Тема: Техническое и информационное обеспечение перевооружения ПС 220 кВ в части замены ЗРУ-10 кВ

Мероприятия по реконструкции ЗРУ 10 кВ подстанции Белогорская запланированы в инвестиционной программе ПАО «ФСК ЕЭС» на 2020- 2024г.г., утвержденной Приказом Минэнерго России от 27.12.2019г.
На подстанции располагается капитальное здание ОПУ и ЗРУ для которого, в ходе технического перевооружения, предусматривается реконструкция (в объеме демонтажа помещений ЗРУ и мастерской с возведением капитальной наружной стены здания ОПУ и ЗРУ со стороны помещения мастерской), строительство нового кирпичного здания закрытого распределительного устройства (ЗРУ-10 кВ) на месте, освободившемся в результате реконструкции здания ОПУ и ЗРУ (демонтажа помещений мастерской и ЗРУ). Далее по тексту «Здание ОПУ и ЗРУ» будет именоваться «Здание ЗРУ-10 кВ».
Для ВЛ, КЛ, высоковольтного оборудования и других присоединений различного класса напряжения приняты наименования по «Нормальной схеме электрических соединений ПС 220 кВ Белогорская на 2020 год» утверждённой 08.05.2020г.
В магистерской диссертации рассматриваются вопросы реконструкции ПС 220 кВ Белогорская - замена здания ЗРУ-10 кВ - 17 ячеек.
Намечаемый срок окончания реконструкции ПС 220 кВ Белогорская - 2024 г.
ПС 220 кВ Белогорская расположена в г. Белогорск, Амурской области и предназначена для электроснабжения промышленных и городских потребителей Белогорского района по ВЛ 110, 35 и КЛ 10 кВ.
План расположения ПС Белогорская на карте местности изображен на рисунке 1. 
Электрическая подстанция
Белогорская
Энергоснабжение
Амурская область, Белогорск
Рисунок 1 - План расположения ПС Белогорская на карте местности
Технические решения по реконструкции приняты в соответствии с требованиями норм, правил, инструкций и государственных стандартов, действующих на территории Российской Федерации.
В работе предусмотрено:
- реконструкция здания ЗРУ-10 кВ ПС 220 кВ Белогорская с установкой нового здания ЗРУ-10 кВ на месте существующей мастерской, количество ячеек - 28 шт., ЗРУ 10 кВ принято по схеме 10-1 «Одна, секционированная выключателем, система шин» с дополнительным временным питанием от автотрансформатора АТ-2 на время реконструкции [11];
- установка литых изолированных токопроводов 10 кВ для связей между зданием ЗРУ-10 кВ и трансформаторами Т3, Т4;
- установка двух сухих трансформаторов собственных нужд 10/0,4 кВ мощностью 630 кВА взамен существующих ТСН-3, ТСН-4;
- организация заземления, молниезащиты и собственных нужд здания ЗРУ-10 кВ. 

Купить

В ходе технического перевооружения, предусматривается реконструкция существующего здания ОПУ, строительство нового кирпичного здания закрытого распределительного устройства (ЗРУ-10 кВ).
Решения по электротехническому оборудованию.
В здании ЗРУ-10 кВ планируется к установке два ряда шкафов ячеек КРУ-10 кВ с целью организации 1-ой и 2-ой секции шин РУ-10 кВ (с общим количеством 28 шт.) и в следующем составе.
Для эффективного использования, в том числе в целях дистанционного управления (ДУ), а также размещения и использования в релейных отсеках микропроцессорной аппаратуры (МП) РЗА, АСУ ТП, АИИС КУЭ и РАС, предполагается установка новых современных шкафов ячеек 10 кВ с вакуумными выключателями на выкатных элементах, которые позволяют осуществлять диспетчерское телеуправление (ТУ) выключателями, выкатными тележками выключателей и заземляющих ножей. Также предусматривается возможность управления выключателями 10 кВ шкафов ячеек, (кроме местного) с помощью отдельной панели управления на входе в ЗРУ-10 кВ, а также с АРМ оперативного персонала (ОП) при реализации дистанционного управления выключателями.
Решения по кабельному хозяйству.
Электропитание ЗРУ - 10 кВ предполагается выполнить от
трансформаторов Т-3, Т-4 с сохранением дополнительного резервного
питания от АТ-2 до окончания реконструкции ОРУ 220 кВ. Так же предполагается перезавод существующих кабельных линий КЛ-10 кВ потребителей в новое здание ЗРУ-10 кВ, существующие кабели потребителей 10 кВ с бумажно-масляной изоляцией предлагается заменить по всей длине в связи с их устаревшим типом. Необходимо предусмотреть и прокладку дополнительных кабельных коммуникаций в виде кабельных лотков и кабельных каналов по ОРУ ПС 220 кВ Белогорская, а также в здании ОПУ и нового ЗРУ-10 кВ как по существующим, так и вновь проектируемым кабельным эстакадам, и заглублённым коробам.
Решения по собственным нуждам, системам переменного и постоянного тока.
На ПС 220 кВ Белогорская предполагается реконструкция системы электроснабжения собственных нужд с подключением питания ЩСН-1 от ТСН-3(4), а нового ЩСН-2 от ТСН-1(2). ЩСН-1 получает питание непосредственно от ТСН-3(4), минуя шкафы ввода, установленные вблизи ТСН, данные шкафы демонтируются, нагрузки от них переводятся на ЩСН-1. В данной работе электропитание СН ЗРУ-10 кВ предполагается также от ЩСН-1. Также предусматривается перенос места расположения
существующих трансформаторов собственных нужд ТСН-3, ТСН-4 (наименование изменяется на ТСН-1 и ТСН-2 соответственно) с их заменой на трансформаторы с воздушной изоляцией в защитном кожухе с подключением к новому ЗРУ-10 кВ кабелем для обеспечения современных противопожарных расстояний от зданий до маслонаполненного оборудования.
Решения по освещению на подстанции.
Предполагается система освещения нового здания ЗРУ-10 кВ со светодиодными рабочими и аварийными светильниками, а также освещением входов в здание.
Решения по изоляции, защите от перенапряжений, заземлению.
Предполагается подключение ЗУ нового кирпичного здания ЗРУ-10 кВ к существующему ЗУ ПС Белогорская не менее чем в четырёх точках. Также предполагается заземление трасс вновь прокладываемых по ОРУ кабельных линий с подключением к существующему ЗУ.
Решения по установке нового силового оборудования.
В связи с тем, что нагрузка на стороне 10 кВ не возрастает, новое дополнительное силовое оборудование не предусматривается. Однако, для увеличения надёжности электроснабжения потребителей, предусматриваются дополнительные ячейки в ЗРУ-10 кВ для подключения по кольцевой схеме потребителей, не имеющих резерва в данный момент.
Решения по оборудованию и аппаратуре РЗА и ПА.
Состав оборудования защит и автоматики шкафов ячеек ЗРУ-10 кВ выполнить на микроэлектронной базе, по требованиям СТО 56947007-29.240.10.248-2017.
Количество трансформаторов тока и их вторичных цепей должно обеспечивать раздельное подключение средств РЗА, АИИС КУЭ и других измерений. Подключение устройств РЗА к вторичным обмоткам класса «Р» (для вводных ячеек устройства РЗА подключить к разным вторичным обмоткам с целью обеспечения надежности резервирования и точности измерений), измерительных приборов к вторичным обмоткам класса «0,5» и АИИС КУЭ к вторичным обмоткам класса «0,5S».
Оснастить устройства релейной защиты и автоматики с поддержкой стандартных протоколов обмена (МЭК 61850), совместимых с АСУ ТП (ССПИ). Устройства РЗА должны иметь русифицированные интерфейсы и программируемую логику как между различными функциями защиты, управления и контроля, входящими в состав устройств РЗА, так и между этими функциями и внешними устройствами защиты, управления и контроля.
Для предотвращения неправильных действий с разъединителями, заземляющими ножами при переключении, предусмотреть электромагнитную блокировку ЗРУ-10 кВ с интеграцией в существующую систему оперативной блокировки.
Для отключения выключателей 10 кВ от АЧР (ОН) необходимо предусмотреть шинки отключения, с обязательной установкой ключа на всех присоединениях для оперативного вывода АЧР (ОН).
Решения по оборудованию и аппаратуре ССПИ, АСУ ТП, ССПТИ.
В связи с тем, что реализация реконструкции ОРУ 220 кВ предполагается позже данных работ, для ЗРУ-10 кВ предусматривается установка «автономных» шкафов ССПИ в составе шкафа объектных контроллеров и шкафа сетевых интерфейсов (ШСИ) для расширения локальной вычислительной сети (ЛВС) АСУ ТП, а также установка многофункциональных измерительных преобразователей во все шкафы ячеек ЗРУ-10 кВ для организации сбора телеинформации в общеподстанционную АСУ ТП.
Решения по оборудованию и аппаратуре АИИС КУЭ.
На ПС 220 кВ Белогорская предполагается установка счётчиков электроэнергии в шкафах вводных ячеек от «силового» трансформаторного оборудования и по всем фидерам отходящих линий ЗРУ-10 кВ.
Автоматизированные информационно-измерительные системы
коммерческого учета электрической энергии и мощности должны соответствовать требованиям Федерального Закона «Об обеспечении единства измерений». Метрологические характеристики АИИС КУЭ должны подтверждаться Свидетельством об утверждении типа средства измерений на основании проведенных испытаний уполномоченными органами Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (в соответствии с действующими нормативными документами).
Сбор, обработка, хранение и передача информации об электроэнергии на объектах должна осуществляться с помощью метрологически аттестованных, защищенных от несанкционированного доступа и сертифицированных для коммерческих расчетов УСПД.
Структура построения АИИС КУЭ и состав примененных технических средств, должны обеспечивать автоматический информационный обмен на электронном уровне между субъектами в согласованных форматах и в соответствии с техническими требованиями, предусмотренными Договором о присоединении к торговой системе ОРЭ.
Решения по оборудованию и аппаратуре СМиУКЭ.
На ПС 220 кВ Белогорская предполагается установка приборов контроля качества электроэнергии (ПКЭ) в шкафы ячеек вводов 10 кВ от «силового» трансформаторного оборудования с подключением к приборам ПКЭ измерительных цепей ТН-10 кВ для 1 и 2 секции шин ЗРУ-10 кВ.
Решения по оборудованию и аппаратуре систем связи.
В рамках технического перевооружения оборудования ЗРУ-10 кВ ПС 220 кВ Белогорская изменение инфраструктуры оборудования систем связи не планируется.
В рамках реконструкции предусматривается демонтаж шинных аппаратов (выключателей и части ошиновки), установленных на стороне 10 кВ трансформаторов Т-3, Т-4 на открытой части подстанции. Также
предусматривается перенос места расположения существующих трансформаторов собственных нужд ТСН-3, ТСН-4 (наименование изменяется на ТСН-1 и ТСН-2 соответственно) с их заменой на трансформаторы с воздушной изоляцией в защитном кожухе с подключением к новому ЗРУ-10 кВ кабелем. Решение о замене существующих масляных трансформаторов аналогами с воздушной изоляцией принято на основании необходимости соблюдения современных норм противопожарной безопасности.
Выполнен расчет нагрузок от вновь устанавливаемых ЭП собственных нужд. С учётом отключения нагрузок демонтируемого ЗРУ-10 кВ и мастерской РЗА, увеличение нагрузки на систему собственных нужд составит 30,7 кВт. Таким образом, после реконструкции, нагрузка на оставшийся в работе ТСН-3 или 4 составит 233,6 кВт, а загрузка 37%, увеличение мощности трансформаторов собственных нужд не требуется.
Реконструкция системы электроснабжения собственных нужд в следующем объёме:
- строительство нового здания ОПУ-2 с собственным ЩСН-2, который будет получать питание от ТСН-1,2, которые, в свою очередь, получают питание от АТ-1,2;
- существующий ЩСН-1 предполагается оставить в существующем ОПУ-1, часть нагрузок при этом переводится на ЩСН-2.
Оборудование 10 кВ выбрано по номинальному напряжению присоединений, максимальному длительному току, по отключающей способности и стойкости к токам короткого замыкания, учтена температура наружного воздуха, степень загрязнения атмосферы и сейсмичность площадки.
Ошиновка выбрана по максимальному длительному току присоединений, по стойкости к токам трехфазного короткого замыкания.
При выборе оборудования и ошиновки учтены нормальные эксплуатационные, аварийные режимы, а также перегрузочная способность оборудования.
При выборе трансформаторов собственных нужд учитывалась в том числе возможность параллельной работы с остающимся в эксплуатации ТСН-
2.
Произведен выбор автоматических выключателей в сети СН по номинальным параметрам, выполнена проверка на термическую и динамическую стойкость в соответствии со значениями токов короткого замыкания. Выбранные автоматические выключатели обеспечивают требования по селективности при срабатывании .
В соответствии с СТО все кабели 0,4 кВ предусмотрены с изоляцией, не распространяющей горение, с индексом «нг(А)- FRLS».
Внутреннее освещение помещений здания ЗРУ-10 кВ выполнено светильниками с энергосберегающими светодиодными лампами. Исполнение осветительных приборов принято с учетом их светораспределения, условий эксплуатации, высоты установки освещаемого оборудования и обеспечения нормируемой освещенности на рабочих местах 200 лк. Расчет освещения ПС выполнен в программном комплексе DIALux.
Существующая АБ не требует замены, так как нагрузка на СОПТ в ЗРУ- 10 кВ не увеличится (существующее оборудование на электромеханических реле меняется на современное микропроцессорное). Выбранные новые кабели до ячеек ввода для питания РЗА и ССПИ были проверены по потери напряжения, которая составила 1,5%.
Релейную защиту и автоматику в ЗРУ-10 кВ предлагается предусмотреть на микропроцессорных устройствах.
В одном микропроцессорном терминале наряду с функциями РЗА возможно выполнение дополнительных функций (функций осциллографа, регистрация событий, изменение групп уставок и др.), а также вывода из МП РЗА необходимого объема информации для анализа правильного действия РЗА и для создания координированных систем контроля и управления или использования в АСУ ТП.
Несомненным достоинством микропроцессорных устройств являются низкие значения потребляемой мощности по цепям переменного тока и напряжения, что обуславливает снижение нагрузки на измерительные трансформаторы и повышение точности их работы.
В работе были определены реализуемые функции терминалами вводов, секционного выключателя, терминалами КЛ 10 кВ, терминалами линий к ТСН, на секциях шин 10 кВ.
Распределение устройств РЗА по ТТ и ТН производилось с учетом необходимости разнесения основных и резервных защит по разным кернам трансформаторов тока.
Произведен расчет нагрузки вторичных обмоток измерительного трансформатора напряжения и выбраны сечения жил кабелей во вторичных цепях. Для трансформаторов тока так же были определены мощности обмоток и сечения жил кабелей для цепей измерения.
В работе предусмотрено расширение ССПИ для сбора информации и управления оборудованием проектируемого ЗРУ 10 кВ. Данная система ССПИ будет входить в состав проектируемой АСУ ТП. Определен состав контролируемого и управляемого основного электротехнического оборудования на ЗРУ 10 кВ, в него входят: КЛ 10 кВ; выключатель, тележка ячейки 10 кВ; ЗН 10 кВ; ТН-10 кВ; секционный разъединитель.
В проектируемой ССПИ выделены полевой уровень, уровень присоединения, подстанционый уровень.
К полевому уровню относятся:
- многофункциональные измерительные преобразователи.
К уровню присоединения относятся:
- контроллеры присоединений.
Подстанционный уровень образуют устройства концентрации, обработки и передачи информации.
Определены технические решения по размещению аппаратуры ССПИ и условия ее эксплуатации. ССПИ ЗРУ 10 кВ будет включать в себя шкаф контроллеров присоединений 10 кВ и шкаф ЛВС.
Питание устройств ССПИ будет организовано от ЩПТ первой и второй секции.
Предусматривается установка устройств АВР в устанавливаемые шкафы АСУ ТП.
Разработаны решения по составу информации, объему и способам ее организации.
Проведена предварительная оценка количества входных и выходных сигналов ССПИ (аналоговых, дискретных и сигналов телеуправления).
Определены основные требования по передаче информации.

Купить