компоненты СОПТ: Положительные тенденции и проблемы развития Юрий Гусев, доцент кафедры «Электрические станции» Института электроэнергетики ГОУ ВПО «МЭИ (ТУ)», г. Москва

Аккумуляторы Положительные тенценции:
+ аккумуляторы СК заменяются на герметизированные аккумуляторы, при этом уменьшается объем технического обслуживания, снижаются требования по вентиляции аккумуляторных помещений;
+ хорошо зарекомендовали себя на электрических станциях и подстанциях аккумуляторы закрытого типа и герметизированные аккумуляторы с удельным внутренним сопротивлением менее 180–200 мОм•А•ч (GroE, Vb и подобные им);
+ количество токовыводов от аккумуляторной батареи вместо нескольких десятков уменьшается до двух, что позволяет обеспечить одинаковые условия заряда и разряда всех элементов батареи;
+ жесткая ошиновка в аккумуляторном помещении и проходная доска заменяются прямым соединением батареи со щитом постоянного тока (ЩПТ) кабелями, что снимает проблему протяжки контактов на проходной доске и повышает безопасность обслуживания и надежность работы батареи;
+ используется жесткое, без коммутационных и защитных аппаратов, подключение аккумуляторной батареи к сборкам выносных блоков плавких предохранителей или к вводным сборкам ЩПТ, что практически исключает работу подзарядных агрегатов на нагрузку без аккумуляторной батареи;
+ для защиты от коротких замыканий в цепи, соединяющей аккумуляторную батарею с ЩПТ, в середину батареи включаются плавкие предохранители или используются выносные блоки предохранителей;
+ емкость аккумуляторных батарей увеличивается с целью обеспечения приемлемых отклонений напряжения в СОПТ при аварийных разрядах без применения специальных средств регулирования напряжения, с целью сохранения питания ответственных электроприемников в течение 2–6 часов, необходимых для приезда аварийной бригады, а также с целью уменьшения глубины провалов напряжения при коротких замыканиях;
+ вместо разрушительно действующих на батарею уравнительных зарядов, для обслуживания отстающих элементов батареи используются специальные зарядно-разрядные устройства стационарного или передвижного типов.

Отрицательные моменты:
– не всегда обеспечиваются технические условия эксплуатации новых батарей по стабильности напряжения подзаряда, по уровню пульсаций и по микроклимату, что приводит к сокращению срока службы аккумуляторов;
– не всегда принимается во внимание рекомендуемая производителями область применения аккумуляторов: на энергетических объектах применяются аккумуляторы, предназначенные для систем связи, что не позволяет эффективно использовать их емкость;
– при выборе аккумуляторных батарей не учитывается их внутреннее сопротивление (у СК – 180 мОм•А•ч, у других – от 90 до 500 и более мОм•А•ч), что может привести к отказам защитных аппаратов и к недопустимо большим провалам напряжения в СОПТ при толчках нагрузки и при коротких замыканиях;
– компоновка батарей и прокладка токовыводов осуществляются без учета их влияния на индуктивность цепи, на обусловленные ею коммутационные перенапряжения и отключающую способность защитных аппаратов;
– в аккумуляторных помещениях размещаются негерметизированные блоки плавких предохранителей без учета возможности газовыделений из аккумуляторов.

Зарядно-подзарядные агрегаты
Положительные тенценции:
+ замена мотор-генераторов и неуправляемых выпрямителей управляемыми выпрямительными агрегатами;
+ замена управляемых выпрямительных агрегатов без выходных фильтров на агрегаты с индуктивно-конденсаторными фильтрами;
+ применение цифровых регуляторов напряжения;
+ применение агрегатов, обеспечивающих трехступенчатый режим заряда «IU» и поддерживающий подзаряд с отклонениями напряжения на элементах батареи от рекомендованных производителем не более чем на 1%.

Отрицательные моменты:
– замена батарей на реконструируемых объектах не всегда сопровождается заменой устаревших зарядно-подзарядных агрегатов;
– не обеспечивается требуемый уровень пульсаций выходного напряжения в режимах с отключенной аккумуляторной батареей;
– завышается мощность зарядно-подзарядных агрегатов, что приводит к автоколебательным процессам в режиме минимальных нагрузок;
– отсутствие агрегатов с двойным преобразованием рода тока на IGBT модулях, широко используемых в современных системах электропитания устройств связи;
– использование режимов заряда с напряжением на элементах батареи 2,70–2,75 В;
– отсутствие программ термокомпенсации, тестирования и десульфатации аккумуляторных батарей.

Регулирование напряжения
Положительные тенценции:
+ отказ от использования «хвостовых» элементов и элементных коммутаторов;
+ увеличение емкости аккумуляторов для поддержания в СОПТ напряжения в заданных пределах;
+ использование вольтодобавочных устройств.

Отрицательные моменты:
– отсутствие в проектной документации характеристик разряда батареи для типовых аварийных режимов разряда;
– выбор количества аккумуляторов в батарее осуществляется без учета режимов заряда и наличия вольтодобавочных устройств, без учета взаиморезервирования батарей;
– не применяются конверторы для выделенных групп или отдельных электроприемников;
– между сборками ЩПТ не используются балластные диодные вставки с шунтирующими переключателями.

Защита от сверхтоков
+ количество уровней защиты в СОПТ ограничено тремя уровнями;
+ в качестве защитных аппаратов первого и второго уровней защиты используются плавкие предохранители, обеспечивающие надежное ближнее резервирование;
+ для расчета коротких замыканий используются специализированные компьютерные программы GuDCsets, GuSetsDC, соответствующие рекомендациям ГОСТ 29176-91.

Отрицательные моменты:
– не всегда реконструкции и модернизации СОПТ сопровождаются проверкой обеспечения чувствительности, селективности и резервирования защитных аппаратов;
– при выборе защитных аппаратов не учитывается увеличение времени отключения аппаратов на постоянном токе по сравнению с переменным;
– неправильно оценивается селективность защитных аппаратов в зоне токоограничения (при времени отключения менее 10 мс);
– отключающая способность защитных аппаратов проверяется по току за аппаратом, не учитывается постоянная времени размыкаемой цепи;
– в процессе эксплуатации замена перегоревших плавких вставок не всегда сопровождается заменой неперегоревших вставок в предохранителях со стороны источника и даже в другом полюсе сработавшего предохранителя.

Защита от перенапряжений
Положительные тенценции:
+ в дополнение к шунтированию обмоток контакторов и соленоидов резисторами между полюсами сети и землей включаются защитные диоды (письмо ГТУ МЭиЭ СССР № 0324-6.35/1725 от 10.05.89 г.).

Отрицательные моменты:
– устройства защиты выбираются без учета снижения изоляции полюсов сети относительно земли;
– выбор защитных аппаратов осуществляется без учета создаваемых коммутационных перенапряжений;
– не используются газоразрядные устройства, варисторы и лавинные диоды.

ЩПТ и распределительная сеть
Положительные тенценции:
+ увеличилось количество разновидностей ЩПТ;
+ в ЩПТ используются комбинированные аппараты, объединяющие функции предохранителя, выключателя и разъединителя;
+ используются высоконадежные и безопасные клеммные ряды и зажимы;
+ для резервирования цепей питания используются кольцевые и трансфертные схемы;
+ рассматривается целесообразность децентрализации и рассредоточения источников питания постоянного тока по территории подстанций и распределительных устройств.

Отрицательные моменты:
– нарушается технология электромонтажа (подготовка контактной поверхности, болты, шайбы, момент затяжки, электро- и теплопроводящие пасты и пр.);
– длина отдельных кабельных линий достигает 1000 и более метров, что недопустимо;
– распределительная сеть имеет большую емкость относительно земли;
– не используются модульные конструкции шкафов, аналогичные сериям Prisma, OKKEN и Sarel фирмы Шнейдер Электрик, хорошо зарекомендовавшим себя в электроустановках переменного тока напряжением 0,4 кВ;
– не применяются диодные развязки, позволяющие уменьшить глубину и продолжительность провалов напряжения у электроприемников;
– не применяются емкостные накопители, позволяющие существенно повысить надежность СОПТ.

Мониторинг и диагностика
Положительные тенценции:
+ для периодического тестирования батареи, вместо контрольных разрядов, используются зарядно-подзарядные агрегаты с микропроцессорным управлением;
+ для обнаружения в батарее отстающих элементов используется сравнение напряжений на половинках батареи;
+ информация о положении коммутационных аппаратов и о состоянии защитных аппаратов выводится в системы центральной сигнализации;
+ разработаны и применяются системы мониторинга основных режимных параметров СОПТ и регистраторы аварийных событий, интегрированные в АСУ ТП (ГОСАН, ПАРМА);
+ используются стационарные и переносные системы поиска «земли» (УППИК-М, Сапфир, Bender).

Отрицательные моменты:
– действующие правила эксплуатации предписывают регулярную проверку емкости аккумуляторных батарей методом контрольного разряда;
– нет эффективной системы оценки и прогнозирования состояния элементов батареи, подобной американской системе BIDDLE;
– нет системы контроля за состоянием разборных контактных соединений;
– системы мониторинга и регистраторы оказывают отрицательное влияние на надежность СОПТ (гальванические связи, ухудшение изоляции относительно земли);
– системы поиска земли провоцируют ложную работу микропроцессорных терминалов, конфликтуют с устройствами защиты от перенапряжений.