Марка • Оборудование
 Открыть в формате PDF
Система электроснабжения собственных нужд – одна из основ работоспособности и безопасной эксплуатации как отдельной электростанции, так и энергосистемы в целом. Такие системы обычно работают на номинальном напряжении 0,4 и 6 кВ (редко на 0,5, 3 и 10 кВ). Для их защиты используют средства релейной защиты, автоматические выключатели и предохранители.
КОМПЛЕКСНЫЕ РЕШЕНИЯ ПО РЗА
для системы собственных нужд электростанции
Сергей Михалев,
Евгений Илюхин,
Департамент комплексного инжиниринга
НТЦ «Механотроника»,
Санкт-Петербург
Для организации надежной системы релейной защиты и автоматики (РЗА) распределительных устройств собственных нужд (РУСН) электростанций необходимо учитывать требования ПУЭ [1], Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей [2], а также сложившиеся подходы к реализации схем РЗА и алгоритмов работы устройств релейной защиты [3–6].
РУСН в свою очередь обладают особенностями, влияющими на построение системы РЗА. К таким особенностям следует отнести деление механизмов по степени ответственности на неответственные и ответственные, которые зачастую выделяют в отдельные секции. Еще одна особенность – использование самозапуска ответственных электродвигателей собственных нужд. Кроме того, в большинстве систем электроснабжения 6(10) кВ используют отдельные резервные трансформаторы (явный резерв), токовые защиты вводных ячеек выполняют с пуском по напряжению или устанавливают дистанционные защиты. Для защиты шин магистрали резервного питания, как правило, предусматривают дифференциальную токовую защиту.
Помимо перечисленных особенностей, следует учитывать взаимосвязь устройств релейной защиты с технологическим оборудованием электрической станции, а также с АСУЭ и АСУТП.
КОМПЛЕКСНОЕ РЕШЕНИЕ ПО РЗА
Качество и надежное функционирование комплексного решения по релейной защите и автоматике зависит не только от типа выбранных устройств защиты, но и в большой степени от проектных решений по их применению. При построении систем РЗА для РУСН проектные организации сталкиваются
с трудностями из-за дефицита типовых работ по использованию современной микропроцессорной (МП) техники.
Сотрудники отдела релейной защиты и автоматики НТЦ «Механотроника» разработали комплексные решения для РУСН 6(10) кВ электростанций, включающие организацию систем релейной защиты, защиты высоковольтных ячеек от дуговых замыканий, центральной сигнализации, оперативного питания, а также внедрение МП-устройств в АСУЭ и АСУТП.
Комплексные решения разработаны на базе самых современных устройств, выпускаемых НТЦ «Механотроника»: модернизированных блоков релейной защиты и автоматики БМРЗ и БМРЗ-150 (рис. 1), устройств дуговой защиты ДУГА-МТ и центральной сигнализации БМЦС-40.
Рис. 1. Блок РЗА серии БМРЗ-150
В процессе создания решений были учтены возросшие функциональные возможности модернизированных устройств РЗА, пожелания проектных и эксплуатирующих организаций, а также опыт комплексных поставок на такие крупные объекты, как Калининградская ТЭЦ-2, Кировская ТЭЦ-3, Соликамская ТЭЦ, Экибастузская ГРЭС-1, Беловская ГРЭС, Читинская ТЭЦ, Василеостровская ТЭЦ-7, Южноуральская ГРЭС и многие другие.
ПРИМЕНЯЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Рассмотрим состав оборудования комплексного решения на примере типовой схемы РУСН 6(10) кВ с явным резервом (рис. 2). Решения по релейной защите выполнены в соответствии с одним из главных принципов построения систем РЗА НТЦ «Механотроника» – максимальная аппаратная унификация. Для РУСН предусмотрено два аппаратных исполнения блоков РЗА, что существенно упрощает процессы проектирования, наладки и эксплуатации, а также снижает затраты на содержание ЗИП.
Рис. 2. Комплексное решение по РЗА для РУСН
Защиты рабочего и резервного вводов (БМРЗ-152-КСЗ), трансформатора напряжения (БМРЗ-152-ТН), отходящей линии к ТСН 6/0,4 кВ (БМРЗ-152-КЛ), синхронного и асинхронного электрических двигателей мощностью менее 5 МВт (БМРЗ-152-ЭД) выполняются с помощью одного аппаратного исполнения устройства защиты – БМРЗ-152.
Второе аппаратное исполнение устройств защиты – БМРЗ – служит для защиты синхронных и асинхронных электрических двигателей любой мощности, а также присоединений, требования к защите которых предусматривают установку продольной дифференциальной токовой защиты (БМРЗ-УЗД).
На том же аппаратном исполнении БМРЗ выполнена защита асинхронных двухскоростных электрических двигателей (БМРЗ-ДВА). В одном блоке БМРЗ-ДВА предусмотрены алгоритмы защиты и управления высоковольтными выключателями обеих скоростей, что позволяет использовать один блок релейной защиты на две ячейки.
Функциональное назначение блоков БМРЗ-152 и БМРЗ определяется программным обеспечением, которое при необходимости может быть изменено в процессе наладки. При смене функционального назначения блоков РЗА в соответствии с установленным НТЦ «Механотроника» регламентом заводская гарантия на блоки сохраняется в полном объеме без каких-либо изменений.
Защита рабочего и резервного трансформаторов собственных нужд организуется посредством шкафов защиты трансформатора ШЗТ-МТ, защита магистрали резервного питания – с помощью шкафа защиты ошиновки ШЗО-МТ.
Для защиты высоковольтных ячеек от дуговых замыканий предусмотрен комплекс ДУГА-МТ, в состав которого входят:
- волоконно-оптические датчики дугового замыкания ВОД-Л, располагающиеся внутри защищаемой ячейки;
- регистраторы замыканий ДУГА-О, устанавливаемые в релейный отсек каждой ячейки и собирающие сигналы с ВОД-Л;
- центральный блок ДУГА-БЦ–150, обеспечивающий сбор информации со всех регистраторов секции и формирующий команды селективного отключения поврежденных присоединений.
Шкаф центральной сигнализации ШСИ-МТ с устройством БМЦС-40 обеспечивает формирование как индивидуальной, так и обобщенной световой и звуковой сигнализации.
Для настройки и мониторинга состояния блоков релейной защиты и устройств дуговой защиты предусмотрен единый универсальный программный комплекс «Конфигуратор-МТ», который позволяет выполнять настройку уставок, переназначение дискретных входов и выходов, светодиодных индикаторов и кнопок лицевой панели.
В случае необходимости заводскую программу устройств релейной защиты можно дополнить пользовательскими алгоритмами функционирования, для создания которых программный комплекс обладает полноценным графическим редактором гибкой логики. Редактор не дает вносить изменения в заводские алгоритмы функций защиты и автоматики, что гарантирует правильную работу блоков и надежную защиту энергообъектов, но позволяет при этом дополнять блок необходимыми конечному пользователю функциями.
Комплексные решения для РУСН содержат таблицы назначения дискретных входов и выходов, схемы дополнительной логики работы блоков релейной защиты, которые необходимо выполнить в программе «Конфигуратор-МТ» в процессе наладки оборудования в зависимости от схемы распределительного устройства, типа используемого выключателя и других особенностей защищаемого объекта.
Все устройства релейной и дуговой защиты, центральной сигнализации содержат универсальный коммуникационный модуль с шестью интерфейсами связи: USB, два порта RS-485, два порта Ethernet (TX или FX), PPS.
Блоки могут быть встроены в автоматизированную систему контроля и управления посредством стандартных протоколов (Modbus-RTU, -TCP, IEC-60870-5-101, -103, -104), а также по протоколу IEC-61850, с применением которого сегодня всё чаще ассоциируются концепции «умной подстанции» и «умной сети».
В блоках могут быть использованы протоколы синхронизации NMEA, TSIP, SNTP или PTP, а также интерфейс коррекции времени PPS.
Типовое решение предусматривает включение МП-устройств в автоматизированную систему контроля и управления посредством шкафа функционального контроллера ШФК-МТ, обеспечивающего сбор, обработку и хранение информации с конечных устройств, а также связь с верхним уровнем системы.
Комплексные решения по РЗА для РУСН 6(10) кВ электростанций и вся необходимая техническая информация представлены на сайте НТЦ «Механотроника»www.mtrele.ru.
ЛИТЕРАТУРА
- Правила устройства электроустановок (ПУЭ), 6-е изд. с принятыми главами 7-го изд.
- Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. М.: Энергосервис, 2003.
- Байтер И.И., Богданова Н.А. Релейная защита и автоматика питающих элементов собственных нужд тепловых электростанций. М.: Энергоатомиздат, 1989.
- Байтер И.И. Защита и АВР электродвигателей собственных нужд. М.: Энергия, 1980.
- Курбангалиев У.К. Самозапуск двигателей собственных нужд электростанций. М.: НТФ «Энергопрогресс», 2001 [Библиотечка электротехника: приложение к журналу «Энергетик», вып. 1 (25)].
- Зильберман В.А. Релейная защита собственных нужд атомных электростанций. М.: Энергоатомиздат, 1992.
НТЦ «Механотроника»
198206, Санкт-Петербург, ул. Пионерстроя, 23 А
Тел.: (812) 244-70-15
Факс: (812) 744-45-83
E-mail: info@mtrele.ru
www.mtrele.ru |
