Система передачи и обработки информации АСКУЭ на основе теммеханического комплекса Гранит

Содержание
Введение……………………………………………………………………. 8
1 Технологическая часть…………………………………………………... 9
1.1 Расчетная часть обоснование коммерческого учета ЭПС…………9
1.2 Характеристика объектов автоматизации…………………………10
1.3 Конструктивные особенности объектов автоматизации…………11
1.4 Разработка информационной модели АСКУЭ СЭС……………....12
1.5 Технологические критерии АСКУЭ ЭПС………………………....12
1.6 Разработка структуры системы…………………………………….15
2 Разработка структурной схемы АСКУЭ……...………………………...18
2.1 Сведения об использованных при проектировании нормативно-
технических документов……………………………………………21
2.2 Общие сведения……………………………………………………..22
2.3 Назначение АСКУЭ…………………………………………………22
3 Конструкторско-техническая часть…………………………………….24
3.1 Проектирование структуры КТС АСКУЭ ЭПС…………………...24
3.2 Функция частей программного обеспечения……………………...24
3.3 Методы и средства разработки программного обеспечения…….26
3.4 Обзоp отeчecтвeнных и зapубeжных микpопpоцeccоpных cpeдcтв
aвтомaтизaции……………………………………………………….27
3.4.1 Плaтфоpмa aвтомaтизaции Modicon Quantum………………30
4 Экономическая часть…………………………………………………….32
4.1 Экономическая эффективность АСКУЭ на подстанциях………...32
4.2 Технические средства измерения…………………………………..33
4.3 Расчет погрешностей прибора……………………………………...34
4.4 Затраты на пусконаладочные работы……………………………...35
4.5 Расчет затрат на разработку программы…………………………...35
5 Безопасность жизнедеятельности………………………………………37
5.1 Анализ условий труда………………………………………………37
5.2 Расчет искусственного методом коэффициента использования…39
5.3 Расчет искусственного освещения точечным методом…………..41
5.4 Расчет системы кондиционирования в помещении для
диспетчеров………………………………………………………….44
Заключение…………………………………………………………………48
Список литературы………………………………………………………...49

1 Технологическая часть
1.1 Расчетная часть обоснование коммерческого учета ЭПС
Расчетная часть коммерческого учета составляет формирование
фактических балансов приема – транзита - отпуска электрической энергии в
разрезе потребителей и поставщиков электрической энергии и мощности.
Баланс определяются на основании общей модели электроснабжения.
Модель представляет собой регулируемую структуру движения
финансовых и энергетических (товарных) потоков (толстые сплошные линии).
Регулирование потоками производит предприятие (тонкие сплошные линии).
Происходит оценка состояния системы по параметрам потоков и
соответствующие управление ими.потери
Энергетический поток
Потреби Поставщики электро-предприятие т- ели электро-энергии Финансовый поток потери энергии
Рисунок 1.1
В идеальном случае, регулирование было бы не нужным, вся
полученная электроэнергия отпускалась бы в сеть потребителям, а оплата за
вычетом дохода отправлялась бы поставщикам. В реальности в обоих потоках
имеют место потери технического и коммерческого характера. Потери меняют
значения параметров потоков.
Балансы формируются на значении поставленной электроэнергии и
отпущенной в сеть, и на основе этого выводятся значения потерь.
Поставляемая э/э – отпуск в сеть = потери
Потери = потери технические + потери коммерческие
1.2 Характеристика объектов автоматизации

К объектам автоматизации учета электроэнергии относятся:
1. Электровоз ВЛ-80;
2. Пункт сбора информации (железнодорожное депо);
3. Пункт контроля информации АО «Локомотив», г. Астана.
Электровоз ВЛ-80 является передвижным электрифицированным
средством для тяги вагонного состава. Электровоз ВЛ-80 предназначен для
эксплуатации на магистральных железных дорогах Казахстана,
электрифицированных на однофазном токе промышленной частоты 50Гц с
номинальным напряжением 25кВ. На электровозе будет находится
мобильное устройство сбора данных (УСД) с энергонезависимой памятью, в
котором собирается информация в течение работы.
Пункт сбора информации (ПСИ) – это железнодорожное депо. В ПСИ
находится рабочее место с компьютером и шкаф ТФОП. Шкаф ТФОП
предназначен для хранения данных полученных в течение дня с разных УСД
электровозов, с помощью прикладного программного обеспечения
установленного на компьютере.
Пункт контроля информации – это организация АО «Локомотив», где
установлен сервер для хранения единой базы данных АСКУЭ. Данные
поступают на сервер с помощью
Dial-Up модема, посредством периодического обзванивания всех пунктов сбора информации.
1.3 Конструктивные особенности объектов автоматизации
Электровоз ВЛ-80 имеет цельно-металлический корпус. Электровоз
разделен на отсеки: отсек оборудования в кабине машиниста, отсек
высоковольтной камеры, отсек для оборудования на крыше, отсек для
оборудования под кузовом, отсек силовых аппаратов и трансформатора,
отсек для двигателя. Новый счетчик и устройство сбора данных будут
установлены в отсеке силовых аппаратов и трансформатора.
Пункт сбора информации – отапливаемое помещение на втором этаже
двухэтажного кирпичного здания. В комнате оборудовано рабочее место
диспетчера: стол, шкаф связи ТФОП и компьютер. Габаритные размеры
комнаты: 4х6х3м, 2 окна выходящие во внутренний двор депо. Пол
бетонный, покрытый линолеумом, в местах установки шкафов и панелей
имеются кабельные каналы, которые накрыты железным профнастилом.
Вблизи депо нет высотных сооружений и естественных возвышенностей.
Пункт контроля информации - отапливаемое помещение на втором
этаже двухэтажного бетонного здания. В комнате оборудовано рабочее место
диспетчера: стол, шкаф сервера связи, сервер и принтер. Габаритные размеры
комнаты: 3х5х3м, 2 окна выходящие на улицу. Пол бетонный, покрытый
линолеумом. На стене над окном установлен кондиционер.
1.4 Разработка информационной модели АСКУЭ СЭС

Модель функционирования АСКУЭ СЭС можно разделить на две
части. Первая часть осуществляет доставку данных со всех коммерческих
точек учета. Вторая часть предусматривает действия над полученными
данными. Функции первой части достаточно ясны: гарантированно доставить
в АСКУЭ данные со всех коммерческих точек учета. Функции второго
подпроцесса более разнообразны, т. к. представляют собой операции над
данными (информацией):
 хранение;
 преобразование;
отображение;
архивирование.
База данных
Экранна я форма
•хранение преобразование
•архивирование
Документ
Рисунок 1.2 - Информационная модель АСКУЭ ЭПС
Для реализации функционирования первой части производится:
 измерение электроэнергии приборами учета при помощи
измерительных трансформаторов; совокупность измерительных
трансформаторов, прибора учета и соединяющих их цепей обозначим как
измерительно-информационный комплекс (ИИК)
 сбор данных из ИИК (приборов учета) путем их опроса; опрос ИИК
производит мобильное устройство сбора данных (УСД);
 передачу собранных в мобильном УСД данных сначала в шкаф
ТФОП, а потом в единую базу данных (БД) АСКУЭ при помощи каналов
связи ТФОП (телефонная сеть общего пользования) АО «Локомотив».
 Функции второй части являются операциями над информацией, над
данными, находящимися в БД АСКУЭ:
 хранение данных в БД АСКУЭ производится в виде таблиц СУБД:
справочных, операционных и транзакционных; данные хранятся в строках
(записях) согласованного формата, например: показания, метка времени;

 преобразование данных носит операционный характер и
предназначено для конкретных действий отображения или архивирования;
 архивирование данных производится по прошествии заданного
интервала времени с момента появления в БД указанных данных; заданный
интервал времени указывается в Электросетевых Правилах Республики
Казахстан;
 отображение информации АСКУЭ.
Отображение информации АСКУЭ является основной функцией
второй части модели АСКУЭ, потому что непосредственную работа с
системой производят специалисты. АСКУЭ – информационный инструмент.
Работа с ним возможна посредством экранных форм (человеко-машинный
интерфейс) и документов. Для реализации отображения информации АСКУЭ
во второй части в постоянном цикле работает служба документооборота. Под
документом будем понимать любое отображение информации в доступной
для человека форме: таблица, текст, график, экранная форма. Служба
документооборота работает в постоянном режиме и анализирует список
условия появления документа (критерий инициации). Если условие
выполнилось: нажатие нужной кнопки или наступление определенного
времени (даты), начинается инициация (создание) документа. При этом
служба документооборота создает документ на основе шаблона,
составленного заранее и находящегося в списке шаблонов. В шаблоне
указано, какую информацию и откуда, следует включить в документ.
Созданный документ должен иметь адресат, для кого он создан: на дисплей
специалиста, как отчет на принтер, как файл на вышестоящий уровень или на
информационный пункт СО. Еще одним свойством документа является его
формат (форма): файл, экранная форма или бумажный документ.
1.5 Технологические критерии АСКУЭ ЭПС
Технологические критерии АСКУЭ определяются:
 технологическими и конструктивными особенностями
функционирования ЭПС и комплекса локомотивного депо;
 возможностью формализации процесса контроля и управления;
 характеристиками каналов связи;
 производственной необходимостью.
Объекты автоматизации относятся к промышленной сфере
функционирования, вид контролируемого и управляемого процесса –
непрерывный, технологический.
АСКУЭ предназначена для организации автоматизированного учета
электроэнергии на ПС110 кВ ГТС54, ПС110кВ КСЗ и ПС110кВ Пойма г.
Уральска. АСКУЭ включает подсистемы коммерческого учета.
Подсистема коммерческого учета предназначена для
организации автоматизированного коммерческого учета электроэнергии, с целью обеспечения финансовых расчетов на
ПС110кВ ГТС и АО
*KEGOC*.
Перечень точек коммерческого учета приведен в таблице №1.
Подсистема технического учета предназначена для организации
автоматизированного учета и анализа распределения электроэнергии.[13]
Таблица 2.2 - Перечень точек коммерческого учета счетчиков
АСКУЭ должна обеспечить:
- Организацию измерений параметров потребления электрической
энергии;
- Существенное повышение точности учета электроэнергии;
- Точности измерений мощностей с привязкой ко времени;
- Контроль качества поставляемой энергии путем анализа
динамических характеристик изменения параметров во времени;
- Документирование мониторинга потребления электроэнергии.
- Как следствие, будет обеспечено:
- Улучшение качества управления электропотреблением по точкам
поставки на АО «KEGOC»;
- Поддержка мультитарифного регулирования;
- Поддержка необходимого уровня платежной дисциплины
потребителей электроэнергии;
- Оперативное оповещение об аварийных ситуациях на
электрооборудовании;
- Получение данных о фактическом потреблении по совокупности
точек поставки электроэнергии в АО «KEGOC».
Основными задачами АСКУЭ системы является автоматизированный
сбор, обработка, хранение информации по учету электроэнергии в сечении
коммерческого учета, обеспечение интерфейсов доступа к этой информации в
соответствии с требованиями ТЗ.
Распределение электроэнергии от ПС110кВ ГТС производится по
фидерам в соответствии с однолинейной схемой.
Аппаратно-программные средства, образующие АСКУЭ для
расчетного учета электроэнергии, подлежат Казахстанскому
Государственному метрологическому контролю и надзору.
Достоверность предоставляемых данных должна обеспечиваться
соответствием средств измерении требованиям Госстандарта, то есть
применением:
- Серийно выпускаемых измерительных трансформаторов,
поставляемых с метрологическими характеристиками в соответствии с
ГОСТ 7746-89Е и 1983-89Е;
- Счетчиков, средств измерения, имеющих тсертификат об
утверждении типа и средств измерений.
Классы точности трансформаторов тока, трансформаторов
напряжения и электросчетчиков установлены ПУЭ.
«Типовыми техническими требованиями к средствам и системам автоматизированного
учета электроэнергии и мощности», техническими условиями АО «KEGOC»
и Электросетевых Правил Республики Казахстан, а также РД К 153-34.0-
11.209-99 и должны быть:
Для трансформаторов тока не хуже 0,5 и трансформаторов напряжения
не хуже 0,5. Для расчетных счетчиков не хуже 0.2S
1.6 Разработка структуры системы
АСКУЭ создается как нижний уровень Автоматической системы
коммерческого учета электроэнергии:
1- й уровень АСКУЭ - измерительно-информационный комплекс,
коммерческого технического учёта;
- Первичные измерительные приборы
(ПИП) с цифровыми выходами, осуществляющие непрерывно или с минимальным
интервалом усреднения измерение параметров энергоучета
потребителей по точкам учета.
2- й уровень АСКУЭ - информационно вычислительный комплекс
электроустановки в границах АО «KEGOC» данных территориально.
- Устройство сбора и подготовки данных (УСПД),
специализированные измерительные системы или
многофункциональные программируемые преобразователи со
встроенными программным обеспечением энергоучета,
осуществляющие в заданном цикле интервала усреднения
круглосуточный сбор измерительных данных с территориально
распределенных ПИП, накопление, обработку и передачу этих
данных на верхние уровни;
- Персональный компьютер или сервер центра сбора и обработки
данных со специализированным программным обеспечением
АСКУЭ, осуществляющий сбор информации с УСПД ПС110кВ «КС-
3», ПС110кВ «Пойма» и ПС110кВ ГТС, и итоговую обработку этой
информации, как по точкам учета, так и по группам по
подразделениям, документирование и отображение данных учета в
виде, удобном для анализа и принятия решений.
3- уровень АСКУЭ предусматривается как передачу данных на АСКУЭ
Системного Оператора АО «KEGOC» Астана.
- Передача данных АСКУЭ осуществляется как основного канала
связи при помощи новейшей телекоммуникационной технологии
спутникового канала DiaAw@rlP, устаноленной на территории ГТС
54 МВт.
- Как альтернативная канал связи передача данных АСКУЭ
осуществляется при помощи волоконно-оптического кабеля
подключенного к телефонным сетям АО «Казтранском»,
установленной на территории ГТС 54 МВт.
- Система обеспечения единого времени (СОЕВ) формируется на всех
иерархи.
Технические средства первичного уровня учета АСКУЭ
Это уровень проведения измерений. В состав технических средств
данного уровня входят:
- Измерительные трансформаторы тока и напряжения, счетчики
электроэнергии.
Объектами сбора первичной учетной информации являются ячейки
ГРУ РУСН 1 ЮкВ, в которых установлены ТТ и ТН.
На коммерческих присоединениях установить ТТ класса 0.2S с
отдельной вторичной обмоткой на измерение электроэнергии.
Ко всем точкам учёта подключается микропроцессорные счетчики
Альфа серии 1800 класса 0.2S\ 0.5S. Счетчик Альфа удовлетворяет всем
требованиям. Счетчики устанавливаются в шкафу счетчиков в помещении
ПС110кВ.
Все счетчики программируются на 15-и минутное усреднение
мощности.
Каждый счетчик имеет цифровой интерфейс RS485 для подключения
к коммуникационной аппаратуре и передачи данных на вышестоящие
уровни.....