Цифровизация электрических сетей: стильно, модно и надёжно

Всеобъемлющей модной тенденцией на сегодняшний день является цифровизация: от образования до сельского хозяйства. Вектор развития электроэнергетической системы, в свою очередь, также лежит в плоскости всеобщей цифровой трансформации.

Цифровизация электрических сетей устойчиво связана с ростом объемов информации, передаваемой с объектов сети, и стала возможна благодаря внедрению современных технологий и методов обработки полученных данных.

Цели цифровизации – повышение надежности электроснабжения потребителей, более эффективное использование оборудования и снижение затрат на его техническое обслуживание.

Процесс цифровизации начинается с оснащения подстанций, распределительных пунктов и трансформаторных подстанций системами телемеханики, увеличения степени их оснащенности средствами автоматизации и появлением или расширением каналов связи.

Инженерный центр «Энергосервис» предлагает готовые решения для модернизации уже существующих электрических сетей в цифровые.

Развитие цифровизации, в том числе и в распределительных электрических сетях, способствует достижению высоких показателей эффективности сетевой организации, таких как снижение операционных затрат, снижение коммерческих и технических потерь, снижение времени восстановления электроснабжения после аварий, повышение наблюдаемости и управляемости сети.

Осуществляемое с целью цифровизации внедрение современных устройств автоматизации и специализированного программного обеспечения позволяет решить ряд ключевых задач.

Собрать необходимый объем данных

В качестве источников информации могут применяться многофункциональные измерительные преобразователи ЭНИП-2.

ЭНИП-2: он один такой. Такой многофункциональный, такой надежный и очень даже доступный по цене.

Сбор и дальнейшая передача информации на верхний уровень может быть организована с помощью устройств сбора данных ЭНКМ-3 и ЭНКС-3м.

Устройства сбора данных ЭНКС-3м и ЭНКМ-3 – это «голова» системы сбора и передачи информации. А когда голова не болит, как известно, то и отказов ждать не приходится.

Коммуникация устройств на объекте и связь с центром управления сетью могут осуществляться как в соответствии с традиционными протоколами обмена МЭК 60870-5-101(103,104), так и посредством более перспективных протоколов согласно МЭК 61850.

Получить больше информации с ответственных элементов сети

Для получения бóльшего объема измерительной информации следует применять многофункциональные измерительные устройства ESM.

«Умный» счетчик ESM поможет также проконтролировать показатели КЭЭ и передать данные выше для дальнейшей обработки

ESM обеспечат коммерческий учет, контроль параметров качества электроэнергии и измерение параметров режима сети до 50-й гармоники. Кроме того, ESM позволят получить детальную картину по режиму работы главного элемента подстанции – силового трансформатора, в том числе, производить оценку перегрузочной способности трансформатора при несинусоидальности токов и напряжений.

Применить новые технологии для обслуживания основного оборудования

Для надежной и эффективной эксплуатации основного электрооборудования следует стремиться к обслуживанию «по состоянию», постепенно сокращая объемы обслуживания по регламенту. Обслуживание «по состоянию» базируется на понимании текущего состояния оборудования.

Для мониторинга состояния трансформатора специалистами Инженерного центра «Энергосервис» разработан программно-технический комплекс, основанный на технологии синхронизированных векторных измерений (СВИ). В его состав входят:

· устройства синхронизированных векторных измерений ЭНИП-2 (на высоком и низком напряжении трансформатора);

ЭНИП-2 с функцией синхронизированных векторных измерений, пожалуй, один из самых чутких в линейке себе подобных

· устройства ввода-вывода ЭНМВ (контроль положения РПН, состояния обдува трансформатора, температуры, влажности, атмосферного давления и т.д.);

Модули ввода-вывода ЭНМВ-1 в «анатомии» ССПИ играют роль рук – «осязают» и управляют

· многофункциональное измерительное устройство ESM (на низком напряжении трансформатора для контроля несимметрии и несинусоидальности токов и напряжений);

· программное обеспечение.

Однолинейная схема в упрощенном варианте отображает источники информации для ведения мониторинга состояния трансформатора. Каналы поступления информации и устройства, осуществляющие дальнейшую обработку, показаны на структурной схеме справа

Специализированное программное обеспечение комплекса может быть установлено на подстанционный контроллер (ENDC) или развернуто в облаке. На базе оценки параметров схемы замещения, полученных в результате вычислений на основе данных СВИ, производится мониторинг состояния трансформатора. Кроме того, по динамике изменений параметров схемы замещения осуществляется прогнозирование повреждений электрооборудования на ранних стадиях.

Автоматизировать распределительные сети

В кабельных сетях, особенно изношенных, часто могут возникать неисправности, повышающие риск дальнейшей эксплуатации (например, однофазные замыкания на землю) и в конечном счете приводящие к аварийным отключениям потребителей. Время восстановления электроснабжения после аварийного отключения может быть существенно сокращено за счет применения систем локализации повреждений. Быстрая локализация поврежденных участков сети даёт двойной эффект: снижение операционных затрат на ликвидацию аварий и оперативные переключения, уменьшение недоотпуска электроэнергии за счет сокращения времени восстановления электроснабжения потребителей.

Для решения данной задачи Инженерный центр «Энергосервис» разработал программно-технический комплекс для фиксации КЗ и ОЗЗ, в состав которого входят: размыкаемые трансформаторы тока нулевой последовательности (LPCT), индикаторы токов короткого замыкания (ИТКЗ), однофазный измерительный датчик тока на основе катушки Роговского (RC), устройства синхронизированных векторных измерений токов (на ТП) и напряжения (на РП) нулевой последовательности (ЭНЛЗ), устройств сбора данных и специализированное программное обеспечение («ES-Граф»).

Устройства ЭНЛЗ предназначены для применения в кабельных распределительных сетях для локализации однофазных замыканий на землю (ОЗЗ) и фиксации фактов коротких замыканий.

Алгоритм локализации ОЗЗ основан на анализе амплитуд и углов векторов токов и напряжения нулевой последовательности, измеренных в разных точках сети несколькими устройствами ЭНЛЗ.

Комплекс обеспечивает выполнение следующих функций:

· обнаружение поврежденного коротким замыканием участка сети;

· локализация участка сети с однофазными замыканием на землю (в сети с изолированной нейтралью, в сети с нейтралью заземленной через дугогасящий реактор или через резистор);

· автоматизированное восстановление сети после локализации поврежденного участка;

· обмен данными с SCADA-системой сетевой компании.

Однолинейная схема электрических соединений упрощенно указывает местоположения измерительных датчиков, при этом в качестве примера выбрана типовая схема трансформаторной подстанции распределительной сети 6-20 кВ. Расположенная ниже структурная схема отображает перечень устройств системы локализации КЗ/ОЗЗ с указанием типа обрабатываемой информации. Синхронизация, консолидация данных и их передача на верхний уровень осуществляется устройством сбора данных ЭНКМ-3 по беспроводным каналам.

Распределительные сети с воздушными линиями электропередачи, оборудованные реклоузерами или разъединителями, могут стать наблюдаемыми и управляемыми благодаря применению устройств ЭНКМ-3. С помощью ЭНКМ-3 обеспечивается удаленный доступ к реклоузерам и разъединителям и управление ими как в режиме телеуправления, так и в автоматическом режиме по алгоритмам, настроенным в ЭНКМ-3.

За более подробной информацией о решениях и возможностях выпускаемого оборудования, пожалуйста, обращайтесь к специалистам компании по адресу ed@ens.ru.