Преимущества применения литий-ионных батарей в СПТ «НИПОМ» для автономных объектов электропитания

Классическое определение системы постоянного тока (СПТ) – электроустановка, бесперебойно обеспечивающая электроприемники постоянным током (напряжением) необходимого качества.

СПТ включает в себя источники постоянного тока, преобразователи, щит постоянного тока с защитно-коммутационной аппаратурой для подключения электроприемников, устройства мониторинга и управления.

СПТ функционально разделяют на:

– децентрализованные – системы с двумя и более гальванически развязанными комплектами источников постоянного тока, обеспечивающих питание отдельных групп электроприемников;

– централизованные – системы с одним комплектом источников постоянного тока на производственном объекте.

В СТО «Газпром» 14-2-1-005-2019 и СТО «Газпром» 14-2-1-006-2019 определены требования по структуре СПТ и к составным частям – секционированию шин ЩПТ с разделением на грязную и чистую зоны с применением шкафов распределения постоянного тока (ШРПТ), аккумуляторным батареям (АБ), выпрямительно-зарядным устройствам (ВЗП), системам контроля изоляции и системам мониторинга состояния коммутационной аппаратуры, мониторинга с регистрацией аварийных процессов и событий, системам удаленного управления и связи с внешними АСУ ТП/АСУ Э, преобразователям постоянного тока и стабилизирующим устройствам.

Можно выделить несколько тенденций развития в построении СПТ, согласно последним СТО «Газпром»:

– отказ от построения схем СПТ с использованием АБ с хвостовыми элементами и переход на применение типовой конфигурации с односекционной АБ и устройством стабилизации напряжения повышающего типа;

– постепенное приведение систем постоянного тока разного уровня напряжения на одном объекте на одну СПТ с питанием отличной по напряжению нагрузки через гальванически развязанный преобразователь напряжения;

– соблюдение определенных требований по организации электропитания автономных объектов линейной части магистральных газопроводов.

Исходя из заданных тенденций развития, «НИПОМ» разрабатывает и применяет в собственных СПТ решения, позволяющие реализовывать перспективные проекты ПАО «Газпром».

В направлении преобразовательной техники для СПТ «НИПОМ» предлагает решения, отработанные в блочно-комплектных энергетических установках (БКЭУ) с питанием от альтернативных и возобновляемых источников электроэнергии. В качестве накопителей электроэнергии – литий-ионные АБ российской разработки и производства («Лиотех», «Тангстоун» и т.п.). Разработанные и применяемые в СПТ «НИПОМ» «менеджеры» позволяют интегрировать в состав комбинированного источника электроснабжения генераторы любого рода тока и уровня напряжения.

В качестве примера можно рассмотреть комбинированный источник электроснабжения на базе СПТ и турбодетандера для организации электропитания автономного объекта.

Рисунок 1. Структурная схема СПТ с автономными источниками питания (АИП) и литий-ионной АБ.

На рисунке представлена упрощенная структурная схема СПТ с основным питанием от турбодетандера и резервным питанием от ГПЭГ/ДЭГ. Возможность организации питания автономных объектов от АИП на базе солнечных панелей или ветрогенератора показано на схеме условно, как одна из потенциальных возможностей.

Применение в качестве основного источника турбодетандера на узлах редуцирования позволяет получать электропитание практически бесплатно за счет использования энергии газа. А применение литий-ионных батарей способствует получению оптимальных технико-экономических характеристик для применения в автономных объектах электропитания.

Основные преимущества применения литий-ионных батарей в качестве накопителей электроэнергии:

– меньший габарит и вес за счет большей энергетической плотности и возможности глубокого разряда до 80%;

– широкий диапазон рабочих температур, правда, в положительном диапазоне от 0°С, что для летнего периода снижает требования по кондиционированию помещения;

– продвинутый мониторинг состояния (система контроля и управления СКУ (BMS) позволяет оперативно получать данные о состоянии отдельных элементов АБ, что особенно актуально для удаленных автономных объектов электропитания.

 Научный потенциал, высокий уровень организации производственных процессов позволяют «НИПОМ» разрабатывать инновационные продукты, отвечающие особым требованиям заказчиков. С учетом политики импортозамещения, как одной из ключевых тенденций развития рынка, компания активно применяет в СПТ компоненты собственной разработки и производства.

Например, запатентованная система мониторинга изоляции МИРС-НТ – устройство для точного измерения сопротивления изоляции фидеров до 999 кОм. Оно позволяет построить систему профилактического обслуживания кабельных трасс, основываясь на снижениях изоляции в межсезонный период, что в свою очередь снижает аварийность объекта. Технические возможности МИРС-НТ:

­– независимость погрешности измерений от величины емкости сети (до 300 мкФ);

– обнаружение фидера с пониженной величиной сопротивления изоляции независимо от длины кабеля;

– малое время измерения во всех режимах – 15 сек.

Еще одной разработкой, применяемой в СПТ, является реле максимального тока микропроцессорное РМТМ-DС с возможностью дистанционного мониторинга и настройки гарантированной селективности срабатывания выключателей всех уровней сети. Функционал устройства снижает риск выхода из строя оборудования, что позволяет экономить заказчикам на ремонте. Технические возможности РМТМ-DС:

– система самодиагностики неисправностей;

– измерение и передача на верхний уровень тока контролируемого присоединения;

– контроль состояния автомата (включен/отключен, аварийно отключен, вкачен/выкачен).

Для оценки технического состояния контактных соединений и корпусов коммутационной аппаратуры «НИПОМ» применяет в СПТ устройство MADIO-Т-НТ. Устройство предназначено для автоматического контроля температуры контактных присоединений и прогнозирования их технического состояния при помощи методов статистического анализа на заданное время упреждения, а также построения тренда изменения температуры.

Оперативный контроль температуры дает возможность быстро отреагировать на нештатную ситуацию и избежать выхода из строя оборудования. Возможен переход к обслуживанию контактных присоединений «по требованию», что приводит к сокращению эксплуатационных затрат.

Качество продукции «НИПОМ» ни в чем не уступает импортным аналогам. Предприятие ежегодно проходит аттестацию, подтверждая соответствие выпускаемого оборудования российским и мировым стандартам надежности и безопасности.

 Опыт реализации компанией «НИПОМ» проектов автономного электроснабжения на базе АИП в вариантах БКЭУ позволяет постоянно совершенствовать системы постоянного тока для организации электропитания автономных объектов линейной части магистральных газопроводов и предлагать заказчику современные, передовые и экономически обоснованные решения.

С 2014 года реализован ряд проектов с применением энергоустановок производства «НИПОМ» на базе ВИЭ. Компания осуществила поставку контейнерной энергоустановки БКЭУ-СМ/ГПЭГ для кранового узла на территории полуострова Крым и модульной энергоустановки БКЭУ-СМ/ГПЭГ для газо-измерительной станции в районе п. Тамань Краснодарского края. Для КРП-16 Московского ЛПУ МГ ООО «Газпром трансгаз Москва» разработана и произведена автономная блочно-комплектная энергетическая установка на базе ветросолнечных модулей (БКЭУ-ВСМ-ДГА). Оборудование успешно прошло опытную эксплуатацию и рекомендовано для применения на объектах ПАО «Газпром» в районах с отсутствующей или неразвитой внешней электросетевой инфраструктурой.