СИСТЕМА ЭФФЕКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБОГРЕВОМ БАКОВЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ 35 КВ

EFFICIENT CONTROL SYSTEM FOR HEATING TANK CIRCUIT BREAKERS 35 kV

Alexey Kushchevoi

Student, Department of Power Supply and Electrical Engineering, Togliatti State University,

Russia, Tolyatti

Olga Samolina

scientific supervisor, candidate of technical science, associate professor, Department of Power Supply and Electrical Engineering, Toliatti State University,

Russia, Tolyatti

АННОТАЦИЯ

Для сетевых организаций, оказывающих услуги по передаче электрической энергии, одним из целевых показателей в области энергосбережения является сокращение расходов на собственные нужды подстанций переменного тока.

В данной статье рассматривается техническое мероприятие, направленное на сокращение расходов электроэнергии на собственные нужды подстанций – «Система эффективного управления обогревом баковых выключателей 35 кВ».

ABSTRACT

For grid organizations providing services for the transmission of electrical energy, one of the targets in the field of energy saving is to reduce the cost of own needs of AC substations.

This article discusses a technical measure aimed at reducing the cost of electricity for the own needs of substations - "The system for efficient control of the heating of tank circuit breakers 35 kV".

Ключевые слова: энергоэффективность; энергосбережение; обогрев; собственные нужды; экономия.

Keywords: energy efficiency; energy saving; heating; own needs; saving.

Для масляных выключателей обогрев баков необходим для поддержания вязкости изоляционной среды и обеспечения оптимальных эксплуатационных характеристик коммутационного аппарата. Для приводов выключателей – обогрев необходим для поддержания смазочных свойств веществ, нанесённых на трущиеся поверхности привода.

В совокупности эти два фактора являются неотъемлемой частью обеспечения надежного, безопасного и бесперебойного электроснабжения потребителей.

Зачастую, управление обогревом нераздельно и осуществляется вручную с одного коммутационного аппарата, расположенного в шкафе обогрева выключателей (ШОВ) либо в здании общеподстанционного пункта управления (ОПУ).

Несовершенство существующего метода заключается в следующем:

1. Контролируемые элементы (баки выключателей и привода) зависимы от разных значений температур. Для приводов необходимость в подогреве появляется при 0°, а для баков выключателей от минус 15-20°.
2. В периоды, когда значение температуры воздуха в течении дня варьируется от значений от -20° до 0° возникают излишние затраты электроэнергии на обогрев выключателей – для подстанций с нераздельным питанием. Дополнительно, на удаленных подстанциях без местного оперативного персонала, этот фактор сулит возникновению излишних эксплуатационных расходов на ГСМ.

В целях устранения вышеизложенных несовершенств, выбран объект для реализации корректирующего действия - мероприятия по внедрению «Эффективной системы автоматического управления обогревом баковых выключателей 35 кВ».

Объект проведения работ – подстанция переменного тока 35 кВ, эксплуатируемой в районе крайнего севера с резко континентальным климатом (Республика (Саха) Якутия, г. Алдан).

В рамках выполнения корректирующего действия выполнены следующие работы:

• Разделение цепей обогрева - для обеспечения независимого управления питанием обогрева приводов и баков выключателей;
• Внедрена система автоматического управления обогревом - для сокращения потребления электроэнергии на собственные нужды подстанции.

Реализация системы выполнена посредством интеграции в схему регулируемых биметаллических термостатов с нормально замкнутым контактом. Место установки термостата – шкаф ШОВ, расположенного на территории ОРУ подстанции.

Демонстрация установленных термостатов и заводская схема подключения приведены на рисунках 1 и 2.

Рисунок 1. Демонстрация установленных регулируемых термостатов  (помечено желтым цветом)

Рисунок 2. Схема подключения регулируемого термостата

По результату реализованных технических мероприятий произведена доработка существующей системы обогрева приводов и выключателей подстанции. Достигнуты следующие результаты:

• Выполнено усовершенствование системы обогрева;
• Устранено несовершенство управления контролируемыми элементами;
• Оптимизирован режим работы системы обогрева.

Следствием проведенной модернизацией является возникновение экономического эффекта ввиду уменьшения времени работы обогрева и как следствие сокращения потребления электроэнергии на собственные нужды подстанции.

Для получения точных значений времени работы системы обогрева до и после реализации мероприятия, был выполнен анализ температурных значений воздуха с интервалом в 1 час. Результат анализа приведен в таблице 1.

Таблица 1

Свод результатов анализа времени работы системы обогрева

Расчет полного времени работы системы до реализации принимает следующий вид:

              (1)

Где:

t_пол. – полное время работы системы обогрева приводов и баков выключателей;

t_{пол.Привода} – время работы системы обогрева приводов выключателей;

t_{пол.Выключателя} –время работы системы обогрева баков выключателей.

Расчет полного времени работы системы после реализации мероприятия выполнен аналогичным методом:

 = 4643 ч +2814 ч =7457 ч                        (2)

Где:

t_эф. – эффективное полное время работы системы обогрева приводов и баков выключателей

t_{эф.Привода} – эффективное время работы системы обогрева приводов выключателей

t_{эф.Выключателя} – эффективное время работы системы обогрева баков выключателей

Сведения о продолжительности работы систем позволяют определить эффективность внедренной системы обогрева посредством определения разности времени работы двух систем.

Где:

Э – эффективность новый системы, выраженная сокращением времени работы.

По результатам проведенных вычислений установлено, что реализованное техническое мероприятие может сократить время работы системы на 28,4%, без угрозы эксплуатационным показателям объекта.

Список литературы:

1. 2СЯ.025.039 ПС – Паспорт «Выключатель масляный С-35М-630-10 У1 с приводом ПП-67», 1994 год. – 3 с.
2. Климат г. Алдан – Режим доступа. URL: https: // ru. wikipedia.org / wiki /Алдан_(город).
3. Курс лекций ТГУ «Энергоменеджмент и энергомониторинг на предприятиях» [электронный ресурс] – Режим доступа. URL: https://edu.rosdistant.ru/
4. Паспорт - Нагреватели трубчатые U-образные - ТЭН 50 А 13/0,4 S 220, 2000 год – 3 с.
5. Паспорт термостат на FLZ 520, 2021 год – 2 с.
6. Привод пружинный типа ПП-67 к выключателям переменного тока высокого напряжения, техническое описание и инструкция по эксплуатации, Рига – 1994 год. – 9 с.
7. Температура воздуха и характеристики Саха (Якутия) Алдан [электронный ресурс] - https://climate-energy.ru/weather.