АСУТП «ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ»
Назначение, цель, задачи и функции подсистемы
Подсистема АСУТП «Электроснабжение» предназначена для
автоматического контроля, учета и анализа, а также автоматизированного
управления технологическими процессами энергообеспечения всех
технологических процессов шахты, включая:
- сокращение времени простоя шахтного технологического оборудования при
отключении и восстановлении сети электроснабжения;
- предотвращение аварийных ситуаций за счет своевременного проведения
профилактических работ по контролю величины сопротивления изоляции и
защитному заземлению;
- сокращение времени поиска неисправностей элементов высоковольтных
ячеек и электрических кабелей;
- исключение превышения потребляемой лимитируемой мощности в часы
«пик» подземными потребителями шахт.
Целью подсистемы (общей) является обеспечение надежного,
экономичного и безопасного функционирования комплекса средств
электроснабжения шахты.
Частными целями управления в четырех режимах работы сети
электроснабжения – нормальном, аварийном, последовательным и
восстановительным являются:
- Обеспечение всех потребителей энергией при соблюдении нормативов по
качеству и надежности с наибольшей экономичностью – в нормальном режиме;
- При отказах элементов и возникновении аварийных возмущений -
минимизация потерь от ограничения электропотребления поврежденного
оборудования за счет своевременной мобилизации ресурса воздействий и их
оптимального использования – при аварийном режиме;
- Предотвращение развития аварий с помощью воздействий, отвечающих
минимуму ущерба у потребителей – последовательный режим (когда в
аварийном режиме необходима быстрая ликвидация источника возмущений и
локализация последствий);
- Возврат системы к нормальному режиму – восстановительный режим.
Объекты подсистемы
Объектами подсистемы управления в системе электроснабжения
выступают комплекс распредустройств (КРУ) напряжением 6 кВ,
установленных в электрической сети шахты.
Для оценки ситуации при поступлении информации определяются
следующие элементы:
- сети, отключенные максимальной токовой защитой, работу которых
необходимо восстановить;
- связи, отключенные защитой минимального напряжения, работу которых
необходимо восстановить;
- сети, на которых произошло короткое замыкание, восстановление которых
необходимо блокировать;
- сети, не работавшие непосредственно перед появлением аварийной
ситуации, для блокировки их включения.
Выходные формы подсистемы
Информационные функции о состоянии системы электроснабжения:
- включенном и выключенном состоянии поверхностных и подземных
высоковольтных ячеек на текущий момент времени;
- наименовании высоковольтных ячеек: заблокированных от включения
в связи с появлением "земли" на отходящих от них присоединениях;
отключенных максимальной токовой защитой; отключенных нулевой (или
минимальной) защитой на текущий момент времени;
- времени включения высоковольтных ячеек за текущие и предыдущие
сутки;
- времени и способе выключения (ручное, от срабатывания
максимальной токовой или нулевой защит) высоковольтных ячеек за текущие и
предыдущие сутки;
- координате поврежденного кабельного присоединения.
Сигнальная информация об экстренных и аварийных ситуациях:
- приближение к нулю разницы между прогнозируемой активной
мощностью в одной главной группе учета и заявленной мощностью шахты;
- срабатывании максимальной токовой или нулевой (минимальной)
защит на какой-либо из контролируемых высоковольтных ячеек с указанием
наименования этой ячейки;
- повреждении кабельного присоединения.
Управляющие функции заключаются в:
- выработке и представлении
энергодиспетчеру шахты рекомендаций по управлению технологическим
объектом управления (ТОУ);
- передаче управляющих воздействий
энергодиспетчеру шахты на ТОУ;
- выработке управляющих решений и
автоматическом воздействии на ТОУ.
Подсистема должна формировать перечень управляющих функций:
- Выдавать рекомендации о порядке восстановления системы
электроснабжения после срабатывания максимальной токовой и нулевой
(минимальной) защит - автоматически при возникновении ситуации.
- Выдавать рекомендации о способах и глубине регулирования реактивной мощности.
- Передавать с места энергодиспетчера шахты команды на включение и
отключение поверхностных и подземных высоковольтных ячеек.
- Выдавать команды на автоматическое регулирование по заданной
программе реактивной мощности - автоматически при возникновении ситуации
с возможностью блокирования с пульта энергодиспетчера одной, нескольких
или всех этих команд.
- Выдавать команды на автоматическое восстановление схемы
электроснабжения шахты в случае "развала" ее из-за аварий на каком-либо
объекте - автоматически при возникновении ситуации с возможностью
блокирования с пульта энергодиспетчера одной, нескольких или всех этих
команд.
Использование результатов функционирования подсистем
Функции централизованного контроля поддерживаются горным
диспетчером и главным энергетиком и содержат:
- непрерывный или периодический контроль состояния объектов сети
электроснабжения: состояния высоковольтной ячейки (включено, выключено);
способа управления ячейкой (местное, дистанционное);
- наличия напряжения на ячейках (через пост управления); информации о
расходе электроэнергии, потребляемой через высоковольтную ячейку,
автоматический выключатель, разъединитель отдельными потребителями;
состояния изоляции шахтной высоковольтной сети; общешахтной сети
заземления;
- наличия метана, пожара;
- контроль, оперативное отображение, регистрация и сигнализация
срабатывания блокировок и защит: аварийного отключения МТЗ;
- срабатывания минимальной защиты, МЗ; срабатывания защиты от
замыкания на земле (ячейки типа КРУВ);
- обнаружение, оперативное отображение, регистрация и сигнализация
отклонений состояние изоляции шахтной высоковольтной сети, общешахтной
сети заземления и показатели отклонения состояния электрооборудования от
установленных пределов;
- оперативное отображение и регистрация результатов математических и
логических операций, выполняемых комплексом технических средств системы:
распознавания аварии в сети электроснабжения; определения координат
поврежденного кабельного присоединения.
Функции вычислительных и логических операций информационного
характера поддерживаются оператором АСУТП и главным энергетиком и содержат:
- вычисление и анализ обобщенных показателей оценки текущего состояния
сети электроснабжения и ее составляющих;
- анализ срабатывания блокировок и защит;
- диагностика состояния сети электроснабжения и элементов системы
управления подстанциями;
- прогнозирование потребляемой мощности и состояния
электрооборудования;
- расчет технико-экономических и эксплуатационных показателей
функционирования сети электроснабжения;
- подготовка информации и выполнение процедур обмена информацией со
смежными и вышестоящими системами управления.
Управляющие функции подсистемы поддерживаются горным
диспетчером и главным энергетиком и содержат:
- определение рационального режима работы сети электроснабжения и
способов ее восстановления после защитных отключений; автоматическое или
автоматизированное восстановление сети электроснабжения после защитных
отключении; принятие решения о включении или блокировке выключившейся
ячейки в результате срабатывания защит;
- формирование и передача на высоковольтные ячейки автоматические
выключатели управляющих воздействий, обеспечивающих реализацию
выбранного режима работы сети электроснабжения и способа восстановления
сети после защитного отключения: управление высоковольтным аппаратом
(включить, отключить); включение неповрежденных ячеек, находившихся во
включенном состоянии до срабатывании защиты (в течение 3 мин);
- автоматическое включение резерва (включение секционного выключателя)
при отключении вводного фидера (АВР); блокирование АВР при к.з. во
вводной ячейке; автоматическое переключение режима управления
подстанцией телеуправление - дистанционное управление при отказе канала
связи; автоматическое выключение секционного выключателя при включенных
вводных ячейках;
- выдача диспетчеру рекомендации по управлению сети электроснабжения.
Некоторые особенности формирования информационных потоков
Информационные потоки подсистемы «Электроснабжение»
представляют собой сообщения типа ТС, ТИ, ТУ, которые формируются различными датчиками.
Так информация формируется датчиками (блок - контактами): контроля
состояния (включено - отключено) высоковольтных ячеек, аварийного
выключения ячеек (максимальной токовой защитой – МТЗ, минимальной
защитой – МЗ), устройствами контроля содержания и превышения метана АС-
6, контроля замыкания на землю – ЗЗ, наличия напряжения на вводах ячейки –
НН; режим управления ячейкой (местное – дистанционное); управляющее
сообщение на включение или отключение ячейки; контроля пожара.
Комплекс технических средств формирования подсистем
Размещение и назначение некоторых технических средств,
обеспечивающих контроль параметров, а также средств передачи, хранения и
обработки информации приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Размещение и назначение комплекса технических средств
| Наименование ТС |
Место установки |
Назначение |
| Локальная вычислительная сеть (ЛВС): сервер,
рабочие станции, принтеры, модем |
Сервер, модем, принтер –
машзал; рабочие станции,
принтеры –
пульт горного
диспетчера, технарядная,
кабинет директора шахты |
Обработка, хранение,
представление поступающей информации, результатов анализа, выработка управляющих воздействий (рекомендаций) |
| КП УТШ (контролируемый пункт аппаратуры
телемеханики УТШ) |
Подземные высоковольтные УПП, ЦПП |
Передача данных от
УКЭШ на ПУ УТШ |
| ПУ УТШ (пункт управления аппаратуры телемеханики УТШ) |
Машзал (диспетчерская) |
Передача входных данных
в ЛВС |
| СУП СПДЭ (станция управления подстанцией
аппаратуры СПДЭ) |
Подземные и поверхностные высоковольтные
УПП, ЦПП, ГПП |
Автоматизированный
контроль состояния и
управление УПП, ЦПП,
ГПП |
| БС СУП СПДЭ (блок сопряжения с ВВ КРУ) |
Подземные высоковольтные УПП, ЦПП |
Сопряжение с высоковольтными ячейками |
| СУД СПДЭ (станция управления диспетчера
аппаратуры СПДЭ) |
Машзал (диспетчерская) |
Передача входных данных
от СУП СПДЭ в ЛВС |
| ЦТ5000 (комплекс информационный, электроизмерительный, управляющий) |
Поверхностные высоковольтные УПП, ГПП |
Передача входных данных
об электрических
нагрузках в ЛВС |
| Cчетчики контроля
активной, реактивной
энергии |
Тоже |
Контроль режимов работы
высоковольтных
поверхностных электро-
потребителей |
| УКЭШ (устройство контроля режимов электропотребления) |
Подземные высоковольтные УПП, ЦПП |
Контроль режимов работы
высоковольтных
подземных
электропотребителей |
| ДП (датчик пожара) |
Тоже |
Контроль возникновения
пожара |
| ДМТ-4 (датчик метана) |
Тоже |
Контроль шахтной атмосферы |
| «Метан» (аппаратура газового контроля) |
Тоже |
Измерение текущих показателей шахтной атмоcферы |