Энергоснабжение промышленных объектов: настоящее и будущее

Финансовые показатели работы крупных промышленных предприятий во многом зависят от организации систем электроснабжения. Главная задача комплексного энергообеспечения таких объектов состоит в необходимости обеспечения качественным и надежным электропитанием производственных мощностей, автоматизированных систем управления и контроля, видеонаблюдения, охранной и пожарной сигнализации в то время, когда оборудование работает в штатном режиме, а также в случае возникновения сбоев в работе системы основного энергоснабжения.

НАСТОЯЩЕЕ

В производственных процессах промышленных предприятий могут быть задействованы разные виды энергии – электрическая, тепловая, механическая и др. В зависимости от вида выпускаемых продуктов и технологических особенностей производства затраты предприятия на энергоресурсы и распределение энергии составляют от 5 до 60% себестоимости конечного продукта. Во всем мире эта статья расходов отличается устойчивой тенденцией к развитию.

Ритмичность и бесперебойность энергоснабжения оказывает непосредственное влияние на выполнение предприятием государственного плана. Кроме того, эффективность использования энергоресурсов самым непосредственным образом отражается на конкурентоспособности выпускаемой продукции.

В настоящее время выбор системы электроснабжения промышленного объекта, как правило, осуществляется на основе технико-экономического сравнения нескольких вариантов. Так, на этапе проектирования:

• разрабатываются системы энергоснабжения всех производственных цехов в соответствии с их рабочим графиком;
• предусматриваются все необходимые меры безопасности, соответствующие требованиям нормативных документов;
• учитываются возможные потери электроэнергии на этапах генерации и передачи;
• учитывается необходимость экономного расходования имеющихся мощностей;
• предусматривается возможность масштабирования сети и модернизации электрооборудования для увеличения объемов производства или расширения продуктовой линейки компании;
• учитываются категории приемников энергии в соответствии с ПУЭ 7. При этом электроприёмники и отделения цехов разной категории рассматриваются как объекты с разными условиями резервирования.

Энергоснабжение в соответствии с ПУЭ

Правила устройства электроустановок (ПУЭ) – это группа нормативно-технических документов, издававшихся отдельными главами. Сборники выпускались под названием «издания» и не являлись документами в области стандартизации.

ПУЭ разрабатываются с учетом требований государственных стандартов, строительных норм и правил, рекомендаций научно-технических советов по рассмотрению проектов глав. Правила 7-го издания из-за длительного срока обработки выпускаются и вводятся в действие отдельными разделами и главами по мере завершения работ по их пересмотру, согласованию и утверждению.

Требования документа обязательны для всех организаций независимо от форм собственности и организационно-правовых форм, а также для физлиц, занятых предпринимательской деятельностью без создания юридического лица.

В ПУЭ описаны принципы построения электроустройств, а также основные требования, предъявляемые к энергосистемам, электрическим узлам, элементам и коммуникациям.

Надежность электропитания промышленных объектов обеспечивается требуемой степенью резервирования. В отношении обеспечения надежного электроснабжения, согласно п. 1.2.17 главы 1.2 «Электроснабжение и электрические сети» ПУЭ 7, электроприемники делятся на три категории:

• Первая. В эту группу входят приемники энергии, которые, в случае перерыва подачи электричества, могут таить в себе опасность для жизни людей и представлять угрозу для безопасности государства. Кроме того, перебои в электроснабжении таких электроприемников могут причинить значительный материальный ущерб и привести к серьезным сбоям в сложных технологических процессах.

В составе приемников электроэнергии первой категории в особую группу выделены устройства, бесперебойная работа которых призвана обеспечивать безаварийную остановку производственного процесса для предотвращения угрозы жизни людей, техногенных катастроф и пожаров;

• Вторая. К этой категории относится технологическое оборудование, перерыв электроснабжения которого может стать причиной недоотпуска готовой продукции. Кроме того, это приводит к простою производственных мощностей, промышленного транспорта и рабочих.

Как правило, к этой категории относят электрооборудование, без которого невозможно продолжение работы основного производства на время послеаварийного режима;

• Третья. В эту группу входят электроприемники, которые не подпадают под определение оборудования, относящегося к первой и второй категориям.

В соответствии с правилами устройства электроустановок приемники электрической энергии первой и второй категории в нормальном режиме обеспечиваются двумя независимыми взаимно резервирующими источниками питания.

Резервирование необходимо для продолжения работы основного производственного оборудования в послеаварийном режиме. В случае нарушения электроснабжения от одного из источников перерыв в питании таких электроприемников допускается лишь на время автоматического восстановления подачи электроэнергии.

Для электроснабжения особой группы устройств первой категории должно быть предусмотрено дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника.

Функцию третьего источника электроэнергии для приемников особой группы (так же, как и второго независимого источника питания для остальных устройств, относящихся к первой категории) могут выполнять собственные источники генерации или электростанции энергосистемы (например, шины генераторного напряжения), аккумуляторы и генераторы бесперебойного питания.

Алгоритм снабжения электричеством электроприемников особой группы первой категории должен учитывать необходимость:

• обеспечения постоянной готовности третьего источника электроэнергии к пуску. Кроме того, должно быть предусмотрено его автоматическое включение в случае прекращения подачи питания от двух основных источников;
• перевода независимого источника электроэнергии в режим горячего резерва при отказе одного из двух основных источников генерации. В некоторых случаях допускается возможность ручного включения резервного генератора.

Технически грамотный подход к решению вопросов надежности требует различения аварийного и послеаварийного режимов работы. Система энергоснабжения должна быть построена таким образом, чтобы после всех необходимых переключений она могла обеспечивать полноценную работу основных производственных процессов предприятия.

Мощность независимых источников генерации для функционирования в послеаварийном режиме определяется по степени резервирования системы. При этом используются все дополнительные источники и возможности резервирования.

Питание электроприемников, относящихся к третьей категории, резервирования не требует.

По мнению специалистов, оптимальный вариант организации системы энергообеспечения промышленного объекта позволяет поддерживать необходимое качество электроэнергии и бесперебойное энергоснабжение в режиме нормальной работы и в послеаварийном режиме, а также обеспечивает надежность, удобство и безопасность техобслуживания, минимизирует затраты на проведение текущих и капитальных ремонтов.

Кроме того, такой вариант характеризуется минимальным уровнем потерь электроэнергии, экономичным расходом комплектующих и обязательно учитывает затраты на обслуживание энергетического хозяйства предприятия.

Надежность по ГОСТу

Система электроснабжения промышленного объекта состоит из нескольких звеньев:

• подстанции (питающие, распределительные, преобразовательные, трансформаторные);
• кабельные и воздушные линии для передачи и распределения электроэнергии;
• токопроводящие элементы, рассчитанные на высокое и низкое напряжение.

В системах электроснабжения некоторых крупных промышленных предприятий могут присутствовать электрические станции или другие установки генерации электричества. В зависимости от используемого вида первичной энергии они делятся на основные группы: тепловые, гидравлические, дизельные, солнечные, ветряные и комбинированные.

Если предприятие располагает собственными источниками генерации (например, ТЭЦ, котельные, компрессорные, насосные станции и др.), энергетики учитывают мощность потребителей электроэнергии, расположенных на соседних территориях, которые не имеют отношения к компании.

Учет мощности сторонних потребителей особенно актуален для удалённых районов, в недостаточной мере охваченных энергосистемами, а также для промышленных зон, где существует вероятность временного резкого увеличения нагрузки на электросети.

Электросетевая инфраструктура, наряду с производственными и коммуникационными объектами, является неотъемлемой частью цельного комплекса предприятия. Поэтому при проектировании и монтаже электрических сетей и подстанций учитываются строительный и технологический аспекты, а также генеральный план и очередность возведения других сооружений.

Надежная схема электропитания производственного предприятия должна обеспечивать необходимое количество энергии в соответствии с ГОСТ 32144-2013 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».

Как известно, производственные мощности промышленных предприятий могут быть оснащены:

• электроприемниками с резкопеременными графиками нагрузок. К этой категории электрооборудования относятся, например, приводы прокатных станов и дуговые электропечи;
• однофазными электроприемниками. В качестве примеров такого оборудования можно привести системы освещения, электротермические и сварочные установки;
•  электрооборудованием, нарушающим синусоидальность токов и напряжений. Это могут быть дуговые электропечи и преобразователи всех типов.

Работа такого электрооборудования приводит к колебаниям напряжения, способствует нарушению симметрии токов и напряжений, может стать причиной высших гармонических составляющих токов и напряжений.

Снижение качества электроэнергии увеличивает потери электричества, уменьшает пропускную способность сетей, способствует сокращению срока службы оборудования и электрических машин.

По оценкам экспертов, повышению качества электроэнергии способствуют:

• применение повышенных напряжений в питающих и распределительных электросетях;
• приближение источников питания к приемникам энергии. В первую очередь это относится к оборудованию с резкопеременной нагрузкой;
• снижение реактивного сопротивления элементов схемы от источников электричества до электрооборудования с резкопеременной нагрузкой;
• включение на параллельную работу вторичных обмоток трансформаторов, обеспечивающих питание резкопеременной нагрузки;
• использование глубоких вводов напряжением 35 кВ и выше для обеспечения электроэнергией крупных дуговых электрических печей, главных электроприводов прокатных станов, мощных преобразовательных установок и т. д. Кроме того, энергоснабжение таких электроприемников может быть организовано методом прямого подключения к региональной энергосистеме или с помощью отдельных линий, проложенных от подстанций глубокого ввода (ПГВ) и главных понизительных подстанций (ГПВ);
• применение симметрирующих устройств, использование фильтров высших гармоник, установка быстродействующих синхронных компенсаторов с целью выравнивания графиков электрических нагрузок;
• сокращение числа ступеней трансформации за счет внедрения глубоких вводов, повышенных напряжений питающих и распределительных сетей, дальнейшего развития принципа разукрупнения подстанций;
• использование других методов, способствующих снижению негативного воздействия приемников электроэнергии на системы энергоснабжения и поддерживающих показатели качества электроэнергии в нормируемых ГОСТом пределах.

Даже кратковременное прекращение подачи электроэнергии может причинить непоправимый ущерб здоровью людей, экологии и производству. В некоторых случаях это может привести к полному останову технологического процесса, восстановление которого потребует значительных капиталовложений. Поэтому к организации электроснабжения промышленных объектов предъявляется ряд требований:

• Параметры силового электрооборудования (напряжение, мощность, пусковой ток, реактивная составляющая и др.) должны соответствовать параметрам сети во всех расчётных режимах работы установки. При выборе параметров и оборудования системы электроснабжения определяют расчетные электрические нагрузки в узлах схемы питания на шинах низкого и высокого напряжения. После этого по ним выбирают электрооборудование, аппаратуру управления и защиты;
• Электрооборудование должно быть изготовлено из материалов, стойких к негативному воздействию внешней среды, или быть надёжно защищено от такого влияния;
• Комплектующие узлы и материалы, применяемые в силовых электроустановках, должны соответствовать требованиям ГОСТов или нормативно-технических документов, которые регламентируют их изготовление;
• Элементы электроприемников (трансформаторы, электродвигатели, аппараты, кабельно-проводниковая продукция, шины и т. п.) должны быть подобраны таким образом, чтобы в режиме нормальной работы был исключен их нагрев выше допустимого значения. Нормируемые нагрузки не должны приводить к разрушению изоляции;
• Силовые установки должны соответствовать требованиям действующих норм и правил в части загрязнения ими окружающей среды, создаваемого шума, вибрации, генерируемых электрических полей, а также электро-, взрыво- и пожарной безопасности.

При эксплуатации систем электроснабжения необходимо обеспечивать меры безопасности, исключающие возможность поражения человека электрическим током.

Оперативное управление системами электроснабжения

На промышленных предприятиях, использующих собственные источники генерации или имеющих в своей схеме электроснабжения самостоятельные подразделения электрических сетей, как правило, организована система оперативного диспетчерского управления. Она обеспечивает выполнение ряда важных функций:

• разработка и внедрение оптимальных режимов работы;
• организация пусков и отключений;
• локализация места аварии и восстановление рабочего режима сети;
• выполнение требований, предъявляемых к качеству электрической энергии, и т. п.

Организационная структура, система оперативного управления и численность персонала оформляются документально.

Система оперативного диспетчерского управления отличается четкой иерархической структурой. При этом для каждого уровня устанавливаются две категории управления оборудованием и сооружениями:

• оперативное управление;
• оперативное ведение.

Под оперативным управлением старшего сотрудника функционируют энергообъекты (например, токопроводы, РЗиА и др.), операции с которыми нуждаются в координировании действий подчиненного персонала. Кроме того, такие операции требуют согласования изменений режимов на нескольких объектах. Все действия производятся под руководством старшего работника.

Оперативное ведение предполагает выполнение операций, не требующих координации действий персонала разных объектов. Операции осуществляются с разрешения старшего работника.

Все оборудование и устройства систем электропитания распределяются по иерархическим уровням оперативного управления, которое осуществляется с диспетчерского пункта, оснащенного современными средствами связи.

Кроме того, с этой целью может быть использован щит управления, на который наносится оперативная схема электрических соединений управляемых установок. В ней отображается каждое изменение рабочего режима, показываются места наложения и снятия заземлений.

Каждое переключение выполняется после согласования с вышестоящим оперативным персоналом, под управлением которого функционирует оборудование. Распоряжения передаются устно или в телефонном режиме с записью в оперативном журнале. Переключения выполняет сотрудник из числа оперативного персонала, который непосредственно обслуживает электроустановку.

Сложные переключения, требующие строгого соблюдения алгоритма, в котором четко прописана последовательность операций с коммутационным оборудованием и заземляющими ножами, как правило, выполняются двумя работниками по специальным бланкам и в соответствии с разработанными на предприятии программами действий.

Процесс переключения предполагает соблюдение следующей последовательности действий:

• сотрудник, получивший распоряжение выполнить переключение, обязан четко его повторить, записать операцию в оперативный журнал и отобразить все изменения на оперативной схеме. Также, если это необходимо, работник составляет бланк переключений;
• если в процессе переключения задействованы два сотрудника, тот из них, кто получил распоряжение о переключении, обязан объяснить порядок действий своему коллеге, также участвующему в операции;
• в случае возникновения сомнений в правильности переключений, все действия незамедлительно прекращаются. После этого последовательность переключений сверяется с оперативной схемой;
• После выполнения задания в оперативном журнале делается соответствующая запись.

Автоматизация управления электроснабжением промышленных объектов

Развитие технологий позволяет существенно упростить и ускорить многие привычные процессы. В настоящее время для управления системами промышленного электрообеспечения активно используются элементы автоматизации, которые позволяют упростить технологические процессы и работу предприятия в целом.

Автоматизация управления энергоснабжением производственных объектов подразумевает собой комплекс программных и аппаратных мероприятий и средств, позволяющих сократить количество персонала и улучшить работу систем.

На сегодняшний день с этой целью применяют следующие виды автоматики:

• Автоматическое повторное включение (АПВ). При коротких замыканиях (КЗ), возникающих в питающих линиях, с целью предотвращения повреждения электрооборудования и дальнейшего распространения аварии поврежденный участок сети отключается с помощью устройств релейной защиты, что приводит к перерыву электроснабжения.

Однако в ряде случаев КЗ оказывается неустойчивым, носит кратковременный характер и может быстро самоликвидироваться (например, при случайном соприкосновении проводов). В таких ситуациях повторное включение отключившейся линии может восстановить нормальную подачу электроэнергии к присоединенным электроприемникам и предотвратить перерыв в работе объекта (например, насосной или компрессорной станции).

Восстановление электроснабжения после отключения линии устройствами релейной защиты при КЗ осуществляется АПВ с выдержкой времени 0,2-0,5 сек. Если на протяжении этого промежутка времени КЗ ликвидировано – линия запускается в работу. В случаях, когда КЗ оказалось устойчивым, – линия повторно отключается релейной защитой.

На рынке представлены одно- и многократные устройства. Однако с увеличением кратности эффективность работы аппаратов существенно снижается. На практике чаще всего используются однократные трехфазные АПВ, когда включение выполняется один раз всеми тремя фазами.

Как правило, АПВ устанавливаются на воздушных и кабельных линиях. Ими оснащаются секции и системы шин, двигатели и одиночные трансформаторы. При этом в логике защиты устанавливается запрет на АПВ при работе газовой и дифференциальной защиты.

Различают два вида устройств автоматического повторного включения:

• Механические (применяются на ручных приводах). В аппаратах этого типа выключатель включается за счет энергии заведенной пружины или с использованием энергии падающего груза. После каждого срабатывания привода в действие вступает автоматический моторный редуктор, который заводит пружину. Одним из преимуществ механических устройств АПВ специалисты называют отсутствие аккумуляторов или компрессорных установок, необходимых при использовании выключателей с электромагнитными или пневматическими приводами;
• Электрические (устанавливаются на различных приводах с дистанционным управлением, которое осуществляется при помощи специальных реле). Принцип действия таких устройств основан на несоответствии положения масляного выключателя и ключа управления. Линия включается под напряжение масляным выключателем установкой ключа управления в положение «Вкл». При КЗ средства релейной защиты отключают линию. В этот момент масляный выключатель приходит в положение «Откл», а положение ключа остается неизменным. В результате этого устанавливается цепь питания обмотки реле повторного включения, реле срабатывает и через заданный промежуток времени подает импульс на контактор включения электромагнитного привода – масляный выключатель включается и этим самым осуществляет автоматическое повторное включение линии.

АПВ могут быть выполнены на:

• постоянном оперативном токе. Такие устройства используются для выключателей с электромагнитными и пневматическими приводами;
• на переменном оперативном токе. Устройства этого типа предназначены для выключателей с грузовыми и пружинными приводами.

К устройствам АПВ предъявляется ряд требований:

• аппарат не должен срабатывать в случае отключения выключателя оперативным персоналом ключом управления, дистанционно или по телеуправлению;
• должна быть предусмотрена блокировка от многократных включений выключателя на действующее КЗ и при неисправности в устройстве АПВ;
• устройство не должно реагировать на ситуацию в случае действия защит, включающихся при повреждениях, которые не сопровождаются самоликвидацией (к примеру, газовая защита на трансформаторах);
• после срабатывания устройства все его элементы должны возвращаться в исходное положение;
• наличие возможности отключения АПВ персоналом при помощи специального устройства.

В случае если перерыв в электроснабжении длится более 0,5 сек, приемники электроэнергии подключаются к резервным источникам питания. Аналогичный алгоритм действий используется при выходе из строя отдельных рабочих агрегатов – в работу включается резервное оборудование. С этой целью используют автоматическое включение резерва.

• Автоматическое включение резерва (АВР). Устройства применяются при наличии или проектировании второго (резервного) источника питания. Это может быть второй трансформатор, отдельный генератор, вторая секция шин или дополнительная резервная линия. Применение защитных механизмов этого типа позволяет упростить и удешевить схемы электроснабжения предприятий и создать достаточно гибкую надежную систему электроснабжения.

Использование АВР помогает решить несколько важных задач:

• электроприемник получает беспрерывное питание от резервного источника после отказа (или сбоя в работе) основного источника электроэнергии;
• благодаря равномерному распределению электричества предотвращается перегрузка оборудования;
• автоматическое включение резерва позволяет предотвратить выход из строя электрооборудования из-за действия грозовых разрядов;
• коммутационная аппаратура обеспечивает бесперебойное питание производственных линий на время проведения регламентных работ.

К схемам АВР предъявляются следующие требования:

• устройства автоматического ввода в действие резервного источника питания должны срабатывать максимально быстро после непредусмотренного прекращения электроснабжения от основной линии;
• устройство должно реагировать на любое пропадание напряжения без анализа причин возникшей неисправности (если не предусмотрена блокировка запуска от определенного вида защит);
• аппарат должен включаться после необходимой задержки при выполнении определенных технологических циклов. Например, в момент включения мощных электродвигателей возникает кратковременная просадка напряжения, которая быстро самоликвидируется;
• включение защитного механизма должно быть однократным. Многократное включение на неустраняемое КЗ может полностью разрушить сбалансированную систему;
• в схеме АВР должен быть предусмотрен контроль исправности цепи включения резервного оборудования и мониторинг технических параметров в автоматическом режиме.

По своему действию все системы АВР делятся на два типа:

• Односторонние. В такой системе один ввод выполняет функцию основного (рабочего), а второй является резервным. Резерв включается в работу только после отключения рабочего напряжения;
• Двусторонние. В такой системе существуют две раздельно запитанные секции с двумя рабочими линиями. При отключении одной из них вторая автоматически переходи в разряд резервной.

В зависимости от типа защитно-коммутационных приспособлений различают несколько видов систем:

• на тиристорах;
• на контакторах;
• с автоматическим выключателем;
• с выключателями нагрузки, оснащенными мотоприводами.

Команда на отключение основного и включение резервного источника питания подается специальным пусковым органом. Он фиксирует устойчивое исчезновение напряжения и отключает выключатели рабочей цепи, что приводит к немедленному действию АВР.

Как правило, функцию пускового органа в схемах АВР выполняет реле минимального напряжения. В некоторых случаях для этого используется реле времени с вращающимся якорем (в нормальном режиме реле постоянно находится под напряжением и якорь притянут).

Устройства АВР обеспечивают бесперебойную работу электрооборудования разной мощности, предотвращая сбои из-за скачков напряжения в сети. Кто-то может сказать, что надежное электроснабжение крупных промышленных потребителей можно обеспечить, подключив их объекты к двум разным линиям, передающим энергию от разных источников энергии. В таком случае, во время аварии на одной из воздушных линий эта цепочка разорвется, а вторая останется в рабочем состоянии и будет обеспечивать бесперебойную подачу электричества.

Эта схема электрообеспечения уже была реализована на практике, однако она не получила широкого распространения. Дело в том, что подключение к двум источникам генерации имеет ряд недостатков:

-   в случае возникновения КЗ на любой линии токи существенно возрастают за счёт подпитки энергией от двух генераторов;

- на питающих трансформаторных подстанциях увеличиваются потери мощности;

- схема управления системой энергоснабжения становится сложнее из-за использования алгоритмов, которые одновременно учитывают состояние потребителя и двух энергообъектов, а также по причине возникновения перетоков мощностей;

- возникают сложности с реализацией защит, взаимосвязанных алгоритмами на трех удаленных концах.

Поэтому электроснабжение производственных линий от одного основного источника и автоматическое переключение на резервный генератор энергии при пропадании напряжения признано более перспективным. Время перерыва в подаче электричества при этом способе может быть менее 1 сек.

 В отличие от устройств АПВ автоматика АВР показывает наибольшую эффективность при сбоях в питании, которая оценивается в 90-95%. По этой причине защитные механизмы АВР широко применяются в системах энергоснабжения промышленных предприятий.

• Автоматическое регулирование мощности конденсаторных установок (КУ). Экономичный режим работы системы электроснабжения производственного объекта может быть достигнут за счёт регулирования мощности КУ.

Регулировка по напряжению на шинах питающего центра выполняется, когда необходимо обеспечить минимальное отклонение напряжения от номинального значения. Из-за того, что регулирование мощности КУ осуществляется ступенями, аналогично выполняется и регулировка напряжения.

Автоматическое регулирование мощности КУ по току нагрузки выполняют на подстанциях с неравномерным суточным графиком нагрузки. Именно от него зависит число и мощность ступеней регулирования, а также последовательность их включения.

Широкое распространение получил способ автоматического регулирования мощности КУ по времени суток на подстанциях, питающих производственные линии с установленной технологией, определяющей достаточно равномерный график нагрузки в течение суток.

Автоматическое управление режимом КУ может быть двух типов:

• Одноступенчатое (при снижении реактивной нагрузки происходит автоматическое отключение всей КУ);
• Многоступенчатое (выполняется автоматическое включение или выключение отдельных КУ или секций, оснащенных собственным выключателем).

Устройства компенсации реактивной мощности (УКРМ) устанавливаются на производственных предприятиях различных отраслей промышленности, потребляющих большие объёмы электроэнергии.

Эти устройства активно используются на производствах, использующих асинхронные двигатели, электродуговые печи, мощное насосное оборудование, компрессоры и сварочные трансформаторы.

УКРМ позволяют увеличить коэффициент реактивной мощности в системах электроснабжения напряжением 6-10 кВ. Технические характеристики КУ дают возможность контролировать коэффициент мощности при пиковых нагрузках, что сводит к минимуму риски, связанные с перекомпенсацией.

В число основных функций УКРМ входят:

1. Снижение тока потребления на 30-50%.
2. Увеличение пропускной способности сети.
3. Обеспечение срабатывания аварийной сигнализации в момент срабатывания тех или иных устройств защиты.
4. Снижение отрицательного влияния высших гармонических искажений.
5. Сглаживание помех.
6. Увеличение срока эксплуатации распределительного оборудования.

Работа УКРМ не требует вмешательства оперативного персонала. Оптимальный баланс реактивной мощности создается автоматически, обеспечивая при этом уменьшение токовых нагрузок на устройства распределения с оптимизацией показателей напряжения в важнейших узлах электросистем.

Многоступенчатое автоматическое регулирование мощности КУ может быть выполнено с использованием автоматического регулятора конденсаторов типа АРКОН. Устройство предназначено для совместной работы с комплектными конденсаторными установками (ККУ) или отдельными конденсаторными батареями в сетях как напряжением 6 (10) кВ, так и напряжением до 1 000 В.

Разработчики регулятора предусмотрели возможность выбора регулировки по нескольким комбинированным параметрам:

• реактивный ток нагрузочного узла и напряжение сети;
• напряжение сети и ток КУ;
• напряжение сети.

АРКОН состоит из двух частей: командного блока и управляемого им программного блока, который используется для многоступенчатого регулирования КУ.

Программный блок состоит из набора идентичных приставок. Их количество зависит от числа подключаемых секций и логикой переключений. Каждая приставка управляет одним коммутирующим аппаратом КУ. Приставки могут совмещаться по три единицы в общем кожухе.

Командный блок с заданной выдержкой времени (13 мин.) направляет в программный блок команды включения или отключения.

Режим управления КУ возможен как автоматический, так и ручной. Выбор нужного режима осуществляется с помощью переключателя. Для ручного управления предусмотрены специальные кнопки. 

Программа многоступенчатого регулирования (включение и отключение) может быть выбрана по нормальному единичному коду 1:1:1 либо по нормальному двоичному коду 1:2:4. Максимальное число ступеней регулирования устройством АРКОН при коммутации по нормальному единичному коду составляет 15 приставок, а по нормальному двоичному коду – 4 приставки.

Основные технические характеристики устройства АРКОН:

• температура рабочей среды – от -40 °С до +40 °С;
• относительная влажность воздуха – до 80% при 20 °С;
• высота над уровнем моря – не выше 1 000 м;
• габаритные размеры командного блока – 210 х 325 х 290 мм;
• масса командного блока – не более 12 кг;
• габаритные размеры приставки – 180 х 230 х 135 мм;
• масса приставки – 2,5 кг.

АРКОН монтируется на щитах управления в неотапливаемых помещениях, в шкафах наружной установки и на панелях комплектных КУ.

• Автоматическая частотная разгрузка (АЧР). Для корректной работы системы энергоснабжения и электроприемников должны выдерживаться параметры частоты электрического тока.

Одним из элементов, обеспечивающих поддержание указанных характеристик в заданном режиме, является АЧР. По сути, это автоматический модуль, который устанавливается на распределительном узле с целью предотвращения снижения частоты тока при резких колебаниях мощностных параметров сети.

Аппарат удерживает параметры частоты в системе на установленном уровне. При снижении мощности тока автоматические устройства АЧР производственных предприятий, выполненные в три очереди, последовательно отключают часть потребителей электроэнергии, начиная с менее важных присоединений. При этом поддерживается работоспособное состояние электроприемников, отключение которых может спровоцировать аварийную ситуацию.

Телемеханика – инструмент централизованного контроля и управления

Централизованный мониторинг и управление работой объектов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга и от центра управления, может осуществляться с помощью дистанционной передачи информационных или управляющих сигналов по линиям связи.