КРУ и КРУН: в чем разница, как устроены ячейки среднего напряжения и как их выбрать

Комплектные распределительные устройства (КРУ) и комплектные распределительные устройства наружной установки (КРУН) — это готовые заводские ячейки для сетей 6–35 кВ. Они принимают электричество от трансформатора или линии, распределяют его по потребителям и защищают сеть от коротких замыканий.

Что такое КРУ?

КРУ — это Комплектное Распределительное Устройство. Это конструкция, в которой присутствует выключатель, защита от аварий, приборы учёта и медные шины. Её привозят на место в готовом виде. Нужно только поставить устройство на пол внутри здания и подключить кабели. Такое решение позволяет значительно сократить сроки монтажа и уменьшить количество ошибок, связанных с человеческим фактором, поскольку все внутренние соединения уже проверены производителем.

Что такое КРУН?

КРУН — это та же конструкция, но предназначенная для установки на улице. Буква «Н» означает наружную установку. Корпус такого шкафа полностью герметичен. Он не боится дождя, снега и ветра. Внутри стоит обогреватель. Благодаря этому КРУН работает при морозе до минус 60 градусов. Дополнительно корпус оснащают специальными резиновыми уплотнителями для кабельных вводов, чтобы внутрь не проникала влага даже при сильном ветре с дождем.

Краткий список основных отличий КРУ от КРУН

1. Место установки: внутри здания (КРУ) против открытого воздуха (КРУН).
2. Герметичность корпуса: у блока КРУ есть вентиляция, в отличие от КРУН.
3. Температурный диапазон: от -10°C (КРУ) против от -60°C до +40°C (КРУН).
4. Наличие обогрева: отсутствует у КРУ против встроенного ТЭНа и подогрева воздуха внутри КРУН.
5. Антикоррозионная защита: обычная окраска (КРУ) против оцинкованной стали с порошковым покрытием (КРУН).
6. Стоимость шкафа: сам блок КРУ обойдётся дешевле, чем покупка КРУН, но проект в целом может быть выгоднее за счет экономии на строительстве.
7. Типовые серии: КРУ-2, КРУ-20, КРУ-35 для помещений против КВЕ, КРН, КРН-И для улицы и морских условий.

Где устанавливают КРУ и КРУН?

КРУ монтируют только внутри тёплых зданий: на заводах или электростанциях. КРУН ставят прямо на улице там, где строить здание невыгодно: на нефтяных вышках, ветряных станциях или вдоль трубопроводов. При этом КРУН часто используют в районах вечной мерзлоты и в открытом море на платформах, где возведение капитального укрытия экономически неоправданно или технически невозможно.

Как ячейки устроены внутри?

Каждая ячейка состоит из трёх изолированных отсеков:

• Первый — шинный, там проходят главные шины и шинные соединения.
• Второй — отсек выключателя, где находится главный коммутационный аппарат на выдвижной или стационарной тележке.
• Третий — кабельный, где размещают оборудование, необходимое для работы кабельного присоединения.

Если внутри одного отсека случится вспышка дуги, стенки удержат её и спасут соседние шкафы. Между отсеками устанавливаются стальные перегородки с жаростойкими прокладками, которые дополнительно гасят давление газов, возникающее при коротком замыкании.

В типовой цепи прохождения тока задействованы сборные шины, разъединитель, трансформатор тока, вакуумный выключатель и отходящий кабель. При этом ключевым элементом управления является микропроцессорная защита, непрерывно контролирующая параметры.

Если случается авария, защита даёт команду выключателю разомкнуть цепь всего за доли секунды. Современные микропроцессорные блоки защиты также запоминают параметры аварии и передают их на диспетчерский пульт для анализа причин отключения.

Разница в корпусах

Корпус обычного КРУ имеет вентиляционные отверстия, так как он стоит в тёплом помещении. Корпус КРУН сделан из оцинкованной стали и имеет специальное покрытие. Внутри КРУН есть обязательный электроподогрев с термостатом.

Двери дополнены специальными резиновыми уплотнителями, которые не замёрзнут даже при отрицательных температурах. Кроме того, конструкция блока КРУН часто имеет двускатную крышу, чтобы снег не скапливался и не создавал дополнительную нагрузку на установку.

Условия работы

• КРУ функционирует при температуре не ниже -10 градусов.
• КРУН работает на улице под дождём и снегом, при перепаде температур от минус 60 до плюс 40 градусов.
• Для КРУ нужно строить отдельное здание, а для КРУН достаточно бетонного фундамента на улице.
• Также КРУН не требует системы отопления всего помещения, что снижает эксплуатационные расходы в холодное время года.

Какие серии устройств выпускают?

Для помещений выпускают серию КРУ-2 на 10 киловольт, КРУ-20 на 20 киловольт и большие блоки КРУ-35 на 35 киловольт. Для улицы делают серии КВЕ и КРН. Например, серия КРН-И нужна для морских берегов, где воздух соленый и разрушает металл.

Также существуют специализированные серии с повышенной сейсмостойкостью для районов, где возможны землетрясения до 9 баллов.

Технические возможности

Основные параметры распределительных устройств зависят от номинального напряжения. Чем оно выше, тем больше должно быть рабочее напряжение и требуемый уровень изоляции. Срок службы любого устройства составляет около 25–30 лет. При этом ресурс по механическим включениям-отключениям у вакуумных выключателей достигает 10 000 циклов.

Как выбрать нужную ячейку

1. Определитесь с местом и климатом. Если ячейка будет стоять внутри здания — выбирайте КРУ, если на улице или в холодном укрытии — КРУН. Для уличной установки при морозах ниже −10 °C берите исполнение УХЛ1 или ХЛ1.
2. Подберите серию по напряжению сети — 6, 10, 20 или 35 кВ — и проверьте стойкость к аварии. Рассчитайте токи нормального режима по установленной мощности нагрузки с коэффициентами спроса и одновременности. Определите ожидаемый ток короткого замыкания на шинах и убедитесь, что аппараты ячейки выдержат его без повреждений.
3. Решите задачу учета электроэнергии. Если нужен точный учет для системы АСКУЭ, сразу закладывайте в комплектацию счётчик и трансформаторы тока класса точности 0,2S/0,5S.
4. Выберите схему главных цепей и набор защит под роль ячейки. Определите её функцию: ввод, секционирование, отходящая линия или измерение. Под эту роль соберите нужный терминал релейной защиты: МТЗ, ТО, ОЗЗ, АВР, дифференциальная защита шин.
5. Оцените наличие агрессивной среды. Если присутствует морская соль, химические испарения или сильная пыль IV–V степени загрязнения, выберите ячейку с усиленной изоляцией, например серию КРН-И, чтобы оборудование не разрушалось от коррозии.
6. Проверьте габариты. Сопоставьте размеры выбранных ячеек с вашим помещением ЗРУ или площадкой ОРУ. Убедитесь, что ширина коридора для сервисных работ составляет не менее 800 мм.
7. Сведите всё в единый опросный лист. Объедините все выбранные параметры — место, напряжение, токи, схема, защиты, климат, среда, габариты — в один документ. Это поможет избежать ошибок при заказе.
8. Запросите у завода документы перед покупкой. Проверьте наличие сертификатов ГОСТ Р, ТУ и протоколов испытаний. Обязательно запросите паспорта изделий, эксплуатационную документацию, схемы внешних соединений.

Монтаж и проверка

Перед установкой готовят ровный бетонный пол. КРУ стыкуют друг с другом в ряд. КРУН ставят на высокие подготовленные постаменты, чтобы избежать подтопления.

Перед включением проводят испытания изоляции напряжением и настраивают цифровые средства контроля и мониторинга. После монтажа обязательно выполняют фазировку всех присоединений. Это нужно, чтобы убедиться в правильности чередования фаз и синхронизации с соседними секциями подстанции.

Безопасность работ

Работать можно только по специальному разрешению — наряду-допуску. Бригада должна состоять минимум из двух человек. Сначала всё отключают и запирают замки. Проверяют отсутствие напряжения прибором. Только после этого накладывают заземление.

Сами шкафы тоже сконструированы так, чтобы защитить человека: блокировки физически не дают открыть дверь, пока внутри есть напряжение. Дополнительно для контроля на дверях устанавливают смотровые окна из ударопрочного стекла.

Рекомендации специалистов

Поставить обычное КРУ на улицу нельзя даже под навес — оно замёрзнет и заржавеет. Для сетей до 35 киловольт лучше выбирать вакуумные выключатели, они надёжнее.

Для коммерческого учёта электроэнергии требуйте трансформаторы тока класса точности 0,2S или 0,5S. Продумывайте систему заземления заранее. Контур заземления должен подходить непосредственно к опорным рамам каждой ячейки.

Также часто спрашивают про обслуживание — КРУН требует более частого осмотра уплотнителей и нагревателей, зато не нуждается в капитальном ремонте здания.