НПП “Элвест”: Уникальные разработки вакуумных выключателей

Для передачи и распределения электрической энергии в энергосистемах и на промышленных предприятиях требуется оборудование особо высокого уровня надежности, способное выдерживать нагрузки в сотни тысяч вольт, в тысячи ампер. И прежде всего это касается коммутационного оборудования — выключателей. Вплоть до конца
80-х годов использовались традиционные воздушные, масляные, электромагнитные выключатели, требующие дорогостоящего обслуживания, энергоемкие и пожаро— и взрывоопасные. Принцип гашения дуги в вакууме, давно известный физикам, применения в коммутационной аппаратуре не находил. Хотя очевидные преимущества вакуумных выключателей, такие, как высокая надежность, взрыво— и пожаробезопасность, экологическая чистота, минимальные эксплуатационные расходы, были всем известны, но из-за ряда нерешенных технических проблем внедрять в нашей стране вакуумную коммутационную аппаратуру на спешили. Решением проблем вакуумных выключателей занялись специалисты научно-производственного предприятия «ЭЛВЕСТ». Знание физической сущности процессов гашения дуги в вакууме и опыт проектирования высоковольтной аппаратуры позволили разработать принципиально новое оборудование, надежное и экономичное.

НПП «ЭЛВЕСТ» было основано в 1991 г. За более чем восьмилетнюю историю существования предприятием была спроектирована серия вакуумных выключателей на напряжение от 10 до 110 кВ с номинальными токами отключения от 20 до 40 кА. Если производством вакуумных выключателей на напряжение 10 кВ занимается около десятка предприятий, то разработчик и поставщик вакуумных выключателей на 35 и 110 кВ в России единственный — НПП «ЭЛВЕСТ». Многие модели выключателей уникальны и практически не имеют мировых аналогов.

Надежность и эргономичность вакуумных выключателей НПП «ЭЛВЕСТ» была по достоинству оценена многими предприятиями России и СНГ. На сегодняшний день выключатели, созданные специалистами НПП «ЭЛВЕСТ», успешно эксплуатируются на предприятиях химической и металлургической промышленности (на Челябинском и Оскольском металлургических комбинатах, на Молдавском и Белорусском металлургических заводах, Братском алюминиевом заводе и т.д.), в энергосистемах (Башкирэнерго, Пермьэнерго, Свердловэнерго и т.д.), на подстанциях железных дорог.

Все разработки производятся с учетом конкретных требований потребителей при всестороннем изучении рынка. Уникальные научные исследования, базирующиеся на опыте и знаниях высококвалифицированных специалистов, позволяют решать сложные технические проблемы, такие как повышение механического ресурса выключателей, отключение больших емкостных токов, обеспечение высокого быстродействия и отсутствия перенапряжения при коммутации вакуумными выключателями различных типов нагрузок. Предприятие охотно делится своими знаниями с будущими профессионалами. Специалистами НПП «ЭЛВЕСТ» читается курс лекций по вакуумной коммутационной технике в УГТУ-УПИ.

НПП «ЭЛВЕСТ» активно сотрудничает со многими исследовательскими институтами, проектирующими объекты с применением вакуумных выключателей. Постоянными партнерами предприятия являются: Всероссийский Электротехнический Институт (г. Москва), знаменитый своими работами по созданию вакуумных камер, исследовательские центры Москвы и Екатеринбурга. Проводятся совместные научные работы с учеными УГТУ-УПИ.

Надежность вакуумных выключателей, разработанных НПП «ЭЛВЕСТ», доказана практикой. Некоторые российские предприятия уже провели комплексную замену выключателей старых типов на вакуумные выключатели. Одним из наиболее ярких является пример Уфимской ТЭЦ-4, Башкирэнерго. До середины 90-х годов ТЭЦ-4 была оснащена традиционными воздушными выключателями класса напряжения 35-110 кВ. В 1995 г. была проведена полная замена старого оборудования на выключатели разработки НПП «ЭЛВЕСТ» типов ВБЭ-110 и ВВЦ-35. Эта замена позволила отказаться от громоздкого и энергоемкого дополнительного оборудования, необходимого для работы воздушных выключателей — компрессоров, резервуаров для воздуха, воздушных магистралей. Появилась возможность перевести персонал, занятый на обслуживании этого оборудования на другие участки работы. Все это позволило значительно снизить расходы на эксплуатацию и повысить надежность всей системы.

Не менее интересным примером может послужить отзыв, полученный от Челябинского металлургического комбината (МЕЧЕЛ). В отзыве говорится: «…Эти выключатели (ВБЦ-35, ВБУ-35) по своим техническим и эксплуатационным характеристикам полностью удовлетворяют наше предприятие, так как обеспечивают бесперебойную работу электрических сталеплавильных печей. Ваши выключатели мы используем не только при строительстве новых печей, но и для замены ранее приобретенных нами дорогостоящих импортных выключателей на напряжение 35 кВ».

На настоящий момент НПП «ЭЛВЕСТ» разработаны несколько типов вакуумных выключателей, а также несколько десятков вариантов исполнений данных выключателей, которые отвечают требованиям как конкретных заказчиков, так и целых отраслей промышленности:

1. Вакуумные выключатели для металлургической промышленности: печные аппараты типов ВБУ-35, ВБЦ-35, ВБЭ-110 применяются на металлургических заводах и не имеют аналогов в России, странах ближнего и дальнего зарубежья. В странах СНГ такие выключатели имеются практически на всех крупнейших предприятиях. Например, уникальные выключатели типа ВБЭ-110 были установлены на Оскольском металлургическом комбинате в 1991 г. взамен американских выключателей. Несмотря на то, что им приходится работать в жестком режиме (50-100 коммутаций в сутки), они не израсходовали свой ресурс и до сих пор продолжают работать, работать и работать.

2. Вакуумные выключатели наружной установки представлены моделями ВБН-35, ВБНТ-35 на напряжение 35 кВ. ВБНТ-35, со встроенными трансформаторами тока, пришел на замену масляным выключателям
С-35, отслужившим многие десятки лет. Особенностью этой модели является то, что она легко встраивается в старую схему управления без привлечения дополнительных работ. Выключатели серии ВБН-35, изготовленные на Верхнетуринском машиностроительном заводе, успешно эксплуатируются на сетевых предприятиях энергосистем, таких как Свердловэнерго, Челябэнерго, Башкирэнерго, Оренбургэнерго, Саратовэнерго и др.

3. Вакуумные выключатели для железных дорог. Бесперебойную работу блоков фидеров подстанций переменного тока напряжением 27,5 кВ, постов секционирования и пунктов параллельного соединения электрических сетей железных дорог обеспечивают вакуумные выключатели серий ВБН-27,5 и ВБЦО-35. Выключатели ВБН-27,5, наружной установки, эксплуатируются на Московской, Восточно-Сибирской, Красноярской, Свердловской и др. железных дорогах.

ВБЦО-35 — одна из новинок 1999 года, разработанных НПП «ЭЛВЕСТ». Выключатель предназначен для установки в закрытые распределительные устройства. Первые аппараты данного типа уже установлены в эксплуатацию.

4. Серия 10 кВ выключателей. Серия появилась в результате глубокого и всестороннего анализа парка установленных в эксплуатацию выключателей класса 10 кВ. В основе — это масляные, электромагнитные выключатели, незначительное количество воздушных и редко встречающиеся элегазовые коммутационные аппараты. Количество типоисполнений вышеуказанных выключателей (на выкатных тележках, стационарно смонтированные, встроенные в ячейки КСО, а также имеющие разные схемы и системы управления) насчитывает несколько сотен. Всего же, по оценке специалистов НПП «ЭЛВЕСТ», в России и странах СНГ в эксплуатации находится более 500000 выключателей, большая часть из которых не отвечает современным требованиям и требует замены. В середине 90-х готов НПП «ЭЛВЕСТ» была завершена опытно-конструкторская разработка вакуумного выключателя ВБКЭ-10. Данный выключатель отвечает всем требованиям, предъявляемым к коммутационному аппарату данного класса: пружинный привод, гибкая система управления приводом, позволяющая встраивать ВБКЭ-10 в старые схемы управления без изменения последних, высокая надежность, уникальная конструкция, позволяющая в заводских условиях проводить адаптацию выключателя к различным КРУ, КСО. По состоянию на 1999 год в эксплуатации находится несколько тысяч выключателей ВБКЭ-10, изготовленных на Нижнетуринском электроаппаратном заводе.

НПП «ЭЛВЕСТ», кроме разработок принципиально новых выключателей, производит адаптацию серийно выпускаемых вакуумных выключателей под любые ячейки распределительных устройств КРУ, КСО с учетом пожеланий и требований заказчика, а также проводит комплекс сервисных услуг от монтажа выключателей в эксплуатации до консультаций по любым техническим вопросам.

На примере сказанного можно убедиться, что следующим после надежности и долговечности качеством вакуумных выключателей НПП «ЭЛВЕСТ» является легкость их установки на место уже отслуживших свой срок аппаратов, пусть и другого принципа действия. Новые выключатели не только соответствуют старым моделям по эксплуатационным характеристикам, геометрии элементов, параметрам управления приводом выключателя, но и превосходят их по техническим показателям.

В заключение остается сказать, что, несмотря на экономические сложности, коллектив НПП «ЭЛВЕСТ» продолжает проведение исследовательских работ, создает новые типы уникальных вакуумных выключателей, не только не уступающих мировым аналогам, но и превосходящих их.