• Программируемая оперативная блокировка разъединителей

Система оперативной блокировки разъединителей

Одной из главных задач электроэнергетической компании является бесперебойное и надежное электроснабжение потребителей электрической энергии. Решение этой задачи возможно только на основе применения в схеме электроснабжения предельно надежного оборудования, внедрения систем мониторинга за параметрами электрического режима объектов, систем, предотвращающих ошибочные действия оперативного персонала.

Многолетний опыт эксплуатации показывает, что наряду с такими надежными элементами систем электроснабжения, как трансформаторы, релейная защита и автоматика, существуют и менее надежные звенья этих систем, такие, как привода управления разъединителями, что объясняется несовершенством их конструкций, выполненных в разное время по различным проектам.

Несовершенство конструкций приводов управления разъединителями заключается в ненадежности замыкания и размыкания контактов КСА, повторяющих положение разъединителей и заземляющих ножей и участвующих в схеме электромагнитной блокировки от ошибочных действий оперативного персонала, что приводит к ее отказу и, как следствие, к угрозе возникновения аварии при переключениях, а порой - и угрозе жизни персонала.

Система оперативной блокировки - Привод
Привод разъединителя

Кроме того, ненадежность оперативной блокировки обусловлена еще и такими факторами, как

  • наличие большого количество последовательно-соединенных контактов КСА, отказ любого из которых приводит к отказу блокировки;
  • имеющее место коррозия, окисление и загрязнение контактов КСА;
  • наличие длинных кабельных связей, соединяющих последовательно необходимые контакты КСА приводов выключателей, разъединителей и заземляющих ножей, что увеличивает вероятность повреждения кабелей и, как следствие, отказ блокировки;
  • использование большого количества контактов КСА одного и того привода для различных цепей подачи питания ±220В на электромагнитный замок привода, что многократно увеличивает время на поиск неисправности, неоправданному увеличению времени на производство переключений, затягиванию времени на восстановление нормальной схемы электроснабжения;
  • отсутствие мониторинга состояния контактов КСА;

Реконструкция электромагнитной блокировки на подстанциях электрических сетей на основе применения современных средств промышленной автоматизации, а также замена существующих КСА на герконовые, является одной из ключевых задач, решение которой обеспечивает:

  • безопасность производства переключений,
  • снижение аварийности,
  • выполнение требований к объему передаваемых режимных параметров с объекта, выполнение требований наблюдаемости объекта

и как результат - повышение надежности электроснабжения Потребителей.

Предлагаемые решения

ООО “ЦентрЭнергоАвтоматика” предлагает комплексное решение по повышению надежности работы электромагнитной блокировки разъединителей с применением программно-технического комплекса ПТК ТМИУС КП.

При выборе технических средств системы управления блокировкой разъединителей специалисты компании руководствуются следующими основными критериями:

  • надежность,
  • гибкость и универсальность, позволяющая создавать системы с распределенной архитектурой,
  • поддержка широкого набора проводных и беспроводных каналов связи,
  • большая номенклатура модулей УСО с возможностью их комбинаций,
  • возможность интеграции с другим оборудованием, использующим открытые стандарты,
  • широкая линейка моделей для различных условий эксплуатации,
  • удобство инсталляции и обслуживания, ремонтопригодность, заменяемость и масштабируемость.

Всеми этими параметрами, в полной мере, обладает представленный программно-технический комплекс ПТК ТМИУС КП, предназначенный как для решения задач управления электромагнитной блокировкой разъединителей, так и телемеханизации энергообъектов.

Описание системы управления блокировкой разъединителей

Управление электромагнитной блокировкой заключается в управлении подачей питания ± 220 В на электромагнитные замки (ЭМЗ) приводов разъединителей и их заземляющих ножей в зависимости от определенного положения выключателей, разъединителей и заземляющих ножей, чьи контакты-повторители (КСА) последовательно задействованы в определенной логике подачи питания на ЭМЗ.

Система управления блокировкой разъединителей на базе ПТК ТМИУС КП обеспечивает сбор информации о состоянии положения выключателей, разъединителей и заземляющих ножей, их логическую обработку на предмет соблюдения необходимых условий для выдачи команды телеуправления на включение цепи питания ± 220 В электромагнитных замков (ЭМЗ) приводов разъединителей и их заземляющих ножей и, собственно, в самой подаче питания на соответствующий электромагнитный замок привода через выходные реле управления.

В схеме программируемой блокировки разъединителей используется минимальное количество контактов КСА, для различных логических схем одни и те же контакты размножаются программно.

Контроль изменения состояния выключателей, разъединителей и заземляющих ножей производится в системе по состоянию одновременно 2-х взаимно-противоположных контакта КСА – нормально-разомкнутому (НР) и нормально-замкнутому (НЗ), что максимально исключает ошибку в оценке состояния положения аппарата, а в случае неопределенного его положения (два контакта КСА находятся одновременно в положении “включено” или “выключено”) на пульте контроля дежурного персонала объекта сигнализируется конкретное место неисправности, что сокращает время на поиск неисправности и производство переключений.

Внедрение системы управления электромагнитной блокировкой разъединителей с применением программируемых контроллеров позволяет обеспечить

  • Диагностику цепей телесигнализации и телеуправления;
  • Диагностику работы контроллеров системы;
  • Дополнительный объем телемеханических параметров положения  выключателей, разъединителей и заземляющих ножей в существующую систему телемеханики и АСДУ, на основе информационного кодового взаимодействия по стандартным протоколам МЭК 870-5-101, Modbus TCP/IP или МЭК 870-5-104.
  • Снижение расхода кабельной продукции в схеме блокировки,

Программно-технический комплекс управления блокировкой разъединителей на базе ПТК ТМИУС КП – надежное и унифицированные решение, разработанное на базе программируемых контроллеров uPAC-7186EX, iPAC-8841, LinPAC-8781 и модулей ввода-вывода серийного производства компании ICP DAS. Многолетний опыт эксплуатации этих устройств на объектах ОАО “Тюменьэнерго” доказал их высокую надежность.

Программно-технический комплекс «ТМИУС КП» зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений под №38017-08 и допущен к применению в Российской Федерации, сертификат об отверждении типа средств измерений RU.C.34.010.A №31922.

ПТК ТМИУС КП относится к системам открытого типа, архитектура которых является проектно-компонуемой, при этом типы и количество технических средств комплекса определяются количеством параметров телеметрии объекта: ТС, ТИ, ТУ.

Модернизация программно-технического комплекса осуществляться путем исключения или добавления отдельных функциональных  модулей.

Оперативная блокировки для малых энергообъектов

Для объектов с общим количеством каналов ввода до 256 ТС, предлагается применять контроллеры типа iPAC-8841 с корзинами расширения RU-87P8 и модулями ввода/вывода I-8040PW/I-8041W (32 канала) и  I-8053PW/8057W (16 каналов). Отличительными особенностями контроллеров этой серии является единый конструктивный блок для процессорного модуля и модулей расширения. Модули ввода-вывода устанавливаются непосредственно в корзину контроллера. Работа между процессорным блоком и модулями расширения осуществляется по параллельной шине, что позволяет достичь точность фиксации событий 1 мс. Внешний вид контроллера с обозначением основных элементов показан на рисунке ниже.

 iPAC-8841

Оперативная блокировки для средних и крупных энергообъектов

Для объектов с общим количеством каналов ввода свыше 256 ТС, предлагается применять контроллеры типа LinPAC-8781, используемые как концентраторы телемеханики и оперативной блокировки. Конечными модулями дискретного ввода\вывода при данной структуре будут являться контроллеры iPAC-8841 с корзинами расширения RU-87P8 и модулями ввода/вывода I-8040PW/I-8041W (32 канала) и  I-8053PW/8057W (16 каналов). Данный контроллер имеет высокие вычислительные ресурсы (от 500Мгц до 1,33 Ггц), широкую коммуникационную расширяемость и систему жесткого реального времени Linux. 

 LinPAC-8781

 


В целом программно-технический комплекс управления электромагнитной блокировкой представляет распределенную систему на базе программируемых контроллеров и модулей ввода-вывода серийного производства, объединенных в локальную сеть со средствами вычислительной техники.

 Шкафы управления программируемой блокировки поставляются в напольном и навесном исполнении.

Связь между шкафами блокировки осуществляется по линиям связи интерфейса RS485 или Ethernet по протоколам МЭК 870-5-101 и 870-5-104. В данных протоколах возможна передача информации на уровень визуализиации и диспетчера. 

Конфигурирование системы оперативной блокировки

Система конфигурирования и визуализации технологической информации и оперативной блокировки создана с применением широко распространенного в электроэнергетике графического компонента ActiveX редактора Модус 5.2 в силу чего система легко воспринимается обслуживающим персоналом Заказчика. Система обладает алгоритмами диагностики состояния системы, наглядными табличными и графическими формами отображения, подсистему автоматизированного конфигурирования логики управления и привязки базы сигналов положения коммутационных аппаратов и сигналов телеуправления блокировки к электрическим схемам объекта. Наглядность представления логики управления блокировкой легко воспринимается дежурным и оперативным персоналом подстанции.

 Система оперативной блокировки

 

Визуализация системы оперативной блокировки

Отображение схемы оперативной блокировки происходит в системе Модус 5.2. Система визуализации может выводить на экран всю необходимую информацию для дежурного и диспетчерского персонала.

Система оперативной блокировки

При нажатии на коммутационный аппарат, программа подсвечивает какие действия необхоимо предпринять для его управления.

logika3 

Система визуализации может применяться как на стационарных компьютеров персонала, так и на панельных сенсорных экранах.

Визуализация                               Визуализация

Конкурентные преимущества использования ПТК ТМИУC КП

  • Использование на уровне контроллеров унифицированного программного обеспечения, обеспечивающего применение программируемых контроллеров, как в качестве традиционной телемеханики, так и для системы программируемой блокировки разъединителей, позволяет в максимальной степени повысить эффективность капиталовложений, сократить последующие эксплуатационные издержки.
  • Автоматизированное конфигурирование системы c использованием графического интерфейса сокращает время наладки, а заложенные при этом алгоритмы контроля, в максимальной степени исключают возможные ошибки эксплуатационного персонала.
  • Использование ПТК ТМИУС КП на основе контроллеров ICPDAS обеспечивает, при наличии соответствующих каналов связи, включение КП по TCP/IP в локальные сети АСДТУ и передачу данных на несколько направлений.
  • Возможность удаленного парамметрирования (конфигурирования) контроллеров телемеханики и блокировки позволяет значительно снизить эксплуатационные затраты;
  • Использование стандартных протоколов Modbus ASCII/RTU/TCP, МЭК 870-5-101/104 дает широкие возможности для интеграции системы с другими смежными системами, включения новых устройств, наращивания и развития системы.
  • Использование стандартных, общепризнанных во всем мире, средств промышленной автоматизации, конфигурирование систем и формирование алгоритмов управления на уровне пользователя через удобный пользовательский интерфейс в среде Windows, легкость в освоении технологии внедрения систем, в максимальной степени исключает критическую зависимость Заказчика от поставщика программно-технических комплексов.