В статье рассмотрен способ селективного отключения нагрузки на напряжении 0,4 кВ по командам АЧР с учетом степени ответственности потребителей, что позволяет минимизировать ущерб при отключении. Описаны преимущества данного метода, а также изложены рекомендации по минимизации затрат на реализацию предложенного варианта.
Ключевые слова: автоматическая частотная разгрузка, Smart Grid, EnegryNet, программно-технический комплекс, автоматическая система коммерческого учета электроэнергии.
Устройство автоматической частотной разгрузки непосредственно у потребителей было рассмотрено еще в 70-х годах прошлого века. Однако в данный момент возникла необходимость в постепенной практической реализации отключения нагрузки в узлах нагрузки [4].
Согласно росту важности отдельных потребителей, перевод балансирующих отключений на напряжение 0,4 кВ в соответствие с ПУЭ будет содействовать осуществлению дополнительных потребностей со стороны более точного учета энергозависимости инфраструктуры, исходя из увеличения требований безопасности, коммерческих факторов и социальной значимости. В текущем разделе рассмотрим решение задачи осуществления команд очередей АЧР и последующего частотного автоматического повторного включения (ЧАПВ) на напряжении 0,4 кВ. Особенность адаптации систем электроснабжения и РЗА к запросам потребителей предусмотрена в НТД [12] и отвечает современным тенденциям [2]. Приоритетная задача объединения сетевых компаний в ПАО «Россети» — это поддержание качества и устойчивости электроснабжения потребителей при обеспечении эффективности операционной финансово-хозяйственной деятельности [1]. Задача перевода отключения нагрузки при работе АЧР является значимой вследствие возрастания роли потребителей и устройством активно адаптивных электроинформационных «умных» сетей (EnergyNet, Smart Grid и т. д.). Известны устройства циркуляционного телеотключения (ЦТО), осуществляющие передачу кодированных сигналов на отключение к местам базирования телеприемников по сети высокого напряжения [3]. Впрочем, установка аппаратуры телеуправления в сетях 0,4 кВ и ее эксплуатация представляется экономически весьма затратно.
Иные способы и средства представлены ниже.
Целесообразно, к примеру, использование передачи команд АЧР напрямую от распределительной сети 10 кВ (по силовым воздушным и кабельным линиям) на напряжение 0,4 кВ методом кратковременной коммутации питающего напряжения силовыми выключателями со стороны центров питания Вследствие падения частоты команда от системы АЧР на отключение нагрузки 0,4 кВ передается в сеть в виде короткого прерывания рабочего напряжения на значение заданной продолжительности посредствам выключения и последующего включения выключателя фидера 10 кВ. Аналогичная система представлена НИУ МЭИ для САОН энергосистемы с собственным источником. Для бесперебойной части нагрузки для каждого фидера рекомендуется резервировать 10–20 % мощности. Количество вовлеченных под отключение фидеров возрастает на 10–20 %, но при выборе данного метода общее отключение сменяется на ограниченное, при этом наиболее важная группа потребителей остается в работе. Отключения на напряжении 10 кВ в случае отсутствия приоритетной нагрузки производятся в существующем порядке. Сигнал ЧАПВ для повторного подключения потребителей рассчитывается подать от системы АЧР через устройство сбора и передачи данных (УСПД) в ПТК (программно-технический комплекс) системы автоматического коммерческого учета электроэнергии АСКУЭ. Исходя из этого, новая цепь вторичной коммутации на ПС будет являться единственной от системы АЧР до ПТК АСКУЭ. Прерывание подачи напряжения установленной продолжительности в сети 10/0,4 кВ улавливается счетчиками учета электроэнергии, входящих в АСКУЭ, и предварительно заданная часть потребителей 0,4 кВ отключается. При этом определенное количество приоритетных потребителей остается в работе, что является целью описываемого метода. Рассмотренное распределение устройств позволяет сохранить текущие решения по проектированию и эксплуатации АЧР, осуществимость контроля, а также ответственности со стороны энергосистемы за уставки [5].
Контроль за отключаемым электроприемником 0,4 кВ ведется с использованием контактов индивидуальных счетчиков учета электроэнергии. Отсутствие полного отключения фидера 10 Кв, заменяемое на частичное ограничение нагрузки с возможностью сохранения питания приоритетных электроприемников, есть основная идея рассматриваемого предложения. Количественное значение доли неотключаемой нагрузки 0,4 кВ предполагается предусматривать в объеме, например, 10–20 % от исходной нагрузки фидера 10 кВ. Внедрение предложенной к рассмотрению идеи рационально в последовательном варианте, поочередно к каждому фидеру, при поэтапной реализации растущих требований потребителей. Прежде всего предложение рекомендуется к рассмотрению в районах с длительным дефицитом активной мощности глубоким снижением частоты. Сокращение расходов на реализацию предложения достигается исходя из интеграции уже существующих программно-технических комплексов АСКУЭ и РЗА с эксплуатацией микропроцессорных счетчиков 0,4 кВ, имеющим контакт (рис. 1). Схема включения контактов счётчиков предусматривается в двух вариантах: напрямую в силовую цепь нагрузки 0,4 кВ и в цепь управления приводом автоматического выключателя 0,4 кВ. В рассмотренной структурной схеме (рис.1., счетчик серии NP73, изготовитель ООО «Матрица») находится два контакта управления. Первый контакт совершает прямое отключение нагрузки счетчиком, второй контакт, относящийся к экстра-реле может переключать цепи управления во внешней сети. По данным изготовителей, если выходная цепь от счетчика имеет устройства защитного отключения (УЗО), вследствие создания
тока утечки через второй контакт можно произвести отключение нагрузки даже при условии отсутствия управляющего коммутационного аппарата.
Рис. 1. Структурная схема современного счетчика электроэнергии на примере микропроцессорного счетчика электроэнергии серии NР73, (ООО «Матpица»)
Осуществление представленного варианта предполагает не только одно дополнительное проводное соединение на подстанции центра питания (ЦП) для выполнения функции ЧАПВ, но и обновлению программного обеспечения отдельных элементов ПТК АСКУЭ и РЗА.
Обобщая всё вышесказанное, можно сделать вывод о том, что способ передачи в сеть 0,4 кВ команды АЧР без использования дополнительных технических средств имеет практическую значимость, заключающуюся в повышении надёжности электроснабжения ответственных потребителей.
Литература:
- Арцишевский Я. Л. Гиёев Б. М. Методика выбора параметров противоаварийных команд на отключение потребителей в сетях 0,4 кВ // Вестник Московского энергетического института. 2018 № 3 С. 32–40
- Арцишевский Я. Л., Гиёев Б. М. Требования к устройствам автоматической частотной разгрузки на напряжение 0,4 кВ // VII международная научно-техническая конференция «Электроэнергетика глазами молодежи — 2016». Казань, 19–23-сентября 2017 г. С. 309
- Гиёев Б. М. Арцишевский Я. Л. Реализация управляющих воздействий АЧР на напряжение 0,4 кВ // Международная научно-техническая конференция и выставка «Релейная защита и автоматика энергосистем 2017». Санкт-Петербург, 28- апреля 2017 г. С. 1186
