Die Nachrüstung des Ausfahrelements KRU K-27 (K-XXVII) ist eine Modernisierung der bestehenden Schaltanlage 6–10 kV mit dem Austausch veralteter und physisch überholter Komponenten durch moderne Lösungen (Vakuum- oder SF₆-Schalter, angepasste Mechanismen, neue Verriegelungen) ohne Eingriffe in den baulichen Teil und ohne Austausch des Zellgehäuses. Dieser Ansatz ermöglicht eine schnelle Erhöhung der Zuverlässigkeit und Sicherheit der Schaltanlage, die Betriebskosten zu senken und die Ausfallzeiten der Anlagen zu minimieren. Im Rahmen der Nachrüstung bleiben die vorhandenen Kabeleinführungen, Sammelschienenbrücken, Fundamente und ein Großteil der Metallkonstruktionen erhalten, was besonders für Anlagen mit begrenzten Abschaltfenstern und hohen Anforderungen an die Kontinuität der Stromversorgung wichtig ist. p>

Zweck und Anwendungsbereich

Ziel der Modernisierung ist es, die Lebensdauer der K-27/K-XXVII-Felder zu verlängern und sie an die modernen Anforderungen an Betriebssicherheit, Elektrosicherheit und Wartungsfreundlichkeit anzupassen, ohne die Schaltanlage komplett zu ersetzen. Der Austausch des ausfahrbaren Elements löst folgende zentrale Aufgaben:

• Sicherstellung der erforderlichen Schaltleistung in 6/10-kV-Netzen mit isoliertem oder kompensiertem Sternpunkt durch den Einsatz von Vakuumschaltern mit einer Schaltlebensdauer von bis zu mehreren zehntausend Zyklen, stabiler Ausschaltleistung und erhöhter Verschmutzungsfestigkeit.
• Verringerung der Betriebsrisiken und -kosten durch den Verzicht auf Ölwirtschaft, die Reduzierung von Routinearbeiten, die Vereinheitlichung von Ersatzteilen und den Einsatz von „sealed-for-life”-Lichtbogenlöschkammern.
• Erhöhung der Sicherheit des Personals durch die Einführung moderner Verriegelungen, Vorhangmechanismen, Spannungsanzeigen sowie der Option, die Konstruktion auf die erforderlichen Kategorien LSC/PM/PI zu bringen, und Maßnahmen zur Begrenzung der Folgen eines internen Lichtbogens.
• Vereinheitlichung des Schalterparks – Umstellung auf typische Geräteserien (Vakuum 6/10 kV mit Feder-Motor- oder elektromagnetischem Antrieb) mit breiter Marktpräsenz und erschwinglichem Kundendienst.
• Minimierung der Ausfallzeiten der technologischen Anlagen – die Nachrüstung wird „auf die Einbauplätze“ K-27 zugeschnitten und auf die Geometrie der Führungs- und Kontaktsysteme abgestimmt, was einen Austausch in kurzen technologischen Zeitfenstern und schrittweise ermöglicht.

Anwendungsbereiche: Umspannwerke von Energiesystemen und Kraftwerken, Verteilerstellen großer Industrieunternehmen (Metallurgie, Chemie, Öl und Gas, Bergbau, Zement und Bauindustrie), Verkehrsanlagen (U-Bahn, Bahnunterwerke), Rechenzentren, Gewerbeimmobilien und Wohnungswirtschaft. Retrofit kommt überall dort zum Einsatz, wo Zellen der Serien K-27/K-XXVII und deren Modifikationen sowie hinsichtlich der Anschlussmaße kompatible Panels anderer Hersteller betrieben werden.

Technische Daten (typische Bereiche für K-27)

Betriebsbedingungen

Die umgerüsteten Zellen behalten die Klimaklasse der ursprünglichen Schaltanlage bei (in der Regel U3 gemäß GOST 15150) und sind für den Betrieb in Räumen mit einer Höhe über dem Meeresspiegel von bis zu 1000 m ausgelegt m über dem Meeresspiegel. Typische Temperaturbereiche: von -5 °C bis +40 °C (ohne Heizungen) und von -25 °C bis +40 °C (bei Installation von Heizungen im Relaisraum). Zulässige relative Luftfeuchtigkeit bis zu 95 % bei 25 °C ohne Kondensation. Für Objekte, die sich in Höhen über 1000 m befinden, sowie unter Bedingungen mit erhöhter Staubbelastung, Vibrationen, Aerosolen und Feuchtigkeitskondensation werden Sonderausführungen angeboten: Vergrößerung der Kriechwege und Luftspalte, Verwendung von Feuchtigkeitsschutzbeschichtungen für stromführende Teile, Abdichtung von Einführungen, lokale Beheizung und Belüftung von Fächern, Verwendung von Feuchtigkeitsabsorbern und Organisation eines gerichteten Luftaustauschs. Das Projekt sieht Anpassungen der Isolationspegel und der Einstellungen der Schutz- und Schaltgeräte unter Berücksichtigung des verringerten atmosphärischen Drucks und nicht standardmäßiger klimatischer Faktoren vor.

Unter dem Gesichtspunkt der elektromagnetischen Verträglichkeit und Störfestigkeit werden die örtlichen Gegebenheiten berücksichtigt: das Vorhandensein von Frequenzantrieben, Lichtbogenöfen und starken Anlaufströmen. Auf der Grundlage der Untersuchungsergebnisse werden zusätzliche Filter, Ferritelemente, Abschirmung der Sekundärschaltkreise sowie Redundanz der Betriebsstromversorgungskreise (AC/DC) unter Verwendung von Fail-Safe-Logik und Diagnose des Zustands der Akkumulatoren.

Layout und konstruktive Lösungen

Die Nachrüstung des K-27 erfolgt nach einem von drei Basisszenarien, die auf die konkreten Bedingungen vor Ort und die Stillstandszeiten abgestimmt sind:

• 1) Austausch des Schalters am vorhandenen Ausfahrelement. Es wird ein Anpassungssatz (Halterungen, Übergangsplatten, Antriebswelle/Kupplung, starre/flexible Reifenadapter) geliefert, Wiederherstellung und Überprüfung der mechanischen Verriegelungen, Versetzen/Ersetzen des Steckverbinders der Sekundärkreise, Überprüfung der Vorhänge und Stützrollen. Vorteile: minimale Lieferkosten und Möglichkeit einer schrittweisen Inbetriebnahme; Nachteile: Abhängigkeit vom Zustand des alten Wagens und der Führungen, Verlängerung der Arbeitszeit.
• 2) Kompletter Austausch des Ausfahrelements durch ein neues. Es wird ein neues Ausfahrelement mit eingebautem Schalter und voreingestellten Verriegelungen geliefert, das geometrisch mit den serienmäßigen Führungen, Kontaktstutzen und Endstücken kompatibel ist. Das alte Element kann als Reserve aufbewahrt werden. Vorteile: schnelle Inbetriebnahme, feste Montagequalität, minimale Nacharbeiten in der Zelle, Möglichkeit der Vereinheitlichung des Fuhrparks.
• 3) Werksseitiges Fertigstellungsmodul („OneFit” / „Plug-in”). Umfasst Wagen, Schalter, Vorhänge, Nachführmechanismen (Schnecken-/Hebelmechanismus), Antriebe, Klemmenblöcke, Typenschilder und Dokumentation. Das Modul durchläuft typische Werksprüfungen und verfügt über einheitliche Schnittstellen nach K-27, was vorhersehbare Montagezeiten, wiederholbare Qualität und eine Reduzierung der Inbetriebnahmearbeiten vor Ort gewährleistet.

Im Lieferumfang sind Vakuumschalter führender Hersteller enthalten (z. B. Serien ZN63A/VS1, ВВ/TEL, ВВР-10, Evolis, 3AH usw. in Absprache mit dem Projekt) . Die Auswahl des Modells richtet sich nach dem Nennstrom und der Ausschaltleistung, der Antriebsschnittstelle (federgetrieben/elektromagnetisch), den Anforderungen an die Lebensdauer und den Betriebsbedingungen. Bei Bedarf sind Strom-/Spannungstransformatoren, Lichtbogensensoren, ein Relais-Schutzschrank, Terminals für mikroprozessorgesteuerte Schutz- und Steuergeräte, die Modernisierung von AVR-Schaltkreisen, SSPTI/ASUTP, die Installation von Spannungsanzeigen sowie die Nachrüstung mit optischen Signalanlagen und programmierbaren Modulrelais vorgesehen.

Konstruktive Überarbeitungen umfassen: Wiederherstellung oder Austausch von mechanischen Sperren (Ausfahrsperre bei eingeschaltetem Schalter, Einschaltsperre bei ausgezogenem Element, Türverriegelungen), die Einstellung der Vorhangmechanismen und deren Synchronisation mit dem Lauf des Wagens, die Installation von Führungen und Anschlägen, die Überprüfung des Kontaktsystems (Tulpen, Messer), Einführung von optischen Spannungsanzeigern an den Anschlüssen, Austausch von Bus-Eingängen, falls erforderlich. Die Kennzeichnung erfolgt gemäß ESKD und den aktuellen Sicherheitsstandards, die Sekundärkreise werden markiert und es wird eine aktualisierte Schaltplan-Dokumentation ausgestellt.

Sicherheit

Die Nachrüstung K-27 zielt darauf ab, die Sicherheit von Personal und Ausrüstung zu erhöhen. Folgende Maßnahmen werden durchgeführt:

• Wiederherstellung und/oder Installation neuer mechanischer Verriegelungen mit Zwischenschlössern (Ausfahren nur bei ausgeschaltetem Schalter und eingeschaltetem Erdungsschalter, Schlüsselschlösser an Antrieben und Türen, Positionen „Test/Eingabe”).
• Vorhangmechanismen (Metall- oder Isoliervorhänge), die den Zugang zu stromführenden Teilen bei abgenommenem Ausfahrelement verhindern, mit der Trennklasse PM oder PI, je nach gewählter Konfiguration.
• Anzeige und Diagnose: visuelle Positionsanzeigen (EIN/AUS, Eingabe/Test, GEERDET), optische Anzeigen für die Anwesenheit von Spannung an den Anschlüssen, Kontrolle der Position des Erdungselements, Sensoren für die Überhitzung der Kontaktverbindungen gemäß Projekt.
• Maßnahmen zur Begrenzung der Folgen eines internen Lichtbogens (optional): Einrichtung von Gasabzugskanälen, Verstärkung von Verkleidungen und Türen, Lichtbogenlöschvorrichtungen in den Kammern, Installation einer schnell reagierenden Strom-/Lichtbogenschutzvorrichtung (u. a. mit optischen Sensoren), Auswahl der Zugänglichkeitskategorie und des IAC je nach den Anforderungen des Standorts.

Alle Lösungen entsprechen den Anforderungen der geltenden Normen und Werksanweisungen. Nach Absprache mit dem Projekt werden die Ziele für Loss of Service Continuity (z. B. LSC2B) und die Trennwandklasse (PM/PI) sowie die Zielparameter für IAC (A, AF, AFLR) im Rahmen der konstruktiven Möglichkeiten der jeweiligen Zelle und des jeweiligen Raums erreicht.

Fertigungsvarianten

Retrofit-Kits werden in mehreren Varianten hergestellt, wodurch eine flexible Anpassung an die Besonderheiten des Geräteparks und die Budgets möglich ist:

• Basis – Austausch des Schalters mit einem mechanischen Anpassungssatz und Wiederherstellung der Verriegelungen. Vorgesehen für Fälle, in denen der Zustand des Wagens und der Führungen zufriedenstellend ist und die Reparaturfristen begrenzt sind.
• Standard – Lieferung eines neuen Ausfahrelements (Wagen) mit installiertem Schalter, Vorhangbaugruppe und einem Satz sekundärer Steckverbinder. Empfohlen für Standardzellen ohne wesentliche nicht standardmäßige Nacharbeiten aus den vergangenen Jahren.
• Erweitert – werkseitig fertiggestelltes Modul „schlüsselfertig“ (Wagen, Schalter, Vorhänge, Antriebe, Klemmenblöcke, Typenschilder, Werksprotokolle). Sieht einen minimalen Arbeitsaufwand vor Ort und verkürzte Inbetriebnahmezeiten vor und ist bei einem massiven Austausch mehrerer Anschlüsse sinnvoll.
• Spezial – für raue Betriebsbedingungen (aggressive Umgebungen, Staub, Vibrationen, Höhe > 1000 m, erhöhte Luftfeuchtigkeit), mit verstärkter Isolierung, Abdichtung, zusätzlichen Beschichtungen und Klimakits sowie Anpassung der Schaltgeräte an die Anforderungen des jeweiligen technologischen Prozesses.

Konformität mit Normen

Retrofit-Lösungen und Dokumentation sind auf die Einhaltung der aktuellen Anforderungen internationaler und russischer Normen ausgerichtet, darunter (je nach Umfang der Arbeiten):

1. IEC 62271-200 – AC metal-enclosed switchgear and controlgear 1–52 kV (Klassifizierung LSC/PM/PI, Anforderungen an Kammern und Innenbogen, aktuelle Ausgaben).
2. IEC 62271-100 – Hochspannungs-Wechselstrom-Leistungsschalter (Schaltvermögen, Betriebsarten T100s/T100a, Lebensdauer).
3. IEC 62271-102 – Trennschalter und Erdungsschalter (Anforderungen an Erdungsschalter und Trennschalter).
4. IEC 62271-1 – Allgemeine Anforderungen an Hochspannungsschaltgeräte und -steuergeräte (Betriebsbedingungen, Isolationsstufen).
5. GOST 15150/15543.1 – Klimaklasse U3 für Räume, Aufstellungskategorie.
6. GOST/IEC 60071-1/-2 – Isolationskoordination (gemäß Projekt).

Wirtschaftlichkeit, Fristen und typische Risiken

Die Praxis zeigt, dass die Nachrüstung von K-27 wesentlich kostengünstiger ist als der vollständige Austausch der Schaltanlage und die Bauarbeiten: Die Demontage von Kabeleinführungen und Sammelschienen ist nicht erforderlich, die Abmessungen und Anschlüsse bleiben erhalten und die Ausfallzeiten der technologischen Anlagen werden reduziert. Typische Risiken sind versteckte Abnutzung der Führungen/Vorhänge und des Kontaktsystems, Verstopfung der Kammern, nicht standardmäßige Nachbesserungen aus früheren Jahren, Fehler in den Zeichnungen. Diese Risiken werden durch eine Voruntersuchung (Vermessung, Fotodokumentation), die Herstellung von Jigs und Schablonen, Prüfstandtests im Werk, die Inbetriebnahme vor Ort und die Qualitätskontrolle anhand von Checklisten verringert. Bei Massenlieferungen werden Standard-Sätze für eine beschleunigte Logistik und die Vereinheitlichung von Ersatzteilen verwendet.

Vergleich der Retrofit-Optionen

Einbindung von Auftragnehmern und Partnern

Wir laden Hersteller von Elektrogeräten, Maschinenbau- und Metallverarbeitungsunternehmen, Integratoren von Schutz- und Steuerungsgeräten, Projekt- und Inbetriebnahmeorganisationen sowie Investoren zur Zusammenarbeit ein, die an der Herstellung von Nachrüstsatz für den K-27-Zellenpark interessiert sind. Verschiedene Formate sind möglich: Lizenzfertigung nach unserer Dokumentation, Zusammenarbeit bei der mechanischen Bearbeitung und Lackierung, OEM-Partnerschaft für Schalter, gemeinsame Pilotprojekte bei Kunden, Lokalisierung von Baugruppen und anschließende Zertifizierung. Wir bieten Unterstützung in allen Phasen – von der Auswahl der Geräte und Spezifikationen bis zur Organisation von Prüfstands- und Abnahmeprüfungen.

Angebotene Dokumentation

- Vorläufiges Paket für die Teilnahme an Ausschreibungen: Lieferumfang, Fragebögen, Liste der angewandten Normen, Kabel- und Steckverbinderlisten, Einstrich- und Strukturpläne.
- Arbeitszeichnungen, Spezifikationen, 3D-Modelle (STEP/Parasolid), Montageanleitungen, Elektroinstallationspläne, Sekundärverbindungsschemata (DWG/DXF), Liste der Werkzeugkalibrierungen und Vorlagen für die Montagekontrolle.
- Bausatz für die Herstellung des Ausfahrelements in Ihrem Unternehmen oder Vergabe der Produktion an einen Kooperationspartner: mechanische Bearbeitung, Biegen, Schweißen, Lackieren, Montage, Prüfung, Verpackung und Konservierung. Bei Bedarf Auswahl von Auftragnehmern für kritische Arbeitsschritte (Pulverbeschichtung, Galvanisierung, Isolierbeschichtungen) .
- Anpassung des Dokumentensatzes an die Anforderungen des Projekts: Abmessungen der jeweiligen Zelle, tatsächlicher Verschleißgrad der Führungen und Kontakte, verwendete Steckverbinder und Schaltertyp, Anforderungen an die Relaistechnik, automatische Steuerungs- und Regelungsanlagen und Fernwirktechnik, lokale Arbeitsschutzvorschriften und Elektrizitätswirtschaftsgesetz.

Vorteile einer Zusammenarbeit mit uns

- Keine Notwendigkeit, hochqualifizierte Ingenieure und Techniker zu beschäftigen: Sie erhalten eine vollständige Dokumentation, mit der ein Ingenieur mit mittlerer Qualifikation arbeiten kann.
- Es müssen keine Prototypen hergestellt werden: Dank unserer Erfahrung und der Vereinheitlichung der Baugruppen kann die Serie sofort nach der Abnahme durch den Auftraggeber und der Kontrollmontage in Produktion gehen.
- Wir beraten Sie zu allen Details des Austauschs des ausfahrbaren Elements der Schaltanlage K-27 (K-XXVII) beraten, einschließlich der Auswahl von Schaltern, Kontaktadaptern, Steckverbindern für Sekundärkreise, Schutz- und Steuergeräten sowie Tests.
- Wir helfen bei der Kooperation in der Produktion (Metallkonstruktionen, Lackierung, stromführende Teile, Kabelkonfektionen), liefern Vorlagen und schulen Monteure und Einrichter. Bei Serienlieferungen sorgen wir für einen Sicherheitsbestand kritischer Komponenten.

Weitere Informationen zum Austausch des ausfahrbaren Elements der Schaltanlage K-27 (K-XXVII) (Retrofit) erhalten Sie unter: inbox@proekt-energo.com

PDF – Technische Informationen zum Austausch des ausfahrbaren Elements KRU K-27 (K-XXVII) herunterladen