Алимов В. А., Давидович Б. Я., Ибрагимов Р. Р., Мухамадиева Г. Е.
В составе ПО Таштеплоцентраль в настоящее время находятся десять котельных ТЦ1-10, расположенных в черте города Ташкента, в том числе предназначенные для теплоснабжения наиболее удаленных массивов Урикзор, Кызыл-Шарк, Алгоритм, Сергели.
Нагрузка котельной представлена, в основном, сетевыми и подпиточными насосами, обеспечивающими требуемую циркуляцию теплоносителя по тепловым сетям, насосами сырой и умягченной воды (ХВО), а также дутьевыми вентиляторами и дымососами.
Обслуживание котельных в нормальном режиме работы осуществляется дежурным персоналом данных объектов.
В ремонтных и аварийных режимах, а также при плановых профилактических остановах котельных работы проводятся под руководством и непосредственном участии персонала электроцеха и электротехнической лаборатории (ЭТЛ) головной котельной ТЦ-1.
При этом хранение основной части документации (однолинейные схемы, карты уставок, паспорта оборудования и т.д.), обработка и анализ информации по всем котельным осуществляются также персоналом электроцеха и ЭТЛ котельной.
Территориальная удаленность объектов от управляющих и ремонтных служб ТЦ-1, рост мощностей котельных за последние годы и на перспективу, в связи с этим рост энергетического хозяйства затрудняют работу персонала ЭТЛ котельной ТЦ-1. Замена оборудования (двигатели 6 кВ, трансформаторы 6/0,4 кВ, выключатели 6-35 кВ), замена кабелей и питающих трансформаторов в связи с расширением или реконструкцией котельных требуют постоянного пересчета всех уставок защит, проверки заменяемых кабелей на термическую устойчивость и невозгораемость.
Для этой цели служит разработанная ОРГРЭС для персональных компьютеров (ПК) программа расчета сети 6 кВ KZ6000.
Программа предназначена для автоматизации рабочего места персонала ЭТЛ.
Программа предельно проста в обращении. Общение с программой осуществляется в форме диалога при минимально необходимом использовании цифробуквенных клавиш для ввода исходных данных за счет широкого применения системы меню и окон.
Программа решает две основные задачи:
работа с существующей базой данных (паспортные данные оборудования, однолинейные схемы, карты уставок);
выполнение расчетных операций, необходимых и наиболее часто производимых персоналом ЭТЛ.
Работа с базами данных.
В данной версии программы KZ600 введены базы данных по всем десяти котельным города Ташкента ТЦ1-10.
Информация одной котельной представлена в виде меню секций 6 кВ с наименованиями, соответствующими однолинейной схеме данной ТЦ. Секция представлена в виде таблицы. В столбцах таблицы указаны данные о присоединении, в строчках перечислены все присоединения, питающиеся от данной секции. Таким образом, однолинейная электрическая схема ТЦ представлена в виде совокупности таблиц. Число таблиц соответствует числу секций 6 кВ на ТЦ. Связь между секциями указана в соответствующих столбцах таблицы.
Дополнительная информация, доступная для просмотра и корректировки, о типах механизма (насоса), двигателя, выключателя, марки кабеля и условий его прокладки, а также коэффициент загрузки двигателя 6 кВ и трансформатора 6/0,4 кВ выводится по нажатию в соответствующих столбцах таблицы клавиши ENTER. Пример таблицы приведен на рисунке.
Надписи над таблицами-секциями содержат информацию о наименовании выбранной секции и питающей подстанции.
Программа KZ600 позволяет пользователю при работе с одним экраном-таблицей получить полную информацию о действующей секции и присоединениях, питающихся от данной секции. Кроме того, табличная форма передачи однолинейной электрической схемы ТЦ, принятая в программе KZ600, может быть представлена в более привычной для пользователя форме в виде рисунка. Для вызова схемы предусмотрена функциональная клавиша.
В табличной форме секции содержится информация о коммутационном положении всех выключателей отходящих присоединений 6 кВ, выключателей рабочих вводов и секционных выключателей. В программе предусмотрена возможность изменения коммутационного состояния выключателей как в табличной форме, так и непосредственно на схеме с помощью “мышки”. Это позволяет, во- первых, получить информацию о схеме питания ТЦ на текущий момент; во-вторых, рассматривать и анализировать различные варианты питания секции, менять число токоприемников и т.д. Это делает программу KZ600 более гибкой и приближенной к реальным переключениям, производимым персоналом ЭТЛ на ТЦ в нормальном и аварийном режимах.
Работа с базами данных ТЦ предполагает обращение и использование нормативно-справочной информации по действующему оборудованию. В программе KZ600 пользователю предлагается обширный список справочных данных по применяемому на ТЦ оборудованию: трансформаторы с высоким напряжением 110-35 кВ, синхронные и асинхронные двигатели 6 кВ, насосы, вентиляторы, дымососы, выключатели 6 кВ, кабели 6 кВ. Нормативно-справочная база открыта для корректировки и ввода новой информации.
Расчетные задачи. В данной программе KZ600 решаются следующие задачи:
расчет 3 и 2 фазного токов короткого замыкания в максимальном и минимальном режимах работы системы. Данные питающей системы, предоставленные службой РЗиА Минэнерго РУз, вводятся в виде токов и сопротивлений. Расчет токов короткого замыкания производится на шинах секций 6 кВ и присоединениях 6 кВ;
проверка питающих трансформаторов по току нагрузки с учетом коммутации выключателей 6 кВ в нормальном, аварийном и послеаварийном режимах работы котельной;
проверка по току нагрузки, с учетом коммутации выключателей 6 кВ, выключателей рабочих вводов и секционных выключателей;
проверка питающих кабелей 6 кВ и кабелей отходящих присоединений на термическую устойчивость и невозгораемость при действии основных и резервных защит [1]. Время действия защит рассчитывается автоматически с учетом существующей схемы питания данной секции. При невыполнении требуемых по температуре условий рекомендуется кабель, сечение которого удовлетворяет всем требованиям;
расчет группового и индивидуального выбега двигателей 6 кВ, пуска и самозапуска при коротких замыканиях и перерывах питания на секции с учетом коммутации выключателей 6 кВ и влиянием секций предвключенной нагрузки. Время перерыва питания рассчитывается автоматически или вводится вручную [2];
расчет уставок релейных защит, устанавливаемых на питающих трансформаторах с высоким напряжением 110-35 кВ, двигателях 6 кВ, трансформаторах 6/0,4 кВ (на стороне 6 кВ), кабельных линиях 6 кВ, рабочих вводах и секционных выключателях [3]. Всего 15 защит.
Расчетные задачи позволяют решать многие вопросы, возникающие перед персоналом ЭТЛ.
Например, если при проверке кабелей существующее сечение не удовлетворяет условию невозгораемости, а замена кабелей невозможна по условиям эксплуатации, то посредством операции изменения коммутационного положения выключателя, предусмотренной в программе KZ6000, оценивается возможность и целесообразность уменьшения нагрузки на кабель за счет перераспределения части потребителей на секции либо временный вывод из работы АВР секции.
В программе KZ6000, кроме изменения коммутационного состояния выключателей 6 кВ, предусмотрен признак участия двигателей 6 кВ в самозапуске (ДА/НЕТ). Это дает возможность оценить успешность самозапуска в различных режимах работы котельной. Расчет пуска, самозапуска и выбега двигателей сопровождается графически. Кривые выбега, пуска и самозапуска можно вызвать нажатием предусмотренной для этого функциональной клавиши. При расчетах максимальной токовой защиты, установленной на питающих трансформаторах, рабочих вводах и секционных выключателях, признак участия двигателя в самозапуске позволяет оценить необходимость и целесообразность установки защиты минимального напряжения на неответственных потребителях.
При расчете защиты от перегрузки двигателей 6 кВ уставка по времени рассчитывается автоматически с учетом времени разворота, полученного при расчете самозапуска или пуска двигателей данной секции. Это дает возможность выбрать уставку по времени для защиты от перегрузки с учетом всех возможных и предполагаемых вариантов работы котельной с учетом реальной загрузки двигателей и состава оборудования. Кроме того, это дает возможность при тяжелых условиях самозапуска рекомендовать избегать некоторых режимов работы ТЦ.
Программа KZ6000 в данном варианте была использована в работе, проведенной АО ОРГРЭС, по определению влияния электрического оборудования при перерывах питания на изменение технологических параметров котельных.
Имеющийся опыт эксплуатации ТЦ 1-10 показал, что не всегда при успешном действии АВР в электрической части схемы сохраняется технология, т.е. происходит отключение котлоагрегатов. Основной причиной нарушения технологии при перерывах питания на ТЦ 1-10 является неотстроенность уставок технологических параметров защит (расход, давление сетевой воды) основного оборудования от изменения этих параметров, происходящих при перерывах электропитания.
Были проведены испытания группового самозапуска на действующем оборудовании в летнем режиме работы для снижения риска нарушения теплоснабжения потребителей.
С использованием программы KZ6000 воссоздавался летний испытательный режим работы на ТЦ1-10. Расчетные параметры, полученные при этом на ЭВМ (ток самозапуска, остаточное напряжение, кривая выбега одного из сетевых насосов), соответствовали результатам, полученным во время испытаний с погрешностью 3 - 7%. После чего, на ЭВМ создавались режимы, соответствующие нормальному и аварийному режимам работы котельной в зимнее время. С помощью программы KZ6000 определялись частота оборотов сетевых насосов в конце заданного перерыва питания и время разворота двигателей при последующем самозапуске.
Эти данные позволили определить значение полного времени восстановления рабочих параметров оборудования котельной после перерыва питания в зимних режимах.
По данным программы KZ6000 и на основе ряда дополнительных расчетов были рекомендованы уставки по времени технологических защит на котлах ТЦ1-10 по давлению воды за котлом, расходу воды через котел с сохранением технологического процесса при исчезновении напряжения на одном из источников питания, действии АВР секции 6 кВ и самозапуске механизмов собственных нужд.
В настоящее время программа KZ600 установлена на Таштеплоцентрали и находится в ведении электроцеха. Более ранние версии программы были установлены на МОФ АГМК (г. Алмалык) и Сырдарьинской ГРЭС.
Программное обеспечение реализовано в операционной системе MS DOS на языке Clipper 5.2.
Выводы
Программа KZ600 в настоящей версии позволяет персоналу ЭТЛ самостоятельно анализировать имеющуюся в их ведении электрическую схему сети 6 кВ, корректировать возможные варианты работы электрического оборудования, осуществлять автоматический расчет уставок РЗиА и проверку кабелей. Все это повышает надежность эксплуатации электрооборудования, сокращает время, затрачиваемое на расчетные операции, и исключает возможность случайных ошибок при расчетах.
Список литературы
- Циркуляр № Ц-2-98(Э) “О проверке кабелей на невозгораемость при воздействии токов короткого замыкания” от 16.03.98 г.
- Релейная защита элементов сети собственных нужд 6,3 - 0,4 кВ электростанций с турбогенераторами. М.: Атом- электропроект, 1987.
- Георгиади В. X. Методика расчета режимов перерывов питания и самозапуска электродвигателей 3 - 10 кВ собственных нужд электростанций упрощенными методами. М.: ОРГРЭС, 1993.
