Предотвращение Аварий
.pdfvk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Слайд 9
Локальные системы противоаварийной автоматики
Противоаварийная автоматика (ПА) предназначена для ограничения развития и прекращения аварийных режимов в энергосистеме. Важнейшей ее задачей является предотвращение общесистемных аварий, сопровождающихся нарушением электроснабжения потребителей на значительной территории.В общем случае локальные системы противоаварийного управления должны осуществлять следующие операции:
•фиксация аварийного возмущения или нарушения контролируемыми параметрами электрического режима заданных ограничений (ФОЛ, ФОДЛ, ФОТ, ФОДТ);
•запоминание предаварийного состояния энергосистемы, схемы и текущего режима в момент фиксации возмущения или нарушения параметрами режима заданных ограничений (КПР);
•оценка степени тяжести аварийного возмущения и необходимости осуществления управляющих воздействий для зафиксированного предаварийного состояния энергосистемы;
•выбор видов, объемов и мест реализации управляющих воздействий;
•реализация управляющих воздействий.
В ЕЭС России создана и эффективно функционирует эшелонированная система ПА, обеспечивающая:
•действие ПА на всех этапах развития аварийного процесса;
•взаиморезервирование отдельных подсистем ПА;
•координацию действия ПА с функционированием РЗ и РА;
•надежность работы энергосистемы (живучесть);
•адаптивность функционирования и минимизацию ущерба при возникновении аварийных ситуаций.
Классификация применяемых устройств локальной противоаварийной автоматики приведена на слайде. Алгоритмы работы этих устройств основаны на принципе II-ДО. Этот принцип
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
(алгоритм) подразумевает выбор управляющих воздействий на основании предварительных расчетов для всех заранее заданных аварийных ситуаций. Результаты расчетов сохраняются как области устойчивости либо в виде релейной логической схемы, либо в памяти микропроцессора в зависимости от используемой элементной базы. Логический выбор необходимого управляющего воздействия производится в реальном времени с учетом данных о текущей схемно-режимной ситуации. В первую очередь это относится к автоматике предотвращения нарушения устойчивости (АПНУ) и автоматике ограничения перегрузки оборудования (АОПО).
Основные направления совершенствования локальной ПА следующие:
•модернизация существующих комплексов ПА с внедрением современных микропроцессорных устройств ПА;
•совершенствование технологических алгоритмов противоаварийного управления с учетом современные цифровых средств обработки и доставки информации;
•типизация проектных решений по ПА;
•типизация требований к устройствам и алгоритмам ПА, решение вопросов сертификации устройств ПА.
Противоаварийная автоматика находится во взаимодействии с релейной защитой и другими средствами автоматического управления в энергосистеме.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Слайд 10
Внешний вид шкафа МКПА и пример экранной формы программы SignW
Микропроцессорные комплексы ПА выпускают: НПП «Экра», ООО «ИЦ Бреслер», ОАО «ВНИИР», ИК «Прософт-Систем» и другие.
Микропроцессорный комплекс локальной противоаварийной автоматики МКПА предназначен для контроля режимов работы электрической сети и реализует функции противоаварийной автоматики (ПА) энергосистем. МКПА разработан для модернизации и замены существующих панелей противоаварийной автоматики высоковольтных линий и подстанций напряжением от 110 кВ. МКПА должен быть подключен к трем фазным токам (Ia, Ib, Ic) и трем фазным напряжениям (Ua, Ub, Uc) контролируемого присоединения. Для отслеживания неисправностей во вторичных цепях напряжения в МКПА также заводятся три фазных напряжения с дополнительных вторичных обмоток ТН, соединенных по схеме разомкнутого треугольника. Все остальные параметры, необходимые для работы алгоритмов (сопротивления, мощности и т. д.), вычисляются из фазных токов и напряжений. Устройство и
принцип работы МКПА
Основу аппаратных средств составляют модульные программируемые логические контроллеры (ПЛК). Контроллером в системах автоматизации называют устройство, выполняющее управление физическими процессами по записанному в него алгоритму, с использованием информации, получаемой от датчиков и выводимой в исполнительные устройства.
Функциональное назначение МКПА определяется составом установленных на нем алгоритмов ПА. Каждый алгоритм ПА реализует соответствующую функцию ПА. Все данные, необходимые для работы алгоритмов ПА, вычисляются на основе информации, полученной с собственных модулей аналогового и дискретного ввода.
В случае выявления одним из алгоритмов ПА аварийного режима, МКПА выдает необходимые управляющие воздействия и регистрирует аварийное событие. Регистрируя аварийное событие, МКПА фиксирует время аварийного события, создает и сохраняет
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
осциллограмму аварийного события, заносит информацию об аварийном событии в собственный журнал событий и уведомляет диспетчерскую программу SignW о произошедшем аварийном событии.
Программное обеспечение МКПА состоит из программного обеспечения контроллера (ПО контроллера), функционирующего на устройстве, диспетчерской программы SignW, устанавливаемой на рабочем месте диспетчера, и пакета разработки и отладки алгоритмов SoftConstructor.
С помощью программы SignW диспетчер или инженер службы РЗиА может удаленно конфигурировать МКПА, просматривать сигналы, полученные и вычисленные МКПА, анализировать записанные осциллограммы аварийных событий.
Основные преимущества
резервированное исполнение процессорной части;
большой выбор типовых решений привязки к объекту на этапе проектирования;
реализация нескольких функций ПА на одном устройстве;
широкий спектр регистрируемых событий;
непрерывная самодиагностика основных узлов;
управление устройством с местного пульта или удаленно с АРМ диспетчера;
интегрированная среда разработки алгоритмов противоаварийной автоматики;
высокая надежность за счет применения модулей промышленной электроники;
интеграция в АСУ ТП объекта по стандартным протоколам.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Слайд 11
Доступные алгоритмы работы МКПА
автоматика ликвидации асинхронного режима (АЛАР ФССС, ФЦК);
автоматика ликвидации асинхронного режима по качаниям тока (АЛАР ФКТ);
автоматика ограничения повышения напряжения (АОПН);
автоматика ограничения снижения напряжения (АОСН);
автоматика ограничения снижения частоты (АОСЧ);
автоматика ограничения повышения частоты (АОПЧ);
автоматика ограничения перегрузки оборудования (АОПО);
автоматика разгрузки при перегрузке по мощности (АРПМ);
автоматика разгрузки при коротких
замыканиях (АРКЗ);
специальная автоматика отключения нагрузки (САОН);
функция контроля предшествующего режима (КПР);
функция фиксации отключения линии (ФОЛ);
функция фиксации отключения двух линий (ФОДЛ);
функция фиксации отключения трансформатора (ФОТ);
функция фиксации отключения двух трансформаторов (ФОДТ);
функция фиксации отключения блока (ФОБ);
функция фиксации отключения системы шин (ФОСШ);
функция фиксации сброса мощности (ФСМ);
функция фиксации тяжести короткого замыкания (ФТКЗ);
автоматика дозировки управляющих воздействий (АДВ);
функция контроля вторичных цепей напряжения (КЦН);
автоматика управления реактором (АУР)
АЛАР относится к сложным и ответственным системам, обеспечивающим устойчивость энергосистемы в целом. Принципы действия АЛАР различаются по разновидностям пусковых устройств (ПУ):
Скорости снижения сопротивления (АЛАР ФССС); Реагирует на характерное для асинхронного режима медленного понижения напряжения и
роста тока (на снижение комплексного сопротивления сети с ограниченной скоростью с последующим изменением направления мощности).
Повышения фазового угла электропередачи (АЛАР ФППУ); Фиксирует начало асинхронного хода по нарастанию фаз напряжения в контрольных точках сети.
Циклов асинхронного режима — фиксирования циклов (АЛАР ФЦ); Фиксирует начало асинхронного хода по циклическим срабатываниям реле сопротивления
(или реле максимального тока) и совместных с ним циклов срабатывания и возврата реле активной мощности.
Фазного тока (АЛАР ФТ).
Типовое устройство АЛАР состоит из нескольких ступеней срабатывания (до трёх), принципы срабатывания ПУ которых различны.
Улавливая возникновение качаний в сети АЛАР отключает часть линий внутри энергосистемы, разделяя их на автономно работающие части, чем обеспечивает восстановление синхронного режима (ресинхронизация). В этом случае АЛАР является разновидностью делительной защиты. При этом АЛАР работает совместно с автоматической частотной разгрузкой (АЧР). После установления нормального режима в разделённых частях происходит включение линий между ними и целостность энергосистемы восстанавливается.
Аналогичную линейку микропроцессорных устройств ПА выпускают несколько других предприятий.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Слайд 12
Пример реализации функций АЛАР и АОПО с использованием МКПА
Для работы алгоритмов АЛАР и АОПО необходимы одни и те же первичные измерения напряжений и токов. Поэтому функции АЛАР и АОПО удобно размещать в одном МКПА. Управляющие воздействия АЛАР вида «отключение выключателя» подаются к местным выключателям. Вместе с управляющим сигналом на отключение формируется сигнал запрета на включение от устройства АПВ (автоматика повторного включения). После деления сети устройством АЛАР обратное восстановление целостности возможно только по команде оператора. На рисунке изображены два устройства МКПА, которые резервируют друг друга. Они выполняют одну и ту же функцию АЛАР на одном и том же присоединении, воздействуя на выключатели линии, каждый со своей стороны, но по разным алгоритмам. Управляющие воздействия АОПО подаются к выключателям линий нагрузки. На рисунке таким выключателем служит В4, который является для устройства МКПА-АОПО удалённым. К месту назначения управляющие воздействия (УВ) АОПО передаются через оптоволоконный канал связи, образованный устройствами АВАНТ К400.
Основные функции устройства передачи аварийных сигналов и команд АВАНТ К400:
•передача и прием до 32 команд РЗ и ПА по мультиплексируемым и / или выделенным каналам ВОЛС;
•стыковка с мультиплексорами в соответствии со стандартом С37.94;
•передача до 64 команд в одном направлении • переприем транзитных команд;
•передача сигналов телемеханики со скоростью 200 бод;
•синхронизация часов передатчика и приемника с точностью 2 мс;
•постоянный контроль всех узлов и блоков;
•постоянный контроль входных цепей передатчика;
•дублирование канала передачи / приема;
•постоянный контроль контактов выходных реле в приемнике;
•фиксация всех передаваемых и принимаемых команд.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Слайд 13
Задача оценивания состояния ЭЭС