АО «Новая ЭРА» с момента возникновения постоянно находится на пике новых сложных задач, возникающих в морской электротехнике в части распределения и преобразования электроэнергии. Новые разработки всегда вызывались нуждами российского флота, комплектовались только комплектующими изделиями мирового уровня, а выпущенные изделия всегда соответствовали условиям эксплуатации в ЭЭС на морских объектах.
Поставленные АО «Новая ЭРА» распределительные устройства надежно работают на многих кораблях и судах, на военных и гражданских береговых объектах. Но это не означает, что постоянно выпускается однотипный комплект продукции по хорошо отлаженной технологии. Каждый проектируемый крупный морской объект требует разработки новых структурных и конструктивных подходов, новых схемных решений на основе активно развивающегося рынка комплектующего оборудования.
Когда потребовалось поставить на крупный шельфовый объект российского судостроения главные распределительные устройства (ГРУ) напряжением класса 6 и 10 кВ, то именно АО «Новая ЭРА» стала первым российским предприятием, разработавшим и поставившим ГРУ в морском исполнении по Правилам Российского морского регистра судоходства на МЛСП «Приразломная».
Конечно, революционный путь создания морских ячеек для ГРУ по уникальной технологии может и должен дополняться эволюционным методом адаптации ячеек гражданского берегового исполнения, если это позволяют условия эксплуатации и Правила РС. Таким путем на российском рынке пошли иностранные производители («АББ», «Шнейдер Электрик», «Сименс») и отечественные («ЧЭАЗ»).
Однако не во всех случаях и не для всех морских объектов допустимы такие решения. Корабли эксплуатируются в более жестких условиях, должны выполнять свои задачи, несмотря на внешние воздействия разной физической природы. Повышение мощности ЭЭС при электродвижении и использовании специального оборудования определяет новые повышенные требования к конструкции ГРУ и ячеек для новых российских кораблей и судов.
Проектанты неоднократно выдвигали требования ограниченных габаритов ГРУ для установки в межпалубном пространстве, стойкости к экстремальным условиям и простоты обслуживания. В соответствии с этими запросами была разработана малогабаритная ячейка К-318 НЭ для сборки ГРУ на напряжение 6,3 кВ. В начале 2017 года АО «Новая ЭРА» по результатам переговоров с АО «ЦКБ «Коралл» провела модернизацию ячейки серии К-318 НЭ на напряжение 6 и 10 кВ, разработка которой ведётся АО «Новая ЭРА» в рамках инициативной ОКР за счёт собственных средств. В ячейках расширенной серии предусмотрен ввод кабелей снизу и сверху, предусмотрены защиты и диагностика высоковольтных агрегатов автономной ЭЭС морского объекта. Внешний вид модернизированной ячейки серии К-318 НЭ на 10 кВ показан на рисунке 1.
Ячейка изначально разрабатывалась как изделие повышенной стойкости для всех ожидаемых воздействий при эксплуатации на заказах группы 2.1.1 по ГОСТ В 20.39.304, совместимой с современными системами автоматизированного управления, мониторинга и диагностики, используемых на современных кораблях и объектах МО РФ. Основные технические требования к разрабатываемой ячейке серии К-318 НЭ были сформированы по результатам обсуждения с Филиалом «ЦНИИ СЭТ» ФГУП «Крыловский государственный научный центр», НИИ КиВ ВМФ ВУНЦ ВМФ ВМА и Российским морским регистром судоходства.
Задача импортозамещения ограничивает перечень поставщиков комплектующего оборудования, отбор ведется по принципам минимизации зависимости от зарубежных поставок, наличии собственного производства на территории России, стабильности качества и оптимальной стоимости выпускаемых изделий.
Основным коммутирующим аппаратом выбран вакуумный выключатель типа VF12 (изготовитель ПО «Элтехника» по ТУ 3414-041-45567980-2012) с пружинно-электромоторным приводом, аттестованный ПАО «ФСК ЕЭС» и ПАО «Россети».
Для обеспечения защит фидеров и агрегатов ЭЭС морского объекта и хорошей дистанционной управляемости ГРУ с уровня ЦПУ в качестве устройств защит применены отечественные РЗиА серии БМРЗ (изготовитель «НТЦ «Механотроника» по ДИВГ.648228.001 ТУ), способные взаимодействовать по цифровой сети с САУ ЭЭС напрямую или с КСУ ТС через панельную станцию (изготовитель АО «Авро-МКС» по МКЛД.466229.050 ТУ). Дополнительная дуговая защита типа ДУГА (по ДИВГ.421453.002 ТУ) согласована с устройствами БМРЗ и повышает безопасность при повреждении шин ГРУ и возникновении на них короткого замыкания.
В качестве измерительных трансформаторов напряжения были выбраны антирезонансный НАЛИ-НТЗ (изготовитель «НТЗ «Волхов» по ТУ 3414-010-30425794-2014) и тока типа ТЛ-10М (изготовитель «СЗТТ» по ТУ16-2010 ОГГ.671225.012 ТУ) с литой изоляцией, обладающие повышенной стойкостью к перенапряжениям, перегрузкам, а также к аварийным механическим и климатическим воздействиям. Трансформаторы аттестованы ПАО «Россети» и другими организациями с тяжелыми условиями эксплуатации.
Для предотвращения вызванных старением опасных повреждений изоляции кабелей и ГРУ предусмотрены пассивные средства непрерывного мониторинга состояния изоляции CDM и IDR (изготовитель ООО «Димрус» по ТУ 4226-053-60715320-2009 и ТУ 4226-080-60715320-2009), работающие на принципе регистрации частичных разрядов, возникающих под действием рабочего напряжения свыше 3 кВ. Контроль состояния изоляции по частичным разрядам дополняет пассивный метод контроля тока утечки (тока нулевой последовательности) регламентируемый Правилами Российского морского регистра судоходства. Учет многосвязности процессов, влияющих на изоляцию при эксплуатации, привел к использованию адаптивных алгоритмов, учитывающих изменения состояния изоляции и позволяющих представлять результат работы системы мониторинга не только в виде физически измеренных и развернутых на фазовой плоскости значений, но также переводить в быстро воспринимаемые сигналы для обслуживающего персонала. Структурная схема непрерывного мониторинга состояния изоляции представлена на рисунке 2:
Красный – значительное превышение предварительно нормируемых значений параметров (предаварийное состояние);
Желтый – эпизодическое появление превышений нормируемых значений параметров (предупредительное состояние);
Зеленый – нет сигналов дефектов, отсутствуют скачки значений параметров (рабочее состояние).
Ячейки серии К-318 НЭ одностороннего обслуживания, могут размещаться как вдоль переборок, так и свободно в специальном электротехническом помещении. При условии установки в месте с ударными воздействиями меньше 36 g (с 1-ой полуволной амплитудой до 36 g длительностью 2 мс и со 2-й полуволной амплитудой до 7 g длительностью 11 мс) ячейки могут устанавливаться на палубный фундамент без амортизации. Пример установки на фундамент показан на рисунке 1.
Ячейки серии К-318 НЭ комплектуются изделиями исключительно российского производства, соответствуют требованиям Правил РС с учетом требований ГОСТ РВ 20.39.304 для группы 2.1.1. Модернизированные ячейки серии К-318 НЭ соответствуют требованиям перспективных судов, кораблей и других объектов морского базирования.
В.Ф. Кособоков, М.П. Тихомиров, А.А. Неелов, С.С. Стародед, В.И. Чугунов
Когда потребовалось поставить на крупный шельфовый объект российского судостроения главные распределительные устройства (ГРУ) напряжением класса 6 и 10 кВ, то именно АО «Новая ЭРА» стала первым российским предприятием, разработавшим и поставившим ГРУ в морском исполнении по Правилам Российского морского регистра судоходства на МЛСП «Приразломная».
Конечно, революционный путь создания морских ячеек для ГРУ по уникальной технологии может и должен дополняться эволюционным методом адаптации ячеек гражданского берегового исполнения, если это позволяют условия эксплуатации и Правила РС. Таким путем на российском рынке пошли иностранные производители («АББ», «Шнейдер Электрик», «Сименс») и отечественные («ЧЭАЗ»).
Однако не во всех случаях и не для всех морских объектов допустимы такие решения. Корабли эксплуатируются в более жестких условиях, должны выполнять свои задачи, несмотря на внешние воздействия разной физической природы. Повышение мощности ЭЭС при электродвижении и использовании специального оборудования определяет новые повышенные требования к конструкции ГРУ и ячеек для новых российских кораблей и судов.
Проектанты неоднократно выдвигали требования ограниченных габаритов ГРУ для установки в межпалубном пространстве, стойкости к экстремальным условиям и простоты обслуживания. В соответствии с этими запросами была разработана малогабаритная ячейка К-318 НЭ для сборки ГРУ на напряжение 6,3 кВ. В начале 2017 года АО «Новая ЭРА» по результатам переговоров с АО «ЦКБ «Коралл» провела модернизацию ячейки серии К-318 НЭ на напряжение 6 и 10 кВ, разработка которой ведётся АО «Новая ЭРА» в рамках инициативной ОКР за счёт собственных средств. В ячейках расширенной серии предусмотрен ввод кабелей снизу и сверху, предусмотрены защиты и диагностика высоковольтных агрегатов автономной ЭЭС морского объекта. Внешний вид модернизированной ячейки серии К-318 НЭ на 10 кВ показан на рисунке 1.
 |
| Внешний вид ячейки / "Новая ЭРА", АО |
Ячейка изначально разрабатывалась как изделие повышенной стойкости для всех ожидаемых воздействий при эксплуатации на заказах группы 2.1.1 по ГОСТ В 20.39.304, совместимой с современными системами автоматизированного управления, мониторинга и диагностики, используемых на современных кораблях и объектах МО РФ. Основные технические требования к разрабатываемой ячейке серии К-318 НЭ были сформированы по результатам обсуждения с Филиалом «ЦНИИ СЭТ» ФГУП «Крыловский государственный научный центр», НИИ КиВ ВМФ ВУНЦ ВМФ ВМА и Российским морским регистром судоходства.
Задача импортозамещения ограничивает перечень поставщиков комплектующего оборудования, отбор ведется по принципам минимизации зависимости от зарубежных поставок, наличии собственного производства на территории России, стабильности качества и оптимальной стоимости выпускаемых изделий.
Основным коммутирующим аппаратом выбран вакуумный выключатель типа VF12 (изготовитель ПО «Элтехника» по ТУ 3414-041-45567980-2012) с пружинно-электромоторным приводом, аттестованный ПАО «ФСК ЕЭС» и ПАО «Россети».
Для обеспечения защит фидеров и агрегатов ЭЭС морского объекта и хорошей дистанционной управляемости ГРУ с уровня ЦПУ в качестве устройств защит применены отечественные РЗиА серии БМРЗ (изготовитель «НТЦ «Механотроника» по ДИВГ.648228.001 ТУ), способные взаимодействовать по цифровой сети с САУ ЭЭС напрямую или с КСУ ТС через панельную станцию (изготовитель АО «Авро-МКС» по МКЛД.466229.050 ТУ). Дополнительная дуговая защита типа ДУГА (по ДИВГ.421453.002 ТУ) согласована с устройствами БМРЗ и повышает безопасность при повреждении шин ГРУ и возникновении на них короткого замыкания.
В качестве измерительных трансформаторов напряжения были выбраны антирезонансный НАЛИ-НТЗ (изготовитель «НТЗ «Волхов» по ТУ 3414-010-30425794-2014) и тока типа ТЛ-10М (изготовитель «СЗТТ» по ТУ16-2010 ОГГ.671225.012 ТУ) с литой изоляцией, обладающие повышенной стойкостью к перенапряжениям, перегрузкам, а также к аварийным механическим и климатическим воздействиям. Трансформаторы аттестованы ПАО «Россети» и другими организациями с тяжелыми условиями эксплуатации.
Для предотвращения вызванных старением опасных повреждений изоляции кабелей и ГРУ предусмотрены пассивные средства непрерывного мониторинга состояния изоляции CDM и IDR (изготовитель ООО «Димрус» по ТУ 4226-053-60715320-2009 и ТУ 4226-080-60715320-2009), работающие на принципе регистрации частичных разрядов, возникающих под действием рабочего напряжения свыше 3 кВ. Контроль состояния изоляции по частичным разрядам дополняет пассивный метод контроля тока утечки (тока нулевой последовательности) регламентируемый Правилами Российского морского регистра судоходства. Учет многосвязности процессов, влияющих на изоляцию при эксплуатации, привел к использованию адаптивных алгоритмов, учитывающих изменения состояния изоляции и позволяющих представлять результат работы системы мониторинга не только в виде физически измеренных и развернутых на фазовой плоскости значений, но также переводить в быстро воспринимаемые сигналы для обслуживающего персонала. Структурная схема непрерывного мониторинга состояния изоляции представлена на рисунке 2:
 |
| "Новая ЭРА", АО |
Красный – значительное превышение предварительно нормируемых значений параметров (предаварийное состояние);
Желтый – эпизодическое появление превышений нормируемых значений параметров (предупредительное состояние);
Зеленый – нет сигналов дефектов, отсутствуют скачки значений параметров (рабочее состояние).
Ячейки серии К-318 НЭ одностороннего обслуживания, могут размещаться как вдоль переборок, так и свободно в специальном электротехническом помещении. При условии установки в месте с ударными воздействиями меньше 36 g (с 1-ой полуволной амплитудой до 36 g длительностью 2 мс и со 2-й полуволной амплитудой до 7 g длительностью 11 мс) ячейки могут устанавливаться на палубный фундамент без амортизации. Пример установки на фундамент показан на рисунке 1.
Ячейки серии К-318 НЭ комплектуются изделиями исключительно российского производства, соответствуют требованиям Правил РС с учетом требований ГОСТ РВ 20.39.304 для группы 2.1.1. Модернизированные ячейки серии К-318 НЭ соответствуют требованиям перспективных судов, кораблей и других объектов морского базирования.
В.Ф. Кособоков, М.П. Тихомиров, А.А. Неелов, С.С. Стародед, В.И. Чугунов
