📄Работа №216427
Тема: Разработка автоматизированной информационно-измерительной системы коммерческого учёта электроэнергии на ПС 220 кВ
Тип работы
Бакалаврская работа
Предмет
электроэнергетика
Объем:
67 листов
Год:
2024
Просмотров:
0
4200
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение 6
Перечень сокращений и обозначений 10
1 Основные технические решения 12
1.1 Организация учёта электроэнергии 12
1.1.1 Основные функции, выполняемые АИИС КУЭ 12
1.1.2 Проектные решения по расстановке на ПС 220 кВ счётчиков
коммерческого и технического учёта 12
1.1.3 Ориентировочная длина вторичных цепей измерительных
трансформаторов тока и напряжения 15
1.1.4. Методика выбора и проверки трансформаторов тока 15
1.1.5 Методика выбора и проверки трансформаторов напряжения 20
1.2 Структура АИИС КУЭ ПС 220 кВ 25
1.2.1 Компоненты АИИС КУЭ, входящих в нижний и средний уровень 27
1.2.2 Решения по вычислению баланса электроэнергии по подстанции.
Алгоритм вычисления баланса электроэнергии ПС 220 кВ и контроль достоверности учёта 32
1.3 Средства и способы связи для информационного обмена между
компонентами системы 34
1.3.1 Организация каналов связи от счётчиков на верхний уровень 34
1.3.2 Организация каналов связи обмена информацией 35
1.3.3 Информационный обмен ИВК со смежными системами 35
1.4 Решения по режимам функционирования системы 36
1.5 Решения по мониторингу и диагностированию работы системы 37
1.6 Размещение технических средств АИИС КУЭ 37
1.7 Решения по защите применяемых компонентов АИИС КУЭ 38
1.7.1 Решения по защите технических средств АИИС КУЭ 39
1.7.2 Решения по защите информации от несанкционированного
доступа 39
1.7.3 Решения по защите от влияния внешних воздействий 43
1.7.4 Решения по сохранности информации при авариях 44
1.8 Решения по электропитанию компонентов АИИС КУЭ 45
1.9 Решения по организации эксплуатации оборудования АИИС КУЭ 47
1.9.1 Техническое обслуживание и ремонт оборудования АИИС КУЭ 47
1.9.2 Решения по эксплуатации АИИС КУЭ 49
2 Проектная оценка надёжности АИИС КУЭ 52
2.1 Перечень оцениваемых параметров 52
2.2 Исходные данные для расчёта надёжности элементов ИИК 53
2.3 Методика расчёта 53
2.4 Расчёт показателей надёжности 55
2.4.1 Расчет интенсивности отказов элементов ИИК и ИВКЭ 55
2.4.2 Расчет показателей надёжности (ПН) ИИК 57
2.4.3 Расчет показателей надёжности ИВКЭ 58
2.4.4 Расчет показателей надежности АИИС 59
Заключение 61
Список используемой литературы и используемых источников 64
Перечень сокращений и обозначений 10
1 Основные технические решения 12
1.1 Организация учёта электроэнергии 12
1.1.1 Основные функции, выполняемые АИИС КУЭ 12
1.1.2 Проектные решения по расстановке на ПС 220 кВ счётчиков
коммерческого и технического учёта 12
1.1.3 Ориентировочная длина вторичных цепей измерительных
трансформаторов тока и напряжения 15
1.1.4. Методика выбора и проверки трансформаторов тока 15
1.1.5 Методика выбора и проверки трансформаторов напряжения 20
1.2 Структура АИИС КУЭ ПС 220 кВ 25
1.2.1 Компоненты АИИС КУЭ, входящих в нижний и средний уровень 27
1.2.2 Решения по вычислению баланса электроэнергии по подстанции.
Алгоритм вычисления баланса электроэнергии ПС 220 кВ и контроль достоверности учёта 32
1.3 Средства и способы связи для информационного обмена между
компонентами системы 34
1.3.1 Организация каналов связи от счётчиков на верхний уровень 34
1.3.2 Организация каналов связи обмена информацией 35
1.3.3 Информационный обмен ИВК со смежными системами 35
1.4 Решения по режимам функционирования системы 36
1.5 Решения по мониторингу и диагностированию работы системы 37
1.6 Размещение технических средств АИИС КУЭ 37
1.7 Решения по защите применяемых компонентов АИИС КУЭ 38
1.7.1 Решения по защите технических средств АИИС КУЭ 39
1.7.2 Решения по защите информации от несанкционированного
доступа 39
1.7.3 Решения по защите от влияния внешних воздействий 43
1.7.4 Решения по сохранности информации при авариях 44
1.8 Решения по электропитанию компонентов АИИС КУЭ 45
1.9 Решения по организации эксплуатации оборудования АИИС КУЭ 47
1.9.1 Техническое обслуживание и ремонт оборудования АИИС КУЭ 47
1.9.2 Решения по эксплуатации АИИС КУЭ 49
2 Проектная оценка надёжности АИИС КУЭ 52
2.1 Перечень оцениваемых параметров 52
2.2 Исходные данные для расчёта надёжности элементов ИИК 53
2.3 Методика расчёта 53
2.4 Расчёт показателей надёжности 55
2.4.1 Расчет интенсивности отказов элементов ИИК и ИВКЭ 55
2.4.2 Расчет показателей надёжности (ПН) ИИК 57
2.4.3 Расчет показателей надёжности ИВКЭ 58
2.4.4 Расчет показателей надежности АИИС 59
Заключение 61
Список используемой литературы и используемых источников 64
📖 Введение
На 2020-2024г.г. запланированы мероприятия по реконструкции ЗРУ 10 кВ подстанции 220 кВ.
На подстанции располагается капитальное здание ОПУ и ЗРУ для которого, в ходе технического перевооружения, предусматривается реконструкция (в объеме демонтажа помещений ЗРУ и мастерской с возведением капитальной наружной стены здания ОПУ и ЗРУ со стороны помещения мастерской), строительство нового кирпичного здания закрытого распределительного устройства (ЗРУ-10 кВ) на месте, освободившемся в результате реконструкции здания ОПУ и ЗРУ (демонтажа помещений мастерской и ЗРУ). Далее по тексту «Здание ОПУ и ЗРУ» будет именоваться «Здание ЗРУ-10 кВ».
В бакалаврской работе рассматриваются вопросы разработки автоматизированной информационно-измерительной системы коммерческого учёта электроэнергии на ПС 220 кВ в связи с заменой здания ЗРУ-10 кВ и установкой новых 17 ячеек.
Намечаемый срок окончания реконструкции ПС 220 кВ - 2024 г.
ПС 220 кВ расположена в Амурской области и предназначена для электроснабжения промышленных и городских потребителей района по ВЛ 110, 35 и КЛ 10 кВ.
Технические решения по реконструкции приняты в соответствии с требованиями норм, правил, инструкций и государственных стандартов, действующих на территории Российской Федерации.
В ходе реконструкции планируется выполнить следующие виды работ:
- реконструкция здания ЗРУ-10 кВ ПС 220 кВ с установкой нового здания ЗРУ-10 кВ на месте существующей мастерской, количество ячеек - 28 шт., ЗРУ 10 кВ принято по схеме 10-1 «Одна,
секционированная выключателем, система шин» с дополнительным временным питанием от автотрансформатора АТ-2 на время реконструкции [13];
- установка литых изолированных токопроводов 10 кВ для связей между зданием ЗРУ-10 кВ и трансформаторами Т3, Т4;
- установка двух сухих трансформаторов собственных нужд 10/0,4 кВ мощностью 630 кВА взамен существующих ТСН-3, ТСН-4;
- организация заземления, молниезащиты и собственных нужд здания ЗРУ-10 кВ.
Выполнение этих работ потребует модернизации системы АИИС КУЭ.
Потребность в электрической мощности при эксплуатации проектируемого здания ЗРУ-10 кВ (обеспечение собственных нужд) составляет 44,49 кВА в летний сезон.
Выбор параметров основного электротехнического оборудования выполнен исходя из следующих условий:
- максимального длительного тока в нормальных, послеаварийных и ремонтных режимах, с учетом перегрузочной способности оборудования;
- «напряжения присоединений;
- отключающей способности оборудования;
- термической и электродинамической стойкости к токам короткого замыкания» [2].
«АИИС КУЭ ПС 220 кВ предназначена для обеспечения:
- измерений количества электроэнергии, получаемой и отпускаемой по расчетным (коммерческим) и техническим присоединениям энергообъекта;
- автоматизированного сбора данных измерений;
- анализа полноты и достоверности данных измерений;
- обработки и хранения данных измерений, их передачи по необходимым уровням иерархии системы;
- расчета учетных показателей и обеспечение регламентированного доступа функциональных служб смежных субъектов ОРЭ к данным учета электроэнергии;
- расчетов за транспортируемую электроэнергию и приобретаемую на ОРЭ электроэнергию для компенсации потерь;
- формирования отчетных документов» [12].
АИИС КУЭ ПС 220 кВ является многоуровневой, с иерархической распределённой обработкой информации.
Уровни системы:
- первый уровень - ИИК, включающий в себя ТТ, ТН, вторичные измерительные цепи, счетчики и блоки дополнительного питания счетчиков;
- второй уровень - УСПД (RTU 325L), каналы сбора данных со счётчиков, коммуникационную аппаратуру.
Объектом сбора первичной учетной информации являются счетчики электроэнергии, установленные в специализированных шкафах.
Количество портов УСПД рассчитано с учетом возможного добавления в систему дополнительных точек учета.
Целью бакалаврской работы является обеспечение надежного функционирования системы АИИС КУЭ на ПС 220 кВ.
Для достижения поставленной цели в бакалаврской работе будут решены следующие задачи:
- разработаны основные технические решения по организации АИИС КУЭ на ПС 220 кВ;
- проведена проектная оценка надёжности системы АИИС КУЭ.
На подстанции располагается капитальное здание ОПУ и ЗРУ для которого, в ходе технического перевооружения, предусматривается реконструкция (в объеме демонтажа помещений ЗРУ и мастерской с возведением капитальной наружной стены здания ОПУ и ЗРУ со стороны помещения мастерской), строительство нового кирпичного здания закрытого распределительного устройства (ЗРУ-10 кВ) на месте, освободившемся в результате реконструкции здания ОПУ и ЗРУ (демонтажа помещений мастерской и ЗРУ). Далее по тексту «Здание ОПУ и ЗРУ» будет именоваться «Здание ЗРУ-10 кВ».
В бакалаврской работе рассматриваются вопросы разработки автоматизированной информационно-измерительной системы коммерческого учёта электроэнергии на ПС 220 кВ в связи с заменой здания ЗРУ-10 кВ и установкой новых 17 ячеек.
Намечаемый срок окончания реконструкции ПС 220 кВ - 2024 г.
ПС 220 кВ расположена в Амурской области и предназначена для электроснабжения промышленных и городских потребителей района по ВЛ 110, 35 и КЛ 10 кВ.
Технические решения по реконструкции приняты в соответствии с требованиями норм, правил, инструкций и государственных стандартов, действующих на территории Российской Федерации.
В ходе реконструкции планируется выполнить следующие виды работ:
- реконструкция здания ЗРУ-10 кВ ПС 220 кВ с установкой нового здания ЗРУ-10 кВ на месте существующей мастерской, количество ячеек - 28 шт., ЗРУ 10 кВ принято по схеме 10-1 «Одна,
секционированная выключателем, система шин» с дополнительным временным питанием от автотрансформатора АТ-2 на время реконструкции [13];
- установка литых изолированных токопроводов 10 кВ для связей между зданием ЗРУ-10 кВ и трансформаторами Т3, Т4;
- установка двух сухих трансформаторов собственных нужд 10/0,4 кВ мощностью 630 кВА взамен существующих ТСН-3, ТСН-4;
- организация заземления, молниезащиты и собственных нужд здания ЗРУ-10 кВ.
Выполнение этих работ потребует модернизации системы АИИС КУЭ.
Потребность в электрической мощности при эксплуатации проектируемого здания ЗРУ-10 кВ (обеспечение собственных нужд) составляет 44,49 кВА в летний сезон.
Выбор параметров основного электротехнического оборудования выполнен исходя из следующих условий:
- максимального длительного тока в нормальных, послеаварийных и ремонтных режимах, с учетом перегрузочной способности оборудования;
- «напряжения присоединений;
- отключающей способности оборудования;
- термической и электродинамической стойкости к токам короткого замыкания» [2].
«АИИС КУЭ ПС 220 кВ предназначена для обеспечения:
- измерений количества электроэнергии, получаемой и отпускаемой по расчетным (коммерческим) и техническим присоединениям энергообъекта;
- автоматизированного сбора данных измерений;
- анализа полноты и достоверности данных измерений;
- обработки и хранения данных измерений, их передачи по необходимым уровням иерархии системы;
- расчета учетных показателей и обеспечение регламентированного доступа функциональных служб смежных субъектов ОРЭ к данным учета электроэнергии;
- расчетов за транспортируемую электроэнергию и приобретаемую на ОРЭ электроэнергию для компенсации потерь;
- формирования отчетных документов» [12].
АИИС КУЭ ПС 220 кВ является многоуровневой, с иерархической распределённой обработкой информации.
Уровни системы:
- первый уровень - ИИК, включающий в себя ТТ, ТН, вторичные измерительные цепи, счетчики и блоки дополнительного питания счетчиков;
- второй уровень - УСПД (RTU 325L), каналы сбора данных со счётчиков, коммуникационную аппаратуру.
Объектом сбора первичной учетной информации являются счетчики электроэнергии, установленные в специализированных шкафах.
Количество портов УСПД рассчитано с учетом возможного добавления в систему дополнительных точек учета.
Целью бакалаврской работы является обеспечение надежного функционирования системы АИИС КУЭ на ПС 220 кВ.
Для достижения поставленной цели в бакалаврской работе будут решены следующие задачи:
- разработаны основные технические решения по организации АИИС КУЭ на ПС 220 кВ;
- проведена проектная оценка надёжности системы АИИС КУЭ.
✅ Заключение
Целью бакалаврской работы являлось обеспечение надежного функционирования системы АИИС КУЭ на ПС 220 кВ.
Для достижения поставленной цели в бакалаврской работе были решены следующие задачи:
- разработаны основные технические решения по организации АИИС КУЭ на ПС 220 кВ;
- проведена проектная оценка надёжности системы АИИС КУЭ.
АИИС КУЭ ПС 220 кВ обеспечивает выполнение следующих основных автоматизированных функций:
- измерение электроэнергии;
- архивирование данных по электроэнергии и средствам измерения;
- предоставление интерфейсов доступа к архивной информации.
В соответствии с принципиальной электрической схемой ПС 220 кВ и схемой распределения устройств ИТС по трансформаторам тока и трансформаторам напряжения определены точки коммерческого и технического учёта электроэнергии.
По схеме генерального плана ПС 220 кВ определены ориентировочные длины вторичных измерительных цепей.
«Трансформаторы тока были выбраны по номинальному напряжению, номинальным первичному и вторичному токам, по роду установки, конструкции, классу точности, и проверены на термическую и электродинамическую стойкость при коротких замыканиях» [8].
В соответствии с п.3.4.4 ПУЭ минимальное сечение медных проводов по механической прочности было принято равным 2,5 мм2.
«Трансформаторы напряжения для питания измерительных приборов и реле были выбраны по номинальному напряжению первичной обмотки, классу точности, схеме соединения обмоток и конструктивному выполнению» [7].
Верхний уровень АИИС КУЭ представлен автоматизированным рабочим местом и серверами баз данных.
Нижний уровень АИИС КУЭ организован посредством счётчиков электроэнергии. Для присоединений 35 и 10 кВ используются счётчики классом точности 0,2S, ТТ классом точности 0,5S и ТН классом точности 0,5.
Электронные счётчики электрической энергии имеют 2 цифровых интерфейса RS-485. Один из них служит для передачи информации на средний уровень в УСПД. Другой интерфейс предполагается использовать для прямого доступа к счётчику и является резервным.
Счётчики по присоединениям 220, 110 и 35 кВ размещаются в ОПУ, а счётчики по присоединениям 10 кВ устанавливаются в ЗРУ-10 кВ в шкафах соответствующих ячеек.
Определен перечень оборудования и материалов для организации АИИС КУЭ.
Составлен перечень требований к счетчикам электрической энергии и аппаратно-программным средствам.
Определен порядок вычисления баланса электроэнергии по подстанции для контроля достоверности учёта электроэнергии.
Информация из АИИС КУЭ в ЦСОД МЭС будет передаваться по ВОЛС, а в качестве резервного канала будет использован существующий канал спутниковой связи.
«В работе рассмотрены методы защиты технических средств от механических, тепловых, электромагнитных и других воздействий, в том числе от несанкционированного доступа к ним» [12].
Организация электропитания компонентов АИИС КУЭ предусмотрена от двух независимых источников питания, которыми являются разные секции системы СН. Резервное электропитание ПТК АИИС КУЭ на подстанции обеспечивается от источника бесперебойного питания (ИБП) и аккумуляторных батарей, встроенных в ИБП и рассчитанных на 2 часа непрерывной работы.
Согласно Техническим требованиям информационно-измерительным системам коммерческого учета электроэнергии (мощности) субъектов ОРЭ устанавливаются требования к минимальным значениям средней наработки на отказ и среднему времени восстановления компонентов системы.
При проведении расчетов надежности элементов АИИС использовались данные, приведенные в документации их изготовителей и разработчиков, а также в справочниках.
Выполнен расчет показателей надёжности ИИК, ИВКЭ и АИИС в целом.
Полученные значения показателей надежности удовлетворяют требованиям АО «АТС» по надежности.
Для достижения поставленной цели в бакалаврской работе были решены следующие задачи:
- разработаны основные технические решения по организации АИИС КУЭ на ПС 220 кВ;
- проведена проектная оценка надёжности системы АИИС КУЭ.
АИИС КУЭ ПС 220 кВ обеспечивает выполнение следующих основных автоматизированных функций:
- измерение электроэнергии;
- архивирование данных по электроэнергии и средствам измерения;
- предоставление интерфейсов доступа к архивной информации.
В соответствии с принципиальной электрической схемой ПС 220 кВ и схемой распределения устройств ИТС по трансформаторам тока и трансформаторам напряжения определены точки коммерческого и технического учёта электроэнергии.
По схеме генерального плана ПС 220 кВ определены ориентировочные длины вторичных измерительных цепей.
«Трансформаторы тока были выбраны по номинальному напряжению, номинальным первичному и вторичному токам, по роду установки, конструкции, классу точности, и проверены на термическую и электродинамическую стойкость при коротких замыканиях» [8].
В соответствии с п.3.4.4 ПУЭ минимальное сечение медных проводов по механической прочности было принято равным 2,5 мм2.
«Трансформаторы напряжения для питания измерительных приборов и реле были выбраны по номинальному напряжению первичной обмотки, классу точности, схеме соединения обмоток и конструктивному выполнению» [7].
Верхний уровень АИИС КУЭ представлен автоматизированным рабочим местом и серверами баз данных.
Нижний уровень АИИС КУЭ организован посредством счётчиков электроэнергии. Для присоединений 35 и 10 кВ используются счётчики классом точности 0,2S, ТТ классом точности 0,5S и ТН классом точности 0,5.
Электронные счётчики электрической энергии имеют 2 цифровых интерфейса RS-485. Один из них служит для передачи информации на средний уровень в УСПД. Другой интерфейс предполагается использовать для прямого доступа к счётчику и является резервным.
Счётчики по присоединениям 220, 110 и 35 кВ размещаются в ОПУ, а счётчики по присоединениям 10 кВ устанавливаются в ЗРУ-10 кВ в шкафах соответствующих ячеек.
Определен перечень оборудования и материалов для организации АИИС КУЭ.
Составлен перечень требований к счетчикам электрической энергии и аппаратно-программным средствам.
Определен порядок вычисления баланса электроэнергии по подстанции для контроля достоверности учёта электроэнергии.
Информация из АИИС КУЭ в ЦСОД МЭС будет передаваться по ВОЛС, а в качестве резервного канала будет использован существующий канал спутниковой связи.
«В работе рассмотрены методы защиты технических средств от механических, тепловых, электромагнитных и других воздействий, в том числе от несанкционированного доступа к ним» [12].
Организация электропитания компонентов АИИС КУЭ предусмотрена от двух независимых источников питания, которыми являются разные секции системы СН. Резервное электропитание ПТК АИИС КУЭ на подстанции обеспечивается от источника бесперебойного питания (ИБП) и аккумуляторных батарей, встроенных в ИБП и рассчитанных на 2 часа непрерывной работы.
Согласно Техническим требованиям информационно-измерительным системам коммерческого учета электроэнергии (мощности) субъектов ОРЭ устанавливаются требования к минимальным значениям средней наработки на отказ и среднему времени восстановления компонентов системы.
При проведении расчетов надежности элементов АИИС использовались данные, приведенные в документации их изготовителей и разработчиков, а также в справочниках.
Выполнен расчет показателей надёжности ИИК, ИВКЭ и АИИС в целом.
Полученные значения показателей надежности удовлетворяют требованиям АО «АТС» по надежности.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.