Энергетика

Оборудование Smart Ready

Зачастую в проектную документацию закладывают то или иное оборудование, которое будет соответствовать требованиям определённых задач, но не современным тенденциям, и которое не позволит модульно расширить парк оборудования.

На современном электротехническом рынке представлен широкий выбор оборудования. Часто встречаются и комплексные решения для распределительных сетей с применением различного типа электрооборудования, например, блочные распределительные пункты, блочные комплектные трансформаторные подстанции, собранные на заводе-изготовителе «под ключ».

Компания Schneider Electric несколько десятков лет идёт по пути повышения энергоэффективности, безопасности, надёжности и производительности своего оборудования. Новое поколение выключателей и ячеек среднего напряжения прошло огромный путь модернизаций. Они обрели расширенные функциональные возможности, стали компактнее и интеллектуальнее — то, что называется оборудованием Smart Ready.

Начало оборудованию Smart Ready в сетях СН (среднего напряжения) было положено релейной защитой. Именно она стала начальной точкой приобретения, «однозадачными» ячейками КСО (комплектные сборные одностороннего обслуживания) расширенных функциональных возможностей и дополнительных защит. На смену электромеханическим реле пришли микропроцессорные устройства релейной защиты типа Sepam или Micom, выполняющие весь набор функций, соответствующие решаемым ими задачам по защите, измерению, управлению, контролю и сигнализации. Микропроцессорная релейная защита имеет широкий диапазон уставок, что делает возможным применение устройств компании Schneider Electric в любой системе защиты.

Инженеры, следуя за эволюцией аппаратостроения и внедрения микропроцессорной релейной защиты в СН, сделали технический прорыв в аппаратах до 1000 В. Ими было предложено дополнить гамму магнитотермических расцепителей электронными. Применение электронных и микропроцессорных блоков управления, заменяющих традиционные термомагнитные расцепители, позволяет дополнить базовый набор защитных функций (защита от перегрузки с обратнозависимой выдержкой времени и мгновенная защита от токов короткого замыкания) возможностью создания выдержки времени для обеспечения селективности по времени, реализации защиты от токов утечки через изоляцию, от замыканий на землю, от небаланса напряжений и т.д. Современные автоматические выключатели, такие как Masterpact, Compact NSX, позволяют решать ряд задач энергосбережения и энергоэффективности.

Многообразие автоматических выключателей расширяется и за счёт развития средств дистанционного управления. Такими средствами обычно являются электромагниты дистанционного отключения, электромагнитный привод включения или мотор-редуктор [1]. Тем самым выключатели на напряжение до 1000 В становятся неотъемлемой частью оборудования Smart Ready.

Стоит отметить, что электронные расцепители типа Micrologic, применяемые в выше описанных аппаратах, непосредственно встраиваются в корпус выключателя и собирают информацию с предустановленных датчиков внутри этого выключателя. Обладая встроенными функциями различных защит, при возникновении аварийного режима расцепитель напрямую воздействует на механическую защёлку для разрыва главных контактов. Важным преимуществом встроенной в корпус системы является экономия места и удобство доступа, а также возможность лёгкой замены на другие типы (различаются набором защит) электронных расцепителей Micrologic.

Микропроцессорные устройства Sepam и Micrologic встраиваются в электрический аппарат, а значит, нет необходимости тянуть пучок кабелей с соседнего шкафа (где могла бы располагаться группа электронных модулей) для подключения к цепям измерительным и управления. Отсюда экономия пространства, лёгкость монтажа и, что немаловажно для оборудования Smart Ready, отсутствие обслуживающего персонала на весь срок службы коммутационного аппарата или ячейки СН.

В России широкое применение нашли системы телемеханики. Развитие телемеханики шло параллельно с развитием электроники и средств связи. Телемеханика выполняет функции управления режимами работы распределительных сетей и обеспечения их надёжного функционирования и устойчивого развития.

Телемеханика должна отвечать серьёзным требованиям к системам обмена технологической информацией. Системный оператор единой энергетической системы России, осуществляющий функции диспетчерско-технологического управления, чётко регламентирует основные технические и функциональные характеристики систем обмена технологической информацией для всех участников балансирующего рынка электроэнергии. Эти требования послужили причиной массовой замены систем телемеханики электростанций, так как отечественные системы телемеханики, созданные 20—30 лет назад, безнадёжно морально устарели, физически изношены и не подлежат модернизации.

Ключевыми критериями при выборе системы телемеханики являются функциональная полнота, надёжность работы оборудования и программного обеспечения, совокупная стоимость системы и её обслуживания. Исходя из этих критериев и собственного опыта создания оборудования Smart Ready, компания Schneider Electric совместно с партнёром по системам телемеханики PLC Technology разработала типовые проекты по телемеханике для подстанций городских распределительных сетей, а также запустила пилотную зону в Санкт-Петербурге.

На каждой подстанции в ячейки устанавливаются блоки телемеханики HVD3, которые являются полнофункциональными модулями, обеспечивающими все функции контроля и управления в ячейках среднего напряжения в соответствии с ГОСТ Р МЭК 870-4-93. Передача информации и связь с верхним уровнем осуществляются по интерфейсу RS-485 в соответствии с МЭК 8705-101.

Применение устройств HVD3 позволило повысить функциональность системы телемеханики; привести её надёжность в соответствие с ГОСТ 26.205-88. Модули HVD3 специально разработаны для установки в электросооружениях вне шкафа телемеханики (внутри КРУ), имеют расширенный климатический диапазон и защиту внешних цепей (в т.ч. интерфейса) от электромагнитных помех в соответствии с ГОСТ 51522-99 и ГОСТ Р 51317.6.5-2006. Наличие двух независимых интерфейсов RS-485 позволяет осуществлять резервирование шины передачи данных. Независимость устройств телемеханики от устройств защит позволяет:
• обеспечить достоверную сигнализацию контроля исправности устройств защит;
• обеспечить сигнализацию контроля исправности оперативных цепей управления;
• корректно решить вопрос, связанный с обеспечением функций защиты при переводе в местный режим управления;
• обеспечить разграничение ответственности между службами РЗиА (релейной защиты и автоматики), СДТУ (средств диспетчерского и технического управления), АСКУЭ (автоматизированная система коммерческого учёта электроэнергии).

Обладая расширенными возможностями и улучшенными характеристиками, блоки HVD3 работают в составе ячеек КРУ классами напряжений 6, 10, 20 кВ распределительных, соединительных и трансформаторных подстанций до 750 кВ, панелей телемеханики подстанций с классами напряжений 35—750 кВ, что позволяет унифицировать решения для широкого спектра электрических сетей [2].

Суть этого проекта заключалась в создании компактного и надёжного решения для подстанций 20/10/6/0,4 кВ, включающего в себя распределительные устройства RM6 с установленными внутри модулями телемеханики HVD3. Это повторяет и соблюдает полностью концепт для оборудования Smart Ready, которое производит компания Schneider Electric.

Идея рассредоточения интеллектуальных функций электрических аппаратов была предложена еще в прошлом веке, например, отдельно стоящий шкаф телемеханики. Сегодня, не замечая того, мы идём по принципу сближения «интеллекта» с исполнительным органом аппарата и тем самым решаем вопросы — совместимости, занимаемого пространства, взаимозаменяемости, монтажа, обслуживания, интеграции в сети диспетчеризации, гарантированного качества до конца срока службы исполнительного органа электрического аппарата. Всё то, что соответствует Smart Ready.

Энергетические сети в ближайшем будущем должны быть интеллектуальными, самовосстанавливающимися системами реального времени. Идея состоит в интеграции сетей связи с электрическими аппаратами для создания коммуникационной шины данных, способной контролировать своё состояние в любое время, предупреждать диспетчера сразу же при возникновении аварии для принятия корректирующих мер, которые позволят выйти из создавшейся ситуации с минимальными потерями и не дать локальной проблеме привести к потере контроля. В результате мы будем видеть текущее состояние всех устройств в любой момент времени [3].


ЛИТЕРАТУРА

1. Годжелло А.Г., Бавыкин А.В., Гружевский Д.В. Многообразие функций современных автоматических выключателей и их интеграция в системы автоматического управления. // Вісник кафедри «Електротехніка» за підсумками наукової діяльності студентів. — Донецьк, ДонНТУ. — 2010. — с. 34—36.
2. Скворцов Д., Бавыкин А. Пилотная зона // «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение». — 2011. — №4, январь-февраль.— с. 112—114.
3. Годжелло А.Г., Бавыкин А.В. Интеграция автоматических выключателей в сеть передачи данных и задачи моделирования их коллективного поведения. // РАДИОТЕХНИКА, ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭНЕРГЕТИКА: Семнадцатая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов: Тезисы докладов. — 2011. — с. 102—103.

Обсудить на форуме

Нужен кабель? Оформи заявку бесплатно