Токопроводы: традиции и инновации

Рынок

Традиционная область применения токопроводов – строительство и расширение электрических станций всех типов, электрические соединения турбогенераторов с силовыми повышающими трансформаторами, трансформаторами собственных нужд, преобразовательными трансформаторами и трансформаторами тиристорного возбуждения генераторов.

В ряду наиболее известных российских производителей токопроводов – Завод «Урал-Мосэлектро»  (Екатеринбург), Московский завод «Электрощит» (Москва), «Электропульт» (С.-Петербург), Невский завод «Электрощит» (С.-Петербург), «АБС ЗЭиМ Автоматизация» (Чебоксары), ГК «Электрощит»-ТМ Самара», ПФ «КТП-Урал» (Екатеринбург).

Наибольшее распространение в России получили токопроводы с воздушной изоляцией. Они применяются на объектах энергетики и промышленности с конца 80-х годов. 

По словам Екатерины Бабуриной, специалиста по маркетингу ОАО «Мосэлектрощит», одно из основных современных направлений совершенствования конструкции токопроводов – минимизация габаритов за счёт изоляции, а также изменение конфигурации кожухов для более удобной установки в помещениях.

«Производители постоянно совершенствуют комплектующие», – говорит руководитель отдела продаж токопроводов «АБС ЗЭиМ Автоматизация» (входит в «АБС Холдингс») Александр Гынин.  Например, качественные резинотехнические изделия обеспечивают высокую надежность герметизации узлов крепления изоляторов, значительно увеличивая срок эксплуатации изделия.

«Конструкция токопроводов для максимального облегчения монтажа, обслуживания и ремонта постоянно совершенствуется, – рассказывает главный конструктор «Производства токопроводов» ЗАО «ГК «Электрощит»-ТМ Самара» Ирина Ткаченко. – Для производства используются современные материалы, повышающие работоспособность и долговечность продукции».

Относительно новый для российского рынка продукт – токопроводы с литой изоляцией.
Их основное преимущество – малые габариты в сечении, это хорошее решение для помещений с ограниченным пространством. Но в ряде случаев применение невозможно из-за ограничения технических характеристик (например, большой мощности передаваемой энергии).  «В ближайшие годы ситуация  с переходом от токопроводов с воздушной изоляцией на токопроводы с литой изоляцией коренным образом не изменится», – считает Александр Гынин.
Экономический кризис негативно отразился на рынке токопроводов. Замораживание ряда объектов и перенос сроков финансирования обусловили спад производства и реализации.
По мнению руководителя отдела продаж токопроводов «АБС ЗЭиМ Автоматизация» положительные изменения в сегменте токопроводов начнутся не раньше середины 2010 года.

Предлагаем обзор продукции отдельных производителей.
 

Токопроводы и шинопроводы «ПЫШМА»

Завод «Урал-Мосэлектро» производит токопроводы серии ТЗК, ТЗКР (рис. 1) и ТЗКЭП «ПЫШМА», напряжением 6 и 10 кВ на номинальный ток до 4000 А. Предназначены для выполнения электрических соединений в цепях трехфазного переменного тока частоты 50 Гц собственных нужд электростанций.

Рис. 1. Конструкция токопровода ТЗКР «Пышма».

Токопроводы ТЗКР состоят из оболочки 1, общей для трех фаз, и токоведущих шин 2 соответствующего профиля и сечения. Шины закрепляются к изоляторам 3 внутри оболочек по вершинам равностороннего треугольника посредством специальных шинодержателей.
Токопроводы ТЗКР выполняются с междуфазными разделительными перегородками 4 из металла. Перегородки предназначены для исключения возможности перехода однофазного замыкания на оболочку в межфазное короткое замыкание.
Токопроводы генераторного напряжения серии ТЭНЕ «ПЫШМА» на номинальный ток до 33000 А предназначены для выполнения электрических соединений на электростанциях и подстанциях и устанавливаемые в цепях переменного тока частотой 50 и 60 Гц, напряжением до 35 кВ.
Также завод выпускает и шинопроводы серии ШЗК-0,4 «ПЫШМА», напряжением до 1000 В на номинальный переменный ток 1600 и 2500 А (для электрического соединения трансформаторов собственных нужд мощностью до 1000 кВА с панелями ПСН или шкафами КТПСН-0,5 электрических станций) и шинопроводы серии ШЗК-1,2 «ПЫШМА», напряжением до 1200 В на номинальные постоянные токи 2000, 4000, 5000 и 6300 А, предназначены для электрического соединения возбудителей с панелями, сборками и щитами рабочего и резервного возбуждения генераторов мощностью до 1200МВт электрических станций.

Конструктивные особенности и преимущества токопроводов и шинопроводов «ПЫШМА»:
•    изготавливаются закрытыми в пофазном (ТЭНЕ и ТЭНП) исполнении. Это исключает попадание на шины посторонних предметов и доступ персонала к токоведущим частям;
•    все токопроводы и шинопроводы по всей трассе – цельносварные;
•    токопроводы и шинопроводы электродинамически устойчивы;
•    внешнее магнитное поле токопроводов скомпенсировано;
•    разъемные электрические контактные соединения к выводам электрооборудования осуществляется с применением высоконадежных переходных контактов имеющих серебряное покрытие;
•    на шинах устанавливаются компенсаторы линейных расширений для компенсации линейных изменений, вызываемых температурными перепадами;
•    кожухи секций имеют гофрированный профиль для компенсации линейных изменений, вызываемых температурными перепадами;
•    опорные изоляторы устойчивы к выпадению росы, инея и загрязнению, и имеют полимерную изоляцию. При необходимости узлы крепления изоляторов обеспечивают возможность легкой замены изоляторов без разборки секции;
•    в полости токопроводов ТЭНЕ и ТЭНП исключены емкостные разряды (искрение). Для этого между шинами и верхними изоляторами, а при вертикальной прокладке на всех изоляторах предусмотрена установка специальных стержневых пружинных контактов
•    конструкцией токопровода ТЭНЕ предусмотрены меры, обеспечивающие возможность удаления из полости токопровода водорода при возможных его утечках через неплотности в узлах крепления выводов генератора;
•    крепление секций токопроводов ТЭНЕ и ТЭНП к поперечным балкам – разъемно изолированное, что исключает циркуляцию наводимых токов
•    замер сопротивления в опорных узлах токопровода обеспечивается без разборки узлов крепления;
•    конструкция узлов соединения кожухов токопровода с генератором и трансформаторами исключает возможность перегрева кожухов секций от наводимых токов;
•    в состав токопровода и шинопровода в зависимости от конфигурации трассы входят угловые, Z-образные, Т-образные, угловые и другие секции;
•    токопровод и шинопровод могут быть укомплектованы электроаппаратурой и оборудованием в (трансформаторами тока и напряжения, разрядниками, ограничителями перенапряжений, трехполюсными заземлителями, разъединителями, проходными изоляторами и др.) зависимости от проектного задания. По требованию заказчика могут быть применены и другие типы электрооборудования;
•    все кожуха и шины токопроводов и шинопроводов покрыты высококачественным полимерным порошковым покрытием;
•    все изделия подвергающиеся коррозии покрыты высококачественным антикоррозийным покрытием.

Токопроводы КТЕА

Выпускаются ЗАО ПФ «КТП-Урал» на номинальные токи от 630 до 5000 А. «Материал, используемый для изготовления шин,  может быть как из специального алюминиевого профиля, так и из медных шин в диапазоне 630-2500 А», – поясняет Олег Летошко, начальник отдела  перспективных разработок ЗАО ПФ «КТП-Урал».  Токопроводы КТЕА предназначены для электрического соединения силовых трансформаторов с секциями КРУ и секций КРУ между собой.
Также токопроводы КТЕА(М) могут применяться:
    в открытых (ОРУ) и закрытых распределительных устройствах (ЗРУ) в составе подстанций других производителей;
    в системах электроснабжения предприятий различного назначения;
    в системах собственных нужд электростанций.

Токопроводы КТЕА(М) представляют собой трехфаз¬ную систему токоведущих шин с опорными изо¬ляторами, установленными на общей несущей раме (рис. 2). Токопровод монтируется на месте установки из набора трехфазных секций полной заводской готовности. Необходимая конфигурация токопро¬вода обеспечивается соответствующим подбором состава стандартных и специальных секций.

Рис. 2. Основные элементы конструкции токопроводов КТЕА(М).



Токопроводы КТЕА(М) имеют два варианта исполнения:
1)    на номинальные токи 630, 1000, 1600, 2000, 2500 А;
2)    на номинальные токи 3150, 4000, 5000 А.

Основное конструктивное различие вариантов исполнений токопроводов заключается в форме сечения токоведущих шин: в токопроводах на токи 630÷2500 А токоведущие шины имеют корытообразное сечение (рис. 3), а в токопроводах на токи 3150÷5000 А – трубчатое.

Рис. 3. Токоведущие шины на опорной раме без защитного кожуха, исполнения 630÷2500 А

Основные элементы секций токопровода – три токоведущие шины, расположен¬ные на полимерных опорных изоляторах, а также опорная рама и съемный кожух. Крепление шин корытообразной формы к изоляторам выполнено при помощи болтов; крепление трубчатых шин – при помощи хомутов. Токоведущие шины и рама выполнены из специального алюминиевого про¬филя электротехнического назначения; кожух – из алюминиевого листа. Возможно использование токоведущих шин из медного профиля. Охлаждение токопровода – естественное воздушное, с отводом тепловой энергии через алюминиевую оболочку. На шинах токопроводов устанавливаются компенсаторы линейных расширений для компенсации линейных изменений, вызываемых температурными перепадами.

Соединения токоведущих шин соседних секций выполняются при помощи сварки.
На участках подключения токопровода к силовому оборудованию, а также соединений секций наружной установки с секциями внутрен¬ней установки используются проходные изолято¬ры. Шины токопровода окрашиваются в соответствии с цветовым обозначением по правилам устройства электроустановок (ПУЭ).

Высокая надежность при передаче мощности – основное преимущество токопроводов КТЕА производства ЗАО ПФ «КТП-Урал». Надежная работа токопроводов КТЕА в течение всего срока службы обеспечивается рацио¬нальной конструкцией, оптимальным сечением токоведущих частей, эффективной системой контроля качества работ при изготовлении и монтаже секций (см. Табл. 1).

Таблица 1. Особенности и преимущества токопроводов КТЕА.




Инновации

В токопроводах производства ОАО «Мосэлектрощит» применяется инновационная система наддува, позволяющая поддерживать относительную влажность на необходимом уровне и предотвращающая разрушение опорных изоляторов. Также заводом разработана система индивидуального контроля сопротивления опорных изоляторов в режиме on-line. Благодаря ей можно вести непрерывную диагностику состояния опорной изоляции токопровода, быстро находить неисправные участки и тем самым предупреждать возможное развитие аварийных ситуаций.


К.Литвиненко