Поиск по сайту
Начало >> Статьи >> Автоматизированная система мониторинга на ПС 110-750кВ

Автоматизированная система мониторинга на ПС 110-750кВ

Автоматизированная система мониторинга электрооборудования на ПС 110-750кВ

Миронов И. А.

В мировой практике все активнее внедряются новые подходы к диагностике оборудования.
В настоящее время в цехе электрических сетей разрабатывается автоматизированная система мониторинга основного электрооборудования ПС 110-750 кВ (АСМЭО).
Разрабатываемая система состоит из двух уровней: контроллеров первичного сбора, хранения и передачи информации и центрального сервера с функциями сбора, хранения и анализа информации. Первичные контроллеры выполнены из специализированных PXI-блоков серии PXI-1010 фирмы National Instruments. PXI-блоки представляют собой, по существу, единое шасси с AC/DC блоком питания и промышленным вариантом шины PCI. Изготавливаются PXI-блоки на четыре или восемь PCI-слотов. Основной элемент системы - PXI-контроллер (PXI-81хх серии), являющийся фактически промышленным компьютером и имеющий следующие характеристики: процессор Pentium-III (до 1,26 ГГц, максимум), ОЗУ до 256 Мб SDRAM, жесткий диск 10 Гб, SVGA-адаптер, Ethernet, USB, COM и LPT-порты. Оставшиеся свободные слоты заполняются в соответствии с решаемой задачей платами сбора и обработки аналоговой и дискретной информации (DAQ-модули серии Е, цифровые модули серии 65хх и т.п.). Для нормализации входных сигналов применяются стандартные модули нормализации токов и напряжений с гальванической развязкой фирм National Instruments и Advantech.
Программное обеспечение для системы мониторинга пишется в среде программирования Lab- View фирмы National Instruments, которая адаптирована как для работы с устройствами сбора аналоговой и дискретной информации, так и для математической и статистической обработки полученной информации.
LabView представляет собой высокоэффективную среду разработки прикладных программ за счет использования интуитивно-понятной графической системы программирования. Модульная структура и огромное количество прототипов реальных процессов позволяют ускорить разработку приложения по сравнению с другими языками программирования в 5 - 10 раз.
Отличительной особенностью большинства систем фирмы National Instruments является то, что программы для первичных контроллеров и для управляющих головных компьютеров пишутся на одном языке программирования - LabView, что еще больше упрощает процесс разработки исполняемого приложения.
Немаловажным фактором является также то, что разработчик программного обеспечения теперь не обязан просиживать по 3 - 4 мес на объекте, отлаживая свою программу. Имея на рабочем столе прототип рабочего контроллера, можно внести необходимые изменения в LabView программу, а затем через одно из устройств удаленного доступа войти в свою программу на объекте и внести все необходимые изменения.
При высокоскоростных измерениях, в частности, при измерениях высокочастотных перенапряжений, можно использовать DAQ-платы серии Е, в которых применяется аппаратное увеличение частоты оцифровки при увеличении скорости нарастания сигнала.
Применение высокоскоростных плат сбора аналоговой информации в системе мониторинга электрооборудования (АСМЭО) позволит, наконец, вести полноценный сбор и анализ данных о повышениях напряжения в сетях 110-750 кВ при оперативных переключениях и в аварийных режимах в соответствии с требованиями ПТЭ.
Так, в п.5.11.17 ПТЭ предусматривается, что повышение напряжения промышленной частоты (50 Гц) на оборудовании должно быть не выше значений, указанных в табл. 5.3. Указанные значения распространяются также на амплитуду напряжения, образованного наложением на синусоиду 50 Гц составляющих другой частоты. Длительность и периодичность допустимых повышений напряжения описываются следующим достаточно сложным алгоритмом:
число повышений напряжения продолжительностью 1200 с должно быть не более 50 в течение 1 года;
число повышений напряжения продолжительностью 20 с должно быть не более 100 за срок службы электрооборудования, указанный в государственном стандарте, или за 25 лет, если срок службы не указан. При этом число повышений длительностью 20 с должно быть не более 15 в течение 1 года и не более 2 в течение 1 сут;
промежуток времени между двумя повышениями напряжения длительностью 1200 и 20 с должен быть не менее 1 ч. Если повышение напряжения длительностью 1200 с имело место 2 раза (с часовым интервалом), то в течение ближайших 24 ч повышение напряжения в третий раз допускается лишь в случае, если это требуется ввиду аварийной ситуации, но не ранее чем через 4 ч;
число повышений напряжения длительностью 0,1 и 1 с не регламентировано.
Естественно, на сегодняшний день нет ни одного регистрирующего прибора, который позволил бы решать поставленную задачу. Внедрение АСМЭО устранит этот пробел.
Разрабатываемая автоматизированная система мониторинга электрооборудования АСМЭО будет поддерживать три основных режима: “Регистратор перенапряжений”, “Контроль электрооборудования” и “Аварийный осциллограф”.

  1. В режиме “Регистратор перенапряжений”: система работает в ждущем режиме и при превышении заданного уровня сигнала производится запись в файл (в виде двухмерного массива) только амплитудных значений исследуемого сигнала и сопоставимое им время;
    производится сбор данных о повышениях напряжения в электросетях 110 кВ и выше (п.5.11.17 ПТЭ). Составляется ресурсная карта на оборудование подстанции и при выработке ресурса допустимых перенапряжений в соответствии с требованиями ПТЭ на монитор компьютера диспетчера по подстанции выдается соответствующая информация;
    производится запись коммутационных перенапряжений при различных оперативных переключениях, в том числе при коммутациях вакуумными выключателями;
    регистрация срабатывания ВР и ОПН, в том числе при высокочастотных перенапряжениях;
    выявление феррорезонансных процессов, в том числе в сетях 110-500 кВ с электромагнитными трансформаторами напряжения и выключателями, содержащими емкостные делители напряжения;
    регистрация дуговых перенапряжений в сетях 6 - 35 кВ с изолированной нейтралью и с компенсацией емкостного тока;
    выявление неполнофазных режимов.
  2. В режиме “Контроль электрооборудования”: в режиме реального времени производится непрерывный мониторинг исследуемых токов и напряжений, в том числе сигналов с устройств КИН, КИВ и др.;
    производится запись в файл всех исследуемых сигналов (возможны два вида старта записи процесса: программный и от внешнего ключа);
    производится просмотр и анализ записанных сигналов с применением методов математической и статистической обработки средствами LabView;
    выдается сигнал диспетчеру о превышении (принижении) критического уровня исследуемого сигнала;
    производятся спектральный анализ напряжений и токов, контроль частоты и т.п.
  3. В режиме “Аварийный осциллограф”: непрерывно производится запись на жесткий диск файла заданного объема, так называемой, “предыстории” процесса;
    при превышении заданного уровня сигнала производится запись процесса в течение заданного времени;
    по окончании процесса производится “склейка” файла предыстории с записанным аварийным процессом с привязкой к реальному времени и запись в файл с текущим номером;
    определяется расстояние до места замыкания. Автоматическая система мониторинга может применяться также и для управления различными технологическими процессами при использовании, так называемой, системы реального времени. Эта система состоит из специализированных RealTime контроллеров или плат АЦП и специализированного программного обеспечения LabView Real-Time. В процессе разработки приложения у нас есть возможность управлять любым технологическим процессом с головного компьютера. После написания программы мы можем загрузить исполняемое LabView Real-Time приложение в RealTime контроллер, который продолжит управление процессом в реальном времени. В случае подвисания или программной перезагрузки головного компьютера контроллер продолжит самостоятельную работу.
    Разрабатываемая автоматическая система мониторинга электрооборудования (АСМЭО) после внедрения базовой конфигурации за счет использования модульной PXI-технологии фирмы National Instruments позволяет постепенно увеличивать круг решаемых задач.
 
« АББ запускает первый в мире центр утилизации элегаза   Алюминий против меди в трансформаторах »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.