Специальная аппаратура для поддержки параметров электросетей

Системы мониторинга и контроля параметров электросети предприятия

Компания «JANITZA GbmH» предлагает комплексное решение для анализа эффективности энергопотребления предприятия на базе анализаторов мощности компании Janitza.

Анализ энергопотребления невозможен без постоянного мониторинга потоков энергии в системе электроснабжения. В системах энергоменеджмента и управления себестоимостью, а так же в системах контроля качества электросети не обойтись без универсальных измерительных устройств. Решение компании «Инжэлектрокомплект» на базе приборов UMG96RM компании Janitza предназначено для решения подобных задач.

  • Энергоэффективность в компактном корпусе.

UMG 96RM очень компактный и мощный анализатор электроэнергии. Устройство оборудовано мощным инновационным микропроцессором.

Частота сканирования всех каналов измерения в 20 кГц позволяет производить непрерывное измерение и сбор нескольких сотен измеряемых значений с высокой точностью.

Современная микропроцессорная технология, компоненты со строгими допусками, опыт производства, проектирования и собственного программирования в несколько десятков лет гарантируют высокую точность измерения и надежность UMG 96RM.

Малая глубина монтажа позволяет произвести интеграцию даже там, где пространство сильно ограничено, например, в распределительных шкафах. Монтаж и затраты на подключение могут быть существенно уменьшены благодаря простой конструкции.

  • Считывание и запись параметров энергии и профиля нагрузки

С помощью UMG 96RM детализация потребления энергии и профиля нагрузки становиться простой задачей в рамках исследования энергии. Данный анализ необходим для контроля энергоэффективности и безопасности систем распределения энергии.

  • Анализ стоимости электроэнергии в общей себестоимости продукта предприятия

Всё более и более важным для промышленных предприятий является привязка стоимости энергии к специфическим продуктам, а также возможность определения спадов и распределения стоимости за электроэнергию (отклонение от тренда), чтобы учитывать их в индивидуальных процессах и потребителях.

  • Автоматизированные системы управления

Автоматизированные системы управления производством и потреблением энергии по стандарту EN16001 являются необходимыми для непрерывного достижения энергоэффективности и уменьшения затрат. Универсальные измерительные приборы серии UMG 96RM — важная составная часть автоматизированных систем управления производством и потреблением энергии, которая позволит добиться уменьшения штрафов наряду с другими преимуществами.

  • Прозрачность систем распределения электроэнергии.

Более высокая степень прозрачности может быть достигнута посредством внедрения многоступенчатой и масштабируемой системы измерения. Только посредством непрерывного измерения приборами с высокой точностью, возможно, провести анализ временно возникающих событий и найти правильное решение.

  • Контроль качества электросети

UMG 96RM предоставляет необходимую информацию о недостаточном качестве энергии и позволяет принять меры для решения проблем энергосистемы. Как результат — предотвращение остановок производства, значительное увеличение срока службы производственных ресурсов, а также улучшение устойчивости для инвестиций, связанных с ними.

UMG96RM

Компактный и мощный многофункциональный прибор UMG 96RM для измерения энергии. Устройство измеряет и записывает данные о потреблении электроэнергии. Фиксирует стандартные характеристики качества энергии, такие как ток, напряжение, частота, мощность и многие другие характеристики, например гармоники, до 40-й включительно, и др.

Высокая точность измерения, компактный дизайн, обширные измеряемые данные, различные протоколы для интеграции в системы передачи данных и компактный дизайн делают UMG 96RM непревзойденным в его классе.

Точность измерения: 0,2 %(V), класс kWh = 0,5

Высокая частота выборки 20 кГц, точность измерения 0.2 % (V), Класс энергии 0.5 (кВтч) для измерения качества энергии.

8-тарифный счётчик активной и реактивной энергии

Измерение энергии в 4 квадрантах, с 4 тарифами активной и реактивной энергии в каждом, гарантирует точное и надежное получение данных энергии для отдельных потребителей или для полного электропитания.

Богатые коммуникационные способности: Ethernet, Profibus, ModBus, M-Bus .

Простая интеграция на уровне систем (АСКУЭ, PLC, SCADA, BMS) гарантирована множеством интерфейсов и протоколов. Программное обеспечение GridVis, которое входит в комплект поставки, является основой для автоматизированных систем управления производством и потреблением энергии и исследования качества мощности.

Большая память для записи данных

Объём памяти измеряемых данных в 256 MB и определяемая пользователем конфигурация записи позволяет хранить записанные данные в течение длительного времени.

Анализ Фурье с 1 по 40-ю гармоники!

Измерение гармоник с 1-й по 40-ю, отображение информации о качестве мощности, помехах и «загрязнённости» электрической сети.

Разъёмы с винтовыми клеммами

Разъёмные винтовые клеммы под винт позволяют произвести простой и удобный монтаж в местах с ограниченным доступом.

Подсветка дисплея

Большой, высококонтрастный ЖК-дисплей с подсветкой гарантирует простое управление и отличное считывание информации даже в плохих условиях.

UMG 96RM доступен в различных вариантах оснащения, для различных применений и удовлетворения потребностей рынка. Различия между вариантами прежде всего в интерфейсах, протоколах и конфигурации входов и выходов. Стандартное устройство уже оборудовано быстрым интерфейсом RS485 с протоколом Modbus и 2 цифровыми выходами. Все последующие варианты имеют 4 цифровых входа, 6 цифровых выходов, встроенные часы, батарею и память как стандартное оснащение.

Profibus и цифровые входы/выходы

Profibus часто используется в системах, где UMG 96RM должен быть интегрирован в среду автоматизации (контроллеры ПЛК).

Вход для измерения температуры и аналоговый выход

Множество входов и выходов позволяют произвести эффективное внедрение устройства в информационные системы. Система распределения низкого напряжения, трансформатор или стойка сервера могут быть защищены от превышения температуры посредством входа для датчика температуры.

Промышленная шина M-Bus позволяет осуществлять сбор данных потребления от различных приборов учёта, таких как вода, газ, тепло или электрический ток. UMG 96RM может быть внедрён в систему сбора данных через M-Bus соединение без особых затрат.

4-й вход для трансформатора тока

Рост нелинейных нагрузок приводит к увеличению «загрязнений» энергосистемы и частым перегрузкам нейтрального проводника из-за гармоник тока. Нейтраль можно постоянно контролировать посредством 4-го входа для измерения тока.

Ethernet (TCP/IP)

Все чаще и чаще коммуникации промышленных систем переходят от стандартных шин к Ethernet (TCP/IP). Ethernet интерфейс UMG 96RM гарантирует простоту интеграции в сеть передачи данных, а также быстрое и надёжное создание архитектуры коммуникаций.

Ethernet (TCP/IP) + цифровые и аналоговые входы/выходы

Наряду с прозрачностью электрической сети умные системы управления энергией также выполняют активное управление потоками мощности и энергии. Кроме того UMG 96RM предлагает множество конфигураций для входов/выходов для интеллектуальной интеграции и задач управления.

  • Внешнее питающее напряжение с широким диапазоном.
  • Аккумуляторный отсек позволяет быстро заменить батарею, во время работы устройства.
  • Ethernet подключение для быстрой и безопасной интеграции в сеть или USB- разъём для конфигурации устройства.
  • Большое количество цифровых входов и выходов (до 4 входов и 6 выходов) позволяет интегрировать второстепенные точки измерения также просто, как и UMG 96RM интегрируется в систему передачи данных.
  • 4ый вход для измерения тока позволяет контролировать ток в нейтрали или измерять 4 независимые однофазные нагрузки.

Малая глубина монтажа позволяет произвести интеграцию даже там, где пространство сильно ограничено, например, в распределительных шкафах. Монтаж и затраты на подключение могут быть существенно уменьшены благодаря простой конструкции.

Программное обеспечение:

Программное обеспечение GridVis для программирования и визуализации электрической сети, которое входит в комплект поставки, позволяет осуществить простую и быструю настройку устройства. Индивидуальная визуализация источника энергии возможна при помощи топологии. При просмотре в режиме реального времени измеряемые данные могут записываться на ПК в одно и то же время. Кроме того GridVis предлагает удобные возможности представления и анализа исторических данных из базы данных. Автоматическое считывание измеряемых параметров и управление данными особенно важно для средних и больших проектов. Информация может сохраняться в различных типах баз данных.

  • Визуализация измеряемых значений
  • Автоматическое считывание кольцевого буфера приборов
  • Хранение измеряемой информации в базе данных
  • Графическое представление измеряемых величин в режиме реального времени
  • Настраиваемая топология со свободно выбираемыми значениями
  • Настройка измерительных приборов
  • Графическое программирование пользовательских программ или написание при помощи исходного кода Jasic®
  • Настройка, визуализация, обработка и анализ данных
  • Разработка обширных автоматизированных систем управления производством и потреблением энергии
  • Визуализация источников энергии при помощи топологии
  • Документирование качества мощности со свободным выбором периода времени
  • Анализ причин ошибок сети
  • Центр обработки стоимости энергии, то есть простое и точное вычисление стоимости электричества
  • Стабилизация источника энергии при помощи функции сигнализации превышения заданных пределов, например перенапряжения или кратковременное прерывание
  • Улучшение качества мощности, например анализ гармоник для обнаружения неисправностей
  • Анализ профиля нагрузки, к примеру, прогнозирование потребления для улучшения контракта с поставщиком энергии.

По материалам компании Janitza electronics GmbH

Оборудование электрических станций и подстанций

Современная цивилизация напрямую зависит от электричества.

мЕсли бы человек не научился использовать и генерировать электроэнергию, то так и остался бы в XIX веке. Сегодня для её выработки применяются электрические станции.

Электростанция – промышленное предприятие или комплект оборудования для производства электроэнергии из различных форм первичной энергии.

По последнему критерию электростанции делятся на:

Еще есть электростанции, которые используют:

  • как первичную энергию тепло из глубин Земли – геотермальные электростанции;
  • солнечную энергию (солнечные электростанции);
  • кинетическую энергию ветра (ветровые);
  • энергию волн, приливов морей и океанов (волновые).

Основное оборудование электростанций

В целом, электростанция – это смешанное предприятие, которое состоит из комплекса сооружений и зданий со сложным оборудованием.

Некоторые агрегаты и установки, входящие в состав станции, могут размещаться непосредственно под открытым небом, на определённой, огражденной и охраняемой территории. К примеру, ветрогенераторы, ветроэлектростанции.

Электростанции, в зависимости от типа, оборудуются:

  • генераторами;
  • турбинами;
  • котлами;
  • трансформаторами;
  • распределительными устройствами;
  • двигателями;
  • линиями электропередач;
  • выключателями, разъединителями;
  • компенсаторами, средствами автоматики и защиты.

Оборудование электрических станций

Основным оборудованием на электростанции являются:

Электрогенератор – это электрическая машина, которая применяется на электростанциях для преобразования механической энергии движения в энергию электрического тока, используя принцип электромагнитной индукции.

Роль источника механической энергии для генератора могут исполнять паровая турбина, двигатель внутреннего сгорания, поток ветра или воды, который вращает колесо или даже мускульная сила человека.

Компенсатор – машина, предназначенная для генерации реактивной мощности. Он в электрической системе выполняет роль водонапорной башни в системе водоснабжения.

То есть, зависимо от величины тока, компенсатор может отдавать мощность в сеть или же забирать её оттуда.

Трансформатор – устройство для преобразования параметров электрического тока. Широко применяются на линиях электропередач, распределительных приборах.

Чаще всего, трёхфазные, реже – однофазные трансформаторы. Силовые трансформаторы используют на электрических подстанциях.

Оборудование электрических подстанций

Электрический ток имеет неоспоримые преимущества перед остальными видами энергии. В первую очередь, это возможность её передачи на большие расстояния. Но даже в этом случае невозможно исключить некоторые потери, так как проводники обладают определённым сопротивлением, соответственно часть энергии тратится на её передачу.

При высоком напряжении энергию можно передать на огромные расстояния. Поэтому все линии электропередач – высоковольтные (110-1150 кВ). При этом сила тока понижается, чтобы уменьшить нагревание проводников и потери энергии. Для этого и применяются силовые трансформаторы, которые размещают на электроподстанциях.

Существуют и понижающие подстанции, они выполняют обратные функции: понижают напряжение и пропорционально увеличивают силу тока.

В комплекс подстанции могут входить:

  • силовые трансформаторы, автотрансформаторы;
  • выключатели, разъединители;
  • преобразователи;
  • измерительное оборудование;
  • системы защиты и автоматики;
  • вспомогательные системы;
  • молниезащитные сооружения;
  • бытовые помещения.

Электрическое оборудование сетей

Силовое оборудование сетей должно быть защищено от коротких замыканий и внештатных режимов работы устройствами релейной защиты, автоматическими выключателями, регуляторами, предохранителями и другими противоаварийными автоматическими устройствами.

Оборудование станции устройствами электрической централизации

ЭЦ – комплекс технических средств, при помощи каких обеспечивается необходимая пропускная способность железнодорожных участков и безопасное движение поездов.

С 40-х годов ХХ века железные дороги в массовом порядке оборудовались релейной централизацией с постепенным увеличением количества реле на одну стрелку.

На сегодняшний день во всём мире безопасность движения обеспечивается при помощи микропроцессорных систем. Современные центры управления в значительной степени заменили широко распространённые сигнальные кабины.

Эти центры, обычно расположены рядом с основными железнодорожными станциями, управляют дорожной сетью с использованием электрических или электронных систем.

Наладка оборудования электростанций и подстанций

Наладочные работы проводятся специализированными наладочными подразделениями, которые входят в состав строительных и эксплуатационных организаций.

Персонал осуществляет наладку и подготовку смонтированного оборудования, а также вспомогательного комплекса устройств и установок.

От качества работы подразделения зависит работа нового оборудования, его надёжность и экономичность в процессе эксплуатации.

Производители и поставщики оборудования для электрических станций, подстанций и сетей

Среди российских предприятий и компанией есть и производители, и поставщики оборудования.

ОАО «Пермский моторный завод» серийно производит семейство газотурбинных блочно-модульных электростанций серии «Урал», а также газотурбинные электростанции ГТЭС-12П (ЭГЭС-12С), ГТЭС-16ПА , ГТЭС-25П и ГТЭС-25ПА блочно-модульного и зального исполнения;

ООО «СИНЕРГЕТИКА» является официальным мастером-дистрибутором электростанций SDMO и партнёром по продаже продукции Mitsubishi Heavy Industries.

ЗАО «ПФК «Рыбинсккомплекс» занимается проектированием, строительством и продажей газовых электростанций.

«НПО САТУРН» предлагает газовые турбины, которые используют в качестве резервных источников энергоснабжения.

Больше об оборудовании электрических станций, подстанций и сетей можно узнать на выставке «Электро».

Система бесперебойного и гарантированного электроснабжения (СБГЭ)

Оборудование систем бесперебойного и гарантированного электропитания

В условиях нестабильного электроснабжения часто имеет смысл подстраховаться и оградить себя от неприятных сюрпризов, которые могут преподнести централизованные электросети.

Например, нередко можно наблюдать, как напряжение в сети падает или скачет. Нагляднее всего это можно заметить, обратив внимание на то, как светится обычная лампа накаливания – если она мерцает или горит вполнакала, значит, в вашей электросети возникла проблема. Недостаточный уровень напряжения или его перепады могут вызвать сбои в работе чувствительного оборудования, потерю компьютерных данных и другие неприятные последствия.

Также возможны резкие повышения напряжения, которые чаще всего вызваны короткими замыканиями или попаданием разряда молнии в провода или подстанцию. Несмотря на принимаемые меры по защите от грозы, такие случаи время от времени случаются и кроме сбоев в работе могут повлечь выход оборудования из строя.

Кроме перечисленных нарушений работы сети возможно и полное исчезновение напряжения – кратковременное или довольно долгое. В итоге парализуется производство, перестают работать различные системы – связи, охранные, обеспечения жизнедеятельности и прочие.

Поэтому в ряде случаев требуется принимать дополнительные меры и устанавливать оборудование, которое позволит свести к минимуму негативные последствия отказов централизованной электросети.

Различают два вида таких систем – системы бесперебойного электропитания и системы гарантированного электропитания. Ниже рассмотрим, чем они отличаются.

Различия систем бесперебойного и гарантированного электроснабжения

Система бесперебойного электроснабжения чаще всего подразумевает наличие источников бесперебойного питания (ИБП), которые при необходимости переключают запитанное от них оборудование на работу от аккумулятора. В штатном режиме работы электросети батареи ИБП заряжаются. Также ИБП оснащены сетевыми фильтрами, которые помогают отсекать высокочастотные помехи в электросети, перепады напряжения и прочее.

Такая мера эффективна, если у вас в сети наблюдаются кратковременные отключения или перепады напряжения – с такими неприятностями ИБП вполне эффективно справляются. Однако для того, чтобы поддерживать работу аппаратуры или оргтехники при длительном отключении, ресурсов бесперебойников недостаточно. Всё, что они смогут сделать в аварийной ситуации – дадут пользователям несколько минут на то, чтобы штатно выключить оргтехнику и сохранить необходимые данные.

Чтобы противостоять продолжительным отключениям электричества, требуются системы гарантированного электропитания, или сокращённо – СГЭ. Кроме источников бесперебойного питания подобная безопасная система предполагает наличие дизель-генераторной установки (сокращённо – ДГУ), выполняющей во время длительного отключения центральной электросети роль блока аварийного электроснабжения, и необходимого оборудования контроля и управления, которое даёт возможность ИБП и ДГУ взаимодействовать в комплексе.

Проектирование и установка бесперебойного питания оправданы в том случае, если часто наблюдаются выключения электричества, и на вашем объекте имеются потребители, для которых критичным считается бесперебойность и высокое качество электроснабжения.

При таких условиях убытки от сбоев в деятельности электросети могут оказаться столь значительными, что многократно превысят стоимость закупки и установки специального оборудования, также следует озаботиться установкой такой схемы подключения на стратегических объектах или же в том случае, когда отключение напряжения может повлечь человеческие жертвы.

Цель создания СГЭ и требования к ней

Итак, с целью создания на каком-либо объекте системы гарантированного электропитания всё ясно – такая система должна гарантировать стабильное высококачественное электроснабжение для ответственных потребителей энергии при некорректной работе централизованных электросетей. Результатом создания на объекте подобной системы является обеспечение нормальной работы оборудования при аварийной работе центрального электроснабжения.

При оснащении объекта системами гарантированного электропитания выделяют основные группы особо ответственных потребителей энергии, которые нуждаются в подсоединении к защищённой электросети.

Прежде всего, сюда относят сетевое оборудование, из которого состоит локальная компьютерная сеть – сервера, роутеры, персональные компьютеры и т.д. Также нуждается в безопасном подключении оборудование связи (в частности, АТС), системы обеспечения жизнедеятельности (вентиляция и системы кондиционирования), различное медицинское оборудование, от которого зависит здоровье и жизнь пациентов.

Охранные системы и системы безопасности (видеонаблюдение, охранная и пожарная сигнализация, система аварийного освещения и пожаротушения и прочие), тоже вполне оправдывают подключение к защищённой сети электропитания, так как последствия отказа таких систем могут быть довольно серьёзными.

Что касается требований, которые предъявляются к работе систем гарантированного электроснабжения, главными тут являются стабильное и бесперебойное электропитание всех запитанных от системы потребителей, максимальная защита от перепадов напряжения и высокая точность параметров выходного тока в плане соответствия существующим стандартам.

Также при проектировании и создании системы гарантированного электропитания важно учитывать удобство и эффективность пользования, для чего современные СГЭ имеют высокую степень автоматизации работы.

Так, необходимым условием для такой системы является оперативное реагирование на причуды электросети и автоматический перевод потребителей на работу от защищённой сети. При нормализации параметров центрального электроснабжения система также автоматически отключается.

Кроме того, важным является возможность удалённого администрирования системы в случае необходимости и наличия в ней средств информирования администратора о возникших проблемах.

Структура и принцип действия СГЭ

Поскольку каждый объект имеет свои особенности, конфигурация системы гарантированного электропитания в каждом случае разрабатывается под конкретные условия.

Однако, несмотря на то, что достаточно часто при разработке СГЭ приходится прибегать к нестандартным решениям, схематично такие системы обычно выглядят похожими.

Основными блоками системы, прежде всего, являются автономный источник энергии (обычно это дизель-генератор), один или несколько источников бесперебойного питания (ИБП), а также электропитающие установки постоянного тока. Также подобное безопасное и надёжное решение подразумевает использование средств контроля системы и её управления и специального программного обеспечения.

При нормальной работе централизованной сети питания дизель-генераторная установка пребывает в режиме ожидания, а электроснабжение подключенного оборудования производится через бесперебойники. Сами ИБП в этой ситуации также заряжают свои батареи, выполняя роль сетевого фильтра.

При возникновении в электрической сети сбоя контроллер системы запускает дизель-генератор, пока это происходит, работа подключенного оборудования осуществляется от ИБП. После того, как ДГУ вышла на заданные обороты, нагрузка переключается на неё, аккумуляторы ИБП при этом вновь подзаряжаются от дизеля.

После того, как проблемы работы централизованной электросети устранены, контроллер переключает оборудование с питания от ДГУ на внешнюю сеть. Во время этого процесса питание потребителей также производится от ИБП. Глушение дизельного двигателя установки тоже производится автоматически, после того, как оборудование перешло на штатное электропитание.

Время автономной работы потребителей от системы гарантированного электропитания зависит ресурса работы ДГУ (объём топлива в баке и его расход) и ёмкости батарей ИБП. Если ресурс топлива почти исчерпан, а централизованное электропитание не восстановилось, оператор должен принять решение о завершении работы потребителей или продолжать её до полного истощения ресурсов ДГУ и источника бесперебойного питания.

Рекомендации по выбору производителя оборудования

В заключение – несколько советов относительно того, чем следует руководствоваться при выборе производителя оборудования для оборудования системы аварийного электроснабжения.

Основными требованиями являются гарантированное электропитание, его высокое качество и надёжность работы поставляемого оборудования, а также соответствие его отечественным стандартам. Руководствуясь этим параметром, важно выбирать в качестве поставщика серьёзные компании, имеющие вес и авторитет на отечественном рынке силового оборудования.

Такие фирмы, к тому же, смогут гарантировать вам квалифицированную техническую поддержку и обслуживание поставляемой техники. Наконец, при поставке оборудования могут иметь значение и такие факторы, как оперативность поставки и приемлемые, экономически обоснованные цены на продукцию.

Обоснование выбора устройств и параметров для мониторинга, контроля и анализа качества электрической энергии в современной энергетике

© Инж. Борис Гендельман, Проф. Мендель Кричевский, 2012

Сегодня необходимые требования к контролю КЭ подразумевают в первую очередь контроль параметров напряжения, в соответствии со стандартом ГОСТ 13109-97, включая сбор статистики и выдачу отчётов, что должно обеспечиваться любым анализатором качества электроэнергии.

Одновременно с этим в последние 15 лет происходит изменение характера нагрузки электросетей. Повсеместное внедрение инверторов (компьютеры, медтехника, большая часть бытовой электроники, производственное оборудование), внедрение частотных преобразователей, электронных регуляторов скорости двигателя, регулируемого освещения (диммеров), использование люминесцентных светильников, имеющих вместо индуктивного электронный балласт, ведет к увеличению энергетической эффективности аппаратуры.

Снижается полная электрическая мощность источников света, уменьшаются внутренние потери и масса приборов, используемых в быту и на производстве. Но вместе с этим не падает, а растёт абсолютная величина высших гармоник тока, которые массово создают всё более распространенные электронные преобразователи внутри самой электросети.

Потребляемая нагрузкой полная мощность по мере вывода из эксплуатации устаревшего оборудования может уменьшиться в отдельных кластерах. Но мощность гармоник, выбрасываемых обратно в электросеть, в ближайшие годы будет только возрастать. В связи с этим, возникла необходимость комплексного контроля качества электроэнергии.

Необходимость контролировать качество токов

Ввиду очень высокого импеданса нелинейных нагрузок, когда они рассматриваются на эквивалентной схеме электросети в качестве источника гармоник тока и низкого импеданса электросети, сгенерированные нелинейной нагрузкой высокие гармоники тока почти не создают в сети падения напряжения. Форма осциллограммы напряжения поэтому искажается на порядок слабее, чем форма токовых осциллограмм.

С целью диагностики влияния возникающего режима гармонических токов на трансформаторы и кабели измеряется параметр ТDD в точке электросети – оценка фактического тока гармонического загрязнения как доли от максимального продолжительно потребляемого тока оборудования (линий) IL.

(стандарт IEEE 519)

Если за IL принять номинальный ток, ТDD по току более 6% приведет к ускоренному расходу ресурса трансформаторов и потерям, ТDD > 10% может вызвать критический перегрев или возгорание аппаратуры и кабелей. Для расчёта тепловых потерь в обмотках используется коэффициент роста потерь от вихревых токов K-factor (см. ниже).

Мониторинг всего комплекса коэффициентов в измерительных приборах позволяет грамотно оценить ситуацию и выявить приоритеты для работы с электросетью и её оборудованием. При необходимости, в приборах предусматривается формирование пользовательских отчетов по индивидуальным гармоникам, гармоникам в группах по определенному признаку, либо по всем гармоникам, а так же статистика событий КЭ.

Для выявления фактической ситуации с формой осциллограмм напряжения и тока используются параметры THDV (КИС напряжения), THDI (КИС токов) – мера отклонения формы графика напряжения и тока от синусоиды. КИС отличается от TDD тем, что сравнение тока высших гармоник идет с первой гармоникой тока. Так возможно оценить только степень искажения графика, его внешнее, визуальное отличие от синусоиды.

(стандарт IEEE 519)

Как показывает определение, высокое значение THDI (КИС тока) при малой нагрузке не даёт представления о загруженности аппаратуры гармониками, в отличие от TDD, а лишь указывает на изменение формы графика кривой тока.

Рис. 1. Форма графика тока: THDI (КИС тока) = 25.7 %. Tок цепи мал.

По сравнению с ситуацией десятилетней давности, на сегодня приспособленность оборудования в энергосистемах к протеканию в них интенсивных гармонических токов на частотах 150, 250, 550 Гц и выше приобретает значение в смысле сохранения ресурса трансформаторов и необходимости пересчёта их реального ресурса с учетом теплового износа от нового вида паразитных потерь на гармониках тока, под которые оборудование не проектировалось.

Потери отдельно взятого силового трансформатора под гармониками тока в реальных ситуациях растут обычно на 15-60% по сравнению с его работой на такой же мощности, но при синусоидальном токе. Потери в обмотке на вихревые токи будут расти пропорционально квадрату частоты.

В качестве примера: присутствие тока 5-й гармоники, который равен всего лишь 4% тока первой гармоники, удвоит потери на вихревые токи. Ток 11-й гармоники, равный 0.8 % тока первой гармоники, произведет тот же эффект. Кратность электрических потерь в обмотках из-за присутствия гармоник тока, по отношению к тем потерям, которые были бы при том же RMS токе (в амперах), какой протекает в данный момент с учетом гармоник, дается выражением:

Интенсивные гармонические токи в реальных трансформаторах часто приводят к тому, что потери на вихревые токи вырастают до величины активных потерь, что почти удваивает общие потери трансформатора, доводя их до 2% (и более) от номинальной мощности. Проблема может быть устранена либо сменой трансформаторов на специальные K-Rated трансформаторы, как делают в Европе, либо выявлением и анализом состава и графика гармоник и применением компенсирующих мер для восстановления “чистой” сети.

Разные гармоники по разному проходят трансформатор. При наличии обмотки по схеме “ТРЕУГОЛЬНИК”, гармоники с номерами 3, 9, 15, 21, 27 . “оседают” в этой обмотке, токи остальных гармоник проходят через нее и подвергаются трансформации. При наличии обмотки по схеме “ЗВЕЗДА”, трансформации подвергнутся все гармоники.

Дополнительные потери энергии суммируются на разных уровнях напряжения на нескольких трансформаторах. В обмотках одного и того же трансформатора значение K-factor обычно выше на низкой ступени напряжения. На рисунке 2 приведен график недельных замеров K-factor на обмотках реального трансформатора 22/0.4 кВ на входе большого пивоваренного завода. Именно K-factor определяет дополнительные потери в трансформаторе.

Рис. 2. K-factor = 3.7, обмотка 22 kV

K-factor = 7.1, обмотка 0.4 kV

Эксплуатация – продолжительный и динамический процесс. Контроль режима потерь трансформатора по гармоникам не производят обычные приборы учета и контроля. Эту возможность дает только измерительная аппаратура с разработанным комплексом анализируемых параметров по таким стандартам, как IEEE 519 и G5/4, в дополнение к стандартным функциям учета.

Если гармоники циркулируют по звезде с заземленной нейтралью, они не компенсируются взаимно даже при нагрузке, которая сбалансирована по первой гармонике мощности. Это приводило к ложным срабатываниям защит из-за небаланса высоких гармоник, чрезмерной нагрузке на провод нейтрали от суммы токов гармоник, номер которых кратен трем, неправильной работе приборов по определению мест повреждений линий, неприемлемой погрешности в учете электроэнергии приборами, спроектированными для работы в чистой энергосети.

Нагрузка на провод нейтрали на нескольких объектах, где мы проводили мониторинг потерь, превышала 250% от разрешенной по сечению. Непринятие мер по выявлению и снижению уровня гармоник может вылиться в затраты на слишком частый дорогостоящий ремонт трансформаторов и кабелей, если токи высших гармоник в кабеле (линии) или трансформаторе превысят нормы стандартов. Потери энергии в сегменте электросети вырастают на 25-80%.

При загрузке трансформатора более 70-75% работа обмоток под гармонической нагрузкой приводит к ускоренному расходу временного ресурса работы трансформатора. Расчёт срока жизни трансформатора при несинусоидальных токах возможны на основе мониторинга на объекте.

Необходимость постоянного контроля качества напряжений и токов.

Ущерб от присутствия нелинейных и электронных нагрузок, когда в отдельных сегментах сети сочетается гармонически “грязная” нагрузка с остальной частью нагрузки, состоит не только в повышенном износе компонентов распредсети и помехах в её работе.

Кроме этого, происходят сбои и отказы остальной части нагрузки в сегменте, как то: сгорание электродвигателей, включенных под высокие гармоники тока, созданные другими нагрузками в сегменте; непредусмотренная вибрация и истирание подшипинков электродвигателей; перегрев и сгорание провода нейтрали у потребителей; внешне “беспричинные” сбои в работе промышленных контроллеров, сбои и отказы оборудования, которые вызваны ложным срабатыванием защит.

В подобных случаях необходимо обнаружить источник проблемы: постоянный мониторинг электросети, состава гармоник и других отклонений ПКЭ. Параметры качества должны находиться в допустимых пределах согласно требованиям оборудования и требованиям стандартов.

Для подробного анализа различных гармонических выбросов и созданных ими резонансов токов и напряжений необходимо автоматическое осциллографирование в самом приборе напряжений и токов в моменты значительного отклонения от норм их гармонического состава и других параметров качества электроэнергии.

Примеры приборов для комплексного контроля КЭ

Примером устройств, выполняющих функции универсальных счетчиков энергии, регистрацию параметров ПКЭ и полного набора гармонических характеристик тока и напряжения, являются регистраторы ПКЭ SATEC PM175, SATEC EM720 класса точности 0.2S.

Устройства выполняют функции программируемого автоматического осциллографа; полный анализ качества энергии согласно ГОСТ 13109-97, регистрацию событий, сбор статистики, автоматическое составление отчётов по ГОСТ 13109-97. Второе устройство премиум-класса сохраняет полную работоспособность до 6 часов при продолжительных тяжелых нарушениях КЭ (глубокие провалы напряжения), при перегрузке по току до 10 крат устройство обеспечивает корректную регистрацию осциллограмм.

Также в реализована скоростная запись коротких импульсов напряжения относительно “земли”. Оба устройства, кроме указанных обязательных функций анализатора КЭ, обеспечивают анализ полного набора гармонических параметров ТОКА (параметры TDD, THDI согласно определению IEEE 519; K-factor; индивидуальные гармоники и спектр гармоник тока).

Выводы

Для мониторинга, контроля и анализа качества электрической энергии и его влияния на сети, трансформаторы и нагрузку, прибор контроля должен обеспечить:

1. Анализ, регистрацию событий и автоматическое составление отчётов по качеству электроэнергии согласно ГОСТ 13109.

2. Осциллографирование форм токов и напряжений, включая пре- и пост-триггеринг, при превышениях значительных пороговых уровней, заданных в соответствии со стандартом (и/или уровней, допустимых по условиям эксплуатации оборудования).

3. Наряду с контролем качества напряжения по ГОСТ 13109, обеспечить контроль качества токов: измерение, вычисление и контроль TDD; измерение КИС тока, K-фактора и индивидуальных гармонических токов в самом приборе.

4. Сопоставление значений токов гармоник в Амперах RMS с пороговыми значениями, заданными по стандарту G5/4.

Привет студент

Одним из основных элементов любого предприятия (объекта) связи, определяющим его работоспособность является электроустановка. Под электроустановкой (ЭУ) подразумевается весь комплекс энергосооружений, обеспечивающий не только электропитание аппаратуры, но и функционирование систем: освещения; кондиционирования и вентиляции воздуха; теплоснабжения и других систем, связанных с жизнедеятельностью предприятия, как в нормальных условиях внешнего электроснабжения, так и в аварийных. Аппаратура современных инфокоммуникационных систем требует для своей работы бесперебойной подачи электрической энергии как постоянного, так и переменного тока. Для обеспечения бесперебойной подачи к аппаратуре электрической энергии требуемого качества в состав ЭУ вводятся устройства бесперебойной подачи (УБП) постоянного и переменного тока, называемые также электропитающими установками. (ЭПУ). Тогда как, например, аппаратура освещения требует гарантированной подачи электрической энергии, т. е. допускает кратковременные перерывы в подаче электроэнергии, связанные с переходом с одного источника электроэнергии на другой.

Электроустановка должна отвечать следующим основным техническим требованиям:

• обеспечивать аппаратуру связи электрической энергией, удовлетворяющей требованиям аппаратуры, установленной на данном предприятии;

• обеспечивать требуемые параметры надежности подачи электрической энергии, удовлетворяющие желаемой надежности работы инфокоммуникацинных систем;

• обеспечивать максимально возможную степень автоматизации работы установки, вплоть до полной автоматизации;

• обладать высокими значениями КПД и коэффициента мощности;

• строиться с максимальным использованием типового унифици

рованного оборудования и быть экономичной в строительстве и эксплуатации.

Степень автоматизации электроустановки должна обеспечивать контроль и управление её работой с помощью телемеханики и теле-сигнализации.

Оборудование электроустановки должно обеспечивать выполнение следующих функций:

• прием электрической энергии переменного тока промышленной частоты от источников электрических сетей энергосистемы;

• непрерывный автоматический контроль качества электрической энергии, поступающей от электрических сетей энергосистемы;

• резервирование источников электрических сетей энергосистемы при помощи собственных стационарных или передвижных источников электроэнергии;

• преобразование электроэнергии переменного тока по роду тока, числу фаз и уровню напряжения для обеспечения электропитания аппаратуры связи и оборудования объекта связи;

• обеспечение требуемой надежности электроснабжения электроприемников объекта связи;

• обеспечение бесперебойности электропитания аппаратуры связи;

• местную и дистанционную сигнализацию о режимах работы электроустановки (мониторинг);

• управление режимами работы электроустановки.

В зависимости от конкретных условий отдельные из приведенных функций электроустановки объекта связи могут отсутствовать.

В состав электроустановки предприятия связи входят следующие основные виды оборудования:

• воздушные и кабельные линии электропередачи 10; 6 и 0, 4 кВ;

• распределительные пункты и устройства переключения источников напряжения, в том числе устройства автоматического ввода резервного источника переменного напряжения (АВР);

• устройства компенсации реактивной мощности (конденсаторные установки);

• устройства защиты от перенапряжений, возникающих в линии электропередачи; собственные стационарные и передвижные дизельные электростанции; электропитающие установки;

• электрооборудование систем жизнеобеспечения (вентиляции, кондиционирования, отопления, водоснабжения, канализации стоков технологических помещений) и освещения технологических помещений;

• защитные заземляющие устройства;

• оборудование автоматического контроля качества электрической энергии, поступающей от электрических сетей энергосистемы;

• устройства управления и мониторинга.

В зависимости от конкретных условий объекта связи Отдельные виды оборудования могут не входить в состав его электроустановки.

Классификация установок электропитания и технические требования к их оборудованию

Состав оборудования той или иной установки электропитания в первую очередь определяются целями, для достижения которых применяется данная установка. Так, по признаку непрерывности подачи электрической энергии к аппаратуре, связи установки подразделяются на установки бесперебойного (УБП) и гарантированного (УГП) электропитания. В первом случае подача электроэнергии к аппаратуре осуществляется независимо от возможных перерывов в электроснабжении предприятия связи, что обеспечивается использованием в установке аккумуляторной батареи, постоянно подключенной к входным цепям аппаратуры. В случае гарантированного электропитания допускается кратковременный перерыв в подаче электроэнергии к аппаратуре, обусловленный переходом с одного источника электроснабжения на другой и обратно.

В зависимости от рода выходного тока установки подразделяются на установки постоянного или переменного тока. В настоящее время появились комбинированные установки, которые обеспечивают аппаратуру одновременно электрической энергией как постоянного, так и переменного тОка.

Имеются другие признаки, по которым можно классифицировать установки электропитания, но они носят второстепенный характер, поэтому они рассматриваются в тексте по мере необходимости.

В настоящее время действуют «Правила применения оборудования электропитания средств связи», разработанные в целях обеспечения целостности, устойчивости функционирования и безопасности единой сети электросвязи, которые устанавливают требования к оборудованию электропитания средств связи.

В соответствии с этими Правилами оборудование электропитания средств связи должно нормально функционировать, если на его входные зажимы подается электроэнергия от источников внешнего электроснабжения (от электрических сетей энергосистемы), параметры которой отвечают требованиям, приведенным ниже.

Номинальное действующее значение напряжения (Uном), В. 380/220

Номинальная частота, Гц. 50

Установившееся отклонение напряжения от номинального значения, %,

Переходное отклонение напряжения, %, не более. ±40

Длительность переходного отклонения напряжения, с, не более. 3

Исчезновение напряжения на время, мс, не более. 10

Установившееся отклонение частоты от номинального значения, %, не более.. ±0, 8

Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения, %, не более. 10

Коэффициент небаланса напряжения, %, не более. 5

импульсное напряжение, В, не более. 1,8Uном

длительность импульса (на уровне 0, 5 амплитудного значения Uном) мкс, не более. 1300

импульсное напряжение, В, не более. 2000

длительность импульса (на уровне 0, 5 амплитудного значения Uном), мкс, не более. 50

Все УБП постоянного тока (электропитающие установки) должны обеспечивать на выходе качество электрической энергии, параметры которого, в том числе качественные показатели электроэнергии на выходных зажимах электропитающих установок постоянного тока на номинальное выходное напряжение 12, 24, 48 и 60 В, приведены ниже.

Номинальное напряжение (Uном), В. 12, 24, 48 или 60

Установившееся отклонение напряжения от номинального значения, В, не более:

Установившееся отклонение напряжения в точке подключения аккумуляторной батареи, %, не более. ±1

Переходное отклонение напряжения при скачкообразном набросе (сбросе) нагрузки от 5 до 100 % номинального значения, %, не более ±20 Время переходного процесса, с, не более. 0, 1

Действующее значение суммы гармонических составляющих пульсации напряжения, мВ, в диапазоне частот от 25 Гц до 150 кГц не

Действующее значение n-й гармонической пульсации напряжения, мВ, в диапазоне частот, не более:

от 300 Гц до 150 кГц. 7

Псофометрическое значение пульсации, мВ, не более. 2

УБП переменного тока должны обеспечивать на выходе качество электрической энергии, параметры которого приведены ниже.

Номинальное напряжение, В. 380/220

Номинальная частота, Гц. 50

Установившееся отклонение напряжения от номинального,%, не более. ±3

Переходное отклонение выходного напряжения при сбросе-набросе

нагрузки 5-100-5 % номинального значения, %, не более. ±20

Длительность переходного процесса, с, не более. 0,1

Установившиеся отклонения частоты, %, не более. ±5

Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения, %, не более. 10

Коэффициент небаланса трехфазного напряжения при симметричной нагрузке, %, не более. ±5

Установка переменного тока должна быть рассчитана на работу с нелинейной нагрузкой, коэффициент амплитуды потребляемого тока которой не менее 2,5, а также на нагрузку индуктивного или емкостного характера, коэффициент мощности которой может изменяться в пределах 0,8. 1,0.

Существует ряд технических требований, общих для установок бесперебойного электропитания переменного и постоянного тока, К ним относятся требования к электромагнитной совместимости, надежности и безопасности оборудования, а также его устойчивости к воздействию климатических факторов.

Допускаемые величины радиопомех, создаваемых при работе оборудования электропитания на сетевых выводах, не превышают значений, указанных в табл. 1.

Новый подход к АСУТП в электросетях (на базе контроллеров ДЕКОНТ и микропроцессорных устройств РЗА-33)

Новая концепция АСУТП в электросетях. Что предлагает компания ДЭП.

Казалось бы, системы автоматизации управления, телемеханики и диспетчеризации в электроснабжении существуют настолько давно, что придумать в этой области нечто новое уже и невозможно. Шкафы телемеханики, шкафы релейной защиты, ЦППС, диспетчерские щиты – все эти вещи уже стали неотъемлемой частью любого района электрических сетей. С внедрением компьютерных технологий районные диспетчерские пункты стали активно комплектоваться и специализированным программным обеспечением, приспособленным для работы с тем или иным оборудованием.

И тем не менее, как известно, предела совершенству не существует. А потому даже в этой давно освоенной сфере существуют возможности для определенных инноваций, об одной из которых и пойдет речь в данной статье.

Отечественный разработчик систем АСУТП, диспетчеризации, учета энергоресурсов и прочих систем подобного рода, московская компания ДЭП, создатель хорошо зарекомендовавшего себя информационного, измерительного и управляющего комплекса «Деконт», предлагает новый подход к построению АСУТП объектами электроснабжения. Как и все системы на базе «Деконт», это многоуровневая система, на каждом из уровней которой решается своя часть задач, требуемых от данной АСУТП. Но прежде, чем перейти к детальному рассмотрению уровней системы, хотелось бы отметить, какие именно преимущества и инновации представляет новый подход. Здесь можно выделить два основных момента:

  1. Унификация оборудования и протоколов. Это давно известное достоинство едва ли не всех автоматизированных систем на базе комплекса «Деконт». Применительно к данной ситуации, стоит отметить, что до сих пор телемеханика на ТП, РП 10 кВ выполнялась на оборудовании производства одной фирмы, релейная защита – на другой, а учет электроэнергии – на третьей. После чего неизбежно возникали проблемы согласования, стыковки, совместимости как на аппаратном, так и на программном уровне. Решение вышеуказанных задач телемеханики, релейной защиты и учета электроэнергии на обооудовании одной фирмы (компании ДЭП), которое составляет единый программно-технический комплекс АСУТП подстанции, значительно упрощает как разработку, монтаж и наладку, так и последующее обслуживание системы. 2.
  2. Применение микропроцессорных защит РЗА-33 в автоматизированной системе диспетчеризации управления. Если в подсистеме телемеханики задача удаленного, то есть с диспетчерского пункта, управления решена давно, то в релейной защите до сих пор была возможность удаленно проводить только мониторинг параметров. Все изменения в параметрах устройств релейной защиты возможно было проводить только по месту. В системе нового типа этой проблемы нет. Применение контроллеров релейной защиты, входящих в состав комплекса «Деконт», позволяет при необходимости задать любой параметр и подать любую команду через специализированное диспетчерское ПО, установленное на компьютерах районного диспетчерского пункта.

На этом вводную часть можно закончить, и перейти к рассмотрению вопроса, из чего же состоит АСУТП нового типа, на какие уровни подразделяется, какие задачи решаются на каждом из этих уровней, поговорить об аппаратном исполнении и о вышеупомянутом специализированном диспетчерском ПО.

Состав АСУТП. Уровни, структурные элементы, используемое оборудование.

Рассматривая структуру автоматизированной системы управления объектами электроснабжения, нетрудно выделить несколько основных логических уровней. На самом нижнем уровне осуществляется управление ячейкой. Управление ячейкой подразумевает три основных функции: телемеханику, релейную защиту и учет электроэнергии (технический и/или коммерческий). Для реализации функций телемеханики и релейной защиты в состав АСУТП входит блок микропроцессорной защиты РЗА-33 ( который мы назовем также контроллером ячейки) с помощью которого обеспечивается телемеханика ячейки, а также реализуются любые необходимые алгоритмы релейной защиты, такие, как максимально-токовая защита (МТЗ), защита от замыкания на землю, защита по повышению и понижению напряжения, УРОВ, ЛЗШ и пр. РЗА-33 осуществляет измерение токов и напряжений по всем фазам, передает сигналы срабатывания релейной защиты, осуществляет управление выключателем ячейки. Кроме того, устройство имеет по 8 каналов дискретного ввода и дискретного вывода, что позволяет подключить при необходимости дополнительные сигналы телемеханики. Встроенный интерфейс RS-485 дает возможность интегрировать РЗА-33 в технологическую сеть и установить информационный обмен с более высокими уровнями управления.

Рис.1. Схема управления ячейкой.

Энергоучет в такой системе реализуется с применением отдельных модулей, точность измерений которых несколько выше, чем у контроллеров ячеек. Это либо модули учета электроэнергии ЕМ3 и построенные на их базе многоканальные электросчетчики ДЕКОНТ-ЕМ, либо же сертифицированные устройства учета, драйверы которых поддерживаются контроллерами «Деконт» (СЭТ, ПСЧ, Меркурий и т.п.).

На втором уровне осуществляется управление РП как единым целым. Для этой цели на каждом объекте устанавливается контроллер РП. Его функции – объединение в единую сеть всех РЗА-33 (контроллеров ячеек) и модулей электроучета, сбор и передача в общую технологическую сеть системы сигналов телемеханики, работы релейной защиты, выполнение команд ТУ диспетчера, реализации алгоритмов АВР, УРОВ, ЛЗШ.

В рассматриваемом примере в качестве контроллера РП используется базовый программируемый контроллер из состава комплекса «Деконт» – «Деконт-А9». Возможности его хорошо известны, поэтому напомним вкратце лишь самое основное. «Деконт-А(« – свободно программируемый многофункциональный промышленный контроллер, имеющий широкие коммуникационные возможности. В числе встроенных интерфейсов контроллера входят Rs-485 и Ethernet, а наличие двух разъемов под сменные интерфейсные платы позволяет контроллеру работать с самыми разнообразными каналами связи.

Благодаря тому, что «Деконт-А9» является свободно программируемым устройством, стандартный набор функций АСУТП объектов электросетей при необходимости могут быть легко дополнены. При этом зачастую введение таких дополнительных возможностей (например, обработки каких-то дополнительных сигналов телемеханики) не потребует написания ни единой строки программного кода – все действия по расширению возможностей выполняются путем простого конфигурирования контроллера. Правда, здесь следует отметить, что по требованию нормативной документации на системы управления объектами электросетей, контроллер РП программируется только на выполнение своих функций – взаимодействия с устройствами РЗА и АВР объекта. Все остальные задачи – УСПД для устройств энергоучета, взаимодействие с дополнительными модулями ввода-вывода, связь с верхними уровнями АСУТП – решаются путем установки дополнительного контроллера «Деконт-А9». Контроллер РП подключается к этому контроллеру – назовем его контроллером УСПД – по отдельному интерфейсу Rs-485.

В качестве такого расширения возможностей можно привести пример задачи, которую заказчик часто ставит при разработке системы – контроль доступа в РП с помощью датчика открытия дверей. В этом случае в состав системы вводится стандартный дискретного модуль ввода «Деконт», а в контроллере прописывается обработка соответствующего телесигнала.

Другой пример введения дополнительных сигналов и даже алгоритмов – когда РП совмещен также и с ТП. В этом случае все задачи, связанные с контролем и управлением трансформаторами, также реализуются на вышеупомянутом дополнительном контроллере.

Рис 2. Структурная схема системы управления РП.

Третьим уровнем АСТУП является система связи между отдельными РП (вернее, их контроллерами) и диспетчерским пунктом.

Благодаря уникальным широким коммуникационным возможностям базового контроллера «Декнот-А9», на этом уровне возможно применение самых разнообразных способов передачи данных. Самым простым является использование линий связи Ethernet – встроенный Ethernet-интерфейс имеется на контроллере «Деконт-А9», да и любой современный компьютер им оборудован. В этом случае обычно на диспетчерском пункте устанавливается сетевой Ethernet-концентратор (hub-device или аналогичное устройство), объединяющий линии связи от всех РП в составе системы и выводящий их на сервер диспетчерского пункта (см. ниже). Однако, подобное решение, безусловно, не является единственным. Возможно применение GSM/GPRS каналов, физических линий, радиоканалов и прочих видов линий связи.

Например, при внедрении АСУТП на РП Одинцовских электросетей Московской области, подсистема линий связи была реализована с применением модемов для передачи по GSM-каналам. Впоследствии, когда заказчик смог предоставить для линий связи оптоволоконную сеть, GSM-модемы были заменены этими оптоволоконными линиями с интерфейсом Ethernet, а на диспетчерском пункте был установлен соответствующий коммутатор. Другой пример – ряд РП и ТП в Восточных Электросетях Московской области, где контроллеры на объектах связывались с диспетчерским пунктом с использованием радиостанций и радиомодемов.

Наконец, четвертый, самый верхний уровень АСУТП – это диспетчерский пункт и компьютер (в общем случае – компьютеры) со специализированным ПО АРМ диспетчера. Этот уровень мы рассмотрим ниже, в отдельном разделе.

На рисунке 3 изображена общая схема АСУТП со всеми входящими в нее уровнями управления.

Рис. 3. Структурная схема АСУТП.

Аппаратное исполнение и физическая реализация.

Теперь стоит сказать несколько слов о физической реализации всех устройств, входящих в состав описываемой АСУТП. Известно, что контроллеры «Деконт» и модули на своих объектах устанавливаются в составе комплектных шкафов автоматики, и АСУТП в электроснабжении не является исключением.

Контроллер РП и контроллер УСПД устанавливаются в одном шкафу (рис.4), в котором также размещаются, при необходимости, дополнительные модули ввода-вывода «Деконт». Относительно модулей учета электроэнергии возможны разные варианты – ЕМ3 выпускаются в двух конструктивных видах. При шкафном исполнении, модули также монтируются в шкафу автоматики, при выносном – каждый модуль устанавливается на «свою» ячейку. Кроме того, по требованиям нормативной документации шкаф автоматики обязательно содержит два блока питания – с целью резервирования.

Рис. 4. Шкаф автоматики с контроллерами «Деконт» для РП.

Устройства РЗА-33 совместно с блоками питания токовыми поставляются в отдельном релейном шкафу РЗА-33 (рис. 5) или на релейной панели РЗА-33, по требованию заказчика и в зависимости от типа высоковольтной ячейки. Этот способ поставки удобен тем, что упрощается монтаж подключений устройства в ячейке.

Рис. 5. Шкаф автоматики РЗА.

Существуют также разные варианты поставки и подключения релейных шкафов (панелей) РЗА-33, зависящие от типа самой ячейки и исполнения выключателя (масляный или вакуумный).

Верхний уровень системы. ПО АРМ диспетчера.

Вернемся теперь к описанию уровней системы и рассмотрим подробно, как организуется в рассматриваемой АСУТП верхний уровень, физически обычно представляющий собой районный диспетчерский пункт (РДП).

При описании систем на базе комплекса «Деконт» обычно отмечается, что верхним уровнем в системе является автоматизированное рабочее место диспетчера (АРМ), представляющее собой компьютер, на котором выполняется специализированная программа АРМ. Однако в общем случае это не совсем верно, в частности для РДП электросетей. Дело в том, что район электросети включает в себя много разных служб – диспетчерскую, службу телемеханики, службу релейной защиты и прочее. И каждая из этих служб должна иметь разный доступ к той или иной информации. Программное обеспечение АРМ компании ДЭП позволяет разграничить этот доступ.

Вместо одного компьютера, на РДП организуется локальная сеть. В нашей статье мы, разумеется, не касаемся вопросов, связанных с устройством компьютерных сетей, поэтому отметим лишь основные моменты. Информация, собранная на нижних уровнях контроллерами РП, через систему связи поступает на сервер диспетчерского пункта. Сервер предоставляет доступ к этой информации рабочим станциям отдельных служб – и именно на этих рабочих станциях выполняется специализированная программа АРМ. Таким образом, вместо одного рабочего места диспетчера, мы имеем АРМ службы телемеханики, АРМ службы релейной защиты, АРМ диспетчера, АРМ службы АСКУЭ и т.п. Структурную схему верхнего уровня можно видеть на рисунке 3.

Программа АРМ диспетчера, выполняющаяся на рабочих станциях – одна и та же, и она содержит несколько технологических экранов, отвечающих потребностям различных служб – основной экран с перечнем входящих в систему РП, схему подстанции с показаниями устройств РЗА и приборов энергоучета, экран сигналов телемеханики и прочее. Экраны АРМ представлены на рис.6.


Рис. 6. Экраны программы АРМ.

Доступ сотрудников разных служб к данным разграничивается путем введения системы регистрации пользователей с назначением паролей и привилегий доступа по категориям, таким, как «Диспетчер», «Релейщик», «Наладчик» и пр. Например, диспетчер имеет доступ ко всем экранам в режиме просмотра; сотрудник службы телемеханики – к экрану телесигналов с правом ручного удаленного управления; сотрудники службы релейной защиты – единственные, кто могут получить доступ к панели управления устройством РЗА-33 (вызывается со схемы подстанции, представлена на рис. 7) и изменять уставки алгоритмов защиты.


Рис.7. Панель управления РЗА-33.

Наконец, в составе АСУТП на верхнем уровне обязательно база данных системы, так как одна из его функций – ведение архивов, предоставление отчетов, графиков и сводок. Архивы могут сохраняться как на сервере, так и на специально выделенной рабочей станции.

Читайте также:  Как починить розетку если она выпала
Ссылка на основную публикацию