Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ существующих систем оперативной блокировки 9
1.1. Понятие блокировки, блокируемых объектов 9
1.2. Действующие нормы и правила по системам ОББ 12
1.3. Системы ОББ, применяемые на объектах энергоснабжения 15
1.4. Блок логического построения 28
1.5. Экспресс-обследование систем блокировок на действующих объектах энергоснабжения 33
1.6. Деблокировка систем ОББ . 40
1.7. Выводы по главе . 42
ГЛАВА 2. Диагностика работоспособности и качества функционирования систем оперативной блокировки безопасности 45
2.1. Методика диагностики систем ОББ при новом запуске и техническом обслуживании блокируемого оборудования . 45
2.2. Методика периодической диагностики работоспособности систем ОББ 46
2.3. Построение логических цепей блокировки 56
2.4. Результаты диагностики работоспособности и качества функционирования систем блокировок на действующих энергообъектах . 67
2.5. Выводы по главе 73
ГЛАВА 3. Расчет надежности систем оперативной блокировки безопасности 77
3.1. Надежность технических систем 77
3.2. Расчета надежности . 79
3.3. Расчет надежности по показателю безотказности 87
3.4. Оценка риска 93
3.5. Оценка надежности по показателям контролепригодности и ремонтопригодности 96
3.6. Рекомендации по повышению надежности 97
3.7. Выводы по главе 99
ГЛАВА 4. Новый электротехнический комплекс оперативной блокировки безопасности 101
4.1. Рекомендации по оптимизации систем ОББ 101
4.2. Новый способ организации системы ОББ 107
4.3. Рекомендации по установке датчиков напряжения на высоковольтные линии 110
4.4. Выводы по главе . 119
Заключение . 122
Список использованных источников 128
Приложение 1 140
Приложение 2 141
Приложение 3 142
Приложение 4
- Действующие нормы и правила по системам ОББ
- Построение логических цепей блокировки
- Расчет надежности по показателю безотказности
- Новый способ организации системы ОББ
Введение к работе
Актуальность работы. В электроэнергетике в общей системе повышения надежности и безопасности электроснабжения большое значение уделяется обеспечению эффективного и безопасного функционирования распределительных устройств (РУ) различного класса напряжения. В процессе эксплуатации РУ большая часть технологических нарушений и аварий происходит из-за неправильных действий персонала при производстве им оперативных переключений, что является причиной снижения надежности электроснабжения. Наибольшую опасность представляют ошибочные действия при оперировании разъединителями и заземляющими ножами, так как переключения данного оборудования под нагрузкой приводит не только к авариям, но и несчастным случаям с персоналом, принимавшим участие в переключениях. В соответствии с требованиями нормативных документов, для предотвращения неправильных действий персонала при осуществлении им оперативных переключений на электрических станциях и подстанциях должны применяться оперативные блокировки безопасности (ОББ). Учитывая важность ОББ в обеспечении безопасности и надежности работы оборудования объектов энергоснабжения, эту систему следует рассматривать как самостоятельный комплекс. Несмотря на наличие оперативной блокировки, в последнее время на действующих энергообъектах участились случаи возникновения аварийных ситуаций по причинам ошибочных действий оперативного персонала при выполнении им переключений. Это связано с тем, что отдельные элементы и существующие системы ОББ в целом имеют низкое качество функционирования и достаточно часто выходят из строя, а поиск причины неисправности и отказавшего элемента представляет собой продолжительную и трудоемкую процедуру. При этом снижается эффективность и безопасность эксплуатации РУ. В последние годы по проблемам систем ОББ был опубликован ряд работ таких авторов, как Крашенинников В.А., Орлов Н.С., Фирсов Д.М. В этих работах предлагаются решения по оптимизации существующих систем ОББ, но они носят лишь локальный характер.
Снижение эффективности и безопасности функционирования энергообъектов за счет увеличения вероятности возникновения аварий при оперировании разъединителями под нагрузкой и отсутствие объективной информации о состоянии систем ОББ на действующих объектах энергоснабжения подтверждают актуальность проведенной работы.
Объектами исследования являются электротехнические комплексы электрооборудования оперативной блокировки безопасности, применяемые в межрегиональных и местных системах энергоснабжения.
Предмет исследования: разработка технических решений, позволяющих оптимизировать, повысить надежность и безопасность функционирования отдельных элементов и системы ОББ в целом.
Цель работы – проведение исследования систем оперативной блокировки безопасности на энергообъектах напряжением 6-750кВ, направленного на разработку технических решений по оптимизации, повышению надежности и безопасности функционирования отдельных элементов и системы ОББ в целом для увеличения безопасности и эффективности эксплуатации распредустройств.
Для достижения цели были решены следующие задачи:
-
Анализ систем ОББ, применяемых на энергообъектах.
-
Проведение экспериментальных исследований систем ОББ на действующих энергообъектах.
-
Разработка методики диагностики состояния систем ОББ.
-
Проведение, по разработанной методике, диагностики работоспособности и качества функционирования систем ОББ на типовых объектах энергоснабжения при воздействии на них электромагнитных полей и погодно-климатических условий.
-
Анализ надежности и обеспечение безопасности основных элементов и системы ОББ в целом.
-
Разработка нового электротехнического комплекса ОББ, основанного на реализации технических решениях, оптимизирующих и повышающих
надежность и безопасность функционирования отдельных элементов и системы оперативной блокировки в целом.
Научная новизна заключается в следующем:
-
Впервые предложен алгоритм составления логического построения систем ОББ, основанного на функциональных блоках, с помощью которого собраны цепи логики для всех типов электрических схем РУ объектов энергетики напряжением 6-750кВ, включая схемы, реализованные на отделителях.
-
Разработана новая методика диагностики работоспособности и качества функционирования систем ОББ при проведении приёмо-сдаточных испытаний и периодического контроля в процессе эксплуатации, включающая в себя, помимо визуального осмотра и испытаний при переключениях, проверку логического построения блокировки и обеспечение электромагнитной совместимости (ЭМС).
-
Впервые предложена методика расчета надежности функционирования отдельных элементов и системы ОББ в целом на основе экспериментальных статистических данных, полученных в результате проведения диагностики систем оперативной блокировки на действующих энергообъектах напряжением 6-750кВ.
-
Разработан новый электротехнический комплекс ОББ для применения на объектах энергоснабжения, позволяющий оптимизировать, повысить надежность, эффективность и безопасность ее функционирования за счет уменьшения протяженности кабельных линий, использования программных терминалов и нового алгоритма эффективного управления системой.
Практическая ценность работы:
1. Разработанная методика диагностики систем ОББ и база схем логического
построения использовались для определения работоспособности и качества
функционирования оперативной блокировки на более чем 60 действующих
энергообъектах и разработки проектов по реконструкции этих систем.
2. Разработанный способ организации и технические решения по
оптимизации функционирования и повышению надежности отдельных
элементов и системы ОББ применяются для создания нового электротехнического комплекса электрооборудования в рамках опытно-конструкторских работ НИОКР, в соответствии с приказом Минобразования №218, проводимых НИУ «МЭИ».
Основные положения диссертации, выносимые на защиту.
-
Аналитический обзор систем ОББ, применяемых на объектах энергетики.
-
Результаты экспресс-обследования систем ОББ на действующих энергообъектах.
-
Разработанная методика диагностики систем ОББ.
-
Алгоритм составления цепей логического построения.
-
Результаты диагностики работоспособности и качества функционирования систем ОББ на типовых объектах энергоснабжения по разработанной методике.
-
Расчет надежности основных элементов и системы ОББ в целом.
-
Рекомендации по оптимизации существующих систем ОББ, в том числе новый электротехнический комплекс ОББ, основанный на реализации технических решений, оптимизирующих и повышающих надежность и безопасность функционирования отдельных элементов и системы ОББ в целом.
Внедрение результатов работы. Разработанная методика диагностики ОББ применена на ряде энергообъектов г. Москвы и МО. Разработанный алгоритм построения логических схем использовался при выполнении проектов по реконструкции систем ОББ.
Апробация работы. Научные и практические результаты диссертационной работы представлялись: на Международной научно-практической конференции «Технические науки: теоретические и прикладные аспекты» (г. Уфа, 2014), на XXIV Международной заочной научно-практической конференции «Научная дискуссия: вопросы технических наук» (г. Москва, 2014), на научно-технических советах в НПО «Наука», в НИУ «МЭИ» и ООО «НПФ ЭЛНАП».
Публикации по теме диссертации. По материалам диссертации опубликовано 4 печатные работы – 2 статьи в журналах из перечня ВАК РФ, 2 статьи в сборниках материалов конференций. В публикациях статей в соавторстве личный вклад соискателя составляет не менее 50%.
Личный вклад. Основные научные результаты и положения, изложенные в диссертации, постановка задач и методология их решения разработаны автором самостоятельно.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и одиннадцати приложений. Объем работы составляет 124 страницы и содержит 38 рисунков, 6 таблиц. Список литературы включает 96 наименований.
Действующие нормы и правила по системам ОББ
В соответствии с [3, п.54] блокировка электротехнического устройства (изделия) представляет собой часть электротехнического устройства (изделия), предназначенная для предотвращения или ограничения выполнения операций одними частями изделия при определенных состояниях или положения других частей изделия в целях предупреждения возникновения в нем недопустимых состояний или исключения доступа к его частям, находящимся под напряжением.
Наиболее распространенный вид блокировки – оперативная блокировка безопасности, которая представляет собой систему электрооборудовая, препятствующую неправильным действиям персонала при осуществлении им операций с высоковольтными разъединителями, отделителями, короткозамыкателями, выкатными тележками КРУ и заземляющими ножами. Учитывая важность ОББ в обеспечении безопасности и надежности работы оборудования энергообъектов, в данной работе система рассматривается как самостоятельный комплекс. В соответствии с требованиями [1] и [2], такими системами должны быть снабжены все распределительные устройства напряжением 6-750кВ (разъединители блокируются с соответствующими выключателями, а заземляющие ножи – со своими разъединителями).
Необходимость в таких системах обусловлена тем, что конструкция разъединителей не предусматривает дугогасящих устройств, и, поэтому, ими не допускается оперировать под нагрузкой, т.е. при наличии тока в коммутируемой цепи. При переключениях под нагрузкой неизбежно возникает дуга, которая может привести к разрушению разъединителя.
Разъединитель – это контактный коммутационный аппарат, предназначенный для отключения и включения электрической цепи без тока, который для обеспечения безопасности имеет между контактами в отключенном положении изоляционный промежуток [51].
Разъединители используются при переключениях в схемах электрических соединений распределительных устройств, например при переводе присоединений с одной системы шин на другую (оперативные разъединители), а также служат для создания видимого разрыва, отделяющего выводимое в ремонт оборудование от токоведущих частей, находящихся под напряжением, с целью обеспечения безопасного производства работ (ремонтные разъединители) [52,53].
В соответствии с п. 6.8.11 [2] разрешается коммутировать разъединителями небольшие токи, которые значительно меньше номинальных, т.е. допускается включение и отключение: нейтралей силовых трансформаторов 110-220 кВ; ? заземляющих дугогасящих реакторов 6-35 кВ при отсутствии в сети замыкания на землю; ? намагничивающего тока силовых трансформаторов 6-500 кВ; ? зарядного тока и тока замыкания на землю воздушных и кабельных линий электропередачи; ? зарядного тока систем шин, а также зарядного тока присоединений с соблюдением требований нормативных документов.
Конструкцией разъединителя, помимо основных ножей, могут предусматриваться заземляющие ножи, устанавливаемые с одной или с двух сторон. Включением заземляющего ножа заземляется участок линии, присоединенный к разъединителю со стороны заземляющего ножа. Соответственно, участки линии могут заземляться с одной или с двух сторон [51,54,55].
Оперирование разъединителями (включение и отключение), как и другими коммутационными аппаратами (КА), осуществляется специальными механизмами - приводами. Для управления разъединителями применяются ручные, электродвигательные и пневматические приводы. Разъединители для внутренней установки на напряжение 6-10кВ, рассчитанные на небольшие номинальные токи, могут не иметь привода. Включение и отключение каждого полюса такого разъединителя производится с помощью изолирующей штанги [54,56].
Контроль оперативного положения разъединителей осуществляется с помощью контактов вспомогательных цепей, которые обычно встраиваются в привод и переключаются одновременно с выполнением операций включения и отключения.
На распределительных устройствах без выключателей в трансформаторных присоединениях со стороны высокого напряжения применяются отделители (ОД) и короткозамыкатели (КЗ).
Отделители по конструкции токоведущих частей не отличаются от разъединителей, могут иметь заземляющие ножи с одной или двух сторон. Отделитель предназначен для быстрого автоматического отключения (отсоединения) поврежденного участка электрической цепи в бестоковую паузу при подаче на него соответствующего сигнала. Бестоковая пауза создается выключателем, который срабатывает либо от устройств релейной защиты, либо от короткозамыкателя. Допускается отключать отделителями ток намагничивания (холостого хода) трансформатора. Отключать отделителем ток короткого замыкания, возникающий при срабатывании короткозамыкателя, не допускается. В схемах управления ОД и КЗ используется блокировка, которая запрещает отключение отделителя, если через измерительные трансформаторы тока, установленные в цепи короткозамыкателя проходит ток [51,54].
Назначение короткозамыкателей состоит в том, чтобы при внутренних повреждениях силовых трансформаторов создавать искусственные короткие замыкания на питающих линиях, которые отключаются выключателями. После снятия напряжения с питающей линии поврежденный трансформатор отсоединяется отключением отделителя, а линия снова вводится в работу автоматическим повторным включением. Кроме того короткозамыкатели в распределительных устройствах применяются для заземления нейтралей силовых трансформаторов [51,54]. 1.2. Действующие нормы и правила по системам ОББ
Основным нормативным документом относительно систем оперативной блокировки является РД 34.35.512 «Инструкция по эксплуатации оперативных блокировок безопасности в распределительных устройствах высокого напряжения» [4]. В [4] указаны требования, предъявляемые к системам ОББ, принципы их выполнения, объёмы работ по проверке работоспособности систем перед их вводом в эксплуатацию, при плановой проверке или ремонте. В документе наиболее подробно рассмотрены (на момент его составления) основные виды блокировок: механическая (замковая) и электромагнитная.
Построение логических цепей блокировки
В распределительных устройствах с двойной системой шин вводится дополнительный элемент – обменная рейка или обойма, на которой хранятся ключи от шинных разъединителей и заземляющих ножей шин, представляющие собой универсальные ключи, подходящие к определенной группе оборудования.
Механическая замковая и электромеханическая системы блокировки гарантированно обеспечивают требуемый порядок переключений, не требуют прокладки большого количества кабельных линий. Тем не менее, можно отметить малую надежность конструкции замков, значительную длительность проведения одной операции, ограничение количества заземляющих ножей, так как их наличие приводит к усложнению системы и необходимости установки нескольких блок-замков на одном приводе. По этим причинам блокировка Гинодмана применима в распределительных устройствах с малым количеством присоединений. Данный тип системы блокировки нашёл ограниченное применение, а на строящихся и недавно введённых в эксплуатацию объектах его использование недопустимо.
В [69-71,84] предлагается усовершенствованная блокировка Гинодмана с замковыми блоками (рис. 1.5), которая по своим показателям надежности и удобстве в эксплуатации значительно превосходит механическую замковую и электромеханическую блокировки.
Замковый блок (рис.1.5 б) состоит из стального корпуса 1, расположенных внутри него планок и установленных на нём замков. Вертикальные (верхнего уровня) планки 2 отображают присоединение линий, выключателей, трансформаторов; горизонтальные (нижнего уровня) планки 3 отображают системы, секции шин, перемычки. Планки передвигаются соединёнными с ними замками 4, установленными на боковых стенках замкового блока (ЗБ) и отображающими состояние заземляющих ножей. На лицевой панели ЗБ, над пересечениями планок расположены замки 5, повторяющие расположение разъединителей в схеме распределительного устройства – на соединении основных элементов схемы: секций, выключателей и др. Замки 5 отображают оперативное состояние разъединителей. При повороте ключей шторки замков выдвигаются и могут попадать в отверстия нижних планок, блокируя возможность перемещения планок. Наличие ключа в замке заземляющего ножа или разъединителя ЗБ однозначно указывает на отключённое положение отображаемого аппарата [70].
Применение данной системы предусматривается только на энергообъектах напряжением 35-220кВ. Реализация таких систем затруднена в цепях с ОД и КЗ, в схемах с двумя системами шин, при использовании устройств плавки гололеда, мостиков и перемычек без выключателей, совмещенных обходных и шиносоединительных выключателей. o Электрическая блокировка [46,48].
Применяется в распредустройствах с электродвигательными приводами разъединителей и выключателей. Принцип действия этой блокировки заключается в том, что в цепи управления приводом разъединителя имеется контакт положения выключателя, т.е. при включенном положении выключателя цепь управления приводом разъединителя разомкнута, при отключении выключателя контакт замыкается и в цепь подается напряжение (рис. 1.6 а). Если допустимо оперирование разъединителем, то в катушке 1 появляется напряжение, магнитный сердечник 2 втягивается в катушку и замыкает цепь управления приводом разъединителя. б) в) Рисунок 1.6. Электрическая блокировка а) блок-замок; б) блокировка ручного привода отсутствует (Источник: Каталог Hapam Poland «Электрические приводы…» [85], С.0); в) блокировка ручного управления выполнена (Источник: Каталог ЗАО "ЗЭТО" «Разъединители серии РГ…» [86], С. 50). Так как кроме выключателя также учитывается положение еще ряда оборудования (соответствующих заземляющих ножей, других разъединителей), то контакт в цепи управления приводом замыкается только в том случае, когда замкнуты контакты всего требуемого оборудования (обеспечено их необходимое положение). Электрическая блокировка выполняет поставленные перед ней задачи только при дистанционном и местном управлении приводом. При переходе на ручное управление система не препятствует ошибочным действиям (рис. 1.6 б), поэтому требуется установка дополнительной системы блокировки (рис. 1.6 в). Широкое применение электрическая блокировка разъединителей нашла на открытых распределительных устройствах (ОРУ) 220-750 кВ, где обычно выключатели и разъединители имеют только электрические приводы. o Электромагнитная блокировка (ЭМБ) [4,46-48].
На сегодняшний день является наиболее распространенной. На приводах разъединителей устанавливаются электромагнитные замки, к которым через блок логики подается напряжение. Первоначально конструкция замков была выполнена таким образом, чтобы их открытие производилось автоматически при разрешении оперирования оборудованием, на котором он установлен: на катушку блок-замка подается напряжение, и шток, фиксирующий привод, втягивается. Но, в таком случае, замок выполнялся достаточно больших размеров (для преодоления сердечником/штоком сопротивления воздуха), поэтому от такой конструкции отказались. Впоследствии стали применяться замки, основными частями которых являются стержень/шток, фиксирующий привод разъединителя в отключенном и включенном положении, и контакты, к которым подается напряжение в случае разрешения оперирования оборудованием (рис. 1.7 а). Открытие замка производится с помощью переносного электромагнитного ключа, представляющего собой катушку (рис. 1.7 б). При наличии напряжения на контактах замках, на катушку подается напряжение, создаваемое поле намагничивает сердечник, который притягивает к себе шток замка, после чего последний может быть открыт. а) б)
Рисунок 1.7. Элементы электромагнитной блокировки (Источник: Костромин А.И. «Блокировка разъединителей…», 1959 [46], С. 21) а) электромагнитный блок-замок; б) электромагнитный ключ.
Возможность оперирования тем или иным оборудованием определяется последовательным соединением посредством кабельных линий нормально замкнутых и/или нормально разомкнутых блок-контактов необходимого коммутационного оборудования. Если операции с коммутационными аппаратами выполняются в правильной последовательности (замыкаются все контакты), к замку подается напряжение. Оборудование, положение которого необходимо для определения возможности оперирования определенным разъединителем или ЗН, обуславливается первичной схемой включения, в соответствии с главными принципами построения системы блокировки. Аналогично цепи логики собираются для электрической блокировки.
Электропитание цепей оперативной блокировки, как правило, осуществляется от сети собственных нужд (ССН) [15] переменного тока напряжением 220В через выпрямительные устройства (блоки питания типа БПН) (рис. 1.8 а). На случай пропадания напряжения на одной из секций щита собственных нужд на вводе БПН установлена система автоматического ввода резерва (АВР). Полная потеря системы собственных нужд приводит к прекращению функционирования всей системы ОББ.
Расчет надежности по показателю безотказности
Важным элементом любой системы блокировки является блок логики, который определяет порядок переключений: дает разрешение или запрет на соответствующие операции. Блок логики может быть реализован различными способами. Требуемый порядок переключений может обеспечиваться: порядком освобождения рычагов управления оборудованием. При этом блок логики и блок-замок совмещены (механическая блокировка непосредственного действия); порядком освобождения ключей, которые подходят для отпирания замков только на определенном оборудовании. В этом случае замок также устанавливается на приводе выключателя (механическая замковая блокировка) или на щите управления выключателем и связывается электрически с цепью его управления (электромеханическая блокировка); посредством логических цепей, включающих в себя блок-контакты необходимого оборудования (для каждого отдельного оборудования набор этих контактов индивидуален). Цепи логики либо собираются в клеммных шкафах (электромагнитная и электрическая блокировки), либо реализуются в терминалах (программная блокировка). Через логические цепи подается напряжение к блок-замкам. Блок логики составляется в соответствии с требованиями [4] и не должен препятствовать стандартным переключениям в той или иной схеме, согласно [8]. Ниже приведены некоторые принципы построения цепей логики [4,10,11,48].
1. Включить любой разъединитель можно только при отключенных собственных заземляющих ножах, а включить заземляющие ножи - только при отключенном разъединителе. Данное условие, в основном, реализуется с помощью механической блокировки.
2. Во всех схемах блокировки следует учитывать, что при отключении выключателя нельзя гарантировать разрыв цепи, поскольку выключатель может быть случайно включен. Особенно это условие относится к наложению заземляющих ножей. Чтобы исключить случайную подачу напряжения на заземленный участок цепи, должны быть обеспечены видимые разрывы цепи со всех сторон, откуда может быть подано напряжение.
3. Блокировка должна выполняться таким образом, чтобы включение заземляющих ножей могло производиться только после того, как заземленный участок будет отключен со всех сторон, откуда может быть подано напряжение. Соответственно, разъединитель может быть включен только после того, как со всех сторон, относительного него, будут отключены заземляющие ножи, чтобы исключить подачу напряжения на заземленный участок цепи (исключение см. п.6).
4. Операции с разъединителями могут производиться только при отключенном положении соответствующего выключателя, за исключением некоторых случаев (см. п.п.8, 9).
5. Для операции с линейным разъединителем линии достаточным условием является отключенное положение выключателя и заземляющих ножей по обе его стороны. При этом если схема выполнена с двумя выключателями на присоединение, то для переключения линейного разъединителя должно быть обеспечено отключенное положение обеих выключателей.
6. Блокировка, исключающая возможность подачи на включенный заземляющий нож напряжения с противоположной стороны линии, не выполняется из-за её сложности. Достаточной является блокировка заземляющего ножа только с линейным разъединителем на данном конце линии. В связи с этим привод заземляющего ножа линейного разъединителя в сторону линии должен быть заперт на висячий замок, а ключ храниться на щите управления.
7. Шинным разъединителем любого присоединения разрешается оперировать, если отключен выключатель, разъединитель и его заземляющий нож с другой системы шин данного присоединения, а также заземляющий нож с другой стороны выключателя.
8. В схеме «двойная система шин с шинососединительным выключателем» также допускается оперировать шинным разъединителем, если включены шиносоединительный выключатель и оба его разъединителя, а также разъединитель другой системы шин данного присоединения.
9. При отсутствии шиносоединительного выключателя, вместо него используется развилка шинных разъединителей одного из присоединений, которое принимается за базисное. В таком случае операции с шинными разъединителями можно проводить при включенных двух шинных разъединителях базисного присоединения и включенном разъединителе другой системы шин этого же присоединения. Операции с любым из шинных разъединителей базисного присоединения разрешаются только в том случае, когда отключены шинные разъединители всех других присоединений данной системы шин.
10. Для включения шинных разъединителей во всех случаях необходимо, чтобы были отключены заземляющие ножи шин.
11. Операции с заземляющими ножами шин возможны при отключении всех шинных разъединителей данной системы шин. При секционировании системы шин в цепь вводится также блок-контакт секционного разъединителя.
12. Оперирование обходным разъединителем любого из присоединений разрешается при условии, если обходная система шин свободна и не заземлена, т.е. отключены заземляющие ножи, обходной выключатель и все остальные индивидуальные разъединители обходной системы шин.
13. Оперирование заземляющими ножами обходной системы шин разрешается при условии, что отключены все индивидуальные разъединители обходной системы шин.
14. Операции с секционным разъединителем (одна система шин, отсутствует секционный выключатель) разрешаются только в том случае, если отключены все выключатели присоединений одной или обеих секций.
15. В трансформаторных присоединениях цепи логики блокировки для трансформаторного разъединителя выполняется с учетом состояния оборудования со всех сторон трансформатора/автотрансформатора. При отсутствии трансформаторного разъединителя, данное условие распространяется на шинный разъединитель.
Новый способ организации системы ОББ
Для КЛ характерны такие дефекты, как механические повреждения и пониженное сопротивление изоляции, возникающие вследствие истечения срока службы кабелей, эксплуатации их на открытых распредустройствах, невыполнения условий ЭМС, случайного повреждения обслуживающим персоналом или грызунами. Использование кабельных линий большой протяженности (до десятков км) делает систему очень ненадежной, небезопасной и усложняет её диагностику.
Механические повреждения можно обнаружить только при визуальном осмотре (рис. 2.9), в то время как пониженное сопротивление изоляции выявляется в результате измерений с помощью устройства контроля изоляции. На всех энергообъектах в нормальном режиме работы цепи блокировки отключены от источника питания. По этой причине отсутствует постоянный мониторинг за состоянием изоляции системы. Посредством устройства контроля изоляции, установленном на панели блокировки, можно оценить сопротивление изоляции только тех элементов, которые в данный момент подключены к общей схеме. Измерения проводились для групп включенных между собой элементов системы и отдельно для каждого элемента, если это было необходимо (сопротивление изоляции группы элементов ниже допустимого значения). Пониженное сопротивление изоляции КЛ было выявлено на всех подстанциях с ОРУ. Механические повреждения имеют 3% всех кабельных линий. Около 50% обследованных кабельных линий не исправны.
В основном, причиной неправильной работы блока логики служит неисправность клеммников, блок-контактов (механические повреждения, сильное окисление контактов) и распределительных КЛ, с помощью которых собираются цепи логики.
На некоторых объектах блок логики неверно собран вследствие не корректно составленных логических цепей или ошибок при монтаже (рис. 2.10). Вследствие этого, сигнал о разрешении или запрете оперирования того или иного оборудования является ошибочным. На нескольких объектах блок логики отсутствовал полностью. Одной из причин, способствующих этому, является сложность в составлении цепей логики. Особенно это касается распределительных устройств, реализованных на разъединителях, отделителях и короткозамыкателях (без выключателей).
Исправные системы блокировки на одном распредустройстве могут быть неполными из-за неисправности системы на другом распредустройстве в пределах однго энергообъекта. Так на некоторых объектах за время их эксплуатации проводился ремонт систем блокировки, в том числе замена механической замковой на электромагнитную блокировку. Тем не менее, системы на большинстве из них так и не работоспособны, либо работоспособны частично. Это связано с тем, что ремонт проводился только на части оборудования, на одном из распределительных устройств. Подключение исправной части системы ОББ к неисправной части не делает ее исправной, в целом она остается неработоспособной. Кроме того, в системах блокировки, при ее ремонте на одном распределительном устройстве, зачастую не предусматривается связь с другими распредустройствами (с другими частями энергообъекта). Это относится к трансформаторным присоединениям, для которых имеет значение положения оборудования со всех сторон трансформатора. Блоки логики не пригодны к эксплуатации на 85% объектов с ЭМБ.
На большинстве энергообъектов около 10% блок-замков и блок-контактов неработоспособны. На некоторых объектах это число достигает 100%. Из общего количества обследованных блок-замков и блок-контактов не исправны соответственно 60% и 80%. В основном, данные элементы имеют механические повреждения (рис. 2.11) из-за не аккуратного обращения с ними оперативного персонала или отсутствия должной защиты от погодно-климатических воздействий (неудовлетворительное состояние шкафов приводов разъединителей).
Отказ в работе блока питания или распределительных КЛ приводит к полной неработоспособности системы. Выход из строя блок-замка, блок-контакта, групповой кабельной линии приводит к неисправности системы в пределах присоединения, к которому относится отказавший элемент, и, как следствие, система становится неполной. В любом случае, так как система состоит из последовательно соединённых элементов, то при отказе какого-либо элемента уже не может выполнять всех поставленных перед ней задач и требует ремонта.
Ни на одном из обследованных энергообъектов нет полного комплекта технической документации по оперативной блокировке, список которой определён в [4]. Чаще всего отсутствует акт комплексных испытаний и паспорт-протокол проверки при вводе системы ОББ в эксплуатацию. Электрические и монтажные схемы хранятся в службе релейной защиты и автоматики (РЗА), но некоторые из схем, являющиеся частью проектной документации, устарели и не соответствует фактическим схемам. Комплект заводской документации (паспортов) на оборудование оперативной блокировки присутствует не в полном объёме.
По результатам комплексной диагностики работоспособности и качества функционирования систем ОББ для каждого объекта составлен технический отчёт, в котором проведён анализ результатов диагностики, сделано заключение о текущем состоянии (работоспособности) системы блокировки, перечислены обнаруженные дефектные элементы, и определены причины их возникновения.
Для нескольких объектов разработаны проекты ремонта ОББ, в соответствии с которыми выполнен их ремонт. На некоторых объектах произведена полная установка комплекса электрооборудования оперативной блокировки, проведено его испытание и осуществлён ввод в эксплуатацию.
Комплексная диагностика систем ОББ позволила получить объективную информацию о состоянии систем на действующих энергообъектах, выявить слабые места систем, установить дефекты, возникающие при проектировании, монтаже и эксплуатации систем, и определить причины, способствующие появлению отказов.
