Новые системы управления дугогасящими реакторами с функцией облачного хранения данных

new arc-suppression coil automatic control system with cloud storage service

В настоящем докладе представлен обзор проблем при эксплуатации систем компенсации емкостных токов и предложения по их решению, реализованные в новой системе управления САНК-6 производства фирмы "Энергия-Т", г. Тольятти.

Перечень рассмотренных проблем:

совместная работа реакторного оборудования разных типов и производителей при объединении секций;
автоматизация ступенчато-регулируемых и неуправляемых реакторов;
измерение емкостного тока в сетях с большим смещением напряжения нейтрали и в сетях с низкой добротностью контура нулевой последовательности;
поиск поврежденного фидера при полностью скомпенсированном емкостном токе;
сбор данных о работоспособности систем компенсации различных типов, в т.ч. осциллограмм работы, записанных непосредственно системой управления, позволяющих снять у покупателей вопросы о работоспособности, в частности, реакторов с подмагничиванием, спровоцированные необъективными исследованиями коммерчески заинтересованных лиц;
сбор данных для статистического и технического анализа работы оборудования при ОЗЗ с применением облачного хранилища.

В этом году мы выпустили новую систему автоматической настройки компенсации САНК-6, предназначенную для управления дугогасящими реакторами в сетях с изолированной нейтралью. Дугогасящие реакторы применяются в для снижения емкостного тока в месте повреждения изоляции при однофазных замыканиях на землю в сетях с изолированной нейтралью.

Какие она получила особенности и чем отличается от предыдущих поколений, что такое облачные сервисы?

Совместная работа реакторов и автоматизация зром

При модернизации, расширении или реконструкции подстанций очень часто приходиться устанавливать оборудование, не совместимое с установленным ранее. В случае с дугогасящими реакторами это приводит к тому, что при объединении секций становится невозможной работа систем управления в автоматическом режиме. Причиной этому является то, что при одновременном регулировании нескольких реакторов разными не связанными системами управления невозможно найти верную настройку.

САНК-6 имеет модификации для работы с любым типом реакторов. Кроме того, мы предлагаем решение для автоматизации неуправляемых реакторов, при помощи т.н. емкостного корректора мощности. Корректор мощности является управляемой конденсаторной батарей, подключаемой параллельно реактору.

Оснащение всех реакторов на сложном объекте системой управления САНК-6 позволит регулировать компенсацию при параллельной работе даже разнотипных реакторов, что особенно важно при долговременной эксплуатации сети в режиме объединенных секций.

Адаптация к сложным условиям и повышение ресурса механических систем реакторов.

Самые старые системы управления для плунжерных реакторов искали правильную настройку реактора постоянными прогонами реактора вверх-вниз, что нередко приводило к выходу механической системы реактора из строя (заклиниванию). При современных возможностях техники, такое пренебрежительное отношение к механическому ресурсу мы считаем неприемлемым, соответственно, перед тем, как произвести настройку, необходимо сначала определить уровень и знак расстройки.

Иногда встречаются сети, в которых сопротивление изоляции низкое, что существенно сужает ассортимент методов измерения. В частности, начинают нестабильно работать все методы, основанные на поиске частоты свободных колебаний контура нулевой последовательности, поскольку низкая добротность снижает амплитуду сигнала.

Другой пример сложных условий работы для системы управления - отсутствие у реактора сигнальной обмотки, используемой обычно для ввода в контур нулевой последовательности тестовых воздействий.

САНК имеет следующие методы измерения: резонансный, с применением смещающего конденсатора, анализ проводимости на непромышленной частоте. Два последних позволяют работать в нестандартных ситуациях.

При резонансном методе измерения в сигнальную обмотку реактора вводится ток переменной частоты, и находится частота резонанса контура нулевой последовательности. Метод хорош тем, что определяется не количественная характеристика, а наличие или отсутствие явления резонанса, что дает очень высокую точность. Далее, на основании частоты резонанса определяется степень и знак расстройки.

Метод анализа со смещающим конденсатором используется для реакторов без сигнальной обмотки или для сетей с плохой добротностью. Заключается в установке на одну из фаз высоковольтного конденсатора и периодическом измерении напряжения нейтрали, которое зависит емкостной и активной проводимости изоляции. Затем вычисляется необходимый уровень компенсации.

При анализе проводимости изоляции сети в сигнальную обмотку реактора вводится переменный ток непромышленной частоты и измеряется напряжение нейтрали, являющееся реакцией на это воздействие. На основании напряжения и тока вычисляется активная и емкостная составляющие проводимости изоляции и определяется необходимая настройка реактора.

Встроенная функция определения поврежденного фидера

Известно, что при работающей компенсации емкостного тока сложно определить поврежденный фидер из-за отсутствия токов 3I0, поэтому есть специальные решения для выявления поврежденного фидера, как правило — отдельный шкаф с оборудованием. Мы решили этот вопрос иначе – встроили эту функцию в САНК. Нужно только установить датчики в ячейки выключателей и САНК сможет указать, где повреждение. Это решение позволяет избежать установки дополнительного оборудования и достичь существенной экономии средств.

Самописец системных параметров и сигналов.

Для контроля за работой оборудования, в САНК-6 встроен регистратор, постоянно записывающий все необходимые параметры, с которыми может ознакомиться любой заинтересованный специалист. Эти записи содержат изменения настроек, журнал системных событий, журнал замыканий на землю, осциллограммы переходных процессов, графики значений параметров и т.д. Причем, забегая вперед, отмучу, что для получения данных самописца не нужно будет ездить на объект.

В специализированной печати часто можно видеть статьи производителей дугогасящего оборудования или систем управления к ним, которые вместо улучшения качества своих продуктов для повышения спроса, подвергают необоснованной критике чужие. Нам нетрудно опровергнуть критику, имея опыт настройки сотен систем и проведения сравнимого количества опытов ОЗЗ в реальных сетях, но потребители не имеют доступа к нашим данным. В настоящее время наш самописец позволит ответить на все вопросы о работоспособности оборудования.

Облачный сервис для хранения и анализа данных.

Современная подстанция является необитаемой, все решения принимаются автоматикой, сигналы передаются по быстрым и надежным цифровым каналам связи. Единственное, что не предусмотрено – это общение данной системы с человеком на человеческом языке. Все программные и аппаратные части устроены так, что настраивать и пользоваться всем этим сможет не каждый, а многообразие систем автоматизации делают сложным их освоение. Кроме того, доступ к данным систем автоматизации имеют диспетчерские службы и дежурный персонал, а релейная служба и служба ИЗП – нет. И им для мониторинга своего оборудования приходится периодически появляться на объектах, что в наших географических реалиях не является оптимальным способом распорядиться своим рабочим временем.

Мы предлагаем использовать наше облачное хранилище данных — онлайн-хранилище, в котором данные хранятся на распределённых в сети серверах, предоставляемых нами в пользование.

Достоинства этого варианта хранения и обработки данных состоят в следующем:

Простота доступа к данным. Вы можете зарегистрировать там все свои САНК с описанием места установки каждого из них и в дальнейшем получать доступ к их данным из любой точки мира. Это полная информация о работе системы: журнал замыканий, осциллограммы, отчеты об ошибках, состоянии системы и т.д.
Большой объем хранилища и надежность. Не закончится свободное место и данные не потеряются, накопленные и переданные в облако данные с каждой системы управления будут храниться там бесконечно долго.
Встроенные инструменты анализа данных. Вам не нужны специализированные лицензионные программы, весь материал по вашему запросу предоставляется в виде файлов, отчета, таблицы или графиков прямо на веб-странице, при необходимости данные можно распечатать или сохранить. Например, можно увидеть, как от температуры и влажности воздуха или времени года зависит емкость сети и частота возникновения ОЗЗ. Также есть инструмент для отображения записанных осциллограмм, реализованный на высоком уровне и простой в использовании. Функционал и ассортимент инструментов анализа постоянно развивается, не требуя обновлений оборудования.
Безопасность. Данные передаются по зашифрованному каналу в одностороннем режиме от САНК к серверу, никто не может их перехватить и использовать без вашего согласия. Вся информация шифруется при помощи комплектов открытых и закрытых ключей. Доступ к данным на сервере можно получить только пройдя авторизацию.
Все оборудование и программное обеспечение разработано нами и работает на наших серверах, и западные санкции не смогут повлиять на функционирование сервисов, что в последнее время не лишено актуальности.

Если на одной из ваших ПС нет доступа в интернет, его можно организовать, используя GSM-роутер или периодически загружать данные в интернет вручную.

Если организовать доступ в интернет нет возможности совсем, то можно настроить локальный сервер на одном из САНК. Этот вариант отличается только тем, что может интегрировать только объекты, расположенные в одной подсети, соответственно объем и статистическая ценность данных снижается, но функционал системы остается на прежнем уровне.

Подведем итог: САНК-6 является универсальной системой управления дугогасящим оборудованием, способной работать в самых сложных условиях и бережно расходовать ресурс механических систем реакторов, обеспечивает параллельную работу дугогасящего оборудования и имеющую функцию определения поврежденного фидера. Система получила современные интерфейсы и протоколы передачи данных, и имеет облачный сервис хранения и обработки данных.

За счет собственной разработки и оптимизации производства мы смогли сделать систему, отвечающую последним требованиям, и при этом обладающей стоимостью ниже, чем у большинства аналогов.

В дальнейшем мы планируем расширять возможности платформы и строить на ее основе системы управления и автоматизации, решающие всевозможные задачи промышленности и энергетики, поскольку проделанная работа выходит далеко за рамки потребностей систем компенсации емкостных токов. В планах также есть адаптация программных компонентов системы к электронике отечественных поставщиков, а все конструктивные элементы являются нашей разработкой и сделаны в России.

Главный специалист

Р. Г. Алиев