CC BY
0УДК 62
Зиманов М.С.
студент 5 курса, направления «Электроэнергетические системы и сети» Казанский государственный энергетический университет
(г. Казань, Россия)
ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПРЕДПРИЯТИЙ С ПОМОЩЬЮ СОВРЕМЕННЫХ СРЕДСТВ РЗИА
Аннотация: в данной работе проводится анализ существующих решений по обеспечению надежной работы электрооборудования с приведением примеров из личной практики.
Ключевые слова: надежность электрооборудования, современные средства РЗиА, обеспечение надежности, защита.
Электрооборудование в процессе эксплуатации постоянно находится под воздействием различных факторов: пыл, агрессивных сред, химически-агрессивных сред, повышенная влажность, механическая нагрузка, электрические воздействия (КЗ, перегрузка и тд.). Не редко электрооборудование выходит из строя или происходит отключение линии по независящим от нас факторов.
Различают три типа отказов электрооборудования.
Дефекты при проектировании и изготовлении оборудования. Устраняется в основном оформлением акта по форме ОС-16 при испытании и пусконаладочных работах.
Внезапные отказы, вызванные из-за различных факторов в ходе нормальной эксплуатации.
Постепенные отказы происходят в результате старения оборудования и износа механических частей.
2091
При различных отказах и авариях, происходит отключение поврежденной линии что приводит к перерыву по питанию.
В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяют на следующие три категории: К электроприемникам первой категории относится: Реанимационные и операционные отделения Родильные отделения
Хозяйственно - питьевые и производственные водопроводы в городах с численностью населения более 50 тыс. чел., насосные станции, подающие воду на технические устройства средств пожаротушения
Центральные диспетчерские пункты городских электрических сетей, тепловых сетей, газоснабжения, водопроводно - канализационные хозяйства и сети наружного освещения. Больничные лифты
Устройства пожаротушения и охранная сигнализация перерыв в электроснабжении у данных электроприемников может повлечь за собой: опасность для жизни и здоровью людей, перебой в производстве и других важных потребителей.
Электроприемники первой категории питаются от двух независимых источников питания. Также для данной категории электроприемников необходимо третий источник питания, чаще всего используют дизельную электростанцию и источники бесперебойного питания. Перебой в питании может быть только на действие релейной защиты, время автоматического ввода резерва не должен превышать 0,5 - 0,7 сек.
В современных подстанциях используют распределительные устройства с автоматическим вводом резерва реализуемый на программируемых логических контроллерах (SIEMENS SIMATIC, Sisteme Electric и др.) или программируемых реле (Zelio, OWEN и др). Данные типы ПЛК и ПР позволяют отрабатывать АВР в заданных уставках, в том числе и без токовой паузы, что
2092
позволяет электроприемникам первой категории питаться без перебоя по питания.
К электроприемники второй категории относится: Городские учреждения
Жилые дома с электроплитами за исключением восьмиквартирных
домов
Хозяйственно - питьевые и производственные водопроводы в городах с численностью населения от 5 до 50 тыс. чел., насосные станции, подающие воду на технические устройства средств пожаротушения Общежития вместимостью более 50 человек Детские учреждения Медицинские учреждения
Учебные заведения с количеством обучающихся от 200 до 1000 чел Электрооборудование установок тепловых сетей Торговые комплексы
Диспетчерские пункты жилых районов, районов электрических сетей При перебое в питании у электроприемников второй категории может провести к простою на рабочих местах, промышленности и ограничение для нормальной деятельности большого количества жителей. Питание электроприемников второй категории происходит от двух независимых источников. Нарушения электроснабжения от одного из источников питания, допустим перерыв в питании на время действия оперативного персонала или выездной оперативной службы.
К электроприемники второй категории относится все электроприемники не относящийся к первой и второй категории.
Для обеспечения надежности электроснабжения электрооборудования следует относить к ближайшему распределительному устройству, к которому потребитель будет подключен через коммутационный аппарат.
2093
2. Для обеспечения надежности электрооборудования, его необходимо постоянно осматривать и обслуживать согласно нормативно-технической документации и рекомендаций завода изготовителя. Также необходимо проводить периодические испытания и измерения оборудования согласно срокам, указанных в ПТЭЭП, РД 34.45-51.300-97 и ПУЭ. В процессе эксплуатации необходимо контролировать чтобы оборудование работало согласно с заводскими руководствами и не превышало допустимые значения перегрузок и эксплуатировалось согласно его климатическому исполнению.
3. В данной работе предлагаю уделить внимание на релейную защиту и автоматику (далее - РзиА). РЗиА служит для обеспечения надежности всего оборудования и электроэнергетических систем и сетей. РЗиА является одним из главных факторов для обеспечения надежности электрооборудования.
Релейная защита и автоматика - это комплекс электротехнических устройств, предназначенных для обеспечения надежной работы, автоматического управления, выявления аварийных режимов, режимов перегрузки, короткого замыкания и других ненормальных режимов работы, с последующим отключением поврежденного участка.
В настоящее время РЗиА приобретает большее значение в связи с активным ростом промышленности и быстрым развитием электрооборудования и электроэнергетических систем и сетей. Строительство новых промышленных объектов, новых линий электропередачах для обеспечения надежности систем реализуются на современных микропроцессорных комплексах релейной защиты. Они позволяют ни только реагировать на повреждения и отключать поврежденный участок, но и регистрировать параметры работы и отправлять показания в диспетчерский пункт, что позволяет обслуживающему персоналу быстро определить причину аварии и характер повреждения.
Основные требования, предъявляемые к устройствам РЗиА.
Селективность - способность устройства релейной защиты выявить и отключить именно поврежденный участок, а не какой-либо другой.
2094
Быстродействие - способность РЗиА в кратчайший промежуток времени выявить и отключить поврежденный участок.
Чувствительность - способность РЗиА четко отличать режим короткого замыкания (трехфазный, двухфазный, однофазный) от всевозможных, даже утяжеленных режимов работы защищаемого объекта при отсутствии короткого замыкания.
Надежность - отсутствие отказов или ложных срабатываний РЗиА, что обеспечивается как функциональной, так и аппаратной надежностью устройства защиты.
Микропроцессорные комплексы релейной защиты.
Рассмотрим микропроцессорный комплекс от Schneider Electric SEPAM Series 40 (Рис. 1).
2095
Данный комплекс хорошо себя зарекомендовал в процессе эксплуатации и имеет широкое распространение на подстанциях.
Параметрирование и различные работы терминала происходит c помощью компьютерной программы SEPAM SFT.
Рассмотрим на примере защиты электродвигателя 6 кВ.
51Т2841 V 17.2 - Зерагп серии 40 - Г+30В6 М41]
Файл Правк-а Эксплуатация 5ерат Параметрирование Опции Окно ?
П X _ в" *
□ в? у т а IV э° о рст л д. ■ ч. 4 ^ к-
Состав 5ерат Основные характеристики | КонтрольТТ/ТН ] Логика управления | Пароль |
Основные характеристики
^Трименитг^ Отмена
Частота сети
50 Гц С 60 Гц
Выбор активной группы уставок
Этот вьйор определяет активную группу для есе< защит.
| Группа устав»?- А
Рабочий язык 5ерагп ^ Английский Русский
"3
Трансформаторы г ока
Номинал, тона |ТТ5\ А
Число тр-роэ тока [и .1213 А
Номинальный первичный ток 50
БЭЗЭБЬЙТОК (1Ь] 50 |ТЫ
Период интеграции й А мин
Тон Ю 2 А номинал. С$Н 120/200 ^
Номинал. (1п0) 1=
Транс Форматоры напряжения
Номинапьное первичное напряжение 1?
Н оьмнапьное вторичное напряжение ¡100 в
Схема соединения ТН |У1 >2,УЗ А
Измерение нагряжения VI} |с^мма 3'/ А
Дискретность счетчика
Активная энергия [ол | кВт.ч -т]
Реактивная энергия
[5л | кВар.ч т]
Не подооедаиеи Двигатель (.'41
+30В6 Ш1
27^04/2024 16:41:29
А
Здесь мы видим основные характеристики, которые применили для нашего оборудования.
2096
| SFT2&+1 v 17.2 - Sepam серли 40 - i-ЗОБб М41
Файл Правка Эксплуатация Sepam Параметрирование Опции Окно ?
о ш га а у ь= so о Fct N
@ +36В6М41 як \-É¿m\
f 507БГ]| 50N/51N | 5C6F 46 | К7М 32Р J 32Q/40 49RMS | 37 48/51 LR | GE | 27D \ 27R ; 27/27S ] 59 | а \ >
50/51 : Максимальная токовая в фазах открыт* ton, параметры ¡ | пк.пГ:-..чп, |
Отмена
Ступень 1 Ступень 2 LT'jneHb 3 Ступень 4
Вкл. 17 17 Г
г
С адерж. 9
W &
Р
Группа A (Ai1 тив. группа) Кривая отключения
ОГКЛЮЧ.
I? W
W р
Ток. уставка
Группа Е
¡Независимая Е |й" [Al
¡Независимая | кА -г
¡Независимая | кА "7
| Н емвисимая ~31Г |кА ~
¡Независимая
¡Независимая | кА -7
¡Независимая 31ч: ] к А -г
Выдержка
|о [ЙГ^ ii : : |íoiTp¡r
100~[мс~
Поведете при отключении
□1 02 03|04 011 012 013 014 11 L2 L3 U L5 te L7¡Le L9 Соосш на англ. CoofiüL на русск. Осн.
CTjrert> 1 X X X X
Ступень 2 X Щ X X X X
СтупенаЗ
Ступеьь 4
На примере применяется максимальная токовая защита по двум ступеням.
МТЗ - одна из разновидностей токовых защит. МТЗ получила широкое распространение в электрических сетях. Ее действие связано с увеличение силы тока в защищаемой цепи при коротких замыканиях. Электродвигатели в зависимости от типа и типа приводимого им агрегата в действие имеет большие пусковые токи, во множество крат превышающий номинальный ток двигателя. Данные уставки позволяют четко отличить пусковой ток электродвигателя и не отключить ошибочно линию по току короткого замыкания.
2097
На примере применяется обратная последовательность тока / небаланс по двум ступеням.
В нормальном режиме, а также при симметричном КЗ полные токи и напряжения равны току и напряжению прямой последовательности. Составляющие обратной и нулевой последовательностей в симметричном режиме равны нулю. Составляющие обратной последовательности возникают при появлении в сети несимметрии нагрузки.
Составляющие нулевой последовательности появляются при КЗ на землю (однофазных или двухфазных), а также при обрыве одной или двух фаз. При межфазных КЗ без земли (двухфазных или трехфазных) токи и напряжения нулевой последовательности равны нулю.
1Ь - номинальный рабочий ток электрооборудования.
2098
н 5П2в41 V 17.2 - Берэп серии 40 - +30В6Н41
<&е*тл Правка Эксплуатация $ерат Паралгетрнрованне Опции Окна ?
О ¿Й9 НЬ.Э»От /"1 - Ч. <
■-30В6 Ш1
и ЫМ
Открыть догтолн. параметры
Применить
Стугень 1 Ступень 2
С удерж:.
17
50/51 { 50Ч/51М { гтг 46 { 67Ы | Э2Р | 323/40 | 4ЭРМ5 37 4В/51Ш 66 | 270 | 27Н | 27/273 | 59 | 5ЭН
Ь7Ч : МТЗ на землю, направленная
Отключ Тип
Р |Тип2~--| | В кед ¡о
Крьваяаеар. сгткл. Усгаека^о Усгавк^ЕО Вьщер. Угол
' Н^аЕиммая [Э ">и>1р [о ^ |45'_т| 2 | Независимая 3 В Г*"^ $
Вкл.
Р Г
Измерение [о |Вход1о
3 3
Группа А(Акт группа]
Группа В
1 | Независимая
г рь
■Независимая
ЯЫг» [Ш [й^з] |о*
"V] Гэо Гд"^ [2 хигр Р |0* _т]
~Т] [яГ [Т-^ [г кипр (тш [^Г-т] |о*
Поведение при огк пючении
□1 102 □3 04 011 012 □13 □14 1.1 Ь2 ьз 14 15 16 17 1_В 1_Э | Соовш.. на англ. | Сообщ. на русск. □си |
Ступень 1 X X X
Ступень 2 ■I
На примере применяется максимальная токовая защита на землю, направленная.
Направленные защиты применяются в сетях с двухсторонним питанием и в кольцевых сетях с одним источником питания. При двухстороннем питании места КЗ для ликвидации повреждения данная релейная защита должна устанавливаться с обеих сторон защищаемой ЛЭП или другого потребителя.
Ранее для селективного действия токовых защит необходимо было, дополнить реле направления, реагирующим на мощность, протекающую по защищаемому потребителю. Современные микропроцессорные комплексы не требуют установку данных реле так как терминал имеет вычислительные мощности что увеличивает надежность и более долгий срок службы.
2099
Во время пуска электродвигателя его пусковой ток во множество крат превышает номинальный !н, что приводит к падению напряжения.
Защита минимального напряжения предназначена для снижения пусковых токов за счет отключения части электродвигателей. Для этого электродвигатели разделяют на две категории: ответственные электродвигатели (работа которых должна обеспечиваться без перерыва в питании и неответственные (работа которых не влияет на технологический процесс). Если имеется возможность такого деления, то ЗМН обеспечивает отключение неответственных двигателей, тем самым снижая ток самозапуска электродвигателей и соответственно снижение напряжения, что в конечном счете должно обеспечить успешный самозапуск электродвигателя.
2100
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. РД 34.20.185.94 Инструкция по проектирования городских сетей. Инструкция действует с 01.01.1995 года;
2. Э.А. Киреева, С.А. Цырук «Релейная защита и автоматика электроэнергетических систем» от 12 марта 2010 г;
3. Федоров В.А «Библия релейной защиты и автоматики» от Год издания: 2004
Zimanov M.S.
Kazan State Energy University (Kazan, Russia)
ENSURING RELIABILITY OF ELECTRIC POWER SYSTEMS OF ENTERPRISES WITH HELP OF MODERN MEANS OF RELAY PROTECTION AND AUTOMATION
Abstract: this paper analyzes existing solutions to ensure reliable operation of electrical equipment with examples from personal practice.
Keywords: reliability of electrical equipment, modern means of corrosion protection, reliability assurance, protection.
2101
