11.7. Автоматизированные системы управления технологическим процессом электростанций

Автоматизированной системой управления технологическим процессом (АСУ ТП) называют человеко-машинную систему, в которой контроль за режимом оборудования, некоторые функции управления, регулирование отдельных параметров, управление коммутационными операциями и ведение части оперативной документации выполняется на ЭВМ, а принятие и реализация оперативных решений и взаимодействие с другими уровнями управления принадлежат человеку.

Структура АСУ ТП. В соответствии с иерархической структурой управления энергетическими объектами АСУ в энергетике имеет несколько уровней. На высшем уровне находится отраслевая автоматизированная система управления (ОАСУ) «Энергия», в которую заложены функции как оперативного диспетчерского, так и производственно-хозяйственного управления. В состав ОАСУ «Энергия» входит автоматизированная система диспетчерского управления Единой энергетической системы страны. ОАСУ по обеим линиям связана с АСУ производственно-энергетических объединений (ПЭО) или энергосистем (ЭС) с производственными единицами, входящими в данное объединение. Затем следуют АСУ электростанций и сетей, включающих в себя АСУ ТП отдельных объектов - энергоблоков подстанций.

На рис. 9.9 показана структурная схема АСУ ТЭС с двумя контурами управления: автоматизированного управления технологическим процессом энергоблоков и энергооборудования обще станционного назначения (АСУ ТП) и автоматизированного производственно-хозяйственного управления (АСУ ПХ), куда входят подсистемы: управления производственно-хозяйственной деятельностью и ремонтом; управления материально-техническим снабжением; технико-экономического планирования; учета и анализа труда, зарплаты и кадров, бухгалтерского учета.

В соответствии с выполняемыми функциями в АСУ ТП энергоблока

Рис. 9.9. Структурная схема автоматизированной системы управления ТЭС

Рис. 11.8. Структурная схема автоматизированной системы управления технологическим процессом энергоблока

можно выделить две основные части - информационную и управляющую (рис. 9.10.). Информационная часть включает в себя подсистемы измерения и сигнализации. Первичная информация поступает от аналоговых и дискретных датчиков, установленных непосредственно на оборудовании энергоблока. Подсистема производит расчет и анализ технико-экономических показателей (ТЭП) по отдельным агрегатам и по блоку в целом. После соответствующей обработки информация, полученная от подсистем измерения, сигнализации и вычислений, поступает к оператору на БЩУ, где для него организовано автоматизированное рабочее место (АРМ). Устройство отображения информации (УОИ) предоставляет оператору необходимую информацию в удобной для него форме.

В управляющую часть АСУ ТП входят подсистемы дистанционного и автоматического управления, автоматического регулирования, защиты и блокировки. Все эти подсистемы осуществляют дискретное воздействие на исполнительные органы - первичные регуляторы, коммутационные аппараты электроприводов рабочих машин и запорно-регулирующей арматуры. Посредством индивидуальных или групповых ключей оператор (ОП) может осуществлять дистанционное управление отдельными агрегатами блока, а все остальные подсистемы управляющей части обеспечивают автоматическое воздействие на оборудование блока согласно заданным логическим программам.

Технико-экономический эффект от применения АСУ ТП. Автоматизация управления электростанцией с учетом высокой стоимости ЭВМ требует значительных капиталовложений и больших затрат человеческого труда. Эти затраты оправдываются технико-экономическим эффектом, который дает применение АСУ ТП, а именно:

1) повышением надежности работы энергоблоков за счет систематического и качественного контроля за состоянием энергооборудования и уменьшения ошибочных действий оперативного персонала, особенно в аварийных ситуациях и нестационарных режимах (пусках и остановах энергоблоков);

2) повышением экономичности работы блоков и электростанции в целом за счет оптимизации режимов ее работы, качественного регулирования технологических процессов, своевременной сигнализации об отклонениях от нормального режима эксплуатации. Все это приводит к заметной экономии топлива;

3) уменьшением численности оперативного персонала: на подавляющем большинстве блочных электростанций число операторов на два блока доведено до трех человек, а обходчиков - до четырех-шести человек;

4) уменьшением численности ремонтного персонала, что обусловлено более надежной работой энергооборудования и увеличением межремонтных периодов;

5) увеличением маневренности и мобильности энергоблоков благодаря снижению времени их пуска примерно на 20-25%.

Особенно значительный технико-экономический эффект дает АСУ ТП, использующая управляющий вычислительный комплекс, который позволяет автоматизировать информационные и управляющие функции оперативного обслуживания. Непременным условием при этом является высокая надежность средств вычислительной техники.

Время наработки на отказ современных ЭВМ составляет несколько сотен часов, что явно недостаточно, если учесть высокие требования к системам управления мощными энергоблоками. Повышению надежности АСУ ТП способствуют следующие меры:

а) резервирование как самих ЭВМ, так и средств представления информации оператору, т. е. оборудования АРМ;

б) непрерывный самоконтроль функционирования УВК;

в) децентрализация сбора и обработки информации и управления.

Контрольные вопросы

1. Перечислите основные устройства автоматики.

2. Основные условия включения генераторов в сеть методом точной синхронизации?

3. В чем заключается способ самосинхронизации генераторов?

4. Назначение АГП генераторов?

5. Какие основные методы применяют для гашения поля синхронных генераторов?

6. Что такое АЧР?

7. В каких случаях срабатывает устройство АПВ?

8. В каких точках электроустановок широко применяются устройства АВР?

9. Что представляет собой автоматизированная система управления технологическим процессом?