DTEK Grid Upgrade: Эксплуатация интеллектуального реклоузера Rockwill 10 кВ в условиях экстремального холода (-40°C) на примере Украины

В качестве эталона для китайского производства среднего напряжения распределительного оборудования, выходящего на мировой рынок, Rockwill установил глубокое сотрудничество с DTEK Kyiv Power Grid, Украина. Индивидуальные решения по внешним вакуумным выключателям были массово развернуты для устранения существующих недостатков в местных сетях распределения 10 кВ, что всесторонне улучшило надежность и автоматизацию энергоснабжения в регионе, создав флагманский проект модернизации распределительной сети в Киеве.

01 Проектный фон: основные болевые точки сети распределения DTEK Киева

Киев, столица Украины, полагается на воздушные линии распределения 10 кВ, управляемые DTEK, как ключевой источник энергоснабжения, охватывающий городские районы, пригородные деревни и общественные нагрузки. Устаревшее оборудование имеет длительный срок службы и низкий уровень автоматизации, с тремя основными проблемами:

• Частые отказы и нестабильное энергоснабжение: экстремальные сезонные колебания температур, обледенение, грозы и суровые погодные условия часто вызывают короткие замыкания и заземления на воздушных линиях 10 кВ. Традиционные выключатели не могут автоматически восстановить подачу электроэнергии, требуя ручного ремонта, что приводит к продолжительным отключениям и нарушает потребление электроэнергии в городе.
• Низкая эффективность эксплуатации и высокие затраты на управление: длинные и разбросанные линии 10 кВ имеют удаленные места внешней эксплуатации. Отсутствие дистанционного мониторинга приводит к медленному определению неисправностей и высоким затратам на ручные проверки, что не удовлетворяет требованиям интенсивного технического обслуживания и управления.
• Слабая мощность сети и ограниченные возможности модернизации: растущие городские нагрузки на энергию и интеграция распределенных источников энергии делают устаревшие защитные устройства уязвимыми к помехам. Быстрое изоляция отказов и самообновление сети не могут быть достигнуты, ограничивая модернизацию умной распределительной сети.

Для достижения целей DTEK по модернизации сети распределения 10 кВ, снижению отключений и упрощению эксплуатации и обслуживания в Киеве, местные энергетические органы выбрали Rockwill после нескольких раундов технической оценки. В 2021 году было развернуто двадцать комплектов внешних вакуумных выключателей для продвижения умной трансформации распределительной сети Киева.

02 Основные продукты и индивидуальные решения 2.1 Основные характеристики продуктов

Массово развернутые внешние вакуумные выключатели Rockwill 10 кВ полностью соответствуют стандартам сети DTEK Киев 10 кВ и IEC 62271‑111, с однominутным напряжением выдержки при частоте 42 кВ и напряжением выдержки при ударе молнии 75 кВ:

Пункт

Технический параметр

Номинальное напряжение системы

10 кВ (максимальное рабочее напряжение: 12 кВ)

Номинальная частота

50 Гц

Средство гашения дуги

Высокочистый вакуумный прерыватель

Настраиваемая последовательность повторного включения

3 раза (настраивается под условия Киева)

Общее время отключения

≤35 мс

Класс общей защиты

IP65

Диапазон рабочих температур

-40 °C ~ +50 °C, противоледяной, противообледенительный, устойчивый к влажному теплу

Режим управления

Локальное ручное управление + удалённое интеллектуальное управление через платформу DTEK

2.2 Индивидуальный технический дизайн для киевской сети 10 кВ и климата

Оптимизированные улучшения были внедрены на основе характеристик нагрузки линий 10 кВ Киева, пригородных внешних условий и низкотемпературного восточноевропейского климата:

• Улучшенный дизайн для экстремальных условий: высоковольтная внешняя изоляция использует морозостойкую силиконовую резину с высокой прочностью при низких температурах и гидрофобными антизагрязняющими свойствами, соответствующими стандарту IEC 62271‑111 для эксплуатации в пригородных условиях зимой в Киеве.
• Интеллектуальная система самовосстановления: интеллектуальное устройство измерения и управления, адаптированное к сетям 10 кВ Украины, осуществляет мониторинг реального времени напряжения и тока линии, точно различает временные и постоянные неисправности, а также быстро восстанавливает питание и изолирует неисправности посредством многоступенчатого автоматического повторного включения, что значительно сокращает продолжительность отключений.

2.3 Сравнение ключевых преимуществ: традиционный опорный выключатель vs вакуумный реклоузер Rockwill 10 кВ

Сравнительный аспект

Традиционный опорный выключатель на 10 кВ

Автоматический вакуумный повторно-включающийся выключатель Rockwill на 10 кВ для наружной установки

Возможность восстановления после аварии

Ручной ремонт на месте, отключение электроснабжения на 4-8 часов

Восстановление электроснабжения в течение 60 секунд при кратковременных повреждениях (включая оценку защиты и выполнение операций)

Адаптивность к окружающей среде

Узкий диапазон температур, склонен к образованию конденсата и обледенению зимой

Оптимизированная работа в широком диапазоне температур, адаптированная к низкотемпературным условиям с обледенением в Киеве

Режим ежедневного технического обслуживания и ремонта

Полностью ручной осмотр на месте, высокие затраты

Интеграция с удаленной платформой DTEK, автоматическая работа без присмотра, снижение затрат на техническое обслуживание на 70%

Надежность работы

Короткий механический срок службы, частые внешние повреждения

Долговечная вакуумная структура гашения дуги, стабильная долгосрочная работа без технического обслуживания

Адаптивность к модернизации сети

Одна функция, несовместима с умной модернизацией сети на 10 кВ

Настраиваемые параметры, полностью соответствующие стандартам модернизации распределительной сети DTEK Kyiv

03 Полный цикл поставки: от заводских испытаний до ввода в эксплуатацию на месте в Киеве 3.1 Заводские приемо-сдаточные испытания (ЗПСИ)

Все оборудование на напряжение 10 кВ для киевского проекта прошло строгие полные испытания в соответствии со стандартами МЭК 62271-111 и МЭК 60255 перед поставкой:

• Испытание изоляции на выдерживание напряжения: выдерживание промышленной частоты 42 кВ (в течение 1 мин) и импульсного напряжения грозового разряда (BIL) 75 кВ — полностью удовлетворяет требованиям к изоляционной безопасности средненапряженной сети Украины на 10 кВ.
• Испытание функции динамического автоматического повторного включения: моделирование ударов молнии, препятствий от деревьев, коротких замыканий и других распространенных повреждений на линиях 10 кВ Киева; три действия автоматического повторного включения выполнены точно без колебаний при стабильном коэффициенте мощности и рабочих параметрах.
• Испытание функций релейной защиты: моделирование междуфазных коротких замыканий, однофазных замыканий на землю, проблем с направлением мощности, включения на повреждение и других эксплуатационных условий для проверки надежности ключевых функций защиты, включая повторное включение по режиму 79, токовую защиту, защиту от замыкания на землю, направленную защиту, защиту от перенапряжения и пониженного напряжения, а также токовую защиту от обратной последовательности. Точная идентификация повреждений с миллисекундной точностью и надежное срабатывание без ложных срабатываний или отказов обеспечили безопасную и стабильную работу распределительных линий.

• Испытание в условиях имитации окружающей среды: при имитации низких температур и высокой влажности в Киеве (−40 °C, влажность 95 %) оборудование работало стабильно при полной нагрузке в течение 72 последовательных часов без каких-либо отклонений.

3.2 Упаковка и логистика

Основные электрические компоненты были герметично упакованы в вакуум для защиты от влаги, возникающей при морской перевозке и резких перепадах температур при наземных перевозках в Восточной Европе. Оборудование было упаковано в прочные фумигированные деревянные ящики и защищено высокопрочными материалами, поглощающими ударные нагрузки, чтобы выдерживать морские перевозки и длительные наземные перевозки в Украине. Были предоставлены полные технические руководства на английском языке, сертификаты соответствия стандартам МЭК, протоколы заводских испытаний и документы для таможенного оформления, чтобы соответствовать местным правилам импорта и обеспечить эффективную доставку и таможенное оформление проекта DTEK.

3.3 Монтаж и ввод в эксплуатацию

Перед вводом в эксплуатацию оборудование прошло типовые испытания и получило сертификацию в национальных украинских энергетических лабораториях (например, ДТРЦ), подтверждающие соответствие местным требованиям к электросетям.

• Rockwill направила двуязычные профессиональные технические команды в Киев для оказания полного комплекса локализованных технических услуг компании DTEK.
• Предоставлено на месте техническое руководство по строительству оснований для оборудования на опорах 10 кВ и проектированию системы заземления для обеспечения долгосрочной безопасности эксплуатации на открытом воздухе.
• Выполнено изготовление оконечных заделок высоковольтных кабелей, испытания изоляции, а также подъем и фиксация оборудования в строгом соответствии с украинскими нормами и правилами строительства электрических сетей.
• Осуществлена настройка локализованных уставок защит и проведена комплексная системная наладка на основе характеристик колебаний нагрузки в сети DTEK Киева на 10 кВ.
• Проведено практическое обучение и инструктаж по ежедневному устранению неисправностей для местного эксплуатационно-ремонтного персонала DTEK, а также переданы полные технические документы на английском языке для самостоятельного обслуживания после завершения проекта.

04 Результаты проекта: ценность, основанная на данных, и высокое признание 4.1 Ключевые эксплуатационные данные

Данные, полученные в ходе полевых измерений на платформе эксплуатации и технического обслуживания распределительной сети DTEK Киева (2021 г.):

• Значительное повышение надежности электроснабжения: время восстановления при кратковременных повреждениях на модернизированных линиях 10 кВ в Киеве сократилось с 4 часов до ≤60 с с быстрым выделением постоянных повреждений. Среднегодовая продолжительность перерывов в электроснабжении потребителей в модернизированных участках снизилась на 60–85 %.
• Оптимизация качества напряжения и снижение потерь в сети: стабилизация напряжения на концах линий 10 кВ, подавление колебаний нагрузки и снижение потерь в распределительных линиях в пригородных районах.
• Повышение эффективности эксплуатации и технического обслуживания: количество ежемесячных ручных осмотров линий 10 кВ в пригородах Киева сократилось с 10 до 3 благодаря использованию удаленных платформ эксплуатации и технического обслуживания, что позволило сократить совокупные расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание примерно на 70 % по сравнению с традиционными выключателями и значительно снизить нагрузку на техническое обслуживание на месте.
• Стабильная адаптивность к экстремальным условиям: оборудование функционировало точно и стабильно в суровых погодных условиях Киева, включая сильные морозы зимой, жару летом, грозы и сильные ветры, что подтвердило его превосходную устойчивость к воздействию внешней среды при эксплуатации на открытом воздухе.

• В рамках проекта модернизации сетей DTEK Киева в 2021 году продукция Rockwill продемонстрировала превосходную общую интеграцию и более быстрый удаленный отклик, обеспечивая совместимость с протоколами, специфичными для DTEK. Круглосуточные удалённые сервисные услуги (7×24 часа) существенно снизили долгосрочные затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание по сравнению с традиционными решениями, обеспечив более высокую общую экономическую эффективность и стабильность.

Отзыв отдела эксплуатации и технического обслуживания DTEK Kyiv Distribution: Высоковольтные вакуумные реклоузеры Rockwill хорошо адаптированы к местным суровым условиям эксплуатации, обеспечивая быстрый отклик на неисправности и стабильную работу. Они эффективно сокращают время отключения, снижают затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание, а также обеспечивают эффективное полномасштабное обслуживание, что способствует безопасной и надежной работе распределительной сети Киева.

05 Ценность проекта и промышленное значение

Этот проект значительно укрепил способность к самовосстановлению при возникновении неисправностей в распределительной сети 10 кВ DTEK Kyiv, обеспечил надежное электроснабжение столицы и способствовал переходу от традиционных к интеллектуальным самовосстанавливающимся распределительным сетям, снижая потери на линиях и повышая эффективность работы сети. Служа реплицируемым примером для модернизации городских распределительных сетей в Украине и Восточной Европе, он подтвердил надежную работу оборудования Rockwill 10 кВ в экстремальных условиях Восточной Европы, укрепил преимущества глобального расширения бренда, углубил сотрудничество в области энергетики между Китаем и зарубежными странами, а также способствовал интеллектуальной модернизации инфраструктуры распределения электроэнергии в Восточной Европе.

Использование технологии гашения дуги в вакууме вместо традиционного оборудования SF₆ в проекте DTEK Kyiv 2021 года позволяет добиться нулевых прямых выбросов парниковых газов (GWP = 0) во время эксплуатации. По сравнению с традиционными выключателями SF₆, оценивается, что за 25-летний жизненный цикл (при годовой скорости утечки 0,5 %–1 %) сокращаются выбросы CO₂e на 12 000 кг, что делает его ранним ориентиром для перехода к низкоуглеродной сети в Украине и соответствует европейским зеленым стандартам для оборудования без SF₆.

06 Услуги по эксплуатации и управлению на протяжении всего жизненного цикла

Rockwill предоставляет комплексную локализованную поддержку эксплуатации и технического обслуживания на протяжении всего жизненного цикла для модернизации сети 10 кВ DTEK Kyiv в Восточной Европе.

Сбор данных об оборудовании в реальном времени и раннее обнаружение опасностей осуществляются через круглосуточный удаленный онлайн-мониторинг. Разрабатываются индивидуальные планы технического обслуживания для местных условий с низкими температурами, высокой влажностью и пылью.

Многоуровневая система услуг, объединяющая региональные склады запчастей в Восточной Европе и удаленное техническое обслуживание из штаб-квартиры в Китае, обеспечивает долгосрочную бесперебойную стабильную работу высоковольтных вакуумных реклоузеров, защищая распределительную сеть Киева.

Для получения подробной информации о проекте или индивидуальных решениях автоматизации распределения за рубежом, пожалуйста, свяжитесь с Rockwill. Мы предоставляем профессиональные и эффективные услуги для продвижения качественного глобального развития энергетики.

Резюме вопросов и ответов экспертов

В: Какие ключевые технологические прорывы принесли 10 кВ реклоузеры Rockwill в проект модернизации сети DTEK Kyiv в условиях суровой окружающей среды в 2021 году?

А: Наши 10 кВ реклоузеры в 2021 году достигли стабильной работы при ультранизких температурах -40 ℃, нативно поддерживают протокол IEC 60870‑5‑104 для прямой интеграции с SCADA. Долгосрочные затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание на 40 % ниже, чем у сопоставимых международных брендов.

В: Какую долгосрочную ESG-ценность принес проект 2021 года?

А: Каждый реклоузер не использует шестифтористую серу (SF₆), что позволяет сократить выбросы CO₂-эквивалента на 12 000 кг за 25 лет и заложить основу для последующего перехода Украины к зеленой энергетике.