Проект реконструкції системи електропостачання машинобудівного заводу в м.Коростень Житомирської обл

Ефективне узгодження АПВ ліній електропередачі з  неселективними швидкодіючими захистами  ліній для виравлення їхньої неселективної  дії при ушкодженнях поза лінією.

Автоматичне повторне включення вимикача повинне здійснюватися  після неоперативного відключення  вимикача, за винятком випадків відключення  від релейного захисту приєднання, на якому встановлений пристрій АПВ, безпосередньо після виключення вимикача оперативним персоналом чи засобами телекерування,а також після дії захистів від внутрішніх ушкоджень трансформаторів.

Час дії АПВ  повинний бути не менш необхідного  для повної деіонізації середовища в місці к.з. і для підготовки привода вимикача до повторного включення, а також повинний бути погоджений з часом роботи інших пристроїв автоматики (наприклад, АВР) та  захисту, враховуючи можливості джерел оперативного струму по живленню електромагнітів включення вимикачів.

6.8. Задачі АСОЕ і облік електроенергії на  промисловому підприємстві.

В даний час з метою  економії засобів, що йдуть на покриття витрати за споживану електроенергію на підприємстві необхідний облік електроенергії. Здійснюється розрахунковий (комерційний) і технічний облік споживаної електроенергії. Система обліку залежить від схеми електропостачання підприємства і характеру електроприймачів.

 Облік активної  енергії повинен забезпечувати  визначення кількості активної  енергії, отриманої від енергопостачальної  організації для внутрішньозаводського виробництва , міжцехового розрахунку і контролю питомих норм витрати електроенергії на одиницю продукції.

Облік реактивної електроенергії повинний забезпечувати можливість визначення кількості реактивної електроенергії, отриманої підприємством від  електропостачальної  організації чи переданої їй тільки в тому випадку, якщо по цим даним робляться  розрахунки чи контроль дотримання заданого режиму роботи компенсуючих установок.

В системі комерційного і технічного обліку електроспоживання, а також у системі оперативного керування використовується автоматизована система комерційного обліку і контролю електроспоживання(АСОЕ).

Удосконалювання методів  керування СЕП підприємств, розробка нових видів устаткування і апаратури, використання засобів інформаційної  технології відкриває перед керуючою системою значно  ширші можливості. Сучасні АСОЕ поряд з рішенням задач планування, оперативного керування і контролю дозволяють здійснювати автоматизований облік витрати електроенергії, розрахунок режимів електровикористання, оптимізацію режимів роботи СЕП і видачу рекомендацій для

 

 

 

 

оперативного керування  електровикористанням підприємства в  години максимуму навантажень енергосистеми. При створенні АСОЕ, оснащених  засобами інформаційної технології, центр ваги переміститься з області стабілізації основних електричних параметрів в область рішення задач оптимального керування, тобто автоматизованого вибору і реалізації найкращого варіанту керування відповідним  вузлом чи об'єктом СЕП. Однак реалізація задач оптимального керування не можлива без рішення задач збору, обробки й аналізу інформації про електровикористання, що вимагається як для комерційних розрахунків, так і для складання енергетичних балансів, розрахунку роздрібних техніко-економічних і інших показників.

 

У якості системообразующего засобу для створення АСОЕ прийнятий інформаційно-вимірювальний комплекс типу ІТЕК-210. Однак нижній (локальний) рівень АСКОЭ складає безліч контрольно-вимірювальних приладів, перелік яких приведений у таблиці 6.1.

 

Таблиця 6.1 - Перелік контрольно-вимірювальних приладів

Ланцюг	Місце установки  приладу	Перелік пристроїв
Двообмоточний трансформатор	ВН НН	Амперметр, ваттметр, вольтметр, лічильники активної і реактивної енергії.
ВКУ	-	Амперметр у кожній фазі, ваттметр.
Збірні шини 10 кВ	На кожній  секції чи системі шин	Вольтметр для вимірювання  міжфазної напруги і вольтметр  із переключенням для виміру трифазних  напруг.
Збірні шини 110 кВ	На кожній чи секції системі  шин	Вольтметр із переключенням  для виміру трьох міжфазних напруг,  реєструючий вольтметр.
Секційний вимикач	-	Амперметр.
Лінії 10 кВ до споживача	-	Амперметр, розрахунковий  лічильник активної і реактивної енергії.
Трансформатор власних  потреб підстанції	ВН НН	Амперметр, розрахунковий  лічильник активної енергії.
СД	-	Амперметр.

 

Основні вимоги, пропоновані  до обліку електроенергії регламентовані в /18/. Рекомендовано два види обліку електроенергії:

• розрахункову, фіксуючу вироблену і відпущену електроенергію для визначення її вартості;
• технічна, контролююча витрата електроенергії споживачем.

У залежності від призначення, лічильники електроенергії поділяються  на розрахункові і технічні. При  потужності споживача понад 750 кВА  установка автоматизованої системи  обліку активної і реактивної електроенергії є обов'язковою умовою при наявності двох і більш пунктів обліку.

Юридичні взаємини, оформлені  договором між енергопостачальною організацією і споживачем визначаються "Правилами користування електричною  і тепловою енергією".

Згідно договору, споживач зобов'язаний забезпечити облік  електроенергії, регулювати добовий графік навантаження, дотримуючи режим електроживлення, не перевищувати питомі норми витрати електроенергії на одиницю продукції. Перевищення споживачем витрати електроенергії, порушення режиму електровикористання, завищення визначеної за 30 хв. потужності над встановленою в години максимуму навантаження енергосистеми та інші порушення надають право енергопостачальної організації знизити, а в окремих випадках і припинити подачу електроенергії.

Умови оплати за компенсацію  реактивної потужності в електроустановках споживачів регламентуються шкалою знижок і надбавок до тарифу за електроенергію.

За підвищене фактичне споживання реактивної потужності ( у  порівнянні з обговореним у договорі з енергопостачальною організацією оптимальним споживанням реактивної потужності) в години максимуму активного навантаження енергосистеми до оплати передбачається надбавка.

За дотримання режиму роботи компенсуючих пристроїв у  години мінімуму активного навантаження енергосистеми може передбачатися знижка до тарифу на електроенергію.

 

В АСОЕ повинні бути реалізовані  наступні функції обліку електроенергії:

• витрата активної і реактивної електроенергії по розрахункових періодах;
• витрата електроенергії за добу і кожні 30 хв. під час максимуму навантаження енергосистеми;
• диференційований облік по зонах добового графіка навантаження;
• визначення Р_ф, Q_ф1, Q_ф2;
• технічний облік електроенергії по госпрозрахункових підрозділах.

Функції керування електровикористанням:

• контроль нормованих показників;
• прогнозування активної і реактивної потужності;
• регулювання добового графіка навантаження;
• пряме керування споживачами-регуляторами.

Безупинно зростаюча  енергоємність і енергоспоживання промислових підприємств вимагає  застосування централізованого обліку електроенергії і зосередження всіх приладів реєстрації і підсумовування показань на одному оперативно-контрольному пункті.

У даному проекті цим  пунктом є диспетчерський пункт  підприємства. АСОЕ, установлена на підприємстві, дозволяє робити технічний  облік і контроль витрати електроенергії, керувати технологічним процесом, окремим споживачем, аналізувати енергоспоживання, прогнозувати витрати і очікуваний максимум споживання електроенергії.

  Приймаємо інформаційно-вимірювальний  комплекс типу ІТЕК-210, що встановлюється  в будинку диспетчерської, а датчики можуть знаходитися на території підприємства на відстані до 3 км.

Зв'язок між датчиками  і пристроєм збору даних здійснюється за допомогою контрольного кабелю типу АКРВГ із жилами перетином 2,5 мм².

При наявності зовнішньої ЕОМ можливий двосторонній обмін інформацією з принципу доступу до бази даних комплексу ІТЕК-210.

 

 

 

 

7. Засоби автоматизації підстанції 110/10 кВ.

 

7.1. Сучасний стан проблеми регулювання напруги силових трансформаторів.

 

 

Одним із способів регулювання напруги в електричних  мережах енергосистем і промислових  підприємств є зміна коефіцієнта  трансформації шляхом перемикання під навантаженням відгалужень регулювальних обмоток трансформаторів (РПН).

В даний час найбільшого  поширення в Україні набули механічні  трифазні і однофазні перемикаючі  пристрої серій РНТ, РНО, РНТА, РНОА, РНТР, РНОР, а також SAV, SCV, SDV, РС заводів-виготівників Німеччини і Болгарії.

Механічні пристрої РПН характеризуються недостатньою надійністю і зносом рухомих  контактів [1—3]. Підтримка перемикаючих пристроїв в постійній готовності вимагає частих ревізій (через кожні 100—300 тис. перемикань) і відповідно значних витрат.

За даними СИГРЭ [2], пошкоджуваність  перемикачів відгалужень складає  від 20 до 50 % загальної кількості пошкоджень трансформаторів. Неправильна їх робота може привести до серйозних наслідків, що підтверджується, наприклад, злучаємо, що відбувся в 1982 р. на Старобишівській ТЭС, коли невдале перемикання під навантаженням трансформатора власних потреб привело до розриву бака з тяжкими наслідками.

Зниження надійності перемикаючих пристроїв істотно впливає на надійність роботи трансформатора в цілому. Особливо це стосується тих з них, які експлуатуються зверху номінального терміну служби. На жаль, до таких трансформаторів відноситься велика частина трансформаторів, що працюють в електричних мережах України.

Обмеженість фінансових коштів енергопідприємств не дає можливості проводити своєчасні заміни зношеного устаткування, тому автоматичні регулятори виводяться з експлуатації і перемикаючі пристрої РПН переводяться в режим ручного управління. Недостатня оснащеність засобами регулювання напруги істотно знижує стійкість і регулювальні можливості електроенергетичних систем.

Останнім часом проблема вдосконалення перемикаючих пристроїв  трансформаторів привертає велику увагу як вітчизняних, так і зарубіжних розробників. Намітилися три основні напрями вирішення даної проблеми:

1. підвищення зносостійкості механічних перемикаючих пристроїв;
2. застосування бездугових перемикаючих пристроїв з використанням силових напівпровідникових приладів;
3. проведення моніторингу і оперативної діагностики трансформаторів.

Методи першого  напряму засновані на застосуванні композицій матеріалів, що забезпечують зменшення електричного і механічного  зносу дугогасильних  контактів  і струмоз¢ємних контактів. До цих методів відноситься розробка схем перемикання ступенів, що забезпечують зменшення часу перемикання, виключають утворення електричної дуги і що полегшують умови роботи контактів. У таких перемикаючих пристроях заміну дугогасильних контактів потрібно проводити через кожні 300—500 тис. перемикань, а механічна частина має ресурс 500—1500 тис. перемикань. Застосування контакторів з розривом дуги у вакуумі і елегазі істотно збільшує надійність таких перемикаючих пристроїв.

У зв'язку з появою могутніх напівпровідникових приладів особливо ефективним можна рахувати другий напрям. У бездугових перемикаючих пристроях можуть застосовуватися відносно недорогі одноопераційні (5СК) тиристори, які в порівнянні з іншими напівпровідниковими приладами мають максимальні параметри по струму і напрузі. Перспективним також є застосування тиристорів, керованих світлом (Ultra High Power Light Trigger Thyristor), що дозволяє спростити системи управління і гальванічної розв'язки, забезпечити безперервну передачу сигналів інформації і перешкодозахисну оптичного каналу. Достоїнствами даного класу перемикаючих пристроїв є великий термін служби і відсутність забруднення масла.

Проте для забезпечення надійності роботи перемикаючих пристроїв тиристорів доводиться вирішувати ряд питань, пов'язаних з умовами комутації, побудовою схем управління, роботою тиристорів в трансформаторному маслі і т.п.

Застосування  перемикаючих пристроїв тиристорів особливе ефективно в електропічних  і перетворювальних  трансформаторах, а також в трансформаторах  для живлення електротехнологічних установок, до пристроїв регулювання напруги яких пред'являються вищі вимоги, ніж до РПН для трансформаторів загального призначення. Так, наприклад, діапазон регулювання напруги трансформаторів для рудотермічних печей складає 35—70 % при числі перемикань від 25 до 200 в добу, а в перетворювальних  трансформаторах для установок електролізу — 40—70 % при числі перемикань від 25 до 200 в добу [1, 3].

Є дві концепції  побудови перемикачів тиристорів:

- механічні  для тиристора пристрої, в яких  тиристори пов'язані з механічним  виборцем відгалужень трансформатора;

- статичні пристрої  тиристорів.

Останні пристрої є більш швидкодіючими, оскільки в них відсутні механічно рухомі елементи, вони можуть виготовлятися з плавним регулюванням напруги усередині ступеня, і тому найбільш відповідають сучасному етапу розвитку регулюючих пристроїв. Однією з основних перешкод, стримуючих широке застосування таких пристроїв РПН в Україні, є їх висока вартість.

В даний час  розроблена  чимала кількість схемних  рішень таких перемикаючих пристроїв, які відрізняються своїми функціональними  особливостями і областю застосування [1, 3-6]. На рис.7.1 приведена їх класифікація, що враховує найбільш істотні властивості даних пристроїв.

 

 

Рис. 7.1. Класифікація перемикаючих пристроїв тиристорів.

 

При виборі найбільш раціонального схемного рішення  необхідно керуватися наступними критеріями: