В прошлом году власти Германии начали процесс смягчения правил, облегчающих гражданам самостоятельную установку солнечных панелей на балконах. Но ещё до этого Германия стала европейской страной, где солнечные панели на балконах жилых домов встречаются наиболее часто. К этому привела практика поощрения энергетического перехода, а также создание простого и понятного оборудования как с позиций монтажа без квалификации, так и с точки зрения его подключения. Стоит упомянуть и о субсидиях. Например, желающим установить балконную фотоэлектрическую систему предлагается до 500€. Технология окупается примерно через три года, и если батарея прослужит положенные ей 20 лет, то она окупится многократно .
Рандомное фото из интернета
По данным SolarPower Europe, в Германии на балконах установлено солнечных панелей суммарной мощностью около 200 МВт. При этом на крышах жилых зданий размещено панелей на 16 ГВт. По подсчётам на балконах Германии уже больше 400 000 солнечных панелей. Согласно планам властей Германии, к 2030 году солнечная энергетика будет обеспечивать не менее 80 % потребностей в электрической энергии в стране. Но пока вне компетенции властей остаются два кричащих вопроса — это производство солнечных панелей в Германии или в ЕС, а также утилизация отработанных панелей.
Опыт Германии по эксплуатации балконных солнечных панелей уже готовятся перенимать в Австрии, Франции, Италии, Польше и Люксембурге. В Испании также движутся к этому, но пока дело не вышло на финишную прямую. В Бельгии, напротив, запретили гражданам подключать солнечные панели в домашнюю сеть, опасаясь неконтролируемых скачков энергии. Эксплуатация солнечных электростанций максимальной мощностью до 600 Вт на балконах разрешена в 25 из 27 стран ЕС (кроме Бельгии и Венгрии). Но мировым лидером по установке солнечных батарей и ветрогенераторов всё равно является Китай.
P.S. живя под Москвой солнечные батареи вижу очень редко. Но они встречаются. И на балконах многоэтажек тоже.
Вопрос к строителям, энергетикам и знающим. Вводные данные: Есть СЭС на территории промышленного предприятия. СЭС ограждена. Так вот вопрос: каким НТД регламентировано строительство ограждения СЭС на территории пром предприятия, кроме ПУЭ п.4.2.41 и Постановления 160? Проще говоря: Должна ли быть ограждена СЭС, если она уже находится на огражденной территории?
Мы постарались сделать каждый город, с которого начинается еженедельный заед в нашей новой игре, по-настоящему уникальным. Оценить можно на странице совместной игры Torero и Пикабу.
Под одним из прошлых постов меня просили рассказать, как генераторы крутятся в энергосистеме с одной частотой. В тексте будут некоторые допущения, сделанные для удобства восприятия и значительно не влияющие на смысл.
Представьте, что вы раб на галере. Ваша задача – грести. Вы берете весло, садитесь на лавку, и осматриваетесь. Вокруг вас такие же гребцы, они машут веслами все вместе, с одинаковой частотой и амплитудой, грубо говоря, они команда гребцов. Чтобы вы могли грести вместе со всеми, должны быть выполнены следующие условия:
Частота вашей гребли должна совпадать с частотой остальных гребцов (например, 1 гребок в секунду)
Амплитуда ваших движений веслом должна совпадать с амплитудой остальных гребцов
Начинать грести надо в определенный момент, чтобы ваши движения веслом совпадали с движениями веслом остальных гребцов.
Если хотя бы одно из условий не выполняется, то вы будете задевать своим веслом соседних гребцов, и общая эффективность гребли снизится. Если вы среднестатистический гребец, не особо сильный, то еще ничего, а вот если вы мастер спорта по академической гребле, то можете своими ошибками и всех остальных гребцов сбить с ритма. Да, скорее всего не получится идеально точно повторить все параметры и все равно будут расхождения. Но если эта ошибка невелика, то сделав пару-тройку гребков, вы подстроитесь под общий ритм без каких-либо неприятных последствий. А если вы все-таки собьете ритм, и все гребцы перестанут грести, надсмотрщик всыпет вам десяток ударов плетью.
Теперь то же самое, но про генераторы.
Представьте, что вы генератор в энергосистеме. Ваша задача – вырабатывать электроэнергию и выдавать ее в сеть. Вы разгоняетесь до номинальной частоты вращения и готовитесь подключиться к энергосистеме. Вокруг вас такие же генераторы, они вращаются все вместе, с одинаковой частотой и амплитудой, грубо говоря, они энергосистема. Чтобы вы могли работать совместно с другими генераторами и выдавать энергию в сеть, должны быть выполнены следующие условия:
Частота вашего вращения должна совпадать с частотой остальных генераторов (50 оборотов в секунду, или 50 Герц)
Амплитуда вашего напряжения должна совпадать с амплитудой остальных генераторов
Включать генератор в сеть надо в определенный момент, чтобы фаза вашего вращения совпадала с фазой вращения остальных генераторов.
Если хотя бы одно из условий не выполняется, то в сети начнутся перетоки мощности между генераторами, и общая эффективность выработки электроэнергии в сети снизится. Если вы среднестатистический генератор, например Т-12-2 на 12 Мегаватт, то еще ничего, а вот если вы турбогенератор ТВВ-1200-2 с водородным охлаждением, мощностью 1200 Мегаватт, то можете своими ошибками и развалить энергосистему, что приведет к веерным отключениям. Да, скорее всего не получится идеально точно повторить все параметры и все равно будут расхождения. Но если эта ошибка невелика, то через 1-2 секунды после включения генератор «втянется в синхронизм», т.е. как бы сам подстроится под параметры системы, без каких-либо неприятных последствий. А если вы все-таки развалите энергосистему, и все генераторы отключатся, комиссия из МинЭнерго выпишет вам штраф и проведет у вас внеочередную проверку.
Для контроля выполнения вышеописанных условий при включении генератора в сеть применяется специальное устройство – колонка синхронизации. Она представляет собой небольшой шкафчик с измерительными приборами.
Колонка синхронизации
На фото мы видим (снизу вверх):
Частотомер (Hz) - сравнивает частоту вращения генератора с частотой сети;
Вольтметр (V) - сравнивает напряжение генератора с напряжением сети. Шкала у него от 0 до 150 Вольт, что соответствует диапазону вторичного напряжения трансформатора напряжения (ТН). Одна колонка синхронизации может применяться для поочередного включения нескольких генераторов, у которых могут быть различные первичные напряжения (генераторы бывают на 6, 10, 20 киловольт), но в любом случае вторичное напряжение ТН у всех одинаковое;
Синхроноскоп – прибор, который показывает нам, насколько частота и фаза генератора больше или меньше частоты и фазы сети в текущий момент времени. У прибора есть стрелка, на фото она направлена вниз и ее не видно, так как прибор отключен. Когда колонка синхронизации включена, стрелка прибора начинает вращаться. Скорость вращения стрелки зависит от разности частот, а конкретное положение стрелки в пространстве указывает на сдвиг фазы. Если параметры генератора сильно отличаются от параметров сети, стрелка будет вращаться очень быстро. Задача дежурного электрика, выполняющего синхронизацию – отрегулировать напряжение и частоту генератора так, чтобы стрелка прибора плавно вращалась по часовой стрелке. В момент прохождения ей верхнего положения, а точнее чуть-чуть раньше, нужно нажать кнопку включения генераторного выключателя, что и будет означать включение генератора в сеть. При этом показания приборов выравниваются, стрелка синхроноскопа замирает в верхнем положении, а по машинному залу прокатывается волна вибрации – генератор втянулся в синхронизм. Чем точнее подогнать параметры перед включением, тем слабее будет вибрация.
На современных генераторах устанавливают устройства автоматической синхронизации, персоналу остается только отдать разрешение на включение, а автоматика подрегулирует всё, что нужно, и включит выключатель. Более того, на данный момент ручная синхронизация практически везде является нештатным режимом работы, так как вероятность ошибки у человека гораздо выше, чем у автоматики.
Управление энергосистемой в России осуществляется специальной диспетчерской службой - Системным Оператором. У них на сайте есть график значения частоты в сети, обновляется каждый час. https://www.so-ups.ru/functioning/ups/indicators/ees-freq/?t... С такой частотой вращаются все генераторы в энергосистеме. Вообще-то не с конкретно такой, а с частотой, близкой к такой. Есть генераторы с разным числом полюсов, и, как следствие, с разной частотой вращения. А еще есть межсистемные перетоки и фактически частота в разных точках сети отличается. Если я попробую залезть в такие тонкие материи и выкачу это на Пикабу, вряд-ли кто-то это будет читать, простыми словами уже не получится, тут нужны продвинутые знания матана и электротехники. А если у человека есть такие знания, то зачем ему моя статья?
Спасибо за внимание! Если есть какие-то вопросы по данной теме – задавайте в комментариях, постараюсь ответить.
Итак, мы знаем, что есть выключатель, и есть релейная защита, которая его отключит при аварии. Так же есть трансформаторы тока и трансформаторы напряжения. Всё вместе это соединено шинами, заключено в металлический ящик и называется «ячейка».
Ячейка 10 кВ в разрезе
А – релейный отсек В – отсек выключателя C – отсек ввода-вывода (сюда подключают кабель) D – отсек шин 4 – терминал РЗА 20 – выключатель 21 – трансформаторы тока 26 – трансформаторы напряжения.
Ячейки обычно стоят рядами и соединены между собой, такой ряд называется «секция шин». Секция нужна чтобы раздать электроэнергию на несколько потребителей. А самая мощная ячейка на секции – вводная, она питает шины. Т.е. если вводная ячейка отключится, вся секция будет обесточена.
Секция шин
Релейный отсек, как нетрудно догадаться, вмещает в себя терминал РЗА и сопутствующие аппараты.
Открытый релейный отсек ячейки
По центру двери – терминал РЗА, над ним слева вверху, бело-зелёный – блок управления выключателем, справа от него лампы сигнализации – желтая означает, что произошла авария, зеленая – что выключатель отключен, красная – что выключатель включен. Внутри релейного отсека слева внизу – автоматы оперативного тока (с оранжевыми рукоятками).
Терминалов РЗА сейчас великое множество, как по назначению, так и по производителям. Есть специальные терминалы для защиты:
Трансформаторов
Электродвигателей
Кабельных линий
Батарей статических конденсаторов
Вводных выключателей
Секционных выключателей (специальный выключатель для включения резервного питания)
И много чего еще.
В зависимости от того, что защищает наша РЗА, наполнение релейного отсека так же может отличаться. Обычно специалисты ориентируются в таких вопросах по электрическим схемам. Схемы бывают:
Принципиальные – по такой схеме видно, как работает РЗА, то есть показан принцип работы схемы.
Электрическая принципиальная схема.
2. Монтажные схемы (схемы подключения) – по такой схеме видно, какой провод куда подключен и какой у него номер, то есть как смонтирована схема. Все провода в релейном отсеке обязательно должны быть пронумерованы специальными бирками, если по каким-то причинам нумерация сотрется, то иногда легче всё выкинуть и заново смонтировать, чем разбираться в схеме без бирок.
Схема подключения
3. Функциональные, логические схемы – нужны для понимания внутренней логики работы терминала РЗА.
Функционально-логическая схема
Можно, конечно, разбираться без схем, и иногда это приходится делать, но со схемой в 100 раз быстрее.
Чтобы всё вышеописанное пребывало в хорошем состоянии и в нужный момент срабатывало, умными людьми в РАО ЕЭС были разработан документ, регламентирующий объемы проверок и испытаний, которым подвергаются все устройства РЗА как при новом включении, так и регулярно в процессе эксплуатации.
Если кому интересно, называется он так: ПРАВИЛА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ, ЭЛЕКТРОАВТОМАТИКИ, ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ И СИГНАЛИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ 110 - 750 кВ РД 153-34.0-35.617-2001 Такой же документ есть для РЗА класса напряжения от 0,4 до 35 кВ.
Каждые N лет устройство РЗА выводится в ремонт и проверяется в установленном нормами объеме. Имитируются все возможные режимы работы, от специальных установок на входы терминала РЗА подаются токи и напряжения, соответствующие различным повреждениям в сети, проверяется состояние изоляции, затяжка клемм, да и пыль смахнуть – тоже большое дело.
Проверка РЗА. На заднем плане видна секция шин, провода с испытательной установки уходят в релейный отсек.
По итогам проверки формируется протокол, в котором приведены результаты испытаний и измерений, в конце протокола делается заключение о возможности ввода защит в работу.
Часть 2. Откуда пошло «Это не наше, это электриков»
КИПиА (иногда просто КИП) – Контрольно–Измерительные Приборы и Автоматика
Если релейная защита отвечает за электрическую часть, то КИПиА – за технологическую. Если грубо, то датчики давления, датчики температуры, расходомеры, задвижки, шиберы и т.п. – это всё технологическая часть.
Например, водогрейный котёл – устройство, которое делает тёплыми ваши батареи. Схема автоматики, управления и защиты этого котла будет примерно 50/50 – половина относится к электрикам (релейщикам), половина к киповцам. По-хорошему там, где возможны такие спорные моменты, эксплуатационная документация четко разграничивает зону ответственности каждой службы (но так бывает не всегда). То есть конкретно вот эти датчики – киповцев, а вот тот двигатель – электриков. Причем не всё так однозначно, бывает и двигатель у киповцев, и датчик у электриков. Иногда в релейной схеме всего лишь 1-2 датчика киповских, а иногда наоборот. И очень часто, когда такая «объединенная» схема перестает работать, начинаются споры – чья часть сломалась?
Есть 3 варианта развития событий:
Адекватный Среди релейщиков и киповцев есть адекватные люди, и у этих людей нет других, более важных задач. В таком случае они вместе идут и разбираются со схемой, каждый со своей частью, но вместе, чтобы была возможность проверять «стыки» двух схем. Неисправность найдена, все довольны. Срача нет.
Это не наше, это электриков Среди киповцев на данный момент либо некому заниматься проблемой, либо те, кто есть, в силу квалификации или личных качеств не могут/не хотят выполнять эту работу. Поэтому на резонный призыв коллег-релейщиков «пойдем разбираться» звучит ответ «у нас все нормально, это у вас что-то сломалось», а любому вопрошающему (например, начальнику, или диспетчеру) будет озвучено знаменитое «это не наше, это электриков». Причем и ежу понятно, что киповцы никуда не ходили и ни в чем не разбирались. Релейщикам ничего не остается, кроме как идти и разбираться самим, либо идти жаловаться начальнику киповцев, который, внезапно, тоже киповец, и своих всегда прикроет. При том, что некоторые неисправности невозможно обнаружить, не имея доступа ко второй половине схемы. И вот релейщики копаются весь день, ищут неисправность, а потом или всё-таки лезут в киповскую схему и находят проблему, или киповцы приходят и за 10 минут у себя находят проблему (потому что знают, где искать). Проблема решена? Решена. Как релейщики будут после этого называть киповцев? Не думаю, что цензурно. Виноваты ли киповцы, что их мало и некому было пойти решать эту проблему? Вопрос риторический. Справедливости ради стоит отметить, что не всегда проблема в схеме у киповцев, иногда бывает, что фраза «это не наше, это электриков»оказывается правдой.
Это не наше, это киповцев Всё как в п.2, но наоборот - то есть теперь киповцы делают всю работу.
Немного личного опыта. Я несколько лет работал в эксплуатации РЗА на ГРЭС, примерно половина всего оборудования там так или иначе была связана с КИП. У релейщиков там был подход – всё чётко по документам. Если нужно раз в год разбирать каждое индукционное реле, чистить, проверять и собирать назад – значит будем это делать. У киповцев же был другой подход – «работает – не лезь». Киповский шкаф, покрытый пылью слоем в несколько сантиметров – это норма, главное, что работает. У нас же если начальник электроцеха найдет на щите управления хоть одно пыльное реле – нам конец. И вот там я очень часто слышал фразу «это не наше, это электриков». И, что характерно, я не заметил, чтобы у киповцев было всё плохо с оборудованием, а оборудование и у нас, и у них было старое (советское). Да, по факту у них было больше аварийных заявок, чем у нас. Зато пока лаборатория КИП неспешно гоняет чаи, релейщики весь день что-то где-то проверяют.
Если этот текст прочитал кто-то имеющий отношение к эксплуатации КИП, прошу пояснить (мне правда интересно):
Есть ли какой-то нормативный документ, обязывающий киповцев проводить периодические проверки своего оборудования, аналог приведенного выше документа по РЗА (РД 153-34.0-35.617-2001)?
Как вы считаете, верен ли подход «работает – не лезь» применимо к КИП?
Ну и напоследок история с той работы: Схема питательного насоса котла (этот насос качает воду в котел). Куча защит и блокировок как у нас, так и у киповцев. Схема старая, на электромеханике, на каждую защиту – блинкер. Но отключение всё равно идет через нашу схему, от киповской части только прилетает команда на отключение. Нас вызывает машинист котла, потому что отключился этот насос. Говорит, что киповцы уже приходили, сказали «это не наше, это электриков» и ушли. Приходим, смотрим – да, было аварийное отключение, т.е. не с ключа, а от защиты. Блинкеры все подняты, т.е. защиты не срабатывали. Или всё-таки срабатывали, но какой-то из блинкеров неисправен. Или самопроизвольное отключение, выключатель соскочил с защелки, или где-то выпал провод и уткнулся не туда – вариантов масса. Провозились со схемой целый день, ничего не нашли, докладываем, что проблемы у нас нет. Разбираться кто прав, кто виноват некогда, котел запускают, всё нормально. История повторяется ещё раз, релейщики решают поставить ещё один блинкер, общий на все киповские защиты, причем ставят его втихую, внутри шкафа, чтобы его никто не видел. На следующий раз, когда история повторяется, и киповцы опять за свое «мы не виноваты, это у вас» - им демонстрируют этот выпавший блинкер. Оказалось, что у них какой-то датчик барахлил и они не могли разобраться, поэтому каждый раз, когда он срабатывал, они молча поднимали свой блинкер и уходили. По итогу делать так они перестали, но наши на том «секретном» блинкере сняли рукоятку взвода, а корпус опечатали пломбой службы РЗА. Эту историю мне рассказали бывшие коллеги, я в разборках не участвовал, но опечатанный блинкер, подключенный в схему и спрятанный внутри шкафа, видел своими глазами, поэтому в достоверности не сомневаюсь. Как тут принято писать, все совпадения случайны, имена вымышлены. Морали, естественно, нет.
Этот пост скорее всего последний на тему РЗА, так как если углубляться, то объяснить простыми словами вряд ли получится. Спасибо за внимание! Если есть какие-то вопросы по данной теме – задавайте в комментариях, постараюсь ответить.
После о прошлого поста на меня подписалось аж 42 человека, поэтому я продолжаю свои попытки рассказать простыми словами о своей работе. Чтобы пост не превращался в учебник, я вынужден делать некоторые допущения, поэтому прошу тех, кто в теме, понять и простить. Если я в чем-то ошибусь – пожалуйста, напишите об этом в комментариях.
Под прошлым постом комментаторы резонно заметили, что РЗА есть далеко не в каждой ТП, так как вместо выключателей для защиты от КЗ могут применяться плавкие предохранители. Думал про них написать, но это уже сделали до меня, почитать можно тут Изобретаем предохранитель
Сегодняшний пост, как нетрудно догадаться из названия, будет про выключатели. Они есть в каждой квартире, все мы ими регулярно пользуемся, и начать я бы хотел именно с бытовых выключателей, как самых простых по своему внутреннему устройству.
Автоматический выключатель, он же автомат.
Автомат в разрезе
Когда мы поднимаем рычаг управления, подвижный и неподвижный контакты внутри выключателя замыкаются между собой, и наоборот. Так же в нём есть: 1) Дугогасительная камера – представляет собой что-то вроде лабиринта, попадая в который дуга, образующаяся при отключении, удлиняется и гаснет без вреда для самого выключателя. 2) Встроенная защита – от КЗ и перегрузок. Защита от КЗ («электромагнитный расцепитель») представляет собой катушку с подвижным сердечником, через которую проходит ток нагрузки. При превышении определенного значения тока сердечник катушки мгновенно втянется и нажмет на защелку, которая освободит возвратную пружину, и автомат отключится. Защита от перегрузки («тепловой расцепитель») представляет собой биметаллическую пластину, которая при протекании большого тока начитает нагреваться и изгибаться. Если перегрузка продлится дольше допустимого, пластина, изогнувшись, дотянется до защелки возвратной пружины и автомат отключится.
Про УЗО уже было подробно написано тут, повторяться не вижу смысла Чтобы током не убило. Всё про УЗО Если кратко, то УЗО защищает человека от удара током.
Дифференциальный автомат, он же дифавтомат. Если в обычный автомат добавить УЗО, получится дифавтомат. Вот, собственно, и всё.
Про бытовые автоматы вроде рассказал, теперь перейдем к высоковольтным. Принципиальных отличий между автоматом в вашем квартирном щитке и высоковольтным выключателем в ТП по сути нет. Разница в уровне напряжения влияет только на размеры, принцип работы остается тем же, КЗ – оно и в Африке КЗ. Чтобы не путаться, я буду называть бытовой автоматический выключатель «автоматом», а высоковольтный промышленный – «выключателем».
Итак, высоковольтный выключатель. Конкретно этот – масляный, типа ВМГ-133, на напряжение 10 кВ. Данный тип выключателя уже давно морально устарел, но он до сих пор повсеместно эксплуатируется и существенно не отличается от более компактных и современных.
1/2
Выключатель (листайте вправо, там чертеж)
На чертеже поз. 18 — это подвижный контакт, при включении он посредством системы тяг и рычагов опускается вниз, в бак с маслом (15), внутри которого установлена розетка (неподвижный контакт). При отключении всё наоборот. Ток в нашем выключателе протекает так: через шины (5), гибкую связь (6), контакт (18), розетку (внутри бака 15) и шины (14). Если сравнить с автоматом, то внутри выключателя остались только подвижный и неподвижный контакты, автоматика вынесена наружу, в привод выключателя (1), а защита – в терминал РЗА.
Вручную такой выключатель обычно не включают, так как сам процесс достаточно неудобный. Сам выключатель стал гораздо больше бытового, отключает он гораздо бОльшие токи и возвратная пружина там соответствующая. Поэтому процесс включения и отключения автоматизирован, всю работу делают мощные электромагниты, пружину взводит электродвигатель, а человек только нажимает кнопку. Электродвигатель заводки пружин, электромагниты управления и вся сопутствующая механика (редуктор, пружины, рычаги) называется «привод». Для питания привода выключателя используется постоянное напряжение 220 Вольт – так называемый «оперативный ток», от которого так же запитаны и устройства РЗА. Постоянка используется для надежности, любой источник оперативного тока содержит в себе аккумуляторную батарею, так что даже если всё вокруг погаснет, выключателями можно будет управлять и РЗА будет работать. Как правило, емкость батареи рассчитана на 2-3 часа автономной работы, на практике может быть и гораздо больше. На фото ниже современный шкаф оперативного тока (ШОТ). Обычно на подстанцию ставится один такой шкаф для питания всех выключателей и РЗА. Подстанция – это тоже ТП, но побольше (да простят меня коллеги за такое грубое сравнение).
Шкаф оперативного тока (ШОТ)
В нижней части видны 17 батарей Дельта по 13 вольт каждая, соединенные последовательно батареи дают 220 вольт. Шкаф на фото имеет небольшую емкость, бывают системы с отдельным шкафом или даже шкафами для АКБ. В небольших ТП ШОТа может не быть, в таком случае выключатели и РЗА питаются от переменки 230 Вольт, что менее надежно, но допустимо.
Рассмотрим подробнее процесс гашения дуги. Как мы знаем из школьной физики, постоянный ток течет всегда в одном направлении, а переменный меняет направление движения 50 раз в секунду. Это означает, что 100 раз в секунду ток будет равен нулю (синусоида дважды за период проходит через ноль). Поэтому дугу на переменном токе погасить гораздо проще, чем на постоянном. При прохождении через воздух электрическая дуга ионизирует его, как бы оставляя себе «колею» из заряженных частиц, и после прохождения нуля снова загорается по тому же пути. Если действие происходит в вакууме, то существование такой «колеи» в принципе невозможно, и дуга гаснет после первого прохождения тока через ноль. При использовании в качестве среды для гашения масла или элегаза в процессе горения дуги будут образовываться газы, которые своим давлением будут гасить дугу. Есть и более редкие способы, которые применяются в основном на очень высоких напряжениях – например, выдувать дугу сжатым воздухом, или выталкивать ее мощным электромагнитом.
Но вернемся к нашему выключателю. При проявлении КЗ на защищаемом участке срабатывает защита и терминал РЗА отдает команду на отключение выключателя путем замыкания своего выходного реле, вот такого.
Миниатюрное реле для монтажа на печатную плату
Да, внутри терминала РЗА есть миниатюрные электромагнитные реле, на самом деле мера эта вынужденная, так как современные твердотельные (полупроводниковые) реле пока что по характеристикам уступают электромеханическим. Так вот, это самое реле замыкает цепь ЭМО (электромагнит отключения), и выключатель отключается. Таких реле в терминале много, каждое из которых задействовано на разные функции. Одно реле включает выключатель, другое отключает, третье отключает соседний (помним про УРОВ), четвертое замыкает цепь сигнальной лампы при аварии, пятое подает сигнал диспетчеру о том, что произошла авария, и так далее. Кроме этого, помимо измерения тока и напряжения, у терминала РЗА есть дискретные входы – для приема дискретных («0» или «1») сигналов. С их помощью терминал видит положение своего выключателя, положение кнопок управления, принимает сигнал УРОВ от соседнего выключателя и т.п. Таким образом, РЗА контролирует вообще всё, что связано с конкретным выключателем. При срабатывании защиты и отключении выключателя на дисплее терминала РЗА высвечивается наименование защиты, которая сработала, загорается сигнальная лампа, срабатывает аварийная сигнализация и выпадает блинкер (он же «указательное реле»).
1/2
Блинкер РУ-21 (листайте вправо)
На первом фото блинкер не сработал, индикатор черный, на втором – сработал (выпал), индикатор черно-белый. Блинкер – это обычное электромагнитное реле, в котором предусмотрен поворачивающийся флажок – индикатор срабатывания, если флажок повернулся (выпал), то «поднять» его можно только вручную (рукоятка справа вверху на фото). Задача блинкера – сигнализация срабатывания защиты в условиях отсутствия вообще любого напряжения. Допустим, питающие кабели обесточены, АКБ в ШОТе разрядилась, бригада электриков приехала на подстанцию, ходит с фонариками и пытается понять, что же произошло, и можно ли включать всё как было. Такое бывает нечасто, но у релейщиков на любой случай есть своя защита, надёжность – наше всё. Дисплей терминала РЗА и сигнальные лампы не горят, а по положению блинкеров можно понять, была ли работа защиты, или нет. Если была, то прежде, чем включать выключатель, нужно убедиться в исправности оборудования – визуальный осмотр, измерение сопротивления изоляции, и т.п.
Современные ТП оборудованы каналами связи, по которым РЗА передает информацию о текущем состоянии объекта на диспетчерский пункт. На компьютере диспетчера отображается положение всех выключателей, величины токов и напряжений и сигналы об авариях.
Рабочее место диспетчера, на мониторах видна схема сети
Обычно для передачи данных используются оптоволоконные линии связи, либо GSM-каналы. Можно настроить систему так, чтобы при аварии диспетчеру приходило СМС на телефон с названием ТП и типом неисправности.
Хотел написать покороче, но получилось, как получилось, надеюсь было понятно и интересно.
Спасибо за внимание! Если есть какие-то вопросы по данной теме – задавайте в комментариях, постараюсь ответить.
Выкручивайте остроумие на максимум и придумайте надпись для стикера из шаблонов ниже. Лучшие идеи войдут в стикерпак, а их авторы получат полугодовую подписку на сервис «Пакет».
Кто сделал и отправил мемас на конкурс — молодец! Результаты конкурса мы объявим уже 3 мая, поделимся лучшими шутками по мнению жюри и ссылкой на стикерпак в телеграме. Полные правила конкурса.
А пока предлагаем посмотреть видео, из которых мы сделали шаблоны для мемов. В главной роли Валентин Выгодный и «Пакет» от Х5 — сервис для выгодных покупок в «Пятёрочке» и «Перекрёстке».
Реклама ООО «Корпоративный центр ИКС 5», ИНН: 7728632689
Когда меня спрашивают, кем я работаю, обычно говорю «инженер», или «энергетик», потому что достаточно сложно объяснить человеку, что такое «инженер – проектировщик систем релейной защиты и автоматики». В связи с этим я решил попробовать написать об этом простыми словами, возможно кому-то будет интересно узнать об этой области энергетики. Коллег - релейщиков прошу закрыть глаза на некоторые неточности в тексте, так как данная, с позволения сказать, статья адресована людям, далеким от энергетики.
Электричество имеет несколько особенностей, которые определяют основные принципы его использования. Во-первых, электрическая энергия (ЭЭ) не может быть запасена впрок (в промышленных количествах), во-вторых, ЭЭ производится и потребляется одновременно, и заранее невозможно на 100% предугадать, сколько ее будет нужно завтра или через неделю. И, в-третьих (что применимо к нашей теме), ЭЭ легко и быстро может быть преобразована в тепловую, причем зачастую это происходит вопреки желанию потребителя.
Как мы знаем, все неисправности в электрике делятся на 2 вида:
Нет электрического контакта там, где он должен быть;
Есть электрический контакт там, где его быть не должно.
Второй вариант обычно называют «короткое замыкание» (КЗ), и он гораздо опаснее первого. При КЗ вся мощность, имеющаяся на поврежденном и прилегающих к нему участках сети, практически мгновенно перетекает в место КЗ и преобразуется в тепловую энергию, загорается электрическая дуга.
Наверняка каждый из вас хотя бы раз видел трансформаторную подстанцию (ТП) у себя во дворе.
Обычная ТП жилого дома
В нее заходит два кабеля напряжением 6 или 10 киловольт, и с помощью 2-х силовых трансформаторов напряжение преобразуется в привычные нам 380/220 вольт. Эти силовые трансформаторы имеют мощность около 630 кВт (обычно мощность считают в кВА – киловольтамперах, но эти тонкости нам сейчас ни к чему). Если в такой ТП произойдет КЗ, вся мощность трансформаторов будет потрачена на горение электрической дуги в месте КЗ, представьте себе сварочный аппарат на 1260 кВт. Вообще, точную мощность посчитать практически невозможно, и там много разных факторов, и часть этой мощности будет рассеиваться в кабелях, трансформаторах и другом первичном оборудовании, но порядок цифр примерно такой.
При таких мощностях счет идет на доли секунд, если поврежденный участок не отключить, ущерб может быть очень серьезным. Вот тут и вступает в действие релейная защита и автоматика (РЗА).
РЗА - это специальная аппаратура, задача которой определить место повреждения и отключить поврежденный участок от остальной сети максимально быстро. Отключение производится с помощью выключателей (ваш кэп). При отключении выключателя в нем тоже образуется электрическая дуга, но с помощью дугогасительных камер она гасится без вреда для оборудования. Автомат в щитке у вас в квартире – это тоже выключатель, точнее автоматический воздушный выключатель. Воздушный – потому что в качестве среды гашения дуги в нем используется воздух. Также выключатели бывают масляные, вакуумные и элегазовые (SF6, шестифтористая сера, она же электротехнический газ, сокращенно «элегаз»). Используя различные среды для гашения дуги, можно добиться уменьшения габаритов и увеличения надежности и долговечности выключателей.
Как правило, РЗА устанавливается на каждый выключатель в сети. Защита называется «релейной», так как раньше она выполнялась на электромеханических аппаратах – реле. Современная РЗА строится на базе микропроцессорных устройств (терминалов).
Электромеханическое реле
Микропроцессорный терминал РЗА
Терминал РЗА собирает информацию о состоянии защищаемого участка сети посредством трансформаторов тока и напряжения, которые по сути являются датчиками.
Трансформатор тока (ТТ)
Трехфазная группа трансформаторов напряжения (ТН)
ТТ и ТН непрерывно измеряют ток и напряжение в защищаемой сети и передают информацию в терминал РЗА. При возникновении короткого замыкания сила тока в сети резко возрастает, а напряжение снижается, терминал это видит и при необходимости производит отключение своего и/или соседних выключателей. Параметры настройки РЗА называются «уставки» и рассчитываются таким образом, чтобы максимально быстро отключить повреждение на своем участке и, при отказе соседнего терминала РЗА (если он конечно есть), отключить смежный участок.
При КЗ большой мощности время от возникновения повреждения до отключения выключателя будет составлять примерно 0,05-0,1 с.
Так же в составе РЗА есть множество функций автоматики, призванных упростить работу обслуживающего персонала, такие как:
УРОВ (Устройство Резервирования Отказавшего Выключателя) – если свой выключатель по каким-то причинам не отключился, РЗА отдает команду на отключение следующего выключателя, таким образом отключается бОльший участок сети.
АВР (автоматическое включение резерва) – при исчезновении напряжения на каком-то участке сети на него подается напряжение с соседнего участка, при условии отсутствия на них повреждений.
АПВ (автоматическое повторное включение) – при падении ветки на провода воздушной линии электропередачи, или при перехлесте проводов от ветра, линия будет отключена действием РЗА. При этом ветка скорее всего успеет сгореть или упасть, а перехлест самоустранится. Поэтому допускается однократное включение воздушной линии под напряжение, и если КЗ не пропало, то линия отключается окончательно.
АЧР (автоматическая частотная разгрузка) – в нормальном режиме в нашей электросети частота переменного напряжения составляет 50 Гц. При дефиците мощности частота начинает снижаться, что плохо влияет на генераторы. В таком случае функция АЧР отключит наименее важных потребителей от сети (в основном это жилые дома и мелкие пром. предприятия).
Каждая функция РЗА имеет условное международное обозначение – код ANSI. Если кому-то интересно, по ссылке есть перечень всех этих функций https://rza.by/ansi/
В современных терминалах РЗА имеется встроенный осциллограф, который при возникновении аварии сохраняет в памяти все параметры электрической сети в момент повреждения. По осциллограмме можно определить характер повреждения, оценить правильность и скорость работы РЗА, а в некоторых случаях и расстояние до места повреждения. Когда микропроцессорных терминалов еще не было, осциллографы записывали параметры сети на фотоплёнке, и после срабатывания защит первым делом необходимо было проявить плёнку, поэтому в каждой релейной службе была своя фотолаборатория.
Среди всех видов энергетиков релейщики считаются особой кастой, элитой, так как к ним предъявляются самые высокие требования в части квалификации (нисколько не умаляю важности остальных профессий, но сам себя не похвалишь – никто не похвалит). При любой аварии в электросети на место обязательно выезжают релейщики, чтобы разобраться в причинах и сделать заключение о возможности включения оборудования в работу после срабатывания защиты.
Ну и наконец, именно релейщики говорят знаменитое «это не наше, это КИПовцев».
Надеюсь, моя писанина была кому-нибудь интересной. Если есть какие-то вопросы по данной теме – задавайте в комментариях, постараюсь ответить.
