Разработка автоматизированной системы управления энергохозяйством Сосногорского ЛПУМГ

Основные функции  АСУ-ЭС

Основные функции подсистемы АСУ-ЭС, для объектов оснащенных цифровыми терминалами РЗА (для ЦРП-10 кВ, ЗРУ-10 кВ):

• формирование на дисплее оператора мнемосхемы электроснабжения с отображением наиболее важных параметров;
• дистанционное управление выключателями главной электрической схемы напряжением выше 1000 В (ЦРП-10 кВ) и выключателями питания КТП-10/0,4 кВ собственных нужд (вводными, секционными, аварийного питания);
• дистанционное управление пуском и остановом аварийных дизельгенераторов;
• контроль действий оператора при выполнении оперативных переключений;
• проверка достоверности входной информации;
• релейная защита шин распредустройств и отходящих присоединений в объеме Правил устройств электроустановок, руководящих указаний по релейной защите и директивных материалов по эксплуатации энергосистем;
• обработка, регистрация и вывод на экран дисплея информации о событиях в текстовой форме;
• предупредительная и аварийная сигнализация о неисправностях устройств защиты и автоматики нижнего уровня;
• регистрация последовательности срабатывания защит и противоаварийной автоматики;
• ведение во всех контроллерах единого времени, привязанного к астрономическому (к Государственной Шкале Единого Времени U.T.C.);
• регистрация даты и времени аварийных и предупредительных сигналов с присвоением метки времени;
• контроль режима аккумуляторной батареи, параметров сети постоянного тока;
• дистанционное изменение уставок и конфигурации цифровых терминалов релейной защиты и автоматики;
• обработка информации, получаемой от цифровых терминалов и блоков УСО, в том числе регистрация пусков защит и автоматики, а также значений контролируемых параметров (токов, напряжений, частоты, мощности и др.) в момент пуска защит и в момент срабатывания защит с присвоением метки времени;
• технический учет электроэнергии, формирование информации о потреблении электроэнергии;
• передача информации о расходе электроэнергии в энергоучетную организацию;
• контроль качества электроэнергии;
• работа с архивными файлами;
• диагностика состояния аппаратуры и программного обеспечения АСУ-ЭС;
• поддержка удаленного доступа к системе;
• формирование базы данных, суточной и сменной ведомости, графиков изменения текущих параметров, архива;
• передача на верхний уровень необходимой информации о состоянии системы электроснабжения и расходе электроэнергии.

1.1.2.2 Подсистема теплоснабжения (САУ Т)

Характеристика  системы теплоснабжения

Для теплоснабжения объектов используют утилизаторы и водогрейные  котельные установки. Топливом для  котельных является природный газ.

Тепловые сети состоят  из систем трубопроводов прямой, обратной и подпиточной воды, объединяющих котельные, утилизаторы тепла и потребителей, а также сетевых, утилизационных и подпиточной насосов с электроприводом, задвижек с дистанционным и ручным управлением.

Для заполнения и подпитки тепловых сетей используется вода из хозяйственно-бытового водопровода. Для подготовки сетевой воды предусматривается система химводоподготовки.

Котельные оборудованы  системами учета тепловой энергии, газа, холодной и горячей воды. Котлы-утилизаторы  оборудованы местной автоматикой поддержания заданного режима и защитой от аварийных режимов, которая входит в состав автоматики ГПА. Котельные оборудуются системами охранной и пожарной сигнализации, а также системой контроля загазованности.

Основные функции  САУ Т

Подсистема теплоснабжения должна реализовывать следующие  функции:

• формирование на дисплее оператора мнемосхемы теплосети с обозначением рабочих и резервных насосов, котлов, потребителей и другого, а также положения главных задвижек;
• отображение на мнемосхеме наиболее важных параметров (температуры,

 давления и расхода  прямой и обратной сетевой воды, подпиточной воды, температуры и давления в разных точках теплосети);

• отображение на мнемосхеме расположения и состояния местных устройств автоматики котлов, насосов и тепловых сетей;
• аварийная и предупредительная сигнализация возникновения аварийных и ненормальных режимов;
• контроль наличия напряжения на сборках 0,4 кВ котельной и положения вводных выключателей;
• дистанционное управление дымососами и дутьевыми вентиляторами;
• дистанционное управление сетевыми и подпиточными насосами;
• дистанционное управление задвижками с электроприводом, клапанами подачи топливного газа и клапанами-отсекателями;
• дистанционное управление пуском и остановом котельных агрегатов и их производительностью;
• дистанционное управление приточной и вытяжной вентиляцией, сигнализация положения её элементов;
• обработка, регистрация и вывод на экран оператора информации о событиях в текстовой (табличной) форме;
• предупредительная сигнализация о неисправностях устройств локальной автоматики нижнего уровня;
• регистрация событий, предупредительных и аварийных сигналов с присвоением метки времени;
• учет потребляемого газа и выработанного тепла;
• учет расхода прямой и обратной сетевой воды, а также подпиточной воды;
• формирование базы данных, ведение суточной и сменной ведомости, графиков изменения текущих параметров, архива;
• работа с архивными файлами;
• диагностика состояния аппаратуры и программного обеспечения;
• распределение и вывод перечисленной выше информации на экран рабочих мест, получение твердой копии на принтерах рабочих мест;
• передача на уровень АСУ-Э информации о расходе газа, выработанном тепле, расходах и температурах прямой и обратной сетевой воды.

Система автоматического  управления теплоснабжением должна функционировать в реальном масштабе времени во всех эксплуатационных режимах  работы системы теплоснабжения.

Для решения указанных  задач на нижнем уровне должны предусматриваться:

• локальные устройства местной автоматики и защиты котельных агрегатов с последовательным интерфейсом для сопряжения с верхним уровнем;
• устройства сопряжения с объектами (УСО) для приема дискретных и аналоговых сигналов и передачи управляющих команд с последовательным интерфейсом для сопряжения с верхним уровнем.

Состояние устройств  технологической защиты тепловых сетей  должно транслироваться в САУ  Т. К таким устройствам относятся регуляторы давления, редукционные и предохранительные клапаны, клапаны подпора и рассечки сетей на гидравлически изолированные зоны и другие устройства, препятствующие нарушению теплового и гидравлического режима сети и систем теплопотребления.

Состояние устройств  технологической автоматики тепловых сетей должно транслироваться в  САУ Т. К таким устройствам  относятся местные регуляторы давления, температуры, расхода, устанавливаемые  в узловых точках тепловых сетей.

Все механизмы и устройства, включенные в контур САУ Т, должны иметь возможность местного управления, местные устройства сигнализации положения и переключатель «местное управление – дистанционное управление».

Для полностью автоматизированных установок теплоснабжения небольшой  сложности допускается выполнять упрощенные САУ Т с передачей основных параметров и основных предупредительных и аварийных сигналов на уровень ДП по каналам телемеханики или контрольным кабелям.

Должен быть предусмотрен поочередной или поочередно-групповой  самозапуск ответственных электродвигателей (дутьевых вентиляторов, сетевых и подпиточных насосов) после кратковременных перерывов электроснабжения и их отключение после перерыва питания недопустимой по технологии длительности. Для обеспечения вентиляции котлов и предотвращения образования взрывоопасной концентрации газа дымососы должны участвовать в самозапуске независимо от длительности перерыва питания.

Сетевые и подпиточные  насосы должны быть оборудованы устройствами АВР с действием по снижению давления и при отключении пускателя электродвигателя.

1.1.2.3 Подсистема водоснабжения (САУ В) и канализационно-очистных сооружений (САУ КОС)

Характеристика  системы водоснабжения и канализационно-очистных сооружений

Источниками водоснабжения  являются 4 артезианские скважины. Насосная станция первого подъема подает воду со скважин на станцию обезжелезивания, с которой вода поступает в два резервуара. С резервуаров вода распределяется потребителям по системе трубопроводов. В системе водоснабжение предусматривается учет расхода воды.

Для отведения промышленных, дождевых и хозбытовых стоков предусматривается  система канализационно-очистных сооружений, состоящих из системы трубопроводов  сбора стоков, канализационных насосных станций, канализационно-очистных и  водоочистных сооружений разной конструкции со сбором условно чистых стоков отвечающих нормам предельно-допустимых сбросов. Указанные системы оборудуют местными устройствами автоматики, обеспечивающими непрерывность процесса очистки и сброса очищенных сточных вод (АВР насосов, контроль уровней в резервуарах, сигнализация и др.)

Основные функции  систем САУ В

Подсистема должна реализовывать  следующие функции:

• формирование на дисплее оператора мнемосхемы систем водоснабжения и КОС с указанием рабочих и резервных насосов, положения главных задвижек, изображением емкостей, резервуаров, фильтров и другого оборудования;
• отображение на мнемосхеме наиболее важных параметров (давлений и температуры воды в узловых точках системы, расхода воды, уровней и температуры воды в резервуарах, перепадов давлений в фильтрах мехочасти);
• отображение на мнемосхеме расположения и состояния местных устройств автоматики;
• аварийна и предупредительная сигнализация возникновения аварийных и ненормальных режимов (отключение насосов, снижение давления, пререполнение емкостей и др.);
• контроль наличия напряжения на сборках 0,4 кВ насосных станций и положения вводных выключателей;
• дистанционное управление насосами (пожарные насосы должны включаться кнопками непосредственно с ДП КС или расположенными на территории объекта помимо САУ В);
• дистанционное управление задвижками с электроприводом;
• сигнализация положения элементов приточной и вытяжной вентиляции;
• обработка, регистрация и вывод на экран оператора информации о событиях в текстовой (табличной) форме;
• предупредительная сигнализация о неисправностях устройств локальной автоматики нижнего уровня;
• регистрация событий, предупредительных и аварийных сигналов с присвоением метки времени;
• учет расхода воды и стоков;
• формирование базы данных, ведение суточной и сменной ведомости, графиков изменения текущих параметров, архива;
• работа с архивными файлами;
• диагностика состояния аппаратуры и программного обеспечения;
• распределение и вывод перечисленной выше информации на экран рабочих мест, получение твердой копии на принтерах рабочих мест.

Все механизмы и устройства, включенные в контур САУ, должны иметь  возможность местного управления, местные  устройства сигнализации положения  и переключатель «местное управление – дистанционное управление».

Для полностью автоматизированных установок водоснабжения и КОС небольшой сложности допускается выполнять упрощенные САУ с передачей основных параметров и основных предупредительных и аварийных сигналов на уровень ДП по каналам телемеханики или контрольным кабелям.

Должен быть предусмотрен поочередной или поочередно-групповой самозапуск ответственных электродвигателей насосов водоснабжения и КОС после кратковременных перерывов электроснабжения и их отключение после перерыва питания недопустимой по технологии длительности. Пожарные насосы должны участвовать в самозапуске независимо от длительности перерыва питания.

Насосы водоснабжения и КОС  должны быть оборудованы устройствами АВР с действием по снижению давления или снижению (повышению) уровня и  при отключении пускателя электродвигателя.

1.1.3 Разработка интегрированной автоматизированной системы управления энергоснабжением для КС-10, КС «Ухтинская»

1.1.3.1 Разработка верхнего уровня АСУ-Э

Автоматизированная система  управления энергоснабжения разработанная в дипломном проекте создается для управления энергохозяйством КС-10 и КС «Ухтинская». Для реализации предложенной системы создаются диспетчерские пункты и АРМы (рабочие станции):

• диспетчерская N1 АСУ-Э, располагающаяся в ДП КС (КС-10);
• диспетчерская N2 АСУ-ЭС, располагающаяся в здании ЭРМ (КС-10);
• АРМ оператора водопроводных сетей, располагающийся на станции обезжелезивания;
• АРМ оператора котельной, располагающийся в здании котельной;
• АРМ оператора КОС;
• диспетчерская N3 АСУ-ЭС, располагающаяся в здании ЭСН (КС «Ухтинская»);
• диспетчерская N4 АСУ-ТТ, располагающаяся в здании ЭСН (КС «Ухтинская»).

Интегрированная автоматизированная системы управления энергоснабжением КС-10, КС «Ухтинская» представлена на выносном листе 1.

Диспетчерская N1 является самым верхним уровнем автоматизированной системы управления энергоснабжения. В состав диспетчерской АСУ-Э входят следующие АРМы:

• АРМ главного оператора электроснабжения, в функции которого входит контроль состояния электроснабжения КС-10 и КС-Ухтинская, согласование работы диспетчерской N1, N2 и N3. Оператор принимает решения по координации работы диспетчерских при ненормальных или аварийных режимах работы электроснабжения и отвечает за обеспечение непрерывного электроснабжения основного технологического процесса. Также через АРМ главного оператора производится опрос счетчиков АСКУЭ. На АРМе должна отображаться информация о состоянии главной семы электроснабжения 10 и 0,4 кВ с возможностью управления выключателями 10 кВ, главными выключателями КТП 0,4 кВ, АДЭС. В функции главного оператора также входит контроль и ограничение действий подчиненных ему АРМов.
• АРМ оператора ТВС, в функции которого входит контроль и управление системой тепло- водоснабжения и канализации, согласование работы АРМа оператора водопроводных сетей, АРМа оператора котельной, АРМа оператора КОС. На АРМе должна отображаться информация о технологических сетях и объектов ТВС (в том числе по утилизаторам и котельной).