126
Комплексная расчетно-эксперимен-
тальная методика диагностики
систем оперативного постоянного
тока объектов энергетики
Борисов
Р
.
К
.,
к
.
т
.
н
.,
генеральный
директор
ООО
«
НПФ
ЭЛНАП
»
Жуликов
С
.
С
.,
к
.
т
.
н
.,
старший
научный
сотрудник
ТЭВН
НИУ
«
МЭИ
»
С
истема
оперативного
постоянного
тока
(
СОПТ
)
должна
обеспечивать
надежное
и
качественное
электропитание
в
нормаль
-
ном
и
аварийном
режимах
работы
устройств
РЗА
,
сигнализации
,
электромагнитов
управления
высоковольтными
выключателями
,
системы
аварий
-
ного
освещения
,
приводов
автоматических
вводных
и
секционных
выключателей
щитов
собственных
нужд
напряжением
0,4
кВ
.
СОПТ
также
обеспечива
-
ет
резервное
питание
электродвигателей
аварийных
маслонасосов
в
системах
смазки
агрегатов
и
регули
-
рования
турбин
,
электродвигателей
аварийных
насо
-
сов
в
системах
уплотнения
вала
генератора
,
обору
-
дования
связи
,
АСУ
ТП
,
основных
элементов
АИИС
КУЭ
.
От
технического
состояния
СОПТ
зависит
на
-
дежность
всего
энергообъекта
в
целом
.
Как
показы
-
вает
опыт
работы
,
потеря
СОПТ
приводит
к
возникно
-
вению
аварийных
ситуаций
и
выходу
энергообъекта
из
строя
и
,
как
следствие
,
к
экономическим
потерям
из
-
за
недоотпуска
электроэнергии
и
проведения
ава
-
рийно
-
восстановительных
работ
.
Для
выявления
и
своевременного
устранения
не
-
достатков
разработана
расчетно
-
экспериментальная
методика
комплексной
диагностики
СОПТ
,
которая
включает
в
себя
следующие
пункты
:
–
составление
однолинейной
исполнительной
схе
-
мы
СОПТ
(
общей
схемы
,
схемы
ЩПТ
,
схемы
рас
-
пределительной
сети
,
схемы
резервного
питания
,
схемы
аварийного
освещения
);
–
проверку
состояния
аккумуляторной
батареи
без
вывода
ее
из
работы
(
осмотр
токовыводов
и
сосу
-
дов
,
измерение
емкости
двухимпульсным
мето
-
дом
при
ее
разряде
фактическим
током
нагрузки
объекта
,
измерение
внутреннего
сопротивления
каждого
элемента
и
контактных
сопротивлений
межэлементных
перемычек
,
выявление
отстаю
-
щих
,
дефектных
элементов
и
перемычек
);
–
проверку
работоспособности
зарядных
устройств
ЗВУ
(
измерение
пульсаций
выходного
напряжения
и
тока
,
уровня
стабилизации
выходного
напря
-
жения
,
проверку
пределов
и
плавности
регули
-
рования
выходного
напряжения
,
проверку
рабо
-
тоспособности
при
толчковых
токах
,
защиты
от
сверхтоков
,
правильности
установленного
подза
-
рядного
напряжения
,
взаимного
резервирования
);
–
проверку
работоспособности
устройства
контроля
изоляции
и
поиска
«
земли
»;
–
проверку
работоспособности
и
соответствия
за
-
водским
техническим
характеристикам
автомати
-
ческих
выключателей
путем
их
прогрузки
(
без
вы
-
вода
из
работы
с
применением
шунтирующих
це
-
почек
);
–
проверку
работоспособности
устройств
защиты
от
импульсных
перенапряжений
(
УЗИП
);
–
проверку
состояния
контактных
соединений
(
опре
-
деление
точек
сети
с
повышенными
переходными
сопротивлениями
контактов
на
основании
сравне
-
ния
измеренных
и
расчетных
токов
КЗ
);
–
измерение
(
без
отключения
оборудования
)
и
рас
-
четы
с
помощью
специальных
компьютерных
программ
токов
КЗ
на
шинах
ЩПТ
,
в
распредели
-
тельных
линиях
,
в
цепях
ШУ
на
панелях
РЩ
и
ГЩУ
,
в
цепях
ШУ
и
ШП
в
ячейках
КРУ
и
шкафах
ОРУ
;
–
проверку
термической
стойкости
и
невозгораемо
-
сти
кабелей
при
КЗ
путем
проведения
расчетов
;
–
проверку
правильности
выбора
чувствительности
основной
и
резервной
защит
от
КЗ
путем
расчета
токов
КЗ
;
–
проверку
селективности
работы
защитных
аппара
-
тов
в
диапазоне
расчетных
и
измеренных
токов
КЗ
;
–
измерение
тока
и
напряжения
в
сети
СОПТ
при
имитации
включения
высоковольтного
выключа
-
теля
;
–
измерение
емкости
сети
на
землю
;
–
проверку
выполнения
условий
ЭМС
(
для
провалов
и
прерываний
напряжения
,
пульсаций
выпрямлен
-
ного
напряжения
,
кондуктивных
помех
в
полосе
частот
0–150
кГц
,
кондуктивных
помех
в
полосе
частот
150–80
МГц
,
микросекундных
импульс
-
ных
помех
,
вызванных
прямым
воздействием
тока
молнии
,
колебательных
затухающих
помех
,
вызванных
токами
КЗ
первичного
оборудования
и
непрямым
воздействием
тока
молнии
,
наносе
-
кундных
импульсных
помех
,
вызванных
коммута
-
циями
оборудования
СОПТ
);
–
проверку
работоспособности
электроприемников
СОПТ
в
нормальном
и
аварийном
режимах
работы
с
учетом
текущих
ее
параметров
.
Для
реализации
экспериментальной
части
ком
-
плексной
диагностики
СОПТ
разработаны
уникаль
-
ДИАГНОСТИКА
И МОНИТОРИНГ
127
ные
приборы
,
позволяющие
производить
измере
-
ния
токов
КЗ
в
токораспределительной
сети
СОПТ
(«
ДСОПТ
-1»),
определять
внутреннее
сопротивле
-
ние
и
фактическую
емкость
аккумуляторной
бата
-
реи
(«
УИН
-3»),
проводить
поэлементный
контроль
АБ
(«
ПК
-1»)
и
имитационные
измерения
при
проверке
требований
ЭМС
(«
ИК
-1», «
ИКП
-1»).
Все
измерения
проводятся
без
отключения
технологического
обо
-
рудования
энергообъекта
.
Приборы
для
диагностики
ЭМС
рекомендованы
международной
электротехни
-
ческой
комиссией
(
МЭК
)
для
применения
на
объектах
энергетики
.
При
проведении
расчетной
части
комплексной
диагностики
применяются
следующие
компьютерные
программы
:
–
для
проверки
селективности
аппаратов
защиты
используется
компьютерная
программа
DCSelec-
tive (
разработанная
ООО
«
НПФ
ЭЛНАП
»,
имею
-
щая
уникальную
базу
данных
аппаратов
защиты
на
постоянном
токе
);
–
для
расчета
токов
КЗ
,
термической
стойкости
и
невозгораемости
кабелей
используется
програм
-
ма
GuSetsDC (
разработка
МЭИ
);
–
для
проверки
выполнения
условий
ЭМС
использу
-
ется
программа
Interferences (
также
разработанная
ООО
«
НПФ
ЭЛНАП
»).
Комплексная
диагностика
была
проведена
на
бо
-
лее
чем
200
объектах
энергетики
(
электрических
под
-
станциях
35–220
кВ
и
тепловых
электростанциях
).
При
проведении
диагностики
были
обнаружены
сле
-
дующие
типовые
дефекты
СОПТ
.
1.
Электрическая
схема
СОПТ
:
–
отсутствует
секционирование
и
резервирование
питания
цепей
ШУ
и
ШП
(
ГЩУ
,
РЩ
,
КРУ
,
ОРУ
);
–
замкнуты
кольца
питания
цепей
ШУ
и
ШП
распре
-
делительных
устройств
(
КРУ
,
ЗРУ
,
ГРУ
,
ОРУ
);
–
последовательно
соединены
шины
секций
ЩПТ
,
отсутствует
возможность
автономного
электропи
-
тания
одной
из
секций
ЩПТ
от
АБ
;
–
отсутствуют
защитные
аппараты
в
распредели
-
тельных
линиях
ЩПТ
;
–
уставки
защитных
аппаратов
не
соответствуют
сечениям
защищаемых
ими
кабельных
линий
;
–
отсутствуют
устройства
защиты
от
импульсных
перенапряжений
(
УЗИП
)
на
шинах
ЩПТ
.
2.
Аккумуляторная
батарея
:
–
на
15%
объектов
фактическая
емкость
менее
0,7
C
НОМ
,
что
приводит
к
снижению
токов
КЗ
и
отказу
срабатывания
защитных
аппаратов
;
–
на
22%
объектов
обнаружены
отстающие
эле
-
менты
,
на
29% —
перезаряженные
элементы
,
на
25% —
отстающие
и
перезаряженные
элементы
.
3.
Устройство
заряда
-
подзаряда
:
–
на
49%
УЗП
повышенный
уровень
пульсаций
тока
,
что
приводит
к
ускоренному
старению
АБ
;
– 3%
УЗП
не
исправны
(
или
нет
резервных
УЗП
),
что
может
привести
к
разряду
АБ
при
отказе
основного
УЗП
.
4.
Защитные
аппараты
.
– 40%
автоматических
выключателей
выработали
свой
ресурс
и
поэтому
нельзя
гарантировать
их
надежную
работу
.
– 13%
автоматических
выключателей
не
пригодны
к
эксплуатации
(
и
не
смогут
отключить
ток
КЗ
);
–
чувствительность
не
обеспечивается
для
41%
вво
-
дных
аппаратов
,
что
может
привести
к
неотключе
-
нию
дуги
на
шинах
,
к
повреждению
шин
и
пожару
в
ЩПТ
.
Селективность
аппаратов
защиты
:
не
обеспечива
-
ется
селективность
для
62%
для
аппаратов
защиты
1
и
2
ступеней
,
что
может
привести
к
срабатыванию
вводного
аппарата
при
КЗ
в
распределительной
ли
-
нии
и
потере
питания
СОПТ
.
5.
Термическая
стойкость
и
невозгораемость
прово
-
дов
и
кабелей
не
обеспечиваются
соответственно
на
40
и
58%
объектов
,
что
может
привести
к
по
-
вреждению
изоляции
кабелей
,
их
возгоранию
и
по
-
жару
.
6.
Контактные
соединения
:
на
94%
объектов
контак
-
ты
находятся
в
неудовлетворительном
состоянии
,
что
приводит
к
отказу
включения
высоковольтных
выключателей
в
КРУ
или
на
ОРУ
,
несрабатыванию
аппаратов
защиты
.
7.
Требования
электромагнитной
совместимости
(
ЭМС
):
–
на
60%
объектов
не
выполняются
требования
к
провалам
и
прерываниям
напряжения
;
–
на
90%
объектов
не
выполняются
требования
к
микросекундным
импульсным
помехам
,
наносе
-
кундным
и
колебательным
затухающим
помехам
,
что
приводит
к
сбоям
в
работе
устройств
РЗА
и
АСУ
ТП
.
По
результатам
диагностики
для
70
объектов
были
разработаны
проекты
по
ремонту
СОПТ
и
составле
-
ны
программы
производства
работ
(
ППР
),
в
которых
подробно
расписана
последовательность
операций
и
переключений
для
производства
работ
в
условиях
постоянно
действующего
технологического
оборудо
-
вания
.
При
замене
аппаратов
защиты
использова
-
лась
методика
с
применением
шунтирующих
цепо
-
чек
,
позволяющая
выполнять
работы
без
отключения
цепей
управления
.
После
проведения
ремонта
были
проведены
измерения
токов
КЗ
в
контрольных
точках
для
проверки
эффективности
ремонтных
работ
.
ВЫВОДЫ
:
1.
Полная
и
достоверная
информация
о
состоянии
СОПТ
может
быть
получена
при
реализации
ком
-
плексной
расчетно
-
экспериментальной
методики
ее
диагностики
.
2.
Состояние
СОПТ
на
энергообъектах
,
находящих
-
ся
длительное
время
в
эксплуатации
,
как
правило
,
неудовлетворительное
.
3.
Для
обеспечения
надежного
функционирования
СОПТ
и
энергообъекта
в
целом
необходимо
вы
-
полнять
периодическую
проверку
СОПТ
и
ремонт
-
ные
работы
по
устранению
выявленных
при
диа
-
гностике
неисправностей
.
4.
На
объектах
,
прошедших
диагностику
и
ремонтные
работы
,
необходимо
установить
текущий
контроль
состояния
СОПТ
.
5.
Для
вновь
строящихся
объектов
целесообразно
включить
в
приемо
-
сдаточные
испытания
ком
-
плексную
диагностику
СОПТ
.
№
6 (45) 2017
Оригинал статьи: Комплексная расчетно-экспериментальная методика диагностики систем оперативного постоянного тока объектов энергетики
Система оперативного постоянного тока (СОПТ) должна обеспечивать надежное и качественное электропитание в нормальном и аварийном режимах работы устройств РЗА, сигнализации, электромагнитов управления высоковольтными выключателями, системы аварийного освещения, приводов автоматических вводных и секционных выключателей щитов собственных нужд напряжением 0,4 кВ.
