тока пс 75 330 чит

Шунт измерительный 75ШСМ 5А – 50А, 75А – 1000А, 1500А – 15000А

Измерительный электрический шунт 75ШСМ – это проводник со сверхнизким сопротивлением, или попросту низкоомный резистор. Шунт для амперметра необходим при измерении постоянного тока в диапазоне 5А – 15000А. Сопротивление шунта находится в пределах от 5мкОм до 15000мкОм. Номинальное падение напряжения на шунте составляет 75мВ.

Материалом проводников шунтов является сплав Манганин МНМц3-12, а материалом токоотводов (токовых зажимов) – медь. Шунты изготавливаются методом пайки манганиновых проводников и медных токоотводов.

Предел допускаемой основной погрешности шунтов δ₀ при любой нагрузке, не превышающей номинальную, составляет ±0,5% или ±1,0% номинального сопротивления. Соответственно класс точности шунтов 75шсм для номиналов 5А – 10000А составляет 0,5, а для шунтов на 15000А – 1,0.

Измерение тока происходит следующим образом (см. рисунок): осуществляется подключение амперметра к шунту через потенциальные зажимы. В момент протекания тока через токовый шунт, возникает падение напряжения, и величина силы тока определяется измерительным прибором пропорционально значению этой величины.

Климатическое исполнение шунтов возможно в трёх вариантах: М3 – для работы в умеренном и холодном климате, Т2 – в тропическом климате, ОМ3 – в морском исполнении.

Применение шунтов возможно как для измерения постоянного тока и подключения счетчиков ампер-часов, так и в защитно-заземляющих устройствах трубопроводов.

Характеристики, расшифровка маркировки, конструкция и устройство, размеры и схемы подключения шунтов указаны ниже.

Наша компания гарантирует качество и безотказную работу шунтов в течение 2 лет с момента их приобретения. Это подкрепляется необходимыми документами по качеству.

Окончательная цена на шунты 75шсм зависит от количества, сроков поставки, производителя, страны происхождения и формы оплаты.

Источник

СОПТ — система оперативного постоянного тока. Часть 2

В первой части статьи был сформулирован перечень тем, рассмотрение которых позволило бы получить ответ на вопрос: что же превращает некую электроустановку в систему оперативного постоянного тока со своей логикой внутренних и внешних связей? Были рассмотрены принципы построения системы РЗА, оказывающие максимальное влияние на эту логику. Рассмотрен состав приемников оперативного тока и дана их классификация. Следуя намеченной программе, рассмотрим следующие ее пункты.

Классификация схем питания оперативным током

Схема питания оперативным током должна обеспечить возможность подключения каждого потребителя к нескольким источникам оперативного тока. От надежности этой схемы зависит общая надежность работы потребителя оперативного тока. Все схемы питания оперативным током можно разделить на следующие категории надежности в порядке ее убывания:

А. Шины ЩПТ, имеющие питание от двух ЗПУ (подключенных к разным секциям собственных нужд) и от аккумуляторной батареи (накопителя электрической энергии). АБ может подключаться как напрямую к шинам ЩПТ (рис. 5 и 6), так и через вольтодобавочное устройство (ВДУ) (рис. 7). При этом должны выполняться следующие условия:

Данная категория имеет следующие подкатегории:

А1. Питание от шин ЩПТ (ED) или от шин ШАВ (EF), к которым подключаются потребители только «чистой» зоны, имеющие самую высокую надежность [1, 2];

А2. Питание от шин ШАВ (ЕС), к которым подключаются потребители только «грязной» зоны, надежность которых снижена тяжелыми условиями эксплуатации.

Рис.5. АБ подключена напрямую к ЩПТ. ЗПУ подключены к ЩПТ через общий с АБ предохранитель. Данный вариант используется тогда, когда величины тока от ЗПУ недостаточно для перегорания собствен- ного предохранителя при КЗ в распределительной сети СОПТ

В. Шины, имеющие гальваническую развязку с АБ и ЗПУ, а также индивидуальные блоки питания. Такое схемное решение значительно снижает вероятность влияния аварийных процессов, происходящих в их цепях, на нормальную работу приемников, подключенных к источникам оперативного тока категории А, или на работу РЗА соседних присоединений.

Данная категория имеет следующие подкатегории:

В1. Питание от шин, подключенных к АБ через DC/АСпреобразователь. Данный вариант используется как резервное питание через АВР для задвижек пожаротушения, работающих на переменном оперативном токе от сети собственных нужд.

В2. Питание от шин, подключенных к АБ через DC/DC-преобразователи (рис. 8). Особенностью данной схемы является наличие двух DC/DC-преобразователей, подключенных к разным ЩПТ (к разным секциям одного ЩПТ при наличии только одной АБ) и работающих параллельно. Этот вариант используется:

В3. Питание от шин ИБП. Это устройство имеет в своем составе АБ более низкого напряжения и преобразователь на выходе, доводящий ее напряжение до параметров оперативного тока. ИБП могут рассматриваться как источники питания в распределенной СОТ или как основное питание серверов АСУ ТП.

В4. Комбинированные блоки питания, подключенные к ТТ и ТН. В этой подкатегории отсутствует накопитель электрической энергии. Однако по надежности питания собственных потребителей и по отсутствию влияния на работу других потребителей она сопоставима с подкатегориями схем питания категории В. Применяется для небольших ПС до 35 кВ.

Рис. 6. АБ подключена напрямую к ЩПТ. ЗПУ подключены к ЩПТ через собственные предохранители. Данный вариант применим для ЗПУ: – способных сгенерировать импульс тока, достаточный для перегорания собственного предохранителя при КЗ в распределительной сети СОПТ; – имеющих внутреннюю защиту минимального напряжения.

С. Шины выпрямленного тока (рис. 9). Шины имеют питание от двух выпрями
тельных устройств (ВУ), подключенных к разным секциям ЩСН 0,4 кВ ПС. Выходы ВУ объединены на параллельную работу. Этот вариант применяется для питания потребителей подкатегории С1 (оперативная электромагнитная блокировка разъединителей). Особенностью этого варианта является применение ВУ без стабилизации, которые способны обеспечить достаточный (для срабатывания автоматических выключателей) уровень токов КЗ.

Рис. 7. Питание устройств через ВДУ. Подключение ЗПУ через БВП

D. Шины собственных нужд 0,4 кВ ПС (рис. 10). Шины, объединенные секционным выключателем, имеющие АВР. Этот вариант применяется для питания потребителей категорий С2, С3 и D (приводы высоковольтных выключателей и разъединителей, приводы автоматических выключателей СН и РПН, технологический обогрев, освещение и тому подобное). Представленные категории расположены в порядке уменьшения надежности схем питания в таблице № 5. Учет категорий надежности потребителей и схем питания есть условие необходимое, но недостаточное для выбора правильной конфигурации СОПТ. Определенные требования должны предъявляться и к самим источникам питания (АБ, ЗПУ, ВУ, DC/DC, DC/AC, ИБП и так далее) [3]. Кроме того, следует учитывать особенности выбранных источников оперативного тока. Таковыми являются:

а) способность обеспечить величину токов КЗ, достаточную для селективной работы защитных устройств;

б) способность обеспечивать импульсную нагрузку потребителей (только для тех случаев, когда это требуется).

Для обеспечения надежного отключения КЗ за DC/DC-преобразователем, не имеющим внутренней защиты ми- нимального напряжения, таковую необходимо установить дополнительно. Ее действие должно быть отстроено по времени от действия электромагнитных отсечек автоматических выключателей потребителей и резервировать их.

При выборе ЗПУ, не имеющего своей внутренней защиты при снижении выходного напряжения или не рас- считанного на выдачу кратковременного импульса тока при КЗ, его подключение допускается только за предохранителем АБ (рис. 5).

Схема питания устройств, имеющих большую импульсную нагрузку, может быть выполнена:

Режимы работы СОПТ

В процессе эксплуатации СОПТ может находиться в одном из трех режимов работы: нормальный, расчетный аварийный, аварийный.

А. Нормальный режим работы СОПТ Основную часть времени СОПТ находится в нормальном режиме работы, при котором АБ полностью заряжена и подключена к шинам постоянного тока с параллельно работающим ЗПУ. ЗПУ обеспечивает питание постоянной нагрузки и одновременно подзаряжает АБ, компенсируя ее саморазряд и поддерживая напряжение поляризации АБ заданной величины. Питание импульсной нагрузки обеспечивается АБ.

Нормальным режимом является режим питания от шин ЩСН ПС 0,4 кВ, если при этом:

Б. Расчетные аварийные режимы работы СОПТ Расчетными аварийными режимами СОПТ являются режимы, при которых СОПТ выполняет свою главную функцию — обеспечивает питание потребителей оперативным током, но при этом возможно наличие одного или нескольких следующих событий:

При исчезновении напряжения переменного тока системы собственных нужд ПС, а также при неисправности ЗПУ, СОПТ переходит в автономный режим работы. В этом режиме питание постоянной и толчковой нагрузок обеспечивается от АБ. В соответствии с требованиями нормативного документа [4] АБ должна обеспечивать максимальный расчетный толчковый ток после двух часов разряда постоянным током нагрузки. Длительность периода автономной работы АБ на конкретной ПС может быть увеличена. (Его величину необходимо указать в техническом задании. Расчетная длительность режима должна учитывать время прибытия персонала на необслуживаемую ПС, выявления им неисправностей и принятия мер по восстановлению нормального режима работы АБ [5].) Автономный режим работы АБ является расчетным аварийным режимом.

По истечении режима автономной работы, ЗПУ должны автоматически перейти в режим ускоренного заряда. В режиме ускоренного заряда превышение напряжения на шинах не должно быть более 1,1 Uном. При необходимости иметь напряжение выше указанной величины применяется схема с дополнительными балластными диодами. Режим ускоренного заряда АБ является расчетным аварийным режимом.

Рис. 9. Организация питания шин выпрямленного тока

Режим уравнительного заряда АБ вводится для получения более однородной плотности электролита по высоте элемента АБ, для устранения разности напряжений между элементами АБ, накапливающейся в процессе эксплуатации, и для предотвращения сульфатации электродов. Уравнительный заряд производится повышенным напряжением (более 1,1 Uном), уровень которого определяется инструкцией по эксплуатации АБ данного типа. В этом режиме ЩПТ необходимо отключить от своей АБ и перевести питание его секций на питание от секций соседнего ЩПТ. Продолжительность режима уравнительного заряда зависит от состояния АБ и должна быть не менее 6 часов [6]. Режим уравнительного заряда АБ является расчетным аварийным режимом.

Рис. 10. Питание от разных секций ШСН 0,4 кВ

Контрольный разряд АБ выполняется для определения ее фактической емкости. Результаты измерений при контрольных разрядах должны сравниваться с результатами измерений предыдущих разрядов. Значение тока разряда каждый раз должно быть одно и то же [6]. Для проведения контрольного разряда АБ рекомендуется использовать переносное разрядное сопротивление с контролем тока АБ (типа COMBAT либо подобное), позволяющее проводить этот режим без отключения АБ. В этом случае разряд ведется током потребителей, подключенных к данной АБ, с доведением его величины до заданной путем автоматического регулирования разрядного сопротивления. Альтернативой данному устройству может служить установка обратимых ЗПУ, способных инвертировать постоянный ток в сеть переменного тока. При отсутствии этих устройств и наличии в СОПТ только одной АБ режим контрольного разряда может проводиться только при проведении регламентных или ремонтных работ на ПС при отключении всех потребителей. Контрольный разряд является расчетным аварийным режимом.

В режиме технического обслуживания отключается часть потребителей и производится контроль технического состояния оборудования, относящегося к одной из секций шин. Конструктивное исполнение оборудования СОПТ должно обеспечивать возможность безопасного выполнения работ. Режим технического обслуживания не должен выходить за рамки расчетного аварийного режима.

Режим параллельной работы двух ЩПТ возможен при наличии на ПС двух комплектов источников питания (двух АБ и двух ЗПУ) в следующих случаях:

В этом режиме питание всех потребителей обеспечивается от одного комплекта источников питания через секционные перемычки в ЩПТ. Режим параллельной работы двух ЩПТ является расчетным аварийным режимом. Параллельная работа двух АБ допускается только на время перевода нагрузки с одной АБ на другую.

Таблица 5 – Таблица соответствия схем питания и потребителей оперативного тока различных категорий надежности

В. Аварийный режим работы СОПТ

Аварийный режим СОПТ — это режим, при котором невозможно выполнение главной функции СОПТ — питание потребителей постоянным оперативным током. Признаком аварийного режима является одно из следующих событий:

Заключение ко второй части

Изложенный в двух первых частях материал показал неоднородность составных частей СОПТ и недопустимость произвольного их подключения между собой. Во второй части рассмотрено еще несколько блоков из фундамента возводимого здания.

Источник

новости компании

новости отрасли

Анализ проводился в рамках подготовки предложения по комплексному решению для системы электроснабжения подстанций ФСК. В рамках данной работы необходимо было проанализировать структуру объекта «подстанция ФСК» в следующем разрезе:

На основании данной работы должно быть сформулировано ТЗ первого уровня на систему электроснабжения ПС;

Необходимо рассмотреть принципы организации систем жизнеобеспечения энергосистемы в сегменте электрических подстанций и предложить варианты повышения надежности и эффективности их работы с учетом новых технологических возможностей, появившихся в связи с применением СНЭ, ИБП АББЭ и др. Необходимо определить целесообразность применения нового оборудования для ПС ФСК, а также разработать типовые решения. При этом нужно определить функции нового оборудования и основные технические параметры.

Сокращения, используемые в тексте, приведены в конце статьи

Подстанция электрическая, электроустановка или совокупность электрических устройств для преобразования напряжения (трансформаторная подстанция) или рода электрического тока (преобразовательная подстанция), а также для распределения электрической энергии между потребителями. Подстанция электрическая является промежуточным звеном в системе передачи электрической энергии от электростанций к потребителям.

Энергосистема включает в себя следующие компоненты:

Объектом данного исследования является подстанция. При рассмотрении подстанции как объекта исследования, необходимо учитывать его взаимосвязи с остальными компонентами энергосистемы.

Оценка рынка потенциальных потребителей систем

В REF _Ref321702166 h * MERGEFORMAT Таблице 1 представлено примерное количество подстанций различного класса. Все подстанции условно поделены на три уровня – ФСК (магистральные сети напряжением 220кВ и выше), МРСК – межрегиональные и региональные сети (35 – 220кВ), районные распределительные сети (6 – 35 кВ).

Помимо разделения по уровню напряжения, ПС делятся между собой также:

На каждой ПС СНЭ имеется своя собственная система электроснабжения. Потенциально наше оборудование может быть установлено на каждой из этих подстанций.

Характеристики и функции подстанций

Подстанции ФСК

Назначение – передача и преобразование электроэнергии от объектов генерации и от других ПС ФСК

У ровень напряжения, кВ

Передаваемая мощность, МВА

Согласно [4] и [5] в подстанциях ФСК используется одна или две системы шин высокого напряжения, разделенных на секции, два высоковольтных трансформатора (автотрансформатора), применяемых для преобразования высокого напряжения в высокое напряжение более низкого уровня и в среднее напряжение. По отношению к ПС уровня ФСК потребителями электроэнергии являются ПС уровня МРСК, подключаемые к системе шин высокого напряжения.

Шины среднего напряжения используется для организации питания собственных нужд подстанции. При этом к шине среднего напряжения подключение нагрузок внешних потребителей, как правило, не допускается. Это требование обусловлено необходимостью обеспечения повышенной надежности работы подстанции. Для питания собственных нужд ПС используется ЩСН, подключаемый к шине среднего напряжения через два трансформатора собственных нужд. Используются схемы как с явным, так и неявным резервированием. При этом и на стороне среднего и низкого напряжения может использоваться схема АВР.

Согласно [4], на подстанциях 330 кВ и выше следует предусматривать резервирование питания собственных нужд от третьего независимого источника питания. При этом мощность этого источника должна быть равна мощности трансформаторов СН.

Для питания потребителей собственных нужд первой категории в аварийном режиме, а также для питания потребителей СН особой категории в обычном режиме используется СОПТ и СГП.

Уровень напряжения, кВ

Передаваемая мощность, МВА

Схемы могут отличаться в зависимости от уровня напряжения главных шин, от вида подстанции (тупиковая или ответвительная). Отличием от ПС уровня ФСК является меньшая мощность высоковольтных трансформаторов, меньшая мощность системы питания собственных нужд. Здесь не требуется дополнительный независимый ввод среднего напряжения для питания собственных нужд, к звену среднего напряжения ПС МРСК могут подключаться различные потребители.

К выходу силовых трансформаторов через отдельные выключатели нагрузки подключены два трансформатора собственных нужд. На стороне низкого напряжения, как правило, используется схема АВР. Для питания потребителей собственных нужд первой категории в аварийном режиме, а также для питания потребителей СН особой категории в обычном режиме используется СОПТ и СГП.

Уровень напряжения, кВ

Передаваемая мощность, МВА

Структурная схема ПС РС определяется категорией потребителя. Для потребителей третьей категории используются ПС с одним трансформатором, для потребителей второй и первой категории – два трансформатора. Трансформаторы преобразуют среднее напряжение в напряжение 0.4кВА, которое подается конечному потребителю.

Система электроснабжения распределительных подстанций

На уровне ПС ФСК и МРСК традиционно существуют три системы электроснабжения:

На уровне районных распределительных сетей СОПТ и СГП отсутствуют.

Система питания собственных нужд

СН предназначены для питания потребителей подстанции первой категории (допускающих перерыв в электроснабжении на время срабатывания АВР) и второй категории. В СН ПС ФСК и МРСК используется щит собственных нужд (ЩСН), имеющий два и более независимых ввода. Каждый из вводов ЩСН подключается к выходу своего понижающего трансформатора собственных нужд, вход трансформатора, в свою очередь, подключается к ячейке среднего напряжения. Для оперативного переключения вводов в случае исчезновения напряжения на одном из них используется АВР.

Также в качестве третьего независимого ввода питания собственных нужд ПС ФСК иногда используются ДГУ, рассчитанные как на полную нагрузку СН, так и на часть ее.

Система оперативного постоянного тока и гарантированного питания

СОПТ и СГП имеют схожие функции, они обеспечивают электроснабжение потребителей первой и особой категории. Некоторые из этих потребителей могут питаться как переменным (СГП), так и постоянным (СОПТ) напряжением.

Состав СОПТ разделяется для ПС ФСК и МРСК и включает в свой состав одну или две аккумуляторные батареи, зарядные устройства и один или два щита постоянного тока. Также в состав СОПТ включаются шкафы распределения оперативного тока – постоянного или переменного, а также шкафы оперативного тока.

Согласно [1] СОПТ должна обеспечивать рабочее и резервное питание следующих основных электроприемников:

СОПТ должна обеспечивать резервное питание:

Реализация системы оперативного постоянного тока на примере ПС Восточная 330кВ (МЭС Северо-Запад)

Состав СОПТ

СОПТ для ПС Восточная 330кВ включает в себя две АБ емкостью по 600 Ач каждая, четыре ЗВУ номиналом по 160А каждый, два ЩПТ с коммутационными аппаратами на вводе от АБ номиналом 250А и шкафы распределения оперативного тока. Перечень оборудования представлен в таблице.

Позиция

Номинал

Кол-во

Примечание

Шкаф выносных предохранителей

По две панели в ЩПТ

Из них 2 – для питания цепей оперативной блокировки

Шкаф аварийного освещения

Однолинейная схема СОПТ представлена в приложении Б.

СОПТ обеспечивает питание терминалов РЗА, АСУ ТП и цепей управления коммутационными аппаратами, автоматики и сигнализации в нормальных режимах и в течение двух часов при полном обесточивании СН ПС. СОПТ разделена на две взаимно резервируемые части. Потребители постоянного тока распределены между собой таким образом, что отказ одной из них не приводит к потере основных функций РЗА, ПА, АСУ ТП и управления коммутационными аппаратами. В нормальном режиме питание потребителей СОПТ осуществляется от ЗВУ, АБ берет нагрузку на себя в случае возникновения пиковых режимов (одновременной коммутации нескольких групп потребителей, возникновении КЗ), а также в аварийном режиме. Поскольку на ПС применяются современные элегазовые высоковольтные выключатели, которые не потребляют больших толчковых токов при коммутации, в ЩПТ нет разделения на шины ШП и ШУ, каждый ЩПТ состоит из двух равноценных шкафов, в каждом шкафу используется одна секция шин.

Используется трехуровневая система защиты. На первом (в шкафу выносных предохранителей) и среднем (на отходящих фидерах секций ЩПТ) уровнях используются предохранители, на третьем уровне (в ШРОТ) используются модульные автоматические защитные выключатели.

Согласно требованиям [1] трехуровневая защита предусматривает:

Нагрузки СОПТ

Нагрузка СОПТ подразделяется на постоянную и толчковую, режим работы СОПТ – на нормальный (при котором присутствуют питания СН ПС) и аварийный (при котором питание СН отсутствует).

Потребитель

Нормальный режим

Аварийный режим

Постоянная нагрузка

Толчковая нагрузка

Постоянная нагрузка

Толчковая нагрузка

*- рассматривается режим. при котором одновременно срабатывают 9 в/в выключателей

Таким образом, толчковая нагрузка не зависит от режима работы СОПТ и в основном влияет на выбор емкости АБ. Постоянная нагрузка зависит от режима работы значительно, в нормальном режиме только МТ РЗА питаются от постоянного тока.

Потребители электроэнергии на ПС

Потребитель

Постоянный ток

Переменный ток ГП

Переменный ток

Терминалы микропроцессорной защиты РЗА

Цепи управления высоковольтных выключателей

Питание серверов подстанций

АСУ ТП верхнего уровня (АРМ)

Приводы в/в выключателей

Автоматика пожаротушения (задвижки, пожарные насосы)

Двигатели задвижек (сухотруб)

Цепи сигнализации подстанции (на центральном щите управления)

Шкафы блокировки разъединителей (цепи питания дискретных входов АСУ ТП)

Приводы разъединителей, обеспечивающих видимый разрыв

Вентиляция и кондиционирование

Системы накопления энергии на ПС ФСК

Технологические предпосылки создания СНЭ

Активное развитие преобразовательной техники и появление на рынке нового поколения накопителей электроэнергии (аккумуляторные батареи с высокой плотностью энергии, суперконденсаторы) позволили создать так называемые системы накопления электроэнергии (СНЭ), позволяющие накапливать электроэнергию в момент ее избытка и расходовать ее в момент дефицита. Повышенное количество циклов заряда и разряда для нового поколения АБ позволяет значительно увеличить срок их службы. Кроме того, разработаны новые алгоритмы управления, позволяющие добиться высоких значений КПД для мощных преобразователей напряжения при их номинальной нагрузке (95 – 97%). Эти и другие разработки позволяют говорить о потенциальной возможности широкого внедрения подобных устройств в энергетике. ОАО «ФСК ЕЭС» активно участвует в этом процессе. Программа НИОКР, принятая ФСК, предполагает установку пилотных систем на некоторые ее ПС. Данный анализ был проделан для того, чтобы определить перспективы интеграции СНЭ с систему электроснабжения ФСК, оценить параметры таких систем и предложить возможные решения.

ИБП АББМ

В настоящее время на ряде подстанций уровня ФСК реализуется проект установки ИБП АББМ (источник бесперебойного питания с аккумуляторными батареями большой мощности). Строго говоря, данный термин употребляется некорректно, так как речь идет об АБ не с большой мощностью, а с бОльшей (по сравнению с обычными ИБП) запасенной энергией. Данное решение технически оправдано на ПС, в которых большинство потребителей СН являются потребителями первой и нулевой категории (например, на ПС Смирново и ПС Сколково, которые являются ПС подземного типа). В этом случае целесообразно применение ИБП АББМ, рассчитанных на полную мощность нагрузки собственных нужд. При этом обеспечивается гарантированное питание всех ответственных потребителей напряжением переменного тока.

Схема питания ИБП АББМ ПС Смирново

Для примера рассмотрим схему питания СН ПС Смирново. Питание осуществляется по схеме неявного резервирования от двух независимых вводов через трансформаторы СН TN 1 и TN 2. Резервирующий трансформатор TN 3 питается от независимого ввода 3 и подключен к секции 3 СН. Кроме TN 3 к секции 3 подключена ДГУ, рассчитанная на мощность трансформатора СН. Для обеспечения потребителей ГП используются ИБП, включенные между секцией СН и секцией питания ответственных потребителей. Система построена по модульному принципу и включает в свой состав четыре одинаковых ИБП. Каждый модуль рассчитан на мощность 300кВА и время резервирования 1 час. Схемой предусмотрено резервирование питания секций ГП непосредственно от секций СН. Живучесть объекта обеспечивается тем, что нагрузки ответственных потребителей питаются от двух разных секций ГП.

Схема ИБП АББМ и его основные технические параметры

Запасенная энергия, кВА

Время резервирования, ч

Анализ обоснованности использования ИБП АББМ на ПС

Помимо обеспечения независимости электроснабжения нагрузок от наличия напряжения на входе ИБП (АБП) выполняет еще ряд важных функций:

В этом заключается преимущества от использования ИБП.

Вместе с тем, у данного решения есть недостаток: использование ИБП АББМ – дорогое решение.

Используемое оборудование (преобразователи, АББМ) на сегодняшний день являются дорогими даже по сравнению с обычными компонентами ИБП, входящих в состав обычных индустриальных систем бесперебойного питания, рассчитанных на меньшее время резервирования, и заведомо намного дороже стоимости ЩСН. Как уже было отмечено, использование ИБП технически оправдано на ПС в которых большинство потребителей СН являются потребителями первой и нулевой категории. Но таких подстанций немного. Для обычных подстанций, большая часть потребителей СН (отопление, освещение, различные силовые сборки и др.) не являются потребителями нулевой или первой категории. С этой точки зрения, питать, например, электрические калориферы дорогим и качественным напряжением ГП видится экономически и технически нецелесообразным.

Кроме того у данного решения есть и другие недостатки.

Вследствие использования схемы двойного преобразования и гальванически развязывающих трансформаторов происходят достаточно большие потери электроэнергии, связанные с работой силовых ключей и сетевых трансформаторов. Так, например, в указанной схеме питания ПС Смирново, суммарный КПД ИБП АББМ будет примерно 90% или ниже даже в номинальном режиме. Таким образом, при питании 1000кВт нагрузки, минимум 100 кВт будут рассеиваться в виде тепла. Поэтому еще одним недостатком данного решения являются дополнительные потери электроэнергии за счет преобразования электроэнергии.

Кроме того, нужно отметить, что система ИБП АББМ – сложное электротехническое, электрохимическое и электронное устройство, вероятность выхода из строя существенно выше по сравнению с вероятностью выхода из строя обычных устройств СН – защитно-коммутационных аппаратов. Таким образом, использование схемы ИБП АББМ может приводить к суммарному снижению надежности электроснабжения ПС;

Таким образом, с большой степенью вероятности можно констатировать, что использование ИБП АББМ на обычных ПС в качестве типового решения является необоснованным.

СНЭ на ПС ФСК

Основная функция ПС уровня ФСК – обеспечение надежного транзита электроэнергии на федеральном уровне. Главное требование к предъявляемому оборудованию на ПС ФСК – надежность. Для того чтобы определить, каким образом СНЭ могут быть полезны на ПС ФСК, необходимо проанализировать те добавочные полезные качества, которые привносят данные системы.

Полезные функции СНЭ

Что принципиально нового дают системы накопления энергии?

По сравнению с традиционными свинцово-кислотными аккумуляторами, используемыми, например, в системах оперативного постоянного тока, АБ, входящие в состав СНЭ, имеют повышенный ресурс количества циклов заряд/разряд и низкое значение выходного сопротивления, позволяющее иметь высокий КПД и, при необходимости, быстро заряжать или разряжать АБ. Кроме того, литий-ионные или никель-натрий-хлорные аккумуляторы имеют в несколько раз меньшие вес и габариты при тех же значениях запасенной энергии по сравнению со свинцово-кислотными АБ.

Использование этих качеств позволяет:

1. Осуществлять длительную работу СНЭ в цикле заряд/разряд, сглаживая периодические пики потребления электроэнергии;

2. Согласовывать графики генерации электроэнергии возобновляемыми источниками энергии (солнечные батареи, ветрогенераторы) и ее потребление электроприемниками;

3. Осуществлять регулирование параметров электрической сети;

4. Использовать СНЭ в качестве «горячего» резерва электрической мощности;

5. Создавать относительно компактные системы электропитания, размещаемые, например, в контейнерах.

Каким образом эти качества могут быть востребованы на ПС ФСК?

Первое применение может быть использовано для сглаживания суточных пиков нагрузки. В случае подстанций ФСК речь не идет о суточных колебаниях нагрузок собственных нужд. Нагрузка собственных нужд на ПС, как правило, достаточно равномерная. Также речь не идет о сглаживании нагрузок потребителей, так как согласно [4, 6.1.1] «от сети собственных нужд ПС питание сторонних потребителей не допускается». Имеет смысл рассмотреть возможность использования СНЭ для компенсации межсистемных перетоков мощности между различными ПС ФСК. Также возможно использование СНЭ для регулирования параметров сети или в качестве горячего резерва.

Работа с возобновляемыми источниками выходит за рамки данного рассмотрения, что же касается компактности, нужно заметить, что, как правило, на ПС ФСК достаточно места, поэтому пятое преимущество в данном случае роли не играет.

Компенсация межсистемных перетоков мощности

Компенсация межсистемных перетоков мощности между крупными энергорайонами ЕЭС – важная задача с точки зрения экономии теряемой в магистральных линиях электропередач энергии. Данное техническое решение позволяет также отсрочить инвестиции в реконструкцию действующих линий в случае нехватки их мощности при увеличении энергопотребления потребителями. Но для того, чтобы эффект от применения СНЭ для реализации данной функции был заметным, необходимо чтобы мощность СНЭ составляла величину порядка 10% от мощности транзита электроэнергии. Таким образом, речь идет о создании СНЭ, рассчитанных на мощность несколько десятков или даже сотен МВт и времени резервирования нескольких сотен МВт-ч. В настоящее время не представляется возможным создание систем накопления, использующие АБ, рассчитанные на требуемые параметры.

Регулирование параметров электрической сети

Данная задача весьма актуальна для локальных электрических сетей конечной мощности. Но и для ЕЭС эта задача также чрезвычайно важна. Для того чтобы осуществлять такое регулирование, нужно иметь систему, рассчитанную на мощность порядка 100 МВт. В связи с тем, что в данном случае не требуется длительное время резервирования (требуемое время – порядка несколько минут), такие системы сегодня вполне технически осуществимы с использованием, например, суперконденсаторов – значительно более дешевых, по сравнению с АБ, устройств. В контексте данного рассмотрения это решение детализироваться не будет, так как выходит за рамки рассмотрения системы электроснабжения подстанций.

Использования в качестве «горячего» резерва для повышения уровня надежности системы электроснабжения ПС ФСК

Согласно [4, 6.1.1] «На подстанциях 330кВ и выше следует предусматривать резервирование питания собственных нужд от третьего независимого источника питания». При этом мощность этого источника должна быть равна мощности трансформаторов СН. В качестве третьего независимого источника питания используется либо независимый ввод среднего напряжения, не связанный с силовыми трансформаторами ПС, либо ДГУ. К недостаткам первого решения можно отнести то, что в случае масштабной аварии, приводящей к отключению ВЛЭП, велика вероятность потери электроснабжения и от третьего независимого ввода. С этой точки зрения использование ДГУ более предпочтительно, так как позволяет иметь необходимый уровень автономии. К недостаткам этого решения, в свою очередь, относится то, что дизель-генератор не может быть введет в эксплуатацию очень быстро. Требуемое время выхода на проектный режим составляет от одной до нескольких минут. Для того чтобы не потерять электроснабжение в это время можно использовать СНЭ. Время перехода данной установки в режим автономной работы на нагрузку составляет примерно 10 мсек, что существенно меньше чем типичная скорость срабатывания АВР.

Структурная схема системы электроснабжения ПС для этого случая представлена ниже.

Здесь вместо третьего независимого ввода питания СН ПС используется СНЭ, работающая совместно с ДГУ. Мощность ДГУ и СНЭ рассчитана на полную нагрузку СН (несколько сот кВт, в зависимости от проекта), время резервирования СНЭ – примерно 10 минут. При исчезновении питания на вводах 1 и 2 питание осуществляется от СНЭ на время, необходимое для включения ДГУ. После этого питание осуществляется от ДГУ. Принципиальным отличием данной схемы от схемы ИБП является то, что в СНЭ вместо выпрямителя используется обратимый инвертор, который может как выпрямлять переменное напряжение в постоянное (при заряде аккумуляторов), так и работать в качестве обычного инвертора, преобразуя постоянного напряжение (запасенное в аккумуляторах) в переменное напряжение 50 Гц, обеспечивая питание СН.

Данная схема позволяет объединить в одну систему резервное питание СН, и систему ГП, при этом СНЭ, кроме функции резервирования электропитания СН будет выполнять функцию питания нагрузок ответственных потребителей. Для этого необходимо добавить еще один инвертор, рассчитанный на мощность нагрузок ответственных потребителей переменного тока.

Использовать СНЭ в качестве системы, выполняющей функции СОПТ, не представляется целесообразным по следующим соображениям: в системах СНЭ для увеличения мощности инвертора, как правило, используется повышенное напряжение постоянного тока 600 – 900 В. Для того чтобы использовать его для питания нагрузок СОПТ (220 В), необходим дополнительный мощный DC / DC преобразователь. Его использование приведет к удорожанию системы, к снижению надежности работы системы в целом, а также необходимо будет решать проблему отключения токов КЗ в нагрузке СОПТ. Тем не менее, для того чтобы получить окончательную ясность по этому вопросу нужна дополнительная проработка.

Источник