Advoriki.ru

Строй Дворики
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Подстанция малой мощности 110/0,4 кВ, как элемент электроснабжения зарядной инфраструктуры

Подстанция малой мощности 110/0,4 кВ, как элемент электроснабжения зарядной инфраструктуры

XXI век имеет все шансы стать эпохой электротранспорта. Если проанализировать рынок электромобилей в мире, то можно увидеть, что большинство европейских, американских и азиатских стран давно начали переход на электромобили. Число электромобилей к 2030 году может достигнуть 125 млн. единиц. Таков прогноз Международного энергетического агентства. На конец 2017 года количество электромобилей в мире составляло 3,1 млн., что на 54 % больше по сравнению с 2016 годом. А на конец 2018 года в мире насчитывается уже около 5 млн. электрокаров. Россия в этом отношении существенно отстает. Единственная глобальная проблема развития электротранспорта в России – инфраструктура, а именно источник зарядки. Если жители Москвы уже встречают на улице специализированные терминалы для скоростной подзарядки (около 10–15 пунктов зарядки, но большинство из них это бытовая розетка, а это значит, что время подзарядки увеличивается в 8–10 раз), то в остальных регионах о них зачастую и не слышали.

Давайте шире посмотрим на готовность РФ к переходу на электромобили:

  • население готово из-за роста цен на топливо;
  • правительство готово из-за улучшения экологической обстановки и энергонезависимости государства (генерирующие мощности превышают внутренние потребности);
  • автомобильные компании уже начали серийное производство электромобилей;
  • промышленные предприятия, перевозочные и другие компании, которые используют в своей работе междугородний транспорт, также заинтересованы в этом по экономическим причинам.

Мы считаем, что путь развития электротранспорта видится в расширении его применения в междугороднем сообщении, включая пассажирское и грузовое. При этом необходимо учитывать, что большая доля в междугороднем транспортном сообщении является регулярной, то есть между городами имеется регулярный транспортный и грузовой поток:

  • автобусное сообщение;
  • регулярное грузовое сообщение;
  • междугороднее такси.

2 Колонковые выключатели

Колонковый элегазовый выключатель – такое приспособление с автокомпрессией в положении удовлетворить подходящую коммутационную способность всех условиях переключения. Выключатель сделан в колонковом трёхполюсном выполнен с совместной рамой для полюсов и привода. Устройство оснащёно: аппаратом соблюдения порядка плотности элегаза с контактами для предупредительной сигнализации о понижении давления и воспрещения пользоваться выключателем, указателями местоположения «ON — OFF» выключателя и расположения пружин, счётчиком процедур вмешательства, предохранительными клапанами для сбрасывания лишнего давления, манометром соблюдения порядка давления в аппарате, платформами заземления. Шкаф управления имеет герметичную пыле — влагоустойчивую конструкцию с подогревом.

Конструкция колонкового выключателя

Рисунок 2 – Конструкция колонкового выключателя

1. Системы с глухозаземлённой нейтралью (системы заземления TN)

Это обозначение систем, в которых для подключения нулевых функциональных и защитных проводников используется общая глухозаземленная нейтраль генератора или понижающего трансформатора. При этом все корпусные электропроводящие детали и экраны потребителей следует подключить к общему нулевому проводнику, соединенному с данной нейтралью. В соответствии с ГОСТ Р50571.2-94 нулевые проводники различного типа также обозначают латинскими буквами:

  • N — функциональный «ноль»;
  • PE — защитный «ноль»;
  • PEN — совмещение функционального и защитного нулевых проводников.

Построенная с использованием глухозаземленной нейтрали, система заземления TN характеризуется подключением функционального «ноля» — проводника N (нейтрали) к контуру заземления, оборудованному рядом с трансформаторной подстанцией. Очевидно, что в данной системе заземление нейтрали посредством специального компенсаторного устройства — дугогасящего реактора не используется. На практике применяются три подвида системы TN: TN-C, TN-S, TN-C-S, которые отличаются друг от друга различными способами подключения нулевых проводников «N» и «PE».

Читайте так же:
Как настроить часы на духовом шкафу электролюкс 2 кнопки

Система заземления TN-C

Система заземления TN-C

Система заземления TN-C

Как следует из буквенного обозначения, для системы TN-C характерно объединение функционального и защитного нулевых проводников. Классической TN-C системой является традиционная четырехпроводная схема электроснабжения с тремя фазными и одним нулевым проводом. Основная шина заземления в данном случае – глухозаземленная нейтраль, с которой дополнительными нулевыми проводами необходимо соединить все открытые детали, корпуса и металлические части приборов, способные проводить электрический ток..

Данная система имеет несколько существенных недостатков, главный из которых – утеря защитных функций в случае обрыва или отгорания нулевого провода. При этом на неизолированных поверхностях корпусов приборов и оборудования появится опасное для жизни напряжение. Так как отдельный защитный заземляющий проводник PE в данной системе не используется, все подключенные розетки земли не имеют. Поэтому используемое электрооборудование приходится занулять – соединять корпусные детали с нулевым проводом. .

Если при таком подключении фазный провод коснется корпуса, из-за короткого замыкания сработает автоматический предохранитель, и опасность поражения электрическим током людей или возгорания искрящего оборудования будет устранена быстрым аварийным отключением. Важным ограничением при вынужденном занулении бытовых приборов, о чем следует знать всем проживающим в помещениях, запитанных по системе TN-C, является запрет использования дополнительных контуров уравнивания потенциалов в ванных комнатах.

В настоящее время данная система заземления сохранилась в домах, относящихся к старому жилому фонду, а также применяется в сетях уличного освещения, где степень риска минимальна.

Система TN-S

Система заземления TN-S

Система заземления TN-S

Более прогрессивная и безопасная по сравнению с TN-C система с разделенными рабочим и защитным нолями TN-S была разработана и внедрена в 30-е годы прошлого века. При высоком уровне электробезопасности людей и оборудования это решение имеет один, но достаточно очень существенный недостаток — высокую стоимость. Так как разделение рабочего (N) и защитного (PE) ноля реализовано сразу на подстанции, подача трехфазного напряжения производится по пяти проводам, однофазного — по трем. Для подключения обоих нулевых проводников на стороне источника используется глухозаземленная нейтраль генератора или трансформатора.

В ГОСТ Р50571 и обновленной редакции ПУЭ содержится предписание об устройстве на всем ответственных объектах, а также строящихся и капитально ремонтируемых зданиях энергоснабжения на основе системы TN-S, обеспечивающей высокий уровень электробезопасности. К сожалению, широкому распространению и внедрению системы TN-S препятствует высокий уровень затрат и ориентированность российской энергетики на четырехпроводные схемы трехфазного электроснабжения.

Система TN-C-S

Система заземления TN-C-S

Система заземления TN-C-S

С целью удешевления оптимальной по безопасности, но финансово емкой системы TN-S с разделенными нулевыми проводниками N и PE, было создано решение, позволяющее использовать ее преимущества с меньшим бюджетом, незначительно превышающим расходы на энергоснабжение по системе TN-C. Суть данного способа подключения состоит в том, что с подстанции осуществляется подача электричества с использованием комбинированного нуля «PEN», подключенного к глухозаземленной нейтрали. Который при входе в здание разветвляется на «PE» — ноль защитный, и еще один проводник, исполняющий на стороне потребителя функцию рабочего ноля «N».

Читайте так же:
Двери для книжного шкафа своими руками

Данная система имеет существенный недостаток — в случае повреждения или отгорания провода PEN на участке подстанция — здание, на проводнике PE, а, следовательно, и всех связанных с ним корпусных деталях электроприборов, появится опасное напряжение. Поэтому при использовании системы TN-C-S, которая достаточно распространена, нормативные документы требуют обеспечения специальных мер защиты проводника PEN от повреждения.

Система заземления TT

Система заземления TT

Система заземления TT

При подаче электроэнергии по традиционной для сельской и загородной местности воздушной линии, в случае использования здесь небезопасной системы TN-C-S трудно обеспечить надлежащую защиту проводника комбинированной земли PEN. Здесь все чаще используется система TT, которая предполагает «глухое» заземление нейтрали источника, и передачу трехфазного напряжения по четырем проводам. Четвертый является функциональным нолем «N». На стороне потребителя выполняется местный, как правило, модульно-штыревой заземлитель, к которому подключаются все проводники защитной земли PE, связанные с корпусными деталями.

Совсем недавно разрешенная к использованию на территории РФ, данная система быстро распространилась в российской глубинке для энергоснабжения частных домовладений. В городской местности TT часто используется при электрификации точек временной торговли и оказания услуг. При таком способе устройства заземления обязательным условием является наличие приборов защитного отключения, а также осуществление технических мер грозозащиты.

Шкаф тн 110 кв

Управление электромагнитной блокировкой заключается в управлении подачей питания ± 220 В на электромагнитные замки (ЭМЗ) приводов разъединителей и их заземляющих ножей в зависимости от определенного положения выключателей, разъединителей и заземляющих ножей, чьи контакты-повторители (КСА) последовательно задействованы в определенной логике подачи питания на ЭМЗ.

Система управления блокировкой разъединителей на базе ПТК ТМИУС КП обеспечивает сбор информации о состоянии положения выключателей, разъединителей и заземляющих ножей, их логическую обработку на предмет соблюдения необходимых условий для выдачи команды телеуправления на включение цепи питания ± 220 В электромагнитных замков (ЭМЗ) приводов разъединителей и их заземляющих ножей и, собственно, в самой подаче питания на соответствующий электромагнитный замок привода через выходные реле управления.

В схеме программируемой блокировки разъединителей используется минимальное количество контактов КСА, для различных логических схем одни и те же контакты размножаются программно.

Контроль изменения состояния выключателей, разъединителей и заземляющих ножей производится в системе по состоянию одновременно 2-х взаимно-противоположных контакта КСА – нормально-разомкнутому (НР) и нормально-замкнутому (НЗ), что максимально исключает ошибку в оценке состояния положения аппарата, а в случае неопределенного его положения (два контакта КСА находятся одновременно в положении “включено” или “выключено”) на пульте контроля дежурного персонала объекта сигнализируется конкретное место неисправности, что сокращает время на поиск неисправности и производство переключений.

Определение места неисправности контакта диагностируется различными способами:

  • Через систему визуализации в виде панельного компьютера или панельного монитора с промышленным компьютером в составе шкафа ОБР
  • Через Web интерфейс контроллера со стационарного или переносного АРМ
  • Из диспетчерского пункта, т.к. данные о положении коммутационных аппаратов передаются в формате двухпозиционных сигналов по протокола МЭК 60870-5-101/104 или МЭК 61850 MMS
  • Через светодиодные индикаторы шкафа, состояние которых зависит от программно-задаваемых сигналов — положение или статус сигналов. Например, исправность всех модулей в составе системы ОБР или наличие хотя бы одного сигнала в промежуточном положении
Читайте так же:
Как вытащить духовой шкаф zigmund shtain

Привод разъединителя

Внедрение системы управления электромагнитной блокировкой разъединителей с применением программируемых контроллеров позволяет обеспечить:

  • Диагностику цепей телесигнализации и телеуправления
  • Диагностику работы контроллеров системы
  • Дополнительный объем телемеханических параметров положения выключателей, разъединителей и заземляющих ножей в существующую систему телемеханики и АСДУ, на основе информационного кодового взаимодействия по стандартным протоколам МЭК 60870-5-101/104 или МЭК 61850 MMS
  • Снижение расхода кабельной продукции в схеме блокировки

Используемое оборудование

В качестве типового решения системы оперативной блокировки применяются контроллеры ICPDAS LP-8821, используемые как управляющие контроллеры. В качестве контроллеров сбора данных используются ICPDAS iPAC-8841 с модулями ввода I-8040PW (32 канала ввода =24В) или I-8053PV (16 каналов ввода =220В) и корзины расширения RU-87P8 и модулями ввода/вывода I-87040PW (32 канала ввода =24В) и I-87041W (32 канала вывода).

Логика оперативной блокировка параметрируется в текстовом виде с помощью логических формул:

ts1_539 и т.д. являются символьными идентификаторами сигналов. При необходимости идентификаторам возможно давать более осмысленное наименование:

из полученных формул построение визуальных логических блоков на схеме происходит автоматически.

Визуализация оперативной блокировки

Визуализация оперативной блокировки через Web-интерфейс

Система оперативной блокировки разъединителей в составе АСУТП

Системы телемеханики и оперативной блокировки могут быть выполнены как в виде объединенной системы, в которой телемеханика и оперативная блокировка функционируют на одном контроллере, так и в виде разделенных, взаимодействующих друг с другом систем. Программное обеспечение для телемеханики и оперативной блокировки идентичное, что обеспечивает более гибкое конфигурирование системы.

Основываясь на опыте внедренных проектов, программируемую оперативную блокировку разъединителей можно разделить на два класса: для управляемых моторных приводов и для ручных приводов. Следует учитывать, что моторные привода имеют определенную специфику:

  • Для повышения безопасности и дополнительной защиты от ложных/случайных срабатываний сигнал подачи удаленного телеуправления подается совместно с сигналом разрешения от системы оперативной блокировки. При такой реализации удаленного телеуправления в максимальной степени исключается возможность управлять не подготовленным к этому объектом, а также управлять не тем объектом, в случае ложной посылки сигнала ТУ (ошибочная посылка сигнала с уровня диспетчера, либо наличие случайного импульса телеуправления в результате грозовых разрядов, возможных помех, создании ложной цепи при высоковольтных испытаниях и плохой изоляции проводников и др.).
  • На время оперирования коммутационным аппаратом оперативная блокировка шунтируется на заданное время и становится не восприимчивой к изменению сигналов логической цепи для данного коммутационного аппарата, т.к. снятие напряжения с реле блокировки во время работы мотора приведет к остановке коммутационного аппарата, что в свою очередь может привести к его повреждению.
  • При удаленном телеуправлении от системы АСУТП необходимо тесное взаимодействие оперативной блокировки и телемеханики.
Читайте так же:
Как настроить часы на духовом шкафу аристон

Исходя из опыта реализации проектов по внедрению оперативной блокировки разъединителей, принято использовать три схемы управления разъединителями: дистанционное, местное, ручное телеуправление.

Дистанционное управление

При дистанционном управлении сигналы выдачи ТУ подаются от АРМа дежурного через ОИК/SCADA систему. Перед подачей ТУ система должна получить сигнал готовности блокировки, который информирует, что логическая цепь управления данным приводом собралась, однако сам разрешающий сигнал еще не подается. Если сигнал блокировки разрешает управлять приводом, то команда ТУ с сервера телемеханики подается на контроллер телемеханики, а тот в свою очередь выдает сигнал ТУ на коммутационный аппарат. Контроллер блокировки принимает сигнал удаленного телеуправления и подает напряжение на реле разрешения ТУ привода на время, достаточное для полного переключения коммутационного аппарата. Схема реализации оперативной блокировки для данной схемы показана на рисунке ниже.

Система оперативной блокировки

Система оперативной блокировки

ТС1, ТС2…ТС6 – реальные телесигналы положения коммутационных аппаратов, а также сигнал готовности привода, который включает в себя последовательное соединение ТС положения переключателя в состоянии «Дистанционное», автомат питания двигателя и общий автомат питания коммутационного аппарата.
ТС7 – виртуальный итоговый сигнал готовности блокировки к управлению коммутационным аппаратом. Сигнал используется в SCADA системе перед подачей сигнала телеуправления. ТС7 равен 1, когда будут равны 1 все ТС в цепи блокировки за исключением сигнала ТУ от телемеханики.
ТС8 – флаг состояния исполнения телеуправления, который используется в цепи блокировки и является последним для подачи напряжения на реле блокировки.

Ручное управление

При отсутствии питания оперативной блокировки на подстанции возможно использовать источник бесперебойного питания для запитки реле блокировки приводов. Переключения производятся вручную. Схема реализации оперативной блокировки для данной схемы показана на рисунке ниже. Алгоритм полностью соответствует «традиционной» блокировке, которая используется для ручных приводов и блокировки ячеек 10/6 кВ. Система оперативной блокировки «отличает» разные способы управления сигналом готовности привода.

Местное управление

При аварийных ситуациях для принудительного оперирования приводом с деблокированием используются шкафы управления на ОРУ, которые находятся на безопасном расстоянии от управляемого разъединителя. Ящик телеуправления заранее опечатывается и используется только в крайних случаях. В щкафу привода переключатель «Местное/Дистанционное» переводится в положение «Местное» и тем самым подает питание двигателя на реле блокировки, что приводит к его деблокированию.

Система оперативной блокировки

Система оперативной блокировки

Структурная схема системы оперативной блокировки

Структурная схема системы оперативной блокировки

Визуализация через Web-интерфейс является неотделимой составной частью исполняемой системы на контроллере под управлением ОС Linux.

Визуализация оперативной блокировки ПС-110 с ОСШ

Визуализация оперативной блокировки через Web-интерфейс

Визуализация оперативной блокировки ПС 110/35/10

Визуализация оперативной блокировки через Web-интерфейс

При нажатии на коммутационный аппарат появляется всплывающее окно с логическими условиями подачи питания на реле ЭМЗ и подсвечиваются коммутационные аппарататы, участвующие в схеме. Логическая схема строится автоматически, что позволяет исключить ошибки как в случае при ее ручном создании.

Визуализация оперативной блокировки ПС 110

Визуализация оперативной блокировки через Web-интерфейс

Система оперативной блокировки размещается в одном или нескольких шкафах напольного или навесного конструктива.

Читайте так же:
Как поставить шкаф на ножки

Типовой размер шкафов 2000х800х600 мм (ВхШхГ) без учета цоколя одностороннего или двухсторннего обслуживания.

В состав шкафа входят:

  • контроллер оперативной блокировки
  • контроллер сбора дискретных сигналов
  • корзина расширения для модулей управления
  • реле управления
  • модули дискретного вводавывода, модуль портов RS485
  • сетевое оборудование (коммутаторы)
  • блоки питания

Опционально в шкаф может устаналиваться оборудование:

  • ключи деблокирования
  • система визуализации на базе промышленного компьютера с ОС Linux и панельного монитора

Шкафы могут поставляться с прописанной на Заводе логикой оперативной блокировки и схемой визуализации.

Отделитель, короткозамыкатель, ЭВ, ВВ

Элегазовый выключатель 110 кВ

Для чего нужен трансформатор собственных нужд и ТТ 110 кВ разобрались. Осталось проработать вопрос с коммутационными аппаратами. Об этом оборудовании поговорим детально в других статьях. Здесь рассмотрим принцип действия:

  1. Короткозамыкатель – это электрооборудование, которое служит для создания искусственного замыкания. Это кратковременно отключает линию до срабатывания автоматического повторного включения (АПВ). В момент бестоковой паузы отключается отделитель, являющийся коммутационным аппаратом.
  2. На современных подстанциях чаще используются элегазовые или вакуумные выключатели 110 киловольт. Это снижает риски отключения из-за несрабатывания АПВ, ускорить процесс, обезопасить работу оперативного персонала.

Часто эксплуатируется старое оборудование, которое ставилось во времена СССР. Но от такой практики постепенно отходят и устанавливают современные коммутационные аппараты.

Принцип работы ТН

Принцип действия трансформатора напряжения аналогичен принципу работы трансформатора тока. Обозначим это еще раз. По первичной обмотке проходит переменный ток, этот ток образует магнитный поток. Магнитный поток пронизывает магнитопровод и обмотки ВН и НН. Если ко вторичной обмотке подключена нагрузка, то по ней начинает течь ток, который возникает из-за действия ЭДС. ЭДС наводится из-за действия магнитного потока. Подбирая разное количество витков первичной и вторичной обмоток можно получить нужное напряжение на выходе. Более подробно это показано в статье про векторную диаграмму трансформатора напряжения.

Если на ТН подавать постоянное напряжение, то ЭДС не создается постоянным магнитным потоком. Поэтому ТНы выпускают на переменное напряжение. Коэффициентом трансформации трансформатора напряжения называют естественно отношение напряжения первичной обмотки к напряжению вторичной и записывают через дробь. Например, 6000/100. Когда приходят молодые студенты, они иногда на вопрос какой коэффициент отвечают 60. Не стоит так делать.

Комплектация трансформаторных подстанций

КТП – достаточно сложный технический агрегат. Для комплектации каждой подстанции используются:

  1. УВН. Это сокращение означает устройства внешнего напряжения, которые используются для подключения к воздушным линиям.
  2. Шкаф распределительного устройства низшего напряжения (РУНН) с автоматическими выключателями. В этих же шкафах расположены шины, различная аппаратура и приборы.
  3. Силовые трансформаторы.
  4. Если в агрегате работает маслонаполненный трансформатор, то в подстанции предусмотрен отсек сброса масла в аварийной ситуации. Наличие такого маслоприемника позволяет не загрязнять окружающую среду.
  5. Устройства управления и защиты.

Дополнительно, по желанию заказчика, КТП могут комплектоваться антивандальной защитой от взлома, сигнализацией (световой или звуковой), усиленной системой вентиляции, приборами учета электроэнергии, другими системами и устройствами.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector