РЗА 2008. 030.ЭКРА 002.НОВЫЕ РАЗРАБОТКИ ШКАФОВ ЗАЩИТ - НОВЫЕ РАЗРАБОТКИ ШКАФОВ ЗАЩИТ И АВТОМАТИКИ СТАНЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА НПП «ЭКРА»

На НПП «ЭКРА» с самого начала образова¬ния в 1991 году, был взят курс на разработку оборудования РЗА нового поколения. Мы стали первыми в России разработчи¬ками и производителями микропроцессор¬ных комплексов защит генераторов и блоков генератор-трансформатор мощностью до 1200 МВт. По объему поставок таких устройств мы занимаем лидирующие позиции.
Программой развития электроэнер¬гетики до 2020 года в атомной энергетике планируется ввести в эксплуатацию в общей сложности 32,3 ГВт установленной мощности АЭС. Учитывая богатый накопленный опыт поставки шкафов РЗА для объектов электроэнергетики России и зарубежья, ООО НПП «ЭКРА» приняло решение о разработке шкафов релейной защиты для АЭС, удовлетворяющих повышенным требованиям по надежности и безопасности. В настоящее время защиты подстанционного оборудования уже установлены на Балаковской, Кольской, Ростовской и Смоленской АЭС. Для защиты станционного оборудования разрабатываются шкафы типа ШЭ111хА.
ООО «НПП «ЭКРА» представляет серию микропроцессорных шкафов защит и автоматики станционного оборудования типа ШЭ111Х (рис.1) для применения в качестве комплексной системы защит генераторов и блоков генератор-трансформатор гидростанций (ГЭС, ГАЭС) и тепловых станций (ТЭЦ, ГТУ, ПГУ, ГРЭС, АЭС), а также для реализации устройств управления и автоматизации.

Релейная защита станционного оборудования

Шкафы типов ШЭ1110, ШЭ1110М, ШЭ1111, ШЭ1112, ШЭ1113 предназначены для использования в качестве комплексной системы защит станционного оборудования: генераторов мощностью до 160 МВт работающих на сборные шины, трансформаторов и ав¬тотрансформаторов, блоков генератор-трансформатор мощностью до 1200 МВт. Для газотурбинных установок используются специальные защиты в режиме тиристорного пуска. Для ГАЭС предусмотрены защиты при работе в генераторном или двигательном режимах и при тиристорном пуске с применением частотно-независимых защит.
Комплекс защит выполняется в виде двух взаиморезервируемых автономных систем защит, для которых должны предусматриваться индивидуальные измерительные трансформаторы, отдельные цепи по постоянному оперативному току и отдельные цепи воздействия во внешние схемы. 
Блочная конструкция цифрового терминала, встроенного в шкаф, позволяет адаптировать систему защиты к главной электрической схеме станций в зависимости от объема защищаемого оборудования и различных режимов его работы. 
Шкафы защит выполняются по индивидуальному проекту на основе требований Заказчика, ПУЭ, заводов изготовителей основного оборудования и с учетом привязки к конкретному объекту. Защиты комплекса выбираются из библиотеки (порядка 50-ти защит), состав защит определяется проектом. Ряд защит (несколько типов защит от замыкания на землю обмотки статора генератора, защита для гидрогенераторов от асинхронного режима без потери возбуждения и т.д.) не имеет западных аналогов.
Логика взаимодействия функций защит определяется требованиями Заказчика и программно конфигурируется.

Защиты генераторов и блоков на АЭС. Совместно с ОАО «Нижегородская инжиниринговая компания “АТОМЭНЕРГОПРОЕКТ» (ОАО «НИАЭП») был выполнен проект и осуществляется поставка шкафов релейной защиты блока №2 Ростовской АЭС. Комплекс защит реализован в виде двух взаиморезервируемых автономных систем защит для каждого объекта энергоблока: генератора мощностью 1000 МВт, двух блочных трансформаторов мощностью по 630 МВа, двух рабочих ТСН мощностью по 63 МВа, двух резервных ТСН мощностью по 63 МВа, рабочих и резервных вводов на секции. Шкафы будут оборудованы АРМ персонала службы РЗА и оперативного персонала станции, а также интегрированы в информационно-вычислительную сеть (ИВС) АЭС через шлюз обмена информацией, функционирующий под OS с ядром Linux.
Также начаты проектные работы по РЗА блоков генератор-трансформатор для Нововоронежской АЭС, Кольской АЭС, Ленинградской АЭС-2 (типовой проект АЭС-2006), Курской АЭС. 
В последнее время на атомных станциях с целью предотвращения ложных срабатываний, приводящих из-за недовыработки электроэнергии к большим финансовым потерям, поднимается вопрос о применении в проектах РЗА блоков генератор-трансформатор мажоритарного принципа формирования выходного сигнала на отключение. НПП «ЭКРА» может предложить следующий вариант: изготавливаются три одинаковых шкафа защищаемого объекта (например, генератора), включающие все необходимые защиты, и контактами объединяются по мажоритарному принципу (2 из 3) внешней схемой. Внешняя схема выполняется в отдельном шкафу (панели) и, при необходимости, с помощью специальных разъемов может быть преобразована из мажоритарной схемы в дублированную.

Защиты статора от замыкания на землю. Повреждение изоляции обмотки статора является одним из наиболее частых видов повреждения генераторов. В связи с многообразием первичных схем подключения генераторов возникает задача выбора способа выполнения защиты статора от замыканий на землю (з.з.). На рис.2 показаны защиты от замыканий на землю в обмотке статора, выпускаемые фирмой «ЭКРА» (рис.2) в составе комплекса микропроцессорной защиты генератора в шкафах ШЭ1110 - ШЭ1113. Более подробно принципы действия защит описаны в [1].


Рис.2. Виды защит статора генератора от замыканий на землю

В Российской электроэнергетике довольно широко распространены схемы тепловых электрических станций, в которых генераторы работают непосредственно на распределительную сеть, а также схемы энергоблоков гидроэлектростанций, в которых несколько генераторов включены параллельно к одной обмотке низкого напряжения трансформатора. В подавляющем большинстве случаев в таких схемах применяется компенсация емкостного тока замыкания на землю.
Защита от замыканий на землю в обмотке статора генератора в упомянутых схемах, во-первых, должна удовлетворять нормативному требованию – отсутствие зоны нечувствительности вблизи нейтрали и, во-вторых, должна обладать свойством избирательности по отношению к поврежденному генератору. При этом свойство избирательности должно обеспечиваться как при устойчивых, так и при перемежающихся дуговых замыканиях. Принципиально решение задачи может быть достигнуто путем наложения на сеть вспомогательного сигнала [2].

Устройства управления и автоматизации

На базе терминала защит станционного оборудования выполняются разработки по направлениям устройств управления и автоматизации:
• Шкаф управления выключателями генератора, ТСН и РТСН.
• Система автоматического управления трансформаторными группами (САУ-ТГ).
• Автоматика пожаротушения трансформаторов и генераторов.

В состав шкафа управления генераторным выключателем входят следующие функции:
• Логика включения и отключения;
• Блокировка от многократных включений; 
• Блокировка от несинхронных включений (контроль синхронизма); 
• Защита соленоидов;
• Блокировка соленоида включения; 
• Счетчик числа включений и отключений выключателя; 
• Расчет ресурса выключателя.

Система автоматического управления трансформаторными группами. 
Нормальный режим работы ТГ обеспечивается путем соблюдения температурных и нагрузочных режимов; поддержания уровня напряжения в допустимых пределах; соблюдения норм на качество масла и параметров изоляции; содержания в исправном состоянии устройств охлаждения, защиты масла, изоляции вводов и т.д.
Для сохранения нормального режима работы трансформаторов трансформаторной группы предназначен комплекс САУ-ТГ, выполняющий следующие основные функции:
• прием первичной информации от технологических датчиков;
• отображение на видеограммах состояния параметров контролируемой ТГ;
• фиксация, отображение и хранение в базе данных информации рабочего и аварийного режимов;
• формирование управляющих воздействий на отключение ТГ; 
• ведение архивов и оперативных журналов.
Для повышения надежности комплекса САУ-ТГ, последний включает в себя несколько терминалов с комплектом модулей ввода/вывода. Каждый терминал работает как функционально законченная подсистема.

Автоматика пожаротушения трансформаторов и генераторов.
Устройство предназначено для автоматизации пожаротушения трансформаторов и генераторов и содержит:
• цепи приема и пуска пожаротушения трансформаторов, генераторов и другого электротехнического оборудования;
• цепи включения и отключения рабочих и резервных насосов, открытия и закрытия задвижек и вентилей;
• сигнализация состояний различных датчиков.

Создание АРМ и интеграция в АСУ ТП различных производителей

Автоматизированные рабочие места (АРМ) выполняются на базе комплекса программ EKRASMS-SP и оборудования построения локальных сетей передачи данных. Аппаратные средства организации АРМ представляют собой различные преобразователи сигналов для передачи информации по требуемым физическим линиям связи.
Основные возможности комплекса программ EKRASMS-SP:
• Создание АРМ персонала службы РЗА и оперативного персонала электростанции;
• Интеграция с АСУ ТП верхнего уровня, осуществляемая следующими способами:
- по протоколу ОРС;
- по протоколу Modbus/RTU на агрегатном уровне;
- через «шлюз обмена информацией с ИВС», функционирующий под OS с ядром Linux.
• Автоматическое создание и ведение архива зарегистрированных терминалами событий;
• Программно-аппаратная синхронизация времени терминалов.

Гарантия качества

Система менеджмента качества пред¬приятия сертифицирована на соответствие стандарту DIN EN ISO 9001:2000 и распро¬страняется на проектирование, разработку, производство, поставку и наладку устройств релейной защиты, автоматики и систем уп¬равления.
Предприятие имеет лицензии на констру¬ирование и изготовление оборудования для атомных станций. Технические условия на выпуск продукции по 4 и 3 классам безопасности согласованы с Росатомнадзором. 
Комплексные защиты станционного оборудования находятся в эксплуатации на 82 электростанциях (19 гидроэлектростанций и 63 теплоэлектростанции), в том числе на 17 электростанциях ближнего и дальнего зарубежья. Среди них такие значимые для страны объ¬екты как Саяно-Шушенская, Жигулевская и Бурейская ГЭС, Северо-Западная ТЭЦ, Кали¬нинградская ТЭЦ-2, Сочинская ТЭС, ГТУ-ТЭЦ «Луч» и Ивановские ПГУ, Костромская ГРЭС, Экибастузская ГРЭС и др. Всего за период с 1998 г. по май 2008 г. поставлено 348 шкафов микропроцессорных устройств РЗА станционного оборудования на 271 объект общей мощностью порядка 43000 МВА.


Литература
1. А.В. Доронин, А.М.Наумов. Особенности применения защит от замыканий на землю обмотки статора генератора – Энергетик, 2007, №3, с.32-34
2. Р.А. Вайнштейн, С.М. Юдин, А.В.Доронин, А.М.Наумов, В.А.Наумов. Защита от замыканий на землю обмотки статора генераторов, работающих на общие шины – Материалы СИГРЭ, 10-12 сентября, 2007.

подписка на новости
 
информационные спонсоры и партнёры ГК ЭВР
 
сотрудничество
 
ВСЕ ПРАВА ЗАЩИЩЕНЫ © 2003—2011 ГК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ВЫСТАВКИ РОССИИ