt ist, führt ein Fehler bei der Konstruktion eines Produkts zu zehnfachen Kosten bei der Herstellung und hundertfachen Kosten beim Betrieb...

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