Quvvat tizimlarini avtomatlashtirish - Power-system automation

Quvvat tizimlarini avtomatlashtirish bu asboblar va boshqarish moslamalari orqali quvvat tizimini avtomatik ravishda boshqarish harakati. Substansiya avtomatlashtirish ma'lumotlardan foydalanishni anglatadi Aqlli elektron qurilmalar (IED), podstansiyadagi boshqarish va avtomatlashtirish imkoniyatlari va quvvat tizimining qurilmalarini boshqarish uchun masofadan foydalanuvchilarning buyruqlari.

To'liq podstansiyani avtomatlashtirish podstansiyani birlashtirishga asoslanganligi sababli, atamalar ko'pincha bir-birining o'rnida ishlatiladi. Energiya tizimini avtomatlashtirish energiya ishlab chiqarish va etkazib berish bilan bog'liq jarayonlarni o'z ichiga oladi. Substansiyada va ustunda elektr energiyasini etkazib berish tizimlarini kuzatish va nazorat qilish to'xtash holatlarini kamaytiradi va yuzaga keladigan uzilishlar muddatini qisqartiradi. The IEDlar, aloqa protokollari va aloqa usullari, energiya tizimini avtomatlashtirishni amalga oshiruvchi tizim sifatida birgalikda ishlaydi. "Quvvat tizimi" atamasi energiya ishlab chiqaruvchi, uzatuvchi va tarqatadigan jismoniy tizimlarni tashkil etuvchi qurilmalar to'plamini tavsiflaydi. "Asbobsozlik va boshqarish (I&C) tizimi" atamasi energiya tizimini nazorat qiluvchi, boshqaradigan va himoya qiladigan qurilmalar to'plamini anglatadi. Ko'pgina quvvat tizimlarini avtomatlashtirish SCADA tomonidan nazorat qilinadi.

Avtomatlashtirish vazifalari

Quvvat tizimlarini avtomatlashtirish bir nechta vazifalardan iborat.

Ma'lumotlarni yig'ish
Ma'lumot yig'ish deganda ma'lumot olish yoki yig'ish tushuniladi. Ushbu ma'lumotlar o'lchangan analog oqim yoki kuchlanish qiymatlari yoki aloqa nuqtalarining ochiq yoki yopiq holati shaklida to'planadi. Olingan ma'lumotlar mahalliy sifatida uni to'playdigan qurilma ichida ishlatilishi, podstansiyadagi boshqa qurilmaga yuborilishi yoki podstansiyadan operatorlar, muhandislar, rejalashtiruvchilar va ma'muriyat tomonidan foydalanish uchun bir yoki bir nechta ma'lumotlar bazalariga yuborilishi mumkin.
Nazorat
Kompyuter jarayonlari va xodimlar ushbu olingan ma'lumotlardan foydalangan holda energiya tizimining holati va holatini nazorat qiladi yoki nazorat qiladi. Operatorlar va muhandislar kompyuter displeylari va grafik devor displeylarida yoki qurilmada, old panel displeylarida va noutbuklarda masofadan turib ma'lumotlarni kuzatadilar.
Boshqaruv
Nazorat deganda I&C va quvvat tizimidagi qurilmalarni boshqarish uchun qurilmaga buyruq xabarlarini yuborish tushuniladi. An'anaviy nazoratni boshqarish va ma'lumotlarni yig'ish (SCADA) tizimlari operatorlarni tizimni boshqarishda va bosh kompyuterda operator konsolidan buyruqlarni boshlashda boshqaradi. Dala xodimlari, shuningdek, old panelni bosish tugmalari yoki noutbuk yordamida qurilmalarni boshqarishi mumkin.

Bunga qo'shimcha ravishda, yana bir vazifa - bu kuch-tizim integratsiyasi, bu I&C tizimidagi IED va masofaviy foydalanuvchilarga ma'lumotlar uzatish yoki ulardan foydalanish. Substansiya integratsiyasi deganda IED ning mahalliy ma'lumotlarini podstansiyaga birlashtirish tushuniladi, shunda barcha I&C ma'lumotlari uchun podstansiyada bitta aloqa nuqtasi bo'ladi.

Quvvat tizimlarini avtomatlashtirish jarayonlari ma'lumot to'plashga tayanadi; quvvat tizimining nazorati va quvvat tizimining boshqaruvi, ularning barchasi birgalikda muvofiqlashtirilgan avtomatik rejimda ishlaydi. Buyruqlar avtomatik ravishda hosil qilinadi va keyin operator tomonidan boshlangan buyruqlar bilan bir xil tarzda uzatiladi.

Quvvat tizimini avtomatlashtirishning apparat tuzilishi

Ma'lumotlarni yig'ish tizimi

Himoya o'rni bo'lgan asbob transformatorlari quvvat tizimining kuchlanishi va oqimini sezish uchun ishlatiladi. Ular jismonan quvvat tizimining apparatlariga ulangan va haqiqiy kuch tizim signallarini o'zgartiradilar. Transduserlar asbob transformatorining analog chiqishini bir kattalikdan boshqasiga yoki bitta qiymat turidan boshqasiga o'zgartiradi, masalan, tok oqimidan doimiy voltajgacha. Shuningdek, kirish ma'lumotlari o'chirish moslamalari va quvvat tizimini boshqarish uskunalarining yordamchi kontaktlaridan olinadi.

Asosiy ishlov berish asboblari va boshqaruvi (I&C) qurilmasi

Mikroprotsessorlar yordamida qurilgan I&C qurilmalari odatda aqlli elektron qurilmalar (IED) deb nomlanadi. Mikroprotsessorlar - bu qurilmalar tarkibiga ma'lumotlarni qayta ishlash, buyruqlarni qabul qilish va kompyuter kabi ma'lumotlarni etkazish imkonini beradigan yagona chipli kompyuterlar. Avtomatik jarayonlarni IED-larda boshqarish mumkin. Quvvat tizimini avtomatlashtirishda ishlatiladigan ba'zi IEDlar:

Masofaviy terminal birligi (RTU)
Masofaviy terminal bo'limi masofadan turib o'rnatilishi mumkin bo'lgan IED bo'lib, maydon aloqalari uchun tugatish nuqtasi vazifasini bajaradi. Har bir aloqa va transduser qiymatini sezish uchun ajratilgan mis o'tkazgich juftligi ishlatiladi. Ushbu o'tkazgichlar quvvat tizimining qurilmasidan kelib chiqadi, xandaqlarga yoki havo kabeli traylariga o'rnatiladi va keyinchalik RTU ichidagi panellarda tugatiladi. RTU to'plangan ma'lumotlarni boshqa qurilmalarga uzatishi va boshqa qurilmalardan ma'lumotlarni qabul qilishi va buyruqlarni boshqarishi mumkin. Foydalanuvchi tomonidan dasturlashtiriladigan RTU "aqlli RTU" deb nomlanadi.
Taymer
A metr energiya tizimining oqimi, kuchlanishi va quvvat qiymatlarining aniq o'lchovlarini yaratish uchun ishlatiladigan IED. Elektr tizimining faoliyati to'g'risida tarixiy ma'lumotlarni yaratish uchun hisoblagich ichida talab va eng yuqori darajani o'lchash ko'rsatkichlari saqlanadi.
Raqamli nosozliklarni yozuvchi
Raqamli nosozliklarni yozish moslamasi (DFR) - bu quvvat tizimidagi buzilishlar to'g'risidagi ma'lumotlarni qayd etuvchi IED. Quvvat tizimida aniqlangan sharoitlar natijasida ma'lumotlar raqamli formatda saqlanishi mumkin. Uyg'unlik, chastota va kuchlanish DFR tomonidan olingan ma'lumotlarning namunalari.
Dasturlashtiriladigan mantiqiy tekshirgich (PLC)
A Dasturlashtiriladigan mantiqiy tekshirgich mantiqiy boshqaruvni amalga oshirish uchun dasturlashtirilishi mumkin. RTUda bo'lgani kabi, PLC panelidagi har bir aloqa va transduser qiymati uchun ajratilgan mis o'tkazgich juftligi tugatiladi, bu ularning xo'jayini bergan buyruq asosida ishlaydigan otga o'xshaydi.
Himoya o'rni
Himoya o'rni - bu energiya tizimidagi buzilishlarni sezish va avtomatik ravishda I&C tizimi va energiya tizimida xodimlar va jihozlarni himoya qilish uchun boshqarish harakatlarini amalga oshirish uchun mo'ljallangan IED. O'rnimizni mahalliy tugatishga ega, shuning uchun har bir aloqa uchun mis o'tkazgichlarni RTU bilan bog'langan markaziy tugatish paneliga yo'naltirish shart emas.

Nazorat qiluvchi (chiqadigan) qurilmalar

Yuklash ga teging o'zgartiruvchi (LTC)
Yuk ko'tarish moslamalari - bu transformatorlarda kran holatini o'zgartirish uchun ishlatiladigan qurilmalar. Ushbu qurilmalar avtomatik ravishda ishlaydi yoki boshqa mahalliy IED yoki masofaviy operator yoki jarayon orqali boshqarilishi mumkin.
Qayta tiklovchi boshqaruvchi
Recloser regulyatorlari avtomatlashtirilgan reclosers va kalitlarning ishlashini masofadan boshqaradi. Ushbu qurilmalar energiya tizimining holatini kuzatib boradi va saqlaydi va boshqaruv harakatlarini qachon amalga oshirishni belgilaydi. Ular, shuningdek, masofaviy operatordan yoki jarayondan buyruqlarni qabul qilishadi.

Aloqa vositalari

Aloqa protsessori
Aloqa protsessori - bu boshqa ko'plab I&C qurilmalarining funktsiyalarini bitta IEDga qo'shadigan podstansiya boshqaruvchisi. Bir vaqtning o'zida bir nechta aloqa aloqalarini qo'llab-quvvatlash uchun ko'plab aloqa portlari mavjud. Aloqa protsessori boshqa podstansiya IED-lari ma'lumotlarini yig'ish va boshqarishni amalga oshiradi, shuningdek podstansiyaning ichida va tashqarisidagi bir yoki bir nechta magistrlarga uzatish uchun olgan ma'lumotlarini jamlaydi.

Ilovalar

Haddan tashqari oqimdan himoya qilish

Barcha chiziqlar va barcha elektr jihozlari uzoq muddat himoyalangan bo'lishi kerak haddan tashqari oqim. Agar haddan tashqari oqim sababi yaqinda bo'lsa, u holda avtomatik ravishda bu oqim darhol to'xtatiladi. Agar haddan tashqari oqim sababi mahalliy hududdan tashqarida bo'lsa, u holda a zaxira nusxasi ta'minot barcha ta'sirlanganlarni avtomatik ravishda o'chiradi davrlar tegishli vaqt kechikishidan keyin.

E'tibor bering, uzilish, afsuski, a ga ega bo'lishi mumkin kaskad effekti, boshqa zanjirlarda haddan tashqari oqimga olib keladi, keyinchalik avtomatik ravishda uzilishi kerak.

Shuni ham unutmang generatorlar Bunday himoya operatsiyasi tufayli to'satdan o'z yukini yo'qotgan avtomatik ravishda zudlik bilan o'chirishga to'g'ri keladi va muvozanatni tiklash uchun ko'p soat talab qilinishi mumkin talab va taklif tizimda, qisman tegishli bo'lishi kerakligi sababli sinxronizatsiya tizimning har qanday ikkita qismini qayta ulashdan oldin.

Yopish operatsiyalari elektron to'xtatuvchidir odatda avtomatik ravishda urinib ko'riladi va ko'pincha momaqaldiroq paytida muvaffaqiyatli bo'ladi.

Nazorat nazorati va ma'lumotlarni yig'ish

Asosiy maqola: SCADA

A nazoratni boshqarish va ma'lumotlarni yig'ish tizimi (SCADA ) elektr jihozlari, asbobsozlik moslamalari, sanoat dasturlari bo'yicha telekommunikatsiya kabi texnologik qurilmalarni boshqarish, o'lchash, o'lchash, xavfsizlik va nazorat qilish hodisalaridan mantiq yoki ma'lumotlarni uzatadi va oladi. Qutbga o'rnatilgan kalitlardan tortib to butun elektrostantsiyalargacha bo'lgan quvvat tizimining elementlari uzoq masofali aloqa aloqalari orqali masofadan boshqarilishi mumkin. Masofadan almashtirish, telemetr panjara (kuchlanish, oqim, quvvat, yo'nalish, iste'molni ko'rsatish kVt soat va hokazo), hatto ba'zi bir energiya tizimlarida avtomatik sinxronizatsiya qo'llaniladi.

Optik tolalar

Elektr ta'minoti korxonalari yuqori voltli liniyalarni doimiy ravishda kuzatib borish orqali himoya qiladi. Bu nazorat o'rtasida ma'lumotlar uzatilishini talab qiladi elektr podstansiyalari har qanday signal va nosozlikni boshqarishda to'g'ri ishlashni ta'minlash uchun. Eski telekom tarmoqlari metall simlar bilan o'zaro bog'langan, ammo podstansiya atrof-muhit mis simlarini bezovta qilishi mumkin bo'lgan yuqori darajadagi elektromagnit maydonlar bilan tavsiflanadi.

Nosozliklarni tanlab ajratish uchun podstansiyalar bir-biri bilan aloqa o'rnatishi uchun hokimiyat tele-himoya sxemasidan foydalanadi yuqori kuchlanishli liniyalar, transformatorlar, reaktorlar va elektr inshootlarining boshqa muhim elementlari. Ushbu funksiya to'g'ri ishlashini ta'minlash uchun doimiy ravishda muhim ma'lumotlar almashinuvini talab qiladi. Operatsiyani kafolatlash uchun telekom tarmog'i har doim mavjudlik, ishlash, sifat va kechikishlar jihatidan mukammal sharoitlarda bo'lishi kerak.

Dastlab ushbu tarmoqlar metall o'tkazuvchi vositalardan tayyorlangan, ammo 56-64 kbit / s kanallarning zaifligi elektromagnit parazit, signal tuproqli ko'chadan va zamin potentsialining ko'tarilishi ularni elektr energetikasi uchun juda ishonchsiz qildi. Yuqori voltaj va oqimlardan kelib chiqqan kuchli elektromagnit maydonlar elektr uzatish liniyalari elektr podstansiyalarida muntazam ravishda sodir bo'ladi.

Bundan tashqari, bunday noto'g'ri holatlarda elektromagnit bezovtaliklar sezilarli darajada ko'tarilishi va mis simlarga asoslangan aloqa kanallarini bezovta qilishi mumkin. Himoya o'rni bilan bog'langan aloqa zanjirining ishonchliligi juda muhimdir va shuning uchun yuqori chastotali induktsiya va er potentsialining ko'tarilishi kabi yuqori kuchlanishli joylarda yuzaga keladigan ta'sirlarga chidamli bo'lishi kerak.

Binobarin, elektr energetikasi ko'chib o'tdi optik tolalar podstansiyalarda o'rnatilgan turli xil narsalarni o'zaro bog'lash uchun. Optik tolalar kerak emas asosli va elektr shovqinidan kelib chiqadigan shovqinlardan immunitetga ega bo'lib, odatda elektr aloqalarida uchraydigan ko'plab xatolarni yo'q qiladi. IEEE C37.94 tomonidan ta'riflanganidek, quvvat rölesinden multipleksorlarga to'liq optik bog'lanishlardan foydalanish odatiy holga aylandi.

Himoya sxemasi uchun yanada murakkab me'morchilik tushunchasini ta'kidlaydi xatolarga chidamli tarmoqlar. To'g'ridan-to'g'ri o'rni aloqasi va ajratilgan tolalarni ishlatish o'rniga, ortiqcha ulanishlar muhim ma'lumotlar almashinuvi mavjudligini oshirish orqali himoya qilish jarayonini yanada ishonchli qiladi.

C37.94

C37.94 himoya arxitekturasi

IEEE C37.94 , to'liq sarlavha I Timesey uchun IEEE standarti - teleprotektsiya va multipleksor uskunalari orasidagi soniyada soniyasiga 64 kilobit optik tolali interfeyslar, bu IEEE standart, 2002 yilda nashr etilgan, elektr ta'minoti korxonalarining tele-himoya va multipleksor qurilmalarini o'zaro bog'lash qoidalarini belgilaydi. Standart optik o'zaro bog'liqlik uchun ma'lumotlar ramkasining formatini belgilaydi va fizik ulagich uchun standartlarga murojaat qiladi ko'p rejimli optik tolalar. Bundan tashqari, bu ulangan uskunaning aloqaning buzilishi holatini va vaqtini va optikasini belgilaydi signal xususiyatlari.

Teleprotektsiya tizimlari ajratilishi kerak xatolar juda tez tarmoqqa zarar etkazmaslik va elektr uzilishlarini oldini olish uchun. IEEE qo'mitasi C37.94-ni programlanadigan n x 64 kbit / s (n = 1 ... 12) multimodli optik tolali interfeys sifatida teleprotexnika o'rni va multipleksorlar orasidagi masofani 2 km gacha ta'minlash uchun shaffof aloqani ta'minladi. Keyinchalik uzoq masofalarga erishish uchun elektr energetikasi keyinchalik qabul qildi bitta rejimli optik tolalar interfeysi ham.

Ushbu standart optik tolalardan foydalangan holda podstansiya ichidagi himoya va aloqa vositalarini, soatni tiklash usulini, signallarda ruxsat etilgan tebranish toleranslarini, fizik ulanish usulini va har qanday tarmoq anomaliyalari va nosozliklarida himoya uskunalari bajarishi kerak bo'lgan harakatlarni belgilaydi. sodir bo'lishi. C37.94 allaqachon ABB, SEL, RFL va RAD kabi ko'plab himoya o'rni ishlab chiqaruvchilari tomonidan amalga oshirilgan; va ALBEDO va VEEX kabi sinov ishlab chiqaruvchilari. Teleprotektsiya uskunalari bir vaqtlar uzatish interfeyslarini tanlashni taklif qilishdi, masalan, IEEE C37.94 mos keluvchi optik tolali interfeys, tola juftlari orqali uzatish va G.703, 64kbit / s koordinatali va E1 interfeyslar.

Adabiyotlar

Shuningdek qarang