Инновации в проектировании и производстве современных
Статьи

Инновации в проектировании и производстве современных мобильных модульных подстанций.

Модульные технологии на базе элегазового оборудования
Модульные технологии на базе элегазового оборудования
Попов Виктор Николаевич
главный конструктор ООО «ПитерЭнергоМаш»
кандидат технических наук.

Современные технологические возможности индустрии электроэнергетики в части элементной базы позволяют производить мобильные модульные подстанции (ММПС) классом напряжения до 220 кВ и мощностью единичного трансформатора до 40 МВА. Основными ограничениями создания более мощных систем являются габаритные размеры и вес изделия. Сама концепция ММПС подразумевает возможность их транспортировки по дорогам общего пользования с минимальными трудозатратами, что налагает ряд ограничений: размер одного модуля с тягачом не более 20 метров в длину, 4 метров в высоту и 3 метров в ширину. Для транспортировки более крупного оборудования требуются специальные согласования. Однако современные технологии не стоят на месте и при необходимости возможно создание мобильных систем большей мощности при тех же габаритах.

Компания «ПитерЭнергоМаш» ведет разработки изделий на базе силовых трансформаторов больших мощностей с элегазовой (SF6) изоляцией. Кроме того, внедрение современных комплектных распределительных высоковольтных устройств с элегазовой изоляцией позволило, например, разместить полную схему №110-5Н (в соответствии со стандартом ОАО «ФСК ЕЭС» 56947007-29.240.30.010-2008) в габаритах одного блок модуля. Конструкторы ООО «ПитерЭнергоМаш» не без основания считают, что мобильная элекроэнергетика будет развиваться именно за счет элегазовых технологий.

Еще один вектор в развитии энергетики, и в том числе ММПС, — внедрение цифровых технологий на базе стандартов МЭК 61850 и протокола передачи данных MMS в соответствии со стандартами ИСО/МЭК 9506 и ИСО/МЭК 8802-3. На аппаратном уровне концепция цифровой инфраструктуры базируется на контроллерах и блоках ввода-вывода, поддерживающих протоколы передачи данных по МЭК 61850 6, 7-1, 7-2, 7-3, 7-4, 8-1 ed.2 (MMS, GOOSE), а также Modbus-RTU и Modbus-TCP. Это касается всех систем, начиная с систем собственных нужд, оперативного постоянного тока, релейной защиты и заканчивая системами телемеханизации и учета. Наиболее сложными с точки зрения реализации в концепции цифровой ММПС являются системы релейной защиты и автоматики (РЗиА), автоматизированная система контроля и управления (АСКУ), системы телемеханики и связи (ТМиС), а так же система учета электроэнергии (АСКУЭ).

РЗА. Реализация систем цифровой релейной защиты и автоматизации стала возможной в результате кооперации ООО «ПитерЭнергоМаш» с компанией «Механотроника». В частности были применены новые терминалы типа БМРЗ-152 и БМРЗ-153, поддерживающие все требуемые протоколы, включая протоколы синхронизации времени SNTP, PTPv1, TSIP, NMEA.

stati

АСКУ. Для организации этой системы потребовалось внедрить двухшлюзовую связь с диспетчерскими пунктами по протоколам Modbus TCP/IP, IEC 60870-5-101 и IEC 60870-5-104. Система АСКУ ПС строится как единая, интегрированная, иерархическая, распределенная человеко-машинная система, работающая в темпе протекания технологического процесса, оснащенная средствами сбора, обработки, регистрации и передачи информации. АСКУ обеспечивает автоматизированное управление технологическими процессами в нормальных, переходных и аварийных режимах оборудования подстанции, повышает надежность систем управления, снижает риски аварий, увеличивает экономическую эффективность работы оборудования, сокращает затраты на диагностику, обслуживание и ремонт.

АСКУЭ. Система учета электроэнергии реализована на базе интеллектуальных счетчиков электроэнергии серии ION7550 / ION7650. Основным контроллером осуществляющим сбор и передачу телеметрии со счетчиков был выбран ARIS CS-L. Основным интерфейсом ввод/вывода информации о состоянии ММПС является центральный монитор на базе SCADA, на котором графически отображается состояние основных узлов ММПС, имеется возможность оперирования всеми системами. Кроме того, может быть реализована связь и параллельная работа с диспетчерским центром.

Зачем вообще внедрять цифровые технологии, ведь это увеличит стоимость оборудования, усложнит его эксплуатацию и повысит, на первый взгляд, стоимость его использования? Однако это не так. Внедрение современных аппаратных комплексов, позволяет сделать системы саморегулирующимися, что означает возможность их автоматического восстановления после аварийного события. Системы постоянно сравнивают телеметрическую информацию, поступающую от ММПС, эталонным образцом сигналов, проводят анализ неисправности и передают оператору рекомендации по необходимому ремонту и/или замене узлов.

Сегодня для энергетики России по-прежнему актуальны проблемы стремительного устаревания существующих подстанций, что приводит к повышению потерь, перебоям и т. д., а также недостаточных темпов строительства новых сетей, что затрудняет развитие экономики. Полноценным решением этих проблем могут стать ММПС. Они сочетают в себе все возможности и надежность традиционных трансформаторных подстанций, но в то же время не требуют такого объема строительно-монтажных работ, занимают меньшие площади и могут производиться серийно. Современные ММПС – это синтез новейших систем и технологий, реальное звено сетей будущего.