В статье описываются основные моменты, связанные с реконструкцией на подстанциях России. Приводятся примеры и описание различного оборудования.
Ключевые слова: реконструкция, трансформаторная подстанция
В современном мире очень важно идти в ногу со временем. Особенно ярко это демонстрируется в сфере энергетики.
Большая часть оборудования на подстанциях в наше время является неким «наследством» советской эпохи. Свои непосредственные функции оно выполняет по сей день, зачастую намного превышая свой заявленный срок службы. Однако время меняется, потребности населения, также, как и оно само, растут. Вследствие этого растет и нагрузка на оборудование электрических сетей. Мощностей действующих трансформаторов становится недостаточно, пропускная способность линий электропередачи перестает удовлетворять заявленным требованиям, устройства релейной защиты и автоматики обеспечивают недостаточный функционал для более точных измерений, сигнализации и учета энергоресурсов. Таким образом возникает необходимость реконструкции.
Реконструкция — это комплекс мероприятий по замене/восстановлению или апгрейду морально устаревшего оборудования в целях повышения технологических показателей при его эксплуатации в современных условиях и повышения надежности систем.
Рассмотрим в качестве примера реконструкцию двух-трансформаторной подстанции 110/35/10 кВ. Не станем конкретизировать ее наименование. В последнее время по всей России реконструируются большинство подобных ПС в рамках инвестиционных программ ПАО «Россети».
Как правило, на таких подстанциях работают:
— 2 трансформатора марки ТДТН(ТДЦ, ТНДЦ и т. п.);
— высоковольтные выключатели масляного типа ВМТ-110;
— секционные выключатели типа ВМПП-6 и другие.
Оборудование на таких подстанциях обычно монтируется в комплектные распределительные устройства (КРУН) (например К-59).
Что касается релейной защиты — в наше время, за исключением цифровых подстанций нового поколения, она состоит из старых-добрых аналоговых реле (промежуточные токовые реле типа РП-341, токовые реле типа РТ-40(50), дифференциальные реле типа РНТ). Подобные устройства, без сомнения, являются надежными, простыми в ремонте и обслуживании. Однако чувствительность, диапазон регулировки, громоздкость оставляют желать лучшего. Системы релейной защиты, выполняемые на устройствах микропроцессорного типа, имеют колоссальные преимущества по сравнению с аналоговыми.
В процессе реконструкции подстанции оснащаются следующим оборудованием взамен устаревшего:
1) Силовые трансформаторы, не способные обеспечить возросшую мощность потребителей заменяются на новые с достаточной мощностью, с учетом на 5 лет вперед;
2) Масляные выключатели заменяются на вакуумные или элегазовые, так как последние имеют большую надежность, удобство применения и безопасность при эксплуатации;
3) Закрытые распределительные устройства (ЗРУ) 6–10 кВ оснащают ячейками типа К-63 (СЭЩ)
4) Устаревшие элементы релейной защиты заменяются на микропроцессорные. Как правило, это устройства типа «Сириус» или «БМРЗ».
Для устройств РЗА устанавливаются такие требования, как:
— Обеспечение быстродействия защиты;
— Обеспечение селективности защиты;
— Чувствительность к показателям измеряемой величины;
— Обеспечение надежности при эксплуатации устройства.
Явное преимущество МПУРЗА — это габариты и функционал. В то время, как аналоговые элементы РЗА выполняют лишь одну свою установленную функцию, микропроцессорные — способны выполнять десятки функций, заменяя одним блоком сразу несколько устройств предыдущего типа. При этом блок имеет возможность программирования и изменения алгоритмов работы.
Модульная мультипроцессорная структура устройства в совокупности с современными технологиями монтажа, позволяет обеспечивать высокую надежность, колоссальную вычислительную мощность, высокую чувствительность к параметрам, быстродействие при сохранении высокой точности и снижении ступеней селективности защит. [1]
МПУРЗ типа «Сириус Т3» имеет следующие функции защит [2]:
— 2-ступенчатая дифференциальная токовая защита (ДФТЗ) трансформатора, являющаяся токовой отсечкой и защитой от сквозного тока с торможением и отстройкой от бросков тока намагничивания;
— 2-ступенчатая максимальная токовая защита со стороны высшего напряжения трансформатора с устройством комбинированного пуска по напряжению со стороны низшего и среднего напряжений. Имеется блокировка по второй гармонике дифференциального тока для обеспечения большей чувствительности;
— Ступень МТЗ со стороны СН трансформатора с устройством комбинированного пуска по напряжению со стороны СН (по дискретному входу). Обеспечение возможности отключения отдельным реле и на общее реле с различными уставками по времени;
— Ступень МТЗ со стороны НН трансформатора с устройством комбинированного пуска по напряжению со стороны НН (по дискретному входу). Обеспечение возможности отключения отдельным реле и на общее реле с различными уставками по времени.
Рис. 1. Лицевые панели устройств типа «Сириус»
Исходя из вышеперечисленного, можно сделать следующие выводы:
1) В стране возрастает необходимость реконструкции систем электроснабжения в связи с ростом нагрузок и ужесточению требований к защите, учету и управлению системами питания;
2) Вакуумные и элегазовые выключатели намного эффективнее и надежнее, чем масляные;
3) Системы релейной защиты и автоматики аналогового типа в наше время требуют полной замены на микропроцессорные в силу их надежности, высокой чувствительности, автономности и возможности интеграции в автоматизированную систему управления технологическими процессами;
4) Возникает необходимость подготовки квалифицированных кадров в области релейной защиты, учета и эксплуатации вновь устанавливаемого оборудования;
5) Россия может выйти на лидирующие позиции в сфере энергетики, так как точный учет, быстрая ликвидация аварийных режимов, автономность подстанций и использование передовых технологий — позволят снизить потери электроэнергии, повысить надежность, удобство эксплуатации и ремонта оборудования, а также снизить количество несчастных случаев, связанных с человеческим фактором при обслуживании электроустановок.
Литература:
- Микропроцессорная релейная защита и автоматика электроэнергетических систем. — Дьяков А. В., Овчаренко Н. И., 2019г.
- Сириус-Т3, руководство по эксплуатации (БПВА.656122.074 РЭ) — АО «РАДИУС Автоматика», 2020г
- Правила устройства электроустановок. — М.: Энергоатомиздат, 2009
