ОПУ: загальнопідстанційний пункт управління — що це та склад

Автор статті: Володимир Ледок, технічний директор з виробництва LK Energy Group.
Відповідає за виробництво щитового обладнання та блочно-модульних виробів — НКУ, панелей власних потреб, щитів оперативного струму і загальнопідстанційних пунктів управління (ОПУ) для підстанцій та сонячних електростанцій.

ОПУ (загальнопідстанційний пункт управління) — це окрема будівля або приміщення на території електричної підстанції, де зосереджені пристрої керування, релейного захисту та автоматики, обліку електроенергії, зв'язку і щити власних потреб. Якщо розподільчі установки та силові трансформатори — це «м'язи» підстанції, то ОПУ — її мозок і нервовий центр: сюди сходяться контрольні кабелі від усього силового обладнання, звідси персонал і автоматика контролюють стан підстанції та керують нею.

Що таке ОПУ і навіщо він потрібен на підстанції

На підстанції 35–110 кВ силове обладнання розосереджене по території: трансформатори, вимикачі, роз'єднувачі, трансформатори струму і напруги стоять на відкритій розподільчій установці або в окремих комірках. Кожен із цих апаратів має вторинні кола — захист, керування, сигналізацію, вимірювання. Керувати підстанцією «біля кожного апарата» неможливо й небезпечно, тому всі вторинні кола збирають в одному місці — у загальнопідстанційному пункті управління.

ОПУ вирішує одразу кілька задач:

Єдиний центр керування

з одного приміщення видно стан усіх приєднань підстанції; звідси вмикають і вимикають вимикачі, знімають показання, квитують сигналізацію.

Нормальні умови для апаратури

мікропроцесорні термінали РЗА, апаратура зв'язку та АСУ ТП чутливі до температури, вологи й пилу — в опалюваному приміщенні ОПУ вони працюють у паспортних умовах.

Робоче місце персоналу

на підстанціях з черговим персоналом в ОПУ розміщують оперативний пункт; на підстанціях без постійного чергування сюди приїжджає оперативно-виїзна бригада.

Живучість вторинних систем

в ОПУ стоїть акумуляторна батарея з щитом постійного струму — захисти та керування вимикачами зберігають живлення навіть при повній втраті змінної напруги на підстанції.

Що розміщують в ОПУ: склад обладнання

Конкретний перелік визначає проєкт підстанції, але типовий набір для ПС 35–110 кВ виглядає так.

Панелі РЗА. Шафи релейного захисту та автоматики трансформаторів, ліній і шин: захисти від коротких замикань і перевантажень, автоматика повторного включення, автоматичне введення резерву власних потреб. На сучасних об'єктах це мікропроцесорні термінали, на старих підстанціях досі працюють релейні панелі з електромеханічними реле.

Панелі керування та сигналізації. Ключі керування вимикачами, мнемосхема підстанції, центральна сигналізація аварійних і попереджувальних подій. На нових підстанціях їх дедалі частіше замінює автоматизоване робоче місце оператора у складі АСУ ТП.

Щит власних потреб 0,4 кВ (ЩВП). Розподіляє змінний струм на потреби самої підстанції: обігрів приводів вимикачів і шаф зовнішньої установки, освітлення, вентиляцію, живлення зарядних пристроїв. Живиться від трансформаторів власних потреб, як правило — від двох, із резервуванням.

Щит постійного струму (ЩПС) та акумуляторна батарея. Джерело оперативного струму — найчастіше 220 В постійного струму. Акумуляторна батарея із зарядно-підзарядними пристроями живить кола захисту, керування й сигналізації та аварійне освітлення. Це найвідповідальніша система ОПУ: без оперативного струму підстанція «сліпне» — захисти не відключать пошкодження.

АСКОЕ. Шафи комерційного обліку електроенергії: лічильники по приєднаннях, пристрій збору і передачі даних для розрахунків на ринку електроенергії.

Зв'язок, телемеханіка, АСУ ТП. Апаратура передачі телесигналізації, телевимірювань і телекерування диспетчеру мережі, канали зв'язку (оптоволокно, радіо, на старих ПС — високочастотний зв'язок по ЛЕП), сервери й контролери АСУ ТП підстанції.

Допоміжні системи. Опалення, вентиляція або кондиціонування, робоче та аварійне освітлення, охоронна й пожежна сигналізація.

Конструктив: капітальна будівля чи блочно-модульний ОПУ

Історично ОПУ — це капітальна будівля з цегли або залізобетону, яку зводять на майданчику підстанції. Такий варіант досі застосовують, але в нього довгий будівельний цикл із «мокрими» процесами, а монтаж і налагодження обладнання починаються тільки після завершення будівництва.

Сучасна альтернатива — блочно-модульний ОПУ: будівля з металевого каркаса із сендвіч-панелями, яка складається з одного або кількох транспортабельних модулів. Головна перевага — заводська готовність: панелі РЗА, щити власних потреб і оперативного струму монтують, обв'язують міжшафними з'єднаннями та перевіряють ще на виробництві. На об'єкті залишається встановити модулі на підготовлений фундамент, зістикувати їх і підключити зовнішні кабелі через кабельні канали або подвійну підлогу. Це помітно скорочує будівельний цикл на майданчику і переносить основний обсяг контролю якості в заводські умови.

Де застосовують ОПУ

Загальнопідстанційний пункт управління — атрибут підстанцій, де обсяг вторинних кіл уже не вміщається в самі розподільчі шафи:

Підстанції 35 кВ і 110 кВ

мережеві та споживчі ПС промислових підприємств — класична сфера застосування ОПУ, як окремої будівлі або приміщення в суміщеній будівлі із ЗРУ.

Підстанції видачі потужності електростанцій

на великих сонячних і вітрових електростанціях ОПУ будують при підвищувальній підстанції 35/110 кВ; тут же розміщують АСУ ТП станції, через яку диспетчер керує видачею потужності.

Реконструкція діючих підстанцій

при заміні застарілих панелей РЗА і щитів часто оновлюють увесь ОПУ; блочно-модульне виконання дозволяє поставити новий пункт управління поруч із діючим і переключити приєднання поетапно.

Виготовлення ОПУ під проєкт

ОПУ — виріб проєктний: склад панелей, схема власних потреб, тип оперативного струму, компонування приміщень і навіть кількість модулів залежать від конкретної підстанції. Робочий порядок такий: проєкт або опитувальний лист → компонування будівлі та однолінійні схеми щитів → виготовлення панелей і блочно-модульної будівлі → заводське складання, обв'язка і перевірка → доставка та монтаж на фундамент замовника. Ми виготовляємо загальнопідстанційні пункти управління (ОПУ) на власному виробництві в Одесі — разом із щитами власних потреб, щитами оперативного струму та іншим начинням за проєктом замовника.

Часті запитання

Чим ОПУ відрізняється від ЗРУ?

ЗРУ (закрита розподільча установка) — це приміщення з силовими комірками КСО або КРУ, через які проходить первинний струм: тут комутують і розподіляють саму електроенергію. ОПУ працює із вторинними колами — захистом, керуванням, обліком, зв'язком. На багатьох підстанціях їх суміщають в одній будівлі: частина приміщень — ЗРУ з комірками, частина — ОПУ з панелями РЗА і щитами.

Чи на кожній підстанції є ОПУ?

Ні. На невеликих підстанціях 6–10/0,4 кВ і КТП окремий пункт управління не потрібен — захист, керування та облік уміщуються в самих розподільчих шафах. ОПУ з'являється там, де обсяг вторинних систем великий: як правило, на підстанціях 35 кВ і вище та на підстанціях видачі потужності електростанцій.

Який оперативний струм використовують в ОПУ?

Найпоширеніше рішення для ПС 35–110 кВ — постійний оперативний струм 220 В від акумуляторної батареї із зарядно-підзарядними пристроями: кола захисту і керування вимикачами залишаються в роботі навіть при повній втраті змінної напруги на підстанції. На простіших об'єктах застосовують також випрямлений або змінний оперативний струм — тип визначає проєкт.

LK Energy Group виготовляє загальнопідстанційні пункти управління у блочно-модульному виконанні та щитове обладнання для них — панелі власних потреб, щити оперативного струму, шафи обліку — на власному виробництві в Одесі. Деталі — на сторінці загальнопідстанційні пункти управління (ОПУ); під ваш проєкт порахуємо за опитувальним листом — зв'яжіться з нами.