Российская энергетика нуждается в универсальных решениях, соответствующих международным стандартам и собственным требованиям эффективности, надежности и безопасности, подтвержденных многолетним опытом. Задача отечественных производственных и инжиниринговых компаний — предложить решения, готовые к внедрению в короткие сроки и к эксплуатации в сложных условиях.
ООО «ЭТМ-Росэнергосистемы» — одна из крупнейших российских инжиниринговых электротехнических компаний. В ее составе 10 представительств на территории РФ и 5 производственных площадок, которые располагают собственными техническими базами и оснащены современным оборудованием от ведущих мировых поставщиков. Ее продукция соответствует требованиям крупнейших российских предприятий промышленности, электроэнергетики, железнодорожного транспорта, строительной индустрии, и международным стандартам качества. Компания является сертифицированным проектировщиком и изготовителем НКУ типа Prisma Plus и с 2002 года входит в Golden Club Prisma, объединении сертифицированных российских партнеров компании Schneider Electric. Цель партнерства — организация производства в полном соответствии с европейскими технологиями и требованиями, в результате чего достигается высокое качество сборки НКУ, подтвержденное Schneider Electric.
Простая интеграция
Все эти характеристики полностью применимы к щитам собственных нужд (ЩСН) типа PRISMA PLUS P напряжением 0,4 кВ переменного тока с номинальным током до 3150А. ЩСН типа PRISMA PLUS P предназначены для применения на объектах ФСК ЕЭС, на электрических подстанциях напряжением 35/110/220/330/500/750кВ, на объектах теплоэнергетики, в качестве распределительного устройства низкого напряжения во всех отраслях промышленности. ЩСН по ТУ 3434-70650292-2010 разработаны в соответствии с общими техническими требованиями ОАО «ФСК ЕЭС» и ОАО «Холдинг МРСК». В 2011 году ЩСН прошли процедуру аттестации и допущены к применению на объектах ОАО «ФСК ЕЭС».
Отличительной особенностью ЩСН типа PRISMA PLUS P по ТУ 3434-70650292-2010, оснащенных современными средствами микропроцессорной техники, является их способность интегрироваться в АСУТП без дополнительного устройства связи с объектом (УСО).
Так, традиционно дискретные и аналоговые сигналы, формируемые в ЩСН, при выпуске с завода-изготовителя выведены на клеммники. После установки щита на объекте производится его доработка с целью включения в общую систему управления, при этом многочисленные линии связи с устройствами ввода/вывода АСУТП принципиально изменяют характеристики ЩСН в части электромагнитной совместимости. Новые возможности ЩСН, разработанных для применения на объектах ФСК ЕЭС и готовых к немедленной интеграции в систему АСУТП, обусловлены применением промышленного контроллера Modicon М340 и сенсорной панели управления Magelis производства компании Schneider Electric.
Предлагаемое решение позволяет решить следующие задачи
- реализовать устройство АВР с программной настройкой параметров алгоритма управления;
- обеспечить как местное, со щита, так и дистанционное, от АСУТП, управление ЩСН (в последнем случае алгоритм переключения аппаратов задается верхним уровнем управления);
- передавать по каналам связи в АСУТП дискретную информацию о состоянии всех выключателей щита: «включен/отключен», «сработал расцепитель»; «вкачен/тестирование/ выкачен», «готовность к включению»;
- передавать информацию о состоянии органов управления ЩСН, сигналы самодиагностики;
- принимать от АСУТП по каналам связи сигналы управлении на включение/отключение аппаратов ввода и, при необходимости, аппаратов отходящих линий;
- реализовать дополнительные виды защит: от однофазных замыканий на землю, по температуре обмоток силового трансформатора и др.
Сенсорная панель оператора служит для отображения состояния схемы, для включения и отключения выключателей, при диагностике ЩСН и для программирования параметров алгоритма работы АВР.
Разработанная система может быть запрограммирована на реализацию любых алгоритмов работы АВР с организацией необходимых блокировок при сохранении общей концепции в части визуализации состояния объекта, ввода параметров, диагностики аппаратуры и организации связи с АСУТП.
Применение в ЩСН типа Prisma Plus P промышленной сети Modbus RS485 (протокол RTU), на которую установлены аппараты, оснащенные опцией Modbus, позволяет осуществлять успешную интеграцию с промышленными компьютерами любых типов. Предлагаемое решение системы управления ЩСН предусматривает, что вся дискретная информация концентрируется в контроллере М340 и считывается верхним уровнем АСУТП по интерфейсу RS-485 в виде таблиц состояний практически без ограничений по объему передаваемой информации. Никаких дополнительных устройств, кроме коммуникационного интерфейса, например Modbus (RS485)/последовательный порт (RS232C), не требуется.
Для целей телеизмерений в ЩСН применяются многофункциональные приборы типа PM710/810 Schneider Electric или нормирующие преобразователи тока и напряжения, которые подключаются к блоку АЦП контроллера М340.
Применение соответствующих версий выключателей Masterpact NT/NW и Compact NSX позволяет получить всеобъемлющую информацию о параметрах питающей сети и нагрузки. В частности, оно создает возможность измерения величины напряжения, протекающего тока, частоты, потребляемой мощности, позволяет определить тип повреждения сети.
Управление без помех
Перечисленные выше возможности и характеристики требуют разумного и взвешенного определения требований к объему передаваемой в АСУТП информации. Во-первых, дополнительные возможности значительно увеличивают стоимость аппаратных средств, во- вторых, передача дополнительного объема информации уменьшает пропускную способность канала связи. Кроме того, стоит учитывать, что физический уровень RS485 позволяет присоединить к шине ограниченное количество ведомых устройства, таких, как расцепители автоматических выключателей, шасси выкатных аппаратов, измерительные приборы и сам контроллер М340.
Разработанная конфигурация системы предполагает, что управление аппаратами может выполняться двумя путями
- непосредственно от сети Modbus с воздействием на включающие и отключающие устройства (при этом используются расцепители с функцией COM);
- через контроллер нижнего уровня, в данном случае — Modicon М340, путем передачи команд управления на включение/отключения аппарата.
В щите собственных нужд типа Prisma Plus P использован ряд решений, направленных на повышение его надежности и удобства обслуживания
- состояние аппаратов (включен/отключен/авария) отражается на панели оператора в виде мнемосхемы. В то же время имеется традиционная световая сигнализация;
- контакты аппаратов, которые связаны с модулем дискретных вводов контроллера М340, объединены в функциональные группы, при этом каждая группа питается от своего источника 24В постоянного тока. Цель данного решения — увеличение надежности и помехоустойчивости системы;
- для питания цепей приводов выключателей и цепей управления использованы разные источники. Так как эти цепи полностью гальванически развязаны, то нет принципиальной разницы, каким напряжением, постоянного или переменного тока, питается привод выключателя.
Если питание вторичных цепей ЩСН производится от источника переменного тока, то в эту цепь устанавливается источник бесперебойного питания (ИБП). Это значительно увеличивает надежность работы системы, упрощает наладку ЩСН при запуске в эксплуатацию.
Соответствуем стандартам
Щиты собственных нужд типа PRISMA PLUS P напряжением 0,4кВ по ТУ 3434-70650292-2010 могут изготавливаться на номинальный ток до 3150А и соответствуют группе эксплуатации М39, устойчивы при сейсмических воздействиях интенсивностью до 9 баллов по шкале MSK-64 при высотной установке до 20м выше уровня земли.
В соответствии с требованиями ОАО «ФСК ЕЭС» ЩСН были подвергнуты всесторонним испытаниям на предмет подтверждения заявленных характеристик, в том числе — испытаниям на нагрев номинальным током, на стойкость к токам короткого замыкания, на устойчивость к воздействию климатических и механических факторов внешней среды; на сейсмостойкость и электромагнитную совместимость. Все испытания проводились в соответствии с действующими государственными стандартами России. Результаты испытаний подтвердили, что ЩСН типа PRISMA PLUS P полностью соответствуют характеристикам и требованиям ФСК ЕЭС.
Заказ ЩСН типа PRISMA PLUS P по ТУ 3434-70650292-2010 производится по опросному листу, форма которого приведена на сайте ООО «ЭТМ-Росэнергосистемы» www.etm-res.ru.
Разработанные специалистами ООО «ЭТМ-Росэнергосистемы» аппаратные и программные средства — доказательство принципиально нового подхода к составу ЩСН для российской энергетики. Применяемая концепция существенно сокращает временные и финансовые затраты по включению ЩСН в общую систему управления, позволяет реализовывать дополнительные виды защит, обеспечивает максимальную надежность и удобство обслуживания.
Полный текст данной статьи доступен на www.etm-res.ru.
По материалам компании
