ГЛАВА 8
ОПЕРАТИВНЫЕ ПУНКТЫ УПРАВЛЕНИЯ
ОБЩАЯ ЧАСТЬ
Оперативные пункты управления (ОПУ) на электростанциях и подстанциях, где устанавливаются щиты и пульты управления, панели центральной сигнализации, щиты постоянного тока, а во многих случаях щиты релейной защиты и автоматики, являются местом, где сосредоточивается большая часть вторичных устройств и их вторичных цепей, с помощью которых осуществляется связь с РУ, генераторами и трансформаторами, электродвигателями механизмов СН и другим оборудованием, находящимся в различных местах электростанций и подстанций. Другая часть вторичных устройств и их вторичных цепей располагается непосредственно на местах в РУ, КРУ, КРУН, у агрегатов и т. д.
Оперативные пункты управления являются организующими центрами в части управления и ведения режимов, соблюдения заданных технических параметров и ликвидации отклонений от нормальной работы. С помощью вторичных устройств и их вторичных цепей с ОПУ осуществляется дистанционное и автоматическое управление коммутационными аппаратами, сюда передаются сигналы о положении и состоянии электрического и другого оборудования, здесь устанавливаются защитные и автоматические устройства, измерительные и прочие аппараты, контролирующие или регулирующие технические параметры оборудования, а также другие технические средства, необходимые в эксплуатации.
Щиты современных электростанций и подстанций, базирующиеся в основном на традиционных средствах дистанционного управления и контроля, требуют даже при наличии технологической автоматики основных агрегатов и их механизмов СН значительного количества реле, аппаратов, весьма протяженных многожильных кабелей, большого количества. Проводов и установочных изделий (зажимов, ключей, кнопок управления, переключателей, блоков и т. п.). Соответственно требуется для размещения вторичных устройств большое количество панелей щитов управления, автоматики и релейной защиты.
В связи с увеличением единичных мощностей (котлов, турбин, генераторов, электродвигателей питательных и других насосов и механизмов и т. д.), повышением их технических параметров (давления, напряжения, мощности), строительством многоагрегатных электростанций, внедрением новых технических средств, способствующих поддержанию надежности работы и более высокой отдаче агрегатов (например, водородного и жидкостного охлаждения генераторов, принудительного охлаждения трансформаторов), передачей выработанной электроэнергии на весьма значительные расстояния еще больше увеличивается объем вторичных устройств, размеры щитов, усложняется работа оперативного (дежурного) персонала; от него требуется выполнение большого количества операций (особенно в аварийных ситуациях), умение правильно ориентироваться на основе наблюдения за многочисленными приборами и соответственно высокая квалификация. От этого зависит надежная и экономичная работа электроустановок.
Чтобы облегчить труд дежурного оператора, повысить качество и надежность управления, разрабатывается и постепенно внедряется широкий комплекс организационных, технических и экономических мер повышения эффективности работы оперативного персонала при одновременном соблюдении условий, обеспечивающих охрану и безопасность его труда.
В частности, к такого рода мерам можно отнести следующие.
- Тщательно продуманную компоновку панелей щита и пульта, рациональное размещение на них приборов и установочных изделий, с помощью которых персонал выполняет необходимые операции по управлению электрооборудованием, изменению режима работы и т. д. В этой связи весьма важно правильно выделить оперативный контур щита, чтобы в поле зрения оператора размещались только те приборы и командные аппараты, которые необходимы ему в нормальном режиме для поддержания заданных параметров и в особенно опасных ситуациях, требующих немедленных действий.
Вся остальная многочисленная аппаратура контроля, автоматического регулирования, защиты и управления, не требующая постоянного надзора со стороны персонала и не используемая им для управления, может располагаться вне зоны наблюдения оператора, т. е. в неоперативном контуре щита, чему, в частности, может способствовать перенос части средств контроля и управления, относящихся к отдельным агрегатам или их группам, на местные, агрегатные и групповые щиты, располагаемые в различных местах энергообъектов. - Применение модульных и планшетных конструкций панелей, которые наряду с экономией капитальных затрат облегчают их обслуживание, поскольку унифицированные узлы з виде отдельных модулей и планшетов имеют свое четко разграниченное назначение для присоединений (планшеты управления, планшеты измерения и т. д.). Дальнейшими ступенями могут стать мозаичное исполнение станционных и подстанционных щитов и применение упрощенных мнемосхем подобно тому, как это имеет место на современных диспетчерских щитах.
- Применение на щитах и пультах малогабаритных приборов (например, унифицированных, работающих от преобразователей, узкопрофильных типа АСК и др.), однородных по величине, форме, структуре шкал и окраске, а в ряде случаев многоканальных приборов, что позволяет снизить количество кабелей и отдельных приборов на щитах и пультах. Весьма перспективным мероприятием является применение цифровых приборов, в особенности для измерения таких важных показаний, как мощность генераторов, значения перетоков мощности по ответственным (межсистемным) линиям электропередачи и т. д.
- Применение на всех щитах и пультах стандартных унифицированных установочных изделий: ключей и кнопок управления, отключающих устройств (накладок), зажимов, рубильников, переключателей, штепсельных разъемов, испытательных блоков, предохранителей. Это весьма важно, так как предупреждает ошибки со стороны обслуживающего персонала.
- Активное внедрение не только информационных, по и управляющих электронно-вычислительных машин, позволяющих повысить степень автоматизации энергообъектов и заменить ими отдельные автоматические устройства (АВР, АПВ, АЧР и т. д.).
- Применение для отдельных функциональных групп избирательных схем контроля, управления и сигнализации, с помощью которых дежурный, не отходя от своего рабочего стола (на котором устанавливается сигнализатор), смог бы определить причину и место происшедшего нарушения.
- Развитие современных средств связи: общестанционной и блочной командно-поисковой, селекторной, циркулярной и громкоговорящей связи, записывающих магнитофонов и т. п. Оперативная связь может быть дополнена многоканальными телевизионными устройствами, а также многопроводной телемеханической связью, например, между ОРУ и главным корпусом электростанции при значительном расстоянии между ними.
- Применение на щитах электростанций и подстанций экранных устройств — дисплеев (от английского слова display — показ, отображение), которыми оснащаются новейшие ЭВМ.
Задача дисплея заключается в том, чтобы перевести получаемые ЭВМ сведения с машинного языка в привычные, удобные и доступные для операторов формы (цифры, текст, диаграммы, графики, условные обозначения и т. д.), что освободит обслуживающий персонал от личного участия в такого рода перекодировании, позволит ему более точно и быстро оценить обстановку и значительно сократит габариты и оснащение приборами и аппаратами щитов управления.
Дисплеи, работающие совместно с ЭВМ, уже используются на щитах контроля и управления многих тепловых и атомных электростанций, а также подстанций 750—1150 кВ.
Рис. 8.1. Возможные формы отображения показателей работы оборудования с помощью ЭВМ:
1 — мнемосхема; 2 — график; 3 — диаграмма; 4 — цифровой указатель
Рис. 8.2. Щит контроля и управления с использованием ЭВМ и дисплея:
а — схематический общий вид щита управления и контроля; б — макет рабочего места оператора
На рис. 8.1 показано, как при использовании ЭВМ на экране дисплея могут отображаться режим и показатели работы энергетического оборудования (блоков, электростанции в целом и т. д.). На рис. 8.2, а дан эскиз размещения рабочего места оператора и устройства 2, состоящего из девяти индивидуальных приборов, контролирующих те параметры работы оборудования, которые определяют в общем виде его техническое состояние (активная и реактивная нагрузки блока, напряжение, токи статора и ротора генератора, давление водорода, температура нагрева стали и меди и т. д.). На рис. 8.2,6 показан макет рабочего места оператора 1, на котором смонтированы сигнализатор событий 1 (например, «Уровень напряжения на шинах 500 и 220 кВ в норме») и дисплеи: мнемоскоп 2, на котором высвечивается мнемоническая схема (в данном случае блока турбогенератор — трансформатор), и параметрограф 3, отображающий те параметры, например, у генератора, трансформатора, блока или электростанции в целом, которые исчерпывающе характеризуют их состояние (температуру нагрева, нагрузку в мегаваттах, уровень напряжения, ток возбуждения и т. п.). Там же размещается клавиатура 4, с помощью которой производится управление режимом работы дисплея.
Рис. 8.3. Структурная схема дисплея
Другим органом управления является световой карандаш 5, соединенный проводом с дисплеем. Как клавиатура 1, так и световой карандаш соединены с ЭВМ. Оператор, ведя световым карандашом по стеклу, вызывает изображение (линии, буквы, цифры) на экране дисплея, которое «рисует» электронный луч, возникающий в прожекторе, запаянном в горловине электронно-лучевой трубки.
При необходимости оператор имеет возможность, нажав одну из клавиш, снять тот участок изображения, которого коснулся карандаш. Нажав другую клавишу, оператор имеет возможность на освободившемся месте получить другое изображение. Упрощенная структурная схема дисплея на микропроцессоре с применением цветного телевизионного экрана показана на рис. 8 3.
В зависимости от типа энергообъекта (ТЭС, АЭС, ГЭС, подстанции и др. ) и его мощности распределение вторичных устройств, устанавливаемых на щитах оперативных пунктов и местных щитах, может быть различно. Соответственно могут изменяться связи между центральными и местными щитами, их компоновка и конструктивное выполнение. Все это влияет на выполнение вторичных цепей энергообъектов и их обслуживание. Поэтому следует рассмотреть, что же представляют собой оперативные пункты управления энергообъектами и их оборудование, а также щиты и другое оборудование местных пунктов управления.
