ОПРЕДЕЛЕНИЯ 4
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 6
ВВЕДЕНИЕ 7
1 Анализ нормативных требований, описание объекта исследования 10
1.1 Нормативные требования к эксплуатационным характеристикам технических устройств и методов контроля гидротехнических сооружений 10
1.2 Характеристика производственного объекта 12
1.2.1 Общие сведения 12
1.2.2 Расположение 14
1.2.3 Промышленная и экономическая значимость объекта 15
2 Анализ технического оснащения приборами и средствами контроля технического состояния объекта исследования - Жигулевской ГЭС 17
2.1 Описание действующей системы сбора данных с
контрольно-измерительной аппаратуры ГТС 17
2.2 Недостатки действующей системы 19
3 Описание предлагаемой системы автоматизации контрольно-измерительной аппаратуры на гидротехнических сооружениях ГЭС 20
3.1 Общие сведения 20
3.2 Концепция, архитектура и описание системы автоматизации контрольно-измерительной аппаратуры на здании Жигулевской ГЭС 21
3.2.1 Общая концепция и архитектура АСДК ГТС 21
3.2.2 Описание автоматизированной системы опроса КИА на
бетонных сооружениях Жигулевской ГЭС 25
3.3 Анализ данных натурных наблюдений. Выбор диапазона
измерений датчиков 27
3.4 Выбор типов датчиков и основной телекоммуникационной аппаратуры 40
3.4.1 Технико-экономическое сравнение датчиков избыточного давления .. 40
3.4.2 Выбор датчиков линейных перемещений 44
3.4.3 Общий итог по выбору типов датчиков 46
3.4.4 Выбор основной телекоммуникационной аппаратуры для
интеграционных шкафов 47
3.5 Технические характеристики датчиков и основной аппаратуры
системы автоматизации 48
3.6 Схемы и оборудование системы телекоммуникаций 66
3.7 Конструкции и описание автоматизированной контрольно-измерительной аппаратуры 73
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 86
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 87
На территории Российской Федерации (РФ) имеется более 30 тыс. водохранилищ и около тысячи накопителей промышленных стоков и отходов. Наиболее крупные водохранилища созданы плотинами гидроэлектростанций. На предприятиях топливно-энергетического комплекса эксплуатируется 240 водохозяйственных сооружений, в том числе 105 гидроэлектростанций.
При эксплуатации гидротехнических сооружений должны быть обеспечены надежность и безопасность их работы, а также бесперебойная и экономичная работа технологического оборудования электростанций при соблюдении положения по охране окружающей среды. Также гидротехнические сооружения должны удовлетворять нормативной документации по устойчивости, прочности, долговечности.
Обеспечение безопасности и надежности в процессе эксплуатации бетонных гидротехнических сооружений тесно связано с качеством и эффективностью их контроля.
Особенностью большей части гидротехнических сооружений является то, что они возводятся на участках местности со сложными геологическими и гидрогеологическими показателями, подвержены воздействию сил напора воды, ее размывающему воздействию, действию льда и волн, фильтрационных потоков и т.п. Эти условия требуют особого внимания при эксплуатации гидротехнических сооружений. Мировой опыт гидротехнической эксплуатации показывает, что ослабление контроля приводит к повреждению и разрушению гидротехнических сооружений, для крупных объектов это может быть связано с катастрофическими последствиями.
Кроме того в процессе эксплуатации ГТС разрабатываются новые регламентирующие документы, появляются новые средства и методы контроля, применение которых обеспечивает эффективность мониторинга.
Поэтому проблема совершенствования контроля состояния ГТС является актуальной.
Целью работы является разработка рекомендаций по улучшению системы мониторинга безопасности гидротехнических сооружений и их реализация на примере Жигулевской ГЭС.
Задачи:
- Анализ состояния системы диагностики бетонных гидротехнических сооружений;
- Разработка проекта автоматизации процессов измерений и сбора информации с контрольно-измерительной аппаратуры гидротехнических сооружений;
- Определение диапазона измерений датчиков;
- Выбор типов датчиков и основной телекоммуникационной аппаратуры.
Объектом исследования является система мониторинга безопасности гидротехнических сооружений. Предметом исследования является автоматизированная система диагностического контроля.
Теоретическая база основывается на результатах теоретических исследований отечественных и зарубежных авторов в области обеспечения безопасности гидротехнических сооружений.
Научная новизна исследования:
- Изменение подхода к мониторингу состояния тела бетонной плотины гидроэлектростанции, и улучшение методов регистрации механических параметров характеризующих состояние плотины;
- Разработка современного, отвечающего последним требованиям стандартов, проекта автоматизации процессов измерений и сбора информации с контрольно-измерительной аппаратуры гидротехнических сооружений.
Теоретическая значимость работы состоит в развитии методических основ мониторинга гидротехнических сооружений.
Практическая значимость заключается в разработке и реализации системы мониторинга с применением магнитострикционных датчиков перемещения и пьезометрических датчиков давления.
В представленной работе рассмотрены вопросы, связанные с исследованием эффективности систем контроля и управления устройствами обеспечения безопасности бетонных плотин на объектах гидроэнергетики, проведен анализ существующей литературы и нормативных документов в данной области. Проанализированы действующие системы и выявлены их недостатки. Разработаны методические основы совершенствования систем безопасности и приведены практические рекомендации по совершенствованию системы мониторинга за счет применения новых систем диагностического контроля и современного оборудования. Выбраны технические характеристики, конструктивное исполнение и организация автоматизированной системы диагностического контроля состояния гидротехнических сооружений. Представлена структура автоматизированной системы диагностического контроля и характеристики ее различных подсистем с учетом реализации проекта создания автоматизированной системы.
