Рассмотрены достоинства и особенности функционирования систем оперативного постоянного тока электрических подстанций при интеллектуализации объектов электроэнергетики и реализации программы цифровизации энергетической отрасли до 2030 года
системы оперативного постоянного тока, электрические подстанции, интеллектуализация, объекты электроэнергетики, цифровизация
Важную роль в гарантированном питании электроэнергией потребителей является непрерывное функционирование электрических подстанций всех уровней напряжения. Работа электрооборудования подстанции, особенно при аварийных режимах, зависит от надежности системы оперативного тока (СОТ) [1].
В плане создания оборудования для развивающихся в настоящее время интеллектуальных электрических сетей базовой ячейкой на подстанции является ячейка комплектного распределительного устройства (КРУ), функционирование которой во многом обеспечивается постоянной готовностью оперативных цепей. В аварийном режиме отслеживание состояния оборудования и оперировании выключателями выполняется за счет СОТ.
На действующих подстанциях применяются различные СОТ: постоянный оперативный ток, переменный оперативный ток, выпрямленный оперативный ток и смешанная система оперативного тока [1, 2].
Системы постоянного оперативного тока применяется на подстанциях 110-220 кВ со сборными шинами этих напряжений, на подстанциях 35-220 кВ без сборных шин на этих напряжениях с масляными выключателями с электромагнитным приводом, для которых возможность включения от выпрямительных устройств не подтверждена заводом-изготовителем. Оперативный постоянный ток применяется на подстанциях для беспрерывной работы терминалов релейной защиты и автоматики (РЗиА), АСУТП и цепей управления коммутационными аппаратами и сигнализации. Источником постоянного тока служат зарядно-подзарядные выпрямительные устройства (ЗПУ), работающие в буфере с аккумуляторной батареей (АБ) в режиме непрерывного заряда. Аккумуляторные батареи являются наиболее надежным источником питания вторичных устройств, так как они обеспечивают автономное питание оперативных цепей при исчезновении напряжения переменного тока. В аварийном режиме батареи принимают нагрузку всех электроприемников постоянного тока, обеспечивая действие РЗиА, а также возможность включения и отключения выключателей.
В существующих аналогах СОТ обычно имеется две структуры ЗПУ:
- моноблочная структура — при возникновении неисправности в одной из стоек устройство полностью выводится из работы;
- блочная структура – вся система разбита на несколько параллельно работающих блоков. При отказе одного из них все устройство остается работоспособным.
По исполнению блочная структуры ЗПУ подразделяется на две разновидности:
- блочно-иерархическая (с распределенным интеллектом);
- блочно-роевая (с сосредоточенным интеллектом)
В блочно-иерархической системе структура устройства значительно надежнее моноблочной, но и она содержит ряд недостатков. Во-первых, при повреждении главного блока функции управления системой должен взять другой блок. Смена главного блока многократно усложняет алгоритм управления всей системой в целом. Во-вторых, работа в электромагнитной среде, с сильными электромагнитными полями и возмущениями, неминуемо приводит к помехам. Вероятность одновременного сбоя в их работе и «зависания» резко возрастает, что приводит к отказу всей системы.
Рассмотренные особенности показывают, что развитие систем оперативного постоянного тока имеет ряд преимущество перед другими СОТ, которые могут быть использованы при реализации государственной программы цифровизации энергетической отрасли до 2030 года.
1. СТО 56947007-29.120.40.093-2011 Руководство по проектированию си-стем оперативного постоянного тока (СОПТ) ПС ЕНЭС. Типовые проектные решения. Технические требования. Стандарт организации. ОАО «ФСК ЕЭС», 2011.
2. Коновалов, Ю.В. Моделирование электромеханических процессов в синхронном двигателе / Ю.В. Коновалов // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2011. № 4(32). – С. 84-89.
