Тема: Проектирование системы автоматического ввода резерва на 8 вводов 0.4 кВ газопоршневой станции Томинская, горно обогатительного комбината Томинский

Газопоршневая станция «Томинская» предназначена для обеспечения электрических и тепловых нагрузок потребителей, производственной площадки Томинского ГОКа. Станция мощностью 207 МВт создается на базе 22 газопоршневых установок производства Rolls-Royce Bower Systems единичной мощностью 9,4 МВт. ГПЭС полностью обеспечивает все потребности комбината в электрической энергии.
Для обеспечения потребности генерирующих машин и собственных нужд станции электроэнергией, предусматривается установка распределительного устройства 0.4 кВ на 8 секций. Каждая секция обеспечивает электроэнергией определенную группу машин и дополнительно определенную систему собственных нужд станции. Данные потребители относятся к потребителям электроэнергии первой категории, для которых перерыв в электроснабжении недопустим, он влечет за собой останов генерирующих машин станции, что в свою очередь ведет к расстройству сложного технологического процесса, который зависит от электроэнергии, вырабатываемой газопоршневой станцией. К таким процессам относится, например, флотация медных руд, на обогатительной фабрике Томинского ГОКа, которая питается электроэнергией станции. Также к электроприемникам первой категории относится и собственное оборудование газопоршневой станции, такое как: оборудование АСУ ТП, АРМ операторов, оборудование связи, шкафы управления собственными нуждами ГПУ, блоки управления огнезадерживающими клапанами, аварийное освещение, пожарная сигнализация и автоматическое пожаротущение.
Для бесперерывного обеспечения питанием собственных нужд станции возможно использование нескольких вариантов соединения секций РУ-0.4кВ, такие как: многостороннее электропитание всей системы, выполненной путем кольцевания, или выполнение секционирования схемы питания.
В случае кольцевания электрооборудования и параллельной работы силовых трансформаторов, релейная защита становится более сложной, осложняются условия работы аппаратуры из-за увеличения токов короткого замыкания, утяжеляется эксплуатация параллельно работающих звеньев энергосистемы.
Выполнение секционирования схемы питания потребителей значительно упрощает релейную защиту, повышает чёткость её работы, увеличивает остаточное напряжение на шинах питающих подстанций при КЗ в распределительной сети и значительно уменьшает токи КЗ, позволяет во многих случаях создать необходимые режимы по условию напряжения и перетоков мощности [1].
Основной недостаток секционированной схемы заключается в перерыве электропитания при повреждении питающих элементов. Осуществление ввода резерва при помощи ручных переключений, производимых персоналом, приводит к длительному перерыву электропитания и сопряжено с риском нарушения технологического процесса производства электроэнергии. Этот недостаток в значительной степени устраняется автоматическим включением резервирующих элементов при отключении основных элементов, по которым происходит питание потребителей в нормальных условиях [2]. Так при исчезновении напряжения на вводе любой из восьми секций, включается секционный выключатель, который запитывает нагрузки от вводного выключателя соседней секции, и длительный перерыв в электроснабжении, который может привезти к останову машин, не происходит.
Задачей данной квалификационной работы является проектирование системы автоматического ввода резерва, для распределительного устройства РУ-0.4 кВ, состоящего из восьми секций, обеспечивающий быстрый (не более 1-2 с) перевод питания с секции, на которой, по какой-либо причине, пропало напряжение на одну из соседних рабочих секций, с учетом их загруженности.
Для организации автоматизации выбрана элементная база. Для каждого элемента приведены технические характеристики. В качестве программируемого устройства выбран контроллер фирмы Siemens тип Simatic S7-1200. Для контроллера выбраны модули ввода- вывода дискретных сигналов. Для контроля текущих параметров сети на вводных выключателях а также на отходящих линиях выбраны многофункциональные измерительные устройства PAC3200, которые позволяют измерять и передавать все релевантные параметры сети. Для контроля напряжения на шинах секции выбраны реле контроля напряжения трехфазной сети. Выбрана панель оператора Simatic hmi ktp700 basic. Рассчитаны и выбраны блоки питания для элементов управления.
Опираясь на разработанный алгоритм автоматизации составлены функциональная и принципиальные электрические схемы. Также разработано программное обеспечение для контроллера и панель оператора.
Купить

При выполнении выпускной квалификационной работы:
1. Был проведен анализ требований и задач системы управления автоматического ввода резерва.
2. На основе требований представлена циклограмма работы системы.
3. Описана работа системы в двух режимах, ручной и автоматический.
4. Произведен выбор технических средств автоматизации, ПЛК, измерительных и исполнительных органов системы.
5. Разработаны принципиальные электрические схемы управления автоматическим вводом резерва в программной среде Eplan.
6. Произведена разработка шкафа контроллера ШК, монтажной платы со всеми комплектующими элементами.
7. Написана программа работы логического контроллера на языке LAD в программной среде Tia Portal.
8. Представлена визуализация работы системы с использованием HMI панели оператора в программной среде Tia Portal.
Купить