Приложение Б (справочное). Бесперебойность электроснабжения

Приложение Б
(справочное)

Бесперебойность электроснабжения

Б.1 Общие положения

В приложении даны рекомендации по оценке бесперебойности работы или готовности КРУЭ в зависимости от конструктивных особенностей компоновки подстанции. Системные требования к бесперебойности электроснабжения реализуются не только с помощью выбора однолинейной схемы подстанции, но и выбором последовательности присоединений и взаимного расположения элементов КРУЭ. Первостепенное внимание необходимо уделить отключению (полному или частичному) по причине технического обслуживания, ремонта после отказа оборудования или проведения работ по расширению. Понятие готовности подстанции учитывает надежность работы всех компонентов, а также частоту и продолжительность отключений.

При рассмотрении КРУЭ способ, которым оно подразделяется на газонаполненные отсеки, является дополнительным фактором, влияющим на бесперебойность электроснабжения.

Приложение формулирует требования к бесперебойности работы КРУЭ с учетом конструктивных особенностей компоновки подстанций, а также рассматривает, насколько готовность подстанции стратегически важна для работоспособности сети. Это проиллюстрировано на конкретном примере подстанции с двойной системой сборных шин. Результаты представлены в таблице Б.1.

Некоторые компоновочные решения позволяют повысить готовность подстанции путем уменьшения времени между возникновением отказа и началом ремонта или путем уменьшения количества элементов подстанции, выводимых из работы на время ремонта.

Выбранная компоновка должна сбалансировать стоимость оборудования с оценкой категории бесперебойности работы подстанции в сети потребителя.

Вопрос технического обслуживания не рассматривается в данном приложении, хотя наличие запасных частей и квалификация обслуживающего персонала также влияют на готовность подстанции.

Б.2 Требования к бесперебойности электроснабжения

Однолинейная схема отражает необходимые функции и номинальные параметры, необходимые для планируемой сети. Поскольку однолинейная схема в основном определяет конструкцию КРУЭ, то вопросы эксплуатации, ремонта или расширения и их влияние на бесперебойность электроснабжения могут быть учтены в процессе оптимизации однолинейной схемы.

В зависимости от конкретного назначения новой подстанции (генерирующая, передающая или конечного потребителя) и ее стратегического расположения в сети последствия отключения КРУЭ для сети могут быть различными. По этой причине в дополнение к основной информации, которой потребитель и изготовитель обмениваются в процессе проведения тендеров (см. раздел 9), потребитель может сообщить требования к бесперебойности электроснабжения на время проведения технического обслуживания, ремонта или расширения. Категория готовности для каждой части подстанции может быть задана различной. В качестве примера ниже приведен перечень возможных требований готовности:

а) отключение недопустимо. Такое требование обычно применимо только для элементарного обслуживания, например визуального осмотра;

б) допустима потеря оперативной гибкости. Это означает потерю одной системы сборных шин, возможности секционирования или шинного соединения без потери присоединения;

в) допустима потеря одного или более присоединений;

г) допустима потеря всей подстанции. Это означает, что сеть устроена таким образом, что питание нагрузки или транзит мощности может быть временно обеспечен в обход данной подстанции.

При этом должна быть определена допустимая продолжительность потери гибкости, присоединения либо подстанции.

В качестве примера ниже дается требование бесперебойности электроснабжения с анализом конкретного случая.

Примечание - Присоединение - это соединение КРУЭ с сетью, например посредством воздушной линии, кабеля, трансформатора, реактора, батареи конденсаторов и т.д.

Б.3 Влияние секционирования на бесперебойность электроснабжения

Для КРУЭ с заданной схемой коммутации способ подразделения на газовые отсеки влияет на бесперебойность электроснабжения. Очевидно, что перед тем как откачать газ из отсека, этот отсек со всеми его компонентами должен быть изолирован от сети. В ряде случаев проводимая работа по восстановлению после аварии может потребовать демонтажа изолирующей перегородки, и при этом необходимо будет откачать более одной секции. Кроме того, в ряде случаев может быть запрещено проводить работы на участках в непосредственной близости от изолирующей перегородки, если соседняя секция находится под давлением. В таких случаях давление газа в соседних секциях должно быть снижено или должны быть приняты другие меры безопасности. При снижении давления в секции, содержащей разъединитель, электрическое изолирование от сети должно быть обеспечено с помощью других разъединителей либо устройств, обладающих изолирующим уровнем выдерживаемого напряжения, в других секциях подстанции.

Ниже приведены примеры, поясняющие каким образом подразделение КРУЭ на газовые отсеки может влиять на бесперебойность электроснабжения.

В некоторых компоновках два шинных разъединителя разделяются только одной перегородкой. При компоновке, показанной на рисунке Б.1, для демонтажа перегородки в точке А потребуется обесточить обе системы сборных шин с отключением всех присоединений этой секции сборных шин на все время ремонта.

Рисунок Б.1 - Влияние демонтажа общей перегородки между шинными разъединителями

На рисунке Б.2 демонтаж разъединителя B вместе с перегородками потребует откачки отсеков соседних разъединителей. Это приведет к отключению присоединений на время ремонта.

Рисунок Б.2 - Влияние на бесперебойность электроснабжения варианта подразделения КРУЭ на газовые отсеки

Примечание - Если работа в отсеке, соседнем с отсеком под давлением, не допускается, то потребуется также отключение второй сборной шины.

Б.4 Рассмотрение на примере конкретной компоновки

Б.4.1 Общие положения

В качестве примера для иллюстрации различных аспектов бесперебойности электроснабжения выбрана компоновка с двойной системой сборных шин с показанной на рисунке Б.3 схемой подразделения на газовые отсеки. Эти аспекты в общем случае применимы ко всем однолинейным схемам и всем схемам подразделения. Для обеспечения конкретных требований бесперебойности электроснабжения могут быть использованы различные схемы подразделения, и данный пример не должен рассматриваться в качестве стандартизованного.

В приведенном примере подстанция имеет шесть присоединений, из них четыре линейных и два трансформаторных. Системы сборных шин секционированы и имеют шиносоединительный выключатель. Будущее расширение планируется в правой части подстанции.

Рисунок Б.3 - Однолинейная электрическая схема и схема подразделения на газовые отсеки

В данном примере предполагается, что работа в отсеке, находящемся рядом с отсеком под давлением, разрешена, и рассмотрен случай отказа шинного разъединителя.

Требования бесперебойности обычно не учитывают случаи возникновения отказа во время проведения профилактических работ на другом оборудовании. Поэтому рассматриваются только одиночные события. КРУЭ поделено на четыре секции. Секция 1 и секция 3 имеют различные требования к бесперебойности электроснабжения, что приводит к различному подразделению на газовые отсеки.

Основными событиями, влияющими на бесперебойность работы КРУЭ, являются следующие:

- техническое обслуживание (регламентные работы),

- ремонт после отказа оборудования,

- работы по расширению,

- испытания электрической прочности изоляции на месте установки.

В следующих пунктах подробно рассматриваются эти события.

Б.4.2 Техническое обслуживание

Обслуживание включает осмотры и регламентные работы, касающиеся нормального износа и старения оборудования.

К работам по обслуживанию относят:

- визуальные осмотры;

- тесты приводов и систем мониторинга;

- замену контактных систем выключателей, разъединителей и заземлителей;

- испытания электрической прочности изоляции, если требуются (см. Б.3);

- другие подобные работы.

Такие работы по обслуживанию могут влиять на бесперебойность электроснабжения подстанцией. В рассматриваемом случае (см. рисунок Б.3) работы по обслуживанию на линии Л1 влияют только на готовность Л1, а все другие присоединения остаются в работе.

Б.4.3 Ремонт после отказа оборудования

Б.4.3.1 Общие положения

Следующие работы, как правило, выполняют после большого отказа:

- локализация и изоляция поврежденных отсеков для восстановления работы КРУЭ, хотя бы частично. (В случае малого отказа, например утечки элегаза, изоляция поврежденного отсека не требуется.)

- ремонт,

- испытания электрической прочности изоляции на месте установки, если требуются (см. Б.3).

Б.4.3.2 Локализация и изоляция поврежденных отсеков

- локализация повреждения при срабатывании релейной защиты (см. 5.18.3),

- изоляция поврежденного отсека коммутационными аппаратами или съемными перемычками (см. 3.1.4),

- частичное или полное восстановление работы КРУЭ.

В рассматриваемом случае повреждение в отсеке С секции 1 повлияет только на присоединение трансформатора ТР 1 и на одну систему сборных шин (см. рисунок Б.4).

Рисунок Б.4 - Локализация и изоляция

Б.4.3.3 Ремонт

В рассматриваемом случае демонтаж разъединителя в отсеке С секции 1 потребует отключения соседних присоединений (см. рисунок Б.5).

Рисунок Б.5 - Демонтаж шинного разъединителя в секции 1

В рассматриваемом случае демонтаж разъединителя D в секции 3 потребует отключения только поврежденного присоединения, и не потребует отключения соседних присоединений (см. рисунок Б.6).

Рисунок Б.6 - Демонтаж шинного разъединителя в секции 3

Б.4.4 Расширение КРУЭ

Потребитель должен определить место возможного будущего расширения, чтобы изготовитель принял это во внимание при подразделении на газовые отсеки.

Испытания электрической прочности изоляции расширительной части на месте установки могут быть выполнены перед присоединением к существующему КРУЭ или уже после присоединения, предварительно изолировав.

В рассматриваемом случае в секции 4 установлен дополнительный отсек сборной шины F. Это позволяет выполнить расширение КРУЭ без выведения из работы соседнего присоединения (см. рисунок Б.7).

Рисунок Б7 - Расширение КРУЭ

Б.4.5 Испытания электрической прочности изоляции на месте установки

Проведение испытания электрической прочности изоляции на месте может потребоваться после технического обслуживания, ремонта повреждения или расширения КРУЭ. Методика испытания должна соответствовать пункту 9.2.8.1.3.

Например в рассматриваемом случае испытание вновь установленного отсека D выполняется с помощью высоковольтного испытательного оборудования, присоединенного к Е. Соответственно только три присоединения секции 1 и одна секция одной системы сборных шин останутся в работе (см. рисунок Б.8).

Рисунок Б.8 - Испытания электрической прочности изоляции на месте установки

Б.5 Требования потребителя к бесперебойности электроснабжения

Ответственностью потребителя является определение стратегии технического обслуживания с учетом ее влияния на бесперебойность электроснабжения, а изготовитель отвечает за реализацию подразделения КРУЭ на газовые отсеки, удовлетворяющего требованиям потребителя.

Требования к бесперебойности электроснабжения должны обеспечивать баланс между стоимостью оборудования и оценкой уровня значимости бесперебойной работы подстанции в сети потребителя.

Потребитель может сформулировать некоторые общие положения (требования), позволяющие количественно оценить бесперебойность электроснабжения во время эксплуатации, ремонта или расширения. Ниже приведены некоторые общие положения в качестве примеров:

- по меньшей мере одно линейное и одно трансформаторное присоединение должны оставаться в работе во время обслуживания и ремонта КРУЭ;

- не более одной системы сборных шин и одного присоединения могут быть выведены из работы во время обслуживания и ремонта;

- поток мощности между определенными присоединениями не должен прерываться во время проведения работ по расширению КРУЭ.

Потребитель может также сформулировать более подробные требования к бесперебойности электроснабжения. В таблице Б.1 приведен пример таких требований для рассматриваемого в настоящем приложении конкретного КРУЭ.

Таблица Б.1 - Пример требований к бесперебойности электроснабжения

Присоединение или часть подстанции	Обслуживание		После повреждения до ремонта		Ремонт или замена шинного разъединителя после отказа		Диэлектрические испытания		Расширение
	Бесперебойность(1)	Допустимая длительность(2)	Бесперебойность(1)	Допустимая длительность(2)	Бесперебойность(1)	Допустимая длительность(2)	Бесперебойность(1)	Допустимая длительность(2)	Бесперебойность(1)	Допустимая длительность(2)
Линия Л1
Трансформатор ТР1
Линия Л2
Секционирование шин
Выключатель шиносоединительный ВШС
Линия Л3
Трансформатор ТР2
Линия Л4
Расширение КРУЭ (вправо)
(1) Конкретные требования к бесперебойности электроснабжения должны быть даны потребителем согласно Б.2 или в общем - согласно Б.5. (2) Допустимая длительность должна быть указана потребителем. Длительность состояния с момента возникновения повреждения до начала ремонта зависит от наличия запасных частей, инструмента, испытательного оборудования и квалифицированного персонала на месте установки. Если наличие не обеспечено, то длительность может достигать нескольких месяцев.

Б.6 Факторы, улучшающие бесперебойность работы КРУЭ

Для того чтобы достигнуть требуемого уровня бесперебойности, среди прочих факторов могут рассматриваться следующие:

- однолинейная схема (число систем сборных шин, последовательность присоединений, число и положение разъединителей);

- газонаполненные отсеки: способ подразделения на отсеки, конфигурация и конструкция, число газовых отсеков, дополнительные буферные отсеки;

- дополнительные изолирующие съемные перемычки;

- расположение заземлителей и временных переносных заземлений;

- взаимная компоновка элементов КРУЭ;

- оснащенность оборудованием для демонтажа;

- конструкция перегородок: позволяет или не позволяет конструкция перегородок работать в отсеках, соседних с отсеками, находящимися под полным давлением. Дополнительные условия и порядок проведения работ, которым необходимо следовать во избежание травмирования персонала или повреждения перегородок;

- возможность проведения испытаний электрической прочности изоляции на месте установки (подготовленность КРУЭ, наличие мест подключения и переходников);

- необходимость проведения испытаний электрической прочности изоляции на месте установки после обслуживания или ремонта;

- обеспечение возможности будущего расширения: наличие буферных газовых отсеков, соответствующих разъединителей для проведения работ по расширению без необходимости отключения всего КРУЭ;

- наличие запасных частей, инструмента и квалифицированного персонала.