Вопросы применения ближнего резервирования защит силовых трансформаторов в ПАО «Кубаньэнерго»

Page 1
background image

Page 2
background image

98

СЕТИ

РОССИИ

Ремонтный

 

персонал

 

31%

Старение

11%

Вандализм

3%

Прочие

 7%

р

е

л

е

й

н

а

я

 з

а

щ

и

т

а

релейная защит

а

В

опросам

 

ближнего

 

резер

-

вирования

 

защит

 

силовых

 

трансформаторов

 

в

 

электро

-

сетевом

  (

электрораспреде

-

лительном

комплексе

 

всегда

 

уде

-

лялось

 

достаточное

 

внимание

 

как

 

в

 

техническом

так

 

и

 

в

 

организацион

-

ном

 

плане

В

 

настоящее

 

время

 

в

 

зоне

 

эксплуа

-

тационной

 

ответственности

 

компании

 

находится

 

в

 

эксплуатации

 

трансфор

-

маторное

 

оборудование

 

общей

 

мощ

-

ностью

 

около

 9166 MBA. 

Наибольшую

 

суммарную

 

мощность

 

составляют

 

трансформаторы

 

классов

 

напряжения

 

110 

кВ

 

и

 35 

кВ

которые

 

установлены

 

на

 719 

трансформаторных

 

подстанци

-

ях

 [1]. 

К

 

одной

 

из

 

главных

 

задач

сто

-

ящих

 

перед

 

эксплуатационно

-

ремонт

-

ным

 

персоналом

 

компании

относятся

 

поддержание

 

в

 

работоспособном

 

со

-

стоянии

 

находящихся

 

в

 

эксплуатации

 

силовых

 

трансформаторов

предот

-

вращение

 

повреждений

 

или

 

ограни

-

чение

 

величины

 

наносимого

 

ущерба

а

 

также

 

снижение

 

удельных

 

затрат

 

на

 

техническое

 

обслуживание

 

и

 

ремонт

.

В

 

свое

 

время

 

специалистами

 

от

-

расли

 

был

 

проведен

 

анализ

 

повреж

-

даемости

 

силовых

 

трансформаторов

 

напряжением

 110 

кВ

 

и

 

выше

 [2], 

кото

-

рый

 

дает

 

количественную

 

оценку

 

по

 

причинам

 

повреждаемости

 

и

 

актуа

-

лен

 

в

 

настоящее

 

время

Количество

 

технологических

 

нарушений

 

в

 

работе

 

силовых

 

трансформаторов

 

и

 

авто

-

трансформаторов

эксплуатируемых

 

в

 

электрических

 

сетях

 

напряжением

 

110 

кВ

 

и

 

выше

составляет

 4,9% 

от

 

общего

 

числа

 

технологических

 

нару

-

шений

 

в

 

работе

 

оборудования

При

 

этом

 

доля

 

экономического

 

ущерба

 

от

 

технологических

 

нарушений

 

в

 

работе

 

силовых

 

трансформаторов

 

и

 

авто

-

трансформаторов

 

составляет

 18,4% 

от

 

общего

 

объема

Повреждаемость

 

силовых

 

трансформаторов

 

в

 

разви

-

тых

 

странах

 

в

 

основном

 

оценивается

 

не

 

более

 1,5–2% 

в

 

год

.

Анализ

 

повреждаемости

 

парка

 

трансформаторов

 

и

 

автотрансформа

-

торов

эксплуатируемых

 

на

 

предпри

-

ятиях

 

электрических

 

и

 

межсистемных

 

сетей

показывает

что

 

удельное

 

ко

-

личество

 

технологических

 

наруше

-

ний

 

в

 

работе

 

указанных

 

трансфор

-

маторов

приведших

 

к

 

отключению

 

действием

 

автоматических

 

защитных

 

устройств

 

или

 

вынужденному

 

от

-

ключению

 

персоналом

 

по

 

аварийной

 

заявке

составляет

 1,8% 

в

 

год

При

 

этом

 

около

 30% 

от

 

общего

 

числа

 

та

-

Вопросы применения 
ближнего резервирования
защит силовых 
трансформаторов
в ПАО «Кубаньэнерго»

Виновники

 

повреждаемости

 

трансформаторов

 Геннадий ХАРУН, начальник СРЗА ЦУС ПАО «Кубаньэнерго»

Завод

-

изготовитель

19%

Монтажный

персонал

3%

Эксплуатационный

 

персонал

26%


Page 3
background image

99

ких

 

технологических

 

нарушений

 

сопровождается

 

возникновением

 

внутренних

 

коротких

 

замыканий

Из

 

имевших

 

место

 

случаев

 

с

 

вну

-

тренними

 

КЗ

 

24% 

сопровожда

-

лись

 

возгораниями

 

и

 

пожарами

 

трансформаторов

.

 

Рост

 

удельной

 

повреждаемо

-

сти

 

трансформаторов

 

с

 

развитием

 

внутренних

 

КЗ

 

напрямую

 

зависит

 

от

 

срока

 

их

 

эксплуатации

При

 

этом

 

после

 37 

лет

 

эксплуатации

 

проис

-

ходит

 

резкое

 

нарастание

 

удельной

 

повреждаемости

 

и

 

к

 45 

годам

 

экс

-

плуатации

 

оно

 

приближается

 

к

 3%.

Используя

 

доступные

 

материа

-

лы

 

и

 

опыт

 

специалистов

 

компании

 

по

 

анализу

 

причин

 

аварий

 

и

 

тех

-

нологических

 

нарушений

 

на

 

ПС

 

110 

кВ

 

и

 

ПС

 35 

кВ

 

можно

 

выделить

 

основную

 

последовательность

 

развития

 

аварий

которая

 

в

 

свою

 

очередь

 

определяется

 

описанным

 

выше

 

состоянием

 

оборудования

При

 

возникновении

 

однофазных

 

замыканий

 

на

 

землю

 

в

 

сети

при

-

соединенной

 

к

 

ЗРУ

(

КРУН

) 6–10 

кВ

 

ПС

 35–110 

кВ

имеет

 

место

 

пере

-

напряжение

 

на

 

неповрежден

-

ных

 

фазах

в

 

результате

 

которого

 

режим

 

однофазного

 

замыкания

 

переходит

 

в

 

режим

 2-

го

 

и

 3-

го

 

ко

-

роткого

 

замыкания

  (

как

 

правило

в

 

концевой

 

муфте

 

КЛ

присоеди

-

ненной

 

к

 

линейной

 

ячейке

 

РУ

(

КРУ

6–10 

кВ

 

ПС

), 

сопровождающегося

 

как

 

динамическим

так

 

и

 

термиче

-

ским

 

воздействием

 

на

 

оборудова

-

ние

 

ячейки

 

РУ

(

КРУ

с

 

одновремен

-

ным

 

вероятным

 

повреждением

 

вторичных

 

цепей

 

РЗ

 

и

 

А

отказом

 

действия

 

РЗ

 

и

 

развитием

 

аварии

 

с

 

увеличением

 

объема

 

поврежде

-

ний

 

оборудования

 

РУ

(

КРУ

) 6–10 

кВ

 

и

как

 

правило

с

 

повреждением

 

силового

 

трансформатора

 35 

или

 

110 

кВ

В

 

отдельных

 

случаях

 

раз

-

витие

 

аварии

 

сопровождается

 

по

-

жарами

 

в

 

РУ

(

КРУ

) 6–10 

кВ

 

и

 

на

 

силовом

 

трансформаторе

 35 

или

 

110 

кВ

 

с

 

возгоранием

 

трансформа

-

торного

 

масла

Учитывая

 

высокий

 

общий

 

уро

-

вень

 

технического

 

износа

 

эксплу

-

атируемых

 

силовых

 

транс

 

форма

-

торов

 

и

 

остального

 

подстанци

-

онного

 

оборудования

ближнее

 

резервирование

 

защит

 

силового

 

трансформатора

 

является

 

самым

 

эффективным

 

средством

 

суще

-

ственного

 

повышения

 

надежности

 

и

 

снижения

 

затрат

 

на

 

устранение

 

последствий

 

аварий

в

 

том

 

числе

 

ПС

 «

Бердская

»,

ОАО

 «

Новосибирскэнерго

»

19 

марта

 2011 

года

 

корот

-

кое

 

замыкание

 

привело

 

к

 

по

-

жару

 

на

 

подстанции

 

в

 

г

Берд

-

ске

при

 

том

 

что

 

в

 2009 

году

 

в

 

рамках

 

инвестиционной

 

про

-

граммы

 

ОАО

  «

Новосибирск

-

энерго

» 

была

 

проведена

 

ком

-

плексная

 

реконструкция

 

этой

 

подстанции

 

с

 

полной

 

заменой

 

трансформаторного

 

обору

-

дования

 

и

 

средств

 

релейной

 

защиты

Объем

 

капиталовло

-

жений

 

составил

 

свыше

 10 

млн

 

долларов

.

ПС

 «

Алюминиевая

»,

ОАО

 «

ФСК

 

ЕЭС

»

22 

августа

 2014 

года

 

в

 

Вол

-

гограде

 

произошло

 

возгорание

 

на

 

площади

 

порядка

 150 

квад

-

ратных

 

метров

 

на

 

ПС

  «

Алю

-

миниевая

», 

хотя

 

в

 2012 

году

 

в

 

рамках

 

инвестиционной

 

программы

 

ОАО

  «

ФСК

 

ЕЭС

» 

была

 

проведена

 

комплекс

-

ная

 

реконструкция

 

подстан

-

ции

 

с

 

полной

 

заменой

 

транс

-

форматорного

 

оборудования

 

и

 

средств

 

релейной

 

защиты

Объем

 

капиталовложений

 

со

-

ставил

 

свыше

 119 

млн

 

долла

-

ров

.

http://www.kurer-sreda.ru/

2011/03/20/41042

http://berdsk.bezformata.ru/

listnews/berdskoj-zamenili-

transformatori/2950735/

http://elektroas.ru/v-volgograde-

gorela-podstanciya-alyuminievaya

#more-148713

http://www.fsk-ees.ru/press_center/

company_news/?ELEMENT_

ID=83231

социальных

 

и

 

экологических

при

 

эксплуатации

 

оборудования

 

рас

-

пределительной

 

электрической

 

сети

 35–110 

кВ

.

По

 

техническим

 

и

 

организаци

-

онным

 

причинам

 

дальнее

 

резерви

-

рование

 

является

 

неприемлемым

 

в

 

ряде

 

случаев

 

и

 

неэффективным

 

в

 

большинстве

 

других

 

случаев

 (

от

-

паечные

 

трансформаторы

 

малой

 

мощности

). 

В

 

таких

 

случаях

 

при

-

менение

 

ближнего

 

резервирова

-

ния

 

единственная

 

возможность

 

соблюсти

 

требования

 

действу

-

ющих

 

нормативных

 

документов

 

и

 

отраслевых

 

рекомендаций

Тре

-

бования

 

по

 

ближнему

 

резервиро

-

ванию

 

изложены

 

в

 

рекомендациях

 

по

 

технологическому

 

проектиро

-

ванию

 

подстанций

 

переменного

 

тока

 

с

 

высшим

 

напряжением

 35–

750 

кВ

 [4], 

в

 

Положении

 

ОАО

 «

Рос

-

сети

» 

о

 

единой

 

технической

 

поли

-

тике

 

в

 

электросетевом

 

комплексе

 

[2] 

и

  

в

 

Концепции

 

развития

 

релей

-

ной

 

защиты

 

и

 

автоматики

 

электро

-

сетевого

 

комплекса

 

ПАО

  «

Россе

-

ти

» [5].

В

 

ПАО

  «

Кубаньэнерго

» 

в

 

силу

 

своих

 

возможностей

 

всегда

 

про

-

водились

 

работы

 

по

 

обеспечению

 

резервирования

 

на

 

ПС

 110 

кВ

 

и

 

ПС

 

35 

кВ

Однако

 

после

 

крупномас

-

штабных

 

аварий

 

в

 

марте

 2012 

года

 

в

 

г

Сочи

 

на

 

ПС

  «

Пасечная

» 

и

 

ПС

 

«

Адлер

» 

было

 

принято

 

решение

 

о

 

необходимости

 

осуществления

 

дополнительных

 

мер

 

по

 

обеспе

-

чению

 

ближнего

 

резервирования

 

на

 

наиболее

 

важных

в

 

том

 

числе

 

и

 

олимпийских

объектах

 

региона

Специалистами

 

компании

 

была

 

собрана

 

актуальная

 

информация

 

и

 

проведен

 

системный

 

анализ

 

со

-

стояния

 

идеологии

методов

 

обе

-

спечения

 

и

 

уровня

 

технических

 

средств

используемых

 

в

 

отрасли

 

для

 

ближнего

 

резервирования

 

за

-

щит

 

силовых

 

трансформаторов

Также

 

были

 

рассмотрены

 

предло

-

жения

 

практически

 

всех

 

произво

-

дителей

 

средств

 

релейной

 

защиты

 

по

 

оборудованию

 

для

 

обеспечения

 

ближнего

 

резервирования

Для

 

указанного

 

оборудования

 

учиты

-

вался

 

опыт

  (

как

 

положительный

так

 

и

 

отрицательный

эксплуата

-

ции

 

и

 

ее

 

продолжительность

В

 

результате

 

проведенного

 

ана

-

лиза

 

были

 

сформированы

 

мини

-

мальные

 

технические

 

требования

 

к

 

функциональным

 

характеристи

-

кам

 

и

 

физическим

 

параметрам

 4 (37) 2016


Page 4
background image

100

СЕТИ РОССИИ

которыми

 

должно

 

обладать

 

обору

-

дование

 

для

 

выполнения

 

эффек

-

тивного

 

ближнего

 

резервирования

В

 

итоге

 

были

 

выделены

 

следую

-

щие

 

особенности

которыми

 

долж

-

но

 

обладать

 

требуемое

 

оборудо

-

вание

:

 

абсолютная

 

независимость

 

от

 

всех

 

подстанционных

 

цепей

;

 

возможность

 

использования

 

как

 

выносных

так

 

и

 

встроенных

 

трансформаторов

 

тока

как

 

для

 

питания

 

защиты

так

 

и

 

для

 

заряда

 

накопительных

 

конден

-

саторов

являющихся

 

источ

-

ником

 

оперативного

 

тока

 

для

 

коммутационных

 

аппаратов

;

 

отстройка

 

по

 

потреблению

 

тока

 

на

 

время

 

работы

 

штатных

 

защит

;

 

отсутствие

 

перегрузки

 

токовых

 

цепей

 

в

 

дежурных

 

и

 

аварийных

 

режимах

;

 

максимальный

 

длительный

 

рабочий

 

ток

 

не

 

менее

 20 

А

;

 

предварительный

 

заряд

 

кон

-

денсатора

 

при

 

небольших

до

 

0,8 

А

нагрузочных

 

режимах

;

 

задание

 

и

 

контроль

 

уровня

 

потребления

 

тока

 

в

 

дежурном

 

режиме

 

при

 

заряде

 

конденса

-

тора

;

 

малое

 

время

 

готовности

 

и

 

дей

-

ствия

 

защиты

 

при

 

включении

 

трансформатора

 

на

 

короткое

 

замыкание

 

или

 

при

 

поврежде

-

ниях

 

трансформатора

 

в

 

режиме

 

малых

 

нагрузок

;

 

многократное

 

независимое

 

воз

-

действие

 

на

 

коммутационный

 

аппарат

;

 

задание

 

уставкой

 

напряже

-

ния

 

на

 

конденсаторе

которое

 

позволяет

 

настроится

 

на

 

любой

 

коммутационный

 

аппарат

 

и

 

контролировать

 

состояние

 

его

 

механизма

;

 

функция

 

УРОВ

 

при

 

отсутствии

 

оперативного

 

тока

 

за

 

счет

 

неза

-

висимого

 

воздействия

 

защиты

 

на

 

отключение

 

одного

 

или

 

двух

 

выключателей

на

 

включение

 

короткозамыкателя

а

 

при

 

необ

-

ходимости

 — 

на

 

отключение

 

отделителя

 

трансформатора

;

 

наружная

 

установка

 

защиты

 

непосредственно

 

у

 

ящика

 

зажимов

 

токовых

 

цепей

то

 

есть

 

с

 

минимальными

 

кабельными

 

связями

;

 

контроль

 

цепи

 

катушки

 

отклю

-

чения

;

 

набор

 

сервисных

 

функций

которые

 

обеспечивают

 

объ

-

ективный

 

анализ

 

работы

 

устройств

 

РЗА

 

при

 

аварийных

 

отключениях

 

трансформатора

.

С

 

целью

 

подтверждения

 

опти

-

мальности

 

параметров

 

можно

 

при

-

вести

 

требования

 

ОАО

 «

Концерна

 

Росэнергоатом

» 

к

 

оборудованию

 

для

 

обеспечения

 

нужд

 

нормаль

-

ной

 

эксплуатации

систем

 

важных

 

для

 

безопасности

 

и

 

аварийного

 

электроснабжения

 

атомных

 

элек

-

тростанций

В

 

Руководящем

 

доку

-

менте

 

РДЭО

 1.1.2.25.0363-2011 [6] 

установлены

 

минимальные

 

техни

-

ческие

 

требования

 

к

 

устройствам

 

релейной

 

защиты

 

и

 

автоматики

 

в

 

части

 

длительного

 

рабочего

 

тока

 

на

 

уровне

 15 

А

.

Исходя

 

из

 

этих

 

требований

было

 

подобрано

 

необходимое

 

обо

-

рудование

 

и

 

определен

 

его

 

произ

-

водитель

Впервые

 

это

 

оборудо

-

вание

 

было

 

установлено

 

на

 

ПС

 

«

Речная

» 

в

 

г

Армавире

 

в

 

ноябре

 

2012 

года

что

 

и

 

было

 

отмечено

 

в

   

газете

  «

Энергетика

 

и

 

промыш

-

ленность

 

России

» 

за

 29 

ноября

 

2012 

года

.

В

 2013 

году

 

в

 

компании

 

были

 

разработаны

утверждены

 

и

 

вы

-

полнены

 

пункты

 

Долгосрочных

 

программ

 

мероприятий

 

по

 

повы

-

шению

 

надежности

 

работы

 

обо

-

рудования

 

основной

 

сети

 110 

кВ

 

Сочинского

 

и

 

Юго

-

Западного

 

энер

-

горайона

 

г

Новороссийска

Юго

-

Западного

 

энергорайона

 

г

Анапы

 

и

 

г

Геленджика

 

путем

 

оснащения

 

защитами

 

ближнего

 

резервирова

-

ния

 

силовых

 

трансформаторов

.

Опыт

 

монтажа

 

и

 

эксплуатации

 

подтвердил

 

правильность

 

выбран

-

ного

 

направления

 

и

 

ключевых

 

ха

-

рактеристик

 

устройств

 

ближнего

 

резервирования

в

 

том

 

числе

 

от

-

сутствием

 

неправильной

 

работы

 

устройств

 

в

 

течение

 

срока

 

экс

-

плуатации

Размещение

 

устройств

 

в

 

шкафу

 

наружного

 

исполнения

непосредственно

 

у

 

коммутаци

-

онных

 

аппаратов

минимальное

 

количество

 

цепей

 

подключения

широкий

 

диапазон

 

задания

 

уста

-

вок

 

позволяют

 

минимизировать

 

трудозатраты

 

и

 

время

 

вывода

 

обо

-

рудования

 

для

 

монтажа

 

и

 

наладки

 

устройств

 

ближнего

 

резервирова

-

ния

что

 

позволяет

 

выполнять

 

эти

 

работы

 

силами

 

персонала

 

служб

 

РЗА

 

без

 

привлечения

 

подрядных

 

организаций

Стоит

 

отметить

что

 

оптимальной

 

схемой

 

подключе

-

ния

 

выходных

 

цепей

 

защиты

 

яв

-

ляется

 

воздействие

 

на

 

отдельный

 

электромагнит

 

отключения

Это

 

обеспечивает

 

повышение

 

надеж

-

ности

 

и

 

отсутствие

 

влияния

 

на

 

за

-

щиту

 

при

 

неисправностях

 

в

 

цепях

 

управления

.

В

 

заключение

 

можно

 

сказать

что

 

в

 

современных

 

экономических

 

условиях

 

небольшие

 

затраты

 

на

 

организацию

закупки

 

и

 

монтаж

 

защит

 

ближнего

 

резервирования

 

значительно

 

меньше

 

затрат

 

на

 

ре

-

монт

а

 

тем

 

более

 

замену

 

силового

 

трансформатора

 35–110 

кВ

 

лю

-

бой

 

мощности

что

 

обеспечивает

 

указанным

 

защитам

 

широкие

 

пер

-

спективы

 

внедрения

 

на

 

объектах

 

распределительных

 

сетей

 

ПАО

 

«

Россети

».  

ЛИТЕРАТУРА

:

1. 

Положение

 

ОАО

 

«

Россети

» 

о

 

единой

 

технической

 

политике

 

в

 

электросетевом

 

комплексе

утверждено

 

Советом

 

директо

-

ров

 

ОАО

  «

Россети

» (

протокол

 

 138 

от

 23.10.2013).

2. 

Львов

 

М

Анализ

 

повреждаемо

-

сти

 

силовых

 

трансформаторов

 

напряжением

 110 

кВ

 

и

 

выше

ОАО

  «

Холдинг

 

МРСК

» // 

Элек

-

троэнергетика

, 2012, 

 1. 

С

.  71–74.

3. 

Рекомендации

 

по

 

технологи

-

ческому

 

проектированию

 

под

-

станций

 

переменного

 

тока

 

с

 

высшим

 

напряжением

 35–750 

кВ

 (

Приказ

 

Министерства

 

энер

-

гетики

 

Российской

 

Федерации

 

 288 

от

 30 

июня

 2003 

года

).

4. 

Концепция

 

развития

 

релейной

 

защиты

 

и

 

автоматики

 

электро

-

сетевого

 

комплекса

  (

Приложе

-

ние

 

 1 

к

 

протоколу

 

Правления

 

ОАО

  «

Россети

» 

 356

пр

 

от

 

22.06.2015).

5. 

Цифровые

 

(

микропроцессор

-

ные

устройства

 

релейной

 

за

-

щиты

 

и

 

автоматики

 

электро

-

установок

 

собственных

 

нужд

 

нормальной

 

эксплуатации

сис

-

тем

 

важных

 

для

 

безопасности

 

и

 

аварийного

 

электроснабже

-

ния

 

атомных

 

электростанций

Общие

 

технические

 

требова

-

ния

РДЭО

 1.1.2.25.0363-2011 

(

Приложение

 

 1 

к

 

приказу

 

ОАО

 «

Концерн

 

Росэнергоатом

» 

 9/223-

П

 

от

 16.03.2012).


Читать онлайн

Вопросам ближнего резервирования защит силовых трансформаторов в электросетевом (электрораспределительном) комплексе всегда уделялось достаточное внимание как в техническом, так и в организационном плане.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 1(70), январь-февраль 2022

Превентивное управление нагрузкой в сетях 0,4 кВ в целях предотвращения возникновения аварийных ситуаций

Управление сетями / Развитие сетей Энергоснабжение / Энергоэффективность Релейная защита и автоматика
Удинцев Д.Н. Милованов П.К. Зуев А.И.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 5(68), сентябрь-октябрь 2021

Внедрение цифрового дистанционного управления оборудованием и МП устройствами РЗА на подстанциях 110–220 кВ ПАО «Россети Московский регион»

Релейная защита и автоматика
Гвоздев Д.Б. Грибков М.А. Бороздин А.А. Рыбаков А.К.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»