Глава 10. Системы управления, контроля и сигнализации на электрических станциях и подстанциях.

10.1. Назначение систем управления, контроля и сигнализации

Для обеспечения требуемых режимов электрические станции и подстанции оснащаются системами и устрой­ствами управления, контроля и сигнализации, представ­ляющими собой в большей или меньшей степени авто­матизированный информационно-управляющий комп­лекс.

Системы и устройства управления позволяют:

а) разворачивать, синхронизировать с сетью и вклю­чать на параллельную работу с ней генераторы элект­ростанций;

б) включать в работу и отключать от сети элементы электрических систем;

в) производить переключения в РУ электроустановок, воздействуя на выключатели и разъединители;

г) изменять активную и реактивную нагрузку элемен­тов электрических систем;

д) изменять режим работы электроустановки.

Системы и устройства контроля позволяют контро­лировать:

а) режим работы элементов электроустановок (гене­раторов, синхронных компенсаторов, трансформаторов, электродвигателей, линий электропередачи, реакторов и т. п.), наличие перегрузок, допустимость перехода от одного режима к другому;

б) положение коммутационных аппаратов (выключа­телей, разъединителей и т. д.);

в) параметры режима электрической системы (напря­жение в узлах, токи цепей, частоту в сети, температуру различных частей электрооборудования и т. д.);

г) состояние изоляции силовых цепей переменного тока;

д) состояние изоляции цепей оперативного тока;

е) стабильность ведения заданного режима работы электроустановки и ее элементов;

ж) величину выработанной или потребленной элект­роэнергии;

з) правильность выполнения операций дежурным пер­соналом электроустановок.

Системы и устройства сигнализации тем или иным способом оповещают дежурный персонал:

а) об отклонении режима работы электроустановки или ее элементов от заданного режима;

б) о перегрузках оборудования;

в) о нарушении изоляции цепей переменного и по­стоянного тока;

г) о неисправности предохранителей в цепях опера­тивного тока;

д) о положении коммутационных аппаратов;

е) о готовности оборудования к изменению режима работы и переключениям в технологической или элект­рической схеме;

ж) о неправильных операциях персонала по управ­лению электроустановкой.

В последнее время в связи с вводом на электростан­циях мощного уникального оборудования с большим числом вспомогательных устройств функции управления, контроля и сигнализации все больше переходят от чело­века к различного рода системам автоматики, в том чис­ле к системам с цифровыми вычислительными машина­ми и к системам с цифро-аналоговыми комплексами.

10.2. Щиты управления

Щитом управления называют устройство, с помощью которого оперативный персонал осуществляет управление оборудованием электрических станций.

На щитах управ­ления обычно располагаются контрольно-измерительные приборы, устройства управления и сигнализации. С помощью так называемых контроль­ных кабелей приборы и устройства щитов управления соединяются с управляемыми или контролируемыми объ­ектами, образуя собственно цепи и системы управления, контроля и сигнализации. Месторасположение и конст­рукция щитов управления, а также функции, выполняе­мые дежурным персоналом щитов, зависят от принятой в конкретной электроустановке структуры управления технологическим процессом (цеховая, блочная). Щит управления стараются размещать в центре оперативного участка, где находится оборудование, управляемое с данного щита. Этим обеспечивается наименьшая протяженность контрольно-измерительных кабелей и кратчайшая дорога персонала ко всем элементам обслуживаемого оперативного участка.

На электростанциях с поперечными связями организуют посты (щиты) управления трех видов: главный щит управления (ГЩУ) для управления генераторами, трансформаторами, воздушными и кабельными линиями, междушинными связями; групповые агрегатные щиты управления (ГрЩУ) для управления котлами и турбинами; местные щиты управления (МЩУ) вспомогательных цехов и общестанционных установок. Управле­ние основными агрегатами станции (турбиной, генерато­ром) и станцией в целом осуществляется дежурным ин­женером станции с главного щита управления; отсюда же осуществляется оперативная связь с диспетчером энергосистемы.

На электростанциях большой мощности, выполнен­ных по блочным схемам, помимо главного (или цент­рального ЦЩУ) щита управления сооружаются также блоч­ные щиты управления (БЩУ), обычно по одному на два смежных блока, также устанавливают агрегатные щиты управления (АЩУ), на которых размещают аппараты и приборы, необходимые персоналу при обходах. Дежурный инженер блочного щита управляет всеми элементами блока (котел, турби­на, генератор, система собственных нужд), осуществляя, в частности, операции по включению генераторов в сеть, набору и регулированию их нагрузки, отключению генераторов от сети и т. п. Дежурный же инженер станции руко­водит работой станции в целом, управляет коммутацион­ной аппаратурой распределительных устройств повышен­ных напряжений; при острой необходимости в аварийных ситуациях берет на себя управление блоками.

Щиты управления располагают в изолированных помещениях, находящихся внутри главного корпуса (например, ГрЩУ, АЩУ), в пристройке к главному корпусу (например, БЩУ), в зданиях вспомогательных цехов и установок (МЩУ), в пристройке к зданию ГРУ (ГЩУ)- (см. рис.10.1.) или в отдельно стоящем здании (ЦЩУ).

Рис. 10.1. Размещение оперативных участков и щитов управления ТЭЦ с поперечными связями;

1 - котел; 2 - паровая магистраль; 3 - турбина; 4 - генератор;

5 - РУ генераторного напряжения; 6 - линии местной нагрузки;

7 - трансформаторы связи с системой; 8 - РУ повышенного напряжения;

9 - линии электропередачи; 10 - главный щит управления ;

11 - групповые щиты управления котлов и турбин;

I - оперативный участок котлотурбинного цеха;

II — оперативный участок электроцеха.

Выбирая место расположения БЩУ, рассматривают два варианта (рис.10.1): а) внутри главного корпуса, в деаэраторной (бункерно-деаэраторной) этажерке; б) вне главного корпуса – в здании, примыкающем к главному корпусу со стороны машинного зала.

а) б)

Рис. 10.2. Варианты размещения блочного щита управления (БЩУ) на ТЭС:

1-турбоагрегат (турбина и генератор), 2- котел, 3 – деаэраторная (бункерно-деаэраторная) этажерка; 4-БЩУ

В первом варианте (рис.10.2,а) рационально используется площадь этажерей, а кабельные связи получаются относительно короткими – на 15-20% меньше, чем во втором варианте. При размещении БЩУ вне главного корпуса (рис.10.2,б) легче обеспечивается вентиляция, изоляция от шума и вибрации, достигается большая пожаробезопасность и появляется возможность использования естественного освещения.

Щиты управления выполняются в виде сборных кон­струкций (см. рис. 10.3) той или иной формы (прямолинейная, Г-образная, П-образная, полукруглая), собираемых из стан­дартных вертикальных панелей, а также из пульт-панелей. В помещениях щитов управления электростанций обычно устанавливают также панели релейной защиты и автоматики. Последние не требуют постоянного наблю­дения со стороны дежурного персонала и поэтому рас­полагаются за панелями щита управления.

Рис. 10.3. Варианты расположения панелей на центральном щите управления.

1— пульт-панели управления; 2— панели управления; 3— панели релейной за­щиты, автоматики и регистрирующих приборов; 4—стол дежурного.

Оборудование мощных узловых подстанций районных сетей с напряжением 220 - 750 кВ сложно и разнообразно. Поэтому на таких подстанциях сохраняют постоянный дежурный персонал и сооружают объединенный пост управления (ОПУ), Последний пристраивают к зданию РУ, а если оно отсутствует, то выполняют в виде отдельного здания, откуда дежурный персонал и осуществляет управление электроустановкой.