Автоматизированная система управления технологическими процессами высоковольтной подстанции 220 кВ

1.3 Типовая структура  АСУТП ПС

АСУТП ПС строится в виде иерархической  многоуровневой структуры на базе современных программно-технических средств, реализующих основные информационные и управляющие функции.

В типовой структуре АСУТП выделяются следующие уровни:

• уровень датчиков, исполнительных механизмов и аппаратов, счетчиков, микропроцессорных терминалов и других измерительных средств;
• уровень промышленных контроллеров;

• уровень центральных вычислительных ресурсов и автоматизированных рабочих мест.

Необходимо предусмотреть два  режима функционирования АСУТП ПС:

• с локальным пунктом управления и диспетчеризации для обслуживаемых подстанций;
• с удаленным пунктом телеуправления для необслуживаемых подстанций.

Для необслуживаемого режима эксплуатации подстанций основные функции управления и диспетчеризации должны выноситься на более высокий уровень кустового пункта диспетчеризации и управления. При этом на каждой необслуживаемой подстанции необходимо предусмотреть размещение сокращенного состава операторских консолей с целью выполнения профилактических и наладочных работ.

Для подстанций с обслуживаемым  режимом эксплуатации в составе  АСУТП организуется сеть АРМ в необходимом составе. Должна быть предусмотрена связь с соответствующим кустовым пунктом управления и диспетчеризации с целью обеспечения возможности распределения функций и задач управления между локальным и кустовым пунктами управления и перехода в дальнейшем на необслуживаемый режим эксплуатации.

Региональная сеть связи АСУТП  включает в себя:

• сеть каналов связи предпочтительно радиальной структуры;
• каналообразующую и маршрутизирующую аппаратуру в кустовом центре диспетчеризации и управления;
• каналообразующую и маршрутизирующую аппаратуру в составе АСУТП отдельных подстанций.

1.4 Архитектура АСУТП ПС

Архитектура АСУТП ПС, как взаимосвязь компонентов  структуры системы, должна строиться с учетом следующих требований и решений:

1. Модульный принцип построения технических и программных средств, прикладного и технологического программного обеспечения с использованием лучших образцов отечественных и зарубежных продуктов.
2. Открытая масштабируемая архитектура комплекса технических средств (КТС) и программного обеспечения (ПО) на основе общепризнанных и широко используемых международных стандартов, исключающая использование специальных фирменных технологий в части технических, программных и сетевых решений, не соответствующих вышеупомянутым требованиям стандартизации.
3. Функциональная и территориальная распределенность (децентрализация) компонентов системы, при которой выполнение функций контроля и управления отдельной единицей оборудования ПС в минимальной степени должно зависеть от состояния других компонентов системы, что существенно повышает надежность и живучесть системы.
4. АСУТП ПС строится на основе взаимосвязи функций автоматизации технологических процессов основного и вспомогательного оборудования, как единая интегрированная система.
5. АСУТП ПС должна обеспечивать согласованное функционирование и информационную интеграцию с системами релейной защиты и противоаварийной автоматики и другими системами автоматического управления (при сохранении автономности функционирования этих систем).
6. Комплекс задач и функций АСУТП ПС должен быть открыт для расширения в связи с необходимостью:

• модификации технологических процессов и модернизации оборудования подстанции;

• внедрения новых и перспективных информационных технологий, а также технологий управления и регулирования;
• наращивания состава и объемов обрабатываемой информации.

7. Архитектурные решения АСУТП ПС должны быть согласованы с архитектурой АСУПТД ФСК, которая является её верхним управленческим уровнем, в части:

• форматов информационного обмена и взаимодействия;
• нормативно-справочной информации;
• процедур информационной защиты и безопасности.

8. Должен обеспечиваться распределенный, децентрализованный принцип организации управления технологическими процессами в комплексе регионального куста подстанций, предусматривающий:

• обеспечение гарантированного времени реакции системы на внешние события;
• оперативное оповещение верхних уровней с минимальной задержкой в режиме «тревожного сообщения» о выходе технологических режимов за нормальные пределы и об аварийных событиях;
• регистрация значений параметров протекания аварийных процессов (построение трендов);
• обеспечение самодиагностики и режимов восстановления элементов и подсистем АСУТП на всех уровнях иерархии и во всех контурах управления;
• обеспечение информацией (по значениям параметров и событиям технологических процессов) верхних уровней управления по запросам и инициативно, по установленным расписаниям.

1.5 Подсистемы  АСУТП ПС и состав задач  технологического управления по  подсистемам

В АСУТП  ПС выделяются следующие функциональные подсистемы:

• Подсистема оперативного и диспетчерского управления.
• Подсистема информационной поддержки и контроля систем РЗА, ПА и других специализированных систем автоматического управления.

• Подсистема управления режимами и мониторинга параметров качества электроэнергии.

• Подсистема регистрации параметров переходных процессов в аномальных режимах.
• Подсистема коммерческого и технического учета электроэнергии.
• Подсистема мониторинга, диагностики состояния и эксплуатации основного технологического оборудования.
• Подсистема автоматизации вспомогательных технологических процессов.
• Подсистема информационного взаимодействия.
• Подсистема информационной и общей безопасности.

Задачи  подсистемы оперативного и диспетчерского управления:

• дистанционное управление коммутационной аппаратурой и контроль исполнения;
• контроль основного оборудования, в том числе:

• отображение текущего состояния электрической схемы ПС и положения коммутирующей аппаратуры;
• представление оператору цифровых значений аналоговых режимных параметров и значений дискретных сигналов, существенных для ведения режима ПС;
• сигнализация отклонений аналоговых параметров при их выходе за нормальные и аварийные пределы с выдачей тревожных сигналов и сообщений по предаварий-ным и аварийным ситуациям;
• сигнализация изменений электрических схем, происходящих в процессе ведения режима;

• регистрация параметров, необходимых для анализа работы электрооборудования, персонала и средств автоматизации, в том числе:

• регистрация технологических событий (выход параметров режима за нормальные и аварийные пределы, переключения силового коммуникационного оборудования и т.д.);

• регистрация средних значений параметров нормального режима;

• выдача советов и рекомендаций по аномальным ситуациям;
• выдача оперативной информации по событиям при ведении технологического процесса и ведение журнала событий;
• ведение отчётной и архивной документации по оперативному управлению.

Задачи  подсистемы информационной поддержки  и контроля систем РЗА, ПА и других специализированных систем автоматического управления/регулирования:

• контроль и регистрация действий РЗА и ПА и анализ аномальных состояний;
• сбор и отображение данных контроля текущего состояния и самодиагностики устройств внешних систем автоматического управления;
• регистрация аварийных ситуаций и документирование действий систем и персонала ПС в предаварийных и аварийных состояниях, а также при ликвидации аварий;
• обеспечение информацией верхних уровней управления о событиях во внешних системах;
• автоматическое повторное включение ЛЭП, управление линиями передачи и вставками постоянного тока;
• аварийное включение резерва.

Задачи  подсистемы управления режимами и мониторинга параметров качества электроэнергии:

• мониторинг, контроль, диагностика;
• регистрация действий систем автоматики ПС, в том числе в части:

• управления напряжением и реактивной мощностью;
• управления составом работающих трансформаторов;
• управления нагрузкой в утяжелённых и аварийных режимах;

• непрерывный мониторинг параметров качества электроэнергии.

Состав задач этой подсистемы зависит  от уровня оснащённости подстанции современными измерительными приборами и возможности сбора первичной информации от систем автоматики.

Задачи подсистемы регистрации  параметров переходных процессов в аномальных режимах:

• сбор и регистрация значений параметров аномальных режимов и сигналов дискретного срабатывания от устройств РЗА;
• формирование и ведение архивов аномальных процессов и ситуаций;
• ретроспективный анализ аномальных процессов и ситуаций.

Задачи подсистемы коммерческого  и технического учёта электроэнергии:

• сбор и обработка данных коммерческого учёта электроэнергии от средств АСКУЭ;
• технический учет электроэнергии;
• расчет баланса электроэнергии подстанции.

Задачи подсистемы мониторинга, диагностики  состояния и эксплуатации основного технологического оборудования:

• мониторинг, диагностика и учет ресурсов основного технологического оборудования:

• коммутационной аппаратуры;
• трансформаторов и устройств РПН;

• изоляции высоковольтного оборудования;

• гибкое энергосберегающее управление системами охлаждения трансформаторов, диагностика эффективности охлаждения, состояния и ресурса электродвигателей охладителей;
• информационно-справочное обеспечение эксплуатационных работ;
• документирование профилактических и ремонтно-восстановительных работ;
• контроль выполнения операций по вводу и выводу основного оборудования в ремонт и подготовке рабочих мест ремонтных бригад.

Задачи  подсистемы автоматизации вспомогательных  технологических процессов:

• контроль состояния источников и сети оперативного тока;
• контроль работы воздухо-приготовительной установки и системы воздухоснабжения выключателей;
• контроль системы автоматического управления охлаждением трансформаторов;
• контроль системы автоматического пожаротушения.

Задачи  подсистемы информационного взаимодействия:

• информационно-справочное обеспечение технологических и административно-хозяйственных работ;
• технологический документооборот подстанций;
• ведение базы данных и информационное обеспечение верхних уровней АСУ ПТД сетевых компаний и АСДУ ЕЭС;
• двусторонний обмен информацией с вышестоящими уровнями иерархии управления и со смежными системами управления;
• учет результатов работ и услуг по основной технологической деятельности.

Задачи  подсистемы информационной и общей  безопасности:

• администрирование и мониторинг защитного сетевого экрана fire wall;
• организация и мониторинг защиты информации при передаче по сетевым каналам;
• защита от несанкционированного доступа к базам данных;