ДГУ КАК АВТОНОМНЫЙ ИСТОЧНИК АВАРИЙНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ СОБСТВЕННЫХ НУЖД ПОДСТАНЦИИ

Дубинин Михаил Владимирович

Магистр, ТГУ, Тольятти

E-mail:

DIESEL-GENERATOR SETTING AS AUTONOMOUS SOURCE OF EMERGENCY POWER SUPPLY OF OWN NEEDS SUBSTATIONS

Mikhail Dubinin

Master's , Tolyatti State University, Tolyatti

АННОТАЦИЯ

Цель: обеспечение надежности и бесперебойной работы собственных нужд подстанции.

Надежность работы потребителей СН ПС достигается путем производства: анализа схем; выбор наиболее рационального варианта источника резервного питания СН ПС; разработка условий применения автономного источника резервного питания СН в условиях действующей подстанции.

Реализации схемы с применением автаномной дизель-генераторной установки, которая повышаетнадежность аварийного электроснабжения потребителей СН и обладает оптимальными технико-экономическими показателями.

ABSTRACT

Aim: providing of reliability and trouble-free work of own needs of substation.

Reliability of work of consumers of own needs of substation is arrived at by a production: analysis of charts; choice of the most rational variant of source of reserve feed of own needs of substation; development of terms of application of autonomous source of reserve feed of own needs in the conditions of operating substation.

Realization of chart with the use of autonomous diesel-generator setting that promotes reliability of emergency power supply of consumers of own needs and possesses optimal technical and economic indexes.

Ключевые слова: надежность; резервное питание.

Keywords:reliability; reservefeed.

Повышение надежности электропитания СН как 6(10) кВ, так и 0,4 кВ, на объектах энергетики, на протяжении долгого времени является важной задачей, решению которой проектными организациями всегда уделялось пристальное внимание, что находило отражение в нормативно-технических документах Главтехуправления Минэнерго СССР, а впоследствии РАО «ЕЭС России», ОАО «ФСК ЕЭС»

Энергетический комплекс, как базовая отрасль экономики страны, продолжает испытывать острый дефицит инвестиций в реконструкцию сетей и подстанций, что приводит к снижению их надежности. Природные катаклизмы в последнее время наносят существенные убытки энегоснабжающим компаниям. Для магистральных сетей это чревато отключением от энергосистемы, „посадкой” подстанций на „ноль”, а потеря системы собственных нужд ведет к погашению подстанции в целом и серьезным проблемам при попытках ввода ее в работу [1].

Значительная часть аварий (особенно длительных) происходит во время ремонтных работ. Время ликвидации аварии в 85 % случаев не превышает 1 часа. В тех же случаях, когда питание СН не могли восстановить существенно дольше (сутки и более), первопричины аварии вызывались самыми различными форс-мажорными обстоятельствами (пожар, падение питающих линий из-за гололеда, фатальная ошибка персонала, быстро возникшие специфические загрязнения и последующий пробой изоляторов и т. д.).

Единственным рациональным способом решить проблему аварийного электроснабжения собственных нужд энергетических объектов (особенно подстанций 330, 750 кВт с воздушными выключателями) есть применение средств малой автономной электроэнергетики. Основными потребителями в аварийном режиме на п/ст 330, 750 кВ кроме средств связи, автоматики и телемеханики, оперативных цепей, есть компрессорные установки с асинхронными двигателями мощностью 45 и 55 кВт.

Наиболее рационально местное электроэнергетическое резервирование, которое осуществляется использованием сравнительно недорогих комплектных ДЭС [2].

Для обеспечения надежного аварийного электроснабжения необходимо обеспечить следующие основные требования к автономным источникам электропитания:

• быстрый запуск и принятие нагрузки;
• надежность и способность обеспечивать устойчивую работу в переходных
• режимах;
• экономичность;
• доступное обслуживание, не требующее дополнительной специальной подготовки технического персонала.

Эксплуатация дизель-генераторов в пусковом режиме с асинхронными двигателями соизмеримой мощности требует значительного запаса мощности дизельного двигателя, применения быстродействующих регуляторов топливной системы и системы возбуждения синхронных генераторов, что используются в составе ДЭС. Выбор завышенной мощности дизель-генератора, который бы обеспечивал успешный запуск мощных электродвигателей, неизбежно ведет к росту его массогабаритных показателей, стоимости, а также затрат на их эксплуатацию. При этом существенно возрастает себестоимость электроэнергии, что отпускается с шин автономного генератора [3].

Решение проблем запуска асинхронных двигателей соизмеримой мощности путем применения устройств плавного запуска значительно усложняют конструкцию системы, имеют недостаточную надежность и высокую стоимость.

Более эффективным и рациональным способом есть применение управления электроприводом на основе оптимизации режима синхронизации управления током возбуждения и частотой вращения дизеля в переходном режиме, что дает возможность обеспечить надежный запуск асинхронных двигателей соизмеримой мощности, стабильную работу других потребителей и значительно снизить затраты топлива на необходимую при этом мощность дизель-генератора [2].

Опыт применения автономных дизель-генераторов на части подстанций ЕНЭС России показал в большинстве случаев их надежную и эффективную работу [3].

Расчетные условия предполагают переключение компрессорных установок на питание от ДЭС по стационарной схеме питания через вводную ячейку собственных нужд 0,4 кВ. Компрессорные установки в большинстве случаев оборудованы системой открытия продувочных окон на время запуска, что приводит к существенному уменьшению пусковых токов.

Однако, использование в компрессорных установках более ранних годов выпуска электродвигателей большей мощности (55 кВт), отсутствие конструктивной возможности открытия продувочных окон компрессора на время пуска, а также достаточно значительное удаление на некоторых подстанциях зала компрессорных установок от шин автономной электростанции, приводит к значительному снижению напряжения на шинах автономного электрогенератора (более 30 %) и в результате к неуспешному запуску асинхронного двигателя. Ситуация усложняется еще и тем, что в качестве пусковых коммутационных аппаратов компрессорных установок используются магнитные пускатели или контакторы. При снижении напряжения на шинах автономного генератора это приводит к вибрации силовых контактов, еще большему падению напряжения и как, следствие, разрыву цепи.

Исходя из анализа режимов эксплуатации, с целью решения возникших задач необходимо осуществить следующее:

• размещать дизель-генераторные установки как можно ближе к асинхронному двигателю компрессорной установки, вплоть до перехода на другую схему питания, предназначенную только для аварийных режимов;
• в качестве коммутационных аппаратов компрессорных установок использовать автоматические выключатели;
• оборудовать компрессорные установки продувочными окнами для облегчения режима запуска;
• расширить зону регулирования уставки напряжения синхронного генератора. ГОСТ 14965 предусматривает наличие плавного регулирования напряжения на шинах генератора в пределах +5 %; –10 % номинального значения. Для данных технических условий рационально схемно изменить диапазон уставок напряжения до ±10 %;
• при дальнейшем комплектовании п/ст 330, 750 кВ автономными дизель-генераторными установками в качестве силового генератора использовать синхронные бесщеточные генераторы с электронными регуляторами напряжения.

Список литературы:

1. Воропай Н.И. Надежность систем электроснабжения. − Новосибирск: Наука, 2006. – 205 с.
2. Цыркин М.И., Гольдингер А.Я. Дизельные агрегаты резервного питания, -С-Пб.: «Чистый лист», 2003. - 276 с.
3. Штерн В.И. Эксплуатация дизельных электростанций, - М.: «Энергия», 1980. – 120 с.