Шишкин / Шишкин пояснит записка 19

8 Типовые решения построения сопт

8.1 Принципы построения СОПТ.

Принципы построения СОПТ зависят от совокупности всех устройств, установленных на подстанции и предназначенных для обеспечения надежного электроснабжения всех потребителей.

Предлагаемые типовые решения основаны на использовании современного оборудования: это высоковольтные выключатели (элегазовые и вакуумные), защитные устройства вторичной коммутации (разъединители с предохранителями и автоматические выключатели), микропроцессорные устройства РЗА.

Современные высоковольтные выключатели имеют два электромагнита отключения (ЭМО), один электромагнит включения (ЭМВ) или исполнительный привод (Motor Drive), токи потребляемые этими приводами составляют от 1 до 10 А на один привод. Современные микропроцессорные защиты потребляют на одно присоединение ток не более 1 А. Снижение величин толчковых токов включения и отключения высоковольтных выключателей позволяет отказаться от наличия в АБ концевых элементов, исключить необходимость переключения части нагрузок на 100-й элемент АБ при проведении режимов уравнительного или ускоренного заряда АБ.

Такое решение позволяет исключить необходимость выполнения дополнительных операций в ЩПТ, выполняемых для перевода СОПТ из режима постоянного подзаряда в режим уравнительного заряда, что в свою очередь позволяет повысить уровень надежности за счет исключения ошибок в действиях персонала ПС.

Снижение потребления по постоянному току обеспечивает возможность увеличить время автономной работы СОПТ с величины 0,5 часа до 2-х часов без значительного увеличения емкости АБ.

Для повышения надежности СОПТ все устройства РЗА и управления разделяются на две группы с учетом того, чтобы при потере питания одной группы, полностью сохранились основные защитные функции РЗА и функции управления подстанции.

Такое разделение функций защиты и управления предполагает разделение СОПТ на две по возможности взаимно независимые части.

Питание терминала защит и питание устройств, на которые он воздействует, выполняется от одного и того же комплекта источников питания (АБ, ЗУ), так если питание основного комплекта защит, действующего на первый электромагнит отключения ЭМО1, обеспечивается от первой секции шин ЩПТ первой АБ, то питание цепей ЭО1 обеспечивается от этой же секции шин.

Распределение питания всех индивидуальных потребителей осуществляется по двум группам шкафов (ШРОТ), при этом резервирование питания каждого ШРОТа обеспечивается от разных секций шин ЩПТ. При наличии в СОПТ двух АБ резервирование питания ШРОТов осуществляется от разных секций одного ЩПТ или от ЩПТ разных АБ.

Примечание. Решение о варианте подключения ШРОТов принимаются при проектировании конкретной ПС.

Каждый ввод должен подключаться к ЩПТ через отдельный коммутационный аппарат. С точки зрения уменьшения уровня электромагнитных помех, распространяемых по сети питания устройств РЗА, СОПТ строится таким образом, чтобы электромагнитная помеха, возникнув на ОРУ, распространялась по сети постоянного оперативного тока, преодолевая индуктивное сопротивление кабеля, идущего на релейный щит, попадала на шины ЩПТ и имела максимальное ослабление, шунтируемая емкостью АБ.

С этой целью питание устройств РЗА и цепей управления приводами высоковольтных выключателей обеспечивается от отдельных ШРОТов.

Электрическое объединение цепей питания устройств РЗА и цепей управления приводами высоковольтных выключателей выполняется на шинах ЩПТ.

Предлагаемые типовые варианты схем рекомендуются при строительстве новых и комплексной реконструкции действующих ПС.

8.2 Типовые варианты схем электрических однолинейных системы оперативного постоянного тока.

8.2.1 Типовые варианты схем электрических однолинейных СОПТ приведены в разделе 12.

Все приведенные типовые решения содержат унифицированный набор функциональных элементов: АБ, ЗУ, ЩПТ, ШРОТы.

В состав ЩПТ входят следующие функциональные узлы:

- ввода ЯВ, предназначенный для подключения АБ к секциям шин постоянного тока;

- ввода ШВ1, ШВ2, предназначенные для приема электроэнергии от одного комплекта источников питания АБ и ЗУ;

- присоединений ШП1, ШП2, предназначенные для распределения энергии потребителям;

- автоматики ША, предназначенный для сбора информации о состоянии СОПТ, передачи ее в АСУ ТП подстанции, для формирования обобщенных сигналов о неисправном или аварийном состоянии СОПТ;

- аварийного освещения ШАО, предназначенный для питания цепей аварийного освещения ПС.

8.2.2 Для реализации требований по 5.1.3 в разделе 12 приведены схемы электрические однолинейные формирования СОПТ.

Схема электрическая однолинейная СОПТ для подстанции ПС 220 кВ и выше и ПС 110 кВ с более чем 3-мя выключателями в распределительном устройстве высшего напряжения с отдельными системами шин для питания устройств РЗА и электромагнитов отключения и включения высоковольтными выключателями приведена в разделе 12 на рис. 3.

Типовой комплект СОПТ содержит два комплекта источников питания АБ1, ЗУ1, ЗУ2 и АБ2, ЗУ3, ЗУ4, два ЩПТ, к каждому из которых подключаются по две группы ШРОТов. При этом два ЗУ, работающие параллельно на одну АБ, по суммарной мощности должны обеспечивать питание всей нагрузки ПС, подключенной к СОПТ, и одновременно ускоренный заряд своей АБ в течение не более 8 часов до 90% емкости.

В этом варианте предлагается использовать две АБ, способные резервировать друг друга, так как каждая из них рассчитана на полную нагрузку подстанции.

АБ подключается к узлу ввода ЯВ через предохранители-разъединители QS+, QS- раздельной установки на выходе шин «+» и «-» АБ.

Предохранители-разъединители QS+, QS- являются аппаратами верхнего (первого) уровня защиты СОПТ.

ЯВ обеспечивает возможность подключения АБ к двум вспомогательным секциям шин ЩПТ ±I и ±II через отдельные разъединители QS1, QS2.

ЗУ1 подключается к шинам ±I, а ЗУ2 к шинам ±II ЩПТ через отдельные аппараты защиты QS1, устанавливаемые в ШВ1 и ШВ2.

Шины ±I и ±II через отдельные коммутационные аппараты QS3 и QS4 в ШВ1 и ШВ2 соединяются шинами ±ESI (±ESII) и ±EYI (±EYII). К шинам ES через разъединители с предохранителями 2QS1…2QSn подключаются ШРОТы, осуществляющие питание устройств защиты, к шинам EY через разъединители с предохранителями 1QS1…1QSn подключаются ШРОТы, осуществляющие питание ЭМО, ЭМВ высоковольтных выключателей, при этом, основные защиты и первые электромагниты отключения высоковольтных выключателей подключаются к одному ЩПТ, а резервные защиты и вторые электромагниты отключения подключаются к другому щиту. Разъединители с предохранителями 1QS1…1QSn, 2QS1…2QSn являются аппаратами защиты среднего (второго) уровня защиты СОПТ.

Питание цепей сигнализации и РЗА обеспечивается от разных групп ШРОТов.

Шины ±I, ±II двух ЩПТ объединяются через кабельные перемычки и отдельные коммутационные аппараты (выключатели) QS2 в ШВ1 и ШВ2.

При этом один выключатель содержит предохранители, второй – вместо предохранителей содержит короткозамыкающие шинки. Это обеспечивает возможность параллельной работы двух ЩПТ от одного из комплектов источников питания в режиме техобслуживания АБ или ЗУ другого комплекта.

При необходимости к АБ могут быть подключены устройства для проведения индивидуальной подзарядки или контрольных разрядов через разъединитель QS3 в ЯВ.

Узел ША содержит устройства, входящие в систему мониторинга параметров СОПТ и индикаторы системы местной сигнализации, сигнализирующие о состоянии коммутационных устройств, размещенных в ЯВ, и общей неисправности СОПТ.

Шины ±I и ±II через отдельные коммутационные аппараты QS3 и QS4 в ШВ1 и ШВ2 соединяются шинами ±ESI (±ESII) и ±EYI (±EYII). В приведенной схеме основные вводы ШРОТов для питания основных защит подключаются к секции шин ±ESI ЩПТ1, основные вводы для питания первых электромагнитов отключения подключаются к секции шин ±EYI ЩПТ1, резервные вводы ШРОТов для питания основных защит подключаются к секции шин ±ESII ЩПТ2, резервные вводы для питания первых электромагнитов отключения подключаются к секции шин ±EYII ЩПТ2.

Основные вводы ШРОТов для питания резервных защит подключаются к секции шин ±ESI ЩПТ2, основные вводы для питания вторых электромагнитов отключения подключаются к секции шин ±EYI ЩПТ2, резервные вводы ШРОТов для питания резервных защит подключаются к секции шин ±ESII ЩПТ1, резервные вводы для питания вторых электромагнитов отключения подключаются к секции шин ±EYII ЩПТ1.

В цепи ввода ШРОТов, которые представлены в схеме, должны использоваться трехпозиционные переключатели с положением «отключено» для того чтобы исключить возможность параллельного включения на нагрузку двух АБ.

Формирование шины сигнализации ШС обеспечивается от секций шин ±ES двух ЩПТ.

Схему СОПТ с разъединенными секциями шин ±ES и ±EY для снижения уровня электромагнитных помех, передаваемых в цепи питания устройств РЗА, рекомендуется применять в основном для реконструируемых ПС, на которых предполагается продолжить эксплуатацию высоковольтных выключателей с мощными электромагнитными приводами, токи срабатывания которых более 100 А.

На рис. 4 приведена схема электрическая однолинейная СОПТ для подстанций 220 кВ и выше и ПС 110 кВ с более чем 3-мя выключателями в распределительном устройстве высшего напряжения с единой системой шин ±ES, от которых обеспечивается питание устройств РЗА и ЭМО, ЭМВ высоковольтных выключателей через отдельные ШРОТы.

В цепи ввода ШРОТов, которые представлены в схеме, используются два вводных рубильника.

Схему СОПТ только с секциями шин ±ESI, ±ESII рекомендуется применять в основном для вновь строящихся и реконструируемых ПС, на которых предполагается установка высоковольтных выключателей нового поколения, привода которых потребляют ток не более 10 А.

На рис. 5 приведена схема электрическая однолинейная СОПТ для подстанций 220 кВ и выше и ПС 110 кВ с более чем 3-мя выключателями в распределительном устройстве высшего напряжения с единой системой шин ±ES, от которых обеспечивается питание устройств РЗА и ЭМО, ЭМВ высоковольтных выключателей через отдельные ШРОТы.

В приведенной схеме основные вводы ШРОТов для питания основных защит РЗА и первых электромагнитов отключения подключаются к секции шин ±ESI щита ЩПТ1, резервные вводы этих ШРОТов подключаются на секцию шин ±ESII щита ЩПТ1.

Основные вводы ШРОТов для питания резервных защит РЗА и вторых электромагнитов отключения подключаются к секции шин ±ESI щита ЩПТ2, резервные вводы этих ШРОТов подключаются на секцию шин ±ESII щита ЩПТ2.

На рис. 6 приведена схема электрическая однолинейная СОПТ для подстанций 35 кВ и остальных ПС 110 кВ с разъединенной секцией шин ±ES и ±EY. Схема содержит один комплект источников питания (АБ1, ЗУ1, ЗУ2), один щит ЩПТ и два комплекта ШРОТов. В приведенной схеме с целью формирования единого подхода к проектированию СОПТ вне зависимости от величины напряжения ПС сохранен принцип построения ЩПТ описанный выше. ЗУ1, ЗУ2 подключаются соответственно к шинам ±I, ±II через разъединители QS1 в ШВ1 и ШВ2.

К шинам ±ES подключаются ШРОТы, осуществляющие питание устройств защиты, к шинам ±EY подключаются ШРОТы, осуществляющие питание ЭМО, ЭМВ высоковольтных выключателей, при этом, основные защиты и первые электромагниты отключения высоковольтных выключателей подключаются к шинам ±ESI и ±EYI соответственно, а резервные защиты и вторые электромагниты отключения подключаются к шинам ±ESII и ±EYII.

На рис. 7 приведена схема электрическая однолинейная СОПТ для подстанций 35 кВ и остальных ПС 110 кВ с секциями шин ±ESI и ±ESII, от которых питаются устройства РЗА и ЭМО, ЭМВ высоковольтных выключателей через отдельные ШРОТы.

К шинам ±ESI подключаются ШРОТы, осуществляющие питание основных устройств защиты и первые электромагниты отключения высоковольтных выключателей, к шинам ±ESII подключаются ШРОТы, осуществляющие питание устройств резервной защиты и вторые электромагниты отключения высоковольтных выключателей.

8.2.3 Приведенные типовые решения обеспечивают выполнение требований к СОПТ, указанных в 5.1.3:

- сохранение питания всех электроприемников при техническом обслуживании обеспечивается за счет следующего:

а) АБ подключается к каждой из двух секций ЩПТ через отдельный аппарат защиты;

б) при использовании в СОПТ двух ЗУ для одной АБ, входные цепи ЗУ подключается к одной из секций щита собственных нужд, а цепи выхода ЗУ1 подключаются на первую секцию шин, а ЗУ2 на вторую секцию шин ЩПТ через отдельные аппарат защиты;

в) секции ЩПТ формируются в отдельных функциональных узлах (ШВ1, ШП1), (ШВ2, ШП2) что обеспечивает возможность вывода в режим техобслуживания одной из секций ЩПТ и безопасного проведения регламентных работ;

г) питание терминалов защит основных и резервных, а также питание первого и второго электромагнитов отключения обеспечивается или от разных ЩПТ для ПС 220 кВ и выше и ПС 110 кВ с более чем 3-мя выключателями в распределительном устройстве высшего напряжения, или от разных секций одного ЩПТ для ПС 35 кВ и остальных ПС 110 кВ.

- учет требований по электромагнитной совместимости обеспечивается за счет подключения цепей питания терминалов защит к шинам ±ES, а цепей питания ЭМО, ЭМВ высоковольтных выключателей к шинам ±EY или к шинам ±ES через отдельные группы ШРОТов;

- возможность выполнения контрольных разрядов при подключении к АБ дополнительных устройств через отдельный аппарат защиты;

- отсутствие гальванической связи между полюсами разных АБ обеспечивается за счет объединения секций двух ЩПТ через кабельные перемычки и два коммутационных аппарата, включенных последовательно;

- возможность проведения работ по техническому обслуживанию ШРОТов обеспечивается применением в шкафах этого типа отдельного коммутационного аппарата в цепи ввода каждой секции шин;

- выявление неисправностей компонентов СОПТ автоматическими средствами обеспечивается за счет использования устройств сбора и регистрации информации, которые входят в состав ЗУ и ЩПТ.

8.2.4 Одним из возможных вариантов организации СОПТ является вариант использования серийно изготавливаемых производителями шкафов оперативного постоянного тока.

Шкафы оперативного тока могут использоваться в децентрализованной системе СОПТ, в которой обеспечивается двухуровневая защита.

Для адаптации схемных решений этих изделий к требованиям [8] предлагается дополнить эти изделия функциональной группой ввода от АБ.

На рис. 8 приведено типовое решение возможной доработки шкафов оперативного постоянного тока с сохранением состава и основных схемных решений этих изделий. Функциональная группа ввода от АБ содержит два защитных аппарата верхнего уровня защиты СОПТ, через которые АБ подключается к шинам ±ESI и ±ESII постоянного тока.

Если в техническом задании на конкретную ПС будет включено требование об отключении АБ при ее глубоком разряде, то функциональную группу ввода от АБ можно дополнить контактором, который автоматически отключается при снижении напряжения до критического уровня на шинах постоянного тока, и автоматически включается при восстановлении напряжения.

Содержание