Инновационная реконструкция: Системы оперативного тока распределительных ПС

Именно системы оперативного тока (СОПТ) востребованы в самый ответственный момент: в сложной или даже катастрофической ситуации они помогают устройствам РЗА своевременно отключить аварийное оборудование, предотвращая тем самым различного рода аварийные ситуации.

Поэтому оборудование СОПТ нельзя рассматривать вне контекста всех устройств, установленных на ПС. Выбор схемы и технических характеристик оборудования СОПТ напрямую связан с теми или иными типами первичного и вторичного оборудования подстанции. Для устаревшего варианта СОПТ характерно применение масляных выключателей (а это большие толчковые токи управления выключателем и большое падение напряжения на кабелях питания соленоидов выключателей) и электромеханических реле в цепях релейной защиты и автоматики. Такие реле обладают большой мощностью управления и узким диапазоном напряжения питания. В связи с этим архитектура СОПТ имеет супертяжелый вес, для которого требуются: аккумуляторные батареи большой емкости для обеспечения толчковых токов управления масляными выключателями; дополнительная часть АБ (так называемые хвостовые элементы, для поддержания напряжения питания цепей управления в узком диапазоне); зарядно-выпрямительные устройства высокой мощности или мотор-генераторы; элементные коммутаторы; кабельная система с большим сечением кабелей СОПТ; громоздкие защитные аппараты с большим номинальным током в ЩПТ.

Реконструкция такой СОПТ без замены первичного оборудования обходится в копеечку и обусловлена только реальной необходимостью в случае ее аварийного состояния. Кроме того, при возможной замене первичного оборудования в обозримом будущем возникнет необходимость повторной реконструкции всей системы оперативного постоянного тока.

За счет внедрения современных технологий в качестве первичного оборудования все чаще применяются элегазовые выключатели с пружинным приводом, которые имеют малые токи управления. Кроме того, внедрение микропроцессорных (МП) устройств релейной защиты и автоматики (РЗА), в том числе и автоматики управления выключателей (АУВ), позволяет расширить напряжение питания шин управления. В связи с этим сегодня архитектура СОПТ хоть и имеет различные варианты построения, но в общем носит целесообразный характер и включает в себя: АБ малой емкости (до 300 А∙ч), в том числе герметизированных типов с рекомбинацией газа; зарядно-выпрямительные устройства малой мощности без дополнительной хвостовой части; кабельную систему с меньшим сечением кабелей СОПТ; защитные аппараты с малым номинальным током в ЩПТ; выносные шкафы питания микропроцессорных терминалов (децентрализованная система); систему контроля изоляции с автоматическим определением неисправного фидера.
В принятом 29 марта 2010 года стандарте ОАО «ФСК ЕЭС» «Системы оперативного постоянного тока подстанций. Технические требования» вводится четкое разделение распределительных подстанций на два типа: ПС 110 кВ с тремя выключателями и более, которые фактически приравнены к подстанциям 220 кВ и выше; ПС 35 кВ и остальные ПС 110 кВ. К разным типам ПС применяются разные требования по количеству аккумуляторных батарей, зарядных устройств и щитов постоянного тока.

В целом щиты постоянного тока сегодня стали более безопасными с точки зрения обслуживания, так как скрытый монтаж на специальных шинных держателях практически исключает возможность прикосновения к токоведущим частям. Более того, современные предохранительные системы имеют индикатор перегорания предохранителя или открытия крышки держателя и информация о текущем состоянии передается диспетчеру по каналам АСУ ТП.
Отдельно стоит сказать о применении герметизированных аккумуляторов с рекомбинацией газа. Зачастую их называют гелевыми, хотя это не совсем верное определение. Правильная классификация таких аккумуляторов – не по состоянию электролита, а по типу положительной пластины и внутреннему сопротивлению. Герметизированные аккумуляторы с плоскими намазными пластинами и высокой токоотдачей еще отвоюют пальму первенства у классических аккумуляторов со свободным электролитом в секторе распределительных подстанций за счет своих явных преимуществ: им не требуются отдельное аккумуляторное помещение и система вентиляции. Тем более что современные зарядные устройства полностью соответствуют требованиям к качеству заряда данных типов аккумуляторных батарей.

Реконструкция систем оперативного тока должна рассматриваться в контексте архитектурно-строительных решений, а также применяемого первичного и вторичного оборудования подстанции. Необходимые типовые решения пока лишь разрабатываются, и ответственность за выбор тех или иных решений лежит как на проектировщиках, так и на производителя, но спрос рождает предложение, а значит, будут появляться новые технологии и расти конкуренция, от которой в конечном счете выиграют и заказчик, и производитель.