Насыщенные электроникой объекты, расположенные в районах, удаленных от мощных трансформаторных подстанций, зачастую страдают от низкого качества напряжения в сетях электропитания. На примере КТК мы покажем, как можно защитить от помех и перенапряжений сложное электронное оборудование, установленное на магистральных трубопроводах. Электроника особенно критична к импульсным грозовым и коммутационным перенапряжениям, выбросам, провалам и исчезновению напряжения сети электропитания. Отклонения качества напряжения вызывают случайные сбои в работе оборудования, разрушение информации, выходы из строя блоков питания и других узлов. Из-за этого на необслуживаемых объектах возрастает объем межрегламентных работ, что приводит к удорожанию стоимости эксплуатации объекта.
Телекоммуникационное оборудование КТК размещено в блок-боксах контейнерного типа (шелтерах), установленных вдоль трассы трубопровода. Оборудование западного производства, по порту электропитания снабжено классической схемой грозозащиты: блок разрядников с варисторами. В части электромагнитной совместимости (ЭМС) оборудование соответствует международным стандартам МЭК, однако в реальных условиях эксплуатации этого оказалось недостаточно, устройства систематически выходили из строя. На объектах КТК имеется распределенная система мониторинга качества напряжения. Анализ полученных данных и статистики сбоев телекоммуникационного оборудования привел специалистов КТК к выводу о преобладающем влиянии перенапряжений на надежность работы оборудования. Уровень перенапряжений в целом соответствовал прогнозируемой электромагнитной обстановке (ЭМО) в точках подключения шелтеров к сети электропитания. ЭМО на объектах КТК определяется следующими нижеизложенными факторами.
Шелтеры КТК распределены вдоль трассы трубопровода, часть которой проходит в районах со слабыми электросетями с низким качеством напряжения. Подключение шелтеров к сетям осуществляется воздушными и кабельными линиями через индивидуальные трансформаторные подстанции соизмеримой мощности. Поэтому необходимо считаться с возможностью как прямого разряда молнии в электросеть, так и возникновения высоких уровней коммутационных перенапряжений при рядовых авариях в энергосистемах. Согласно карте среднегодовой продолжительности гроз из Правил устройства электроустановок, для трассы трубопровода КТК следует ориентироваться на продолжительность гроз вплоть до 100 часов в год. Трубопровод КТК проходит по территории СНГ, поэтому при определении основных параметров ЭМО необходимо учитывать нормы ГОСТ 32114-2013 (межгосударственного стандарта 1997 года ГОСТ 13109-97). Основная проблема в обеспечении ЭМС импортного оборудования и отечественных систем электроснабжения такова: требования стандартов МЭК в части перенапряжений намного мягче, чем требования ГОСТ 32114-2013. Оценки ЭМО в ГОСТе и нормах МЭК отличаются в несколько раз применительно к длительным и грозовым перенапряжениям; коммутационные перенапряжения миллисекундной длительности по ГОСТ 32114-2013 вообще не имеют права на существование согласно МЭК. Как следствие, импортное оборудование в российских условиях выходит из строя. Ситуация на КТК типична для России, но понимают актуальность проблемы обеспечения ЭМС в условиях ГОСТ 32114-2013 лишь единицы проектных организаций.
С учетом изложенных обстоятельств мы разработали для КТК комплексные помехозащитные устройства. Базовыми стали суперфильтр СФП-25-5-ГЗ и корректор напряжения со встроенным суперфильтром КНТ-25-СЗ. Технические требования к изделиям разрабатывались совместно со специалистами КТК. Выбор типа устройств для конкретного объекта осуществлялся на основе данных мониторинга качества напряжения. Разработки основываются на аналогичных решениях, применяемых нами для защиты телекоммуникационного оборудования Газпром, ЛУКОЙЛ и других предприятий отрасли. Однако на КТК имелись специфические условия. Помехозащитное оборудование требовалось разместить в контейнере шелтера, полностью насыщенного основным оборудованием, поэтому требования к габаритам изделий были предельно жесткими. Требовалось защитить более 100 объектов, расположенных на значительном удалении друг от друга, зачастую в труднодоступных районах, режим обслуживания объектов — эпизодический. Эти условия предопределяли высокие требования к надежности изделий. Основное оборудование шелтера имеет развитую систему мониторинга состояния, поэтому потребовалось внедрить систему удаленной диагностики состояния основных узлов помехозащитных устройств.
Результат проделанной работы — бесперебойное функционирование оборудования КТК на протяжении нескольких лет.
Всего на объектах КТК установлено:- 191 устройство для защиты электропитания
- 140 устройств для защиты линии связи
- Суммарная установленная мощность помехозащитных устройств ЗАО «ЭМСОТЕХ» на КТК составляет 4031 кВА
