Помощь студентам в учебе
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПОДСТАНЦИЕЙ РТП-26047
|
АННОТАЦИЯ 2
Введение 7
1 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 9
1.1 Система управления распределительной подстанцией РТП-10кВ 9
1.2 Сравнение отечественных и передовых зарубежных систем АСУ РТП 11
2 ВЫБОР АРХИТЕКТУРЫ АСУ РТП-26047 15
2.1 Цель и задачи создания АСУ РТП-26047 15
2.2 Архитектура первого уровня АСУ РТП 18
2.3 Архитектура второго уровня АСУ РТП 20
2.4 Архитектура третьего уровня АСУ РТП 23
3 РАСЧЕТ АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ И КОЭФФИЦИЕНТА ГОТОВНОСТИ 27
3.1 Расчет токов короткого замыкания для РТП – 26047 27
3.2 Проверка установленных аппаратов защиты АСУ РТП 30
3.3 Расчет коэффициента готовности системы АСУ РТП 35
4 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ АСУ РТП – 26047 41
4.1 Структурная схема АСУ РТП – 26047 41
4.2 Устройства защиты, измерения и управления оборудованием 41
4.3 Аппараты контроля изоляции и измерения качества электроэнергии 43
5 ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА АСУ РТП – 26047 45
5.1 Функциональная схема АСУ РТП – 26047 45
5.2 Функции контроля и управления РТП – 26047 46
5.3 Функции автоматического изменения конфигурации энергосистемы 47
5.4 Функции управления нагрузками 49
5.5 Функции управления электроэнергией и контроля энергопотребления 49
5.6 Функции управления качеством электроэнергии 50
5.7 Функции имитации 51
6 РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ 52
6.1 Расчет затрат на внедрение системы АСУ РТП – 26047 52
6.2 Расчет экономической целесообразности разработки и внедрения системы 55
6.3 Расчет ожидаемой условно-годовой экономии от работы АСУ РТП .57
7 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 59
7.1 Краткое описание производственного участка 59
7.2 Анализ вредных и производственных факторов при работе РТП 59
7.3 Выбор нормативных значений факторов рабочей среды 60
7.4 Охрана труда 61
7.5 Эргономика и производственная эстетика 647.6 Противопожарная и взрывобезопасность 65
7.7 Экологическая безопасность 66
7.8 Обеспечение безопасности при угрозе чрезвычайных ситуаций 67
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 69
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 70
Введение 7
1 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 9
1.1 Система управления распределительной подстанцией РТП-10кВ 9
1.2 Сравнение отечественных и передовых зарубежных систем АСУ РТП 11
2 ВЫБОР АРХИТЕКТУРЫ АСУ РТП-26047 15
2.1 Цель и задачи создания АСУ РТП-26047 15
2.2 Архитектура первого уровня АСУ РТП 18
2.3 Архитектура второго уровня АСУ РТП 20
2.4 Архитектура третьего уровня АСУ РТП 23
3 РАСЧЕТ АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ И КОЭФФИЦИЕНТА ГОТОВНОСТИ 27
3.1 Расчет токов короткого замыкания для РТП – 26047 27
3.2 Проверка установленных аппаратов защиты АСУ РТП 30
3.3 Расчет коэффициента готовности системы АСУ РТП 35
4 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ АСУ РТП – 26047 41
4.1 Структурная схема АСУ РТП – 26047 41
4.2 Устройства защиты, измерения и управления оборудованием 41
4.3 Аппараты контроля изоляции и измерения качества электроэнергии 43
5 ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА АСУ РТП – 26047 45
5.1 Функциональная схема АСУ РТП – 26047 45
5.2 Функции контроля и управления РТП – 26047 46
5.3 Функции автоматического изменения конфигурации энергосистемы 47
5.4 Функции управления нагрузками 49
5.5 Функции управления электроэнергией и контроля энергопотребления 49
5.6 Функции управления качеством электроэнергии 50
5.7 Функции имитации 51
6 РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ 52
6.1 Расчет затрат на внедрение системы АСУ РТП – 26047 52
6.2 Расчет экономической целесообразности разработки и внедрения системы 55
6.3 Расчет ожидаемой условно-годовой экономии от работы АСУ РТП .57
7 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 59
7.1 Краткое описание производственного участка 59
7.2 Анализ вредных и производственных факторов при работе РТП 59
7.3 Выбор нормативных значений факторов рабочей среды 60
7.4 Охрана труда 61
7.5 Эргономика и производственная эстетика 647.6 Противопожарная и взрывобезопасность 65
7.7 Экологическая безопасность 66
7.8 Обеспечение безопасности при угрозе чрезвычайных ситуаций 67
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 69
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 70
РТП – 26047 распределительная трансформаторная подстанция 10кВ расположена в жилом секторе города Москвы на Новинском бульваре, потребителями 10 кВ являются две трансформаторные подстанции ТП 14323А и ТП 27662А по 0,4кВ ЗАО «Лотте Рус» и жители дома №8.
РТП – 26047 состоит из двух РУ 10 кВ укомплектованных шкафами SM-6 производства Schneider Electric, 1 секция 10кВ получает питание от районной ТЭЦ - 12 по двум кабельным линиям, 2 секция 10кВ питается по двум кабельным линиям от ПС 805, секции 10кВ соединены между собой секционной перемычкой. В каждом РУ есть свой трансформатор собственных нужд ТСН-1, ТСН-2. Собственные нужды запитаны с ящика собственных нужд 1 и 2 секции.
РТП – 26047 обслуживает персонал оперативно-выездной бригады, у которой таких подстанций десятки, поэтому контроль и защиту электрооборудования осуществляют аналоговые и цифровые устройства, установленные на самом электрооборудовании подстанции. Эти устройства максимально быстро предотвращают аварийные ситуации возникшие на оборудовании подстанции: короткие замыкания, перегрузки, пожары и другие аварийные режимы работы. Но обо всех этих повреждениях диспетчер и оперативный персонал может узнать только от потребителей у которых возникли перебои с электричеством или по прибытию на РТП.
Осмотр РТП – 26047 осуществляется в плановом порядке не реже одного раза в 6 месяцев, за это время могут произойти пробои изоляции, повреждение контактных соединений, воздействие окружающей среды может привести к образованию конденсата. Ремонты на подстанции проводятся по графикам ППР, а также по мере необходимости или в случае повреждения электрооборудовании в результате возникшей аварийной ситуации.
Разработка и внедрение автоматизированной системы управления АСУ распределительной подстанцией позволит:
- сократить внеплановые простои электрооборудования и продлить его срок службы, поскольку персонал будет заранее проинформирован о развивающихся повреждениях;
- снизить стоимость обслуживания подстанции благодаря лучшему планированию работ и выявлению недогруженного оборудования;
- повысить безопасность при производстве переключений в электроустановке.
Целью выпускной квалификационной работы является повышения коэффициента готовности электрооборудования распределительной подстанции РТП- 26047 г. Москвы.
В рамках поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- разработка структурной схемы автоматизации подстанции;
- расчет аппаратов защиты и коэффициента готовности системы АСУ РП- 26047;- выбор оборудования для организации автоматизации подстанции;
- разработка структурной схемы АСУ РТП-26047;
- разработка функциональной схемы АСУ РТП-26047;
- оценка технико-экономических показателей проекта;
Объект – распределительная подстанция РТП-26047 города Москвы.
Предмет – автоматизированная система управления распределительной подстанцией РТП-26047 города Москвы.
РТП – 26047 состоит из двух РУ 10 кВ укомплектованных шкафами SM-6 производства Schneider Electric, 1 секция 10кВ получает питание от районной ТЭЦ - 12 по двум кабельным линиям, 2 секция 10кВ питается по двум кабельным линиям от ПС 805, секции 10кВ соединены между собой секционной перемычкой. В каждом РУ есть свой трансформатор собственных нужд ТСН-1, ТСН-2. Собственные нужды запитаны с ящика собственных нужд 1 и 2 секции.
РТП – 26047 обслуживает персонал оперативно-выездной бригады, у которой таких подстанций десятки, поэтому контроль и защиту электрооборудования осуществляют аналоговые и цифровые устройства, установленные на самом электрооборудовании подстанции. Эти устройства максимально быстро предотвращают аварийные ситуации возникшие на оборудовании подстанции: короткие замыкания, перегрузки, пожары и другие аварийные режимы работы. Но обо всех этих повреждениях диспетчер и оперативный персонал может узнать только от потребителей у которых возникли перебои с электричеством или по прибытию на РТП.
Осмотр РТП – 26047 осуществляется в плановом порядке не реже одного раза в 6 месяцев, за это время могут произойти пробои изоляции, повреждение контактных соединений, воздействие окружающей среды может привести к образованию конденсата. Ремонты на подстанции проводятся по графикам ППР, а также по мере необходимости или в случае повреждения электрооборудовании в результате возникшей аварийной ситуации.
Разработка и внедрение автоматизированной системы управления АСУ распределительной подстанцией позволит:
- сократить внеплановые простои электрооборудования и продлить его срок службы, поскольку персонал будет заранее проинформирован о развивающихся повреждениях;
- снизить стоимость обслуживания подстанции благодаря лучшему планированию работ и выявлению недогруженного оборудования;
- повысить безопасность при производстве переключений в электроустановке.
Целью выпускной квалификационной работы является повышения коэффициента готовности электрооборудования распределительной подстанции РТП- 26047 г. Москвы.
В рамках поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- разработка структурной схемы автоматизации подстанции;
- расчет аппаратов защиты и коэффициента готовности системы АСУ РП- 26047;- выбор оборудования для организации автоматизации подстанции;
- разработка структурной схемы АСУ РТП-26047;
- разработка функциональной схемы АСУ РТП-26047;
- оценка технико-экономических показателей проекта;
Объект – распределительная подстанция РТП-26047 города Москвы.
Предмет – автоматизированная система управления распределительной подстанцией РТП-26047 города Москвы.
В выпускной квалификационной работе разработана автоматизированная система управления распределительной подстанции РТП – 26047.
Рассчитана электрическая нагрузка потребителей РТП – 26047 в среднем равна 591 А, мощности трансформаторов, подключенных к подстанции равна 3760 МВА.
Замена первичных преобразователей системы, т.е. трансформаторов тока и напряжения не требуется они удовлетворяют требованиям системы.
Разработана структурная и функциональная схема АСУ РТП с применением микропроцессорного оборудования французской фирмы Schneider Electric. Устанавливается инфраструктура контроллеров Easergy T300, для обеспечения безопасного обмена данными в среде SCADA. Меняется электромеханическая релейная защита на микропроцессорную SCADA-системы PACIS-EMCS. Производится замена контроллеров телемеханики на многофункциональный контроллер подстанции SMD. Устанавливается система учета энергоресурсов TITANIUM и интеллектуальные приборы учета на всех присоединениях РТП.
В результате внедрения системы АСУ РТП:
- коэффициент готовности работы оборудования повысится в среднем на 1%, за счет сокращения незапланированных простоев на 30%, предотвращения отказов оборудования, продление срока службы оборудования;
- снизятся затрат на обслуживание;
- повысится эффективность использования активов;
- затраты на оперативное и техническое облуживание физических устройств сократятся пропорционально их количеству и повысится удобство их обслуживания;
- сократятся затрат на пуско-наладочные работы, а также плановое техническое обслуживание комплекса релейной защиты и автоматики объекта;
- сократятся затрат на оперативное и техническое обслуживание комплекса релейной защиты и автоматики за счет полноценной самодиагностики МП устройств и контроля исправности коммуникаций между МП устройствами;
Затрат на внедрение системы АСУ РТП составят 4 891 264 рубля, ожидаемая экономия от внедрения системы АСУ РТП 2 481 851 рубля, годовой экономический эффект 867 734 рубля, срок окупаемости системы будет равен 5,6 года разработка и внедрение автоматизированной системы управления РТП – 26047 будет эффективна.
В разделе безопасность жизнедеятельности проведен анализ вредных и производственных факторов при работе на подстанции. Разработаны мероприятия по обеспечению безопасного выполнения работ на оборудовании подстанции, организовано рабочее место диспетчера АСУ РТП. Рассмотрены вопросы экологической безопасности при выполнении ремонтных работ на РТП и основные способы локализации аварий на при угрозе чрезвычайных ситуаций.
Рассчитана электрическая нагрузка потребителей РТП – 26047 в среднем равна 591 А, мощности трансформаторов, подключенных к подстанции равна 3760 МВА.
Замена первичных преобразователей системы, т.е. трансформаторов тока и напряжения не требуется они удовлетворяют требованиям системы.
Разработана структурная и функциональная схема АСУ РТП с применением микропроцессорного оборудования французской фирмы Schneider Electric. Устанавливается инфраструктура контроллеров Easergy T300, для обеспечения безопасного обмена данными в среде SCADA. Меняется электромеханическая релейная защита на микропроцессорную SCADA-системы PACIS-EMCS. Производится замена контроллеров телемеханики на многофункциональный контроллер подстанции SMD. Устанавливается система учета энергоресурсов TITANIUM и интеллектуальные приборы учета на всех присоединениях РТП.
В результате внедрения системы АСУ РТП:
- коэффициент готовности работы оборудования повысится в среднем на 1%, за счет сокращения незапланированных простоев на 30%, предотвращения отказов оборудования, продление срока службы оборудования;
- снизятся затрат на обслуживание;
- повысится эффективность использования активов;
- затраты на оперативное и техническое облуживание физических устройств сократятся пропорционально их количеству и повысится удобство их обслуживания;
- сократятся затрат на пуско-наладочные работы, а также плановое техническое обслуживание комплекса релейной защиты и автоматики объекта;
- сократятся затрат на оперативное и техническое обслуживание комплекса релейной защиты и автоматики за счет полноценной самодиагностики МП устройств и контроля исправности коммуникаций между МП устройствами;
Затрат на внедрение системы АСУ РТП составят 4 891 264 рубля, ожидаемая экономия от внедрения системы АСУ РТП 2 481 851 рубля, годовой экономический эффект 867 734 рубля, срок окупаемости системы будет равен 5,6 года разработка и внедрение автоматизированной системы управления РТП – 26047 будет эффективна.
В разделе безопасность жизнедеятельности проведен анализ вредных и производственных факторов при работе на подстанции. Разработаны мероприятия по обеспечению безопасного выполнения работ на оборудовании подстанции, организовано рабочее место диспетчера АСУ РТП. Рассмотрены вопросы экологической безопасности при выполнении ремонтных работ на РТП и основные способы локализации аварий на при угрозе чрезвычайных ситуаций.
