Опыт использования литий-ионной аккумуляторной батареи на энергообъектах филиала ПАО «Россети» — МЭС Урала

background image

background image

18

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 2(33), 

июнь

 2024

Л

итий

-

ионные

 

аккумуляторные

 

батареи

  (

ЛИАБ

уже

 

известны

 

в

 

мире

а

 

технический

 

уровень

 

развития

 

производственных

 

технологий

 

делает

 

возможным

 

их

 

широкомасштабное

 

внедрение

Данный

 

класс

 

аккумуляторов

 

уже

 

используется

 

в

 

систе

-

мах

 

накопления

 

электрической

 

энергии

и

 

его

 

распростра

-

нение

 

на

 

системы

 

оперативного

 

постоянного

 

тока

 

было

 

вопросом

 

времени

При

 

этом

 

необходимо

 

отметить

что

 

система

 

оперативного

 

постоянного

 

тока

 (

СОПТ

) — 

самый

 

ответственный

 

элемент

 

электрической

 

подстанции

от

 

надежного

 

функционирования

 

которого

 

зависит

 

работа

 

всего

 

энергообъекта

 

как

 

в

 

нормальных

так

 

и

 

в

 

аварийных

 

режимах

что

 

служит

 

причиной

 

предъявления

 

высочай

-

ших

 

требований

 

к

 

данному

 

оборудованию

На

 

подстанциях

 (

ПС

электросетевого

 

комплекса

 

акку

-

муляторные

 

батареи

 (

АБ

используются

 

для

 

обеспечения

 

высокой

 

надежности

 

работы

 

устройств

 

релейной

 

защиты

телемеханики

предупредительной

 

сигнализации

 

даже

 

в

 

случае

 

технологических

 

нарушений

связанных

 

с

 

отсут

-

ствием

 

питания

 

собственных

 

нужд

Запасенная

 

электри

-

ческая

 

энергия

 

в

 

АБ

 

используется

 

посредством

 

системы

 

оперативного

 

постоянного

 

тока

 

для

 

обеспечения

 

работы

 

электромагнитных

 

приводов

 

высоковольтных

 

выклю

-

чателей

  (

на

 

ПС

где

 

коммутационные

 

аппараты

 

с

 

таким

 

приводом

 

установлены

для

 

отключения

 

поврежденного

 

участка

 

линии

 

электропередачи

  (

ЛЭП

с

 

целью

 

предот

-

вращения

 

выхода

 

из

 

строя

 

основного

 

подстанционного

 

оборудования

.

Николай

 

КОТОМЦЕВ

заместитель

 

начальника

 

службы

 

эксплуатации

 

и

 

диагностики

 

ПС

 

филиала
ПАО

 «

Россети

» —

МЭС

 

Урала

Опыт

 

использования

 

литий

-

ионной

 

аккумуляторной

 

батареи

 

на

 

энергообъектах

 

филиала

 

ПАО

 «

Россети

» — 

МЭС

 

Урала

В

 2020–2021 

годах

 

были

 

проведены

 

научно

-

исследователь

-

ские

 

и

 

опытно

-

конструкторские

 

работы

 (

НИОКР

) «

Разработ

-

ка

 

и

 

апробация

 

инновационных

 

технологий

 

по

 

снижению

 

расхода

 

на

 

собственные

 

нужды

 

подстанций

 

в

 

рамках

 

реа

-

лизации

 

мероприятий

 

дорожной

 

карты

 

национального

 

про

-

екта

 «

Энергоэффективная

 

подстанция

». 

В

 

части

 

инноваци

-

онных

 

элементов

 

системы

 

резервного

 

питания

 

на

 

первом

 

этапе

 

НИОКР

 

было

 

проведено

 

информационно

-

теоретиче

-

ское

 

исследование

в

 

рамках

 

которого

 

были

 

рассмотрены

 

системы

 

резервного

 

питания

 

с

 

аккумуляторными

 

батарея

-

ми

супер

 

конденсаторами

дизель

-

генераторами

 

и

 

механи

-

ческими

 

накопителями

 

энергии

По

 

итогам

 

сравнения

 

ука

-

занных

 

систем

 

оптимальным

 

решением

 

для

 

апробации

 

стала

 

литий

-

ионная

 

аккумуляторная

 

батарея

 (

ЛИАБ

).

Оборудование

 

подстанций


background image

19

ПРЕИМУЩЕСТВА

 

ЛИТИЙ

-

ИОННОЙ

 

АККУМУЛЯТОРНОЙ

 

БАТАРЕИ

Классические

 

свинцово

-

кислотные

 

батареи

  (

СКАБ

при

-

меняются

 

в

 

системах

 

оперативного

 

постоянного

 

тока

 

в

 

настоящее

 

время

К

 

достоинствам

 

данного

 

типа

 

батарей

 

относятся

 

надежность

 

и

 

длительный

 

срок

 

службы

 

при

 

со

-

блюдении

 

условий

 

эксплуатации

 (20 

и

 

более

 

лет

), 

а

 

также

 

разработанная

 

обширная

 

нормативная

 

база

Однако

 

ба

-

тареи

 

данного

 

типа

 

обладают

 

рядом

 

существенных

 

недо

-

статков

таких

 

как

:

 

выделение

 

водорода

 

в

 

процессе

 

заряда

который

 

в

 

сме

-

си

 

с

 

воздухом

 

становится

 

взрывоопасным

что

как

 

след

-

ствие

приводит

 

к

 

необходимости

 

размещения

 

батарей

 

в

 

специальном

 

аккумуляторном

 

помещении

 

с

 

обустрой

-

ством

 

соответствующей

 

инженерной

 

инфраструктуры

 

(

отдельной

 

системы

 

принудительной

 

приточно

-

вытяж

-

ной

 

вентиляции

взрывобезопасных

 

светильников

обо

-

гревателей

огнестойких

 

дверей

сооружением

 

тамбура

 

и

 

помещения

 

кислотной

); 

 

использование

 

в

 

качестве

 

электролита

 

раствора

 

кисло

-

ты

что

 

влечет

 

за

 

собой

 

необходимость

 

укладки

 

в

 

акку

-

муляторном

 

помещении

 

пола

 

из

 

кислотостойкой

 

плитки

 

и

 

окраски

 

поверхностей

 

кислотостойкой

 

краской

 

необходимость

 

частого

 

обслуживания

 

и

 

контроля

 

состо

-

яния

 

батареи

;

 

заряд

 

батареи

 

после

 

аварийного

 

режима

 

занимает

 

не

 

менее

 8 

часов

;

 

увеличение

 

площади

 

размещения

 

АБ

 

в

 

связи

 

с

 

тем

что

 

для

 

обслуживания

 

элементы

 

АБ

 

размещаются

в

 1 

ярус

 (

крайне

 

редко

 

с

 

учетом

 

стесненных

 

условий

 — 

в

 2 

яруса

).

По

 

сравнению

 

с

 

классическими

 

свинцово

-

кислотными

 

батареями

 

среди

 

достоинств

 

литий

-

ионных

 

аккумулято

-

ров

 

можно

 

отметить

:

 

отсутствие

 

выделения

 

в

 

процессе

 

эксплуатации

 

вредных

 

веществ

 

и

 

возможность

 

размещения

 

аккумуляторной

 

батареи

 

в

 

различных

 

помещениях

 

без

 

повышения

 

их

 

категории

 

по

 

взрыво

и

 

пожаробезопасности

что

 

позво

-

ляет

 

сократить

 

затраты

 

на

 

обустройство

 

инженерной

 

инфраструктуры

;

 

существенно

 

меньшие

чем

 

у

 

свинцово

-

кислотных

 

акку

-

муляторов

массогабаритные

 

параметры

 

за

 

счет

 

более

 

высокой

 

удельной

 

энергоемкости

что

 

позволяет

 

снизить

 

затраты

 

на

 

капитальное

 

строительство

 

и

 

ремонт

 

поме

-

щений

  (

вместо

 

отдельных

 

помещений

 

аккумуляторной

 

и

 

кислотной

 

существует

 

возможность

 

размещения

 

шка

-

фа

 

с

 

ЛИАБ

 

в

 

релейном

 

зале

);

 

меньшее

чем

 

у

 

свинцово

-

кислотных

 

аккумуляторов

внутреннее

 

сопротивление

что

 

обеспечивает

 

лучшую

 

способность

 

отдавать

 

толчковые

 

токи

;

 

существенно

 

меньшее

 

время

 

заряда

что

 

уменьшает

 

время

 

восстановления

 

системы

 

оперативного

 

постоян

-

ного

 

тока

;

 

малообслуживаемость

 

и

 

возможность

 

дистанционного

 

контроля

 

параметров

 

элементов

 

батареи

что

 

позволяет

 

снизить

 

эксплуатационные

 

затраты

 

и

 

реализовать

 

мало

-

людные

 

технологии

 

эксплуатации

 

объектов

.

На

 

следующем

 

этапе

 

НИОКР

 

были

 

определены

 

требо

-

вания

 

к

 

инновационным

 

элементам

 

системы

 

резервного

 

питания

Для

 

апробации

 

принятых

 

решений

 

и

 

внедрения

 

опытного

 

образца

разработанного

 

АО

  «

НТЦ

 

ФСК

 

ЕЭС

», 

была

 

выбрана

 

электрическая

 

подстанция

 220 

кВ

  «

Сва

-

рочная

» (

рисунок

 1) 

Свердловского

 

предприятия

 

Ма

-

гистральных

 

электрических

 

сетей

 

Урала

  (

МЭС

 

Урала

), 

расположенная

 

в

 

городе

 

Верхняя

 

Пышма

 

Свердловской

 

области

К

 

преимуществам

 

выбранного

 

варианта

 

следует

 

отнести

:

 

наличие

 

в

 

эксплуатации

 

на

 

ПС

 220 

кВ

  «

Сварочная

» 

масляных

 

баковых

 

выключателей

 

с

 

электромагнит

-

ными

 

приводами

  (

включение

 

данных

 

выключателей

 

позволит

 

оценить

 

устойчивость

 

ЛИАБ

 

к

 

толчковым

 

токам

);

 

размеры

 

подстанции

  (

является

 

достаточно

 

крупной

количество

 

присоединений

 

по

 

стороне

 220 

кВ

 

составля

-

ет

 2 

шт

., 

по

 

стороне

 110 

кВ

 — 7 

шт

., 

по

 

стороне

 10 

кВ

 — 

22 

шт

., 

среди

 

значимых

 

потребителей

 — 

производ

-

ственная

 

площадка

 

комбината

  «

Электромедь

» 

и

 

завод

 

«

Уральские

 

локомотивы

»);

Рис

. 1. 

ПС

 220 

кВ

 «

Сварочная

»


background image

20

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 2(33), 

июнь

 2024

Рис

. 2. 

Внешний

 

вид

 

СОРП

а

внешний

 

вид

б

технический

 

чертеж

 (1, 4 — 

зарядно

-

выпря

-

мительное

 

устройство

, 2 — 

шкаф

 

коммутации

3 — 

литий

-

ионная

 

аккумуляторная

 

батарея

)

б

)

а

)

Б

А

600

610

1

2

3

4

625

1010

1010

3240

2184

2107

100

Оборудование

 

подстанций


background image

21

 

наличие

 

возможности

 

установки

 

опытного

 

образца

 

инновационных

 

элементов

 

системы

 

резервного

 

питания

 

без

 

демонтажа

 

существующих

 

классических

 

свинцо

-

во

-

кислотных

 

аккумуляторных

 

батарей

что

 

позволит

 

выполнить

 

сравнение

 

экономической

 

эффективности

 

предлагаемого

 

и

 

существующего

 

оборудования

;

 

близкое

 

расположение

 

подстанции

 

к

 

городу

 

Екатеринбург

.

В

 

соответствии

 

с

 

утвержденными

 

требованиями

 

был

 

из

-

готовлен

 

опытный

 

образец

 

инновационного

 

элемента

 

систе

-

мы

 

резервного

 

питания

 (

СОРП

со

 

сроком

 

службы

 

не

 

менее

 

20 

лет

который

 

состоит

 

из

 4 

элементов

 (

рисунок

 2):

 

литий

-

ионная

 

аккумуляторная

 

батарея

 LT-LFP 170, 

уста

-

новленная

 

в

 

шкаф

 

батарейный

в

 

комплекте

 

с

 

системой

 

контроля

 

и

 

управления

комплектом

 

болтов

межэлемен

-

тых

 

и

 

межрядных

 

перемычек

;

 

зарядно

-

выпрямительные

 

устройства

  (

ЗВУ

НРТМ

 

60.220+40.48 — 2 

шкафа

;

 

шкаф

 

коммутации

обеспечивающий

 

подключение

 

инно

 

ва

-

ционного

 

элемента

 

системы

 

резервного

 

питания

 

в

 

суще

-

ствующую

 

систему

 

оперативного

 

постоянного

 

тока

 

и

 

вклю

-

чающий

 

в

 

себя

 

защитно

-

коммутационные

 

аппараты

предназначенные

 

для

 

работы

 

в

 

сети

 220 

кВ

 

постоянного

 

тока

блок

 

заряда

систему

 

контроля

 

и

 

управления

 

ЛИАБ

систему

 

мониторинга

.

До

 

монтажа

 

на

 

ПС

 220 

кВ

 «

Сварочная

» 

дополнительно

 

к

 

стандартным

 

испытаниям

 

в

 

целях

 

определения

 

стойко

-

сти

 

инновационной

 

системы

 

резервного

 

питания

 

к

 

тяжелым

 

усло

 

виям

 

работы

 

были

 

проведены

 

испытания

 

по

 

симуля

-

ции

 

режима

 

автосборки

 

шин

 220 

кВ

 

после

 

двухчасового

 

разряда

 

номинальным

 

током

 

нагрузки

 

значением

 12 

А

 

при

 

отключении

 

зарядного

 

устройства

предусматривающие

 

по

-

очередное

 

испытание

 

толчковыми

 

токами

 720 

А

 (

суммарное

 

значение

 

токов

 

электромагнитных

 

приводов

 

типа

 

ШПЭ

-44 

при

 

включении

 

трех

 

фаз

 

масляного

 

бакового

 

выключателя

в

 

соответствии

 

с

 

таблицей

 1 (

алгоритм

 

был

 

взят

 

с

 

ПС

 220 

кВ

 

«

Первоуральская

» 

как

 

более

 «

тяжелой

»). 

Условием

 

успеш

-

ного

 

испытания

 

было

 

определено

 

отсутствие

 

падения

 

на

-

пряжения

 

на

 

аккумуляторной

 

батарее

 

ниже

 

заданного

 

зна

-

чения

 219 

В

  (

складывается

 

как

 

минимальное

 

допустимое

 

напряжение

 

на

 

приводе

 

высоковольтного

 

выключателя

 

187 

В

 

с

 

учетом

 

просадки

 

напряжения

 32 

В

 

на

 

кабеле

 

при

 

толчковом

 

токе

 720 

А

).

ИТОГИ

 

ИСПЫТАНИЙ

Опытный

 

образец

 

успешно

 

прошел

 

испытания

 

на

 

заводе

-

изготовителе

 

с

 

участием

 

представителя

 

МЭС

 

Урала

 

в

 

сен

-

тябре

 2020 

года

.

Для

 

обеспечения

 

интеграции

 

инновационного

 

элемен

-

та

 

системы

 

резервного

 

питания

 

была

 

разработана

 

техни

-

ческая

 

документация

 

на

 

внедрение

 

опытного

 

образца

 

инновационного

 

элемента

 

системы

 

резервного

 

питания

Были

 

разработаны

 

разделы

 

документации

 

с

 

конструктив

-

ными

 

решениями

электротехническими

 

решениями

ре

-

шениями

 

по

 

пожарной

 

безопасности

метрологическому

 

обеспечению

.

Первоначально

 

была

 

предложена

 

схема

 

подключения

 

шкафа

 

коммутации

 

инновационного

 

элемента

 

системы

 

ре

-

зервного

 

питания

 

напрямую

 

к

 

щиту

 

постоянного

 

тока

 (

схема

 

представлена

 

на

 

рисунке

 3). 

Однако

проанализировав

 

вы

-

сокий

 

риск

 

потери

 

СОПТ

 

в

 

результате

 

повреждения

 

кабеля

 

между

 

вновь

 

монтируемым

 

шкафом

 

коммутации

 

и

 

щитом

 

постоянного

 

тока

специалистами

 

МЭС

 

Урала

 

было

 

пред

-

ложено

 

повысить

 

надежность

 

схемы

 

за

 

счет

 

подключения

 

новых

 

зарядных

 

устройств

 

к

 

щиту

 

постоянного

 

тока

где

 

ЗВУ

нов

. — 

вновь

 

устанавливаемые

 

зарядно

-

выпрямитель

-

ные

 

устройства

входящие

 

в

 

состав

 

СОРП

ЗВУ

сущ

. — 

су

-

ществующие

 

зарядно

-

выпрямительные

 

устройства

установ

-

ленные

 

на

 

объекте

ЛИАБ

 — 

литий

-

ионная

 

аккумуляторная

 

батарея

СКАБ

 

сущ

. — 

существующая

 

свинцово

-

кислотная

 

аккумуляторная

 

батарея

установленная

 

на

 

объекте

Шкаф

 

коммутации

 

нов

. — 

вновь

 

устанавливаемый

 

шкаф

 

коммута

-

ции

входящий

 

в

 

состав

 

СОРП

Щит

 

постоянного

 

тока

 

сущ

. — 

существующий

 

щит

 

постоянного

 

тока

  (

ЩПТ

), 

установлен

-

ный

 

на

 

объекте

; FU — 

предохранительный

 

выключатель

 

нагрузки

КМ

11 — 

контактор

 

аварийного

 

отключения

 

ЛИАБ

 

(

аварийный

 

контактор

); 

БЗ

 — 

блок

 

заряда

рассчитанный

 

на

 

ЛИАБ

 

не

 

менее

 170 

А

·

ч

; QS31 — 

реверсивный

 

рубильник

QS01-QS07 — 

установленные

 

в

 

ЩПТ

 

предохранительные

 

выключатели

 

нагрузки

 (

рисунок

 4).

После

 

согласования

 

технических

 

решений

 

в

 

июне

 2021 

го

-

да

 

на

 

ПС

 220 

кВ

  «

Сварочная

» 

было

 

реализовано

 

опыт

-

но

-

промышленное

 

внедрение

 

инновационного

 

элемента

 

системы

 

резервного

 

питания

выполнены

 

монтаж

 

шкафов

подключение

 

к

 

существующей

 

системе

 

оперативного

 

посто

-

янного

 

тока

 

и

 

проведены

 

комплексные

 

испытания

Следует

 

Табл

. 1. 

Последовательность

включения

 

приводов

 

выключателей

Имитация

 

режима

 

включения

Тип

 

привода

Ток

 

длитель

-

ностью

 

с

А

Выдержка

 

времени

 

от

 

старта

 

экс

-

перимента

с

АПВ

 

ВМ

-220 

кВ

ШСВМ

-220 1

РВ

1

ШПЭ

-44

720

2

ВМ

 

АТ

-2 1

РВ

2

ШПЭ

-44

720

4

ВМ

 

Емелино

2 2

РВ

1

ШПЭ

-42

720

6

ВМ

 

Южная

-2 2

РВ

2

ШПЭ

-44

720

8

ВМ

 

СУГРЭС

-1 5

РВ

1

ППрК

-1800

С

5

10

ШСВМ

 220 3

РВ

1

ШПЭ

-44

720

12

ВМ

 

АТГ

-1 3

РВ

2

ШПЭ

-44

720

14

ВМ

 

Емелино

1 4

РВ

1

ШПЭ

-42

720

16

ВМ

 

Южная

-1 4

РВ

-2

ШПЭ

-46

440

18

ВМ

 

СУГРЭС

-2 5

РВ

1

ППрК

-1800

С

5

10


background image

22

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 2(33), 

июнь

 2024

отметить

что

 

это

 

был

 

первый

 

объект

 

электросетевого

 

ком

-

плекса

 

в

 

магистральных

 

электрических

 

сетях

на

 

котором

 

была

 

внедрена

 

данная

 

система

.

По

 

итогам

 6 

месяцев

 

опытно

-

промышленной

 

эксплу

-

атации

 

системы

 

оперативного

 

резервного

 

питания

 

нара

-

ботка

 

составила

 4378 

часов

суммарное

 

потребление

 

от

 

сети

 7066,77 

кВт

·

ч

суммарное

 

потребление

 

нагрузкой

 

6875,21 

кВт

·

ч

отказов

 

оборудования

 

не

 

было

 

выявлено

напряжение

 

аккумуляторной

 

батареи

 

было

 

стабильно

 

и

 

со

-

ставляло

 279 

В

в

 

связи

 

с

 

чем

 

ЛИАБ

 

была

 

введена

 

в

 

про

-

мышленную

 

эксплуатацию

Из

-

за

 

некорректной

 

информа

-

ции

 

с

 

внутреннего

 

счетчика

 

ампер

-

часов

 

системы

 

контроля

 

и

 

управления

 (

СКУ

литий

-

ионной

 

аккумуляторной

 

батареи

 

переходила

 

в

 

режим

 

подзаряда

что

 

было

 

выявлено

 

опера

-

тивным

 

персоналом

Устранение

 

неисправности

 

было

 

про

-

изведено

 

путем

 

обновления

 

программного

 

обеспечения

 

СКУ

 

командированным

 

сотрудником

 

завода

-

изготовителя

.

В

 

ходе

 

оценки

 

энергоэффективности

 

разработанного

 

решения

 

было

 

установлено

что

 

литий

-

ионная

 

аккумуля

-

торная

 

батарея

 

обладает

 

более

 

низкими

 

прямыми

 

поте

-

рями

 

при

 

цикле

 

заряд

-

разряд

 

по

 

сравнению

 

со

 

свинцо

-

во

-

кислотной

 

аккумуляторной

 

батареей

 — 1,9 

А

·

ч

 

против

 

5,81 

А

·

ч

 

соответственно

Это

 

связано

 

с

 

более

 

высокой

 

эф

-

фективностью

 

и

 

плотностью

 

энергии

 

ЛИАБ

 

по

 

сравнению

 

со

 

СКАБ

.

Кроме

 

того

ЛИАБ

 

не

 

требует

 

поддержания

 

специфиче

-

ских

 

условий

 

эксплуатации

таких

 

как

 

температура

влаж

-

ность

 

и

 

освещение

что

 

упрощает

 

процесс

 

ее

 

обслужи

-

вания

 

и

 

снижает

 

затраты

В

 

случае

 

размещения

 

ЛИАБ

 

на

 

территории

 

релейного

 

зала

 

ОПУ

 

ПС

 220 

кВ

  «

Сварочная

» 

затраты

 

на

 

поддержание

 

требуемых

 

условий

 

эксплуата

-

ции

 

не

 

учитываются

что

 

также

 

является

 

преимуществом

 

данного

 

решения

Расход

 

электроэнергии

 

на

 

поддержание

 

условий

 

в

 

помещении

 

аккумуляторной

 

ПС

 220 

кВ

 «

Свароч

-

ная

», 

где

 

расположена

 

существующая

 

свинцово

-

кислотная

 

батарея

составляют

 

более

 35 000 

кВт

·

ч

 

в

 

год

что

 

является

 

потенциалом

 

энергосбережения

 

при

 

реализации

 

решений

 

СОПТ

 

с

 

использованием

 

ЛИАБ

.

Рис

. 3. 

Проектная

 c

хема

 

подключения

 

инновационного

 

элемента

 

системы

 

резервного

 

питания

 

Щит

 

постоянного

 

тока

 

сущ

.

Блок

заряда

A

A

A

A

QS07

FH000

50 A

QS

0

5

FH000

50 A

QS06

FH1

250 A

QS04

FH1

250 A

QS31

OT250 E03C

250 A

FU12

FH000

63 A

FU11

FH2

400 A

FU13

FH000

63 A

FU14

FH000

160 A

FU24

FH000

160 A

FU22

FH000

160 A

FU21

FH2

400 A

FU23

FH000

100 A

KM11

БЗ

ЗВУ

2

сущ

.

ЗВУ

2

нов

.

ЗВУ

1

нов

.

ЗВУ

1

сущ

.

СКАБ

 

сущ

.

ЛИАБ

V

V

Щит

 

коммутации

 

нов

.

Система

монито

-

ринга

СКУ

к

 

разрядным

 

сопротивлениям

Оборудование

 

подстанций


background image

23

После

 

ОПЭ

 

завершающим

 

этапом

 

НИОКР

 

разработа

-

ны

 

проекты

 

изменений

 

в

 

НТД

предусматривающие

 

до

-

бавление

 

технических

 

требований

 

к

 

ЛИАБ

 

и

 

построению

 

систем

 

оперативного

 

постоянного

 

тока

 

с

 

учетом

 

внедре

-

ния

 

данной

 

технологии

:

 

СТО

 56947007-29.120.40.216-2016 «

Методические

 

ука

-

зания

 

по

 

выбору

 

оборудования

 

СОПТ

»;

 

СТО

 56947007-29.120.40.262-2018 «

Руководство

 

по

 

про

-

ектированию

 

систем

 

оперативного

 

постоянного

 

тока

 

(

СОПТ

ПС

 

ЕНЭС

Типовые

 

проектные

 

решения

»;

 

СТО

 56947007-29.240.90.183-2014 «

Аккумуляторы

 

и

 

акку

-

муляторные

 

установки

 

большой

 

мощности

Типовые

 

технические

 

требования

»;

 

СТО

 34.01-3.2-015-2020 «

Аккумуляторные

 

батареи

Типо

-

вые

 

технические

 

требования

»;

 

СТО

 56947007-29.120.40.041-2010 «

Системы

 

оператив

-

ного

 

постоянного

 

тока

 

подстанций

Технические

 

требо

-

вания

»;

 

СТО

 56947007-29.120.40.312-2021 «

Корпоративные

 

шка

-

фы

 

систем

 

оперативного

 

постоянного

 

тока

 (

СОПТ

)».

По

 

итогам

 

трехлетнего

 

эксплуатационного

 

периода

 

на

 

подстанции

 220 

кВ

 «

Сварочная

» 

было

 

отмечено

 

отсут

-

ствие

 

серьезных

 

сбоев

 

в

 

работе

 

системы

 

оперативного

 

постоянного

 

тока

В

 

целом

 

система

 

работает

 

стабильно

 

и

 

надежно

обеспечивая

 

оперативное

 

управление

 

и

 

кон

-

троль

 

оборудования

 

подстанции

Неоднократные

 

комму

-

Рис

. 4. 

Реализованная

 c

хема

 

подключения

 

инновационного

 

элемента

 

системы

 

резервного

 

питания

Щит

 

постоянного

 

тока

 

сущ

.

Блок

заряда

A

A

A

A

QS07

FH000

50 A

QS03

FH000

100 A

QS

0

5

FH000

50 A

QS01

FH000

100 A

QS06

FH1

250 A

QS02

FH2

400 A

QS04

FH1

250 A

QS31

OT250 E03C

250 A

FU12

FH000

63 A

FU11

FH2

400 A

FU13

FH000

63 A

FU14

FH000

160 A

FU24

FH000

160 A

FU22

FH000

160 A

FU21

FH2

400 A

FU23

FH000

100 A

KM11

БЗ

ЗВУ

2

сущ

.

ЗВУ

нов

.

ЗВУ

3

нов

.

ЗВУ

1

сущ

.

СКАБ

 

сущ

.

ЛИАБ

V

V

Щит

 

коммутации

 

нов

.

Система

монито

-

ринга

Резерв

Резерв

СКУ

к

 

разрядным

 

сопротивлениям


background image

24

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 2(33), 

июнь

 2024

тации

 

масляных

 

баковых

 

выключателей

 

подтверждают

 

работоспособность

 

внедренной

 

системы

 

резервного

 

пи

-

тания

 

на

 

подстанциях

 

энергосетевого

 

комплекса

.

За

 

прошедший

 

период

 

обслуживание

 

оборудования

 

производилось

 

согласно

 

регламенту

 

только

 

в

 

объеме

 

ви

-

зуального

 

осмотра

Руководством

 

по

 

эксплуатации

 

пред

-

усмотрено

 1 

раз

 

в

 4 

года

 

выполнять

 

работы

 

по

 

обеспыли

-

ванию

контролировать

 

протяжки

 

контактных

 

соединений

проверять

 

сопротивление

 

изоляции

 

мегаомметром

про

-

водить

 

испытания

 

повышенным

 

напряжением

 

изоляции

 

до

 2000 

В

измерения

 

сопротивления

 

заземления

.

Установленная

 

и

 

находящаяся

 

в

 

работе

 

ЛИАБ

 

имеет

 

емкость

 170 

А

·

ч

номинальная

 

емкость

 

существующей

 

отключенной

 

СКАБ

 

составляет

 600 

А

·

ч

Для

 

ЛИАБ

 

при

 

меньшей

 

емкости

 

разрядная

 

характеристика

  (

снижение

 

напряжения

 

при

 

снижении

 

емкости

имеет

 

меньшее

 

зна

-

чение

то

 

есть

 

емкость

 

батареи

 

ЛИАБ

 

будет

 

ниже

 

требуе

-

мой

 

емкости

 

СКАБ

.

ЛИАБ

 

в

 

отличие

 

от

 

СКАБ

 

не

 

находится

 

в

 

режиме

 

по

-

стоянного

 

подзаряда

ее

 

заряд

 

происходит

 

по

 

заданному

 

графику

 

или

 

при

 

достижении

 

остаточной

 

емкости

 

опреде

-

ленного

  (

заданного

значения

Согласно

 

текущим

 

значе

-

ниям

отображаемым

 

на

 

контроллере

 

системы

 

резервного

 

питания

 (

рисунок

 5), 

остаточная

 

емкость

 

ЛИАБ

 

составляет

 

170 

А

·

ч

 (100% 

от

 

номинальной

), 

балансировка

 

элементов

 

не

 

производилась

заряд

-

разряд

 

основной

 

части

 

ЛИАБ

 

со

-

ставил

 4262,72 

А

·

ч

хвостовой

 

части

 — 630,31 

А

·

ч

.

Из

 

положительного

 

можно

 

отметить

что

 

система

 

мо

-

ниторинга

 

позволяет

 

в

 

режиме

 

реального

 

времени

 

осу

-

ществлять

 

поэлементный

 

контроль

 

напряжения

темпе

-

ратуры

зарядного

 

тока

уровня

 

разряда

балансировку

 

элементов

 

ЛИАБ

.

Однако

принимая

 

во

 

внимание

что

 

СКУ

 

и

 

система

 

мониторинга

 

являются

 

программно

-

аппаратными

 

ком

-

плексами

выявлена

 

необходимость

 

периодического

 

об

-

новления

 

программного

 

обеспечения

 

для

 

расширения

 

возможностей

 

контроля

 

состояния

 

ЛИАБ

 

и

 

его

 

стабиль

-

ной

 

работы

.

Также

 

следует

 

отметить

что

 

в

 

связи

 

с

 

отсутствием

 

внесенных

 

изменений

 

в

 

действующие

 

НТД

 

применение

 

ли

-

тий

-

ионных

 

батарей

 

на

 

других

 

энергообъектах

 

МЭС

 

Урала

 

в

 

рамках

 

инвестиционных

 

проектов

 

по

 

реконструкции

 

или

 

техническому

 

перевооружению

 

затруднено

несмотря

 

на

 

имеющийся

 

потенциал

 

самой

 

технологии

а

 

также

 

имею

-

щиеся

 

планы

 

по

 

замене

 

исчерпавших

 

ресурс

 

свинцово

-

кислотных

 

аккумуляторных

 

батарей

.  

Рис

. 5. 

Контроллер

 

системы

 

резервного

 

питания

Оборудование

 

подстанций


Оригинал статьи: Опыт использования литий-ионной аккумуляторной батареи на энергообъектах филиала ПАО «Россети» — МЭС Урала

Читать онлайн

В 2020–2021 годах были проведены научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР) «Разработка и апробация инновационных технологий по снижению расхода на собственные нужды подстанций в рамках реализации мероприятий дорожной карты национального проекта «Энергоэффективная подстанция». В части инновационных элементов системы резервного питания на первом этапе НИОКР было проведено информационно-теоретическое исследование, в рамках которого были рассмотрены системы резервного питания с аккумуляторными батареями, суперконденсаторами, дизель-генераторами и механическими накопителями энергии. По итогам сравнения указанных систем оптимальным решением для апробации стала литий-ионная аккумуляторная батарея (ЛИАБ).

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 3(84), май-июнь 2024

Применение мобильных двухтрансформаторных подстанций 35/6(10) кВ для электроснабжения объектов нефтегазодобычи в условиях Крайнего Севера

Энергоснабжение / Энергоэффективность Оборудование
ПАО «НК «Роснефть» ООО «СамараНИПИнефть» ООО «РН-Ванкор»
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»