Широкие возможности систем постоянного тока

Источник: научно-справочное издание «Новости Электротехники» / раздел «НОВОСТИ», 13.07.2016


Россети»14 июля в Санкт-Петербурге состоялся очередной Корпоративный презентационный день МРСК Северо-Запада (дочерняя компания ПАО «Россети»), который собрал около 80 участников. Среди них сотрудники электросетевой компании из всех регионов присутствия, представители заводов-изготовителей оборудования, разработчики и проектировщики.

Мероприятие выступило площадкой для поиска решений в вопросах повышения эффективности и надежности систем постоянного и переменного оперативного тока (СОПТ). В центре внимания всех участников мероприятия оказалось обсуждение возможностей оптимизации затрат, а именно – замена дорого импортного оборудования надежным и более выгодным по цене отечественным.

«Сегодняшняя тема чрезвычайно актуальна для электросетевого комплекса. Речь идет о надежности и живучести основного элемента нашей сети – подстанций, – открывая конференцию, отметил первый заместитель генерального директора – главный инженер МРСК Северо-Запада Игорь Кузьмин. –  Подстанционное оборудование должно быть защищено от всех видов воздействия: коротких замыканий, неблагоприятных погодных явлений. Чтобы оперативно локализовать поврежденный участок и потребители не почувствовали на себе никаких последствий, должна сработать релейная защита и автоматика. Именно система постоянного и переменного оперативного тока в столь критичный для работы оборудования момент призвана обеспечить питанием автоматику. Неслучайно такие системы называют сердцем подстанции».

В связи с тем, что целью проведения мероприятия является поддержка, развитие и внедрение на объектах электросетевого комплекса инновационных конкурентоспособных идей, выступление руководителя лаборатории силовой полупроводниковой техники НИПОМ Владимира Орлова вызвало большой интерес у присутствующих специалистов.

«Одной из характерных особенностей систем постоянного тока является наличие на шинах аккумуляторных батарей (АБ) напряжения, значительно превышающего величину номинального напряжения системы при проведении ускоренного и уравнительного зарядов АБ. Наиболее простым способом обеспечения номинальной величины напряжения на нагрузке является подключение балластного сопротивления последовательно с нагрузкой. Но данное решение обладает рядом существенных недостатков:

• используемые с этой целью гасящие диоды устанавливаются на радиаторе, обдуваемом вентиляторами для отвода выделяющегося тепла; 
• поддержание постоянства напряжения на нагрузке при изменении уровня напряжения заряда АБ или тока потребления (сопротивления) нагрузки требует соответствующего изменения числа диодов в цепи и, следовательно, использования дополнительной управляемой по напряжению коммутационной аппаратуры;
• конструкция гасящего блока требует значительного пространства для своего размещения в щите постоянного тока (ЩПТ), увеличивая его габаритные размеры;
• возникают непроизводительные потери электроэнергии;
• появляется необходимость в дополнительных временных и трудовых ресурсах на монтаж ЩПТ, усложняется его обслуживание.

Для исключения вышеперечисленных недостатков во многих проектных институтах разных направлений энергетики применяют схемы с применением стабилизатора повышающего типа, при этом не позволяющего стабилизировать напряжение при ускоренных зарядах аккумуляторной батареи (АБ); не имеющего возможности для проведения циклов разряда-заряда и теста емкости АБ; автоматически не контролирующего целостности и состояния АБ. Для питания потребителей стабилизированным напряжением с учетом вышеперечисленных недостатков стабилизаторов повышающего типа специалистами научно-технического центра НИПОМ был разработан и запатентован стабилизатор напряжения повышающего и понижающего типа (УСН-НТ)».

Особое  внимание  Владимир Орлов в  своем  докладе  уделил  новой  разработке компании  –  менеджеру   АБ – инновационному решению НИПОМ, не имеющему прямых аналогов и по техническим возможностям превосходящее существующие решения.

«Схемы построения систем постоянного тока с применением стабилизатора повышающего и понижающего типа имеют ряд преимуществ, однако, специалистами научно-технического центра компании было разработано универсальное устройство  для автоматического обслуживания АБ во всех режимах заряда-разряда с функцией бесперебойного питания потребителей постоянного тока – Менеджер АБ. Менеджер АБ решает вышеперечисленные задачи путем его установки в цепь аккумуляторной батареи. Устройство представляет собой двунаправленный DC/DC преобразователь повышающего/понижающего типа с возможностью как заряда, так и разряда аккумуляторной батареи. Это дает возможность избавиться в выпрямителе от функции заряда/подзаряда, т.е. получить чисто выпрямитель с быстрым временем реакции на изменение нагрузки.

Менеджер АБ обеспечивает низкие потери и более высокую надежность бларя работе в нормальном режиме на подзаряд АБ; реализацию полного обслуживания АБ (все режимы заряда, контроль разряда, контроль целостности, периодичность обслуживания, контроля каждой банки АБ и другие); стабилизацию напряжения на нагрузке на уровне заданного в режиме разряда АБ до 1,7 В/эл.; гарантированное обеспечение селективности защит при применении автоматических выключателей взамен предохранителей (ограничение выходного тока); способность работать с любым типом АБ; функцию защиты АБ от глубокого разряда. Менеджер АБ также нашел широкое применение в альтернативной энергетике (применяется в блочно-комплектных энергоустановках БКЭУ производства ОАО «НИПОМ»). Менеджер АБ успешно прошел все испытания и опытно-промышленную эксплуатацию, получен патент на данное устройство».

Разработки компании «НИПОМ» позволят МРСК Северо-Запада максимально защитить подстанционное оборудование, а значит, и потребителей от последствий нештатных ситуаций в электрических сетях. Внедрение эффективных решений позволит минимизировать экономические издержки, что в свою очередь, позволит эффективнее использовать средства, заложенные в тариф на передачу электроэнергии.

Статья о мероприятии в электронной версии журнала «Новости электротехники»