Автоматизация систем управления энергоснабжением

Автоматизированная система управления или АСУ — комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. АСУ применяются в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте и т.п.

Указанные системы являются подсистемами автоматизированной системы управления предприятием (АСУП) и должны иметь необходимые средства передачи информации от диспетчерских пунктов питающей энергосистемы в объеме, согласованном с последней.

Комплексы задач АСУЭ в каждом энергохозяйстве должны выбираться исходя из производственной и экономической целесообразности, с учетом рационального использования имеющихся типовых решений и возможностей эксплуатируемых технических средств.

Автоматизированная система управления электрохозяйством (АСУ СЭС) является составной частью АСУЭ и, как правило, имеет в своем составе системы диспетчерского управления электроснабжением и ремонтом электроустановок, распределением и сбытом электроэнергии, а также системы управления производственно-экономическими процессами в электрохозяйстве.

Автоматизированная система управления электрохозяйством обеспечивает следующие функции:

отображение текущего состояния главной схемы электроснабжения в виде мнемосхемы;

измерение, контроль, отображение и регистрация параметров;

обработка и вывод информации о состоянии главной схемы и оборудования в текстовой (табличной) и графической форме;

дистанционное управление переключением выключателей главной схемы с контролем действий дежурного;

обработка данных установившихся режимов для различных эксплуатационных целей;

диагностика защит и автоматики с аварийной сигнализацией;

дистанционное изменение установок цифровых РЗА, управление их вводом в работу;

регистрация и сигнализация возникновения феррорезонансных режимов в сети;

проверка достоверности входной информации;

диагностика и контроль оборудования;

формирование базы данных, хранение и документирование информации (ведение суточной ведомости, ведомости событий, архивов);

технический (коммерческий) учет электроэнергии и контроль энергопотребления;

контроль параметров качества электроэнергии;

автоматическое противоаварийное управление;

регистрация (осциллографирование) параметров аварийных и переходных процессов и анализ осциллограмм;

контроль режима аккумуляторной батареи и изоляции ее цепей;

диагностика состояния аппаратуры и программного обеспечения АСУ СЭС;

передача информации о состоянии системы электроснабжения в технологическую АСУ по ее каналу связи на ЦДП и в другие службы предприятия.

На рис. 1 показана примерная структура схема АСУ СЭС компрессорной станции. Структура АСУ СЭС зависит от типа КС (электроприводная или газотурбинная), наличия на КС электростанция собственных нужд (ЭСН) и от режимов ее работы. Также имеет значение степень интеграции ЭСН в систему электроснабжения (СЭС).

Рис. 1. Структурная схема АСУ СЭС КС

Ниже перечислены объекты СЭ, входящие в АСУ СЭС:

открытое распределительное устройство 110 кВ (ОРУ-110 кВ);

комплектное распределительное устройство 6-10 кВ (КРУ 6-10 кВ);

электростанция собственных нужд;

комплектная трансформаторная подстанция (КТП) собственных нужд (СН);

КТП производственно-эксплуатационного блока (КТП ПЭБа);

КТП агрегатов воздушного охлаждения газа (КТП АВО газа);

КТП вспомогательных сооружений;

КТП водозаборных сооружений;

автоматическая дизельная электростанция (АДЭС);

общестанционный щит станции управления (ОЩСУ);

щит постоянного тока (ЩТП);

системы кондиционирования и вентиляции и др.

Основные отличия АСУ СЭС от технологических АСУ заключается в:

высоком быстродействии на всех уровнях процесса управления, адекватной скорости процессов, протекающих в электрических сетях;

высокой защищенности от электромагнитных влияний;

структуре программного обеспечения.

Поэтому, как правило, АСУ СЭС при проектировании выделяется в отдельную подсистему, связанную с остальными АСУ через мост. Хотя в настоящее время имеются принципы и возможности построения глубоко интегрированных систем.

Режим работы технологического оборудования определяет режим работы энергетического оборудования. Поэтому подсистема АСУЭ в целом полностью зависит от технологических процессов. Подсистема АСУЭ как и АСУ ТП фактически определяют возможность построения информационно управляющих систем производством.

Автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии обеспечивает общеизвестные преимущества организации учета при помощи автоматизированных систем контроля, учета и управления электропотреблением. Такие системы долгие годы применяются как за рубежом, так и в России на средних и крупных промышленных предприятиях. Кроме функций учета, они обычно также осуществляют контроль и управление электропотреблением на этих предприятиях.

Основной экономический эффект для потребителя от применения этих систем состоит в уменьшении платежей за используемую энергию и мощность, а для энергокомпаний в снижении пиков потребления и уменьшении капиталовложений на наращивание пиковых генерирующих мощностей.

Основные цели АСКУЭ:

применение современных методов учета расхода электроэнергии;

экономия средств из-за снижения платежей за потребляемую электроэнергию;

оптимизация режимов распределения электроэнергии и мощности;

контроль качества электроэнергии. АСКУЭ обеспечивает решение следующих задач:

сбор данных на объекте для использования при коммерческом учете;

сбор информации на верхнем уровне управления и формирование на этой основе данных для проведения коммерческих расчетов между субъектами рынка (в том числе и по сложным тарифам);

формирование баланса потребления по подразделениям и предприятию в целом и по АО-энергозонам;

оперативный контроль и анализ режимов потребления электроэнергии и мощности основными потребителями;

контроль достоверности показаний приборов учета электроэнергии и мощности;

формирование статистической отчетности;

оптимальное управление нагрузкой потребителей;

проведение финансово-банковских операций и расчетов между потребителями и продавцами.

Структурная схема АСКУЭ представлена на рис. 2.

Основные задачи интегрированной АСУ ТП электростанции заключаются в обеспечении:

устойчивой работы электростанции в нормальных, аварийных и послеаварийных режимах;

возможности включения АСУ ТП электростанции в АСУ диспетчерского управления высшего уровня.

АСУ теплоснабжения позволяет:

повысить качество теплоснабжения;

оптимизировать работу теплового хозяйства путем осуществления заданных технологических режимов;

снизить потери тепла благодаря раннему обнаружению аварийных ситуаций, локализации и устранению аварий;

обеспечить связь с верхними уровнями управления, что существенно повышает качество управленческих решений, принимаемых на этих уровнях.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Автоматизация систем электроснабжения, электроосвещения и электрообогрева

Система электроснабжения общего назначения: Совокупность электроустановок и электрических устройств, предназначенных для обеспечения электрической энергией различных потребителей электрических сетей (ГОСТ 32144-2013).

Распределительная электрическая сеть: Совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии между пользователями электрической сети, состоящая из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории (ГОСТ 32144-2013).

Система электроосвещения относится к искусственному освещению и согласно СП 52.13330.2011 (п.7.1 и 7.2) подразделяется на рабочее, аварийное, охранное и дежурное.

Для искусственного освещения следует использовать энергоэкономичные источники света, отдавая предпочтение при равной мощности источникам света с наибольшей световой отдачей и сроком службы.

Система электрообогрева относится к электрическим системам, но алгоритмы ее управления функционируют исходя из данных систем управления микроклиматом.

С внедрением АСУЭ решается задача экономичного расходования электроэнергии и уменьшения потерь, возникающих в процессе её передачи и преобразования.

АСУЭ так же выполняет задачи, связанные со сбором, обработкой информации, планированием и прогнозированием технологического процесса и состояния оборудования.

В общем виде, автоматизации подлежат системы: электроснабжения и электроосвещения, источников питания и стабилизаторов, генераторных установок и инверторов для систем аварийного и резервного электроснабжения, систем электрического отопления и тепловых завес, противооблединительных систем и др.

Категории электроустановок и обязательные требования по автоматизации

В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяются на следующие три категории (ПУЭ 7):

Электроприемники первой категории – электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения. В нормальных режимах работы они должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, переключение вводного источника электроснабжения должно происходить в автоматическом режиме (АВР).

Из состава электроприемников первой категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров. Для них должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания.

Электроприемники второй категории – электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. В нормальных режимах работы они должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания.

Электроприемники третьей категории – все остальные электроприемники, не подпадающие под определения первой и второй категорий. Их электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток.

Обязательным элементом системы электроснабжения для I категории приемников является щит автоматического ввода резерва (АВР). Щит АВР распределяет электроэнергию, а также переключает нагрузки на резервный ввод автоматического резерва, если в сети произошло отключение. Щиты АВР являются неотъемлемой частью объектов в жилищном строительстве (лифты, противопожарные системы) и в различных отраслях промышленности.

Он представляет собой металлический или пластиковый щит с размещенными в нём оборудованием. В зависимости от реализуемой схемы питания потребителей, в шкафу АВР размещаются контакторы или автоматические выключатели с мотор-приводами.

При пропадании одной или нескольких фаз, а также в случае других нарушениях происходит автоматическое отключение основного ввода и переключение на резервный. На передней панели щита АВР и на диспетчерском пульте отображается, от какого ввода осуществляется электроснабжение. Оборудование в щите АВР обычно имеет характерное симметричное расположение.

По схеме работы шкафы АВР бывают:

Автоматизации электроснабжения. Назначение и преимущества

Целями создания автоматизированной системы управления электроснабжением (АСУЭ) в здании являются:

Автоматизация работы систем электроснабжения позволяет решить следующие задачи:

Автоматизация системы освещения. Назначение и преимущества

Основное назначение систем управления освещением – снижение расхода электроэнергии на цели освещения и повышения ресурса электроосветительных приборов.

Экономия достигается на счет наиболее полного использования дневного света, и за счет учета присутствия людей в помещении.

Управление системой освещения может быть автономным (управление непосредственно системой) и автоматизированной – в составе системы автоматизации и диспетчеризации здания.

Автоматизированные системы управления освещением позволяют выполняют следующие типичные функции:

К преимуществам использования автоматизированных систем управления освещением относятся значительная экономия энергоресурсов, безопасность (в случае аварии система подаст соответствующий сигнал, и сама предпримет меры по её локализации) и удобства в использовании.

Оборудование автоматизации

Автоматизированную систему управления можно условно разделить на три уровня взаимодействия.

Обмен информацией между первым и третьим уровнем происходит через второй.

Щиты управления электроснабжением

В общем случае могут содержать приборы изменения тока и напряжения, контроллеры управления и связи между оборудованием различных протоколов, магнитные пускатели, управляемы реле, автоматические выключатели (управляемые и не управляемые), защитные устройства, приборы технического учета и контроля параметров сети.

Щиты управления системами электроснабжения не являются универсальными, их адаптируют к различным видам потребителей или объектов: подстанциям, электростанциям малой и средней мощности, компаудным системам, трансформаторам, системам электроосвещения, электродвигателям постоянного и переменного тока, конденсаторам, генераторам, системам резервного электроснабжения, системам измерения, контроля и управления, в т.ч. автоматизированным.

Важной функцией, влияющей на безопасную работу здания, является возможность автоматического ввода резерва для потребителей I категории. Автоматизированное управление автоматическим вводом резерва обеспечивает:

Датчики, приборы мониторинга и устройства управления

Датчики системы управления электроснабжением и электроосвещением служат для, сбора и передачи информации о наличии людей в помещении, уровне освещенности, температуре на устройствах подогрева и т.п. Данные передаются в систему управления, и на основе их показаний, система автоматизации активирует соответствующий режим работы.

Датчики могут передавать пороговые, дискретные или аналоговые сигналы, в зависимости от этого выбирается устройство расширения для включения их в систему автоматизации.

Показания датчиков представляются диспетчеру через систему мониторинга. В общем случае, система мониторинга предназначена для выполнения следующих функций:

Особенности проектирования системы автоматического управления электроснабжением и электроосвещением

Частично, автоматизация ЭО, ЭС или ЭОМ частично уже присутствует в самих проектах этих систем, в частности, щит АВР является автоматической системой. Отдельный проект автоматизации предполагает, что указанные системы будут являться частью системы интеллектуального здания, т.к. использовать новые функции системы будет возможно только при получении внешней информации от системы охранной сигнализации, контроля и управления доступом, отопления, вентиляции и кондиционирования и т.д.

Особенностью проектирования системы автоматизации электроснабжения и, особенно, электроосвещения является «обратная связь» с проектами указанных систем, которая появляется из-за особенности управления автоматизированной системой. В качестве примера, можно рассмотреть систему освещения. При классической схеме управление осветительными происходит на контактах выключателя, это означает, что фазный провод подводится сначала к выключателю, а от него – к лампе. При интеллектуальном управлении, клавиша выключателя передает сигнал управления в щит автоматизации, где реле подает напряжение на лампу, т.е. фазный провод идет сразу из щита к осветительному прибору.

Типовой состав проекта АСУЭ:

Интеграция с системой автоматического управления и диспетчеризацией здания АСУД

Интеграция алгоритмов управления системами электроснабжения и электроосвещения позволяет собственнику здания сократить размеры платежей за электроэнергию до 30%.

В среднем, применение системы управления зданием удорожает общую стоимость инженерии здания на 20-70 долларов США на 1 квадратный метр общей площади здания и зависит от размеров здания и технических требований к работе инженерных систем. В то же время применение ресурсосберегающего оборудования и внедрение АСУД позволяет:

Системы управления электроэнергией. Контроль и автоматизированное управление работой системы. Подробнее »

В ближайшем будущем, появится возможность увеличения КПД солнечных панелей до 50%. Эффективность. Подробнее »

Руководство Филиала КОО «ЛОГРАР ЛИМИТЕД» выражает благодарность коллективу ООО. Подробнее »

КОО «ЛОГРАР ЛИМИТЕД» 1 сентября 2015

Уважаемый Ринат Шакирзянович! ООО «ФИНПРОЕКТ» выражает благодарность компании ООО. Подробнее »

Источник

АСУ ТП подстанций, автоматизация трансформаторных подстанций

Автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП) — комплекс технических и программных средств, предназначенный для автоматизации управления технологическим оборудованием.

С учетом сложности и ответственности разных функций управления создание АСУ ТП подстанцией осуществляется поэтапно, начиная с менее сложных и ответственных: оперативного управления, автоматического регулирования, релейной защиты. Завершенная в полном объеме АСУТП подстанцией называется интегрированной системой управления подстанции.

В составе АСУ ТП подстанцией предусматриваются следующие функции:

Оперативное управление — сбор и первичная обработка дискретной и аналоговой информации, формирование, обновление, корректировка базы данных, регистрация аварийных ситуаций и переходных процессов, фиксация факта и времени выдачи управляющих команд, учет электроэнергии, отпущенной потребителям, переданной соседним энергосистемам или полученной от них, отображение и документирование информации для оперативного персонала, контроль текущих значений параметров режима, определение длительности допустимых перегрузок трансформаторов и другого оборудования, контроль продолжительности работы оборудования в утяжеленных условиях (при перегрузках), контроль качества напряжения, контроль работы трансформаторов и другого оборудования, регистрация состояния оборудования, определение ресурса трансформаторов (по изоляции и по электродинамическим воздействиям) и коммутационного оборудования,

Автоматическое управление — управление напряжением и реактивной мощностью, управление составом работающих трансформаторов (оптимизация числа работающих трансформаторов по критерию минимума потерь активной мощности), управление нагрузкой в аварийных режимах, адаптивное АПВ и АВР,

Релейная защита — релейная защита всех элементов подстанции, диагностирование и проверка релейной защиты и автоматики, адаптация релейной защиты, анализ действия релейной защиты по сигнализации, резервирование отказа выключателей.

Цифровая техника на подстанции дает следующие преимущества:

Почти для всех разработок общим является использование в качестве технической базы АСУ ТП подстанциями многомашинных распределенных комплексов, базирующихся на структурах локальных вычислительных сетей. Микропроцессоры, входящие в эти комплексы, выполняют разные технологические и вспомогательные функции, включая связь между подстанцией и диспетчерским пунктом.

К числу функций управления подстанцией, которые автоматизируются с помощью микропроцессорной техники, относятся:

К устройствам релейной защиты и противоаварийной автоматики предъявляются наиболее высокие требования по надежности и быстродействию. Отказы микропроцессорных систем при выполнении функций релейной защиты и противоаварийной автоматики должны быть практически исключены.

Диалоговая система должна обеспечить общение с АСУ ТП разных пользователей: оперативного персонала, для которого используется наиболее простой, близкий к естественному, язык общения, специалистов в области релейной защиты и противоаварийной автоматики, выполняющих настройку, проверку и изменение уставок (более сложный, специализированный язык общения), специалистов по вычислительной технике (наиболее сложный язык). С помощью АСУ ТП контролируются: состояние (включено-отключено) работающего оборудования, текущие значения величин по сравнению с установленными допустимыми пределами, исправность средств управления (связи, релейной защиты и противоаварийной автоматики), допустимая длительность перегрузки трансформаторов и ЛЭП, разница коэффициентов трансформации включаемых на параллельную работу трансформаторов.

К числу функций автоматического управления в нормальном режиме относятся : регулирование напряжения на шинах подстанции посредством изменения коэффициентов трансформации трансформаторов, включение и отключение конденсаторов, оперативные переключения по заданной программе, блокировка разъединителей, синхронизация, отключение одного из параллельно работающих трансформаторов для уменьшения суммарных потерь электроэнергии в режиме малых нагрузок, автоматизация считывания показаний счетчиков электроэнергии.

Функции управления АСУ ТП подстанций в аварийных режимах включают релейную защиту элементов подстанции, УРОВ, АПВ ЛЭП, АВР, отключение и восстановление нагрузки. С помощью микроЭВМ реализуются адаптивные системы АПВ ЛЭП и шин, которые обеспечивают: переменную выдержку времени (бестоковую паузу) с учетом тяжести предшествующего КЗ, выбор элемента для подачи напряжения на шины подстанции, оставшиеся без напряжения (по минимальному уровню тока КЗ в случае устойчивого повреждения, по максимальному значению остаточного напряжения на шинах подстанции, от которой подается напряжение и др.), изменение выдержки времени, вывод АПВ из действия при многократных повреждениях на ЛЭП, обусловленных тяжелыми метеоусловиями, поочередное замыкание фаз выключателя при двух- или трехфазном КЗ на землю (сначала включается выключатель одной из поврежденных фаз, а затем в случае успешного АПВ — выключатели двух других фаз), благодаря чему снижается тяжесть аварийного возмущения в случае неуспешного АПВ.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Источник