Автоматизация энергоснабжения Высокая экономическая эффективность инвестиционных вложений, снижение себестоимости продукции



страница1/3
Дата14.02.2017
Размер1.24 Mb.
Просмотров635
Скачиваний0
  1   2   3

Автоматизация энергоснабжения
Высокая экономическая эффективность инвестиционных вложений, снижение себестоимости продукции

Затраты на энергоресурсы и системы энергоснабжения промышленных предприятий составляют от 5 до 60% себестоимости продукции в зависимости от ее вида. Доля затрат на энергоресурсы имеет устойчивую тенденцию к увеличению во всем мире, а в России - в большей мере в связи со спецификой переходной экономики.


В конечном счете эффективное использование энергоресурсов самым непосредственным образом влияет на конкурентоспособность продукции предприятия.
Компания Системс обладает большим положительным опытом внедрения систем комплексной автоматизации энергоснабжения, обеспечивающих высокую эффективность инвестиций в эту систему. Накопленный опыт доказывает, что возврат инвестиций может достигаться в разных условиях за счет одного или нескольких преимуществ системного подхода. Как правило, наиболее эффективными являются:

Автоматизация оперативного управления и текущей эксплуатации

  1. Снижение издержек на оплату тепло- и электроэнергии за счет автоматического контроля и правильного планирования максимума нагрузки. Максимум прибыли за счет рационального использования энергоресурсов: снижение непроизводительных потерь электроэнергии, нерационального сжигания топлива, использования тепла, воды и других ресурсов.

  2. Снижение затрат на текущий и капитальный ремонт за счет использования высоконадежной техники АББ: устройств КИПиА, исполнительных механизмов, регуляторов и контроллеров, терминалов УСО и РЗА, электроприводов.

  3. Снижение травматизма и уменьшение ущерба от повреждения оборудования, возникающих в результате ошибок оперативного персонала, путем автоматизации формирования бланков переключений, блокировок, безопасного обслуживания объектов.

  4. Снижение затрат на содержание персонала за счет внедрения «безлюдных» технологий автоматического управления, применения надежных средств автоматизации.

  5. Снижение издержек на профилактический контроль и испытания первичного оборудования за счет перехода от периодических проверок к проверкам «по необходимости» путем автоматизации контроля ресурса оборудования, полноценной паспортизации.

  6. Повышение производительности работы персонала за счет автоматизации испытаний.

автоматизация оперативного управления

 Рис. 1


Аварийное управление

  1. Снижение потерь от повреждения оборудования за счет предупреждения аварийных ситуаций, своевременной и полноценной информации, подаваемой и регистрируемой в удобной форме, автоматических или ручных переключений (с системными подсказками для оператора) при локализации и/или восстановлении энергоснабжения.

  2. Снижение потерь за счет выявления предрасположенных к повышенной аварийности элементов сетей энергоснабжения путем статического анализа ретроспективной информации.

Энергосберегающие технологии и автоматизация учета энергоресурсов

  1. Оптимизация потребления и расхода энергоресурсов за счет использования оптимальных стратегий управления.

  2. Экономия электроэнергии за счет применения современных частотно-регулируемых электроприводов.

  3. Выявление «невидимых» потерь и непроизводительных расходов за счет полноценного внешнего и внутреннего учета и анализа расходования всех видов энергоресурсов: электроэнергии, воды, тепла, газа, мазута, воздуха и др.

Экономия при расчетах на энергоресурсы при использовании счетчиков и расходомеров с повышенным классом точности.

Комплексный подход к автоматизации предприятия

Комплексный подход к автоматизации означает:

  1. сдача объекта под ключ;

  2. поставка полного комплекса оборудования, начиная с низового уровня и кончая системами управления;

  3. полная автоматизация предприятия, начиная с локальных систем управления и заканчивая системами диспетчерского управления и корпоративными информационными системами (КИС);

  4. поэтапность внедрения оборудования;

  5. модульность построения систем с возможностью горизонтального и вертикального расширения;

  6. совместимость всего оборудования и систем;

  7. открытые распределенные системы и стандартизованные протоколы;

  8. поставка современного оборудования и технологий;

  9. высокая степень готовности;

  10. экономия инвестиций и быстрая окупаемость;

  11. повышение производительности и эффективности

  12. высоко технологичные решения,

  13. необходимость технического и коммерческого учета электроэнергии с функциями автоматических расчетов и передачи информации на большие расстояния

комплексный подход к автоматизации
Рис.2

энергохозяйство промышленных предприятий

Рис.3


Основные проблемы энергохозяйства промышленных предприятий

Для большинства промышленных предприятий наиболее типичными основными проблемами, влияющими на качество и надежность электроснабжения, являются:



  1. высокий процент износа первичного электрооборудования;

  2. большой износ кабельного хозяйства и вследствие этого частые однофазные замыкания, переходы из однофазных в междуфазные и многоточечные замыкания как при перегрузках и аварийных ситуациях, так и в процессе поиска однофазных замыканий;

  3. высокая повреждаемость оборудования при коротких замыканиях вследствие несовершенства релейной защиты и износа основного электрооборудования;

  4. высокая эксплуатационная трудоемкость систем релейной защиты и автоматики из-за специфических требований используемых электромеханических защит;

  5. аварийное отключение цехов и производств из-за дефицита мощности при авариях на шинах или вводах;

  6. отсутствие достаточной информации об аварийных процессах и объективных показателях износа электрооборудования, что приводит к неправильным или неполным выводам о причинах повреждений и методах их устранения;

  7. отсутствие современной автоматизации оперативного управления производством и/или распределением энергии, приводящее к неправильному планированию холодного и горячего резервов мощности, к неэкономичному расходу электроэнергии на предприятии, к невозможности централизованного управления электроборудованием.

Экономические преимущества автоматизации электроснабжения

Диспетчеризация управления энергообъектами с помощью АСУ электроснабжения дает экономию потребляемой электроэнергии за счет резкого снижения заявленной мощности, увеличения коэффициента использования выделенного лимита мощности, снижения удельного коэффициента потребления энергии по цехам. Особую актуальность задача учета электроэнергии приобрела в условиях современного рынка электроэнергии и мощности, когда цена электроэнергии постоянно растет. Опыт применения автоматизации учета электроэнергии показывает, что заявляемая предприятием мощность и оплата за электроэнергию снижается на 4-6%.

Диспетчеризация электроснабжения позволяет сократить потери из-за недоотпуска и некачественной продукции. Применение высокоточных счетчиков электроэнергии позволяет сэкономить 0,5-1 % средств при расчетах с энергосбытовыми предприятиями.

Уменьшение числа кабельных связей в системе ведет к снижению капитальных затрат на оборудование до 10%.

Автоматическое диагностирование режимов работы оборудования, отслеживание выработки ресурса и, соответственно, своевременность ремонтных работ ведут к увеличению срока службы оборудования, снижению аварийности и затрат на ремонтные работы до 10%.

Снижение трудозатрат на обслуживание микропроцессорной техники, постоянная самодиагностика системы приводят к снижению общего количества необходимого обслуживающего персонала и экономии фонда заработной платы на 5-10%.



Технические средства для автоматизации систем электроснабжения

Любой производственный технологический процесс тесно увязан с электроснабжением производственного оборудования и является ОСНОВНЫМ потребителем электроэнергии на предприятии. Поэтому важной и неотъемлемой частью АСУ ТП являются контроль и управление электротехническим оборудованием (выключатели, трансформаторы и др.) для обеспечения бесперебойного снабжения основного производства электроэнергией и уменьшения времени простоя оборудования при авариях.

В настоящее время широко внедряются современные микропроцессорные устройства защиты, автоматики и управления (терминалы РЗА) различного первичного электротехнического оборудования всех уровней напряжения 0,4-10 кВ и выше. Терминалы применяются в схемах вторичной коммутации для использования в качестве основных и резервных защит.

Одновременно с выполнением функций РЗА терминалы являются и интерфейсными устройствами нижнего уровня (УСО) для построения систем управления. Терминалы могут передавать измеряемые величины, параметры аварийных режимов, значения уставок, осциллограммы, информацию о состоянии оборудования в АСУ, а также выполнять дистанционное управление объектом автоматизации.


Интеграция терминалов РЗА в АСУ позволяет снизить капитальные затраты на оборудование УСО при создании АСУ электроснабжения.

Семейство интеллектуальных устройств релейной защиты и автоматизации Relion®


http://forca.ru/images/knigi/rza/avtomatizaciya-energosnabzheniya/relion.jpg

Рис.4


Терминалы защит и управления

Терминалы РЗА серий SPACOM, SPAC8xx, REx5xx, а также интеллектуальные электронные устройства семейства Relion® выполнены на микропроцессорной элементной базе и предназначены для защиты различного первичного электротехнического оборудования. Терминалы применяются в схемах вторичной коммутации для использования в качестве основных и резервных защит напряжением 0,4-35 кВ.

Комплектные устройства защиты, управления и автоматики серии SPAC 800, SPAC810 производства АББ Силовые и Автоматизированные Системы предназначены для защиты присоединений 6-35 кВ.

Терминалы RE_54_, REF542plus имеют свободно программируемую логику, что позволяет реализовать на них любую конфигурацию защит и автоматики.


Терминалы семейства Relion имеют улучшенные массо- габаритные показатели и уникальную разъемную конструкцию, дающую преимущества при монтаже и обслуживании устройств. Кроме того, серия 615 полностью поддерживает современный стандарт IEC 61850.


терминалы защит и управления
Рис. 5

Все терминалы отличаются высоким качеством и надежностью, имеют обширный перечень интерфейсов с системой АСУ, осуществляют индикацию текущих и аварийных значений токов и напряжений, уставок и сработавших каналов на цифровом дисплее.


Одновременно с выполнением функций РЗА терминалы являются интерфейсными устройствами нижнего уровня для построения систем управления энергообъекта. Терминалы могут передавать измеряемые величины, параметры аварийных режимов, значения уставок, осциллограммы, информацию о состоянии оборудования в АСУ, а также производить дистанционное управление объектом.

Серия 615 многофункциональные устройства защиты и управления


Новая серия 615 семейства Relion® предназначена для защиты, управления, измерений и контроля распределительных подстанций и промышленных сетей среднего напряжения. Новая аппаратная платформа разработана для использования всех возможностей стандарта связи и совместимости МЭК 61850 при автоматизации подстанций и сетей.
Быстрый монтаж и ввод в эксплуатацию

Благодаря наличию стандартных конфигураций устройства серии 615 могут быть быстро установлены и введены в работу после задания необходимых уставок. Если же требуется адаптация под специальные условия эксплуатации, устройство позволяет изменить стандартную конфигурацию при помощи инструмента редактирования внутренних сигналов (Signal Matrix Tool), входящего в состав стандартного пакета программ для конфигурирования и параметризации устройств семейства Relion'-' — РСМ600. Пакеты связи с персональным компьютером (Connectivity Packages) включают в себя информацию об устройствах релейной защиты АВВ с описанием сигналов, параметров и адресов и позволяют выполнять конфигурирование устройства в среде MicroSCADA Pro либо программного обеспечения РСМ600.

Съемные модули и кассета устройства позволяют использовать различные типы монтажа, быструю замену, проверку и обслуживание.

Связь

МЭК 61850-8-1 с GOOSE-сообщениями. MODBUS TCP и RTU (опционально). Синхронизация времени через станционную шину, SNTP по TCP/IP.

Инструменты
РСМ600 ver. 2.2 для задания уставок, конфигурирования сигналов и обработки данных регистратора. Пользовательский веб-интерфейс (IE 7.0 или позже).

Напряжение питания

Вариант 1: 48 ... 250 В постоянного тока, 100 ... 240 В переменного тока Вариант 2: 24 ... 60 В постоянного тока

серия 630

Рис. 6


Серия 630 - интеллектуальные устройства для подстанций и промышленных энергетических систем

Устройства 630-й серии - гибкость и производительность для использования в распределительных системах и в промышленности

Устройства 630-й серии с заданной конфигурацией обладают гибкими функциональными возможностями и легко адаптируются к различным требованиям заказчика в области управления и защиты фидеров, трансформаторов и двигателей в распределительных сетях.

Поддержка протокола МЭК 61850


  1. Поддержка протокола МЭК 61850 горизонтальной и вертикальной связи, GOOSE сообщений

  2. Сообщения GOOSE удовлетворяют эксплуатационным требованиям определенным стандартом МЭК 61850

  3. Серия 630 поддерживает DNP3 связь по TCP/IP

  4. События могут передаваться пяти различным клиентам

  5. Оптический LC и RJ-45 разъемы

Масштабируемость

  1. Интеллектуальное устройство может быть заказано с различным количеством двоичных входов/выходов

  2. Масштабируемость устройства позволяет использовать его в соответствии с особенностями применения

  3. Доступны различные комбинации аналоговых каналов

  4. Гибкость конфигурирования интеллектуального устройства позволяет учитывать особенности каждого применения

Конфигурации

  1. Интеллектуальные устройства могут быть заказаны пустыми или с готовой конфигурацией

  2. Быстрый ввод в работу, уменьшение работ по дальнейшему конфигурированию

  3. Возможность добавления, удаления и изменения подключения функций с помощью инструмента конфигурирования в РСМ600

  4. Возможность настройки конфигурации

  5. Количество и тип функциональных блоков зависит от выбранной конфигурации

  6. Каждый тип устройств имеет свои дополнительные функции

 

Функции управления

  1. Управление выключателем и разъединителями непосредственно с ИЧМ устройства или из системы дистанционного управления

  2. Максимум 8 управляемых первичных объектов, в зависимости от количества доступных входов/выходов

  3. Выделенные кнопки на передней панели реле для включения и отключения выключателя

  4. Конфигурируемая мнемосхема

  5. Положение первичных объектов

  6. Отображение измеряемых величин

Измерения

  1. Измерение тока

  2. Фазные токи

  3. Ток нулевой последовательности

  4. Токи прямой и обратной последовательностей

  5. Измерение напряжения

  6. Междуфазные/фазные напряжения

  7. Напряжение нулевой последовательности

  8. Напряжения прямой и обратной последовательностей

  9. Измерение мощности

  10. Р, О, S, коэффициент мощности

  11. Измерение энергии

  12. Измерение частоты

терминалы защиты и управления серии 650

Рис. 7


Терминалы защиты и управления серии 650

Устройства серии 650 представляют собой готовые к применению решения для защиты линий (REL650) и трансформаторов (RET650), а также для управления коммутационными аппаратами (REC650). В интеллектуальных электронных устройствах (ИЭУ) 650 серии внедрены инновационные решения, одно из них - значительное сокращение уставок. Еще до отгрузки с завода задаются все основные уставки. Остается лишь задать уставки, являющиеся специфическими для конкретного применения - например, параметры линии. Большинство уставок - например, защиты трансформатора, задаются в процентах от номинальных параметров трансформатора, что освобождает от пересчета значений уровней срабатывания по току и напряжению. Такое решение позволяет упростить и ускорить введение ИЭУ 650 серии в работу.


Наличие различных вариантов готовых конфигураций с полным функциональным составом и заданными основными уставками, прошедшими типовые испытания, упрощает применение данных устройств на всех этапах от заказа, наладки и вводу в эксплуатацию до проведения межинтервальных проверок.

REC650 - Устройство управления присоединением, позволяет выполнить управление и отображение положения на ИЧМ 8 коммутационных аппаратов. В управлении коммутационными аппаратами заложен принцип «выбора» устройства до переключения, что позволяет обеспечить безопасность управления и предотвратить возможные ошибки персонала. Выбрав ИЧМ устройства в качестве основного места управления, обеспечиваются быстрое выполнение оперативных переключений и просмотр основных параметров режима.

Функциональные возможности оперативных блокировок в устройстве REC650 позволяют предотвратить опасные и повреждающие распределительное устройство оперативные переключения и обеспечить безопасность персонала. Функциональная возможность резервирования повышает надежность оперативных блокировок присоединения или подстанции. Функция резервирования предотвращает одновременные переключения аппаратов и обеспечивает проверку подлинности состояния оперативных блокировок в момент переключения.

Имеются готовые и проверенные функциональные блоки оперативных блокировок почти для всех схем распределительных устройств. Горизонтальные связи и оперативные блокировки в ИЭУ 650 серии выполняются с помощью GOOSE сообщений стандарта МЭК 61850. С экономической точки зрения это решение является наиболее выгодным.

В дополнение к оперативным блокировкам для повышения надежности, дискретные выходные реле оснащены функцией самодиагностики, предотвращающей нежелательные срабатывания. Соответствие жестким требованиям по электромагнитной совместимости (ЭМС) обеспечивает надежное управление коммутационными аппаратами.
REL650 - предназначено для защиты с высокой чувствительностью воздушных и кабельных линий, не предъявляющее высоких требований к каналу связи с противоположным концом линии. Для обеспечения высокой надежности измерения, уставки для всех пяти зон задаются независимо для всех групп уставок. Имеются функции дистанционной защиты с полигональными и круговыми характеристиками. Что позволяет обеспечить согласованность с существующими схемами связи дистанционных защит в энергосистеме.

Дистанционная защита имеет встроенную функцию отстройки от нагрузочного режима, что улучшает возможность обнаружения повреждений через большое сопротивление на сильно нагруженных линиях. Это особенно актуально в распределительных сетях, где на наиболее нагруженных линиях необходимо выявлять и отключать повреждения через большое сопротивление. Алгоритм компенсации тока нагрузки первой зоны предотвращает излишнее отключение при повреждениях через большое сопротивление и режимах протекания большой мощности. Встроенная функция обнаружения качания предотвращает излишнее отключение линии в случае обнаружения режима качаний в энергосистеме, вызванного отключением параллельной линии, набросом нагрузки или отключением мощных генераторов.

RET650 - Устройство защиты трансформатора. Функция дифференциальной защиты устройства RET650 имеет возможность учета влияния РПН, что существенным образом повышает чувствительность защиты. Устройство RET650 обеспечивает защиту трансформатора от межвитковых замыканий, а также от внутренних замыканий с низкими токами. Имеется функция дифференциальной защиты по обратной последовательности, которая значительно быстрее и чувствительнее дифференциальной защиты трансформатора на полные токи. На основе ее выполняется чувствительная дифференциальная защита от внутренних развивающихся замыканий, которая позволяет отключить поврежденный трансформатор еще до перехода повреждения в более тяжелое, тем самым значительно сокращая материальный ущерб и удешевляя последующий ремонт силового трансформатора. Устройство RET650 не предъявляет высоких требований к TT, так же отсутствует необходимость в установке промежуточных ТТ.

Функция дифференциальной защиты по нулевой последовательности для глухо заземленных или заземленных через небольшое сопротивление обмоток трансформатора обеспечивает высокую устойчивость к внешним коротким замыканиям. Индивидуальное применение для каждой обмотки и отсутствие необходимости в гармоническом анализе по второй гармонике обеспечивают высокую чувствительность и быстродействие защиты. Дополнительное критерий проверки направленности повышает селективность защиты.


На основе имеющихся функций направленной и/или неправленой МТЗ выполняется резервная защита. Применение данной защиты и дифференциальной защиты по нулевой последовательности позволяет выявлять повреждения с высокой чувствительностью, менее 1 % замкнутых витков, и выполнить защиту всего силового трансформатора. Функция тепловой защиты позволяет предотвратить повреждение трансформатора, вызванные перегрузкой. Функция резервирования отказов выключателя выполняет быстрое отключение смежных включателей, а также повторное отключение «на себя», например, для предотвращения ложного отключения во время наладки. Сочетание основных и большого количества резервных защит в одном устройстве является выгодным экономическим решением: сокращает время на наладку и ввод в работу, а также экономит место и снижает затраты на запасные части.

rel670
Рис. 8. Терминалы защиты и управления серии 670RU

терминалы защиты и управления серии 670ru

Рис. 9


С начала 2008 г. АББ Силовые и Автоматизированные Системы поставляет наиболее современную серию устройств РЗА и ПА - REx670RUxx (специальные исполнения для применения в России). В состав серии входят следующие устройства:

REL670RUXX - комплект ступенчатых защит ЛЭП (дистанционная защита от всех видов замыканий, токовые защиты, функции автоматики и т.д.);

RED670RUXX - комплект продольной дифференциальной защиты ЛЭП с возможностью выполнения защиты многоконцевых ЛЭП (до 5), ступенчатые защиты;

RET670RUXX - дифференциальная защита трансформаторов, автотрансформаторов, ошиновок, шунтирующих реакторов, блоков генератор/трансформатор, трансформатор + шины + ЛЭП;

REC670RUXX - устройство контроля и управления высоковольтными аппаратами (до 30 аппаратов с помощью одного устройства) в распредустройствах любой сложности и любого класса напряжения;

REB670RUXX-дифференциальная защита шин (две независимые зоны защиты, до 24 присоединений, дополнительный чувствительный орган, УРОВ по каждому присоединению, различные резервные токовые защиты по каждому присоединению, контроль исправности токовых цепей, мониторинг состояния разъединителей и выключателей, конфигурируемая логика работы и т.д.).

REG670 - устройства защиты генераторов и блоков генератор-трансформатор.
Устройства серии REx670 совместимы «сверху-вниз» с устройствами серии REx5XX. Они выполнены на модульной расширяемой аппаратной платформе в трех различных исполнениях корпуса: шириной 1/2 от 19” размера (205,7 мм), 3/4 от 19” размера (318,0 мм) и полного 19” размера (430,3 мм) и могут быть оснащены максимум двумя модулями аналоговых входов (TRM). Каждый модуль аналоговых входов позволят подключить к устройству до 12-ти аналоговых каналов: токов и/или напряжений от высоковольтных TT и TH. Рабочие диапазоны работы: по току - (0,02-100)1ном, (1ном=1 или 5 А), по напряжению - (0-340) В. Все устройства серии имеют международный сертификат соответствия стандарту МЭК61850, аттестованы в ОАО «ФСК ЕНС России» для применения в электрических сетях напряжением 110-750 кВ в качестве устройств защиты, автоматики, управления, мониторинга и контроля, имеют сертификат соответствия как измерительно-управляющие устройства федерального агентства по техническому регулированию и метрологии.

Проводится комплекс работ по аттестации REx670RU ЕАхх как устройств для выполнения функций локальной противоаварийной автоматики.


Устройства серии REx670RUxx, как правило, поставляются в виде шкафов и панелей различного назначения (как типовых, так и по особым требованиям Заказчика).
АББ Силовые и Автоматизированные Системы продолжает поставлять устройства РЗА REG216 (защиты генераторов), распределенную защиту шин REB500, систему защиты под- станционного оборудования REB500Sys.

Указанные устройства имеют международный сертификат соответствия стандарту МЭК61850.




Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал