Большинство современных предприятий и различных производств пытаются максимально сократить присутствие человека во время технологического процесса, сокращая время его пребывания и возможные риски, связанные с человеческим фактором. Для этого производят автоматизацию электроэнергетических систем предприятий и используемого оборудования используя комплексно технические и программные средства.
Как только внедряется автоматика, то значительно снижается трудоемкость выполняемой производственной линией операции, а также время на неё и получаемый на выходе брак.
Что входит в автоматические системы: различные датчики принимаемых, передаваемых величин, контроля всего процесса, устройства для сбора данных и обработки (сервера), панель управления (либо несколько) с присутствием человека или нет, автоматизированные рабочие места (АРМ), а также приборы передачи информации между объектами и т.д. Как вариант - использование ПТК (программно-технических комплексов), которые способны саморегулироваться. При совершенствовании они полностью исключают присутствие человека.
Что касается электро и энергосетей, то для управления, передачи и распределения электроэнергии в различных режимах устанавливают автоматизацию и релейную защиту. Они нужны для:
- Поддержания нормальных режимных параметров либо самой сети, либо отдельных объектов.
- Повышения КПД. Сводятся к минимуму потери на передаче или производстве энергии.
- Повышенной устойчивости при авариях, и быстрого реагирования защитных систем.
- Определения необходимости ремонтных и обслуживающих процессов, сокращая возможные аварийные режимы.
Благодаря этому конечный потребитель всегда получает необходимую электроэнергию без дополнительных расходов и задержек.
Применение релейной защиты и автоматизации в электро и энерго системах
В первую очередь необходимо знать, что автоматизация на объектах электроэнергетического назначения используется от проектирования до сектора управления (всей системой в целом или отдельного оборудования, одного объекта или группы).
Можно выделить основные элементы автоматизации:
- ПА (противоаварийная автоматика).
- РЗА (релейная защита и автоматика)
- АСККЭ (автоматическая система контроля качества электроэнергии).
- САПР (система автоматизированного проектирования).
- АИИС КУЭ (автоматизированная информационно-измерительная система коммерческого учета электроэнергии).
- АСУ ТП (автоматическая система управления технологическим процессом).
Рассмотрим каждый из них более подробно.
АСУ ТП
Предназначение заключается в наблюдении за общим состоянием устройств включения и выключения, аппаратов переключения и управления, различного вторичного или силового оборудования. Также собирает данные, обрабатывает их и организует хранение. Взаимодействует с местным и удаленным диспетчером (АРМ).
Производит дистанционное управление и регистрирует различные процессы, аварийные состояния. Передает команды РЗА и ПА, диспетчерских команд по каналам связи и обеспечивает информационную безопасность.
Программа трехуровневая:
- Уровень сбора, обработки и направления информации в сервера.
- Уровень, куда входят программно-технические средства и МП-контроллеры, обеспечивающие сбор информации, сигнализацию и выдачу команд управления.
- Конечный уровень - сервера и прочие средства хранения и передачи данных.
АИИС КУЭ
Производит достоверный учет отданной потребителям электроэнергии, вследствие чего значительно упрощается процесс взаиморасчетов между поставщиком и потребителем. Дополнительно собираются различные данные, на их основе совершенствуется эффективность передачи энергии и корректируются режимы нагрузки. Определяется пик потребления, распределяются по другому ресурсы, определяется время, когда необходимо техническое обслуживание или ремонт системы, разрабатывается энергосберегающее оборудование.
Еще есть дополнительные функции, как разграничение прав доступа пользователей или сведение баланса электроэнергии. Может проводить самодиагностику.
ПА
Выявляет нарушения связанные с частотой, снижением или повышением напряжения, перегрузками аппаратуры, предотвращает и ликвидирует ненормальные режимы, например, асинхронные. Производят монтаж в системах сверхвысокого и высокого напряжения. Современные устройства ПА выполняются на микропроцессорной элементной базе, что позволяет совместить несколько функций в одном МПУ.
АСККЭ
Оценивает качество поставляемой электроэнергии по показателям напряжения, частоте и т.д. На основе полученных данных поддержание и контроль энергосистем, а также разрабатываются разные мероприятия по обеспечению лучшего функционирования используемого оборудования.
РЗА
Защищает от аварийных и других ненормальных режимов, занимает их предотвращением в самой системе и отдельных объектах (трансформаторах, генераторных узлах, оборудовании и т.д.). Как только система выявляет поврежденные участки, то сразу их отключает с помощью силовых выключателей. На современных электромеханических устройствах РЗА есть показатели надежности, чувствительности и быстродействия. Они могут проводить самодиагностику и разграничить права доступа, провести интеграцию и прочее.
САПР
Сводит к минимуму затраты на процесс проектирования, позволяет сокращать сроки и себестоимость проектных работ, на испытание и создание моделей. На выходе получается более качественный конечный продукт, сокращая механические ошибки и прочие проблемы.
Какие задачи поставлены перед САПР:
- Автоматизация документооборота.
- Повышение эффективности проектирования и внедрение методов оптимизации.
- Возможность проводить вместо испытаний и составления макета - математическое моделирование.
- Унификация проектных решений.
- Возможность использовать технологии параллельной работы, использование данных для других проектов.
- Автоматическое формирование документации.
- Информационная поддержка при принятии решений.
