Комплексная расчетно-экспериментальная методика диагностики систем оперативного постоянного тока объектов энергетики

Page 1
background image

Page 2
background image

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


Page 3
background image

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

 

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


Читать онлайн

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.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»