Анализ режимов работы электрических сетей ОАО "ММК им. Ильича" и разработка адаптивной системы управления режимами электропотребления

4.3 Требования к оборудованию и программному обеспечению

Технический уровень автоматизации должен соответствовать передовому уровню, достигнутому в мировой практике ко времени изготовления нестандартного оборудования и поставки серийно производимой техники.

При внедрении автоматизированной системы на комбинате должны быть предусмотрены средства эффективного контроля работоспособности оборудования, диагностики датчиков, подсистем всех уровней и системы в целом, как в автоматическом режиме, так и по инициативе обслуживающего персонала.

Вывод параметров должен производиться автоматически на дисплеи и, по требованию, на печать.

Все оборудование вычислительных комплексов, устанавливаемое на участках производства, должно быть промышленного исполнения и отвечать требованиям условий работы на металлургическом производстве.

Оборудование должно работать надежно, ритмично и безаварийно в течение всего годового фонда времени работы стана. Оно должно быть рассчитано на проведение профилактики без нарушения функционирования автоматизированной системы.

Работа нового оборудования должна быть согласована с действующим оборудованием других систем автоматизации.

Связь между подстанциями и диспетчерским пунктом должна осуществляться с использованием стандартных устройств и протоколов. В качестве инструмента для создания систем сбора, обработки и представления информации в графическом виде должны применяться инструментальные оболочки, соответствующие стандартам МЭК с применением языка, используемого в документообороте комбината.

Каких-либо особых требований к оборудованию, устанавливаемому или уже установленному на подстанциях, не имеется, так как данная система универсальна в отношении источников входных данных. Единственным требованием, предъявляемым к приборам учета электроэнергии, является получение данных в аналоговой или дискретной форме. Таким образом, сбор информации для адаптивной системы может происходить любым из перечисленных далее способов:

с помощью специально предусмотренного оборудования фирмы Allen-Bradley Power Monitor посредством программного обеспечения RSEnergy;

с помощью современных микропроцессорных релейных защит, способных не только защищать силовые цепи, но и измерять необходимые параметры;

с помощью контроллера автоматически регулируемых конденсаторных батарей (см. выбор оборудования);

с помощью специально устанавливаемых измерительных контроллеров.

4.4 Выбор оборудование для адаптивной системы

4.4.1 Учет электроэнергии

Как уже говорилось ранее, адаптивная система универсальна в отношении способа учета электроэнергии. Если на подстанции имеется уже установленная, например, микропроцессорная защита, то установки никакого дополнительного оборудования не требуется. Если же на подстанции нет ничего, что может производить сбор информации в дискретном либо аналоговом виде, то мной предлагается установка оборудования фирмы Allen-Bradley семейства PowerMonitor и программного обеспечения RSEnergy.

4.4.1.1Устройство мониторинга PowerMonitor

PowerMonitor - автономное высокотехнологическое устройство управления и мониторинга электроснабжения со встроенными функциями мониторинга, анализа, архивирования и управления[14].

Функции данного устройства:

а) функция отображения:

напряжения по фазам;

токи по фазам;

коэффициент мощности cos ;

коэффициент искажений;

активная, реактивная, полная мощность;

активная, реактивная энергия;

частота;

пиковое значение всех перечисленных параметров;

активная, реактивная энергия: потребленная и сгенерированная;

коэффициент несимметрии;

последовательность чередования фаз;

б) функция архивирования:

регистрация событий во времени;

регистрация минимальных, максимальных значений;

более подробная регистрация отдельных событий;

счетчик активной и реактивной энергии: потребляемой и генерируемой;

в) функция анализа:

спектральный анализ и осциллографирование;

коэффициент линейных искажений тока и напряжения;

г) функция управления:

два управляемых однополюсных резервированных контакта, конфигурируемых пользователем;

четыре конфигурируемых дискретных входа;

коммутационный интерфейс.

Программное обеспечение RSEnergy для контроля электропотребления

Самым оптимальным соотношением цены и качества является установка на каждую подстанцию программного обеспечения фирмы Rockwell Automation RSEnergy [14]. С помощью RSEnergy можно получить все необходимые данные по энергопотреблению на предприятии из любого места сети, в данном случае из диспетчерского пункта. Можно контролировать все энергопотребление по объединенной в сеть корпорации и управлять им (см. рис. 4.1). Для каждого измеряемого параметра предоставляются как данные реального времени, так и накопленные данные.

Имея прямой доступ к оборудованию Allen-Bradley по контролю за электропитанием и PLC посредством RSLinx, можно:

измерять пиковую нагрузку;

рассчитывать затраты на электроэнергию;

определять режим нагрузок;

измерять качество энергии;

суммировать нагрузку по нескольким зданиям предприятия или по всей стране.

Достоинства RSEnergy:

получение оперативной информации;

оперативный контроль в режиме реального времени;

разносторонний анализ полученных данных;

регистрирование событий.

4.4.2 Процессор для диспетчерского пункта

Модуль PLC представляет собой модуль процессоров, которые обеспечивают проверенный подход для промышленного управления. Процессоры PLC доступны в разном функциональном исполнении и могут соединяться в различные сети при распределенных процессах и для обеспечения удаленного расположения ввода-вывода.

Модульность ввода-вывода и коммуникационных интерфейсов обеспечивает перестраиваемую и расширяемую систему. Изначально конфигурируется система на число входов/выходов и сетевых связей, которое необходимо. Если в последствии возникнет необходимость в расширении системы, можно добавить модули ввода-вывода или коммуникационные интерфейсы.

Процессоры PLC-5 доступны в диапазоне форсируемых входов-выходов от максимум 512 до максимум 3072 и в диапазоне памяти пользователя от максимум 6K до максимум 100K слов. Все процессоры - способны управлять удаленно расположенными модулями ввода-вывода. Максимальное число удаленных от процессора модулей ввода-вывода колеблется от 5 до 125. Процессор может контролировать/управлять этими модулями ввода-вывода через сети ControlNet <#"1.files/image129.gif">

Рисунок 5.1 - Схема замещения линии 110-220 кВ

Активное, реактивное сопротивления линии и емкостная проводимость соответственно рассчитываются по формулам[9,13]:

 (5.1)

 (5.2)

 (5.3)

где  - соответственно погонные параметры линий,

 - длина линии (кабеля).

Рисунок 5.2 - Схема замещения двухобмоточного трансформатора

, (5.4)

 (5.5)

 (5.6)

. (5.7)

Рисунок 5.3 - Схема замещения трехобмоточного трансформатора

Расчет активных сопротивлений:

. (5.8)

Отсюда

 (5.9)

Расчет реактивных сопротивлений:

 (5.10)

 (5.11)

Опыт холостого хода проводится аналогично опыту для двухобмоточного трансформатора, поэтому активные и реактивные проводимости в трехобмоточном трансформаторе рассчитываются по тем же формулам (5.7) и (5.8).

5.1.2 Расчет параметров схем замещения линий

Кабель АСБГ 4(3*240) длина 540 м: r=70.2 Ом.

АС-240 длина 604 м: r=78,52 Ом, x=241.6 Ом; В=1721,4*10-6 См.

АС-400 длина 634 м: r =50,72 Ом, x=240,9 Ом; В=1902*10-6 См.

АС-240 длина 686 м: r =89,18 Ом, x=274,4 Ом; В=1955*10-6 См.

5.1.3 Расчет параметров схем замещения трансформаторов

Таблица 5.1 - Номинальные параметры трехобмоточного трансформатора п/ст Ильич

Согласно формулам (5.9), (5.11) имеем:

rT=1,5 Ом,

х1=56,9 Ом,

х2=0,

х3=35,7 Ом.

Согласно (5.6)-(5.7):

GT=0.0023,

BT=0.013.

Таблица 5.2 - Номинальные параметры двухобмоточного трансформатора п/ст Ильич

Согласно формулам (5.4) - (5.7) имеем:

rT=1,42 Ом,

хТ=34,7 Ом,

GT=0.0027,

BT=0.02.

Таблица 5.3 - Номинальные параметры двухобмоточного трансформатора Т1 п/ст 28, Т2 п/ст 37

Подставив номинальные параметры в (5.4) - (5.7) получим:

rT=0.92 Ом,

хТ=23 Ом,

GT=0.0038,

BT=0.0272.

Таблица 5.4 - Номинальные параметры двухобмоточного трансформатора Т2 п/ст 28, Т1 и Т2 п/ст 20.

Подставив номинальные параметры в (5.4) - (5.7) получим:

rT=0.87 Ом,

хТ=22 Ом,

GT=0.0045,

BT=0.0286.

Таблица 5.5 - Номинальные параметры двухобмоточного трансформатора п/ст 32

Подставив номинальные параметры в (5.4) - (5.7) получим:

rT=1,42 Ом,

хТ=34,7 Ом,

GT=0.0027,

BT=0.0197.

Таблица 5.6 - Номинальные параметры двухобмоточного трансформатора Т1 п/ст 33

Подставив номинальные параметры в (5.4) - (5.7) получим:

rT=1,42 Ом,

хТ=34,7 Ом,

GT=0.0027,

BT=0.0197.

Таблица 5.7 - Номинальные параметры двухобмоточного трансформатора Т2 п/ст 33

Подставив номинальные параметры в (5.4) - (5.7) получим:

rT=1,9 Ом,

хТ=44 Ом,

GT=0.0045,

BT=0.0167.

Таблица 5.8 - Номинальные параметры трехобмоточного трансформатора п/ст 6, п/ст 42, Т1 - Т2 п/ст 41

Согласно формулам (5.9), (5.11) имеем:

rT=0,8 Ом,

х1=35,5 Ом,

х2=0,

х3=22,3 Ом.

Согласно (5.6)-(5.7):

GT=0.0033,

BT=0.0181.

Таблица 5.9 - Номинальные параметры двухобмоточного трансформатора Т1 п/ст 44

Подставив номинальные параметры в (5.4) - (5.7) получим:

rT=1,42 Ом,

хТ=34,7 Ом,

GT=0.0027,

BT=0.0197.

Таблица 5.10 - Номинальные параметры двухобмоточного трансформатора Т2 п/ст 44, п/ст 43

Подставив номинальные параметры в (5.4) - (5.7) получим:

rT=1,9 Ом, хТ=44 Ом,

GT=0.0045,BT=0.0167.

Таблица 5.11 - Номинальные параметры двухобмоточного трансформатора Т1 п/ст 34, п/ст 46

Подставив номинальные параметры в (5.4) - (5.7) получим:

rT=4,38 Ом,

хТ=86,7 Ом,

GT=0.0014,

BT=0.0085.

Таблица 5.12 - Номинальные параметры двухобмоточного трансформатора Т2 п/ст 34, п/ст 2

Подставив номинальные параметры в (5.4) - (5.7) получим:

rT=1,9 Ом,

хТ=44 Ом,

GT=0.0045,

BT=0.0167.

Таблица 5.13 - Номинальные параметры двухобмоточного трансформатора п/ст 38

Подставив номинальные параметры в (5.4) - (5.7) получим:

rT=1,42 Ом,

хТ=34,7 Ом,

GT=0.0027,

BT=0.0197.

Таблица 5.14 - Номинальные параметры двухобмоточного трансформатора Т1 п/ст 37

Подставив номинальные параметры в (5.4) - (5.7) получим:

rT=1,42 Ом,

хТ=34,7 Ом,

GT=0.0027,

BT=0.0197.

Таблица 5.15 - Номинальные параметры двухобмоточного трансформатора п/ст 40

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6