 |
Отечественные НКУ –
перспективы развития
В прошлом номере журнала 4(22) 2003 мы опубликовали первую часть материала известного российского специалиста в области низковольтной аппаратуры Петра Израилевича Ясвена, в которой он рассмотрел состояние отечественного производства НВА, подробно остановившись на автоматических выключателях и магнитных пускателях. Сегодня – взгляд П. Ясвена на низковольтные комплектные устройства.
Петр Ясвен, главный конструктор
НПО «Электроаппарат», г. Чебоксары
За последние годы в производстве низковольтных комплектных устройств распределения электроэнергии и управления электроприводами (НКУ) наметились положительные тенденции, подтверждающие возможность организации современного производства НКУ на российских заводах. Несмотря на это, имеет место отставание отечественных устройств по многим определяющим техническим параметрам. Для того чтобы конкретизировать, по каким пунктам технических требований изготавливаемые российскими производителями НКУ не соответствуют требуемому уровню, рассмотрим эти изделия в сравнении с аналогичными изделиями зарубежных компаний, а также проанализируем, насколько они соответствуют международному стандарту на НКУ МЭК439.1.
Конструктивные
варианты НКУ
С учетом требований эксплуатационных организаций в части обеспечения ремонтопригодности ведущими производителями изготавливаются три конструктивных варианта НКУ:
Вариант А – выдвижное исполнение, при котором блок подключается при помощи разъемов как к силовым шинам НКУ, так и к клеммным зажимам для внешних отходящих проводов.
Вариант В – втычное исполнение, где блок подключается к силовым шинам НКУ при помощи разъемов, а к клеммным зажимам для внешних проводов – через съемный штепсельный разъем, неподвижная часть которого установлена на блоке.
Вариант С – стационарное исполнение. Блок подключается к силовым шинам и к внешним отходящим проводам через клеммные зажимы.
На рис. 1 условно показаны три варианта подключения. Каждый из конструктивных вариантов силовых блоков обеспечивает свой определенный уровень быстроты и безопасности замены вышедшего из строя блока.
При варианте А предварительно обесточенный блок (например, при отключенном автоматическом выключателе) может быть отсоединен от силовых шин, находящихся под напряжением, и вынут из НКУ без использования какого-либо инструмента.
При варианте В условия отсоединения блока остаются теми же, но необходимо, после того, как блок обесточен, вручную отсоединить штепсельный разъем, подключающий блок к клеммным зажимам для внешних проводов.
При варианте С отключение блока и от силовых шин, и от клеммных зажимов для внешних проводов может быть осуществлено только с использованием инструмента и, как правило, при обесточенных силовых шинах.
На российских заводах производятся два конструктивных исполнения НКУ. На базе варианта А построены щиты распределения электроэнергии с автоматическими выключателями выдвижного исполнения. Щиты управления электроприводами, которые комплектуются блоками «автомат–пускатель», изготавливаются только в конструктивном исполнении по варианту С.
Оценим ситуацию в России. На электростанциях для электроснабжения токоприемников собственных нужд используются силовые трансформаторы 6/0,4 кВ практически одной мощности – 1000 кВА, на промышленных предприятиях и в нефтегазовой промышленности изредка применяются трансформаторы мощностью 1600 кВА и совсем редко – мощностью 2500 кВА.
На базе силовых трансформаторов и распредустройств с выдвижными выключателями строятся комплектные трансформаторные подстанции (КТП). В распредустройствах номинальный ток выключателей отходящих линий, как правило, не превышает 630 А. От этих выключателей и осуществляется питание щитов управления электроприводами. Возможен вариант, когда щиты управления электроприводами подключаются непосредственно к силовому трансформатору. В этом случае номинальный ток сборных шин щитов не превышает 1600 А.
При всем этом предприятия российской промышленности не изготавливают щиты управления электроприводами в наиболее безопасном и удобном в эксплуатации конструктиве с выдвижными и втычными блоками (конструктивное исполнение по вариантам А и В).
Поэтому сейчас ряд зарубежных фирм ведет активную и довольно успешную маркетинговую политику по продвижению щитов с выдвижными блоками на российский рынок. Сдерживающим фактором для массового перехода отечественных потребителей на эти изделия является их сравнительно высокая стоимость, которая в среднем в 5–7 раз превышает стоимость щитов со стационарными блоками, укомплектованных аппаратами российского производства.
Тот факт, что такие фирмы, как «ПО Элтехника» (г. Санкт-Петербург) и ОАО «Прогресс» (г. Протвино), на базе конструктивов и аппаратов иностранных фирм организовали производство щитов с выдвижными блоками, по ряду причин, главной из которых является высокая стоимость изделий, на сегодняшний день не оказал существенного влияния на российский рынок.
Преимущества
импортных комплектующих
При внимательном изучении одновременно международного стандарта МЭК439.1 и технических характеристик систем НКУ, изготавливаемых зарубежными производителями, можно сделать вывод, что уровень НКУ передовых западных компаний соответствует требованиям стандарта. При разработке новых систем НКУ основополагающими аспектами должны стать:
- электро– и пожаробезопасность;
- удобство эксплуатации и ремонтопригодность без снятия напряжения;
- стойкость к токам короткого замыкания, включая шинопроводы и защитные аппараты.
Чтобы реализовать эти требования, необходимо будет использовать в НКУ аппараты производства зарубежных фирм. О проблемах российских производителей выключателей я рассказал в первой части материала.
Естественно, возникает вопрос, не нанесет ли отказ от российских выключателей ущерб отечественному аппаратостроению. Как бы парадоксально это ни звучало, но, к сожалению, не нанесет. Несмотря на то, что объем производства российских аппаратов в 2003 г. составляет не более 25% в сравнении с 1991 г., возможности по увеличению количества изготавливаемых изделий ограничены. Это связано как с физическим износом механооборудования на предприятиях, так и с дефицитом квалифицированных специалистов, в первую очередь рабочих. Поэтому при реализации планов, связанных с увеличением российского ВВП в два раза, неизбежно возникнет дефицит в низковольтных аппаратах и встанет вопрос об их закупке по импорту.
Как известно, номинальный ток 85% токоприемников не превышает 40 А, в том числе у 70% токоприемников номинальный ток до 25 А. На эти токи могут быть использованы импортные выключатели, которые предназначены для защиты асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором и имеют защиту (отсечку) от коротких замыканий и защиту от перегрузки с регулируемой уставкой, наличие которой позволяет не предусматривать дополнительного теплового реле.
Кроме того, подобные выключатели могут работать в сети с ожидаемым током короткого замыкания до 100 кА и именно наличие этого параметра позволяет кардинально изменить систему построения НКУ для электростанций. Дело в том, что для защиты от разрушения автоматических выключателей АП-50Б и ВА51-25 с низким показателем по устойчивости к токам короткого замыкания, блоки управления мало мощными токоприемниками устанавливаются в шкафах серии РТЗО с вводным блоком на ток 50 А. Номинальный ток сборки из шкафов РТЗО определен током реактора, который ограничивает отключаемый ток до уровня, допустимого для применяемых выключателей.
При наличии выключателей, устойчивых к значительным токам короткого замыкания, появляется возможность без ограничений строить щиты распределения и управления, укомплектованные блоками управления и автоматическими выключателями, которые в настоящее время устанавливаются в сборках РТЗО, шкафах 6ШН, ящиках и шкафах серии ЯЭ и ШЭ и в щитах распределения КТПСН. Оправдано также использование импортных выключателей на большие токи в щитах распределения электроэнергии, в первую очередь в шкафах ввода и секционирования.
Когда рассматриваются проблемы, связанные с автоматическими выключателями, то можно выделить сектор их применения, в рамках которого выгода от их замены на импортные очевидна. Что касается пускателей, то этот вопрос требует дополнительного изучения и при этом желательно, чтобы ВНИИР дал свое заключение о качестве изготовления этих аппаратов с рекомендациями, на какие заводы-изготовители следует ориентироваться.
Основная цель –
создание новых систем НКУ
В целом использование импортной аппаратуры должно быть технико-экономически обосновано, в том числе с учетом критерия «цена–качество». Вообще правильнее было бы ставить вопрос не о замене отечественных аппаратов на импортные, а о создании новых систем НКУ с использованием импортной аппаратуры при условии сохранения в производстве всех изготавливаемых систем НКУ.
Главный фактор, подтверждающий реальность решения вопроса по разработке и освоению производства на российских заводах электропромышленности современных систем НКУ, – это появившаяся в последние годы возможность переоснащения производства за счет использования технологического оборудования, включающего роботизированные комплексы для изготовления металлоконструкций, линий порошковой окраски, специального оборудования для гибки, пробивки и резки медных шин, ручного инструмента для пробивки отверстий в дверях шкафов, ручного инструмента для монтажа проводов, оборудования для печатания табличек и т.д. Как известно, ряд заводов в той или иной мере уже имеет такое оборудование.
Рассматривая вопросы, связанные с организацией производства щитов управления электроприводами с выдвижными блоками, необходимо учитывать, что их изготовление возможно только при использовании высокоточного производительного технологического оборудования. Наличие роботизированных комплексов как раз и позволяет решить эту задачу.
С учетом российской специфики прохождения заказов, которая сформировалась во времена существования Госснаба СССР, быстрое и массовое внедрение новых систем НКУ возможно при выполнении следующих условий:
- техинформация на НКУ, передаваемая предприятиями проектным институтам, должна включать подробную техническую документацию как на всю систему НКУ, так и на функциональные модули, на базе которых строятся устройства;
- в новых системах НКУ электрические принципиальные схемы базовых типовых НКУ, в первую очередь блоков управления асинхронными двигателями с короткозамыкающим ротором, должны быть идентичны изготавливаемым типовым НКУ.
Как известно, на российском рынке электротехнической продукции в настоящее время функционирует несколько известных инофирм, но активную политику в части продажи силовых комплектных устройств проводят две фирмы: Schneider Electric и Moeller.
При этом интерес Schneider Electric сконцентрирован на продаже лицензий, в частности, на право сборки систем НКУ типа OKKEN. Кроме того, несколько предприятий уже осуществляют сборку системы типа Prisma. Без сомнения, эти системы НКУ соответствуют современным техническим требованиям, но высокая стоимость делает их недоступными для большинства заказчиков.
Как показал технико-экономический анализ, который основывается на уже накопленном опыте производства НКУ с использованием импортной аппаратуры, целесообразно принять следующий вариант разработки и внедрения новых систем НКУ:
- все основные металлоконструкции разрабатываются и изготавливаются на российских предприятиях;
- в качестве базового на первом этапе выбирается втычное исполнение НКУ (вариант В), как более простое и технологичное в изготовлении. Предварительный опрос показал, что такое исполнение НКУ устраивает большинство российских заказчиков;
- новая система НКУ должна позволять одновременно использовать отечественную и импортную аппаратуру;
- при разработке новой системы НКУ оправдано применение конструктивов, обеспечивающих втычное подключение функциональных блоков производства зарубежных фирм.
Предварительно проведенные переговоры показали, что на такие условия партнерского участия в производстве НКУ согласна фирма Moeller, при этом работу планируется выполнить на базе системы НКУ типа MODAN.
Вариант А
Выдвижное исполнение
Блок подключается
при помощи разъемов
как к силовым сборным шинам, так и к клеммным зажимам для внешних отходящих линий
| 
Вариант В
Втычное исполнение
Блок подключается
к силовым сборным шинам НКУ
при помощи разъемов,
а к клеммным зажимам для внешних отходящих линий через штепсельный разъем
| 
Вариант С
Стационарное исполнение
Блок подключается
к силовым сборным шинам
и внешним отходящим линиям через клеммные зажимы
|
Решение необходимо одно,
а производителей – много
В заключение необходимо сказать несколько слов о возможной стратегии, которой следует руководствоваться при разработке новой системы НКУ. Если обобщить все действующие в России факторы, то совершенно неоправданно разработку новой системы НКУ осуществлять с ориентацией на какой-либо один завод-изготовитель по следующим причинам:
- во-первых, встречаются заказчики, которые не позволяют проектным институтам использовать при проектировании новые системы НКУ, если они изготавливаются только на одном заводе;
- во-вторых, если новая система НКУ действительно будет пользоваться спросом, то заводы, на которых не планировалось внедрение ее в производство, руководствуясь технической информацией, предназначенной для проектных институтов, и закупив, при необходимости, образцы новых НКУ, самостоятельно освоят их производство.
Учитывая эти факторы, разработку и внедрение новой системы НКУ планирует взять на себя инжиниринговая фирма НПО «Электроаппарат», у которой имеется опыт разработки и производства НКУ, в том числе с импортной аппаратурой. Разработку новой системы предполагается выполнить с привлечением ведущих проектных институтов и заводов-изготовителей НКУ, а также с учетом многолетнего опыта разработок унифицированных серий НКУ для промышленности и энергетики, которые проводились в рамках Минэлектротехпрома СССР начиная с шестидесятых годов. Этот опыт не забыт и понятен как проектным институтам, так и заводам-изготовителям, что позволяет надеяться на успешное выполнение всего комплекса работ, связанного с разработкой и освоением производства систем НКУ, отвечающих современным требованиям.
Из вышеизложенного можно сделать следующие выводы:
- организация производства низковольтных аппаратов, отвечающих требованиям мирового уровня, возможна в случае перехода на использование современного высокопроизводительного оборудования. Наиболее вероятно, что эта задача будет решена при неизбежной модернизации всего машиностроения, без чего вряд ли возможна реализация планов по увеличению российского ВВП в два раза;
- в российской электропромышленности имеются все необходимые предпосылки для организации производства современных НКУ. Решение этой задачи позволит в значительной мере сократить закупки НКУ производства западных фирм.
| 
|
