Читайте в N4 (17) 2006:

РЕФОРМА ЖКХ
  • Информационный центр поддержки реформы ЖКХ. Наука преобразования
  • Копырин В.С., Бородацкий Е.Г., Бакута В.П. Повышение эффектив- ности насосной станции бытовых и производственных стоков
  • Безаев В.Г. Международный концерн АББ: гарантия энергобезопасности
  • Лаховский М.Я. Применение регуляторов температуры воды «Комос-УЗЖ» для уменьшения энер- гозатрат и стабилизации гидравли- ческого режима в системах отопле- ния и горячего водоснабжения
  • Золотаревский С.А. О применимости различных методов измерения расхода для коммерческого учета газа
  • Российская Инженерная Академия. Водомазутные эмульсии. Опыт надежного и экологически чистого сжигания в топках котлов высокообводненного мазута
  • Сидорин П.Ф. ООО «Восток-С» – производитель электротехни- ческого оборудования
  • Андреев В.С. Новая разработка: программно-технический комплекс «КАСКАД-ВЕТВЬ» для систем поква- ртирного учета горячей и холодной воды, газа и электрической энергии
  • По материалам Phoenix Contact. Высокопрочные разъемы для жестких промышленных условий
  • ООО «ТАНСИС», ООО «Системы качества». «Информация к управлению»
  • ООО «Предприятие «Ирбис». Системы учета для ЖКХ

    ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНАЯ ЭКОНОМИКА
  • Литвинов В.Н. Энергоэффектив- ность – основа конкурентоспособ- ного развития экономики

    ЭКОЛОГИЯ И ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ
  • ЗАО «Уралспецтеплоремонт». Комплексный подход к промышленной безопасности
  •  

    МЕЖДУНАРОДНЫЙ КОНЦЕРН АББ: ГАРАНТИЯ ЭНЕРГОБЕЗОПАСНОСТИ

    Безаев В.Г., к.т.н., первый заместитель руководителя Департамента АСУ-Энергоснабжения, ООО «АББ Автоматизация»

    Комплексная система диспетчеризации электроснабжения позволяет, в первую очередь, обеспечить оперативность в устранении аварий в системе электроснабжения города как населения, так и его промышленных предприятий. Конечно, такие крупные предприятия, как ОАО «Северсталь», ОАО «Аммофос», ОАО «Череповецкий азот» имеют свои системы электроснабжения и по своему решают вопросы диспетчеризации. В рамках настоящей статьи рассмотрим автоматизированную систему диспетчерского управления электроснабжением г. Череповец.

    До настоящего времени внимание вопросу диспетчеризации электроснабжения городов практически не уделялось совсем. По всей России можно перечислить всего несколько городов, в которых этот вопрос решен. Среди них г. Череповец (Вологодская область). Большая заслуга в этом бывшего директора МУП «Электросеть» Попова Владимира Александровича и бывшего главного инженера Секуновой Галины Борисовны, а также Мэрии города.

    Электроснабжение города осуществляется от ГПП 110/6 кВ и 33 РП 6 кВ, расположенных по всему городу, который простирается на территории примерно 8 км шириной и 20 км длиной.

    В 2000 г. МУП «Электросеть» заключило договор с компанией ООО «АББ Автоматизация» на комплексную поставку автоматизированной системы диспетчетчерского управления электроснабжением (АСДУЭ) всего города. В качестве оборудования, устанавливаемого на объектах, решено было использовать удаленные терминальные устройства (RTU) международного концерна АББ типа RTU211 для установки на РП. Позднее в 2005 г. для установки на ГПП было использовано устройство типа RTU560.

    Для осуществления сбора, хранения, обработки и представления информации в удобном для диспетчера виде на верхнем уровне была установлена SCADA производства также АББ типа MicroSCADA.

    Для связи RTU, установленных на объектах, с верхним уровнем системы были арендованы выделенные специально скоммутированные телефонные линии городской АТС. Для обеспечения связи с 5 РП, к которым не были подведены телефонные линии, были использованы радиоканалы, частотный диапазон 167 –170 кГц. Для обеспечения связи с ГПП было проложено многомодовое оптоволокно от ГПП до диспетчерского центра, в силу передачи большого объема информации от оборудования, установленного в ГПП.

    Вкратце рассмотрим технические возможности вышеперечисленного оборудования компании АББ.

    Удаленное терминальное устройство RTU211

    RTU211 является стандартной системой телеуправления, предназначенное для использования в системах управления электрическими сетями. RTU211 легко адаптируется к различным средам передачи и различным режимам трафика. Он имеет микропроцессорное управление, модульную структуру и разработан для применения на объектах с количеством сигналов (ТС, ТИ и ТУ) в диапазоне от 20 до 1800.

    Сбор и выдача данных процесса выполняется платами ввода/вывода. Каждая из таких плат имеет свой рабочий процессор, который выполняет основные функции ввода/вывода и предварительной обработки данных. Это снижает нагрузку на рабочий процессор центрального управляющего блока и на среду передачи данных. Тем самым обеспечивается высокая производительность обработки сигналов.

    Минимальная системная конфигурация RTU211 в настоящее время умещается в одном компактном модуле (385 х 110 х 100 мм), помещенном в пластиковый корпус. В этот модуль входят источник питания постоянного тока (24-110 В), интерфейс ввода/вывода, плата центрального процессора и стандартный V23-модем, который при необходимости может быть заменен на другой в случае использования коммутируемых линий связи.
    В минимальной конфигурации интерфейс ввода/вывода имеет 6 аналоговых входов, 16 цифровых входов и 8 цифровых выходов. Кроме того, стандартно в него входит измерительный контур для осуществления управления цифровыми выходами типа “1 из N”.

    Требуемая конфигурация RTU211 формируется путем набора необходимых специфицированных плат, модулей и стоек ввода/вывода, число которых может быть расширено в процессе эксплуатации.

    Следует отметить несколько специфических функциональных возможностей RTU211:
    Цифровые фильтры для ТС. Задается продолжительность временного интервала (в диапазоне 0-250 мс), в течение которых вход должен быть стабилен для того, чтобы он был принят как новое состояние сигнала. Этот параметр является одинаковым для всех каналов одной платы и предназначен для подавления дребезга контактов или начального переходного процесса сигнала с целью разгрузки системы передачи данных.
    Подавление шума в сигналах. Обработка сигнала временно блокируется, если частота его колебаний превышает некоторое максимальное значение. Эта функция предохраняет систему от перегрузки телесигналами.
    Работа с двойными телесигналами. Подавление промежуточного положения. Двухбитовая индикация: 10 и 01 – нормальные состояния коммутирующего аппарата, 00 и 11 – промежуточные состояния. Если переключение из одного рабочего состояния в другое заканчивается в течение заданного контрольного времени, передача промежуточного положения может быть подавлена. Используя эту функцию, можно учитывать сбои и ложные срабатывания оборудования.
    Телеуправление с обратной связью. Выдача команды прекращается при получении сигнала обратной связи (для объектов с непостоянным временем срабатывания).
    Регистрация последовательности событий. Если изменения сигнала происходят чаще, чем информация считывается центральной системой из RTU211, то эта функция позволяет отслеживать изменения, сохраняя их в оперативном буфере с меткой времени.
    Установление приоритетности передачи данных. Устанавливаются 4 уровня приоритета ТС и ТИ: данные, отнесенные к более низкому уровню не передаются до тех пор, пока не переданы все данные более высоких уровней.
    Большой буфер данных и локальный вывод на печать. При длительном перерыве связи с центральной системой сообщения и данные не пропадают, а автоматически выводятся на принтер.
    Возможность отображения информации на местный мнемощит.
    Цифровой фильтр для цифровых измерений.
    Циклическая передача данных со счетчиков импульсов.
    Получение всего среза измерений со счетчиков импульсов.
    Преобразование и контроль сигнала в диапазоне 4–20 мА для аналоговых измерений.
    Сигналы уровня ниже 2 мА отмечаются как ошибочные и не передаются.
    Сглаживание аналоговых измеряемых величин. Большие изменения измеряемых значений, не имеющие технологического объяснения (например, пусковые токи), могут сглаживаться цифровым фильтром с настраиваемым коэффициентом.
    Зона нечувствительности. Аналоговое измерение передается только в том случае, если изменение значения вышло из зоны нечувствительности (с интегрированием изменений или по абсолютному изменению).
    Контроль за нарушениями пределов. Контролируются 4 предела: 2 предупредительных (max, min) и 2 аварийных.
    Телеуправление. Обеспечивается реализация 4 типов команд: включение/отключение, команды регулирования, сообщения с уставками цифрового и аналогового типа.
    Синхронизация системного времени. Синхронизация сигналов по времени через линию связи или стандарт времени.
    На ГПП было установлено удаленное терминальное устройство RTU560.

    Удаленный терминал RTU 560

    Удаленный терминал RTU 560 был разработан в соответствии с международными стандартами в области телеуправления и связи. Он может быть составной частью любой современной системы телеуправления, его конфигурация может соответствовать следующим вариантам использования:
    – как часть завершенных систем управления;
    – как часть управления подстанцией;
    – как отдельная система;
    – как отдельный компонент.

    Благодаря многопроцессорной архитектуре, RTU 560 позволяет увеличить максимальное количество точек ввода/вывода, поддерживая до четырех сегментов периферийной шины. Терминал оптимизирован для вариантов применения, включающих до 5000 точек данных. Распределение задач между процессорами на центральном модуле и модулях ввода/вывода обеспечивает высокую степень обработки данных. Благодаря этому достигается высокая производительность и снижается нагрузка на центральные блоки управления, тем самым освобождая их для выполнения общих, более сложных функций обработки.

    Задачи выполняются не централизованно, а распределяются между платами обработки и передачи данных, и их размер и количество могут меняться.

    RTU 560 может также использоваться:
    – для выполнения задач местной автоматики (функций ПЛК);
    – для связи с несколькими системами управления, расположенными на более высоком иерархическом уровне;
    – для связи с подчиненными RTU;
    – в качестве составной части систем управления подстанциями;
    – для работы в качестве RTU, подчиненного по отношению к другому удаленному терминалу;
    – для связи с интеллектуальными электронными устройствами (IED).

    Процессорная плата может обеспечить подключение нескольких интеллектуальных электронных устройств (IED) по нескольким последовательным каналам связи (до 4 каналов), а также снабжена адаптером для подключения к сети Ethernet.

    Благодаря возможности параллельной работы нескольких плат ЦП, в конфигурацию RTU 560 может входить до 4 сегментов периферийной шины для подключения стоек расширения. Такая концепция позволяет значительно увеличить поток данных между процессом и системой управления.

    Связь с процессом осуществляется посредством плат в периферийных стойках. Количество различных типов модулей сведено к минимуму. Ниже приведены основные четыре типа:
    – Плата дискретного ввода.
    – Плата аналогового ввода.
    – Плата дискретного вывода.
    – Плата аналогового вывода.

    Функции местной автоматики (ПЛК)
    В соответствии со стандартом МЭК 611131-3, RTU 560 может выполнять функции ПЛК, т.е. реализовывать алгоритмы автоматического управления.
    Данные процесса, такие, как дискретные и/или аналоговые точки ввода/вывода, могут комбинироваться при помощи функциональных блоков:
    – логических функций;
    – арифметических функций;
    – функций ограничения и сравнения;
    – временных функций.

    Функции системы MicroSCADA
    MicroSCADA – программируемая система контроля и управления технологическим процессом (распределительной сетью), функционирующая на базе персональных компьютеров (ПК) и микропроцессоров, которая обеспечивает выполнение следующих базовых функций:
    – сбор и первичная обработка информации телеконтроля (ТС и ТИ) от устройств процесса;
    – организация и ведение оперативной базы данных (БД) процесса, обновляемой в темпе процесса;
    – дополнительная обработка информации, расчеты, формирование ретроспективных отчетов и сохранение их в специальной неоперативной БД;
    – контроль за состоянием объектов управления, формирование предупреждающих и аварийных сигналов и сообщений, управление событиями и аварийными сигналами;
    – ручной ввод данных и команд управления с помощью средств человеко-машинного интерфейса;
    – формирование и передача команд телеуправления устройствам процесса с предварительной проверкой возможности операций;
    – выполнение автоматических процедур управления по заданным условиям;
    – контроль и управление доступом пользователей системы;
    – автоматическая самодиагностика состояния оборудования системы управления, устройств связи и устройств процесса;
    – автоматизация ведения оперативной диспетчерской документации установленной формы;
    – обеспечение обмена информацией с другими программными пакетами, БД и АСУ на данном или верхнем уровнях управления;
    – системное обслуживание и администрирование системы;
    – графический интерфейс пользователей для взаимодействия с системой управления и с управляемым процессом, построенный по стандартам Windows;
    – циклическая синхронизация системного времени;
    и ряд других функций.

    После краткого обзора программного и аппаратного обеспечения концерна АББ, поставленного для АСДУЭ г. Череповец, рассмотрим конфигурацию данной системы. На РП установлены RTU211, с помощью которых собирается информация о положении выключателей, напряжение ни шинах, токи на ответственных фидерах и значение активной энергии. Значение активной энергии измеряется с помощью счетчиков активной энергии по импульсу.

    На ГПП установлены 4 регистратора аварийных процесса «Парма» на каждой секции шин, 54 устройства микропроцессорной релейной защиты типа «MICOM» фирмы ALSTOM-AREVA, счетчики активной и реактивной энергии типа СЭТ-4ТМ.03. Информация со счетчиков по импульсу поступает на RTU560 для технического учета электроэнергии. Информация по цифре собирается отдельным устройством сбора и передачи данных (УСПД) и посредством оптоволокна передается на уровень диспетчерского центра. В дальнейшем данная система будет использоваться для коммерческого учета электроэнергии. Все 54 устройства «MICOM» посредством электрических петель подключены к процессорным платам RTU560. С каждого такого устройства собирается информация о фазных токах, напряжении, исправности данного устройства, частоте и ряд других параметров. Информация с регистраторов аварийных процессов «Парма» собирается отдельным сервером, который установлен на диспетчерском центре, посредством оптоволокна.

    В диспетчерском центре установлены два сервера MicroSCADA и реализовано горячее резервирование серверов. Имеется несколько рабочих станций, с помощью которых диспетчер и ряд служб предприятия следят за работой всей системы.

    Основным преимуществом данной системы АСДУЭ является оперативность в обнаружении и устранении перебоев в электроснабжении промышленных предприятий города и населения.

    Экономическая эффективность от применения данной системы достигается за счет уменьшения штрафных санкций от уменьшения времени перебоев в электроснабжении и увеличения собираемости в оплате за отпущенную электроэнергии за счет использования системы технического учета электроэнергии.

    Использование удаленного телеуправления на ГПП и РП обеспечивает дополнительную энергобезопасность данных объектов, так как при возникновении аварийной ситуации на объекте можно произвести отключение соответствующих выключателей непосредственно из диспетчерского центра.

    Следующий этап – это покупка электроэнергии на оптовом рынке электроэнергии (ОРЭ) и выполнение требований Вологодского РДУ по организации передачи в ОАО «СО-ЦДУ ЕЭС» информации, необходимой для управления режимами ЕЭС электроснабжения г. Череповец.

    За дополнительной информацией обращаться:
    vladimir.bezaev@ru.abb.com