Введение 3
1 Анализ технологического объекта управления и предлагаемой системы 6
1.1 Программно-технические средства нижнего уровня 8
1.2 Программно-технические средства среднего уровня 10
1.3 Программно-технические средства верхнего уровня 12
1.4 Элементы системы 14
1.5 Методика испытаний предлагаемой системы 29
1.6 Технические требования к АСУ ТП 32
2 Исследование основных технологических и общесистемных функций АСУ ТП 44
2.1 Технологические функции АСУ ТП 45
2.2 Общесистемные функции АСУ ТП 57
2.3 Смежные средства и системы контроля и управления подстанцией...65
3 Расчет технико-экономических показателей при внедрении АСУ ТП на ПС..72
3.1 Капитальные вложения 72
3.2 Годовые эксплуатационные затраты 73
3.3 Оценка эффективности проекта по внедрению АСУ ТП 76
Заключение 79
Список используемых источников 82
На сегодняшний день одним из основных технических решений по вопросам повышения быстроты и безошибочности действий персонала, улучшение контроля над технологическим процессом является внедрение автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТП).
АСУ подстанции создается с целью обеспечить комплексную автоматизацию технологических процессов, что приводит к повышению эффективности и надежности работы оборудования.
Поставленная цель достигается за счёт:
- представление персоналу более полной, достоверной информации о работе оборудования;
- упрощения эксплуатации средств автоматизации подстанции;
- существенного сокращения простоев и уменьшения количества отказов средств автоматизации подстанции.
Разработка АСУ ТП предусматривает решение следующих задач:
1. Анализ технологического объекта управления и предлагаемой системы
2. Исследование основных общесистемных и технологических функций АСУ ТП
3. Расчет технико-экономических показателей при внедрении АСУ ТП
Для решения первой задачи предусматривается составление характеристики объекта автоматизации, а также описание состава и структуры системы.
Средства АСУ ТП должны обеспечивать реализацию широкого набора различных функций, с учетом принципов проектирования АСУ для высоковольтных подстанций (ПС). Данные функции решаются путем использования программного обеспечения, которое поставляется в составе комплекса, являющегося базой для создания АСУ ТП.
Расчет технико-экономических показателей при внедрении АСУ ТП на подстанции представляет собой комплексный анализ организационных, технических и экономических характеристик проектного решения.
Основным элементом внедрения при реализации АСУ ТП является автоматизированная информационно-измерительная система коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ).
«Система АИИС КУЭ ПС предназначается для осуществления автоматизации процесса коммерческого учета электроэнергии и мощности, а также для контроля распределения и потребления электроэнергии и мощности, проходящей через все присоединения подстанции с целью получения на всех уровнях управления точной, достоверной и легитимной информации» [1].
Создание системы АИИС КУЭ ПС предусматривает выполнение следующего объема работ:
• разработка, согласование и утверждение техно-рабочего проекта;
• поставка оборудования и программного обеспечения;
• монтаж оборудования на объекте;
• пуско-наладочные работы;
• наладка технических и программных средств АИИС КУЭ;
• конфигурация, программирование счетчиков, устройств сбора и передачи данных (УСПД) и др. оборудования;
• ревизия информационно-измерительного комплекса (ИИК);
• предварительные испытания;
• опытная эксплуатация системы;
• утверждение типа АИИС в качестве единичного экземпляра средств
измерений (СИ):
- разработка программы и методики испытаний с целью утверждения типа СИ;
- проведение испытания с целью утверждения типа СИ;
- внесение АИИС КУЭ в Госреестр СИ;
• создание Методики выполнения измерений:
- разработка и согласование технического задания (ТЗ);
• метрологическая поверка измерительных каналов АИИС КУЭ;
• испытания АИИС с целью установления соответствия техническим требованиям ОРЭ, подтверждение класса качества АИИС КУЭ:
- разработка Программы и методики испытаний;
- проведение испытаний;
• проведение приемочных испытаний системы, сдача комплекса в постоянную эксплуатацию.
Монтаж и наладку оборудования должен проводить квалифицированный персонал. Уровень подготовки монтажников в соответствии с «Правилами техники безопасности по устройству и эксплуатации электроустановок на напряжение до 1000В» должен быть не ниже 3 квалификационной группы по электробезопасности, а также им должны быть предоставлены соответствующие защитные средства.
Внедрение АСУ на подстанции позволит оснастить объект управления микропроцессорными устройствами защит и автоматики, объединение различных средств автоматизации в единую информационную и управляющую систему.
Средства АСУ ТП должны обеспечивать реализацию системы контроля и управления подстанции, решающей задачи управления, контроля, измерений и диагностики с передачей информации в центр управления сетями (ЦУС).
При этом средства АСУ ТП подстанции будут выполнять функции традиционных устройств телемеханики.
Программно-технические средства, входящие в состав АСУ ТП ПС 220/110/10 кВ, должны быть серийными, унифицированными, со сроком службы не менее 12 лет (с учетом своевременного технического обслуживания отдельных компонентов и системы в целом).
Средний срок службы МП терминалов защит и автоматики должен быть не менее 20 лет.
«Разработка ПТК должна осуществляться на основе и с учетом положений и требований, действующих в настоящее время стандартов, норм, правил и других НТД» [31].
Исследованы основные технологические и общесистемные функции АСУ ТП, а также смежные средства и системы контроля и управления подстанцией.
В состав технологических функций входит:
- контроль текущего режима и состояния главной схемы подстанции;
- автоматизированное управление коммутационными аппаратами ПС 220/110/10 кВ;
- технологическая аварийная и предупредительная сигнализация в АСУ ТП;
- регистрация аварийных ситуаций в АСУ ТП;
- контроль (мониторинг) состояния электрооборудования ПС;
- технический учет электроэнергии. Балансные расчеты;
- контроль качества электроэнергии;
- определение места повреждения на ВЛ 220 и ВЛ 110 кВ;
- контроль кратковременного повышения напряжения;
- подсистема сбора и передачи технологической информации.
В состав общесистемных функций АСУ ТП:
- синхронизация компонентов ПТК АСУ ТП;
- тестирование и самодиагностика компонентов ПТК;
- архивирование информации;
- защита информации;
- формирование документов;
- организация внутрисистемных коммуникаций между компонентами АСУ ТП. Информационный обмен с автономными подсистемами.
При исследовании смежных средств и системы контроля и управления подстанцией, рассмотрено:
- взаимосвязи с устройствами РЗА и технологической автоматики;
- взаимосвязи с устройствами ПА;
- взаимосвязи с подсистемой АСКУЭ;
- взаимосвязь с самостоятельной системой видеонаблюдения и другими инженерными системами подстанции;
- система информационного взаимодействия в структуре АСДУ;
- система сбора и передачи информации для АСТУ;
- организация доступа к уставкам МП РЗА.
Таким образом, на ПС 220/110/10 кВ должна быть предусмотрена возможность эксплуатации АСУ ТП постоянным обслуживающим персоналом для выполнения следующих задач:
- нормальный режим работы объекта;
-проведение ремонтных работ и введение в эксплуатацию отремонтированного оборудования;
- техническое обслуживание в соответствии с графиком (плановое);
- внеплановое техническое обслуживание.
Произведен расчет технико-экономических показателей при внедрении АСУ ТП на ПС.
С учетом проектных и монтажных работ капитальные затраты на внедрение АСУ ТП на существующей подстанции составили КАСУТП = 2 000 000 руб.
Годовые эксплуатационные затраты составили 8Э = 6045320 руб/год. Для определения данного вида затрат также определены следующие расходы:
- годовые амортизационные отчисления: 8ам = 80 000 руб/год;
- затраты на ремонт, обслуживание и содержание оборудования: SpoC = 60 000 руб/год;
- затраты на оплату труда: SOT = 3 936 000 руб/год;
- затраты на социальные нужды: SC]I = 1 180 800 руб/год;
- прочие расходы: SnP = 788520 руб/год.
Для оценки эффективности проекта по внедрению АСУ ТП определены следующие параметры:
- экономический эффект: Э = 1 862 080;
- срок окупаемости: ТО = 1,1 года;
- коэффициент экономической эффективности: КЭ = 0,93.
Инвестиционный проект может считаться привлекательным при его окупаемости в 6-7 лет. После выполнения технико-экономического расчета основных показателей данный проект по внедрению АСУ ТП можно считать эффективным, так как срок его окупаемости составляет 1,1 года.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
