Система оперативного постоянного тока СОПТ ЗЭС (в дальнейшем СОПТ) предназначена для преобразования энергии входного переменного тока трехфазного напряжения ~3х380В (3ф+N), ~3х220В (3ф без N) или однофазного переменного напряжения ~220В (1ф+N) промышленной частоты 50 (60) Гц в постоянное напряжение =220В, =110В с номинальным выходным током нагрузки от 10А до 500А. СОПТ предназначена для питания нагрузок потребителей постоянного тока, контроля параметров, содержания и обслуживания промышленных щелочных, кислотных аккумуляторных батарей (АКБ) технологий DRYFIT, AGM до 108 элементов.
1 (2) независимых ввода для каждого ЗВУ
2 (4) независимых зарядно-подзарядных выпрямительных устройств (ЗВУ-1, ЗВУ-1Р, ЗВУ-2, ЗВУ-2Р) с возможностью параллельной работы ЗВУ
Максимальный суммарный ток нагрузок потребителей до 500 А
Аккумуляторные батареи технологий AGM, DRYFIT
Гибкое производство под условия объекта и требования проекта
Системы оперативного постоянного тока СОПТ ЗЭС для высоковольтных подстанций 6-220 кВ
Система оперативного постоянного тока является составной частью (СОТ) – системы обеспечивающей питание собственных нужд энергообъекта постоянным и переменным током. СОПТ — это совокупность преобразовательных, накопительных и распределительных устройств электрической энергии, предназначенных для обеспечения бесперебойного питания постоянным оперативным током устройств РЗА, приводов высоковольтных выключателей, устройств вторичной коммутации, связи, телемеханики и АСУ ТП.
Продукция соответствует Техническим требованиям и рекомендациям ОАО «ФСК ЕЭС» СТО 56947007-29.120.40.041-2010 с учетом введенных изменений от 14.12.2012.
Состав оборудования СОПТ зависит от класса энергообъекта, особенностей СОТ, принципа построения систем релейной защиты и автоматики управления.
Основные требования, необходимые при проектировании СОПТ:
Питание взаимно-резервирующих устройств должно быть максимально взаимно независимыми;
Отключающие защитные аппараты всех уровней должны обеспечивать селективное отключение от сверхтоков;
Цепи питания и управления одного терминала должны иметь общий источник питания;
Должна быть обеспечена нормальная работа СОПТ, при техническом обслуживании и при отказе любого из элементов СОПТ.
Разделение потребителей на категории по требованию к надежности их питания для обеспечения максимального времени автономной работы наиболее ответственных потребителей.
Типовой состав комплекта СОПТ:
Для ПС 35 кВ и остальных ПС 110 кВ (рис. 1):
Одна аккумуляторная батарея (АБ1)
Два стационарных зарядно-выпрямительных устройства (ЗВУ)
Один щит постоянного тока (ЩПТ)
Шкафы распределения оперативного тока (ШРОТ)
Для ПС 220-750 кВ и ПС 110 кВ с более чем 3-мя выключателями в распределительном устройстве (рис.2):
Две аккумуляторные батареи (АБ)
Четыре стационарных зарядно-выпрямительных устройства (ЗВУ) – по два для каждой АБ
Два щита постоянного тока (ЩПТ)
Шкафы распределения оперативного тока (ШРОТ)
Структурные схемы типовых СОПТ с максимальным выходным напряжением до 242В:
Выход аккумуляторной батареи, выход выпрямителей и секции отходящих линий подключены к общей шине, т.е. напряжение питания потребителей зависит от напряжения аккумуляторной батареи и может изменяться в пределах 195-245В. Такой диапазон питающего напряжения не всегда приемлем для подключенной нагрузки. Для того, чтобы изолировать батарею при обслуживании, в схему вводят дополнительные коммутационные аппараты, которые снижают общую надежность системы и допускают ошибочные действия обслуживающего персонала.
Исходя из требований резервирования компонентов СОПТ, мощности каждого ЗВУ должно быть достаточно для питания нагрузки двух секций и ускоренного заряда аккумуляторной батареи. Следовательно, при сбое системы управления, мощности ВЗУ будет достаточно, чтобы вывести из строя аккумуляторную батарею.
На практике, при параллельной работе двух ЗВУ стабилизация нормального тока заряда, не всегда соблюдается.
Общее описание СОПТ ЗЭС
Типовая конфигурация СОПТ определяет использование 2 или 4 независимых зарядно-выпрямительных устройства серии ЗВУ-1 в зависимости от типа высоковольтной подстанции и конструктивно размещенных в двух (четырех) независимых шкафах.
При необходимости обслуживания дополнительных (хвостовых) элементов необходимо применение зарядно-выпрямительных устройств типа ЗВУ-2.
Все устройства ЗВУ могут иметь один или два независимых ввода. Второй ввод используется для дополнительного резервирования и предполагает применение дополнительной функции — автоматического ввода резерва (АВР).
В случаях ограниченного пространства для размещения СОПТ, возможно применение резервируемых зарядно-выпрямительных устройств серии ЗВУ-1Р, имеющих два независимых зарядно-выпрямительных устройства конструктивно размещенных в одном шкафу.
Система укомплектовывается одной или двумя аккумуляторными батареями (АБ), состоящих из 102 или 108 элементов напряжением 2,25В или моноблоками напряжением 12В в количестве 17 или 18 шт., каждая АБ.
Количество элементов в батарее зависит от конфигурации системы и требуемых характеристик к данному типу устройств. 108 элементов (18 моноблоков) в АБ значительно улучшает динамические характеристики системы в целом.
Сравнительные характеристики систем представлены на примере в общем описании СОПТ на платформе “ЗЭС”, см. в соотв. разделе сайта.
Для разветвленной коммутации и управления нагрузками применяется два и более распределительных шкафов отходящих линий – ШРОТ.
Количество шкафов распределения нагрузок потребителей определяется количеством, типом коммутационных аппаратов, количеством секций и различного дополнительного оборудования.
Выбор коммутационных аппаратов (автоматические выключатели, предохранители, рубильники, переключатели, секционные выключатели) определяется Заказчиком оборудования в соответствии с проектом и на основании заполненного Опросного листа (ОЛ) заказа оборудования.
При необходимости в дополнительной коммутации (резервирование аккумуляторных батарей, внешних ЗВУ, дополнительных секций, подключении внешних разрядных устройств, дополнительных нагрузок и других устройств) дополнительно может укомплектовываться шкафом (щитом) постоянного тока – ЩПТ.
В случаях отсутствия квалифицированного персонала на удаленном объекте, в целях предупреждения ситуаций о недопустимых режимах работы АБ по рассогласованию напряжений моноблоков, система СОПТ может дополнительно укомплектовываться шкафами ввода контроля и разряда аккумуляторных батарей (ШВА). ШВА укомплектовывается системой контроля напряжения каждого моноблока в каждой АБ с интегрированной системой КНМ-18-3, для автоматического выравнивания потенциалов элементов/моноблоков.
Система СОПТ ЗЭС в базовой конфигурации осуществляет:
ускоренный и выравнивающий заряды для АБ в соответствии с нормами и характеристиками применяемых аккумуляторных батарей;
стабилизацию напряжения в нагрузках потребителей, при ускоренных и выравнивающих зарядах в соответствии с нормами ФСК и СТО Газпром;
устройство температурной компенсации напряжений в режимах заряда и подзаряда АБ;
тестирование аккумуляторных батарей в штатном режиме, без отключения нагрузок потребителей;
побаночный контроль каждого элемента (моноблока) батареи последовательно включенных в общей АБ;
общий контроль сопротивления изоляции шин постоянного тока, включая симметричное снижение изоляции, без инжекции тока в измеряемые шины;
измерение сопротивления утечки изоляции на «землю»;
мониторинг состояния ЗВУ, аккумуляторных батарей, контроль состояния входной сети и нагрузок с выводом информации на цветную сенсорную панель, включая графические режимы;
запись событий в журнал на внешний носитель энергонезависимой памяти;
легкую адаптацию к существующим системам SCADA АСУ ТП;
удаленный мониторинг посредством протокола Modbus RTU через промышленный порт RS-485 или Ethernet;
горячую замену силовых выпрямительных модулей в ЗВУ
СОПТ ЗЭС могут дополнительно (опционально) укомплектовываться различным оборудованием, расширяющими функциональные возможности системы:
микропроцессорное устройство автоматического пофидерного контроля отходящий линий (фидеров) нагрузок потребителей (СКИ ЗЭС);
измерение и установка пороговых значений контроля изоляции отходящих линий;
ручной контроль и измерение сопротивления изоляции поврежденного фидера;
контроль тока каждой отходящей линии фидера;
определение наличия, уровня и состояния нагрузок каждого фидера;
устройство контроля напряжения каждого моноблока в каждой АБ с интегрированной системой автоматического выравнивания внутреннего сопротивления моноблоков (КНМ);
устройство формирования шины мигающего света – ШМС;
устройство независимого питания цепей оперативной блокировки с собственным контролем изоляции отходящих линий. Устройство может выполняться как в виде блока, встраиваемого в шкаф, так и в виде отдельного шкафа в зависимости от мощности устройства и количества отходящих линий;
устройство питания расцепителей высоковольтных выключателей;
датчик температуры с устройством управления включения вытяжных вентиляторов.
Количество ЗВУ, АБ, ШРОТ, ЩПТ, ШВА и шкафов дополнительных устройств определяется заказом, на основании заполненного опросного листа (ОЛ) и представленной однолинейной схемы!
