Sytuacja wyjściowa i znaczenie dla organizacji
Pompownia odwadniania pracuje po zlikwidowanej kopalni i chroni sąsiednie zakłady oraz tereny przed zalaniem. Jest zasilana ze stacji 110/6 kV z dwoma transformatorami 16 MVA, a z jej sieci 6 kV, przez kilka rozdzielni, pracują silniki pomp głównego odwadniania oraz silnik przetwornicy maszyny wyciągowej. Do tej sieci chciał się przyłączyć nowy odbiorca przemysłowy z własnym transformatorem 10 MVA i napędem 800 kW.
Dla operatora pompowni znaczenie było dwojakie. Z jednej strony przyłączenie odbiorcy to przychód i lepsze wykorzystanie istniejącej infrastruktury. Z drugiej strony każdy nowy odbiór na tej samej sieci to nowe stany przejściowe: rozruchy, załączenia, zapady napięcia, które mogą pobudzić zabezpieczenia w polach zasilających pompy. Operator musiał mieć pod kontrolą to, że wydając warunki przyłączenia, nie pogorszy warunków pracy urządzeń, za które odpowiada.
Najważniejsze wyzwanie
Dla zarządu ryzyko sprowadzało się do pytania, czy można powiedzieć „tak” nowemu odbiorcy bez narażania pomp. Technicznie najtrudniejszy nie był stan ustalony, tylko dwa stany przejściowe: rozruch silnika 800 kW i załączenie pod napięcie transformatora 10 MVA. To drugie wywołuje krótkotrwały, ale głęboki zapad napięcia na szynach 6 kV. Pytanie nie brzmiało „czy zapad wystąpi”, bo wystąpi, tylko „czy zabezpieczenia w polach wyprowadzenia mocy z transformatorów i w polach sprzęgła zdążą zadziałać, zanim zapad minie”. Decyzja inżynierska: nie oceniać zapadu ogólnie, lecz zestawić jego czas trwania z rzeczywistymi opóźnieniami zabezpieczeń od zwarć zewnętrznych w konkretnych polach.
Zakres odpowiedzialności OPA-LABOR
- Zinwentaryzowano układ zasilania pompowni: transformatory, rozdzielnie, odbiory krytyczne i nastawy zabezpieczeń w polach zasilających.
- Wyznaczono normalne i szczytowe prądy obciążenia instalacji odbiorcy dla założonych warunków pracy.
- Obliczono wpływ przyłączenia na poziomy napięć na szynach rozdzielni 6 kV.
- Przeanalizowano rozruch silnika 800 kW w instalacji odbiorcy.
- Przeanalizowano załączenie pod napięcie transformatora 10 MVA i zestawiono zapad z nastawami zabezpieczeń.
- Sformułowano wnioski do warunków przyłączenia, w tym o konieczności korekty mocy zamówionej.
- Nazwano zakres wyłączony z analizy i powód wyłączenia.
Rozwiązanie techniczne
Stany ustalone
Dla wszystkich analizowanych układów zasilania sprawdzono, czy sumaryczne obciążenie torów wyprowadzenia mocy z obu transformatorów 110/6 kV mieści się w mocach dopuszczalnych. Nie stwierdzono przekroczeń. Zmiany napięcia na szynach wywołane nowym odbiorem mieszczą się w zakresach regulacji transformatorów, więc utrzymanie właściwego poziomu napięcia nie wymaga zmian w układzie.
Rozruch silnika 800 kW
Spadek napięcia wywołany rozruchem największego silnika w instalacji odbiorcy nie stanowi zagrożenia dla pracy urządzeń pompowni.
Załączenie transformatora 10 MVA
Załączenie transformatora odbiorcy powoduje głęboki zapad napięcia na szynach rozdzielni 6 kV pompowni. Czas trwania tego zakłócenia zestawiono z nastawami czasowymi zabezpieczeń od zwarć zewnętrznych w polach wyprowadzenia mocy z transformatorów oraz w polach sprzęgła poprzeczno-podłużnego rozdzielni. Wniosek: zapad może spowodować pobudzenie tych zabezpieczeń, ale nie ich zadziałanie. Osobno wskazano obwody zasilane przez wyłączniki z cewkami zanikowymi lub przez styczniki, dla których zapad ma inne konsekwencje niż dla zabezpieczeń zwłocznych.
Granica analizy
Ponieważ wyposażenie odbiorcy było na etapie koncepcji, bez wybranych typów urządzeń, nie było możliwe policzenie wpływu przyszłych odbiorów na odkształcenia napięcia. Ten zakres zapisano w opracowaniu jako wyłączony, z powodem, żeby operator wiedział, co sprawdzić po wyborze urządzeń.
Testy, uruchomienie i odbiór
Opracowanie jest analizą przed przyłączeniem. Jego weryfikacja polegała na odniesieniu obciążeń do mocy dopuszczalnych torów, zmian napięć do zakresów regulacyjnych transformatorów oraz zapadów do rzeczywistych nastaw zabezpieczeń. Wnioski zawierają zalecenie skorygowania mocy zamówionej na obu przyłączach po zawarciu umowy z odbiorcą.
Uzyskany stan i wartość
| Dowód techniczny | Znaczenie dla organizacji |
|---|---|
| W żadnym z analizowanych układów przyłączenie nie powoduje przekroczenia mocy dopuszczalnych w torach zasilanych z obu transformatorów 110/6 kV. | Operator pompowni może wydać warunki przyłączenia bez przebudowy zasilania; wymagana jest tylko korekta mocy zamówionej na przyłączach. |
| Zmiany napięcia na szynach rozdzielni wywołane przyłączeniem mieszczą się w zakresach regulacyjnych transformatorów, a spadek napięcia przy rozruchu silnika 800 kW nie zagraża pracy urządzeń pompowni. | Pompy odwadniania i przetwornica maszyny wyciągowej nie odczują pracy nowego odbiorcy w normalnych stanach. |
| Załączenie pod napięcie transformatora 10 MVA powoduje głęboki zapad napięcia na szynach 6 kV; zestawiono go z opóźnieniami zabezpieczeń od zwarć zewnętrznych w polach transformatorowych i sprzęgła i wykazano, że może je pobudzić, ale nie spowoduje zadziałania. | Najbardziej ryzykowna operacja, załączenie dużego transformatora, została policzona wobec rzeczywistych nastaw, a nie ogólnej zasady. |
| Analizę odkształceń napięcia (harmoniczne, THD) wyłączono z zakresu i zapisano powód: wyposażenie odbiorcy było na etapie koncepcji i nie znano typów urządzeń. | Operator wie, co zostało sprawdzone, a co trzeba sprawdzić ponownie po wyborze urządzeń przez odbiorcę. |
Po wykonaniu analizy operator pompowni miał podstawę do wydania warunków przyłączenia: policzone obciążenia torów, zmiany napięć, rozruch największego silnika i załączenie transformatora, z jednoznacznie nazwanym zakresem, który wymaga ponownej oceny. Dla obiektu istotnego dla bezpieczeństwa hydrologicznego oznacza to przyłączenie nowego odbioru bez utraty kontroli nad zasilaniem pomp.
Ktoś chce się przyłączyć do Twojej sieci 6 kV, a Ty odpowiadasz za odbiory krytyczne?
Prześlij schemat sieci z nastawami zabezpieczeń w polach zasilających, dane transformatorów i wniosek odbiorcy. Zweryfikujemy obciążenia torów, zapady przy rozruchach i załączeniach oraz to, czy istniejące zabezpieczenia wytrzymają nowe stany przejściowe.
Prześlij wniosek o przyłączenie →