СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ К ЩИТУ ОПЕРАТИВНОГО ПОСТОЯННОГО ТОКА
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
П РА К Т И К А оперативный ток
Схемы подключения
аккумуляторной батареи
к щиту оперативного
постоянного тока
Гусев Ю. П., к.т.н., заведующий кафедрой «Электрические станции» ГОУВПО «МЭИ (ТУ)»
С 29 марта 2010 года введен в действие стандарт ОАО «ФСК ЕЭС» Системы оператив-
ного постоянного тока подстанций. Технические требования [1]. Стандарт введен впер-
вые, ранее по системам оперативного постоянного тока (СОПТ) подобных нормативных
документов не было. Новизна и краткость формулировок требований, содержащихся в
стандарте, привели к тому, что некоторые положения нового стандарта интерпретиру-
ются специалистами неодинаково и нуждаются в разъяснении смысла, заложенного в
них разработчиками. В данной статье даны пояснения по стандарту в части требований
к схеме подключения аккумуляторной батареи (АБ) к щиту постоянного тока (ЩПТ).
С 1987 года, в соответствии с методическими
указаниями [2], АБ подключалась к ЩПТ по
типовой схеме (рис. 1) через два автоматических
сяца. Напряжение при «дозаряде», продолжи-
тельностью не менее 6 часов, поддерживалось
на уровне 2,3–2,4 В. На 108-м элементе АБ
выключателя А3793С. Питание электромагнитов напряжение могло достигать 260 В, что недо-
включения высоковольтных выключателей пред- пустимо для большинства электроприемников
усматривалось от 120 последовательно соеди- СОПТ. При уравнительных зарядах согласно
ненных аккумуляторов батареи через шины при- инструкции осуществлялось переключение ШУ
водов (ШП) – ±EY. Устройства релейной защиты на отвод от 100-го элемента, что обеспечивало
питались от 108 аккумуляторов через шинки отклонение напряжения в пределах +10 % от
управления (ШУ) – ±EC. номинального значения. Отвод от 100-го эле-
Необходимость иметь АБ с 120 аккумуля- мента использовался и для проведения испы-
торами, а иногда и большим их количеством, таний приводов выключателей на работоспо-
была обусловлена необходимостью обеспе- собность при пониженных напряжениях.
чить напряжение, достаточное для срабаты- Наличие отводов от АБ – серьезный недо-
вания соленоидов включения выключателей. статок схемы. Для обеспечения нормальных
Широко использовавшиеся в те годы электро- условий эксплуатации каждая группа аккуму-
магнитные приводы имели номинальный ток ляторов в АБ должна иметь свое независимое
от 58 до 720 А. Относительно малые токи тре- зарядное устройство (ЗУ). Типовое проектное
бовались для включения выключателей типа решение СОПТ не предусматривало таких
ВМГ и ВМП, а наибольший ток для включения устройств, что приводило к снижению срока
выключателей У-220. Для компенсации паде- службы «хвостовых» элементов с 25–30 до
ния напряжения в кабелях, соединяющих ЩПТ 4–5 лет. Ускоренная сульфатация «хвостовых»
с ящиками приводов, в распределительных аккумуляторов становилась причиной нерабо-
устройствах к АБ добавляли 12 и более эле- тоспособности электромагнитных приводов.
ментов. Эти элементы на профессиональном На современных подстанциях тяжелые
жаргоне обычно называют «хвостовыми». электроприводы не применяются. Им на сме-
Отвод от 100-го элемента АБ предусматри- ну пришли пружинные приводы. Для заводки
вался для поддержания в допустимых преде- пружин может использоваться как постоянный
лах напряжения на ШУ при уравнительных ток, так и переменный. Потребляемый ток не
зарядах АБ. Раньше этот режим заряда назы- превышает 10 А. Это обстоятельство позво-
вался «дозарядом» и для аккумуляторов типа лило включить в Технические требования [1]
СК его следовало проводить один раз в 3 ме- п. 5.19, запрещающий подключать какую-либо
42 ЭНЕРГОЭКСПЕРТ № 1 – 2011оперативный ток П РА К Т И К А
Рубрика
ОПЕРАТИВНЫЙ ТОК
Ведущий рубрики
Гусев Юрий Павлович
Заведующий кафедрой «Электрические
станции» ГОУВПО «МЭИ (ТУ)», профессор
В 1974 году окончил электроэнергетический
факультет МЭИ по специальности
«Электрические станции». В 1984 году
защитил диссертацию на соискание ученой
степени кандидата технических наук.
Лауреат премии Президента РФ в области
Рис. 1. Типовая схема СОПТ по [2] 1987 года
образования.
нагрузку к части элементов АБ. От АБ типа СК, которые в настоящее время
должно быть только два токовывода. не выпускаются и прекращен выпуск
На реконструируемых подстанциях, запасных частей для них. Более совре-
на которых продолжают использоваться менные аккумуляторы могут нормально
старые выключатели с электромагнит- вводиться в работу и эксплуатироваться
ными приводами, «хвостовые» элемен- без использования напряжений, превы-
ты могут оказаться необходимыми. Если шающих 2,32–2,4 В. При 104-х аккуму-
необходимость «хвостовых» элементов ляторах в АБ уравнительный заряд АБ
доказана расчетом, то, согласно п. 5.20, можно осуществлять с напряжением
допускается выполнение АБ с дополни- 2,32 В или, в соответствии с п. 6.14 Тре-
тельной («хвостовой») группой элемен- бований, для проведения индивидуаль-
тов и подключение нагрузки к дополни- ной подзарядки, тренировки отстающих
тельной («хвостовой») группе элементов элементов АБ использовать переносное Задать вопрос
АБ. В п. 6.3 Требований для заряда «хво-
стовой» группы элементов АБ предусмо-
зарядно-разрядное устройство.
Серьезный недостаток старой типо-
ведущему рубрики
трено использование для заряда «хво- вой схемы – низкая надежность пита- вы можете через редакцию по e-mail:
стовых» элементов АБ отдельных ЗУ ния устройств релейной защиты [3]. vopros@energyexpert.ru
или ЗУ двухканального исполнения. Причина – общий для ШП и ШУ ввод
или через форум интернет-портала
Отказ от использования вывода напря- ной автоматический выключатель.
жения с 100-го элемента АБ ограничива- Срабатывание вводного выключателя «Энергоэксперт-online»:
ет использование ускоренных, восста- из-за перегрузки или короткого замы- www.energyexpert.ru
новительных и уравнительных зарядов. кания в цепях ШП приводит к отклю- Прямая ссылка:
Но следует помнить, что эти режимы за- чению электропитания части устройств http://energyexpert.ru/forum/viewforum.php?f=11
ряда использовались с аккумуляторами релейной защиты.
ЭНЕРГОЭКСПЕРТ № 1 – 2011 43П РА К Т И К А оперативный ток
Рис. 2. Вариант схемы СОПТ с раздельными вводами секций ШП и ШУ
Ситуация значительно усугубляется на Персонал знает, что, если кольцо замкнуть,
подстанциях, где вместо двух вводных вы- кабели плеч кольца питания приводов будут
ключателей использован один, а развилка работать параллельно и напряжение на при-
на секции ШП выполнена рубильниками. Та- воде увеличится. Но если возникает корот-
ких подстанций очень много, больше, чем с кое замыкание в замкнутом кольце, то по
двумя вводными выключателями. В схемах QF5 или QF6 будет протекать примерно по-
с одним вводным выключателем основной ловина тока, а по единственному вводному
причиной отключения АБ и потерей пита- автоматическому выключателю – весь ток
ния релейных защит становятся ошибочные короткого замыкания. Следствием является
действия персонала, допустившего рабо- неселективное отключение короткого замы-
ту с замкнутым кольцом питания приводов. кания и потеря питания релейных защит.
Провоцирует персонал желание обеспечить Для предотвращения подобного развития
работу электромагнитных приводов при за- событий в Требованиях содержатся п. 4.11,
сульфатированных «хвостовых» элементах. предусматривающий выделение в ЩПТ для
44 ЭНЕРГОЭКСПЕРТ № 1 – 2011оперативный ток П РА К Т И К А
Umax, B
L/R = 80 мс
L/R = 25 мс
L/R = 10 мс
1500
1000
500
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Uном, B
Рис. 3. Зависимость коммутационных перенапряжений от номинального напряжения отключающего защитного аппарата и от постоян-
ной времени коммутируемой цепи
питания устройств РЗА отдельных секций шин автоматических выключателей для защиты от
или сборок, и п. 7.4 ЩПТ, предусматривающий сверхтоков в схеме используются комбиниро-
для них отдельные цепи ввода питания, на- ванные трехполюсные аппараты, объединяю-
пример, так, как показано на рис. 2. Вместо щие функции предохранителя, выключателя и
Системы электропитания высшего класса
World Class Power Solutions
Разработка, производство, поставка систем гарантированного электропитания
СОПТ «Тиросот» на базе:
истемы оперативного
С тиристорных импульсных
постоянного тока «Тиросот» выпрямителей высокочастотных
с конвекционным выпрямительных модулей
ромышленные инверторы
П охлаждением с принудительным
охлаждением
и выпрямители
сточники
И
бесперебойного питания импульсных
высокочастотных
выпрямительных
Щиты постоянного тока модулей
с конвекционным
охлаждением
ООО «Беннинг Пауэр Электроникс»
Москва – Новосибирск – Санкт-Петербург – Уфа
(495) 967-68-50 www.benning.ru
реклама
Заключение аттестационной комиссии ОАО «ФСК ЕЭС» № 47/020-2009 Заключение аттестационной комиссии ОАО «ФСК ЕЭС» № 47/019-2009 Заключение аттестационной комиссии ОАО «ФСК ЕЭС» № 47/018-2009 Разработано в соответствии с рекомендациями ОАО «ФСК ЕЭС»
ЭНЕРГОЭКСПЕРТ № 1 – 2011 45П РА К Т И К А оперативный ток
0,15
L, мкГн
0,10
0,05
10 30 100 300 1000 Q, Ач 1300
Рис. 4. Индуктивность свинцово-кислотных аккумуляторов в зависимости от их емкости
разъединителя. Средний полюс аппарата мо- В п. 5.10 Требований сказано, что присое-
жет использоваться в качестве места хранения динение АБ к защитным аппаратам первого
запасной плавкой вставки. уровня должно осуществляться медными одно-
Использование предохранителей с независи- жильными гибкими (многопроволочными) кабе-
мым срабатыванием плавких вставок в полю- лями с кислотостойкой изоляцией. Это значит,
сах защищаемой цепи позволяет отказаться от что на новых и реконструируемых подстанциях
дальнего резервирования отключающих защит- исключается использование проходной доски.
ных аппаратов в плечах колец питания приводов Проходная доска – источник проблем в СОПТ.
и, следовательно, исключить неселективную ра- Асбестоцемент, использующийся в качестве
боту плавких предохранителей в цепи АБ. основного материала при изготовлении про-
Разработка и производство систем бесперебойного электропитания:
омплектные системы
К
оперативного постоянного тока;
кафы оперативного
Ш
постоянного тока;
омплектные аккумуляторные
К
установки (источники резервного
питания);
Зарядные устройства;
Щиты постоянного тока;
Источники бесперебойного
питания переменного тока.
ЗАО «Конвертор»
430031, РМ, г. Саранск, ул. Гожувская, д. 1,
тел./факс: (8342) 56-96-95, 57-01-82, тел. 56-96-98,
реклама
Заключения аттестационной комиссии ОАО «ФСК ЕЭС» № 47/017-2010 и № 47/025-2010.
Разработано в соответствии с рекомендациями ОАО «ФСК ЕЭС» www.convertor.ru
46 ЭНЕРГОЭКСПЕРТ № 1 – 2011оперативный ток П РА К Т И К А
Рис. 5. Вариант схемы СОПТ повышенной надежности
ходной доски, гигроскопичен и может стать 5 мс, и применении плавких предохранителей
причиной снижения сопротивления изоляции с номинальным напряжением постоянного тока
полюсов сети СОПТ относительно «земли». не более 440 В можно ожидать приемлемый
Переходное сопротивление контактов проход- уровень коммутационных перенапряжений.
ной доски в процессе эксплуатации возраста- Точный расчет постоянной времени цепи,
ет, а техническое обслуживание электрических связывающей АБ с ЩПТ, сложен и требу-
соединений на проходной доске сопряжено со ет большого количества исходных данных.
значительным риском. Но оценку верхнего значения постоянной вре-
Пункт 5.9 вводит ограничение на удален- мени можно выполнить, зная индуктивность
ность расположения АБ от ЩПТ. Расстояние аккумуляторов и индуктивность кабельной
между ними должно обеспечивать примене- линии от АБ к ЩПТ. Из рис. 4 следует, что
ние соединяющего их кабеля минимальной индуктивность обычной для подстанции АБ
длины, как правило, не более 20 м. В п. 5.11 не превышает 15 мкГн. Однако следует заме-
сказано, что суммарная индуктивность цепей, тить, что это справедливо только для соеди-
соединяющих АБ и ЩПТ, должна обеспечивать нения рядов аккумуляторов по бифилярной
значение постоянной времени не более 5 мс. схеме, иначе индуктивность АБ может зна-
Эти требования направлены на уменьшение чительно возрасти. Погонная индуктивность
коммутационных перенапряжений в СОПТ. Ак- петли, образованной кабелями, не может пре-
туальность требований обусловлена, с одной высить 2 мкГн/м, т. е. при длине кабельной
стороны, применением в современных СОПТ линии 20 м составит не более 40 мкГн. Таким
быстродействующих отключающих аппаратов образом, получается, что при суммарном ак-
с большими скоростями спада тока. С дру- тивном сопротивлении цепи АБ более 11 мОм
гой – наличием в СОПТ микропроцессорных постоянная времени будет менее 5 мс и опас-
устройств, чувствительных к перенапряжениям ность коммутационных перенапряжений при
малой продолжительности. Согласно рис. 3, отключении коротких замыканий плавкими
при постоянной времени, не превышающей предохранителями ЩПТ будет минимальной.
ЭНЕРГОЭКСПЕРТ № 1 – 2011 47П РА К Т И К А оперативный ток
Согласно пп. 9.1 и 9.2 Требований для за- Для ответственных подстанций можно уве-
щиты от коротких замыканий и перегрузок личить надежность СОПТ с помощью выноса
в современных СОПТ должна использовать- плавких предохранителей АБ из ЩПТ в ящики,
ся трех- или двухуровневая система отклю- размещаемые на стене аккумуляторного поме-
чающих защитных аппаратов, причем на щения, и разделения вводной сборки на две
верхних уровнях должны применяться ком- с отдельными вводами (рис. 5). Такая схема
бинированные коммутационно-защитные обеспечивает возможность создания трехуров-
аппараты с плавкими предохранителями, а невой защиты СОПТ от сверхтоков.
на нижнем уровне допускается применение Двухуровневая защита СОПТ может быть
автоматических выключателей. Схема, при- создана путем разнесения полюсов ввода АБ
веденная на рис. 2, формально не отвечает в разные шкафы ЩПТ. Такое конструктивное
п. 9.2, так как в цепи конечных электропри- решение позволяет избегать сближения неза-
емников должен быть еще один, четвертый щищенных участков кабелей и отказаться от
уровень защиты. верхнего уровня защиты от сверхтоков.
Избежать несоответствия схемы п. 9.2 мож-
но разными путями. Самый простой – вынести Литература
секции (сборки) ШП и ШУ из ЩПТ в шкафы 1. СТО 56947007-29.120.40.041-2010. Системы
распределения оперативного тока (ШРОТ). оперативного постоянного тока подстанций. Тех-
Недостатком такого решения будет концен- нические требования. Стандарт организации.
трация всех групповых присоединений в ЩПТ 2. Методические указания по выбору схем
на одной сборке. Однако можно ожидать, что и панелей постоянного тока для подстанций
надежность такой схемы СОПТ не уменьшит- напряжением до 750 кВ. № 12982тм. – Л.:
ся или уменьшится незначительно благодаря ВГПИНИИ «ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ» Северо-
возможности уменьшить частоту доступа пер- западное отделение, 1987.
сонала к внутренностям ЩПТ. Ведь все наи- 3. Диагностика электроустановок оператив-
более часто востребованные коммутационные ного постоянного тока на подстанциях ОАО
аппараты будут в ШРОТах. Продуманная кон- «Мосэнерго» / Балашов В.В., Гусев Ю.П., По-
струкция ЩПТ позволит практически исклю- ляков А.М., Фещенко В.А. // Электрические
чить короткие замыкания в нем. станции. 2000. № 8. C. 39–46.
реклама
48 ЭНЕРГОЭКСПЕРТ № 1 – 2011Вы также можете почитать
