Transcript Развитие комплекса силового электротехнического

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ
ВСЕРОССИЙСКИЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
имени В.И.Ленина
Развитие комплекса
силового
электротехнического
оборудования для
интеллектуальных
электрических сетей
Особенности сети XXI века и условия ее
Экспорт электроэнергии в КНР на напряжении 500 кВ
формирования
1. АВТОУПРАВЛЯЕМОСТЬ (через активно –адаптивную сеть)
Мониторинг
состояния и
диагностика
Автоматизация
Применение гибких
(управляемых) систем
электропередачи
3. ЭКОЛОГИЯ И
БЕЗОПАСНОСТЬ
Надежность
функционирования
2. КАЧЕСТВЕННО НОВЫЕ
ТЕХНОЛОГИИ СЕТИ –
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ
СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ
И ДР.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ
СЕТИ
XXI ВЕКА
Низкие потери
при эксплуатации
Минимальные
издержки при
ремонтных работах
4. ВЫСОКОЕ
КАЧЕСТВО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Высокое качество
проектирования
УСЛОВИЯ:
1. МИНИМАЛЬНАЯ СТОИМОСТЬ
2. РАЗВИТАЯ ИНФРАСТРУКТУРА
3. РАЗВИТИЕ ОТЕЧЕСТВЕННОГО
ПОТЕНЦИАЛА
5. НОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ
ТЕХНОЛОГИИ
2
Основные свойства «умной» сети
1. Способность разумно, т.е. адекватно и
оптимально реагировать на внешние и
внутренние технологические воздействия
2. Высокая экологичность и безопасность
3. Удобство в эксплуатации
4. Высокий уровень энергоэффективности и
энергосбережения
Основные составляющие комплекса оборудования
для интеллектуальных электрических сетей
1.Интеллектуальное трансформаторное
оборудование
2.Интеллектуальные распределительные
устройства
3. Интеллектуальные силовые системные
устройства
4. «Умные» передачи электроэнергии
5.Цифровые необслуживаемые подстанции
Необходимое новое силовое оборудование
для интеллектуальной сети
Трансформаторное оборудование:
Пожаро- и взрывобезопасные интеллектуальные
трансформаторы со сниженными потерями,
адаптированные
для применения в цифровых необслуживаемых
подстанциях и осуществляющие контроль состояния
в режиме on-line
Комплектно-распределительные устройства:
Компактные интеллектуальные газонаполненные КРУ,
адаптированные к цифровым необслуживаемым ПС, с
вакуумными дугогасительными устройствами на
напряжение 110-220кВ
Необходимое новое силовое оборудание
для интеллектуальной сети
Системные силовые устройства
1. Устройства FACTS
2. Ограничители тока, в том числе использующие
принцип высокотемпературной проводимости
3. Многофункциональные преобразовательные
устройства
«Умные» передачи электроэнергии:
1.Газоизолированные линии
2. ВТСП кабели
•Трансформаторное оборудование
должно иметь
•
•
•
•
•
•
Датчики тока и напряжения
Защитные, сигнальные и
измерительные устройства
Управление выключателем
Управление системой охлаждения
Управление РПН
Встроенную самодиагоностику
Другие датчики
НАЧАЛЬНЫЕ
Поворот обмотки
ДЕФОРМАЦИИ
Выпадение прокладок
РАЗРУШАЮЩИЕ ДЕФОРМАЦИИ
Прессующее кольцо
Осевая устойчивость
Последствия:
Интеллектуальное компактное
КРУЭ -110кВ
Коммутационное оборудование
должно иметь
•
•
•
•
•
•
Датчики тока и напряжения
Защитные, сигнальные и
измерительные устройства
Управление коммутациями
Контроль элегаза
Контроль коммутационного ресурса
Оценка механического ресурса
Оценка готовности оперативных цепей
Устройства FACTS:
СТАТКОМ
Устройства FACTS: СТК 220 кВ
8
НОВОЕ ПОКОЛЕНИЕ
«ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ»
ТИРИСТОРОВ
с повышенным ресурсом и элементами
самозащиты от пробоя в режиме
коммутации при неполном
восстановлении запирающих свойств и
отсутствии сигнала управления
ВЭИ – ЗАО «Протон – Электротекс»
Применение приборов
новой серии позволит
в 2-3 раза уменьшить
количество аварийных
отказов в мощных
тиристорных
преобразователях
систем
электроэнергетики
Параметры
Предельный ток (А)
Напряжение
(класс прибора) (В)
Неповторяющееся
обратное напряжение (В)
Импульсный аварийный ток (А)
Скорость нарастания
тока (А/мкс)
Скорость нарастания
напряжения (В/мкс)
Время выключения
(мкс)
Импульсное напряжение
(падение напряжения) (В)
Тепловое сопротивление
переход-корпус(ºС/Вт)
НОВЫЙ ПРИБОР
АНАЛОГ
Т273С-1250-42
Т273-1260-40
С самозащитой от пробоя Без самозащиты от пробоя
(2006 г.)
(1986 г.)
1250 (85ºС)
1250 (85ºС)
4200-4440 (125ºС)
4200 (100ºС)
4500-4700 (125ºС)
4100 (125ºС)
1250 (125ºС)
нет
250 (125ºС)
200 (100ºС)
1600 (125ºС)
1600 (125ºС)
250-500 (125ºС)
400 (100ºС)
2,1 (25ºС)
2,4 (25ºС)
0,01
0,012
Управляемый подмагничиванием
реактор 180 МВАр, 330 кВ
Геометрические параметры ГИЛ
• Напряжение
•145 / 172 kV
•242 / 300 kV
•362 kV
•420 / 550 kV
•800 kV
•1200 kV
•
Основные размеры
A
89
102
127
178
178
203
B
15.2
12.7
12.7
12.7
12.7
12.7
C
7.6
7.6
6.4
6.4
6.4
9.5
D
241
307
375
508
622
762
E
343
406
483
648
749
889
F
368
457
559
711
813
1016
G
914
914
914
914
1067
1219
H
J
1219 1270
1219 1524
1219 1829
1321 2286
1524 2642
1676 3099
K
241
318
356
457
533
610
ВТСП кабели
Современная подстанция с
использованием микропроцессорных
устройств
Аналоговая часть
ТН
Микропроцессорные
устройства
~
ТТ
~
ТТ
~
ТТ
~

Большое количество кабельных
связей между первичным
оборудованием и ГЩУ
подстанции, отсутствие контроля
целостности цепей

Отсутствие самодиагностики
«аналоговой» части

Сложность проектирования,
наладки и проверок при вводе в
эксплуатацию

Сложность расширения систем
контроля и управления
Коммерческий
учет
Управление
(АСУ ТП)
Контроль
(РЗА)
Мониторинг и
диагностика
Перспективная подстанция
Подстанция на основе интегрированных цифровых систем измерения, защиты и
управления с применением цифровых трансформаторов тока и напряжения и
цифровых схем управления

Цифровая часть
Цифровой
измерительный
трансформатор
Коммерческий
учет

Управление
(АСУ ТП)


Контроль
(РЗА)

Мониторинг и
диагностика


Единый источник информации в
стандартном формате для всех
информационных и управляющих
устройств
Простое подключение новых
устройств, неограниченное количество
получателей данных
Высокая точность и единство
измерений
Помехозащищенность (использование
оптоволокна для передачи
информации от РУ)
Снижение количества кабельных
связей
Мониторинг и диагностика всех
составляющих ПС, включая вторичные
цепи
Упрощение и гибкость проектирования
и наладки
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ
ВСЕРОССИЙСКИЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
имени В.И.Ленина
Благодарю за внимание!
• www.vei.ru
• E-mail: [email protected]
19
Архитектура интеллектуальных
электроэнергетических систем
3
Требования к первичному оборудованию
для создания цифровой подстанции
Требования к встроенным цифровым измерительным трансформаторам
тока и напряжения










Протокол передачи данных по МЭК 61850-9-2
Протокол управления по МЭК 61850-8-1
Протокол синхронизации времени МЭК 60044-7/-8, SNTP
Частота преобразования не менее 12800 Гц для измерений и учета
электроэнергии, не менее 4000 Гц для РЗА и ПА
Рабочий диапазон токов для измерений 0-1,5*Inom, для защит 0-30*Inom
Рабочий диапазон напряжений 0-1,2*Unom
Класс точности 0,2S
Требования к цифровым коммутационным аппаратам и шкафам управления
элегазовым оборудованием
Представление информации о состоянии оборудования в цифровом виде с
передачей параметров в систему управления по оптоволоконному кабелю
Цифровой интерфейс с протоколом МЭК 61850-8-1
Реализация функций самоконтроля