Тема: "Модернизация системы защиты и диспетчерского управления системой распределения электрической энергии на ГЭС".
Исполнитель: Мысов Виктор Евгеньевич, студент гр. 841-об.
Руководитель: Рыбалев Андрей Николаевич - доцент, кандидат технических наук, доцент кафедры АППиЭ.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Современный мир сложно представить без ГЭС, ТЭЦ, АЭС и т.п. Все эти станции нуждаются в постоянном и систематическом контроле. Управление аппаратурой, внедрение систем защиты, сложно осуществить без помощи автоматической системы. Данная система в нескольких режимах ведёт контроль и вносит изменения в работу всей системы, а в случае нештатной ситуации (неисправность, чрезвычайная ситуация) система оповещает об этом тревожным сигналом.
Диспетчеризация основана на удаленной передаче информации в центральный диспетчерский пункт. Происходит это автоматически. Диспетчер с помощью компьютера, наблюдают за работой всей системы и ведёт контроль других параметров различного оборудования. Все это осуществляется при помощи установки автоматических приборов учета (контроллеров), которые передают показания о состоянии электрооборудования, а также передает показания на центральный пункт управления.
С помощью информации, поступающей из системы диспетчеризации можно осуществлять стратегическое планирование, разрабатывать плановый контроль. Диспетчеризация обеспечивает согласованную работу отдельных звеньев управляемого объекта в целях повышения технико-экономических показателей, ритмичности работы, лучшего использования производственных мощностей.
Система диспетчерского управления дает ключевые преимущества при управлении объектом:
1) Постоянный централизованный контроль работы системы;
2) Управление режимами работы системы;
3) Оперативное реагирование в аварийных ситуациях;
4) Уменьшение влияния человеческого фактора;
5) Оптимизация документооборота, системы отчетности.
ОБЪЕКТ МОДЕРНИЗАЦИИ
Зейская ГЭС -- гидроэлектростанция на реке Зея в Амурской области, у города Зея. Вторая по мощности гидроэлектростанция на Дальнем Востоке России. Имеет самую высокую в России плотину контрфорсного типа, а также самые мощные диагональные гидротурбины. Водохранилище станции имеет большое противопаводковое значение. Зейская ГЭС является филиалом ПАО «РусГидро». Сооружения станции являются памятником истории и культуры регионального значения.
Схема выдачи мощности
Гидроагрегаты выдают электроэнергию на напряжении 15,75 кВ, каждый генератор подключён к своему трёхфазному трансформатору. Два генератора подключены к трансформаторам TNEPE 265000/242/15,75-PN и ТЦ-250000/220, четыре генератора -- к трансформаторам ТЦ-250000/500 (3 шт.) и TNEPE 265000/525/15.75-PN (1 шт.), а через них -- к открытому распределительному устройству (ОРУ) напряжением 220/500 кВ. Для связи частей ОРУ 220 и 500 кВ между собой установлена группа из трёх однофазных автотрансформаторов АОДЦТН-167000/500/220. Электроэнергия Зейской ГЭС выдаётся в энергосистему по следующим линиям электропередачи:
ВЛ 500 кВ Зейская ГЭС -- ПС Амурская (2 цепи);
ВЛ 220 кВ Зейская ГЭС -- ПС Светлая с отпайкой на ПС Энергия (2 цепи);
ВЛ 220 кВ Зейская ГЭС -- ПС Призейская;
ВЛ 220 кВ Зейская ГЭС -- ПС Магдагачи.
МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ И ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
В работе будет рассмотрено ОРУ-220, его первая ячейка. Будет разработана система защиты и диспетчерское управление системой распределения электрической энергии на ГЭС.
Рисунок 1 - Первая ячейка на ОРУ-220
Диспетчеризация ячейки будет выглядеть следующим образом:
1) Выбор ПЛК
2) Разработка специализированного программного обеспечения
3) Проверка оборудования (Имеет ли подключение к сети, для связи с ПЛК и ПК диспетчера)
Шкафы автоматики уже есть на ГЭС поэтому, нет нужды в их выборе и настройки.
Рисунок 2 - Процесс управление оборудованием
ПЛК, Siprotec 4 Siemens - это новейшие цифровые устройства защиты и управления с открытым коммуникационным интерфейсом для дистанционного управления и дистанционной установки параметров, удобным интерфейсом пользователя и очень гибкими функциональными возможностями.
Возможны следующие варианты SIPROTEC 4 Siemens:
- Функции защиты и управления, реализованные в отдельных устройствах,
- Устройства защиты с возможностью управления линейным выключателем через коммуникационный интерфейс,
- Устройства с объединенными возможностями, которые в дополнение к функциям защиты, позволяют осуществлять местное управление несколькими коммутационными аппаратами, что обеспечивает дополнительные функции управления.
Программное обеспечение, функционирование нашей системы будет предусмотрено в нескольких режимах:
1) Местный
2) Автоматический
3) Дистанционный
Местный режим управления предполагает функционирование ОРУ полностью под контролем оперативного персонала. Управление аппаратурой, включение и выключение выключателей и разъединителей, поднятие и опускание заземляющего ножа, при помощи кнопок, так же там можно переключать режимы управление. Правда дистанционный и автоматический режим будут равны для местного режима, так как они оба дистанционные. Местный режим реализован в программе CODESYS V2.3. В программе разработана визуализация, на которой расположены кнопки управления аппаратурой и переключение режимов, их 3, местный, дистанционный и 0 режим. Так же там расположена программа смены режима и электрическая схема, в которой расположены все блокировки.
Автоматический режим управления предполагает функционирование ОРУ без участия оперативного персонала. В этом режиме реализуются алгоритмы автоматического управления, расположенные в ПЛК. Автоматический режим реализован в программе CODESYS V2.3. В программе построена визуализация, на которой расположена первая ячейка, показано что включено и выключено, еще там расположены кнопки включение и выключение автоматического режима. Так же там, как и в местном режиме расположена электрическая схема, в которой расположены все блокировки.
Рисунок 3 - Работа ячейки в автоматическом режиме
Дистанционный режим управления предполагает функционирование ОРУ с участием нескольких диспетчеров. В этом режиме реализуются алгоритмы диспетчерского управления, расположенные в компьютере диспетчера. Дистанционный режим реализован в программе TRACE MODE IDE 6. Программа CODESYS и TRACE MODE IDE 6 будут связанны с помощью сервера и будут передавать друг другу данные, состояния аппаратуры и команды. В программе построена визуализация первой ячейки, на которой, как и на ПЛК показано что включено и что выключено, так же там видны блокировки, то есть что можно в данный момент включить и что нельзя.
Вся аппаратура на ОРУ-220 имеет подключение к сети, для связи с ПЛК и ПК диспетчера.
