Назад к библиотеке

Опыт применения программного комплекса EnergyCS при проектировании электроэнергетических объектов в ОАО Ивэлектроналадка

Общее

ОАО Ивэлектроналадка – головная организация группы компаний Интерэлектроинжиниринг, которая объединяет около 20 предприятий и необходимые производственные базы, а также аккумулирует уникальный опыт и знания, которые гарантируют выполнение под ключ комплексных работ любой степени сложности. На счету предприятий, входящих в состав группы, участие в строительстве сотен крупнейших энергетических объектов как в России, так и за рубежом.

Основной пакет заказов компании формируется на базе крупных корпоративных заказчиков: РАО ЕЭС России, ОАО ФСК ЕЭС, АК Транснефть и т. д. Только за последние два года для ОАО ФСК ЕЭС выполнены проектные и пусконаладочные работы по вторичной коммутации с внедрением АСУ ТП на ПС 500 кВ Радуга, Звезда, Вешкайма, Ключики, ПС 330 кВ Новгородская, Бологое, Калининская. Нельзя не отметить и такие известные объекты, как Калининградская ТЭЦ-2, Ивановские ПГУ, ПС 750 кВ Белозерская. Проектные и пусконаладочные работы активно идут на объектах Московского региона: ПС 500 кВ Западная, ОАО Мосэнерго: ТЭЦ-9, ТЭЦ-21, ТЭЦ-25, ТЭЦ-27, ТЭЦ-28, ТЭС ММДЦ Москва-Сити, на Каширской ГРЭС, а также на многочисленных подстанциях Европейской части России, Киришской ГРЭС и т. д.

Анализ возможностей и выбор программного комплекса EnergyCS

ОАО Ивэлектроналадка активно развивает проектное направление: его доля составляет уже 30% общего объема работ. На первый план вышло проектирование автоматизированных систем управления для энергетики, включая полный комплекс работ по устройствам релейной защиты, автоматики, АИИС КУЭ, АСДУ и т. д.

Одной из наиболее трудоемких задач при проектировании являются расчеты токов коротких замыканий, что необходимо как электрикам, проектирующим первичные схемы выдачи мощности станций и схемы электроснабжения собственных нужд, так и проектировщикам схем вторичных коммутаций при расчетах уставок релейных защит. Кроме того, увеличение объемов работ, связанных с проектированием подстанций электрических сетей, потребовало выполнения расчетов установившихся режимов сетей.

При решении этих задач были опробованы инструменты программного комплекса EnergyCS, разработанного компанией CSoft Development. Внимательное изучение возможностей EnergyCS на предмет внедрения программы в систему проектирования энергетических объектов позволило говорить о ней как о решении, обладающем целым рядом существенных преимуществ:

Одним из требований ко всем рассматривавшимся программам было наличие сертификата соответствия, но при изучении рынка программных средств для расчета установившихся режимов и для расчета токов короткого замыкания выяснилось, что не существует ни одной разработки, имеющей такой сертификат. Есть общепризнанные программы, которые долгое время присутствуют на рынке и которым доверяют специалисты. Эти программы и входят в число рекомендуемых.

Сегодня можно с уверенностью утверждать, что комплекс EnergyCS соответствует ГОСТам в части расчетов токов короткого замыкания. А отсутствие нормативных документов в части расчета установившихся режимов окончательно закрыло вопрос о сертификате.

Для ускорения процесса расчета установившихся режимов и токов короткого замыкания компания приобрела по пять лицензий каждого модуля EnergyCS (модуль расчета токов короткого замыкания и модуль расчета установившихся режимов). Программный комплекс был установлен на стационарных компьютерах, а также на ноутбуке, который использовался при выездах на объекты для решения вопросов на месте.

Первое применение

Первыми проектами, в работе над которыми был применен программный комплекс EnergyCS, стали рабочий проект реконструкции открытых распределительных устройств 110 кВ (ОРУ-110) и групповых распределительных устройств 6,3 кВ (ГРУ-6,3) Киришской ГРЭС, а также проект реконструкции ПС 110/6/10 кВ Базовая. Основным содержанием данных проектов была замена высоковольтного и низковольтного оборудования, а также замена ошиновки ОРУ 110 кВ.

В качестве примера рассмотрим применение программного комплекса EnergyCS при выборе оборудования Киришской ГРЭС.

В программе была набрана расчетная схема, представленная в разных масштабах на рис. 1 и 2. EnergyCS позволяет быстро получить результат и столь же быстро его проверить. Проверка показала, что все параметры схемы замещения просчитаны правильно, при этом трудозатраты на составление схемы даже с учетом проверки снизились втрое. Особенность схемы такова, что в ней ожидались предельно большие токи коротких замыканий. Расчет средствами программы эти опасения подтвердил. Поскольку EnergyCS использовался впервые, для отдельных частей схемы параллельно был выполнен расчет в соответствии с РД153−34.0−20.527−98, позволивший сделать вывод, что начальные значения токов КЗ рассчитываются правильно, а небольшие расхождения объясняются спецификой моделирования схемы. В модели, созданной программой, в схеме замещения имеются и активные сопротивления элементов, и поперечные проводимости.

Однако для обеспечения чистоты сравнения параметры схемы замещения, полученные с помощью программы, очень легко привести к схеме для ручного расчета путем обнуления активных сопротивлений и поперечных проводимостей. Результаты получились идентичными.

Рисунок 1 – Ввод исходных данных для расчетов токов КЗ (модуль EnergyCS для расчета ТКЗ)

Рисунок 2 – Ввод исходных данных для расчетов токов КЗ (модуль EnergyCS для расчета ТКЗ)

Токи короткого замыкания оказались больше допустимых для принимаемого оборудования, что породило некоторые сомнения в правильности выполнения расчета. Было решено связаться с разработчиками для консультации (сомнения вызывались тем, что существуют типовые проекты на похожие схемы с аналогичным оборудованием). Выяснилось, что при выполнении расчета не учли, что ЭДС генератора рассчитывается на основе результатов расчета установившегося режима. Режим системы с участием этой станции поддерживается таким, что мощность, выдаваемая в систему, не превосходит мощности генераторов, а напряжение на шинах генераторов при этом должно оставаться в строго заданных пределах. То есть в расчете не учитывалось, что напряжение на шинах генератора не может превышать номинальное напряжение более чем на 10%. Реактивная мощность генератора соответственно определяется не номинальным косинусом, а именно режимом станции в системе с учетом заданного уровня напряжения на шинах генераторов. Для точности расчета следовало выполнить фиксацию напряжения.

После внесения соответствующих изменений величина и начальных, и ударных токов короткого замыкания (рис. 3) позволила применить оборудование, которое предполагалось использовать в данной схеме, — без изменения ее структуры. С помощью программного комплекса выявление ошибки, изменение исходных данных и выполнение нового расчета заняло минимальное время. А благодаря возможностям программы и консультациям разработчиков в проекте было принято оборудование, приемлемое для данной схемы, что позже снизило трудозатраты на выполнение других частей проекта.

Рисунок 3 – Результаты расчета токов КЗ (модуль EnergyCS для расчета ТКЗ)

Для определения перетоков мощности по ошиновке ОРУ-110 кВ был применен модуль, отвечающий за расчет установившихся режимов. На ввод исходных данных для расчета установившегося режима (рис. 4−5) было потрачено значительно меньшее время, чем потребовалось бы при использовании двух разных программ. Расчет и документирование его результатов также ускорили проектирование.

Рисунок 4 – Ввод исходных данных для расчета установившихся режимов на основе введенных ранее для расчета ТКЗ (модуль EnergyCS для расчета УР)

Рисунок 5 – Один из вариантов представления результатов расчета УР (модуль EnergyCS для расчета УР)

Заключение

Применение программного комплекса при выполнении проекта оказалось весьма эффективным: сократились сроки разработки, повысилось качество. С учетом всей сложности и трудоемкости расчетов по токам КЗ и установившихся режимов, освоение комплекса EnergyCS специалистами, прежде не работавшими с ним, занимает относительно небольшое время. Работа с современными программными средствами, а также возможность консультаций с разработчиками позволяет получить бесценный опыт молодым специалистам в области расчетов.

Николай Ильичев, CSoft.

Валерий Долотов, заместитель технического директора, главный инженер управления проектирования ОАО Ивэлектроналадка

Николай Мастраков, инженер 1-й категории ОАО Ивэлектроналадка

Е-mail: office@ien.ru