Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 19 июля, печатный экземпляр отправим 23 июля
Опубликовать статью

Молодой учёный

Аспекты формирования автоматизированной системы управления технологическим процессом на электрических подстанциях

Технические науки
23.01.2024
75
Поделиться
Библиографическое описание
Юдин, М. Ю. Аспекты формирования автоматизированной системы управления технологическим процессом на электрических подстанциях / М. Ю. Юдин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2024. — № 4 (503). — С. 63-65. — URL: https://moluch.ru/archive/503/110585/.


В настоящей статье рассматривается вопрос применения основных требований, предъявляемых к автоматизированным системам управления технологическим процессом в рамках ведения нагрузочного режима оперативным персоналом на подстанциях переменного тока, напряжением 110 кВ и выше. Аспекты формирования системы.

Ключевые слова: электроэнергетика, автоматизированная система управления, переключения.

Исходя из [1] промышленно технологический комплекс, включающий в себя автоматизированную систему управления технологическим процессом подстанции переменного тока (далее — ПТК АСУТП ПС) должен содержать в себе функционал, позволяющий решать следующие задачи:

– визуализация главной однолинейной схемы с нормальным и текущим положением коммутационного оборудования для оперативного или релейного персонала;

– формирование окна замеров протекающих величин через измеряемые точки (приборы учета и измерительные трансформаторы тока). Формирование отчетных таблиц, дорасчетов и графиков (трендов) по выбранному значению;

– аварийная сигнализация, срабатывающая по определенным данным режимом процессам, при условии выхода контролируемого значения в точке замера на допустимые для него пределы;

– мониторинг состояния оборудования по средствам опроса основных узлов контроля, а также учет качества поставляемой или преобразуемой электроэнергии;

– дистанционное управление и изменение текущего положения для силовых выключателей, разъединителей и заземляющих ножей, по средствам воздействия на соответствующее оборудование (устройства сетевой автоматики и прочее);

– формирование журнала событий, полученного при опросе оборудования, как в режиме нормальной эксплуатации, так и в режиме технологического нарушения;

– передача аварийных осциллограмм и журналов событий с устройств релейной защиты и автоматики;

– отображение и сигнализация изменений электрических схем, происходящих в процессе ведения технологического режима.

Принимая во внимания требования к ПТК АСУТП ПС в части регистрирования параметров, файлов конфигурации, документов или иных других вещах, которые необходимы для оформления справки по результатам расследования работы устройств и оборудования, как режиме нормальной эксплуатации, так и в режиме технологического нарушения [2], можно заключить, что АСУТП ПС должна контролировать:

– терминалы, панели, шкафы релейной защиты и сетевой автоматики;

– устройства локальной и системной противоаварийной автоматик;

– терминалы, ведущие непрерывную регистрацию, заведенных в них, параметров режима;

– состояние периферийных систем первичного оборудования, в том числе основных технических узлов (как в первичной сети, так и в цепях управления);

– отчетную базу данных о предыдущей эксплуатации оборудования, в том числе и бланки переключений, бланки ввода/вывода оборудования, журнал релейных событий, оперативный журнал, журнал переговоров и д.

На основании вышеизложенного, с учетом ряда преимуществ, указанных в [1], можно сделать вывод, что АСУ ТП в будущем станет главным инструментом для проведения оперативных переключений без привлечения большого количества персонала, который бы подвергался воздействию поражающих вредных факторов переменного тока.

Структурно, АСУ ТП можно подразделить на два уровня:

– верхний;

– нижний.

Сведем структурные данные в таблицу 1.

Таблица 1

Классическая архитектура АСУТП

Иерархия уровня

Описание функций

Нижний уровень

На этом уровне периферийные устройства (так называемые контроллеры) АСУТП в режиме реального времени и беспрерывно производят формирование таблиц с замерами контролируемых параметров режима, а также производят управляющие воздействия по ведению режима (технологического процесса). После чего, по средства коммутаторов передают измеренную информацию на верхний уровень.

Верхний уровень

На этом уровне физически и технологически расположены:

— серверы системы, которые выступают в качестве некоторого архива для хранения базы данных не только от фиксирующих контроллеров, но для алгоритмов управляющих воздействий;

— станции оператора, которые используются для отрисовки схемы главных электрических соединений с уже заложенными в него изображениями положений коммутационных аппаратов, таблиц замеров, журналов событий и т. д., таким образом, выступая в качестве некоторого «мини-изображения» всей ПС.

В качестве аппаратных средств в ПТК АСУТП принято использовать:

– контроллеры;

– соединительные провода, шлюзы, кабели;

– модули цифрового интерфейса;

– операторские станции и серверы системы;

– сети.

В качестве программных средств в ПТК АСУТП принято использовать:

– общедоступные или узконаправленные операционные системы;

– САПР по направлению;

– протоколы формирования баз данных по сбору информации.

АСУ ТП ПС должна строиться с учетом следующих требований и технических решений:

– интегрирование различных иных систем контроля с учетом используемых протоколов для связи в единую систему без выявления конфликтных ситуации (системы ПА, СА и РЗА);

– адаптация функционального набора, который объединен единой логикой или задачами в отдельный модуль;

– использование единого подхода к отображению технологической информации на мнемосхеме АРМ;

– выдача типовых последовательностей действий и алгоритмов для дальнейшей работы оперативного персонала по ликвидации технологического нарушения, а также разработка самостоятельных бланков переключению по возвращению аварийной схемы в нормальную;

– оптимизация вывода аварийной и предупредительной сигнализации;

– контроль за состоянием температуры окружающей среды, а также других технологических систем в рамках ПС, например, давление в системе пожарного водоснабжения, фиксирование состояние работы вентиляционных систем притяжного оборудования и других систем;

– следование прописанным в программной части последовательностям действий, которые включают в себя информацию из типовых бланков по переключения оперативного персонала, для уменьшения человеческого участия в управлении технологическим процессом, с последующей передачей данной функции на уровень диспетчера;

– управление и изменение текущего положения, с учетом особенностей эксплуатации, любых приводных систем, в том числе задвижек насосов систем пожаротушения и других, описанных выше;

– формирование единой для всех систем базы данных;

– контроль за состоянием систем включения резервного питания, как для устройств РЗА, так и для самой АСУТП (при потере основного питания в работы должны включаться инверторы);

– расчет режимов аварийной нагрузки, на случай пропажи собственных нужд переменного напряжения до прибытия ремонтной бригады или до окончания восстановительных работ;

– формирование отчетных таблиц, содержащих информацию в рамках компетенций того или иного персонала на своих рабочих местах;

– обеспечение системного контроля за состоянием оборудования условиях функционального отказа с целью проведения анализа и предложения по решению данного нарушения.

Таким образом, считаю, что основными целями применения ПТК АСУТП на ПС является с одной стороны повышение надежности при переключениях или ликвидации технологических нарушений, путем уменьшения рисков, связанных с ошибкой оперативного персонала ПС, с другой стороны реализация процесса повышения наблюдаемости за системами объекта, что непременно в дальнейшем ведет к улучшению качества электроэнергии.

Литература:

  1. Куо Б. Теория и проектирование цифровых систем управления; Машиностроение — М., 2020. — 448 c.
  2. Солодов А. В. Линейные системы автоматического управления с переменными параметрами; Государственное издательство физико-математической литературы — М., 2019. — 324 c.
Можно быстро и просто опубликовать свою научную статью в журнале «Молодой Ученый». Сразу предоставляем препринт и справку о публикации.
Опубликовать статью
Ключевые слова
электроэнергетика
автоматизированная система управления
переключения
Молодой учёный №4 (503) январь 2024 г.
Скачать часть журнала с этой статьей(стр. 63-65):
Часть 1 (стр. 1-73)
Расположение в файле:
стр. 1стр. 63-65стр. 73

Молодой учёный