Главная страница  |  Системы постоянного тока  |  Постоянный ток: отраслевая специфика.

Постоянный ток: отраслевая специфика.

В России, в отличие от западных стран, существует традиция проектирования систем защиты ответственных объектов именно на постоянном токе. Когда батарея подключается напрямую к нагрузке, обеспечивается более высокий уровень защиты питания: никаких промежуточных звеньев в виде инверторов не  требуется. Чем ближе к батарее критическая нагрузка, тем ниже вероятность отказов: с этой точки зрения системы постоянного тока надежнее.

Системы постоянного тока для промышленных объектов

Несмотря на отсутствие единого стандарта для систем защиты постоянного тока, используемых на промышленных объектах, в целом можно выделить основные критерии, по которым заказчик делает свой выбор. Предприятия энергетики и промышленности, нуждающиеся в защите питания постоянным током, формулируют очень жесткие требования к надежности применяемого оборудования, и  особенно это касается систем управления на атомных станциях.

Специальные технические требования к объектам промышленности создаются в тех случаях, когда производство не массовое. Как правило, это заказное оборудование, отвечающее техническим требованиям и по времени автономной работы, и по конфигурации системы.

В промышленности существуют особые задачи диагностики, так как каждый отходящий фидер, линия питания обслуживает ответственное устройство, и для быстрой ликвидации аварии нужно точно знать, в  какой линии возникло короткое замыкание. Поэтому такие системы оснащаются усовершенствованными средствами диагностики, с ведением журналов событий.

Особый класс систем, применяемых в промышленности, —  решения для агрессивных сред. Например, если при производстве серы и ее соединений не предусмотреть специальное покрытие плат, то из-за коррозии оборудование очень быстро выходит из строя. «Газпром», например, предъявляет к  оборудованию, устанавливаемому на своих объектах, особые требования — с указанием, в какой среде оно может работать.

Особое внимание заказчики обращают на уровень устойчивости к повышенным механическим нагрузкам, возникающим в результате технической активности. В частности, соответствующие повышенные требования предъявляются к оснащению нефте- и газодобывающих платформ, где во время бурения происходят интенсивные вибрации и стандартное оборудование быстро выходит из строя. Эти требования аналогичны тем, которые приняты на атомных станциях (см. ниже).

Проекты по инсталляции систем защиты питания постоянного тока включают в себя обязательную установку щитов распределения для цепей управления и сигнализации. Это может быть, например, цепь управления задвижками, которые должны в нужный момент перекрыть подачу нефтепродукта. Распределительные щиты для ответственных объектов выполняются всегда под заказ. Каждый проект уникален, количество отходящих фидеров, типы защитных аппаратов (автоматических выключателей, предохранителей), схемы их подключения, различные системы диагностики утечки настолько разнообразны, что это всегда проектное, нестандартное решение. В промышленных системах общего назначения, как правило, используется один блок контроля сигнализации, который передает информацию о состоянии системы в центр управления. На ответственных объектах энергетики каждый сигнал отслеживается отдельным блоком. В атомной промышленности к таким блокам предъявляется дополнительное требование —  возможность быстрой замены.

Системы постоянного тока для телекоммуникационных объектов

Системы, используемые на телекоммуникационных и промышленных объектах, представляют собой не просто источники питания: для их работы обычно требуется сложная функциональная система распределения постоянного тока. Некоторые поставщики предлагают распределительные системы вместе с  зарядно-выпрямительными устройствами (в комплекте — батареи и щит постоянного тока).

Технология изготовления источников постоянного тока для телекоммуникационных объектов имеет свои особенности: здесь на первый план выходят требования к длительности автономной работы и надежности. Особенно это касается удаленных телекоммуникационных объектов, так как доступ к ним может быть затруднен.

С другой стороны, задача распределения и щиты, используемые на объектах связи, — проще, их функциональность не столь обширна, а использование серьезной диагностики по каждому отходящему фидеру, как это требуется в промышленности, необязательно.

Многие помнят изданный в 2006 году приказ Министерства связи и информатизации №113, в котором были сформулированы требования по  троекратному увеличению времени автономной работы коммутационного оборудования базовых станций. С учетом того, что батареи, которые пришлось бы ставить на  объект, почти в три раза больше по массе и объему по сравнению с имеющимися, реализация закона на практике оказалась неосуществимой.

Получая при инсталляции сложной системы защиты питания ворох документации, персонал заказчика зачастую пролистывает его, не вчитываясь в  нюансы. На объектах приходится сталкиваться с тем, что монтирует систему одна организация, эксплуатирует — другая, а документация нередко теряется. Система может быть безотказной, проработать 8–9 лет, но отсутствие происшествий приводит к тому, что про нее забывают, так что в случае внезапного отказа зачастую уже нет специалистов, которые помнят, как эту систему включить. Руководство заказчика обязано заставлять персонал службы эксплуатации хотя бы  время от времени перечитывать документацию и периодически присылать сотрудников на обучение к поставщикам.

Системы постоянного тока для объектов энергетической отрасли

Стандартов, предписывающих применение той или иной технологии на конкретных объектах, не существует. Есть руководящие документы, которые отраслевые предприятия выпускают для своих целей. К примеру, до  предыдущего года все требования по построению систем постоянного оперативного тока и щитов постоянного тока на предприятиях ФСК были «рассеяны» по различным документам, унаследованным ГОСТам. В настоящее время эти требования собраны воедино. Сегодня на предприятиях ФСК существует подробный документ, описывающий требования к системам гарантированного питания постоянного тока на  подстанциях.

Для объектов генерирующей энергетики на первом месте стоят надежность, срок службы и способность обеспечить заданные токовые нагрузки. На  таких объектах отраслевые требования определяют срок службы батарей не менее 20  лет. На генерирующих предприятиях энергетической отрасли появляются дополнительные своеобразные нагрузки. Например, запуск всевозможных устройств с электроприводом. Если отключается магистральная сеть, а турбина продолжает вращаться, но при этом маслонасос, прежде питавшийся от сети, прекращает подачу масла в подшипники, турбина разрушается. На таких объектах предусмотрена автоматика, которая переключает электроприводы на резервное питание, при этом возникают пусковые токи и дополнительное потребление, которые должны быть учтены при проектировании СОПТ.

Помимо надежности и большого срока службы, на  энергетических объектах отдельные требования налагаются на импульсные нагрузки (управление силовыми выключателями). Как правило, соленоиды потребляют очень большой, но короткий, всего на секунду, ток на срабатывание при переключении. Поэтому необходимо, чтобы система постоянного тока обеспечивала импульсные нагрузки большой величины, причем в любое время — и в начале автономного режима, и в конце. На каждом объекте есть своя модель применения, имеется график нагрузок.

На подстанциях защита питания обеспечивается несколько проще. Вся система автоматики, которая следит и управляет работой подстанции, имеет некое базовое потребление, на которое могут накладываться секундные импульсные нагрузки, возникающие при коммутации силовых высоковольтных линий, — отключение, подключение. А вне этих импульсных нагрузок потребление тока постоянное.

Проекты по инсталляции систем защиты питания постоянного тока включают в себя обязательную установку щитов распределения для цепей управления и сигнализации. На ответственных объектах энергетики каждый сигнал отслеживается отдельным блоком.

Системы постоянного тока для атомных станций

Предприятия энергетики и промышленности, нуждающиеся в  защите питания постоянным током, формулируют очень жесткие требования к  надежности применяемого оборудования, и особенно это касается систем управления на атомных станциях. Особое внимание заказчики обращают на уровень устойчивости к повышенным механическим нагрузкам, возникающим в результате технической активности. Эксплуатация ИБП в условиях вибрации или сейсмической неустойчивости предполагает усиление плотности разъемов. Процедура монтажа ИБП предусматривает проверку коммутации всех кабелей и шлейфов, поскольку при перевозке возможна потеря контакта. На некоторых предприятиях предъявляются повышенные требования к прочности корпуса оборудования. Для повышения устойчивости к сейсмическим колебаниям электроустановки фиксируют с помощью консольных креплений. При поставке подобного оборудования на АЭС производители сопровождают его документацией, включающей информацию о том, каким образом будет развиваться так называемый «отклик» и как будет реагировать оборудование на так называемое МРЗ (Максимальное Расчетное Землетрясение) —землетрясение максимальной интенсивности на площадке АЭС с повторяемостью один раз в 10 000 лет. Оборудование должно быть работоспособно после воздействия МРЗ и должно продолжить питание ответственных потребителей. Оборудование должно пройти испытания, чтобы подтвердить соответствие на сейсмостойкость.

На атомной станции требования по безопасности наивысшие. По  отраслевым требованиям система оперативного постоянного тока на АЭС контролирует на подстанции всю аварийную сигнализацию, которая передает информацию о тревожных ситуациях — например, о блокировании задвижек. Требования, предъявляемые к такому оборудованию, вырабатываются в концерне «Росэнергоатом» путем согласования технических условий. Например, может быть оговорена приемка на заводе-изготовителе с выездом соответствующего представителя концерна. В атомной энергетике есть обязательное требование защиты от сейсмовоздействий. К батареям на этих объектах применяются особые требования: главные из которых – это надежность, долговечность и  сейсмоустойчивость всей батарейной установки, для чего батареи устанавливаются на специальных стеллажах.

Проекты по инсталляции систем защиты питания постоянного тока включают в себя обязательную установку щитов распределения для цепей управления и сигнализации. На ответственных объектах энергетики каждый сигнал отслеживается отдельным блоком. В атомной промышленности к таким блокам предъявляется дополнительное требование — возможность быстрой замены.

Источник: CIO, Август 2011. статья Н.Жилкиной «Постоянный ток: отраслевая специфика»

АНОНСЫ