Гпп в энергетике это: Отличия КТП от ТП — разница трансформаторных подстанций

10. Главная понизительная подстанция

В
основу выбора схемных решений подстанции
положены сле­дующие
принципы:

• простейшие
схемы с минимальным числом выключателей;

• одна
система сборных шин с разделением на
секции;

• раздельная
работа линий и трансформаторов;

• блочные
схемы.

Структурно
ГПП состоит из трех частей (рис. 3.1):
распредели­тельное устройство высшего
напряжения (РУ ВН), трансформаторы,
распределительное устройство низшего
напряжения (РУ НН). Если на ГПП есть РУ
среднего напряжения, то структура
состоит из следую­щих элементов: РУ
ВН, трансформаторов, РУ СН и РУ НН.

Основной
принцип выполнения РУ ВН — упрощение
схемы и кон­струкции с целью удешевления,
поэтому оно выполняется без сборных
шин. Среди схем выполнения можно выделить
три основных вида: глухое подключение
линии электропередачи к трансформатору,
схема

на
блоках отделитель-короткозамыкатель,
схема с выключателями.

Глухое
подключение линии к транс­форматору
применяется
при выполнении питающей сети 35-220 кВ
кабельными линиями по радиальной схеме.
Для обеспечения
защиты трансформаторов используется
передача отключающего
импульса (ОИ) на подстанцию ЭЭС,

где
линия электропередачи присоединяет­ся
к сборным шинам с помощью
защитно-коммутационного аппарата. Эта
схема от­личается повышенной
надежностью вслед­ствие отсутствия
дополнительных элемен­тов в
последовательной цепочке передачи
электроэнергии (отсутствие электрических
аппаратов в РУ ВН).

Схема
на блоках отделителъ-коротко-замыкателъ
является
самой распростра­ненной. Существует
несколько разновид­ностей этих схем,
одна из которых приведена на рис. 3.3. В
ней при повреж­дении в одном из
трансформаторов защита включает
соответствующий короткозамыкатель
(QK),
который в сетях 35 кВ выполняется
двухпо­люсным, так как эти сети
работают с изолированной нейтралью, а
в сетях 110 или 220 кВ — однополюсным,
поскольку эти сети работают с
глухозаземленной нейтралью

Включение
короткозамыкателя вызывает искусственное
короткое замыкание в питающей
электрической сети, которое отключается
защитой, установленной на головном
участке линии. Головной выклю­чатель
линии обеспечивает, таким образом,
отключение повреждений

не
только в линии, но и во всех присоединенных
к ней по данной схеме трансформаторах.
Во время бестоковой паузы в цикле
автоматическо­го повторного включения
(АПВ), которым оснащен головной
выклю­чатель, отключается отделитель
(QR),
отделяя поврежденный транс­форматор
от линии. По окончании бестоковой паузы
АПВ напряжение на линии восстанавливается,
обеспечивая тем самым электроснабже­ние
остальных потребителей, подключенных
к данной линии.

Перемычка
между вводами РУ ВН, содержащая отделитель
и разъ­единитель, служит для повышения
надежности схемы. Так при плано­вом
или аварийном ремонте одной из питающих
линий соответствую­щий трансформатор
получает питание через перемычку.
Отделитель в перемычке подключается
к его защите, и работа схемы в этом
случае аналогична рассмотренной выше.

Недостатками
данной схемы являются невысокая
надежность сра­батывания
короткозамыкателей и отделителей в
климатических зонах с интенсивным
гололедообразованием и реализация
искусственного короткого замыкания.

Схема
с высоковольтными выключателями
имеет более высокую надежность, но и
более высокую стоимость.

Если
перемычка в РУ ВН выполнена только на
разъединителях, то она называется
неавтоматической, а если в ее составе
имеется аппарат, реализующий
защитно-коммутационную функцию, то
такая перемыч­ка называется
автоматической. Рассмотренные выше
схемы распре­делительных устройств
высокого напря­жения подстанции
являются схемами главных соединений,
т.е. соединений таких электротехнических
устройств, по которым реализуется поток
электри­ческой энергии в направлении
от генера­торов к электроприемникам.
Такими электротехническими устройствами
яв­ляются: линии электропередачи;
транс­форматоры; электрические
аппараты; сборные шины. Кроме элементов
схемы главных соединений распределительного
напряжений (разрядники), получения
информации о параметрах режи­ма
работы (трансформаторы тока и напряжения),
обеспечения безо­пасности при
проведении работ в РУ (заземляющие
разъединители), реализации передачи
информации и т. п.

Вторая
структурная часть ГПП — трансформаторы.
Это масляные двухобмоточные, трехобмоточные
или с расщепленной вторичной об­моткой
трансформаторы, оснащенные устройством
регулирования на­пряжения под
нагрузкой (РПН). Трехобмоточные
трансформаторы применяются при
необходимости иметь в СЭС две ВВРС,
например 10 и 6 кВ или 35 и 10 кВ. Расщепление
вторичной обмотки трансформа­торов
используется для уменьшения уровня
токов коротких замыка­ний, т.е. для
удешевления электрооборудования РУ
НН. Напряжение используемых трансформаторов
ГПП 35-220/10(6) кВ, а ряд номи­нальных
мощностей включает следующие значения:
4,0; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 80 МВА.

Обычно
трансформаторы ГПП, как и электрооборудование
распре­делительного устройства
высокого напряжения, устанавливаются
на открытом воздухе в открытом
распределительном устройстве (ОРУ).
Исключение составляют лишь такие
ситуации, когда этого не позволя­ет
среда (сильная запыленность, опасные
по коррозии выбросы и дру­гое), что
значительно удорожает установку
электрооборудования. При компоновке
подстанции необходимо также учитывать
направление подходящих линий
электропередачи, расположение подъездных
дорог, рельеф и геологию местности и
т.д.

Трансформаторы
на территории ОРУ, как правило,
устанавливают­ся на специальных
фундаментах на колесах и рельсах, что
позволяет выкатывать их с места установки
при проведении ремонтных работ. В
конструкции фундамента имеется
специальный приямок с пламяга-сительной
решеткой на случай аварийного выброса
горящего масла из трансформатора.
Приямок соединяется трубой с маслосборным
баком, расположенным на территории
ГПП. Пример выполнения ГПП приве­ден
на рис. 3.5-3.6.

Третья
структурная часть ГПП — РУ НН, которое
имеет большое количество возможных
вариантов реализации. На территории
городов и промышленных предприятий
оно выполняется в виде закрытых
рас­пределительных устройств (ЗРУ),
размещаемых либо в специальном здании,
либо в производственном помещении. В
сельской местности можно использовать
комплектные РУ наружной установки типа
КРУН.

Кроме
указанных выше трех основных структурных
частей на ГПП могут быть и другие
элементы:

• заземляющее
устройство;

• устройство
молниезащиты;

• устройства
компенсации емкостных токов замыкания
на землю;

• устройства
систем высокочастотной связи по проводам
ЛЭП;

• вспомогательные
механизмы и сооружения, необходимые
для проведения ремонтных работ, и др.

Инновационному заводу – современная подстанция

Объединенная металлургическая компания (ОМК) совместно с компанией «ИНБРЭС» реализовали уникальный проект по созданию высокоавтоматизированной подстанции 110 кВ. Цифровая подстанция III архитектуры с применением технических средств и протоколов стандартов МЭК 61850-8-1 (MMS, GOOSE) и МЭК 61850-9-2 (SV) будет работать в городе Выксе Нижегородской области. С подробностями реализации проекта можно ознакомиться на страницах декабрьского номера журнала «Энергетика и промышленность России».  

ИННОВАЦИОННОЕ ОТЕЧЕСТВЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

В ходе реализации проекта компанией «ИНБРЭС» осуществлена поставка и наладка полного комплекса оборудования РЗА 6-110 кВ производства ООО «НПП Бреслер» и АСУ ТП на базе программно-технического комплекса (ПТК) «ИНБРЭС». Всё установленное оборудование производится в России, поддерживает использование скоростных коммуникаций на основе промышленного Ethernet с поддержкой технологий бесшовного резервирования (PRP) и безопасности, а также единых протоколов обмена данными по стандарту МЭК 61850.

На ОРУ 110 кВ установлены шкафы преобразователей аналоговых и дискретных сигналов «ИНБРЭС-ШПАДС» и «ИНБРЭС-ШПДС», осуществляющие передачу информации по протоколам MMS, GOOSE, SV. ЗРУ 10 кВ состоит из «цифровых ячеек» с высоким уровнем автоматизации и максимальным использованием цифровых связей между ними, что упрощает монтаж и эксплуатацию, а также повышает надежность работы оборудования.

Также были внедрены подсистемы регистрации аварийных событий, автоматизированных систем технического учета и контроля качества электроэнергии, автоматики управления дугогасящими реакторами, система оперативного постоянного тока и щит собственных нужд.

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТА

ЦПС 110 кВ «ГПП-9» стала одной из немногих построенных в России инновационных подстанций с полной поддержкой протоколов стандартов МЭК 61850-8-1 (MMS, GOOSE), МЭК 61850-9-2 (SV) с действием релейной защиты на отключение без резервирования традиционными средствами.

Здесь на практике реализованы типовые решения, разрабатываемые в рамках НИОКР ПАО «Россети ФСК ЕЭС». В целях повышения надежности применены инновационные технологии бесшовного резервирования GOOSE-сообщений от преобразователей дискретных сигналов (ПДС) и SV-потоков от преобразователей аналоговых сигналов (ПАС), а также реализовано усиленное резервирование системы единого времени с применением трех серверов времени различных производителей, что исключает единую точку отказа.

Создана единая технологическая ЛВС, охватывающая не только подстанцию 110 кВ «ГПП-9», но и подключаемые к ней РП и КТП с их интеграцией в общее информационное пространство АСУ электроснабжения предприятия.

В ячейках ЗРУ 10 кВ подстанции и питающихся от нее РП применены многофункциональные устройства (МФУ), объединяющие в себе функции защиты, автоматики, управления и измерения, а также дополнительные средства мониторинга и диагностики.

ПРОЗРАЧНОСТЬ И УПРАВЛЯЕМОСТЬ

Установленная SCADA-система «ИНБРЭС»
осуществляет сбор и анализ данных о состоянии оборудования подстанции в автоматическом режиме и обеспечивает возможность дистанционного управления объектом. Для повышения безопасности, наблюдаемости и усиления контроля за оперативными переключениями в ПТК АСУ ТП «ИНБРЭС» интегрирована система технологического видеонаблюдения.

Диспетчер в режиме реального времени осуществляет контроль за работой и состоянием отдельных элементов, функциональных узлов и измерительных приборов, а также дистанционно управляет коммутационными аппаратами. В случае технологического нарушения система сигнализирует об аварии и приоритетно отображает на экране монитора соответствующий участок подстанции. Такой подход значительно сокращает время ликвидации аварийных ситуаций и повышает надежность работы объекта.

Стоит отметить, что до ввода подстанции в промышленную эксплуатацию специалисты «ИНБРЭС» провели углубленное практическое обучение сотрудников выксунского завода, задействованных в эксплуатации и управлении новым энергообъектом, по работе с поставляемым комплексом РЗА и АСУ ТП. Для этого на территории компании «ИНБРЭС» был специально создан стенд – цифровой двойник ЦПС 110 кВ «ГПП-9» с имитаторами объектов управления. Высокая квалификация специалистов выксунского завода ОМК и углубленный уровень проведенного обучения обеспечили возможность самостоятельного обслуживания оборудования цифровой подстанции.

РАЗУМНАЯ ЦИФРОВИЗАЦИЯ

Для построения ЦПС 110 кВ «ГПП-9» специалисты компании «ИНБРЭС» придерживались принципа оптимальной цифровизации и комплексного подхода к построению всех вторичных систем подстанции. С целью повышения надежности ЦПС без существенного увеличения затрат использовалась конфигурация ПТК «ИНБРЭС», адаптированная под высокие требования и стандарты выксунского завода ОМК.

ПТК «ИНБРЭС» — универсальный, гибкий и масштабируемый программно-технический комплекс для построения АСУ ТП и ССПИ электрических подстанций 35-750 кВ, телемеханики ПС 6-35 кВ, РП/ТП 6-20 кВ. Его функциональность и конфигурация зависит от типа системы, класса напряжения и потребностей заказчика, благодаря чему возможна реализация как самых легких недорогих систем телемеханики, так и полнофункциональных высокоавтоматизированных (цифровых) подстанций III архитектуры с использованием технологий МЭК 61850, таких как, например, ЦПС 110 кВ «ГПП-9». Это полностью отечественное решение, все компоненты которого разработаны и производятся в России.

ПТК АСУ ТП/ССПИ/ТМ «ИНБРЭС» успешно прошел все функциональные и штормовые испытания в полном соответствии с утвержденными техническими требованиями и был включен в реестр оборудования, материалов и систем, допущенных к применению на объектах группы компаний «Россети». В 2021 году получено бессрочное заключение аттестационной комиссии ПАО «Россети».

Разработанная компанией «ИНБРЭС» концепция разумной цифровизации охватывает энергообъекты различного класса напряжения, в том числе не только вновь строящиеся объекты с максимальным уровнем автоматизации, но и более экономичные решения по автоматизации и телемеханизации существующих подстанций.

ВЫСОКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Таким образом, реализация проекта по созданию высокоавтоматизированной подстанции 110 кВ «ГПП-9» позволила создать единое информационное пространство всех интеллектуальных устройств энергообъекта и обеспечила:

• 
  высокую надежность, наблюдаемость, прозрачность и управляемость системы электроснабжения трубопрокатного цеха выксунского завода ОМК;

• 
  минимальную зависимость от импортной продукции благодаря использованию отечественного оборудования и программного обеспечения;

• 
  уменьшение количества технологических нарушений за счет непрерывной диагностики оборудования и вторичных цепей в режиме реального времени;

• 
  возможность самостоятельного обслуживания оборудования подстанции благодаря углубленной подготовке специалистов; 

• 
  уменьшение капитальных и эксплуатационных затрат за счет упрощенного использования и обслуживания оборудования подстанции, увеличения срока службы электрооборудования, а также значительного сокращения отказов основного электрооборудования и связанных с этим нарушений производственного цикла.

За успешную реализацию проекта и плодотворное сотрудничество руководство выксунского завода ОМК выразило благодарность компании «ИНБРЭС». «Хотим отметить высокую эффективность комплексного подхода ООО «ИНБРЭС» в реализации данного инновационного проекта. Благодарим специалистов компании за глубокую проработку всех вопросов, профессионализм, ответственность и оперативность в решении поставленных задач», — говорится в благодарственном письме. 

Полная версия статьи: по ссылке

Валовая первичная продукция — глобальный климат

Последнее обновление: понедельник, 14 ноября 2022 г. |
Глобальный климат

наземная валовая первичная продуктивность (GPP) представляет собой совокупность сложных процессов, осуществляемых фотосинтезирующими организмами, результатом которых является преобразование энергии света и воды в химическую энергию и последующую биохимическую фиксацию углекислого газа в сахара. Поскольку снабжение органическим углеродом оказывает доминирующее влияние на активность гетеротрофных организмов, от бактерий до копытных, GPP является центральным процессом, регулирующим структуру и функционирование экосистем. Кроме того, во время наземного фотосинтеза растения испаряют большое количество воды, и поэтому GPP влияет как на водный, так и на углеродный циклы и, следовательно, на местный, региональный и глобальный климат. В свою очередь, изменения климата повлияют на GPP в локальном и глобальном масштабах.

Растения ответственны за большую часть наземного GPP, который в годовом исчислении составляет около 120 Гт углерода (1 Гт = 1015 г), или около 17 процентов всего углерода в атмосфере. Около половины ассимилятов, полученных из GPP, теряется обратно в атмосферу в результате процессов дыхания, которые поддерживают важные функции растений, в том числе: поглощение питательных веществ из почвы, восстановление нитратов до доступной для растений формы аммония, загрузка флоэмы (активный экспорт ассимилятов от листьев к остальным частям растения), а для некоторых видов растений — фиксацию атмосферного азота в аммоний. После экспорта из листьев оставшаяся часть GPP направляется на создание живой биомассы, которую часто называют чистой первичной продукцией (NPP или GPP за вычетом вдыхаемого углерода для целей строительства и технического обслуживания). Этот углерод распределяется по различным поглотителям внутри растения, включая долгоживущие компоненты (надземные и подземные ростки древесины) и короткоживущие компоненты (листья и тонкие корни). Большая часть GPP находится под землей для поддержки симбиотических грибов и бактерий. В конечном счете, весь NPP будет высвобождаться в виде CO2 обратно в атмосферу посредством гетеротрофного использования растительной биомассы после старения, выщелачивания, травоядности или экссудации из корней.

Основными факторами GPP и, следовательно, NPP являются климат (температура, доступность воды и света), плодородие почвы, видовой состав и возраст растительности. Производство растений на уровне экосистемы широко варьируется в наземной биосфере, с самыми высокими показателями там, где тепло, влажно и почвы плодородны; и самые низкие показатели там, где холодно, сухо и почвы неплодородны. Учитывая важный контроль климата над GPP, ожидается, что изменение климата повлияет на глобальные модели производства растений. Взаимодействия между ведущими переменными также будут влиять на то, как экосистемы реагируют на изменения климата, причем эти реакции зависят от географии. Потепление в более холодном климате, как правило, приводит к увеличению продуктивности растений, в то время как потепление в и без того теплом климате может иметь незначительное или даже негативное влияние на GPP. Точно так же там, где влажность ограничивает продуктивность растений, потепление, даже без изменения количества осадков, приведет к снижению GPP из-за увеличения потерь воды на испарение. Потепление также повлияет на режимы возмущений (таких как пожары и ураганы), которые влияют на GPP и NPP через резкие изменения в растительности.

СМ. ТАКЖЕ: Углеродный цикл; Выбросы углерода; Чистая первичная продукция.

БИБЛИОГРАФИЯ. Жак Рой, Бернар Сожье и Гарольд

Муни, Земная глобальная производительность (Academic Press, 2001).

Кристиан Джардина Институт лесного хозяйства Тихоокеанских островов, Лесная служба Министерства сельского хозяйства США

Продолжить чтение здесь: Гвинея

Была ли эта статья полезной?

Разница между валовой первичной продукцией (ВПП) и чистой первичной продукцией (ЧПП)

25 марта 2012 г. Автор: Admin

Валовая первичная продукция (ВПП) и чистая первичная продукция (ЧПП)
 

Несмотря на то, что Земля является закрытой системой для материалов и питательных веществ, она является открытой системой для энергии. . Первичное производство — это процесс, при котором неорганические соединения, такие как вода и углекислый газ, превращаются в органические соединения с помощью живых организмов с использованием источника энергии. Хотя основным источником энергии является солнечный свет, некоторые организмы используют химическую энергию для производства органических соединений.

Процесс, использующий солнечный свет в качестве источника энергии для производства органических соединений, называется фотосинтезом. Организмы, участвующие в фотосинтезе, известны как автотрофы или первичные продуценты. Некоторые организмы используют в качестве источника энергии химическую энергию окисления или восстановления химических соединений, поэтому их называют литотрофными организмами. Часть фиксированной энергии расходуется на внутренние процессы, такие как дыхание и фотодыхание (Taylor, 1998).

Однако в процессе первичного производства сложные органические соединения, такие как углеводы, синтезируются из простых неорганических соединений. Фиксированная энергия течет по пищевым цепям к консументам, которые являются гетеротрофами.

Поскольку широта земной поверхности меняется, общая фиксация энергии также может различаться от места к месту, и разные места различаются в зависимости от количества растительности. Часть энергии теряется из-за отражения, излучения и тепла испарения. Таким образом, первичное производство различается пространственно и во времени.

Однако это важное явление для определения общего потока энергии через живые организмы и определения производства биомассы.

Валовая первичная продукция (GPP)

Валовая первичная продукция представляет собой общую энергию, зафиксированную в виде органических соединений, включая энергию, используемую для дыхания. Далее объясняя, что валовая продукция — это общий объем углекислого газа, выделяемый автотрофами в единицу времени. Так, сюда входит энергия, фиксируемая фотоавтотрофами и хемотрофами. Единицей GPP является Маас/площадь/время.

GPP можно рассчитать теоретически, поскольку все неорганические компоненты превращаются в органические соединения; то есть сахар. Таким образом, измеряя сахар, можно рассчитать GPP.

Чистая первичная продукция (ЧПП)

Чистая первичная продукция – это энергия, зафиксированная в виде органических соединений или общей биомассы, за исключением энергии, используемой для дыхания. Это потенциальная доступная энергия для следующего уровня. Так вот, эта АЭС используется для поддержания заводских процессов и питания потребителей. Блок АЭС такой же, как и ГПЗ; то есть Маас/площадь/время.