Автоматизация энергообъектов

Аsuelectro.ru: системы автоматизации, технологии автоматизации, автоматизация производственных процессов в электроэнергетике, комплексная автоматизация электроэнергетических объектов, АСДУ, системы АСУ ТП подстанции, автоматизация учета электроэнергии, АСКУЭ, оперативные переключения в электроэнергетике, компьютерные тренажеры, автоматика и телемеханика, системы телемеханики в энергетике
Главное меню
Основы
Полезное

 

   

Автоматизация энергообъектов » АСУ ТП подстанции

Состав и структура нижнего уровня комплекса технических средств АСУ ТП

Технические средства нижнего уровня системы на примере АСУ ТП 330 кВ «Колядичи»

Состав и структура нижнего уровня комплекса технических средств АСУ ТПСтруктура АСУ ТП 330 кВ "Колядичи" построена на основе территориально-распределенной информационно-вычислительной системы, имеющей три уровня управления и обработки.

Первый (нижний) уровень - это сеть программируемых микропроцессорных контроллеров (Octagon 6020) и счетчиков электрической энергии статических "ГРАН-ЭЛЕКТРО СС-301", ведущих процесс сбора и предварительной обработки первичной информации и выполняющих задачи местного управления оборудованием.

С целью сокращения длины внешних кабельных связей устройства нижнего уровня размещаются в непосредственной близости от силового и измерительного оборудования, с которого производится съем информации.

Данный способ построения системы основывается на создании на территории ПС оперативных пунктов управления (ОПУ), которые будут включать комплекс технических средств защиты, управления, обработки и выдачи информации о состоянии силового оборудования, закрепленного за данным ОПУ, на верхний уровень системы главный щит управления (ГЩУ). Обмен информацией между контроллерами и цифровыми терминалами защит фирмы Alstom (и отдельными устройствами фирмы Siemens) выполняется по протоколам MODBUS, KBUS, IEC 60870-5-103. В качестве среды передачи используется кабель типа PiMF 600МГц - кабель с индивидуально экранированными витыми парами в общем экране (фирмы АМР, Германия), подключаемый к портам RS-485 реле защит и контроллера. Контроллеры всех ОПУ объединены в единую локальную сеть передачи данных, в качестве линий связи использованы волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) Ethernet, которые обеспечивают защиту информации от помех на подстанции. Сеть нижнего уровня интегрирована в локально вычислительную сеть (ЛВС) верхнего уровня через оптический кросс.

Основой нижнего уровня является системный модуль распредустройства. Для схемы реализованной на ПС 330 кВ "Колядичи" системный модуль представляет совокупность контроллера и цифровых защит, установленных в одном ОПУ. Контроллер выполняет роль концентратора-шлюза, который организует работу цифровых защит и обмен информацией с верхним уровнем системы. Обмен осуществляется только при необходимости информирования об изменении состояния оборудования или по инициативе верхнего уровня.

Системный модуль обеспечивает территориальный сбор дискретной и аналоговой информации о состоянии и работе силового и коммутационного оборудования первичную обработку информации, контроль параметров, выявление и регистрацию событий нормального и аварийного режимов, накопление информации о параметрах аварийного режима, формирование и выдачу управляющих воздействий на исполнительные механизмы при проведении процедур управления автономно или по командам с верхнего уровня системы.

Так как концентратор-шлюз ведет процесс сбора, обработки и накопления цифровой информации от защит, одновременно обеспечивая сопряжение сетей, то кроме достаточно мощных вычислительных ресурсов, он должен обладать работоспособностью в непрерывном (круглосуточном) режиме, в необслуживаемых условиях, а в некоторых случаях и при работе в жестких климатических факторах (наличие флеш-памяти, сторожевого таймера, привязку к единому времени, сохранность информации при пропадании питания). Такими возможностями обладают установленные на ПС 330 кВ "Колядичи", контроллеры фирмы Octagon.

Контроллеры Octagon серии 6020 и 5066 имеют следующие характеристики:

- дискретный ввод - вывод для управления двигателями, реле и другим обору­дованием;

- подсистема аналогового ввода - вывода для измерения непрерывных пара­метров и аналогового управления;

- порты последовательного ввода - вывода для обмена данными  по последо­вательным каналам связи и управления устройствами с последовательным интерфей­сом;

- встроенные функции сетевого обмена на базе интерфейса RS-485, позво­ляющие объединять до 32 устройств в недорогие сети передачи данных;

- возможность программирования на языках C и Basic;

- малые габариты;

- повышенная точность конструкции и диапазон рабочих температур от -40 до +85С.

Состав и структура нижнего уровня комплекса технических средств АСУ ТПЦифровые устройства РЗА в настоящее время ставятся частью СКЗУ. С позиций СКЗУ цифровые устройства РЗА являются оконечными устройствами, то есть релейными терминалами. Переход на цифровые способы обработки информации в устройствах РЗА не привел к появлению каких-либо новых принципов построения защиты электроустановок, но существенно расширяет их функциональные возможности, упрощает эксплуатацию и снижает стоимость. Именно по этим причинам цифровые реле очень быстро занимают место устаревших электромеханических и микроэлектронных устройств.

Минимальный объем выполняемых функций в части релейной защиты, автоматики и измерений (РЗАИ) определяется требованиями ПУЭ и ПТЭ, а максимальный - функциональными возможностями используемых микропроцессорных устройств.

Определилась оптимальная структура аппаратной части цифровых реле, многие технические решения стали типовыми. Поэтому современные цифровые реле, производимые разными фирмами, имеют много общего, а их характеристики очень близки.

Основные функциональные характеристики современных цифровых устройств РЗАИ следующие:

- аналого-цифровое преобразование входных аналоговых сигналов при наличии аналоговых и цифровых фильтров на основе алгоритма Фурье;

- реализация функций РЗАИ осуществляется с помощью программного обеспечения, работающего в темпе реального времени;

- использование микроЭВМ с очень большой степенью интеграции;

- гальваническое разделение входных аналоговых сигналов (токов и напряжений) от электронной части схемы, осуществляется с помощью разделительных трансформаторов, а дискретных сигналов - с помощью оптотранзисторов;

- наличие миниатюрных электромеханических реле с мощными контактами;

- возможность питания от сети постоянного или переменного тока;

- наличие одно-двух строчного жидко-кристаллического дисплея, светодиодных индексаторов, клавиатуры;

- наличие интерфейсных блоков для локальной и дистанционной связи;

- программируемое назначение объема функций защиты;

- возможность назначения переменного числа функций на срабатывание любого выходного исполнительного реле;

- высокая сейсмо-, вибро- и помехоустойчивость;

- широкий рабочий температурный диапазон;

- возможность регистрации событий и параметров повреждений;

- реализация функций УРОВ, АПВ (ОАПВ, ТАПВ) многократного действия;

- возможность определения места КЗ (ОМП);

- наличие нескольких ступеней защит с настраиваемыми временнозависимыми и независимыми выдержками;

- возможность использования нескольких групп уставок;

- постоянная самодиагностика;

- обеспечение функций ускорения, блокировки защит по ВЧ или оптоволоконным каналам;

- обеспечение функций защиты от перегрузки, качаний электросети, контроля синхронизма при включении;

- обеспечение логики ближнего и дальнего резервирования.

В настоящее время определился ряд ведущих производителей цифровых защит в странах дальнего и ближнего зарубежья -ALSTOM (Франция), АВВ-Реле Чебоксары (Россия), SIEMENS (Германия).

Для защиты распределительных сетей с номинальным значением 6-35 кВ, все реле имеют 2-х или 3-х ступенчатые МТЗ. А в реле MODN A, кроме того, имеется возможность выполнять блокировку МТЗ по минимальному напряжению. Уменьшение времени срабатывания и логическая защита шин выполнена путем блокирования быстродействующей вышестоящей защиты. Реле серий MICOM, PD, EPAC и MODULEX 3 имеют встроенную функцию УРОВ. Для повышения эффективности работы кабельных линий реле MODNC, MODULEX 3, MICOM P120 оснащены специальной токовой защитой от перегрузки с логарифмической характеристикой срабатывания. Для защиты сильно загруженных линий 35 кВ от междуфазных КЗ может быть использовано реле дистанционной защиты PD532.

Защита (сигнализация) замыканий на землю (ЗНЗ) выполняется по контролю величины 3U0. Выявление присоединения с ЗНЗ может выполняться как на максимально токовом (в том числе высших гармонических), так и направленном принципе, в том числе по Р0.

На воздушных линиях 110-330 кВ могут быть эффективно использованы реле PD552 дистанционных и токовых защит. Кроме функций защиты, эти устройства имеют встроенные функции АПВ (ОАПВ, ТАПВ), УРОВ, ОМП. При необходимости повышения чувствительности дистанционных измерительных органов при одно и междуфазных КЗ, могут использоваться реле серии ЕРАС 3500. Эти реле реагируют как на полные величины токов и напряжений, так и на их аварийные составляющие. Для обеспечения 100 % селективности при защите линий дистанционные реле могут быть включены по схеме с блокировкой по ВЧ каналу. Абсолютная селективность при защите линий обеспечивается также и в случае применения дифференциальной защиты типа LFCB с передачей сигнала по оптоволоконному кабелю на расстояние до 30 км без промежуточного усиления.

Защиты трансформаторов и автотрансформаторов выполняются с использованием высокочувствительных дифференциальных реле серии MODULEX 3 со ступенчатой тормозной характеристикой и дифференциальной отсечкой. Комплект также всегда содержит газовую (струйную РПН) защиту и МТЗ. Кроме того, он может быть дополнен дистанционным реле из серии PD и токовыми защитами обратной и нулевой последовательности из серии MICOM. В схемах использованы устройства и схемные технические решения, реализующие функции АВР, АЧР, частотного АПВ, автоматического включения охлаждения трансформаторов.

Большинство устройств имеют встроенную функцию автоматического цифрового осциллографирования, ОМП. С помощью реле MODN, MICOM и MODULEX 3 подключенных к сети передачи информации может быть реализовано автоматическое ограничение нагрузки (САОН) - одновременное отключение заданных присоединений по команде диспетчерского центра.

Устройства обеспечивают автоматическую непрерывную самодиагностику своей направленности (памяти, процессоров, входных преобразователей, программного обеспечения и т.д.) с выдачей информации на жидкокристаллический дисплей (ЖКД) по сети передачи информации и замыканием контакта выходного реле контроля исправности.

Наличие автодиагностики, съемная конструкция активной части, а также возможность дистанционного контроля значений уставок позволяет отказаться от периодического технического обслуживания микропроцессорных реле. Это существенно снижает эксплуатационные расходы.

Для диагностики состояния выключателя большинство устройств имеют встроенную функцию числа их операций включения, а также фиксирует сумму квадратов токов КЗ отключения каждой его фазой. Включение выключателя может быть заблокировано при превышении заданных значений величин.

Дискретные входы могут быть использованы, в том числе, и для контроля положения коммутационных аппаратов защищаемого присоединения и организации системы блокирования при дистанционном управлении через сеть передачи информации.

Все устройства обеспечивают индикацию на ЖКД значений входных аналоговых величин в первичных или вторичных значениях. Кроме того, обеспечивается индикация производных от измеренных величин (мощность, энергия, cosφ и т.д.).

Все устройства оснащены интерфейсом RS 485 для организации дистанционной связи (подключение к компьютерной сети удаленной передачи данных). Для подключения к сети реле объединяются с помощью экранированной витой пары или оптоволоконного кабеля в группы до 32-х и подключаются к порту компьютера рабочей станции или шлюза через устройство конвертора-протокола. Таким образом, все измеренные значения и зафиксированные сигналы могут быть направлены на соответствующий уровень управления выдачи на монитор оперативного персонала для отображения или организации базы данных. Дистанционное управление коммутационными аппаратами может быть осуществлено оперативным персоналом по вычислительной сети путем управления срабатыванием соответствующих выходных реле микропроцессорных устройств. Также дистанционно персоналом службы РЗА может быть произведено изменение уставок защит, а также переключение их с одной группы в другую.

Состав и структура нижнего уровня комплекса технических средств АСУ ТП



скупка автомобилей.
Популярные статьи


Архив статей
Октябрь 2009 (3)
Август 2009 (1)
Май 2009 (15)
Апрель 2009 (10)
Март 2009 (5)
Февраль 2009 (6)


Календарь
«    Май 2010    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 

Copyright © 2008-2009. Аsuelectro.ru
При копировании информации с сайта ссылка на http://asuelectro.ru обязательна!!!

 
КартаКарта