КПМ РИТМ в ЧувГУ: испытания устройства БАВР от АО «ЧЭАЗ» по программе ПАО «Транснефть»

Концептуальная схема HIL-тестирования БАВР на КПМ РИТМ

Задачи

Подтверждено быстродействующее и селективное переключение нагрузки на резервный источник питания

Проведено 100 HIL-испытаний БАВР-В АО «ЧЭАЗ» на КПМ РИТМ по требованиям ПАО «Транснефть»

Результаты

Проверена корректность работы БАВР при различных аварийных режимах, включая КЗ и отключения линий

Подтверждено соответствие устройства требованиям программы испытаний OTT-29.130.00-КТН-119-17

Цель проекта

Проверка устройства быстродействующего автоматического ввода резерва (БАВР) производства АО «ЧЭАЗ» на стенде полунатурного моделирования КПМ РИТМ в соответствии с требованиями ПАО «Транснефть» по программе испытаний OTT‑29.130.00‑КТН‑119‑17.

Участники проекта

Чувашский государственный университет (г. Чебоксары)
ЧувГУ основанный в 1967 году, является одним из инновационных центров, ведущим научным, образовательным и культурным центром Чувашской Республики. Испытания проводились на базе ВУЗа в научно-исследовательской лаборатории «Цифровые тени и двойники в электроэнергетике». В рамках проекта специалисты лаборатории разработали математическую модель электроснабжения нефтеперекачивающей станции (НПС), воспроизвели различные режимы ее работы и провели испытания БАВР на программно-аппаратном комплексе реального времени КПМ РИТМ.

Чебоксарский электроаппаратный завод (г. Чебоксары)
АО «ЧЭАЗ» — один из крупнейших в России электротехнических холдингов, специализирующийся на проектировании и производстве оборудования для распределения электроэнергии, защиты и автоматизации. Одним из ключевых направлений его деятельности является серийный выпуск устройств быстродействующего автоматического ввода резерва БАВР. Устройство БАВР используется для обеспечения автоматического ввода резерва в распределительных устройствах до 10 кВ на объектах с мощной синхронной и асинхронной двигательной нагрузкой.

Актуальность проекта

Для надежного и бесперебойного энергоснабжения НПС с электроприводными агрегатами магистральных насосов, выполняемыми на базе синхронных двигателей, при возникновении различных технологических нарушений в системе внешнего электроснабжения, приводящих к потере питания этих электродвигателей, необходимо обеспечить возможность их быстрого переключения на резервные шины. Это переключение должно выполняться с помощью устройства БАВР.

Применение HIL-тестирования

Рисунок 1 — Концептуальная схема HIL-тестирования БАВР на КПМ РИТМ

Задачи проекта

Об устройстве БАВР

Устройство быстродействующего автоматического ввода резерва (БАВР) производства АО «ЧЭАЗ» предназначено для обеспечения надежного электроснабжения нефтеперекачивающих станций (НПС) при технологических нарушениях в системе внешнего электроснабжения.

Рисунок 2 — Терминал БАВР

Роль КПМ РИТМ в проекте

Испытания устройства БАВР проводились с помощью метода полунатурного моделирования на программно-аппаратном комплексе реального времени КПМ РИТМ.

«Живая» модель электроснабжения НПС
Данный подход позволяет испытывать устройства БАВР в условиях, максимально приближенных к эксплуатации, как на реальной НПС.

Проведено 100 HIL-опытов
Программа испытаний включала 100 опытов, в ходе которых на КПМ РИТМ моделировались различные технологические нарушения, такие как отключения линий и короткие замыкания.

Рисунок 3 — КПМ РИТМ в ЧувГУ

Описание испытаний

Цифровая модель на КПМ РИТМ

На рисунке 4 представлена схема математической модели, реализованную на КПМ РИТМ для испытаний устройства БАВР.

Рисунок 4 — Схема математической модели для испытаний устройства БАВР

Математическая модель электроснабжения НПС включает следующее оборудование:

• две СШ 110 кВ ПС1 110 кВ;
• два силовых трансформатора 500/110 кВ;
• два вводных трансформатора 110/35/6 кВ;
• четыре СШ ЗРУ-6 кВ ПС1 110 кВ;
• два сдвоенных токоограничивающих реактора;
• ЦРП1 6 кВ и ЦРП2 6 кВ, представленные двумя СШ 6 кВ на каждом ЦРП;
• четыре СД (с АРВ и АРЧВ);
• восемь АД (моделирование приводного механизма ЭД выполняется путем задания насосной моментно-скоростной характеристики);
• 13 ВЛ;
• 10 узлов комплексной нагрузки и шины неизменного напряжения.

Подключение БАВР к КПМ РИТМ

Цифровая модель, реализованная на КПМ РИТМ, функционирует в режиме жесткого реального времени и обеспечивает непрерывный обмен сигналами с устройством БАВР.

Выходы устройства БАВР подаются: на замыкание секционного выключателя 6 кВ (СВ) и на размыкание вводных выключателей СШ1 6 кВ и СШ2 6 кВ. Кроме того, устройство БАВР подает команды на гашение поля электродвигателей, которые остаются в работе после восстановления напряжения на одной из СШ. Быстродействие вводных и секционного выключателей, управляющихся от устройства БАВР, смоделировано со следующими временами: время отключения 8 мс, время включения 20 мс.

Рисунок 5 — Схема подключения устройства БАВР АО «ЧЭАЗ» к математической модели на КПМ РИТМ

Рисунок 6 — Фото с проведения испытаний БАВР в ЧувГУ

Измерительная система и обмен данными

Регистрация электромеханических переходных процессов при проведении опытов рабочей программы осуществляется с дискретностью 66 точек за период промышленной частоты.

Для регистрации переходных процессов подготовлено цифровое осциллографирование следующих аналоговых и дискретных сигналов:

• мгновенные значения фазных напряжений 6 кВ первой и второй секций шин;
• мгновенные значения токов первого и второго ввода;
• ряд дискретных сигналов от БАВР.

Результаты

Испытания проведены по программе, которая включала 100 опытов. В процессе испытаний рассмотрены технологические нарушения, вызванные внезапными отключениями линий 110 кВ, а также нормативные возмущения, вызванные короткими замыканиями различного вида вблизи шин подстанций 110 кВ и шин 6 кВ НПС. На основании проведенных опытов на КПМ РИТМ по программе испытаний OTT‑29.130.00‑КТН‑119‑17 ПАО «Транснефть"  устройства, можно заключить, что БАВР‑В производства АО «ЧЭАЗ»:

1. Обеспечивает быстрое и селективное переключение электродвигателей на резервный источник питания (резервные шины) при технологических нарушениях в схеме внешнего электроснабжения в полном соответствии с критериями, принятыми в согласованной программе испытаний (при наличии пусковых условий для переключения);
2. Обеспечивает гашение поля оставшихся в работе электродвигателей (при отсутствии пусковых условий для переключения);
3. Не срабатывает при коротких замыканиях на шинах 6 кВ;
4. Не срабатывает при удаленных коротких замыканиях, не приводящих к потере питания электродвигателей.

Смотреть все