Новые методики построения систем оперативного постоянного тока

НОВЫЕ МЕТОДИКИ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ ОПЕРАТИВНОГО ПОСТОЯННОГО ТОКА Соколова А.И.

Соколова Анна Ильинична - студент магистратуры, кафедра электромеханики и робототехники, Государственный университет аэрокосмического приборостроения, г. Санкт-Петербург

В прошлое уходят щиты постоянного тока, требующие непосредственного присутствия дежурного персонала на электрической подстанции и в случае нештатной ситуации сиюминутного вмешательства. На смену старым панелям с ограниченными функциональными возможностями и доступными открытыми токоведущими частями, представляющими собой опасность поражения электрическим током, приходят высокоинтеллектуальные и безопасные системы, позволяющие сделать электрические подстанции необслуживаемыми. При необходимости вмешательства дежурного или ремонтного персонала, система максимально обеспечит их безопасность и информативность.

Системой оперативного постоянного тока (СОПТ) называется совокупность преобразовательных, накопительных и распределительных устройств электрической энергии, которые объединены общей задачей: обеспечить питание постоянным оперативным током все подключенные к ним устройства вторичной коммутации, как в нормальном режиме, так и в течение заданного времени при исчезновении напряжения на шинах собственных нужд. СОПТ не может рассматриваться, как отдельная система, а только в составе СОТ и в совокупности с системами релейной защиты, управления и с учетом их особенностей.

Системой оперативного тока (СОТ) называется совокупность источников электрического тока, а также преобразовательных, накопительных и распределительных устройств электрической энергии, которые объединены общей задачей: обеспечить питание собственных нужд энергообъекта постоянным или переменным током. Составной частью СОТ является СОПТ.

Централизованная СОПТ - система, где все устройства вторичной коммутации имеют питание от общего комплект преобразователей и накопителей.

Децентрализованная СОПТ - система, в которой каждое присоединение или терминал имеют в схеме питания индивидуальные накопители.

Сегодня к современным системам оперативного постоянного тока (СОПТ) предъявляются серьезные требования. Они должны обеспечивать рабочее и резервное питание электроприёмников, таких как:

• устройства РЗА;

• устройства управления коммутационными аппаратами;

• устройства связи, обеспечивающие передачу сигналов и команд РЗА;

• устройства коммуникации, обеспечивающие передачу сигналов и команд между устройствами РЗА;

• устройства нижнего и среднего уровня АСУ ТП;

• устройства сбора информации для АСУ ТП и ССПИ;

• приводы автоматических вводных и секционных выключателей щитов собственных нужд (ЩСН) напряжением 0,4 кВ;

• устройства сигнализации;

• питание светильников аварийного освещения помещения аккумуляторной батареи, ОПУ, релейного щита, ЗРУ, насосных камер задвижек пожаротушения. [1]

Конструктивно щиты постоянного тока представляют собой комплектное низковольтное устройство шкафного исполнения, поставляемого на объект в виде отдельных панелей. Шкафы имеют высокую степень защиты, что позволяет

изолировать установленную внутрь аппаратуру от пыли и влаги. На их фасаде находятся измерительные приборы и светосигнальная арматура, отображающая состояние коммутационных аппаратов и аварийных сигналов. Параллельно на щите может устанавливаться панель оператора, на которую выводится информация о текущем состоянии аппаратов главных цепей, показания измерительных приборов и журнал регистрации аварийных событий. Внутреннее пространство шкафов разделено на три отсека: отсек сборной и распределительной шины, отсек функциональной аппаратуры и отсек кабельных присоединений.

Для защиты потребителей от короткого замыкания и перегрузки в щитах устанавливаются коммутационные аппараты, обеспечивающие трёхуровневую систему защиты:

• верхний уровень - защита цепей ввода электроэнергии;

• средний уровень - защита цепей распределения электроэнергии по группам электроприёмников;

• нижний уровень - защита цепей питания непосредственных потребителей.

Аппараты защиты верхнего и нижнего уровня размещены в ЩПТ, а аппараты

нижнего уровня - в шкафах распределения оперативного тока [2].

Коммутационные аппараты главных цепей устанавливаются внутри отсека. Их органы управления находятся за общей дверью, что снижает вероятность случайных коммутаций и доступа к ним неквалифицированного персонала. Они оборудованы дополнительными контактами, позволяющими контролировать их положение и выдавать сигнал аварии в случае аварийного отключения аппарата.

В ЩПТ реализуется система мониторинга и диагностики, которая обеспечивает автоматический контроль и регистрацию о событиях, неисправностях компонентов, отклонениях параметров СОПТ от нормального режима, визуализирует их по месту возникновения и передаёт в АСУ ТП.

Современная СОПТ имеет систему поиска места повреждения изоляции, состоящую из двух основных частей:

стационарной - для автоматического выявления секций шин или сборок ЩПТ, на присоединениях которых произошло снижение сопротивления изоляции относительно «земли»;

переносной - в виде специализированного прибора для ручного поиска местоположения дефекта изоляции.

В настоящее время, в связи с применением на объектах электроэнергетики нового поколения коммутационного оборудования, а именно, высоковольтных выключателей с малым потреблением постоянного тока на оперативные цепи микропроцессорных систем защиты, всё большее распространение получают комплектные системы оперативного постоянного тока типа шкафа оперативного тока (ШОТ). ШОТ представляет собой низковольтное комплектное устройство, включающее выпрямители, аккумуляторную батарею и систему распределения постоянного тока.

Применяется как самостоятельная система оперативного постоянного тока, (в основном на ПС 35 кВ) либо, как компонент децентрализованной СОПТ на подстанциях 110 кВ и выше и электростанциях [3].

В современных ШОТ, в качестве источников тока применяются закрытые (герметизированные) аккумуляторные батареи и ЗВУ, основа которых силовые выпрямительные транзисторные модули с ВЧ-преобразованием.

Контроль за параметрами ШОТ осуществляется с помощью МП-модуля управления, который позволяет осуществлять:

• цифровую индикацию параметров питающей сети, выпрямителей, АКБ и нагрузки;

• выявление аварийных состояний выпрямителей;

• отключение аварийного и включение резервного выпрямителя;

• включение выпрямителей на параллельную работу;

• выявление исчезновения напряжения в питающей сети или недопустимого его снижения;

• выявление отсутствия АКБ или обрыва её цепи и формирование сигнала «АВАРИЯ АКБ»;

• формирование сигналов «АВАРИЯ» на «сухих контактах» и соответствующих звуковых сигналов;

• управление выходным напряжением выпрямителей в зависимости от температуры окружающего воздуха и для ограничения тока заряда АКБ;

выполнение функций:

• «Выравнивающий заряд» - управление выходным напряжением выпрямителей для обеспечения выравнивающего заряда АКБ;

• «Контроль ёмкости АКБ» - отключение двух выпрямителей и разряд АКБ на нагрузку до заданного минимального напряжения с запоминанием полученной величины ёмкости АКБ;

• «Автоматический выравнивающий заряд» - автоматическое управление выходным напряжением выпрямителей для обеспечения выравнивающего заряда АКБ;

• контроль состояния дополнительных цифровых входов (внешних контактов);

• измерение температуры с помощью дополнительных датчиков температуры;

• ведение журнала аварий;

• передачу данных на верхний уровень АСУ ТП.

Таким образом, построение СОПТ представляет собой целый комплекс задач, которые стоят перед производителем. Под каждый проект необходим индивидуальный подход и выверенная подборка комплектующих, полностью подходящих под требования заказчика.

Список литературы

1. СТО 56947007-29.120.40.093-2011 Руководство по проектированию систем оперативного постоянного тока (СОПТ) ПС ЕНЭС Типовые проектные решения. ОАО «ФСК ЕЭС».

2. Балашов В.В., Чо Г.Ч. Распределительная сеть СОПТ. Журнал «Энергоэксперт». № 6, 2009.

3. Техническая политика ОАО «МРСК Центра». Положение о Единой технической политике в электросетевом комплексе ОАО «Россети», 2013.