Интеллектуальные собственные нужды

Многолетний опыт производства и поставок электротехнического оборудования для электрических станций и подстанций позволяет нам сделать следующие выводы. Во-первых, наблюдается тенденция к строительству современных необслуживаемых подстанций с высоким уровнем автоматизации. Во-вторых, в условиях дефицита бюджета не всегда удаётся реализовать сегодняшний избыточный функционал автоматизации, который может быть жизненно необходим завтра.

Основное силовое подстанционное оборудование становится «умнее» и позволяет без труда интегрироваться в общую систему АСУ верхнего уровня путём передачи дискретной и аналоговой информации. Но каналы передачи данных имеют ограничения по объёму передаваемой информации, и не всегда требуется вмешательство верхнего уровня в ту или иную ситуацию. Другими словами, различные подсистемы должны сами анализировать и принимать определённые решения.

Одной из таких подсистем на подстанциях можно назвать собственные нужды постоянного и переменного тока, которые, без преувеличения, являются основой правильного функционирования энергообъекта в аварийной или нештатной ситуации.

Как же можно снабдить интеллектом собственные нужды, и надо ли это в реальных условиях? Надо, и вот почему. Последнее время всё чаще говорят о повышении надёжности собственных нужд за счёт увеличения количества оборудования, внедрения новых источников накопления энергии, установки дизель-генераторных станций. Это, безусловно, надо делать, но в разумных пределах, потому что всё это можно назвать наращиванием мускулов. Более того, наблюдается тенденция со стороны проектных организаций к увеличению степени резервирования мощности нагрузок в аварийном режиме, что приводит часто не к повышению надёжности, а к неоправданному расходованию средств.

Поэтому интеллектуальные собственные нужды призваны экономить ваши средства, не снижая надёжности.

Человеческая натура такова, что мы быстро привыкаем к хорошему и продолжаем какое-то время по инерции использовать избыточные ресурсы в условиях ограниченных возможностей. Но надо ли в аварийной ситуации использовать все нагрузки? Давайте доверим это интеллектуальным собственным нуждам, и пусть их интеллект определит по заданной программе приоритетные нагрузки и снизит мощность потребления до минимума, чтобы не платить больше за избыточную мощность и резервные источники.

Кроме излишней траты денег возникает и другая проблема, так называемое узкое горлышко — система оперативного постоянного тока (СОПТ), которая отвечает за правильное функционирование терминалов релейной защиты и автоматики (РЗА). Понимая особую ответственность и важность СОПТ, сетевые компании разработали соответствующие политики и стандарты, регламентирующие принципы построения и уровень автоматизации, но, на наш взгляд, эти документы выполнены в классическом консервативном стиле с теоретическим уклоном.

Что же может предложить инновационная, интеллектуальная СОПТ, и каковы принципы её построения?

Основными элементами интеллектуальной СОПТ являются:
• необслуживаемый аккумуляторный герметизированный модуль с длительным сроком службы и встроенной системой диагностики;
• современные зарядно-выпрямительные устройства с цифровым управлением;
• селективная сеть постоянного тока;
• микропроцессорная система RIDUS — интеллект СОПТ.

ПОЧЕМУ «ГЕРМЕТИКА»?

Обычно в СОПТ используются в качестве резервного источника аккумуляторные батареи, подключённые параллельно с нагрузкой, при этом для крупных подстанций рекомендованы традиционные свинцовые аккумуляторы, требующие обслуживания и наличия соответствующего персонала, отдельного помещения, систем приточновытяжной вентиляции и т.п. Более 25 лет назад на рынке появились и используются в других отраслях необслуживаемые герметизированные аккумуляторы, не требующие отдельного помещения. Ограниченное применение таких аккумуляторов в энергетике объясняется сложностью непосредственного контроля их реального состояния.

Для решения этой задачи разработан аккумуляторный герметизированный энергетический модуль (АГЭМ) со встроенной системой диагностики и контроля (СКИД), который позволяет:
• исключить необходимость периодического обслуживания на протяжении 20 лет;
• отказаться от использования отдельного аккумуляторного помещения;
• уменьшить занимаемые площади и время монтажа в 3—5 раз за счёт интегрированного в конструкцию модуля сейсмостойкого стеллажа;
• обеспечить непрерывный беспроводной поэлементный контроль и диагностику интеллектуальной системой контроля и диагностики RIDUS.

ЗАРЯЖАЕМ АГЭМ ПРАВИЛЬНО

Для заряда аккумуляторов после аварийного режима с ограничением тока (IU и IUоU) требуется подключение аккумуляторной батареи непосредственно к зарядновыпрямительному устройству (ЗВУ). При этом контроль тока аккумуляторной батареи осуществляется посредством встроенного в ЗВУ токового шунта. Подключение аккумуляторной батареи к щиту постоянного тока «транзитом» через ЗВУ противоречит принятой идеологии построения СОПТ — необходимости непосредственной связи АБ со щитом постоянного тока (ЩПТ). При правильном же подключении АБ к ЩПТ измерение тока заряда аккумуляторной батареи и его стабилизация с помощью традиционных ЗВУ не представляется возможным. Поэтому востребованы современные ЗВУ, как, например, ЗВУ cерии ВТЗП с цифровой системой управления DaRCi, выносным датчиком тока заряда и интеллектуальной системой управления RIDUS.

СЕЛЕКТИВНАЯ ЗАЩИТА — ОСНОВА БЕЗОПАСНОСТИ СОПТ И СН

Как никогда сегодня стоит проблема обеспечения надёжного снабжения потребителей гарантированным электропитанием, так как модернизация оборудования электроэнергетики вносит новых потребителей СОПТ, имеющих кардинально различающиеся требования к питанию, что зачастую осложняет или делает невозможным применение традиционных подходов для обеспечения требуемого уровня селективности защит. Век, когда электромеханические реле защиты среднего и высокого напряжения заменяют на интеллектуальные микропроцессорные терминалы, уже наступил, и давно пора задуматься над модернизацией систем защиты более низкого напряжения. Применение таких систем защиты, как DSProtect, позволяет в ряде случаев вообще избежать аварийных режимов внутри СОПТ, а в остальных случаях максимально снизить их последствия, к тому же позволяя легко интегрироваться в среду интеллектуальных систем, таких как RIDUS.

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ RIDUS

Система RIDUS используется для автоматизации оборудования собственных нужд постоянного и переменного тока, что позволяет:
• представить систему питания собственных нужд как интеллектуальный объект, создавая абстрактную модель, удобную для интегрирования в общестанционные (общепромышленные) процессы;
• в режиме реального времени отслеживать состояние и параметры сети и оборудования, предоставляя информационный срез в любой момент времени;
• самостоятельно решать задачи управления, определённые на этапе проектирования и конструирования, не привлекая ресурсы системы управления верхнего уровня;
• своевременно предупреждать о возможности возникновения аварийных ситуаций, необходимости вмешательства персонала для устранения возникших неисправностей и т.д.

Такие системы призваны избавить современный технологический процесс от рутинных и повторяющихся операций, автоматизируя их и предоставляя информационный срез о системе в любой момент времени, что позволит незамедлительно реагировать на события и повысить эффективность системы в целом.

В заключение хотелось бы отметить, что основная задача инновации — создавать не громоздкие мощные системы, сложные в управлении и интеграции, а предлагать лёгкие, но надёжные решения за счёт оптимального использования искусственного интеллекта и накопленного опыта узкими специалистами-практиками.