108
АНАЛИТИКА
СЕТИ РОССИИ
108
р
е
л
е
й
н
а
я
з
а
щ
и
т
а
и
а
в
т
о
м
а
т
и
к
а
релейная защит
а и автома
тика
Н
а
небольших
объектах
энергетики
(
под
-
станциях
6—110
кВ
,
распредпунктах
),
не
-
фтеперекачивающих
и
газокомпрессор
-
ных
станциях
,
объектах
промышленности
и
связи
широкое
применение
находят
шкафы
опе
-
ративного
тока
,
которые
работают
в
составе
систем
собственных
нужд
и
являются
уменьшенными
ко
-
пиями
систем
оперативного
тока
(
СОПТ
),
применяе
-
мых
на
крупных
энергообъектах
.
Для
использования
в
качестве
источника
гаран
-
тированного
питания
на
этих
объектах
в
НПП
«
ЭКРА
»
разработана
система
оперативного
постоянного
тока
,
получившая
название
ШОТЭ
,
которая
произво
-
дится
в
рамках
серии
типовых
шкафов
оперативного
тока
ШНЭ
8003.
Шкафы оперативного
тока ШОТЭ производства
НПП «ЭКРА»
Константин БЫКОВ,
заместитель заведующего отделом НКУ,
Сергей БЫКОВ, руководитель группы,
Николай ШАВАРИН, главный специалист, к.т.н.,
НПП «ЭКРА», г. Чебоксары
СОПТ
типа
ШОТЭ
из
двух
шкафов
—
оперативного
тока
ШНЭ
8003
и
аккумуляторного
ШНЭ
8004
Шкаф
ШНЭ
8003
с
зарядно
-
питающими
устройствами
ЗПУ
-10
и
системой
контроля
изоляции
ЭКРА
-
СКИ
ШОТЭ
предназначена
для
питания
в
нормальных
и
аварийных
режимах
различных
потребителей
по
-
стоянного
тока
:
•
систем
РЗА
и
ПА
;
•
цепей
управления
первичного
оборудования
энергообъекта
;
•
аварийного
освещения
;
•
устройств
АСУ
и
т
.
д
.
Устройство
выполняет
следующие
основные
функции
:
•
приём
электроэнергии
от
источников
перемен
-
ного
тока
;
•
преобразование
переменного
тока
в
постоян
-
ный
;
•
приём
электроэнергии
от
аккумуляторных
бата
-
рей
;
•
защита
вводов
и
отходящих
линий
от
коротких
замыканий
и
перегрузки
;
•
резервирование
и
автомати
-
ческое
переключение
между
ис
-
точниками
энергии
;
•
контроль
сопротивления
изо
-
ляции
сети
постоянного
тока
и
автоматическое
определение
отходящей
линии
с
понижен
-
ным
сопротивлением
изоля
-
ции
;
•
мониторинг
состояния
обору
-
дования
ШОТЭ
и
связь
с
АСУТП
;
•
индикация
состояния
оборудо
-
вания
ШОТЭ
.
Как
и
любая
система
оператив
-
ного
постоянного
тока
,
ШОТЭ
со
-
стоит
из
следующих
компонен
-
тов
:
•
зарядные
устройства
(
ЗУ
);
•
аккумуляторные
батареи
(
АБ
);
•
устройства
ввода
и
распреде
-
ления
;
109
№
5 (20),
сентябрь
–
октябрь
, 2013
109
•
система
контроля
сопротивления
изоляции
;
•
система
мониторинга
и
связи
с
АСУ
;
•
системы
контроля
и
автоматики
.
ШОТЭ
работают
в
двух
основных
режимах
:
•
нормальный
режим
,
когда
зарядные
устройства
получают
питание
от
щита
собственных
нужд
и
обе
-
спечивают
питание
нагрузки
постоянным
током
и
одновременно
подзаряд
/
заряд
аккумуляторной
батареи
.
В
этом
режиме
основным
источником
являются
зарядные
устройства
,
а
аккумуляторная
батарея
,
может
работать
кратковременно
,
при
рез
-
ком
увеличении
(
бросках
)
тока
нагрузки
;
•
аварийный
режим
,
когда
зарядные
устройства
не
работают
(
из
-
за
отсутствия
питания
или
неисправ
-
ности
),
питание
нагрузки
обеспечивает
аккумуля
-
торная
батарея
в
течении
определённого
времени
.
Основные
характеристики
ШОТЭ
:
Род
тока
:
основных
цепей
шкафа
постоянный
питающей
сети
переменный
, 1
ф
/3
ф
, 50
Гц
Номинальное
напряжение
:
основных
цепей
шкафа
,
В
24, 48, 110, 220
питающей
сети
,
В
220/380
Номинальный
выходной
ток
,
А
10, 20, 30, 40, 60, 80, 100
Вид
конструкции
шкаф
Способ
обслуживания
односторонний
Степень
защиты
IP31-IP54
Габаритные
размеры
,
мм
,
не
более
:
высота
2100
ширина
600—1600
глубина
600
Рабочий
диапазон
температур
0 — +45°
С
-20 — +45°
С
(
с
подогревом
)
Сейсмостойкость
до
9
баллов
включительно
по
шкале
MSK-64
Аккумуляторная
батарея
(
АБ
):
•
производство
: Hawker (PowerSafe), EXIDE (Sonnen-
schein), Hoppecke, Delta, Challenger
и
др
;
•
ёмкость
АБ
С
10 — 0—200
Ач
;
•
необслуживаемая
;
•
не
требует
принудительной
вентиляции
и
отдельного
помещения
;
•
срок
службы
5—18
лет
;
•
размещается
в
отдельном
отсеке
ШОТЭ
(
при
С
10<50
Ач
)
или
в
отдельном
шкафу
или
на
стелла
-
жах
(
при
С
10>=50
Ач
).
Зарядные
устройства
(
ЗУ
):
•
производство
:
НПП
«
ЭКРА
» (
ЗПУ
-10), Argus Technolo-
gies (CORDEX), Eltek (PSR, Flatpack),
в
соответствии
с
проектом
;
•
выходное
напряжение
: 24, 48, 110, 220
В
;
•
выходной
ток
: 5—100
А
;
•
модульная
система
,
резервирование
: N+1;
•
замена
модулей
в
«
горячем
»
режиме
;
•
термокомпенсация
напряжения
подзаряда
;
•
низкий
уровень
пульсаций
выходного
напряжения
;
•
высокая
точность
регулирования
напряжения
.
Зарядные
устройства
обеспечивают
заряд
/
подза
-
ряд
аккумуляторной
батареи
и
одновременно
питание
потребителей
.
Электрическая
изоляция
между
сетью
переменного
тока
на
входе
и
сетью
постоянного
тока
на
выходе
обе
-
спечивается
высокочастотным
импульсным
трансфор
-
матором
.
Зарядное
устройство
работает
под
управлением
кон
-
троллера
,
который
обеспечивает
распределение
тока
нагрузки
по
модулям
,
формирование
режимов
заряда
,
индикацию
тока
и
напряжения
,
диагностику
и
связь
с
системой
мониторинга
.
Также
к
контроллеру
подклю
-
чается
датчик
температуры
,
который
устанавливается
в
отсеке
или
в
шкафу
с
аккумуляторами
,
что
позволяет
обеспечить
работу
функции
термокомпенсации
напря
-
жения
подзаряда
.
Защитная
и
коммутационная
аппаратура
:
•
производство
: Schneider Electric, ABB, Moeller,
Siemens, OEZ,
Контактор
,
КЭАЗ
и
др
;
•
защитная
аппаратура
:
автоматические
выключате
-
ли
,
предохранители
,
реле
максимального
постоян
-
ного
тока
;
•
оборудованы
вспомогательными
и
сигнальными
контактами
.
Контроль
сопротивления
изоляции
и
поиск
фиде
-
ра
с
замыканием
на
землю
:
•
производство
:
НПП
«
ЭКРА
» (
ЭКРА
-
СКИ
,
РКИЭ
),
ф
. BENDER,
в
соответствии
с
проектом
;
•
варианты
исполнения
:
—
с
поиском
фидера
(
опция
);
—
без
поиска
.
При
выборе
варианта
с
автоматическим
поиском
отходящих
линий
с
пониженным
сопротивлением
изо
-
ляции
на
отходящие
линии
будут
установлены
датчики
тока
утечки
изоляции
.
Краткие
технические
характеристики
системы
кон
-
троля
изоляции
ЭКРА
-
СКИ
приведены
ниже
.
Система
контроля
изоляции
ЭКРА
-
СКИ
обеспечи
-
вает
:
•
измерение
,
контроль
сопротивления
изоляции
и
автоматический
поиск
фидеров
с
пониженным
сопротивлением
изоляции
в
сетях
оперативного
постоянного
тока
подстанций
и
электростан
-
ций
;
•
надёжную
работу
РЗА
за
счёт
возможности
работы
с
Т
-
образным
мостом
;
•
лёгкость
увеличения
количества
датчиков
контроля
присоединений
;
•
связь
с
АСУТП
через
интерфейс
ETHERNET
или
RS-485;
•
регистрация
событий
.
110
СЕТИ РОССИИ
ОСНОВНЫЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ
ЭКРА
-
СКИ
Наименование
параметра
Величина
Напряжение
питания
,
В
170—275
Потребляемая
мощность
системы
,
Вт
Датчика
дифференциального
тока
,
Вт
20
1
Номинальное
напряжение
контролируемой
сети
постоянного
тока
,
В
220
Диапазон
определяемого
сопротивления
изоляции
сети
,
кОм
1—1000
Максимальная
ёмкость
контролируемой
сети
,
не
более
,
мкФ
200
Предельное
селективно
определяемое
снижение
сопротивления
изоляции
присоединения
,
не
более
,
кОм
100
Погрешность
определения
сопротивления
изоляции
полюсов
сети
в
диапазоне
:
1—100
кОм
,
100—1000
кОм
5%
10%
Число
автоматически
контролируемых
присоединений
(
без
применения
повторителей
),
не
более
,
шт
.
255
Количество
уставок
величин
сопротивлений
изоляций
полюсов
2
Количество
уставок
величин
сопротивлений
изоляций
присоединений
2
Диапазон
задаваемых
сопротивлений
изоляций
уставок
,
кОм
20—100
Время
цикла
контроля
сопротивлений
полюсов
сети
,
не
более
,
с
8
Время
цикла
измерения
сопротивлений
всех
присоединений
,
не
более
,
с
20
Амплитуда
напряжения
смещения
нейтрали
в
режиме
измерения
сопротивлений
присоединений
,
не
более
,
В
15
Диаметр
окна
датчика
дифференциального
тока
присоединения
,
мм
25, 40, 70
СИСТЕМА
МОНИТОРИНГА
И
СВЯЗИ
С
АСУТП
Функции
:
•
сбор
и
обработка
информации
о
состоянии
комму
-
тационного
,
защитного
оборудования
(
авт
.
выклю
-
чатели
,
рубильники
,
предохранители
,
реле
и
др
.),
а
также
о
токах
и
напряжениях
в
главных
цепях
ШОТЭ
;
•
регистрация
и
осциллографирование
аварийных
событий
;
•
обмен
информацией
с
«
интеллектуальными
»
устрой
-
ствами
внутри
ШОТЭ
(
системы
контроля
изоляции
,
зарядные
устройства
и
др
.);
•
управление
оборудованием
ШОТЭ
;
•
связь
с
АСУТП
(
приём
команд
и
передача
информа
-
ции
).
Интерфейсы
связи
:
• Ethernet
(
основной
интерфейс
);
• RS-485
(RS-232);
•
радиоканал
GSM (
приём
/
передача
SMS-
сообще
-
ний
).
Протоколы
связи
:
• M
ЭК
61870-5-104 (
основной
протокол
);
•
МЭК
61850;
• Modbus
RTU/TCP.
По
единому
каналу
связи
в
АСУТП
передаётся
ин
-
формация
о
состоянии
коммутационной
и
защитной
аппаратуры
,
информация
о
работе
системы
контроля
сопротивления
изоляции
и
автоматического
поиска
от
-
ходящих
линий
и
о
зарядном
устройстве
.
Система
мониторинга
может
быть
оснащена
моду
-
лями
поэлементного
контроля
аккумуляторной
батареи
,
что
позволяет
производить
измерение
и
контроль
на
-
пряжения
на
каждом
аккумуляторе
батареи
,
выявлять
повреждённые
или
«
отстающие
»
элементы
.
Конструктивные
особенности
:
•
степень
защиты
IP31-IP54;
•
климатическое
исполнение
УХЛ
4;
•
подвод
кабелей
снизу
,
сверху
;
•
обслуживание
:
одностороннее
или
двухстороннее
;
•
карман
для
хранения
документации
.
Конструктивно
ШОТЭ
состоит
из
металлической
не
-
сущей
конструкции
шкафного
типа
,
предназначенной
для
установки
на
полу
.
В
дополнительном
шкафу
(
шкаф
АБ
)
смонтирова
-
ны
на
полках
аккумуляторные
батареи
,
а
также
датчик
температуры
АБ
.
Конструкция
шкафа
обеспечивает
снижение
нагрева
аккумуляторных
батарей
во
время
эксплуатации
.
В
основном
шкафу
ШОТЭ
смонтированы
зарядные
устройства
,
схема
ввода
и
распределения
оперативно
-
го
тока
,
система
контроля
сопротивления
изоляции
и
автоматического
поиска
отходящих
линий
,
система
мо
-
ниторинга
,
клеммные
зажимы
и
др
.
На
двери
шкафа
ШОТЭ
установлены
измерительные
приборы
,
контроллеры
зарядных
устройств
и
сигналь
-
ные
лампы
.
Дополнительное
оборудование
:
•
обогрев
шкафа
;
•
блок
аварийного
освещения
(
БАО
);
•
устройство
мигающего
света
;
•
защита
от
глубокого
разряда
АБ
;
•
мнемосхема
и
световая
индикация
состояния
ШОТЭ
;
•
программное
обеспечение
для
организации
АРМ
ШОТЭ
;
•
панельный
компьютер
с
сенсорным
дисплеем
для
организации
человеко
-
машинного
интерфейса
.
На
основе
ШОТЭ
можно
организовывать
системы
оперативного
постоянного
тока
распределённого
типа
для
крупных
энергообъектов
[1, 2].
В
этом
случае
СОПТ
энергообъекта
будет
состоять
из
нескольких
ШОТЭ
,
объ
-
единённых
резервными
связями
.
Для
заказа
и
проектирования
СОПТ
на
основе
ШОТЭ
разработана
техническая
информация
«
Шкафы
опера
-
тивного
тока
серии
ШНЭ
8003» (
ЭКРА
.657171.004
ТИ
),
содержащая
типовые
шкафы
и
типовые
решения
по
ШОТЭ
,
а
также
опросный
лист
[3].
ЛИТЕРАТУРА
1.
СО
153-34.20.122-2006 «
Нормы
технологического
проектирования
подстанций
переменного
тока
с
высшим
напряжением
35—750
кВ
».
2.
СТО
56947007-29.120.40.041-2010
Системы
опе
-
ративного
постоянного
тока
подстанций
.
Техниче
-
ские
требования
.
Стандарт
ОАО
«
ФСК
ЕЭС
».
3.
ЭКРА
.657171.004
ТИ
.
Шкафы
оперативного
тока
се
-
рии
ШНЭ
8003.
Техническая
информация
.
Оригинал статьи: Шкафы оперативного тока ШОТЭ производства НПП «ЭКРА»
На небольших объектах энергетики (подстанциях 6—110 кВ, распредпунктах), нефтеперекачивающих и газокомпрессорных станциях, объектах промышленности и связи широкое применение находят шкафы оперативного тока, которые работают в составе систем собственных нужд и являются уменьшенными копиями систем оперативного тока (СОПТ), применяемых на крупных энергообъектах.
