Тема: Автоматизация системы контроля состояния силового электрооборудования предприятия ЖКХ

Объекты жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ) обеспечивают нормативные и комфортные условия проживания людей. В настоящее время на объектах ЖКХ широко внедряются системы автоматизации и диспетчеризации. Внедрение подобных систем обеспечивает удаленный контроль и управление потреблением энергетических ресурсов, а также позволяет управлять жизненным циклом оборудования, контролировать заявки на обслуживание, оплату выставленных счетов, и в целом, оптимизировать работу объектов ЖКХ.
Системы автоматизации и диспетчеризации удачно функционируют на вновь строящихся современных объектов, однако в стране большая часть объектов ЖКХ была введена в эксплуатацию в период с 1960 по 1991 года и на сегодняшний день основная часть оборудования объектов ЖКХ физически и морально устарело.
Системы автоматизации можно условно разделить на четыре группы:
- автоматизация учета потребления энергетических ресурсов;
- автоматизация контроля снабжения объектов ЖКХ энергетическими ресурсами;
- автоматизация систем безопасности;
- автоматизация систем предотвращения аварийных ситуаций.
С учетом указанной классификации систем автоматизации на объектах ЖКХ можно выразить цели, которые должны быть достигнуты за счет внедрения систем автоматизации на объектах ЖКХ:
- обеспечение комфортного проживания людей;
- обеспечение снижения потребления энергетических ресурсов на объекте ЖКХ;
- обеспечение технологической безопасности на объектах ЖКХ;
- снижение расходов на эксплуатацию оборудования объектов ЖКХ;
- обеспечение коммерческого учета потребления энергетических ресурсов на объекте ЖКХ.
Согласно ГОСТ 21.613-2014 к силовому электрооборудованию относятся комплектные трансформаторные подстанции (КТП) с напряжением 10(6)/0,4(0,66) кВ, электрические сети для питания электроприемников напряжением до 1 кВ, управляющие устройства электропривода до 1 кВ в системах вентиляции, кондиционирования, водоснабжения, канализации и других механизмов общего назначения.
К объектам ЖКХ, согласно [2], относятся - сооружения, инженерные коммуникации, здания и технологические звенья производственного цикла, непосредственно осуществляющие или посредством которых осуществляется процесс производства и предоставления услуг.
Все указанные части силового электрооборудования согласно [5], используются на объектах ЖКХ по [2], поэтому тема выпускной квалификационной работы, связанная с автоматизацией контроля состояния силового электрооборудования, является актуальной, так как обеспечивает достижения целей автоматизации объектов ЖКХ.
Целью выпускной квалификационной работы является разработка автоматизированной системы контроля технического состояния трансформаторов систем электроснабжения объектов ЖКХ.
Для достижения поставленной цели, в рамках выполнения выпускной квалификационной работы, решены следующие задачи:
- определен тип трансформаторов систем электроснабжения объектов ЖКХ и перечень параметров подлежащих контролю автоматизированной системой;
- определен объект ЖКХ для разработки автоматизированной системы контроля состояния трансформаторов систем электроснабжения объекта ЖКХ;
- разработан алгоритм оценки состояния трансформаторов систем электроснабжения объектов ЖКХ по контролируемым параметрам;
- выбрано оборудование необходимое для функционирования
автоматизированной системы контроля состояния
трансформаторов систем электроснабжения объектов ЖКХ с учетом специфики отрасли.
Разработанную автоматизированную систему контроля состояния силового электрооборудования - трансформаторов, объектов ЖКХ необходимо разработать относительно существующего объекта жилищно¬коммунального хозяйства крупного населенного пункта. При разработке автоматизированной системы необходимо учитывать особенности объекта жилищно-коммунального хозяйства. Разрабатываемая автоматизированная система должна максимально соответствовать [19].

Купить

В выпускной квалификационной работе разработана
автоматизированная система контроля технического состояния оборудования объекта жилищно-коммунального хозяйства.
На первом этапе выполнения выпускной квалификационной работы был определен объект и его характеристики необходимы для выполнения цели и задач. Объект жилищно-коммунального хозяйства - микрорайон г. Самара, в котором расположены многоквартирные жилые дома, административные здания, предприятия общественного питания, образовательные учреждения, торговые объекты и подземный гараж.
Определено, что схема распределительной сети микрорайона, выполненная на напряжении 6 кВ является двухлучевой-петлевой схемой. Данная схема является наиболее надежной для питания потребителей жилых микрорайонов. В аварийном режиме, при повреждении одной из линий и ли отключении одного из трансформаторов на ТП происходит автоматическое переключение на другую линию и питание потребителей сохраняется. При этом кабели и трансформаторы для такой системы питания выбираются на работу с длительной перегрузкой. Для питания потребителей первой категории надежности электроснабжения, которые имеются во всех зданиях микрорайона осуществляется от блока автоматического ввода резерва располагаемого в вводном-распределительном устройстве каждого здания микрорайона. и перечень оборудования, для которого разрабатывается автоматизированная система контроля технического состояния.
На каждой ТП микрорайона установлено по два трансформатора марки ТМГ 1000/10/0,4 кВ. Этот трансформатор является трехфазным, масляным с герметичным корпусом
На втором этапе разработки автоматизированной системы контроля технического состояния трансформаторов городского микрорайона были изучены и проанализированы типовые методики профилактических испытаний трансформаторов 10(6) кВ с масляной изоляцией. По результатам анализа типовых методик испытания определен перечень параметров, которые контролируются в рамках проведения профилактических испытаний трансформаторов 10(6) кВ с масляной изоляцией. Представлены расчетные формулы позволяющие определить параметры трансформатора по результатам испытаний. Определены значения параметров и результатов испытаний позволяющие определить техническое состояние отдельных элементов трансформатора и выявить из повреждения.
Кроме периодических испытаний трансформаторов проводится периодический осмотр трансформаторов. Выполнен анализ методики проведения плановых осмотров трансформаторов с определением факторов по которым можно выявить неисправности и оценить их уровень.
На третьем этапе выпускной квалификационной работы представлен алгоритм функционирования автоматизированной системы по оценке технического состояния трансформаторов марки ТМГ 1000/6/0,4 кВ эксплуатирующихся на объекте ВКР - жилом микрорайоне города.
Определено, что для мониторинга изменения технического состояния трансформаторов объекта ЖКХ необходимо использовать коэффициент текущего технического состояния (КТТС), который отражает необходимость проведения технических работ или ремонтов на трансформаторе.
Отслеживание изменения индекса технического состояния позволяет определять момент общего износа ресурса трансформатора.
Оба показателя являются важными для разрабатываемой автоматизированной системы контроля технического состояния оборудования объекта ЖКХ - трансформаторов распределительной сети жилого микрорайона города, так как позволяют создать у персонала эксплуатирующей организации комплексное представление об уровне технического состояния оборудования и заранее составить план мероприятий по предотвращению аварийной ситуации, вызванной выходом трансформатора из строя.
Четвертым этапом выпускной квалификационной работы был выбор оборудования необходимого для функционирования автоматизированной системы контроля технического состояния силового электрооборудования объекта ЖКХ - микрорайона города.
Для разрабатываемой автоматизированной системы принято использовать на элементы и блоки производства компании ООО «Димрус», г. Пермь.
Компания ООО «Димрус» является российским разработчиком и производителем систем мониторинга, диагностики и испытания высоковольтного электротехнического оборудования. Данная компания является единственной компанией, производящей весь спектр систем мониторинга и удаленной диагностики высоковольтного
электрооборудования.
Для автоматизированной системы выбран базовый блок марки TDM 10/0,4 позволяющий выполнять измерения уровня вибраций, уровень частичных разрядов, температуру масла и уровень масла в баке распределительного трансформатора с масляной изоляцией. Кроме того, данный блок является базовым и обеспечивает связь блоков измерения тока и напряжения с блоком приема передачи.
Для измерения тока и напряжения на обмотках трансформатора ТМГ 1000/10/0,4 выбраны блоки производства ООО «Димрус» марки TDM/10U. На каждый трансформатор устанавливается два блока марки TDM/10U к которым подключаются измерительные канали от трансформаторов тока и напряжения установленных на стороне 6 кВ и 0,4 кВ трансформатора. Также на стороне 0,4 кВ подключается трансформатор тока в нейтраль.
Блоки TDM/10U по радиоканалу передают данные измеряемых параметров в блок TDM 10/0,4. Который в свою очередь передает все данные на уровень 2 автоматизированной системы.
На втором уровне установлены блоки приема-передачи марки WMS. Данные блоки обеспечивают беспроводную связь с уровнем 3 автоматизированной системы на котором установлено автоматизированное рабочее место.
Программная оболочка автоматизированного рабочего места позволяет отслеживать в автоматическом режиме собранные данные, а также отслеживать изменение технического состояния трансформатора по значениям коэффициента текущего состояния и индекса технического состояния.
Функционирование автоматизированной системы контроля
технического состояния позволяет вовремя выявлять опасные режимы работы трансформаторов подстанций объекта ЖКХ, планировать проведение ремонтных работ по величине коэффициента текущего состояния, а также планировать проведение реконструкций ТП с заменой оборудования исходя из прогнозных значений индекса технического состояния.
Применение разработанной системы позволит повысить эффективность и качество мониторинга текущего состояния трансформаторов, установленных на подстанциях микрорайона, а также сократить необходимость проведения плановых осмотров методика и необходимость проведения которых описаны во втором разделе выпускной квалификационной работы.
По результатам выполнения четырех этапов выпускной квалификационной работы достигнута цель и выполнены все задачи. Разработана автоматизированная система контроля технического состояния объекта ЖКХ.

Купить