13.2 Надежность системы аиис куэ
Надежность автоматизированных информационно - измерительных систем контроля и учета электроэнергии (АИИС КУЭ) на различных этапах её жизненного цикла определяется выполнением ею совокупности заданных функций при определенных затратах на её разработку, внедрение и обслуживание.
Назначение АИИС состоит в сборе, обработке, регистрации, передачи и хранении информации об энергопотреблении, поступающей от счетчиков электроэнергии. В процессе эксплуатации АИИС возникают её отказы, которые влияют на передачу достоверных данных в регламентированные сроки в центр сбора информации НП «АТС».
При оценке надежности АИИС КУЭ учитывают следующие показатели надежности:
Коэффициент готовности, характеризующий долю времени, в течение которого система сохраняет работоспособность;
Средняя наработка на отказ, определяется как отношение суммарной наработки восстанавливаемого объекта к числу его отказов в течение этой наработки;
Среднее время восстановления, характеризующее время восстановления работоспособного состояния объекта после отказа.
С увеличением выполняемых функций АИИС КУЭ, появились и новые требования к надежности, и как следствие, изменился и поход к системе сбора и обработки информации о надежности АИИС КУЭ. Возникновение проблем надежности связано со сменой поколения морально устаревшего оборудования, предназначенного для сбора, обработки, передачи информации о потреблении электроэнергии.
В частности, на смену индукционным счетчикам пришли многофункциональные многотарифные электронные счетчики, которые позволяют проводить измерения не только количества потребленной электроэнергии и мощности, но и заносят усредненные данные профиля нагрузки в оперативную память, что в итоге позволит перейти к управлению режимами энергосистем, то есть оптимизации их режимов. Кроме этого электронные счетчики позволяют собирать данные об активной и реактивной выданной и потребленной энергии и мощности без учета и с учетом тарифных зон, времени и количестве пропаданий питания, напряжении по фазам и другие (ЕА02RAL-P1B-4, ЕА05RL-P1B-3 и др.). Информация в них представлена в цифровом виде, а не в импульсном или аналоговом как в прежних приборах.
Схема подсоединения счетчика СЕ 0381 к трех фазному трансформатору тока и трансформатору напряжения
рис.
В связи с появлением на отечественном рынке нового оборудования и возможности использования новых форматов передачи данных, в АИИС КУЭ используются новые каналы связи (модем для коммутируемых и выделенных линий ZyXEL U-336E Plus, GSM-модем для сотовой связи терминал TC35i и др.) Схема подсоединения Счетчика рис.
Оценить надежность АИИС КУЭ в целом также достаточно сложно из-за недостатка сведений о фактической наработке на отказ совершенно нового оборудования. Ведь это оборудование «поставлено на поток» всего лишь около пяти лет, а заявленная средняя наработка на отказ находится в пределах 20 лет. Получение достоверной информации о надежности АИИС КУЭ при таких условиях практически не возможно.Меняется содержание понятия «Отказа» применительно к АИИС КУЭ. Понятие «Отказ» (Failure), согласно ГОСТ 27.002-89, подразумевает событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта [1]. Однако, специфика АИИС такова, что отказ самой системы не всегда означает потерю данных о потреблении электроэнергии: сбор и передача данных в этом случае осуществляется в зависимости от выполняемых функций отказавшего элемента АИИС, например:
1. При отказе элемента системы обработки данных сбор данных осуществляется эксплуатационным персоналом непосредственно со счетчиков, могут нарушаться регламентированные сроки передачи данных. Полученная достоверная информация сохраняется на счетчиках. В этом случае работоспособность системы нарушается частично (отказ), так как сбор и передача данных осуществляется.
2. При отказе элемента системы передачи данных (например, выход из строя модема) используется резервный канал связи. Сроки передачи и достоверность информации не изменяются.
3. При отказе любого из электронных счетчиков, входящих в состав АИИС КУЭ, в договоре на электроснабжение может быть определен порядок (методика) расчета потребленной электроэнергии и сроки передачи расчетных сведений при его отказе. Значение ущерба от единичного отказа АИИС, в таком случае будет минимальным.
4. При наличии схемы АВР в измерительных цепях трансформаторов напряжения (ТН), выход из работы трансформатора напряжения на какой-либо секции шин не повлияет на работу АИИС в целом, хотя погрешность учета электроэнергии возрастет на величину различия уровней напряжения между рабочим ТН и отказавшим. Такая схема возможна, так как ТН, оставшийся в работе, может не перегружаться. Практика обследования нагрузок ТН и их вторичных цепей показала, что измерительные цепи трансформаторов напряжения в настоящее время загружены в среднем на 30-50 % от допустимой нагрузки, что объясняется заменой индукционных средств измерений на электронные.
Степень тяжести последствий таких отказов определяется величиной ущерба от отказа АИИС КУЭ, то есть затратами на восстановление работоспособности системы.Для повышения уровня надежности АИИС в разрезе используемых в ней технических средств должна быть создана новая система сбора и обработки данных о надежности АИИС, которая собирала бы статистическую информацию об отказах АИИС КУЭ и учитывала бы особенность отказов системы, определила градацию отказов, исходя из степени тяжести их последствий, а также позволила оценить затраты, необходимые на восстановление работоспособности системы, опираясь на существующие общие методические принципы анализа видов, последствий и критичности отказов (АВПКО), изложенные в ГОСТ 27.310-95 [2].
Существующие АИИС КУЭ способны обрабатывать два информационных потока. Первый (технологический учет электроэнергии) – сбор данных по 30-минутному профилю нагрузки. Второй (коммерческий учет электроэнергии), по которому ведется расчет за потребленную электроэнергию, – выдача информации о 30-дневном потреблении электроэнергии. Для второго информационного потока требование к коэффициенту готовности, равным 0,99 не достаточно обосновано и требует дальнейшего рассмотрения.
Выводы:
1. АИИС КУЭ является системой с большими затратами, но одним из способов снижения затрат и повышения эффективности является оптимизация надежности АИИС КУЭ, что может быть выполнено общими усилиями изготовителей, проектировщиков и эксплуатационной организации.
2. Обязательным условием для создания надежной и экономичной АИИС КУЭ является необходимость отражения значения ущерба от каждого отказа в ее работе при сборе данных об отказах.
3. Обработку данных об отказах целесообразно проводить независимыми организациями
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном дипломном проекте было предложено и теоретически обоснованно проведение ряда мероприятий по реконструкции системы электроснабжения Иволгинского района.
По сети высшего напряжения была доказана эффективность проектирования и строительства понижающей подстанции напряжением 110/10 кВ «Сотниково».
Срок окупаемости проекта по сооружению подстанции составил 18 лет.
В целом, цели, поставленные перед дипломным проектом были достигнуты.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Правила устройства электроустановок. 6-е изд., доп. с испр. М.; ЗАО Энергосервис 2000. – 608 с.
2. Блок В.М. Пособие к курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей вузов. Учеб. пособие, 2-е изд., - М.; Высш. шк.,1990.-383 с.
3. Васильев А.А., Крючков И.П. и др.Электрическая часть станций и подстанций”. М.: Энергоатомиздат, 1980.
4. Идельчик В.И. Электрические системы и сети. Учеб. – М.; Энергоминатомиздат, 1989.-592 с.
5. Лисовский Г.С. Хейвиц М.Э. Главные схемы и электротехническое оборудование подстанций 35-500 кВ.-М.; Энергия, 1970.
6. Лебедева И.П., Соколова Л.Е. Организация инвестиционной деятельности в рыночной экономике. – М.; Изд. МЭИ, 1997.
7. Сазыкина О.В. Основы экономики промышленной энергетики. Ч.1. Учеб. пособие. Норильский индустриальный институт. - Норильск, 1997.
8. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть станций и подстанций. 2-е издание. М.: Энергоиздат, 1972 г.
9. Солдаткина Л. А. Электрические сети и системы: Учеб. пособие для вузов. – М.; Энергия, 1978. – 216 с.
10. Строев В.А. Электрические системы и сети: Учеб. пособие для электроэнерг. спец. – М.; Высш. шк., 1999.-352 с.
11. Рокотян С.С. Шапиро И.М. Справочник по проектированию электроэнергетических систем. – 3 изд., перераб. и доп. – М.; Энергоатомиздат, 1985. 352 с.
12. Русак О.Н., Малаян К.Р., Безопасность жизнедеятельности: Учеб.
пособие. 3-е изд., испр. и доп. Изд. “Лань”, 2000. – 448 с.