Проектирование РУ, КРУ и КТП локальной генерации
Высоковольтное сопряжение локальной генерации с сетью предприятия: проектирование РУ, КРУ и КТП
Специфика высоковольтной интеграции распределенных энергоисточников
Инженерные вызовы: изменение токов короткого замыкания, селективность и дуговая защита
Проектирование ячеек КРУ и трансформаторных подстанций для объектов распределенной энергетики сопряжено со специфическими электротехническими рисками:
Многократный рост токов короткого замыкания. Подключение синхронных генераторов к сети предприятия резко увеличивает суммарную мощность КЗ в точке общего присоединения. Существующее на заводе коммутационное оборудование, установленное десять-двадцать лет назад, может быть просто не рассчитано на гашение таких токов. В случае аварии старые выключатели не смогут разорвать дугу, что приведет к их взрывному разрушению и полному выгоранию подстанции.
Нарушение селективности релейной защиты (РЗА). Появление локального источника генерации меняет направление и величину аварийных токов при повреждениях на фидерах. Прежние уставки релейной защиты, рассчитанные только на питание от внешней энергосистемы, перестают работать корректно. Это приводит к неселективным срабатываниям, когда из-за банального замыкания на одном мелком станке автоматика полностью обесточивает весь завод или отключает работающие ГПУ.
Риск повреждения оборудования дуговыми замыканиями. Внутренние повреждения в отсеках КРУ, вызванные ошибками персонала или пробоем изоляции, сопровождаются возникновением открытой электрической дуги с температурой до двадцати тысяч градусов. Если система защиты не ликвидирует дугу за сотые доли секунды, металлический шкаф КРУ превращается в расплавленный металл, создавая смертельную угрозу для обслуживающего персонала.
Инженерные рекомендации PromTehSnab по проектированию РУ, КРУ и КТП
Обоснованный выбор вакуумных выключателей для предприятия. В составе КРУ мы применяем исключительно современные вакуумные выключатели ведущих брендов с гарантированным током отключения до тридцати одного и пяти или сорока килоампер. Они обладают колоссальным коммутационным ресурсом, не требуют обслуживания в течение всего срока службы и обеспечивают сверхбыстрое гашение дуги в вакуумной камере, предотвращая разрушение шинных мостов.
Цифровая микропроцессорная РЗА расчет защиты и автоматики. Все проектируемые ячейки распределительных устройств оснащаются интеллектуальными микропроцессорными терминалами РЗА. Наши инженеры проводят комплексный расчет токов короткого замыкания генератора во всех возможных режимах работы сети (изолированном, параллельном, пиковом) и программируют направленные токовые защиты, защиты от обратной мощности и автоматику частотной разгрузки. Это гарантирует стопроцентную селективность: при аварии отключается только поврежденный участок.
Внедрение быстродействующей оптической дуговой защиты. Для предотвращения разрушения ячеек КРУ внутри отсеков монтируются волоконно-оптические датчики, фиксирующие световую вспышку дуги. Оптический сигнал передается на центральный блок РЗА за одну-две миллисекунды, и автоматика мгновенно выдает команду на отключение вводного выключателя, локализуя аварию на начальной стадии.
Рекомендации PromTehSnab для внесения в ТЗ на проектирование высоковольтных узлов
Параметры стойкости к токам короткого замыкания: «Проектируемое распределительное устройство (КРУ/РУ) должно быть рассчитано на номинальное напряжение шесть (десять) киловольт с учетом параллельной работы локальных генераторов ГПУ/ДГУ и внешней сети. Все коммутационные аппараты должны пройти термическую и динамическую проверку на стойкость к токам КЗ. Ток термической стойкости вакуумных выключателей должен составлять не менее тридцати двух килоампер в течение трех секунд».
Требования к системе релейной защиты и дуговой автоматики: «Выполнить терминалы РЗА на базе современных микропроцессорных блоков с поддержкой протокола связи IEC 61850. Предусмотреть организацию направленной максимальной токовой защиты (МТЗ), защиты от несимметричного режима и защиты от перегрузки генераторных фидеров. Шкафы КРУ в обязательном порядке оснастить быстродействующей волоконно-оптической дуговой защитой с временем отключения выключателей не более шестидесяти миллисекунд от момента возникновения дуги».
Конструктивное исполнение подстанций: «Поставляемые комплектные трансформаторные подстанции КТП цена которых включает полную заводскую готовность, должны быть выполнены в блочно-модульном утепленном корпусе (сэндвич-панели не менее ста миллиметров) со встроенными системами вентиляции, обогрева, охранно-пожарной сигнализации и коридорами обслуживания для безопасной работы персонала в любых климатических условиях».