 |
ЗАМЕЧАНИЯ ПО ПРОЕКТУ
Павел Антонович Шейко много лет проработал в рао "ЕЭС России", где занимался, в частности, и вопросами СОПТ подстанций. Он отмечает, что в целом идея создания стандарта может быть и правильна. Такой документ позволил бы, если это необходимо, пересмотреть существующие подходы к с учетом предыдущего опыта проектирования и эксплуатации, а также применения новых видов оборудования с принципиально иными техническими характеристиками и показателями надежности.
При этом наш автор уверен, что в нынешнем виде новые технические требования нуждаются в существенной доработке.
ОБСУЖДДЕНИЕ
Павел Шейко,,
инженер, г. Ммосква
Замечания по проекту
Цель совещания, проведенного в МЭИ, состояла в том, чтобы коллективно внести коррективы в проект технических требований и направить его в ОАО "ФСК ЕЭС" как согласованный материал для дальнейшего рассмотрения на научно-техническом совете и последующего ввода в действие. Вместе с тем сводка отзывов и обсуждение показали, что подготовленная первая редакция требует серьезной корректировки.
Как указано во "Введении", технические требования (далее - Требования) должны использоваться специалистами "при закупках оборудования для систем оперативного постоянного тока, при проектировании, при контроле поставок, монтаже, наладке и проведении испытаний и техническом обслуживании СОПТ, а также при контроле всех стадий жизненного цикла СОПТ подстанций". Из этого предложения видно, что авторы включили в него совершенно разноплановые вопросы, которые должны являться прерогативой других нормативных документов.
КЛАССЫ НАПРЯЖЕНИЯ ПОДСТАНЦИЙ
Первое, что следует отметить, это отсутствие в Требованиях четкого разграничения при построении СОПТ на подстанциях разных классов напряжения. Однако подобное разграничение необходимо, поскольку приводит к разным техническим решениям, которые, безусловно, должны найти отражение при проектировании.
Кроме того, думается, что авторы документа не очень детально проанализировали основные положения по проектированию системы постоянного тока, изложенные как в ранее разработанных, так и в существующих нормативно-технических документах [1, 2, 3, 4, 6]. Эти положения зачастую противоречат друг другу.
В [5] сформулирована основная концепция по выполнению цепей оперативного постоянного тока для сетей напряжением 110-220, 330кВ и сетей сверхвысокого напряжения. Она учитывает построение электропитания основных и резервных защит, а также цепей автоматики с учетом ближнего и дальнего резервирования, наличие у выключателей одной или двух катушек отключения и другие вопросы.
В Требованиях же однозначно указывается, что при выполнении проектных решений как при новом строительстве, так и при реконструкции на подстанции любого класса напряжения необходимо применять две аккумуляторные батареи, четыре зарядно-подзарядных агрегата (по два на каждую АБ), два щита постоянного тока и т.д. Возникает вопрос: на чем основывались такие положения?
Требования устанавливают, что емкости батарей должны быть одинаковыми и выбираться исходя из "минимального расчетного времени работы АБ в качестве резервного источника питания - 2-х часов". В то же время в [1] указывается, что на ПС 110-330 кВ должна устанавливаться одна АБ. При соответствующем обосновании допускается взамен одной батареи устанавливать две меньшей емкости. На ПС 500-750 кВ должны устанавливаться две
АБ с раздельным питанием от них основных и резервных защит линий. При этом резервирование всей нагрузки одной батареи от другой, как правило, не предусматривается. Если же выключатель имеет одну катушку отключения, то допускается установка одной батареи.
Согласно [3] на ПС 110-220 кВ устанавливается одна АБ, а на ПС 330 кВ и выше две АБ. Каждая АБ выбирается с учетом полной нагрузки оперативного постоянного тока на ПС. В [4] разработчики поступили даже более революционно, предложив на выбор применять либо централизованную систему с установкой двух АБ, либо децентрализованную с несколькими батареями. Более того, заказчик может потребовать от генпроектировщика применения других величин номинального напряжения в системе постоянного тока. При этом в документах не дается какой-то конкретики - идея сформулирована в общем виде.
Как видно, в этих документах предлагаются различные подходы, что недопустимо. Причем, если проанализировать все аспекты выполнения защит на цифровой технике с учетом ближнего и дальнего резервирования, то положения по установке количества батарей, изложенные в [1, 5] более правильны, чем в [3, 4]. То же относится и к емкости батарей.
Что же касается границы по классу напряжений 110-330 или 110-220 кВ, то здесь нужен дополнительный анализ, на основании которого и следует принять решение. С учетом разрядных характеристик современных аккумуляторов, их срока службы и других показателей, ни увеличение числа АБ, ни завышение их номинальной емкости надежности СОПТ не прибавит. Всё будет зависеть от целого ряда причин: правильной работы зарядно-подзарядного устройства, выполнения технических решений по поддержанию температурного режима в помещении АБ, компоновочных решений, качества эксплуатации и т.д.
ЗАРЯДНО-ПОДЗАРЯДНЫЕ УСТРОЙСТВА
Какое же количество зарядно-подзарядных устройств (ЗПУ) необходимо применять в случае установки на ПС одной или двух АБ? Согласно нормам технологического проектирования [1], для подзаряда, а также послеаварийного разряда АБ следует применять два комплекта автоматизированных выпрямительных устройств. Это положение относится к ПС всех классов напряжений независимо от того, какое количество батарей установлено на ПС.
В [3] на этот счет ничего не говорится, а в [4] указывается, что на ПС с одной батареей устанавливается два ЗПУ, а на ПС 330 кВ и выше - даже четыре. Авторы этого документа, как представляется, не учитывали ни показателей надежности выпускаемых в настоящее время ЗПУ, ни выходных характеристик (выходного тока и др.), ни их схемных решений, ни элементной базы и т.д. Отечественные производители, например ЗАО "Завод Конвертор" (г. Москва), производят ЗПУ, у которых параметр потока отказов как по силовым элементам, так и по схеме управления, выполненной на базе цифровой техники, более чем на порядок превышает аналогичные показатели ранее выпускавшихся выпрямительных преобразователей типа ВАЗП.
С одной стороны, в [4] говорится, что мощность каждого ЗПУ должна быть достаточной для питания всех электроприемников подстанции, подключенных к СОПТ, при одновременном обеспечении "ускоренного" заряда одной АБ. С другой стороны, здесь же сказано, что одновременно должна обеспечиваться параллельная работа двух ЗПУ на стороне выпрямленного напряжения с симметричным делением между ними суммарного тока нагрузки. Зачем?
В [1] предлагалось с АБ устанавливать два подзарядных устройства. Очевидно, это было связано с относительно малым выходным током (40 или 80 А) и низкой эксплуатационной надежностью. Сегодня же ЗПУ выпускаются с широким диапазоном выходного тока - вплоть до 320 А, что, я считаю, должны были учесть авторы новых Требований. Максимальное число ЗПУ на ПС с двумя батареями не должно превышать двух. При этом, безусловно, учитывается режим полного погашения ПС. В случае возникновения любой неисправности в ЗПУ время на восстановление его работоспособности, согласно проведенным измерениям, не превышает 0,5 ч.
ВЫБОР РАЗРЯДНОЙ ЕМКОСТИ
Принципиальным является условие выбора разрядной емкости АБ. Предлагается изменить подход и определять разрядную емкость исходя из времени не получасового, а двухчасового разряда с обеспечением максимальных расчетных толчковых нагрузок. Причем такой подход должен применяться для всех подстанций, независимо от класса напряжения, их назначения в системе, числа присоединений и др. Такое же требование содержится и в [4], где указывается, что заказчик это время может даже увеличить. На чем основывается такое требование, разработчики не смогли ответить. Но разве опыт эксплуатации ПС настолько отрицателен, что требуется кардинальное решение?
На всех энергетических объектах - тепловых электростанциях, гидроэлектростанциях, подстанциях [1, 2], работающих в энергосистеме, разрядная емкость выбиралась и выбирается исходя из условия получасового разряда. Новый подход, кроме необоснованного увеличения капитальных затрат, ничего не дает.
ТОЛЧКОВЫЕ НАГРУЗКИ
Толчковые нагрузки на вновь строящихся или реконструируемых с применением новых видов оборудования подстанциях существенно отличаются от тех, что имели место, когда применялись выключатели, например, типа "У". Их ток включения достигал 800-900 А, а время включения составляло 0,7-0,8 с. Поэтому и требования к выбору разрядной емкости АБ раньше было несколько иное. Необходимо было после получасового разряда АБ обеспечить включение наиболее тяжелого выключателя.
Токи включения и отключения современных выключателей принципиально иные. В то же время токи разряда АБ типа Varta blok или Groe и др. в интервале 0-30 с настолько велики, что толчковые нагрузки, которые возникают на подстанционных объектах, для них просто несущественны.
СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА
В одном из пунктов Требований записано, что необходимо выявлять неисправности компонентов СОПТ автоматическими средствами мониторинга и средствами самодиагностики устройств. Пункт носит декларативный характер, поскольку автоматизированных средств контроля и диагностики свинцово-кислотных аккумуляторных батарей, которые можно было бы применить в конкретном проекте, нет. В качестве единичных экземпляров такие системы были разработаны для спецобъектов (космическая станция "МИР" и др.).
Также к системе мониторинга предъявляется требование выдачи сообщения об остаточной емкости АБ и обеспечения контроля целостности цепи АБ. Однако конкретизации этого пункта нет.
В то же время в Требованиях отсутствует пункт о необходимости шунтирования катушек включения выключателей диодами, для того чтобы коммутационные перенапряжения не накладывались на всю сеть постоянного тока.
ОСТАЛЬНЫЕ НЕТОЧНОСТИ
Относительно АБ в Требованиях также допущена серьезная путаница в терминологии. Например, в части, касающейся режимов заряда, с одной стороны, говорится об использовании "открытых свинцово-кислотных аккумуляторов", а с другой, "закрытых (герметизированных)". Эти понятия необходимо привести в соответствие с ГОСТ 15596-82 "Химические источники тока. Термины и определения".
Совершенно недопустимо указывать, что "должны применяться АБ с удельным внутренним сопротивлением 180 мОм А.ч", или выдвигать требование о размещении АБ на расстоянии не более 20 м от ЩПТ.
Отдельно необходимо остановиться на требовании выполнять в аккумуляторных помещениях принудительную приточно-вытяжную вентиляцию. Даже в ПУЭ 6-го изд., в п. 4.4.40, закреплен более гибкий подход к данному вопросу, несмотря на то, что в то время (а ПУЭ выпущено в 1986 г.) на объектах энергетики и промышленности в основном применялись открытые аккумуляторы типа СК. Прежде чем выдвигать такое жесткое требование, вопрос необходимо было детально проанализировать с учетом целого ряда факторов: конструкции различных типов аккумуляторов, величины газовыделения при различных уровнях напряжения заряда и подзаряда, а также зарубежного опыта проектирования и положений существующих нормативных документов, например DIN VDE 0510. Данный вопрос рассматривался в статье "Помещение аккумуляторных батарей. Необходима ли принудительная вентиляция?" ("Новости ЭлектроТехники" № 3(51) 2008) с учетом того, о чем говорилось выше.
В требованиях к щитам постоянного тока однозначно указывается, что на верхних уровнях для защиты от КЗ и перегрузок следует использовать плавкие предохранители. Это положение противоречит существующему отечественному и зарубежному опыту. В [3] на всех трех уровнях предлагается применять либо автоматические выключатели, в том числе и селективные, либо предохранители.
Защиту от перенапряжений рекомендуется выполнять с использованием кремниевых диодов с подключением их через предохранители. Зачем? Необходимо лишь правильно указать параметры диода, в том числе его обратное напряжение, ведь применение предохранителя сразу же потребует цепей по контролю его целостности.
Если обратиться к разделу "Кабельное хозяйство" [4], то в п.6.2.3 этого раздела допущена серьезная неточность. Согласно данному пункту, "должны применяться кабели с изоляцией, не распространяющей горение (с индексом НГ-LS)". Но кабели, "не распространяющие горение", и кабели с "индексом НГ-LS" - это два разных типа кабеля с разными стоимостными показателями. Кабели с индексом НГ-LS были разработаны для применения в специальных зонах и обладают, кроме всего прочего, низким дымо- и газовыделением. Пункт необходимо откорректировать и внести в него ясность. В СОПТ необходимо применять кабели с изоляцией, например, из ПВХ пластиката пониженной горючести, не распространяющие горение при прокладке в пучках, как регламентируют ПУЭ.
Раздел "Требования к проектной документации" составлен без учета опыта проектирования аналогичных систем, и если его выполнять, как предлагается, то он будет содержать в себе несколько томов, что недопустимо. Например, зачем в составе проекта приводить материалы по "обоснованию целесообразности интеграции питания устройств РЗА, связи, АСУ ТП и АСКУЭ" или "обоснованию выбора кабелей для распределительной сети электропитания и трасс их прокладки"? Об этом уже говорится в соответствующем разделе Требований.
В состав проектной документации недопустимо включать требования об "определении периодичности и объема технического обслуживания оборудования СОПТ" или "должны быть рассмотрены и отражены различные эксплуатационные состояния СОПТ: нормальные, отказ АБ, отказ ЗУ, отключение кабельной линии (любой)".
Как правило, документы такого содержания готовила "Фирма ОРГРЭС", они имели статус отраслевых, и уже на их базе разрабатывались местные инструкции. Какое отношение к СОПТ имеет требование о выполнении рекомендаций ГОСТ 13109-97 по качеству электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения? Требования об отклонениях напряжения на зажимах электроприемников на 5 или 10 % от номинального, в том числе с учетом аварийных разрядов АБ, содержатся в руководящих и методических указаниях по проектированию СОПТ, причем они конкретизированы по определенным группам приемников.
В проекте также присутствует значительное число пунктов, не имеющих никакого отношения к наименованию документа, таких, например, как пункт о гигиенических сертификатах.
В настоящее время на различных электронных торговых площадках внедрена система конкурсов, в частности на проведение работ по проектированию, поставкам оборудования и вводу в эксплуатацию СОПТ. Как показывает опыт, зачастую в них участвуют организации, далекие от данной проблемы и предлагающие недопустимые технические решения. У них не только отсутствует опыт проектирования СОПТ, они к тому же недостаточно хорошо знакомы с отечественной НТД и предыдущим опытом выполнения таких работ.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ
Разработанные технические требования нуждаются в более серьезном обсуждении и корректировке. Принимать решение о введении в действие стандарта ФСК необходимо только после его доработки и обсуждения.
В состав рабочего коллектива следует ввести специалистов проектных институтов и организаций, например такой, как "Урал-ЭнергоСоюз", комплексно разрабатывающей СОПТ, начиная со сбора исходных данных, выполнения проектной и рабочей документации и заканчивая вводом в эксплуатацию и проведением испытаний.
Нужно устранить разночтения в документах [3] и [4] и определить, какой из них является приоритетным.
ЛИТЕРАТУРА
1. Нормы технологического проектирования подстанций с высшим напряжением 35-750 кВ. Утверждены НТС Минэнерго СССР. - 3-е изд., перераб. и доп. - М., 1979.
2. Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ. Минэнерго СССР, ГПИО "Энергопроект", ВГПИ, НИИ "Энергосетьпроект". - 4-е изд., перераб. и доп. - М., 1991.
3. Рекомендации по технологическому проектированию подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ. - М.: Изд. НЦ ЭНАС, 2004.
4. Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ: СО 153-34.20.122-2006.
5. Рубинчик В.А. Резервирование отключения коротких замыканий в электрических сетях. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 120 с.
6. Правила устройства электроустановок, 6-е издание. - 1986.
| 
|
