SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Программируемая электромагнитная блокировка на базе ПТК «ТМИУС КП» для ПС 220-110-35 кВ

Бесперебойное электроснабжение возможно только благодаря применению качественного оборудования и систем, предотвращающих ошибочные действия и сбои. Решение, предлагаемое компанией ­«ЦентрЭнергоАвтоматика», базируется на таких основополагающих принципах: высочайшая надежность, унифицированная элементная база и возможность поэтапного обновления элементной базы.

ООО «ЦентрЭнергоАвтоматика», г. Москва

ЦентрЭнергоАвтоматика.jpg

Одной из главных задач электроэнергетической компании является бесперебойное и надежное электроснабжение потребителей электрической энергии. Решение этой задачи возможно только на основе применения 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 системы, как, например, электромагнитная блокировка, отказ которой приводит к угрозе возникновения аварии при переключениях, а порой и к угрозе жизни персонала.

Отказы традиционной электромагнитной блокировки, как правило, обусловлены ненадежностью замыкания и размыкания блок-контактов типа КСА, повторяющих положение разъединителей и заземляющих ножей, а также:
- наличием большого количества последовательно соединенных контактов;
- коррозией, окислением и загрязнением контактов;
- наличием длинных кабельных связей, соединяющих последовательно необходимые блок-контакты коммутационных аппаратов, что увеличивает вероятность повреждения кабелей;
- использованием большого количества блок-контактов одного и того же привода для различных цепей подачи питания ±220 В на электромагнитные замки приводов;
- отсутствием мониторинга состояния блок-контактов, что увеличивает время на поиск неисправности, производство переключений и восстановление нормальной схемы электроснабжения.

Рис.1.jpg

Рис. Блок-контакты замыкания и размыкания типа КСА

Реконструкция электромагнитной блокировки на подстанциях электрических сетей на основе применения ПТК «ТМИУС КП», а также замена существующих КСА на герконовые позволяет обеспечить не только надежность работы электромагнитной блокировки, но и выполнить требования к объему передаваемых режимных параметров с объекта, повысить наблюдаемость объекта.

Построение программируемой электромагнитной блокировки зак­лючается в управлении подачей питания ±220 В на электромагнитные замки (ЭМЗ) приводов разъединителей и их заземляющих ножей в зависимости от определенного положения коммутационных аппаратов, чьи блок-контакты задей­ствованы в логике подачи питания на электромагнитные замки приводов.

Система программируемой блокировки разъединителей на базе ПТК «ТМИУС КП» обеспечивает сбор информации о состоянии положения выключателей, разъединителей и заземляющих ножей, ее логическую обработку на предмет соблюдения необходимых условий для выдачи команды телеуправления на включение питания ±220 В на электромагнитные замки приводов разъединителей и заземляющих ножей (либо, в зависимости от типа приводов, формирование разрешительного сигнала на выполнение операции).

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

Контроль изменения положения коммутационных аппаратов осуществляется по состоянию двух взаимно противоположных блок-контактов. В случае неопределенного положения коммутационного аппарата (два блок-контакта одно­временно находятся в положении «замкнуто» или «разомкнуто») на АРМ дежурного персонала сигнализируется конкретное место не­исправности, что сокращает время на ее устранение.

Проводимое в последние годы строительство новых энергообъектов, как правило, предполагает установку управляемых дистанционно приводов разъединителей, что, в свою очередь, предъявляет жесткие требования к безотказности систем телеуправления, на­дежность которых основывается на информационном взаимодействии сиcтем телемеханики и программируемой электромагнитной блокировки.

Основные моменты, которые необходимо учитывать при внедрении новых систем телемеханики и программируемой электромагнитной блокировки энергообъекта, заключаются в следующем:
- при подаче с уровня ДП команды телеуправления производится оценка готовности выбранного к управлению аппарата и подтверждение от системы блокировки о возможности переключения;
- при получении запроса о выбранном объекте телеуправления и готовности привода аппарата к переключению система блокировки блокирует все прочие разрешительные сигналы на управление на время выполнения операции;
- начатая операция по переключению коммутационного аппарата должна быть доведена до конца в любом случае;
- подача исполнительного и разрешительного сигнала производится одновременно и только на время переключения;
- система блокировки должна обеспечивать надежную логику при различных режимах управления:
-- удаленное – с верхнего уровня ОИК АСДУ;
-- удаленное – с уличных шкафов управления подстанции;
-- местное – непосредственно с приводов, используя моторный привод;
-- местное – в ручном режиме с помощью рукоятки привода.

Все эти моменты учтены при построении системы АСУ ТП на основе ПТК «ТМИУС КП», разработанного на базе программируемых контроллеров iPAC-8841 и модулей ввода/вывода серийного производства компании ICP DAS. Ltd (Тайвань) и программного обеспечения разработки компании ООО «­ЦентрЭнергоАвтоматика».

Контроллер iPAC-8841 представляет собой единый конструктивный блок для процессорного модуля c 8 слотами расширения для модулей ввода/вывода. Работа между процессорным блоком и модулями расширения осуществляется по параллельной шине, что позволяет достичь точности фиксации событий 1 мс. Внешний вид контроллера с обозначением основных элементов показан на рисунке ниже.

Рис.2.jpg

Рис. Внешний вид контроллера iPAC-8841

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 осуществляется путем исключения или добавления отдельных функциональных модулей.
Оперативная блокировка может поставляться как независимая самостоятельная система и выступать по отношению к системе телемеханики только как источник информации о положении коммутационных аппаратов либо быть выполнена в виде объединенной системы с системой телемеханики, функционирующей на одном контроллере.

Программное обеспечение для контроллеров программируемой блокировки и телемеханики унифицировано.
В качестве примера приведена структурная схема построения систем телемеханики и программируемой блокировки на базе ПТК «ТМИУС КП».
Шкафы управления программируемой блокировки поставляются по желанию заказчика в напольном и навесном исполнении. При построении распределенной системы блокировки, в случае необходимости установки шкафов на открытой части ОРУ, шкафы утепляются специальным материалом K-Flеx и комплектуются системой терморегулирования.

Рис.3.jpg

Рис. При построении распределенной системы блокировки, в случае необходимости установки шкафов на открытой части ОРУ, шкафы утепляются и комплектуются системой терморегулирования

Неотъемлемым компонентом в поставке ПТК «ТМИУС КП» является программное обеспечение «Конфигуратор» системы, поставляемое либо на CD-диске, либо как прикладное программное обеспечение пульта контроля на базе ноутбука, обеспечивающего автоматизацию пусконаладочных работ и эксплуатационно-диагностических проверок функционирования системы.

При необходимости ПТК «ТМИУС КП» поставляется с системой визуализации, обыч­но устанавливаемой на АРМ дежурного подстанции. Система визуализации разработана с применением широко распространенного в электро­энергетике графического компонента ActiveX редактора «Модус 5.1», в силу чего система легко воспринимается обслуживающим персоналом заказчика. Система обладает алгоритмами диагностики состояния, наглядными табличными и графическими формами отображения. Также имеется подсистема 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.

Рис.4.jpg

Рис. Структурная схема системы телемеханики и программируемой блокировки

Система визуализации ­«ТМИУС КП» не является обязательным компонентом системы и поставляется по желанию заказчика дополнительно.
Предлагаемые компанией ООО «ЦентрЭнергоАвтоматика» решения базируются на таких основополагающих принципах, как высокая надежность, низкие эксплуатационные издержки, унифицированная элементная база, признанная во всем мире, возможность поэтапного обновления элементной базы, замена устаревающего оборудования новым без дополнительного монтажа и замены конструктива шкафов.

Внедрение ПТК ­«ТМИУС КП» – это надежное и унифицированное, проверенное временем решение, обеспечивающее:
- Внедрение АСУ ТП и ее подсистем на основе одних и тех же программно-технических компонентов, что позволяет в максимальной степени повысить эффективность капиталовложений, сократить последующие эксплуатационные издержки.
- Автоматизированное конфигурирование системы c использованием графического интерфейса, что сокращает время наладки, а заложенные при этом алгоритмы контроля в максимальной степени исключают возможные ошибки эксплуатационного персонала.
- Передачу данных одновременно на несколько направлений в различных протоколах.
- Визуализацию состояния блок-контактов коммутационных аппаратов и диагностику работы модулей системы, что сокращает время на устранение неисправностей.
- Возможность удаленного параметрирования (конфигурирования) контроллеров системы.
- Использование стандартных протоколов Modbus ASCII/RTU/TCP, МЭК 870–5-101/104, что 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, что в максимальной степени исключает критическую зависимость заказчика от поставщика программно-технических комплексов.
- Реализацию информационного перекрестного взаимодействия систем телемеханики и программируемой блокировки, повышающего на­дежность телеуправления объектами.
- Снижение расхода кабельной продукции.

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 2(38)_2012

А.В. Игнашев, технический директор,
ООО «ЦентрЭнергоАвтоматика», г. Москва,
тел.: (495) 234-7643,
e-mail: aignashev@cea-energo.ru,
www.cea-energo.ru