Разработка автоматизированной системы управления электроснабжением КС "Ухтинская"

Таблица 1.7 – Перечень элементов расположенных в шкафу N1 АСУ-ЭС

1.4 Разработка автоматизированной системы комплексного учета энергоресурсов

АСКУ-ЭР является подсистемой АСУ-Э. Учет энергоресурсов целесообразно разделять на технический и коммерческий не только функционально, но и физически.

1.4.1 Технический учет

Применительно к КС-10 к техническому учету необходимо отнести:

§     в подсистеме САУ Т учет потребляемого газа и выработанного тепла, расхода прямой, обратной и подпиточной воды, учет наработки насосов.

§     в подсистеме САУ В и КОС учет расхода воды и стоков, учет наработки насосов.

§     в подсистеме АСУ-ЭС учет расхода электроэнергии.

Для технического учета электрической энергии используются вычисляемые значения активной и реактивной мощности на каждой отходящей линии ЦРП-10 кВ в реле Sepam 2000. Также технический учет ведется в КТП, параметры снимаются с платы 23DP61 контроллера RTU-211.

Блок Sepam позволяет получать на месте и дистанционно совокупность величин, необходимых для эксплуатации и полезных при наладке.

Ток: Измерение тока в каждой из трех фаз цепи.

Максиметр тока: Измерение наибольшего значения средних токов во всех трех фазах для определения потребляемого тока, при скачках мощности. Расчет средних токов периодически возобновляется (период осреднения может регулироваться в пределах 5, 10, 15, 30 или 60 минут).

Напряжение: Измерение трех линейных напряжений цепи.

Активная и реактивная мощность: Измерение активной и реактивной мощности с учетом направления в симметричной и несимметричной трехфазной сети.

Максиметр активной и реактивной мощности: Измерение наибольшего среднего значения активной (или реактивной) мощности для определения потребляемой мощности при скачках нагрузки. Расчет среднего значения производится периодически (период осреднения может регулироваться в пределах 5, 10, 15, 30 или 60 минут).

Коэффициент мощности: Измерение cosj с учетом емкостного или индуктивного характера передаваемой мощности.

Частота: Измерение частоты.

Активная и реактивная энергия: Алфавитно-цифровое устройство индикации показывает значения 4 счетчиков энергии:

§     потребленная активная энергия,

§     обратная активная энергия,

§     потребленная реактивная энергия,

§     обратная реактивная энергия.

При отключении питания значения счетчиков сохраняются.

Токи отключения: Измерение значения тока в каждой из трех фаз и тока замыкания на землю, которые запоминаются в тот момент, когда Sepam дает команду на отключение, чтобы знать аварийный ток (анализ повреждения) и оценить степень износа выключателя (помощь при обслуживании).

Действительный эффективный ток: Измерение действительного значения тока фазы 1 до четырехкратного значения In, с учетом:

§     основного значения тока,

§     гармоник до 21.

Запись осциллограмм аварийных режимов: Запись электрических сигналов и логической информации до и после команды на отключение коммутационного аппарата.

Платы 23DP61 контроллера RTU-211 позволяет получать на месте и дистанционно совокупность величин, необходимых для эксплуатации и полезных при наладке. На основании значений выборки вычисляются следующие величины:

§    3-х линейных напряжений;

§    3-х фазных напряжений;

§    3-х фазных токов;

§    ток нейтрали;

§    напряжение нулевой последовательности;

§    активная мощность, реактивная мощность, полная мощность;

§    коэффициент мощности, частота;

§    накопленная активная мощность, потребляемая, отпущенная;

§    накопленная реактивная мощность, потребляемая, отпущенная.

1.4.2 Коммерческий учет

Коммерческому учету подлежит только отпускаемая электроэнергия, так как единственный энергоресурс, за который производит коммерческий расчет с энергоснабжающей организацией ОАО «Комиэнерго».

В связи с тем, что для надежности системы электроснабжения планируется строительство ЦРП-10 кВ, на площадке КС-10 изменяется схема электроснабжения. Все КТП-10/0,4 кВ расположенные на промпощадке будут запитываться от ЦРП-10 кВ. ЦРП будет получать питание от двух вводов главной понизительной подстанции 110/35/10 кВ от ЗРУ-10 кВ. Поэтому для коммерческого учета электроэнергии достаточно установить в ЗРУ-10 кВ ГПП два счетчика на отходящих ячейках в ЦРП.

В настоящее время находится в эксплуатации АСКУЭ на базе КТС «Энергия» позволяющая организовать расчетный и технический учет потребления электроэнергии на КС-10. Сбор данных со счетчика производится по импульсным каналам учета с подключением их к преобразователю (УСД) Е443М2. Далее данные поступают:

а) по симплексному и полудуплексному каналам связи на плату ввода и плату ПДС соответственно, сервера КТС «Энергия»;

б) по полудуплексному каналу связи на модуль (преобразователь) интерфейсный МИ, имеющий выход RS-232, и далее по телефонному модему до ДП Центральных электрических сетей ОАО «Комиэнерго».

Расчетный учет электроэнергии на отходящих линиях 10 кВ выполнен на счетчиках типа СЭТ-4ТМ производства Нижегородского завода им. М. В. Фрунзе.

В дипломном проекте, в связи с изменение схемы электроснабжения, произвести следующую модернизацию:

§     из 14-ти счетчиков установленных на отходящих ячейках ЗРУ-10 кВ ГПП, питающих в основном КТП-10/0,4 кВ на КС-10, оставить только пять (два ввода на ЦРП-10 кВ КС-10, два ввода на ЦРП в районе ИТЦ, она ячейка на питание ЭХЗ).

§     заменить УСД Е443М2 на контроллер УИС.ЛК, при этом сохраняется функция опроса счетчиков как автоматизированной системой энергоснабжающей организации, так и системой установленной на АРМе главного оператора АСУ-ЭС (диспетчерская N1).

Преимущество применяемого контроллера УИС.ЛК в том, что он работает со стандартным протоколом применяемый в Центральных электрических сетях для опроса счетчиков. Другое преимущество контроллера УИС.ЛК в том, что он позволяет производить последовательное подключение счетчиков по цифровому каналу связи по интерфейсу RS-485.

Основные характеристики контроллера УИС. ЛК:

1.5 Разработка автоматизированной системы управления КТПСН

1.5.1 Описание автоматики работы КТПСН

Подстанция КТП предназначена для понижения напряжения с 10 до 0,4 кВ и питания потребителей располагающихся на территории компрессорной станции. Объекты КС являются потребителями 1-й категории, поэтому их электроснабжение осуществляется от двух независимых вводов. Для особо ответственных электроустановок КТП выполняют с тремя источниками питания, два от трансформаторов, работающих в режиме неявного резерва, и один – от аварийного дизель-генератора. К таким подстанциям относятся цеховые ТП.

В дипломном проекте подробно описана автоматика работы КТПСН с тремя вводами. Приведены принципиальные электрические схемы релейной защиты и автоматики (выносные листы 5,6,7,8) с включенными в них цепями автоматизированного контроля и управления.

В нормальном режиме работы КТПСН, вводные выключатели 1Q, 2Q находятся во включенном состоянии, а секционный и выключатель генератора аварийной станции в выключенном состоянии. Выключатель на аварийном вводе 4Q включен. Этот выключатель всегда находится во включенном положении в нормальном режиме и при возврате от АВР АС. Таким образом, каждый ввод питает свою секцию шин.

Каждый выключатель имеет собственный встроенный блок защит, осуществляющий максимальную токовую защиту и токовую отсечку. При срабатывании защит и отключении одного из вводных выключателей, происходит исчезновение напряжения на сборной секции шин, которую питал отключенный ввод. В этом случае при отсутствии напряжения 5-7 секунд срабатывает АВР СВ. То есть автоматика КТПСН включает секционный выключатель и обесточенная секция получает питание. При возникновении напряжения на отключенном вводе, через 9-12 секунд начинает работу автоматика возврата после АВР: отключается секционный, включается вводной.

При отсутствии напряжения на обоих вводах с выдержкой времени 7-12 секунд автоматика КТПСН включает АВР АС, т.е. подается команда на запуск аварийного дизель-генератора и при выходе его на номинальные обороты включается генераторный автомат. При возникновении напряжения на одном из вводов, через 30-60 секунд, производится автоматический возврат после АВР АС.

При реализации системы автоматизированного контроля и управления, существует возможность контролирования работы автоматики АВР СВ и АВР АС, как на уровне контроллера так и на уровне АРМа. В любом случае в системе MicroSCADA возможно создать программу, загруженную в контроллер, которая контролировала бы правильность работы автоматики КТПСН и выдавала информацию на АРМ или совсем ее заменяла.

1.5.2 Реализация автоматического включения резерва (АВР)

Условие включения АВР СВ следующее: исчезновение напряжение на вводе 1(2), отключение выключателя 1Q(2Q), наличие напряжения на 2(1)-м вводе, разрешение на включение АВР СВ из панели управления (включено двух позиционное реле 1KB). Далее действия защиты следующие:

Отключается реле напряжения пускового органа KV (из схемы 1Q(2Q), выносной лист 6) и своими контактами 5-7 замыкает цепь реле KT1, которое с выдержкой времени своими контактами 3-5 замыкает цепь отключения от АВР СВ, подается команда на выключение выключателя 1Q (на катушку отключения K2). При этом, чтобы сработала цепь отключения от АВР СВ необходимо: чтобы было напряжение на вводе 2 (замкнуты контакты1-3 реле KV из схемы 2Q) и было отключено реле контроля напряжения на вводе 2KL1 (из схемы 1Q).

Выключение 1Q приводит к следующему:

§     выпадению блинкера КН2, включению KQT2;

§     включению звуковой сигнализации, аварийного выключения выключателя ввода (цепь +ШС, 1KCC2:7-8, KQQ2:2-4, 1Q-S:6-2, ШЗА);

§     миганию лампы 1-HLG;

§     реле фиксации команд KQQ2 остается в том же положении (контакт 12 разомкнут, 14 – замкнут);

§     в схеме 3Q (выносной лист 7) срабатывает цепочка включения по АВР (2KCC:1-2, KQC2:5-6, KQT2:7-8).

Чтобы произошло включение реле KCC1 и соответственно включение секционного выключателя СВ необходимо, чтобы были выполнены следующие условия:

§     сработала цепочка, описанная выше (включение по АВР);

§     отключены реле запрета АВР KL1 и KL2, которые включаются, если срабатывает защита от однофазных к.з.;

§     отключен выключатель генератора или вводной от АС – 4Q;

§     включен 1KB.

Таким образом, срабатывает цепочка (схема 3Q, выносной лист 7): +ШУ, контакт 1KB, 1KQT1:5-6, 2KCC2:1-2, KQC2:5-6, KQT2:7-8, KL1:1-2, KL2:1-2, KH1, KCC1, -ШУ). Вводной выключатели, например, 2Q находятся во включенном состоянии, а второй ввод 1Q отключен. Секционный выключатель и 4Q выключены.

Возврат после АВР СВ происходит при возникновении напряжения на вводе 1. В схеме 3Q срабатывает реле времени восстановления напряжения на вводе KT1, которое срабатывает в следующем случае:

§     должен быть включен Q2 (замнут KQ2:7-8);

§     на обоих вводах должно быть напряжение.

Контакты KT1:3-5 включают реле KL4, контакты которого 9-10 отключают СВ. Другие контакты KL4:3-4 включают промежуточное реле включения вводных выключателей KL5, которое своими контактами 3-4 включит 1Q (в схеме 1Q, выносной лист 6). Включается 1Q, возобновляется нормальная работа КТП.

АВР АС включается в случае пропадания напряжений на обоих вводах или при сработавшем АВР СВ и пропадании напряжения и на втором вводе. При исчезновении напряжения на секции, с выдержкой времени отключится реле KT1 (схема 4Q, выносной лист 8).

Для подачи команды на включение АС, т.е. включение реле KL5 необходимо чтобы были выключены вводные выключатели 1Q, 2Q и включилось реле KL4.

Условие включения KL4 следующие:

§     включено реле двух позиционное реле 2KB (разрешение на включение АВР АС из панели управления);

§     отключены реле 1KL1 (в схемах 1Q, 2Q) – отсутствует напряжение на вводах;

§     отключено реле KT1;

§     включен 4Q;

§     наличие напряжения =24 В, необходимое для работы автоматики АС (реле KL6 включено);

Таким образом, включается цепочка: +ШУ, SF1, 2KB, 1Q-1KL1:1-2, 2Q-1KL1:1-2, KT1:3-5, 4Q-S2:1-7, KL6:3-4, реле KL4, SF1, -ШУ.

Включается реле KL4 и контактом 5-6 отключает 1Q, 7-8 отключает 2Q. После отключения 1Q и 2Q своим замыкается цепь включения реле KL5. Подается команда на включение дизельной электростанции.

Возврат после АВР АС происходит при возникновении на каком-либо вводе напряжения. Включается реле времени восстановления напряжения на вводе KT2, которое с выдержкой времени своими контактами 3-5 замкнет реле отключения АС KL2 – пойдет команда на отключение. После отключения дизельной электростанции и отключения выключателя генератора сработает реле включения 1Q, 2Q KL3. Реле KL3 включит вводные по следующей цепочке: +ШУ, SF1, 2KB, KL3:3-4, 2KL1, KH1, 1KCC2, SF1, -ШУ. То есть цепочка сработает только при наличие напряжения на вводах (контакты 2KL1:3-4 замкнуты).

В КТПСН предусмотрена защита от однофазных к.з. Трансформатор тока ТА-N в нулевом проводе, установленный на вводе, к которому подключено реле KA. При броске тока срабатывает реле КА и своими контактами 1-3, подключает реле времени КТ2, которое с выдержкой времени включает реле KL2, контакты которого 2-4 подают команду на отключение вводного выключателя.

1.5.3 Система сбора данных и диспетчерского управления КТПСН

Вся система сбора информации и управления строится на основе контроллера RTU-211. Включение контроллера в автоматику КТПСН представлено на выносных листах 3, 4. В таблице 1.8 приведен перечень сигналов передаваемых с контроллера в АСУ и наоборот. В таблице 1.8 приняты следующие обозначения: ТС – телесигнализация; ТИ – телеизмерение, ТУ – телеуправление.

Таблица 1.8 – Объем автоматизации контроля и управления КТПСН

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10