Современные технические средства и инновационные технологии в АСУТП электростанций и подстанций

Введение
Электротехническое оборудование подстанций — специальные устройства, предназначенные для производства, передачи, распределения и изменения характеристики электроэнергии.
Автоматизированная система управления подстанции — система, включающая ПТК (программно-технический комплекс), который предназначен для решения различных задач сбора, обработки, анализа, визуализации, хранения и передачи технологической информации и автоматизированного управления оборудованием трансформаторной подстанции.
Также АСУ включает и соответствующие действия персонала по контролю и оперативному управлению технологическими процессами подстанции, выполняемые во взаимодействии с ПТК.
Создание АСУ подстанции следует начинать поэтапно.
Начинают с менее сложных и ответственных управлений, автоматических регулирований и релейной защиты. Интегрированная система управления подстанции — это завершённая в полном объеме АСУ подстанции. АСУ подстанции функционирует на трех уровнях: нижнем, среднем и высоком.
Нижний уровень. Здесь происходит сбор информации о состоянии объекта управления и выработка управляющих воздействий на него. К этому уровню можно отнести датчики, первичные преобразователи, клапаны с различными приводами.
На среднем уровне происходит сбор всех данных с нижнего уровня, обработка информации в соответствии с необходимыми критериями и передача сигналов на регулирующие органы.
На верхнем уровне происходит визуализация технологического процесса и обработка данных — здесь можно управлять процессом, менять параметры и установки. Наблюдение реализуется при помощи компьютеров с установленным на них программным обеспечением.
Чаще всего используется программное обеспечение SCADA — система, которое позволяет архивировать все параметры и выводить их в виде таблиц и графиков.
В составе АСУ ТП подстанцией предусматриваются следующие функции: Оперативное управление — сбор и обработка информации, чаще всего дискретной и аналоговой, формирование, обновление, корректировка базы данных, регистрация аварийных ситуаций и переходных процессов, определение ресурса трансформаторов и коммутационного оборудования.
Автоматическое управление — управление напряжением и реактивной мощностью, составом работающих трансформаторов, управление нагрузкой в аварийных режимах.
Релейная защита — релейная защита всех элементов подстанции, диагностирование и проверка релейной защиты и автоматики, адаптация релейной защиты, анализ действия релейной защиты по сигнализации, резервирование отказа выключателей.
Хорошая работа и качество АСУ подстанции зависит от многих факторов. Например, от применяемых контроллеров, блоков ввода-вывода информации. Зачастую важным в работе АСУ является правильный выбор блоков-питания, контакторов, пакетных переключателей, проводов, кабельной системы и различных датчиков.
Если экономить на надежности, применять нелицензированное оборудования и программное обеспечение, то можно прийти к получению ряда проблем. В последствии придется тратить ещё большие деньги для того, чтобы установить реальную АСУ, а не её копию.
На стоимости оборудования и компонентов, входящих в АСУ экономить нежелательно. Но есть пути снижения стоимости АСУ подстанции. Так, например, можно доверить выполнение монтажа кабельных систем своим монтажникам.
Таким образом, можно сделать вывод, что необходимо внимательно выбирать компанию, оборудование для АСУ подстанции, а также с особой строгостью отнестись к выбору персонала, который в дальнейшем будет работать со всем этим.



 
Диагностика электрооборудования электрических станций и подстанций
Технологическая структура диагностики электрооборудования ТП
Первый технологический уровень – автоматизированный контроль состояния основного электрооборудования по результатам мониторинга параметров нормальных и аварийных режимов работы.
Данное направление работы не требует оснащения оборудования дополнительными датчиками и устройствами. Первичная информация может быть получена от существующих регистраторов аварийных событий, существующей системы АСУ ТП подстанций и предприятий и АИИС КУЭ. Необходима разработка алгоритмов и программного обеспечения для включения таких методов контроля в состав существующих систем АСУ ТП.
На этом же уровне может использоваться информация от специализированных систем диагностики, устанавливаемых на электрооборудовании. При этом, установка таких систем диагностики на электрооборудование должна осуществляться только при наличии технологического и экономического обоснования.
Второй технологический уровень – периодический контроль параметров работающего в нормальном режиме оборудования под рабочим напряжением с использованием современных методов и аппаратуры.
Третий технологический уровень – проведение испытаний и измерений на отключенном оборудовании. Такой контроль должен осуществляться только в тех случаях, когда отсутствуют методы и аппаратные средства выявления каких-либо дефектов оборудования на первом и втором технологических уровнях или для уточнения характера и места дефекта, его опасности и технологии устранения дефектов (объемы и методы ремонтно-восстановительных работ), выявленных на первом или втором технологическом уровнях.






 
Функции АСУ ТП
Рассмотрим функционирование АСУ ТП на примере ТЭС и АЭС
Современные АСУ ТП АЭС и ТЭС являются, как правило, 2-уровневыми, в которых вычислительный комплекс выполняет следующие функции:
 контроль хода технологического процесса;
 расчет косвенно-определяемых показателей (технико-экономических показатели, расчет энерговыделення в реакторе и др.);
 диагностика оборудования;
 регистрация предаварийных и аварийных ситуаций;
 оптимизация режима работы;
 ведение документации;
 оперативная связь с верхним уровнем управления (АСУ АЭС).
На 1-м уровне управления выполняются такие функции:
 автоматическая стабилизация параметров;
 дистанционное управление объектом с помощью оператора;
 управление функциональными группами в нормальных режимах, в режимах пуска и останова энергоблока;
 автоматические защиты, блокировки и включение резерва;
 автоматический пуск и останов энергоблока.
Поскольку функции АСУ ТП разнообразны и с энергоблока поступает огромное количество информации, то в комплекс технических средств (КТС) АСУ ТП входят информационный (ИК) и вычислительный (ВК) комплексы. В информационном комплексе осуществляются сбор, первичная обработка и отображение информации от аналоговых и дискретных сигналов. Устройствами отображения информации могут быть: печатающие устройства, электронно-лучевые индикаторы (ЭЛИ), цифровые приборы, аналоговые показывающие и