Проектирование и внедрение проектов АСУ

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.

С целью повышения эксплуатационной надежности, долговечности и эффективности работы энергетического оборудования, для решения задач диспетчерского, производственно-технологического и организационно-экономического управления энергохозяйством предприятия могут оснащаться автоматизированными системами управления энергохозяйством (АСУЭ).

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.

Для контроля и учета энергоресурсов (электроэнергии, тепла, воды) в состав АСУЭ включается специальная подсистема АСКУЭ (автоматизированная система контроля и учета энергоресурсов). Отдельно следует выделить подсистему тепло- и водоснабжения предприятия в АСУЭ.

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.

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).

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;
• переход на многотарифный учет электроэнергии; - оперативный контроль полной, активной, реактивной мощностей и др.;
• 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.

АСУ ТП электростанций - это интегрированная автоматизированная система, состоящая из двух основных подсистем: АСУ электрической части и АСУ тепломеханической части, к которым предъявляются совершенно разные требования.

Основные задачи интегрированной АСУ ТП электростанции заключаются в обеспечении:

• устойчивой работы электростанции в нормальных, аварийных и послеаварийных режимах;
• оперативности управления;
• возможности включения АСУ ТП электростанции в АСУ диспетчерского управления высшего уровня.

АСУ теплоснабжения или АСУ тепло - это интегрированная, многокомпонентная, организационно-технологическая автоматизированная система управления тепловым хозяйством.

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.

Источник http://electricalschool.info/

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

Автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП) подстанции - система, включающая как программно-технический комплекс (ПТК), решающий различные задачи сбора, обработки, анализа, визуализации, хранения и передачи технологической информации и автоматизированного управления оборудованием трансформаторной подстанции, так и соответствующие действия персонала по контролю и оперативному управлению технологическими процессами подстанции, выполняемые во взаимодействии с ПТК.

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.

Кроме этого - определение ресурса РПН трансформаторов, контроль состояния изоляции высокого напряжения, анализ аварийных ситуаций, контроль и управление электропотреблением, автоматическое составление бланков оперативных переключений, контроль состояния сети оперативного тока, контроль и оптимизация работы компрессорной установки и системы воздухоснабжения выключателей, контроль охлаждения трансформаторов, контроль состояния системы автоматического пожаротушения, управление коммутационной аппаратурой, определение расстояния до места повреждения на ЛЭП, автоматическое ведение суточной ведомости, формирование телеизмерений и телесигналов и передача их на диспетчерские пункты верхних уровней управления, реализация команд телеуправления коммутационными аппаратами и средствами управления, организация необходимых каналов связи и управления с диспетчерскими пунктами и оперативно-выездными бригадами.

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:

• повышение надежности всех функций управления благодаря автоматическому диагностированию системы и расширению возможности использования всего объема исходной информации,
• улучшение контроля за состоянием оборудования подстанции,
• сокращение избыточности цепей и информации, необходимой для обеспечения определенного уровня надежности,
• повышение возможностей достоверизации и корректировка исходной информации благодаря наличию достаточно большого объема избыточной информации,
• увеличение объемов информации, что позволяет системе управления формировать более обоснованные решения, -
• возможность реализации адаптивных систем релейной защиты и управления,
• снижение суммарных затрат на комплекс технических средств управления,
• возможность применения новых прогрессивных технических средств (датчиков высокой точности, волоконно-оптических систем и др.).

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:

• сбор и обработка информации,
• отображение и документирование информации,
• контроль измеряемых величин, выходящих за установленные пределы,
• передача информации на верхний уровень управления,
• выполнение простых вычислений,
• автоматическое управление оборудованием подстанции в нормальном режиме.

 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.

Источник http://electricalschool.info/