Доклады и презентации

Инновационный подход в проектировании и производстве систем оперативного постоянного тока

15.12.2010
Рубрика: Доклады и презентации
Метки: IPNES 2010 Общие вопросы

Обсудить на форуме

Информация предоставлена: IPNES 2010

3824 просмотра

Принятие в этом году стандарта организации ОАО «ФСК ЕЭС» СТО 56947007-29.120.40.041-2010 «Системы оперативного постоянного тока подстанций» является огромной вехой в обеспечении надежности электроснабжения особо ответственных электроприемников на электростанциях и подстанциях. Стандарт наконец-то внес значительную степень определенности в отношении требований как к общей структуре СОПТ, так и к отдельным ее компонентам. Понятно, что данный документ в его текущей редакции не решает абсолютно все вопросы и проблемы сетей постоянного тока, однако его появление привело к новому витку их обсуждения и поиску оптимальных инженерных решений.

Компания «ЭнергоПроф», костяк которой составили выпускники МЭИ, долгое время проработавшие в сфере разработки, проектирования, производства и монтажа электрооборудования для энергетики, ставит одной из своих приоритетных задач обеспечение электроэнергетической отрасли качественной электрощитовой продукцией, максимально полно удовлетворяющей современным требованиям и потребностям энергетиков.

В настоящее время освоено производство щитов ЩПТ, ШРОТ, ШВАБ и ЩСН, на очереди — зарядные устройства и ШОТ.

Помимо производства сервисная служба компании выполняет проектирование, комплектацию и монтаж всех элементов СОПТ «под ключ».


ЩИТ ПОСТОЯННОГО ТОКА (ЩПТ)


ЩПТ является узловой точкой между зарядновыпрямительными устройствами, аккумуляторной батареей и электроприемниками.

Современный щит постоянного тока должен содержать:
• коммутационные аппараты управления и защиты, обеспечивающие возможность коммутации под нагрузкой;
• устройства контроля изоляции и определения места замыкания на землю;
• устройства защиты от перенапряжений;
• устройства организации «мигающего света»;
• реле контроля уровня напряжения на секции с высоким коэффициентом возврата, реле контроля пульсаций;
• цифровые измерительные приборы тока и напряжения;
• мнемосхему на передней панели, указывающей положение и состояние аппаратов главной цепи;
• систему мониторинга СОПТ, обеспечивающую измерения, контроль, индикацию и передачу информации в АСУТП верхнего уровня параметров СОПТ;
• регистратор основных параметров СОПТ.

Разборные контактные соединения должны быть выполнены с применением тарельчатых шайб и электроконтактной пасты, для вторичных цепей необходимо применять пружинные клеммы, чтобы не требовалось протяжки соединений в процессе эксплуатации щита.

К сожалению, в стандарте СТО 56947007- 29.120.40.041-2010 не указаны требования по степени защиты корпуса ЩПТ, а ведь в современном щите имеется значительное количество вторичных цепей и электронных устройств, что делает его более чувствительным к пыли и влаге. Также отсутствуют требования к термической и электродинамической стойкости и форме секционирования щита.


ШКАФЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА (ШРОТ)


ШРОТ выполняют функцию местного распределения оперативного тока в децентрализированных сетях СОПТ. Они должны иметь два ввода с разных секций головных ЩПТ. Распределение в ШРОТ выполняется, как правило, на автоматических выключателях, но возможен вариант и с предохранителями. При этом наличие у современных модульных автоматических выключателей втычных вариантов исполнения позволяет значительно повысить удобность их замены.

Одной из главных проблем при проектировании и изготовлении ШРОТ является выбор типа АВР — на контакторах или на силовых диодах. Применение АВР на контакторах требует от потребителей их нечувствительности к провалам питания на время его действия — около 0,5—0,3 секунды. Не все микропроцессорные защиты это обеспечивают, некоторые требуют для этого применения дорогостоящих дополнительных модулей. Было бы очень желательно включить в технические требования к микропроцессорным защитам стойкость к подобным провалам.

АВР на диодах обеспечивает мгновенное переключение, но имеет следующие недостатки:
• при наличии питания по двум секциям ток короткого замыкания на отходящих линиях возрастает примерно вдвое, т.е. при проектировании необходимо просчитывать два режима по токам КЗ;
• малая перегрузочная способность силовых диодов требует завышения их номиналов и/или применения быстродействующей защиты по вводам ШРОТ, что приводит к возрастанию стоимости и/или трудностям с обеспечением селективности;
• прямое падение напряжения на диоде составляет 1—2 В, что необходимо учитывать при расчете кабеля для отдаленных ШРОТ;
• диоды более чувствительны к перенапряжениям, которые могут возникнуть при коммутации высокоиндуктивных нагрузок или из-за заноса наведенного потенциала от разряда молнии. Этот вопрос может быть решен установкой устройств защиты от перенапряжений, что приводит к дополнительному удорожанию конструкции. При этом нужно понимать, что реализация защиты от коммутационных перенапряжений на обратных диодах, включенных до коммутационного аппарата, является малоэффективной.


КОНТРОЛЬ ИЗОЛЯЦИИ (КИ)


Существует значительное количество систем контроля изоляции и поиска поврежденного фидера, перечислять не имеет смысла. Однако опыт эксплуатации показывает, что автоматизированный поиск поврежденного фидера практически везде работает плохо, особенно в протяженных распределенных сетях с большой емкостью. Основные проблемы таких систем:
• поврежденный фидер не находится;
• поврежденный фидер находится только при значительном снижении изоляции;
• система ошибочно указывает на неповрежденный фидер;
• время автоматического поиска фидера значительно превышает время ручного поиска;
• система поиска вносит помехи в сеть оперативного тока, способные вызвать ложное срабатывание РЗА;
• система КИ не учитывает особенность работы в распределенных сетях СОПТ с несколькими головными ЩПТ и ШРОТ.

Поскольку эти проблемы касаются большинства типов подобных изделий, то, возможно, имеются общие системные ошибки в их конструкции. По нашему мнению, этих ошибок две.

Первая. Применение в качестве датчиков трансформаторов тока или катушек Роговского. Эти изделия фиксируют только переменную либо импульсную составляющую тока утечки. В связи с этим для поиска фидера используется переменный или импульсный контрольный ток. Поскольку общая емкость сети до датчика тока всегда больше емкости самого фидера, то основная часть контрольного тока замыкается через нее, а не проходит через датчик тока, что ведет к значительным погрешностям оценки состояния его изоляции. Этот вопрос решается применением датчиков постоянного тока типа датчиков Холла и заменой переменного контрольного тока на постоянный.

Вторая. Применение устройств анализа сигналов датчика с одним коммутируемым АЦП на несколько датчиков. Подобная конструкция приводит к длительному поиску фидера с наибольшей утечкой и ошибочному результату поиска, т.к. она не учитывает наличие фидеров, не подключенных к данному устройству, и текущую конфигурацию сети с различными вариациями соотношения емкостей. Этот вопрос решается переходом на интеллектуальные датчики тока, совмещенные с АЦП и передающие информацию о величине тока утечки в цифровом виде через общую сеть передачи данных в головные устройства КИ, которые также должны обнаруживать друг друга в общей сети передачи данных и через это обеспечивать свою совместную работу.

Разработка подобного комплекса требует значительных материальных и временных вложений, в связи с чем предпочтительнее проведение НИОКР на уровне НИЦ энергокомпаний или специализированных высших учебных заведений с последующей свободной передачей результатов желающим фирмам-производителям с целью обеспечения конкурентных предложений.

Еще одним вопросом является наличие в некоторых зарядно-выпрямительных устройствах собственной системы контроля изоляции. Ее совместная работа на одну сеть с системой контроля изоляции, установленной в ЩПТ, как правило, вызывает непреодолимый конфликт, единственным решением которого оказывается отключение контроля изоляции зарядника, так как он, как правило, более примитивен и не отвечает требованиям СТО 56947007-29.120.40.041-2010.

Обсудить на форуме

Нужен кабель? Оформи заявку бесплатно