62
СЕТИ РОССИИ
презент
ация
К
ак
и
в
любой
другой
области
экономики
,
высокая
конкуренция
наряду
с
различны
-
ми
техническими
требованиями
заказчи
-
ков
привела
к
многообразию
технических
решений
и
предложений
,
которые
оцениваются
за
-
частую
только
по
цене
,
не
принимая
во
внимание
те
или
иные
качественные
характеристики
,
а
главное
—
показатели
надежности
.
Практика
подтвердила
,
что
оборудование
систем
оперативного
тока
(
системы
переменного
и
посто
-
янного
тока
собственных
нужд
,
далее
—
СОПТ
и
СН
)
является
важнейшей
составной
частью
системы
обеспечения
управляемости
и
живучести
подстан
-
ций
.
От
надежности
СОПТ
и
СН
зависит
возможность
функционирования
цепей
управления
,
защиты
,
кон
-
троля
и
регулирования
основного
оборудования
под
-
станций
,
устройств
сигнализации
и
связи
.
Что
же
оказывает
влияние
на
выбор
и
реализа
-
цию
тех
или
иных
технических
решений
и
иннова
-
ций
?
Оперативный ток
подстанций 35–750 кВ:
надежность во всем…
Многообразие статей рекламного характера, а также полемика и вирту-
альные круглые столы, посвященные проблеме оперативного тока элек-
трических подстанций в различных энергетических изданиях, призывают
авторов высказать свое мнение по этому вопросу.
Вячеслав ШЕИН, генеральный директор,
Борис КИРСАНОВ, технический директор,
ПК «ЭлектроКонцепт»
63
№ 3, ноябрь-декабрь, 2010
ОСНОВНЫЕ
ФАКТОРЫ
,
ОКАЗЫВАЮЩИЕ
ВЛИЯНИЕ
НА
РАЗРАБОТКУ
И
ПРОИЗВОДСТВО
ОБОРУДОВАНИЯ
СОПТ
И
СН
1.
Научно
-
техническое
обеспечение
развития
СОПТ
.
Обновилась
нормативно
техническая
документация
в
ОАО
«
ФСК
ЕЭС
»:
•
в
2009
г
.
утверждена
новая
редакция
стандарта
«
Нор
-
мы
технологического
проектирования
подстанций
пе
-
ременного
тока
с
высшим
напряжением
35—750
кВ
(
далее
—
НТП
ПС
)»;
•
в
2010
г
.
принят
стандарт
«
Системы
оперативного
по
-
стоянного
тока
подстанций
.
Технические
требования
».
2.
Основное
оборудование
ПС
:
•
электромеханические
системы
защиты
вытесняются
микропроцессорными
терминалами
защиты
—
умень
-
шается
ток
постоянной
нагрузки
,
ужесточаются
требо
-
вания
по
электромагнитной
совместимости
,
в
частно
-
сти
,
по
провалам
напряжения
и
перенапряжениям
в
СОПТ
;
•
электромагнитные
приводы
выключателей
с
токами
в
сотни
ампер
заменяются
пружинными
приводами
на
переменном
токе
или
на
постоянном
,
но
с
единица
-
ми
ампер
.
Характер
нагрузки
СОПТ
становится
более
равномерным
,
улучшается
соотношение
между
пуско
-
выми
токами
и
токами
короткого
замыкания
.
3.
Технические
возможности
:
•
многообразие
типов
аккумуляторов
,
отличающихся
по
условиям
эксплуатации
и
параметрам
,
в
частности
,
по
внутреннему
сопротивлению
и
токам
короткого
замы
-
кания
;
•
широкий
выбор
защитных
аппаратов
,
кроме
автома
-
тических
выключателей
появились
новые
типы
мульти
-
блоков
плавких
предохранителей
,
имеющие
устройства
дистанционного
контроля
состояния
плавких
вставок
;
•
у
автоматических
выключателей
появились
рефлекс
-
ные
расцепители
,
полупроводниковые
расцепители
стали
менее
уязвимы
по
питанию
;
•
широкий
выбор
устройств
автоматизированного
по
-
иска
утечки
на
землю
;
•
многообразие
регистраторов
аварийных
процессов
,
интеграция
в
АСУ
ТП
;
•
широкий
выбор
устройств
защиты
от
перенапряже
-
ний
в
СОПТ
—
лавинные
диоды
,
газоразрядные
устрой
-
ства
,
варисторы
.
Перечисленные
факторы
привели
к
определенным
этапам
развития
технологической
базы
СОПТ
и
СН
.
Те
-
перь
производители
должны
решить
,
какими
усилиями
увеличивать
свою
долю
на
рынке
—
модернизировать
свои
решения
,
чтобы
полностью
соответствовать
новым
стандартам
и
требованиям
и
быть
одним
из
многих
или
найти
новые
продукты
и
решения
,
которые
в
будущем
станут
новыми
стандартами
.
Производственная
компания
«
ЭлектроКонцепт
»
вы
-
брала
для
себя
золотую
середину
.
Накапливая
опыт
про
-
ектирования
и
производства
оборудования
,
мы
пытаем
-
ся
смотреть
вперед
,
создавая
новые
продукты
и
подходы
,
которые
нацелены
на
сокращение
и
упрощение
обслужи
-
вания
,
а
значит
,
на
минимизацию
человеческого
факто
-
ра
и
,
как
следствие
,
на
повышение
надежности
систем
СОПТ
и
СН
.
Приведем
наиболее
интересные
разработки
,
выпол
-
ненные
компанией
в
2010
году
.
ЗАРЯДНО
-
ПОДЗАРЯДНЫЕ
УСТРОЙСТВА
Серийной
продукцией
ПК
«
ЭлектроКонцепт
»
является
зарядно
-
подзарядное
устройство
серии
ВТЗП
(
выпрями
-
тель
тиристорный
зарядно
-
подзарядный
).
ВТЗП
—
это
устройство
постоянного
напряжения
,
пред
-
назначенное
для
питания
потребителей
и
параллельной
работы
со
стационарными
свинцово
-
кислотными
акку
-
муляторными
батареями
(
классическими
со
свободным
электролитом
и
герметизированными
с
рекомбинацией
газа
).
Основными
особенностями
зарядно
-
подзарядных
устройств
серии
ВТЗП
являются
:
•
исполнение
силового
трансформатора
по
схеме
звез
-
да
/
треугольник
,
что
обеспечивает
входной
коэффици
-
ент
мощности
не
менее
0,87;
•
полностью
управляемый
трехфазный
тиристорный
преобразователь
с
регулируемым
выходным
напря
-
жением
150—270
В
;
•
сдвоенный
выходной
фильтр
,
сглаживающий
пульса
-
ции
выходного
напряжения
на
активной
нагрузке
до
значения
не
более
0,5%
от
номинального
;
•
встроенная
функция
параллельной
работы
двух
вы
-
прямителей
на
общую
аккумуляторную
батарею
и
на
-
грузку
;
•
температурная
компенсация
выходного
напряжения
;
•
встроенное
устройство
контроля
изоляции
сопротив
-
ления
полюсов
;
•
функция
управления
системой
вентиляции
аккумуля
-
торного
помещения
;
•
конструкция
,
обеспечивающая
естественную
венти
-
ляцию
устройства
в
непрерывном
режиме
работы
;
•
модульная
конструкция
силовой
части
,
что
обеспечи
-
вает
высокую
ремонтопригодность
;
•
функция
заряда
и
содержания
дополнительных
(«
хво
-
стовых
»)
элементов
аккумуляторной
батареи
на
базе
трехфазного
полностью
управляемого
тиристорного
преобразования
с
диапазоном
регулирования
выход
-
ного
напряжения
12—72
В
,
что
обеспечивает
одина
-
ковые
уровни
пульсаций
элементов
основной
и
допол
-
нительной
части
.
Благодаря
указанным
особенностям
и
высокой
на
-
дежности
классической
схемы
преобразования
заряд
-
ные
устройства
серии
ВТЗП
широко
применяются
в
си
-
стемах
постоянного
тока
электрических
подстанций
.
Для
повышения
функциональности
зарядных
устройств
ВТЗП
компанией
разработана
цифровая
схема
управления
тиристорным
мостом
с
графическим
сенсор
-
ным
контроллером
DaRCi —
ДаРСи
(
рис
. 1).
Благодаря
этому
ВТЗП
с
контроллером
DaRCi
по
-
зволяют
дополнительно
:
•
легко
конфигуриро
-
вать
устройства
для
адаптации
к
любому
типу
аккумуляторов
;
•
с
помощью
выносного
бесконтактного
датчи
-
ка
тока
контролировать
ток
аккумуляторной
батареи
при
ее
непосредственном
подключении
к
шинам
ЩПТ
;
•
проводить
контроль
целостности
цепи
батареи
;
Рис
. 1
64
СЕТИ РОССИИ
•
в
цифровой
форме
задавать
параметры
и
конфигури
-
ровать
устройство
;
•
накапливать
информацию
в
журнале
событий
устрой
-
ства
и
передавать
ее
в
АСУ
ТП
подстанции
.
ШКАФЫ
ОПЕРАТИВНОГО
ПОСТОЯННОГО
ТОКА
Широкое
использование
IGBT-
транзисторов
в
преоб
-
разователях
с
широтно
-
импульсной
модуляцией
(PWM)
и
высокой
частотой
преобразования
привело
к
возмож
-
ности
производства
зарядно
-
выпрямительных
устройств
модульного
типа
,
имеющих
малый
вес
и
габариты
по
сравнению
с
тиристорными
преобразователями
.
Небольшие
габариты
модулей
зарядно
-
выпря
-
мительного
устройства
позволяют
изготавливать
компакт
-
ные
системы
оперативного
постоянного
тока
шкафного
исполнения
,
так
называемые
шкафы
оперативного
тока
(
устройства
3
в
1).
Однако
за
счет
своих
малых
габари
-
тов
выпрямительные
модули
имеют
встроенные
венти
-
ляторы
,
что
является
существенным
недостатком
для
не
-
обслуживаемых
подстанций
из
-
за
необходимости
частой
замены
фильтров
или
ремонта
из
-
за
перегрева
.
Шкафы
оперативного
тока
серии
ПСМ
-
В
ПК
«
Элек
-
троКонцепт
» (
рис
. 2)
лишены
указанного
недостатка
.
В
устройствах
ПСМ
-
В
использованы
модульные
вы
-
прямители
с
естественным
охлаждением
серии
MaR
С
i.
В
систему
устанавливается
до
шести
модулей
мощностью
1600
Вт
,
таким
образом
,
мощность
системы
составляет
9,6
кВт
.
Возможность
«
горячей
замены
»
выпрямительных
модулей
без
отключения
потребителей
и
аккумуляторной
батареи
обеспечивает
высочайший
коэффициент
готов
-
ности
.
Гальванически
изолированные
вход
и
выход
ис
-
ключают
возможность
влияния
помех
электрической
сети
на
потребителей
постоянного
тока
.
Выпрямительные
модули
управляются
системным
микропроцессорным
контроллером
ViDiM,
который
обе
-
спечивает
равномерное
распределение
нагрузки
по
вы
-
прямительным
модулям
с
высокой
точностью
.
Контрол
-
лер
также
проверяет
состояния
всех
функциональных
блоков
и
осуществляет
контроль
сопротивления
изоляции
на
шинах
.
Вся
информация
о
режимах
и
состоянии
ото
-
бражается
на
экране
системного
контроллера
.
Опция
автоматического
резервирования
по
двум
вво
-
дам
питания
(
АВР
)
и
опция
защиты
аккумуляторной
бата
-
реи
от
глубокого
раз
-
ряда
(LVBD)
делают
системы
максималь
-
но
надежными
.
В
отсеке
распре
-
деления
потребителей
установлена
коммута
-
ционная
аппаратура
для
подключения
на
-
грузок
постоянного
тока
.
Обязательным
условием
выбора
авто
-
матических
выключа
-
телей
является
обеспе
-
чение
селективности
срабатывания
защит
разных
уровней
.
При
необходимости
дис
-
танционной
передачи
замыкания
при
производстве
работ
по
монтажу
и
техни
-
ческому
обслуживанию
.
Соединения
от
защитных
аппа
-
ратов
до
клемм
выполняются
кабелем
в
двойной
изо
-
ляции
FG7 Pecso (
Италия
),
что
исключает
возможность
пробоя
и
замыкания
полюсов
на
землю
.
Применение
высоконадежных
и
безопасных
клеммных
рядов
и
за
-
жимов
сокращает
трудозатраты
и
значительно
упрощает
монтаж
оборудования
.
Щиты
постоянного
тока
ЩПТ
-
П
производятся
в
виде
комплекта
шкафов
одно
-
и
двустороннего
обслуживания
.
В
качестве
защитных
устройств
в
щитах
ЩПТ
-
П
применя
-
ются
предохранители
с
характеристиками
,
соответствую
-
щими
ГОСТ
50339 (
МЭК
269-1),
что
гарантированно
обе
-
спечивает
селективность
и
ограничение
тока
короткого
замыкания
при
правильном
расчете
номиналов
и
выборе
соответствующих
типов
плавких
вставок
.
Предохранители
устанавливаются
в
держатели
комбинированные
с
разъ
-
единителями
,
что
существенно
упрощает
конструкцию
,
обслуживание
и
повышает
надежность
.
В
то
же
время
эксплуатация
щитов
на
предохранителях
связана
с
обяза
-
тельным
требованием
применения
плавких
вставок
опре
-
деленного
номинала
,
что
не
всегда
выполнимо
в
труднодо
-
ступных
районах
при
отсутствии
должного
резерва
.
По
этой
и
ряду
других
причин
многие
специалисты
от
-
дают
предпочтение
щитам
постоянного
тока
на
автомати
-
Рис
. 3
информации
о
состоянии
автоматических
выключателей
они
комплектуются
контактами
состояния
(SD/OF).
В
отсеке
аккумуляторной
батареи
может
быть
установ
-
лена
герметизированная
аккумуляторная
батарея
с
ре
-
комбинацией
газа
.
Для
удобства
монтажа
рекомендуется
установка
моноблоков
12
В
с
фронтальным
расположе
-
нием
выводов
емкостью
до
60
Ач
.
Для
контроля
темпе
-
ратуры
в
отсеке
аккумуляторов
установлен
термодатчик
,
что
обеспечивает
возможность
коррекции
напряжения
подзаряда
в
зависимости
от
температуры
и
гарантирует
максимальный
срок
службы
аккумуляторов
.
ЩИТЫ
ПОСТОЯННОГО
ТОКА
(
ЩПТ
)
Концепция
построения
ЩПТ
определяется
основны
-
ми
требованиями
:
надежность
,
функциональность
,
селек
-
тивность
,
чувствительность
,
быстродействие
.
Надежность
и
безопасность
ЩПТ
ПК
«
ЭлектроКонцепт
»
(
рис
. 3)
определяется
технологическими
решениями
при
производстве
.
Все
шины
имеют
изоляцию
и
проложены
таким
образом
,
чтобы
исключить
возможность
короткого
Рис
. 2
65
№ 3, ноябрь-декабрь, 2010
ческих
выключателях
.
Однако
обеспечение
необходимой
селективности
в
щитах
постоянного
тока
на
автоматиче
-
ских
выключателях
является
сложной
,
а
иногда
неразре
-
шимой
задачей
.
Для
решения
данной
задачи
ПК
«
ЭлектроКонцепт
»
разработаны
щиты
серии
ЩПТ
-
А
полной
селективности
с
микропроцессорным
устройством
токовой
отсечки
DSProtect (
рис
. 4),
которое
обеспечивает
:
Применение
унифицированных
блоков
и
ячеек
в
кон
-
струкции
щитов
позволяет
устанавливать
в
одном
щите
схему
из
шкафов
ввода
и
секционирования
и
шкафов
от
-
ходящих
линий
с
различными
функциональными
блока
-
ми
и
схемами
.
Отсек
сборных
шин
расположен
в
верхней
части
шка
-
фа
.
Нулевая
и
защитная
шина
PE
расположены
в
нижней
части
шкафа
.
Соединение
сборных
шин
между
шкафами
выполняется
при
помощи
медных
накладок
(
стыковоч
-
ного
комплекта
),
которые
крепятся
стальными
болтами
с
самофиксирующимися
гайками
.
Это
позволяет
исклю
-
чить
необходимость
периодической
протяжки
болтовых
соединений
динамометрическим
ключом
.
Отсек
функциональной
аппаратуры
делится
на
модули
с
отдельной
дверью
,
в
которых
может
быть
установлена
аппаратура
коммутации
силовых
цепей
,
цепей
защиты
,
управления
,
автоматики
,
измерения
,
регулирования
и
сигнализации
.
Конструкция
модуля
позволяет
размещать
автоматические
выключатели
в
литом
корпусе
номина
-
лом
до
3200
А
как
выкатного
,
так
и
стационарного
ис
-
полнения
.
На
лицевой
стороне
двери
функционального
модуля
установлены
органы
управления
коммутацион
-
ной
аппаратуры
,
сигнализация
и
приборы
измерения
.
Для
локализации
аварии
в
пределах
одного
блока
и
без
-
опасности
его
обслуживания
он
огражден
со
всех
сторон
перегородками
.
Визуальный
контроль
тока
вводных
выключателей
и
напряжения
на
шинах
секций
осуществляется
с
помо
-
щью
многофункциональных
измерителей
мощности
.
Функция
автоматического
ввода
резерва
может
быть
реализована
двумя
способами
:
релейной
схемой
или
на
базе
программируемого
контроллера
(PLC).
Сигналы
о
состоянии
вводных
и
секционного
автомати
-
ческих
выключателей
,
сигналы
от
измерительных
устройств
и
программируемого
контроллера
объединены
в
общую
локальную
сеть
ВРУ
для
последующей
интеграции
с
систе
-
мой
АСУ
ТП
подстанции
по
различным
интерфейсам
.
Рис
. 5
Рис
. 4
•
защиту
от
токов
перегрузки
с
обратнозависимой
выдержкой
времени
;
•
защиту
от
токов
короткого
за
-
мыкания
двумя
отсечками
с
регулировкой
времени
и
тока
срабатывания
в
широких
пределах
;
•
логическую
селективность
уровней
защит
с
макси
-
мальным
быстродействием
в
зоне
короткого
замыка
-
ния
;
•
встроенную
функцию
защиты
АБ
от
глубокого
разряда
;
•
защиту
нагрузки
от
воздействия
высокого
напряже
-
ния
;
•
осциллографирование
тока
и
напряжения
аварийного
режима
присоединения
;
•
считывание
и
анализ
осциллограмм
;
•
передачу
данных
через
RS485
интерфейс
.
Различные
конструктивные
и
технологические
реше
-
ния
ЩПТ
позволяют
удовлетворить
требования
как
сто
-
ронников
предохранительных
систем
,
так
и
привержен
-
цев
автоматических
выключателей
.
ЩИТЫ
СОБСТВЕННЫХ
НУЖД
0,4
КВ
(
ЩСН
)
В
качестве
щитов
собственных
нужд
электрических
подстанций
зачастую
применяются
низковольтные
ком
-
плектные
устройства
(
НКУ
).
Поэтому
на
рынке
представ
-
лено
многообразие
различных
конструктивных
решений
НКУ
на
базе
отечественных
и
импортных
коммутацион
-
ных
аппаратов
.
Отметим
лишь
,
что
все
чаще
и
чаще
встречается
по
-
нимание
техническими
специалистами
особенностей
конструкции
панелей
ЩСН
и
формы
секционирования
.
Шкафы
серии
«
ВРУ
»
ПК
«
ЭлектроКонцепт
» (
рис
. 5)
об
-
ладают
определенными
преимуществами
и
эксплуатиру
-
ются
на
многих
электрических
подстанциях
в
качестве
щитов
собственных
нужд
0,4
кВ
.
Для
обеспечения
высокой
формы
секционирования
(3
и
выше
)
нами
разработан
конструктив
металлических
шкафов
серии
«
ЭМА
»
на
основе
сборных
каркасов
с
раз
-
делением
на
отсеки
по
функциональному
признаку
,
что
дает
возможность
минимизировать
риск
распростране
-
ния
электрической
дуги
и
возникновения
пожара
.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В
данной
статье
авторами
сделана
попытка
вызвать
интерес
специалистов
к
нашим
новым
разработкам
.
Мы
не
боимся
критики
,
а
только
приветствуем
ее
.
В
споре
рождается
истина
.
Мы
не
прощаемся
с
читателем
.
В
сле
-
дующих
номерах
мы
готовы
более
детально
рассказать
о
наших
разработках
и
результатах
промышленной
экс
-
плуатации
.
Наш
принцип
—
надежность
во
всем
!
Задать
вопрос
авторам
статьи
можно
по
электронной
почте
или
на
сайте
www.vtzp.ru
Оригинал статьи: Оперативный ток подстанций 35—750 кВ: надежность во всем…
Многообразие статей рекламного характера, а также полемика и виртуальные круглые столы, посвященные проблеме оперативного тока электрических подстанций в различных энергетических изданиях, призывают авторов высказать свое мнение по этому вопросу.