Проект издательского дома «МедиаПро»
Получать дайджест новостей

Статьи

Назад к списку статей
Экономия

Автоматизация систем управления и мониторинга электроэнергетики

• Какие основные задачи автоматизации системы управления объектами электроэнергетики?
• Какие применяются датчики, приборы мониторинга и устройства управления электроснабжением?
• Что такое автоматизированная система управления энергетическим хозяйством промышленного предприятия?
• Что такое АСУД и для чего она предназначена, какие функции на нее возложены?

Электроэнергетическая система (далее — ЭЭС) — электрическая часть энергосистемы и питающиеся от нее приемники электрической энергии, объединенные сходством процесса производства, передачи, распределения и потребления электрической энергии.

Автоматизация широко используется в электроэнергетике. Под автоматизацией ЭЭС понимают их оснащение отдельными устройствами и системами для управления производством, передачей и распределением электрической энергии в нормальных и аварийных режимах без участия человека. Роль автоматики, уровня ее совершенства, исключительно важна для обеспечения надежности ЭЭС.

Ввиду широкого использования электрической энергии абсолютно во всех сферах жизнедеятельности человека выход из строя энергосистемы, нормальная работа которой во многом определяется надежностью автоматики, приведет к негативным, а зачастую и катастрофическим последствиям.

!
25 мая 2005 года нештатные ситуации в работе электросетей Москвы (авария на подстанции Чагино) привели к нарушению устойчивости энергосистемы и последующему отключению линий электропередачи в столице, на юго-западе Московской агломерации, а также в Тульской, Калужской и Рязанской областях. ЧП стало самым масштабным в истории России энергетическим кризисом, оно затронуло около 7 млн человек. Убытки составили более 7 млрд рублей.

Зачем нужно автоматизировать управление объектами электроэнергетики рассмотрим на схеме 1.

Схема 1
Задачи автоматизации системы управления объектами электроэнергетики

Сегодня на рынке электроэнергии мы наблюдаем общемировую тенденцию по внедрению в энергосистему интеллектуальных электросетей и подстанций нового поколения. «Умные» сети играют важную роль в развитии энергетики и решают множество задач предприятий данной отрасли. Подстанция — это неотъемлемый структурный элемент любой энергосистемы, выполняющий функцию преобразователя напряжения. Автоматизация управления подстанций позволяет оперативно реагировать в случае нештатных ситуаций в работе электрической сети, исключать сбои и повреждения, гарантируя стабильное качество электроэнергии.

Важнейшим показателем совершенства ЭЭС является качество электроэнергии, под которым прежде всего подразумевается стабильность величины напряжения и его частоты. Отклонение этих параметров от номинальных значений приводит к ухудшению работы потребителей электроэнергии.

П Р И М Е Р
Скачки напряжения сверх допустимых пределов и даже кратковременный перерыв подачи электроэнергии (0,01 с) приводят к сбою в работе электронного оборудования. Задачи поддержки требуемой стабильности величины напряжения и его частоты реализуются соответствующими автоматическими системами.

Для повышения надежности электроснабжения широко применяются автономные источники электроэнергии в виде дизельных электростанций, газотурбинных установок, установок гарантированного электропитания с использованием различных первичных источников энергии. Их нормальное функционирование также невозможно без автоматических систем управления.

Для контроля и управления режимами источников электроэнергии, обеспечения бесперебойного снабжения потребителей, координирования ликвидацией аварий в энергосистеме создаются службы диспетчерского управления энергосистемой. В настоящее время сложность задач оперативного управления крупными ЭЭС приводит к тому, что диспетчер не в состоянии проконтролировать все узловые точки электрической сети и не способен достаточно быстро произвести операции по ее управлению. Поэтому на автоматику возлагаются операции по управлению ЭЭС с требуемой точностью, надежностью и быстродействием, соизмеримым с длительностью электромагнитных и электрических процессов, происходящих в системе.

ВАЖНО!
Главное назначение автоматизации ЭЭС состоит в обеспечении требуемого качества электроэнергии и повышении надежности снабжения потребителей электроэнергией. Отметим также, что автоматизация приводит к большей простоте и удобству эксплуатации, повышает экономичность режимов работы ЭЭС.

Автоматизация начинается с применения автоматических устройств для управления отдельными объектами (схема 2).

Схема 2
Классификация автоматизации устройств

В автоматизацию систем управления и мониторинга электроэнергетики также входит система автоматизированной системы учета энергопотребления (далее — АСУЭ).
АСУЭ — автоматизированная система управления энергетическим хозяйством промышленного предприятия.

Как правило, АСУЭ обеспечивает реализацию ряда функций, в частности, это:
• определение потребности в ресурсах и планирование их расхода по видам деятельности предприятия;
• управление производством, распределением и потреблением энергоресурсов;
• анализ расхода энергетических ресурсов и затрат на их производство;
• контроль состояния оборудования;
• организация и управление техобслуживанием и ремонтом энергетического оборудования
диагностика энергооборудования;
• передача информации в смежные системы автоматизации

Автоматизированную систему управления можно условно разделить на три уровня взаимодействия (схема 3).

Схема 3
Уровни взаимодействия АСУЭ

Датчики, приборы мониторинга и устройства управления

Датчики системы управления электроснабжением служат для, сбора и передачи информации о наличии людей в помещении, уровне освещенности, температуре на устройствах подогрева и т.п. Данные передаются в систему управления, и на основе их показаний система автоматизации активирует соответствующий режим работы.

ВАЖНО!
Датчики могут передавать пороговые, дискретные или аналоговые сигналы, в зависимости от этого выбирается устройство расширения для включения их в систему автоматизации.

Показания датчиков предоставляются диспетчеру через систему мониторинга, которая предназначена для выполнения следующих функций:
• непрерывного контроля состояния оборудования, установленного на объекте;
• выдачи предупредительной и аварийной сигнализации на диспетчерский пульт;
• удаленного управления обслуживаемым оборудованием с диспетчерского пульта;
• предоставления собранной информации на диспетчерском пульте в удобном пользователю виде;
• архивирования информации в базе данных;
• ведения журнала событий по аварийной и предупредительной сигнализации, а также действиям обслуживающего персонала (диспетчера);
• формирования отчетов по шаблонам пользователя на основании собранных данных.

Зачем стоит применять ресурсосберегающее оборудование и внедрять автоматическую систему управления и диспетчеризации (далее — АСУД), рассмотрим на схеме 4.

Схема 4
Преимущества ресурсосберегающего оборудования и АСУД

Автор: Дмитрий Красов, эксперт в сфере энергетики и ЖКХ

Источник: «Журнал главного инженера» №9, 2018

Убедитесь, что вы подписаны на журнал и вся необходимая информация — под рукой!

Подписаться на рассылку