Новости

Особенности применения микропроцессорных систем защиты и автоматики на переменном оперативном токе

Вопросы применения МП защит на переменном токе всегда волновали специалистов служб РЗиА. Насколько допустимо такое сочетание? Какие особенности необходимо учитывать при этом? Ответить на эти вопросы журнал «Энергоэксперт» попросил заместителя главного инженера «Самарский электропроект» Тюрин Ю. П.

Система переменного оперативного тока характерна тем, что возможны режимы, когда на объекте полностью отсутствует оперативный ток и при подаче питания необходимо обеспечить восстановление работоспособности защиты и цепей управления за минимальное время.

Блоки управления выключателей BB/TEL обеспечивали отключение выключателя в течение нескольких десятков секунд после потери питания за счет энергии встроенного конденсатора и даже после длительной потери питания позволяли отключить выключатель при питании только от токовых цепей присоединения за время порядка 100–150 мс с момента возникновения аварийного режима.

Минимальное время срабатывания реле при отсутствии внешнего питания составляет 100–200 мс (меньшее значение соответствует большей величине аварийного тока). В настоящее время имеется несколько типов микропроцессорных реле, предназначенных для работы на переменном оперативном токе.

При разработке системы защиты и автоматики на переменном оперативном токе необходимо учитывать характерные особенности микропроцессорных реле и приводов выключателей. Так, при применении выключателя ВВ/TEL следует учесть дополнительную нагрузку на трансформаторы тока от токовых цепей блока управления.
При наличии в приводах выключателей токовых электромагнитов отключения придется дополнительно установить промежуточные реле типа РП-361 для дешунтирования электромагнитов, если применяемое реле не имеет данной функции, например, MICOM-P124.

Реализация некоторых функций защиты и автоматики, например защиты минимального напряжения (ЗМН) двигателей, трудно осуществима, так как необходимо обеспечить отключение двигателей с заданной выдержкой времени (несколько секунд) при полном отсутствии напряжения на объекте и, соответственно, питания микропроцессорных
реле. Для этого приходится либо применять блоки конденсаторов большой емкости для охранения питания микропроцессорных реле напряжения на время действия защиты, либо выполнить ЗМН на электромеханических реле.

Следует также обратить внимание на то, что в аварийной ситуации при отсутствии напряжения на объекте оперативный персонал не имеет никакой информации о работе защиты и автоматики, так как отсутствует питание реле, что затрудняет анализ аварийной ситуации и принятие решения по ликвидации последствий.
Исходя из характеристик рассмотренных типов реле, можно сделать вывод, что применение их в системе переменного оперативного тока целесообразно для  распределительных пунктов городских сетей и небольших предприятий. На подстанциях напряжением 35 кВ и более, где понизительные трансформаторы оснащаются дифференциальной защитой, применение микропроцессорных реле защиты на переменном оперативном токе весьма затруднительно без нарушения основного требования – обеспечения быстродействия дифференциальной защиты. Даже при времени восстановления работоспособности 200 мс, с учетом задержки восстановления  напряжения на выходе блока питания полное время может возрасти до 300–400 мс. Возможным вариантом является применение резервного комплекта токовой защиты, способной обеспечить необходимое быстродействие, например, MICOM-P124. Также необходимо учитывать, что комбинированные блоки питания увеличивают нагрузку на трансформаторы тока, что может привести к увеличению их погрешности сверх допустимой. В любом случае на достаточно сложных объектах, какими являются понизительные подстанции напряжением 35 кВ и выше, применение микропроцессорных защит на переменном оперативном токе порождает много проблем, и в каждом  конкретном случае, чтобы избежать отказов, приходится тщательно оценивать возможные режимы работы объекта и выверять принятые технические решения.

Проблемы и перспективы современного проектирования

Для реализации программы РАО «ЕЭС России» необходимо наличие проектной документации. В течение 4–5 лет нужно ввести дополнительные 34 ГВт мощности, следовательно, проектные работы должны быть закончены уже через 1–2 года. Если уже сейчас не начать предпринимать активные действия в этом направлении, то вся программа будет под угрозой срыва. Так считает журнал «Энергоэксперт».

Опыт западных инжиниринговых компаний доказывает: незаменимым инструментом в проектировании является эффективная информационная инфраструктура, позволяющая использовать лучшие прикладные средства как для создания новых, так и для управления проектными данными эксплуатируемых объектов. На Западе использование таких систем трехмерного моделирования в энергетической отрасли стало промышленным стандартом для проектирования больших сложных и ответственных сооружений, в первую очередь объектов генерации. Это объясняется новыми возможностями, которые дает работа с современными комплексными системами трехмерного проектирования.

Так, внедрение данных систем позволяет на качественно новом уровне автоматизировать работу проектировщиков. Работа в трехмерном пространстве позволяет более наглядно представлять проектируемый объект, а базы данных (оборудования, компонентов трубопроводов, оборудования КИПиА и т.п.) избавляют проектировщика от необходимости «рисовать», предоставляя возможность просто выбирать необходимые элементы проекта из баз данных. При этом решаются только проектные задачи по позиционированию, компоновке, обвязке. Однако самый важный аспект внедрения комплексных трехмерных систем для промышленного проектирования – возможность совместной работы проектировщиков смежных дисциплин над проектом, что значительно меняет бизнес-процессы проектирования и систему документооборота в проектной организации. Если при работе с графическими программами для выпуска чертежей такие
процессы, как выдача заданий на проектирование, разработка проектного решения, согласование решения со специалистами смежных отделов, были последовательными, то использование комплексных систем трехмерного проектирования подразумевает организацию параллельных процессов проектирования.

Следовательно, за счет внедрения комплексных систем трехмерного проектирования достигается значительное сокращение сроков выполнения проектов, а также значительно улучшается качество выпускаемых проектов. Это обусловлено как более высоким уровнем принимаемых технологических решений, так и гарантией согласованности всех данных в проекте.

РАО «ЕЭС России» планирует запустить первый в РФ проект строительства энергоблока на «суперсверхкритических» параметрах пара

РАО «ЕЭС» планирует построить на Томь-Усинской ГРЭС «Кузбассэнерго» угольный энергоблок мощностью 660 МВт со «суперсверхкритическими» параметрами пара. Ожидается, что энергоблок на суперсверхкритических параметрах пара будет построен предположительно в период с 2012 по 2013 годы.

Большинство существующих в РФ станций работают на сверхкритических параметрах пара – температуре 545–560 градусов и давлении 240 атмосфер. Суперсверхкритические параметры предусматривают температуру 600 градусов и давление 300 атмосфер. Это приводит к определенному удорожанию энергоблока как при строительстве, так и при эксплуатации: при таких параметрах возрастают технологические требования к оборудованию. Стоимость строительства суперсверхкритического блока оценивается в диапазоне $1400–1600 за 1 кВт установленной мощности.

В мировой практике создание таких «пилотных» блоков проходит при поддержке государства, поэтому РАО намерено разницу в стоимости между «сверхкритическим» и «суперсверхкритическим» блоком попросить у государства.