Особенности применения систем АСКУЭ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение высшего образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Хакасский технический институт - филиал ФГАОУ ВО

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

кафедра «Электроэнергетики»

Отчет

о производственной практики

Б2.П.3 научно - исследовательской работы

Филиал ПАО “МРСК Сибири”- “Хакасэнерго” Ширинский РЭС

Тема: Особенности применения систем АСКУЭ

Студент М.О. Еремеев

Абакан 2019

• Содержание
• Введение
• 1. Описание предприятия
• 1.1 Характеристика предприятия
• 1.2 История
• 1.3 Характеристика номенклатуры продукции (работ и услуг)
• 1.4 Деятельность организации
• 1.5 Цели, задачи и функции ПАО «МРСК Сибири»
• 1.6 Характеристика персонала
• 1.7 Схема расположения объектов Ширинского РЭС
• 1.8 Схема понизительной подстанции Ширинского РЭС
• 1.9 Однолинейная схема электрических соединений
• 1.10 Освещение бокса №1 Ширинского РЭС
• 1.11 Компенсация реактивной мощности Ширинского РЭС
• 1.12 Молниезащита и заземление
• 2. Индивидуальное задание: особенности применения систем АСКУЭ Ширинского РЭС
• 2.1 Понятие и уровни АСКУЭ
• 2.2 Цели энергоучета
• 2.3 Задачи систем контроля и учета
• 2.4 АСКУЭ на основе АИИСКУЭ «Меркурий-Энергоучет»
• Заключение
• Список используемых источников

Введение

Место прохождения производственной практики (научно-исследовательской работы) - Ширинские районные электрические сети производственного отделения Южные электрические сети Филиала Публичного акционерного общества «Межрегиональная распределительная сетевая компания Сибири» - Хакасэнерго» с. Шира - Ширинский РЭС ПО ЮЭС Филиала ПАО «МРСК Сибири» - «Хакасэнерго».

Цель прохождения производственной практики (научно-исследовательской работы) в Ширинском РЭС ПО ЮЭС филиала ПАО «МРСК Сибири» - «Хакасэнерго» являются:

· формирование у обучающегося профессионального мировоззрения;

· приобретение знаний об организации, методах и способах проведения научно-исследовательской деятельности в вопросах, связанных с эксплуатацией электрооборудования и разработкой технологий проектирования;

· приобретение практических навыков и компетенций в сфере использования новейших информационных технологий в электроэнергетике.

Задачами практики являются:

- ознакомление обучающихся с общими сведениями о науке и научных исследованиях в различных сферах энергетики;

- обучение обучающихся методам и методологии научных исследований;

- усвоение обучающимися методики оформления результатов научно-исследовательской работы;

- приобретение обучающимися необходимых знаний в области презентации научно-исследовательской работы;

- решение задач профессионально-ориентированного программного и информационного обеспечения в энергетике.

1. Описание предприятия

1.1 Характеристика предприятия

Филиал Публичного акционерного общества «Межрегиональная распределительная сетевая компания Сибири» - Хакасэнерго» является дочерней компаний по отношению к ПАО «МРСК Сибири». Ширинские районные электрические сети производственного отделения Южные электрические сети являются частью ПАО «МРСК Сибири» - «Хакасэнерго». Организационно-правовая форма: (ПАО) - публичное акционерное общество. Вид собственности: частная собственность.

1.2 История

Своё начало электроэнергетика Хакасии берёт с 1898 года, когда на Абаканском железоделательном заводе и Изыхских угольных копях для механизации трудоёмких работ началось применение электричества, вырабатывавшегося локомобилями английского производства. В последующие годы электроустановки (локомобили, газогенераторы) получили распространение на других предприятиях угольной, золотодобывающей и металлургической промышленности региона.

В 1908 году золотопромышленником К. И. Иваницким на реке Малая Собака близ села Чебаки (нынешний Ширинский район) была построена первая в Южной Сибири гидроэлектростанция для обслуживания рудника «Богомдарованный» (в середине 20-х годов переименован в рудник «Коммунар»). ГЭС имела три генератора, вырабатывавших, соответственно: 100, 115 и 125 кВт/ч электроэнергии и была действующей до конца 30-х годов. 20 октября 1925 года в селе Аскиз сдана в эксплуатацию первая в Хакасии теплоэлектростанция, работавшая на каменном угле Изыхского месторождения и предназначавшаяся для бытовых нужд местного населения. Она снабжала электрической энергией практически все общественные здания и почти треть жилых домов села Аскиз.

С 1964 года электроснабжение потребителей г. Абакана и части сельхозпотребителей Хакасии стало производиться от единой энергосистемы, включающей в себя все объекты энергетики наиболее развитой части автономной области и юга Красноярского края. Предприятие ЮЭС стало одним из крупнейших подразделений «Красноярскэнерго». Кроме Хакасской автономной области в зону его обслуживания входили Шушенский, Минусинский, Курагинский, Каратузский, Идринский и Краснотуранский районы Красноярского края. На предприятии работало около 500 человек, в том числе 345 рабочих, непосредственно занятых на обслуживании линий электропередачи и другого энергетического оборудования. На балансе находилось 23 подстанции, среди которых наиболее крупными были «Абакан- Районная» (220/110/10 кВ) и «Сора», «КСК» в г. Черногорске, «Тёя» (220/35/6 кВ), «Юлия» (110/35/6 кВ) и ряд других. Почти удвоилась протяженность электролиний, напряжением от 0,4 до 220 кВ.

19 декабря 1978 года в эксплуатацию был введен первый гидроагрегат Саяно-Шушенской ГЭС и потребовалась передача вырабатываемой им энергии потребителям. Одновременно с линией ЛЭП-500 строится подстанция «Абаканская-500» с единичной мощностью автотрансформатора 801000 кВт. В 1981 году на этой подстанции вводится второй автотрансформатор аналогичной мощности. Энергетика Хакасии отныне начала постоянно работать на объединенную энергосистему Сибири, став одной из составляющих её частей, которая не только укреплялась и расширялась, но и стала впоследствии базовой основой для создания целого ряда самостоятельных энергетических предприятий. Среди них Минусинские электросети, выделившиеся из состава Южных электрических сетей в декабре 1968 г., Абаканское городское межрайонное предприятие электросетей (май 1973 г.), Саянские электросети -- СаЭС (июнь 1989 г).

В соответствии с Указом Президента Российской Федерации от 16.09.92 г. «О неотложных мерах по государственной поддержке экономики и развитию социальной сферы Республики Хакасия в 1992-1995 г.г.», распоряжением Государственного комитета по управлению государственным имуществом РФ от 16.10.92 г. N 562-р было выделено из состава ПОЭ и Э «Красноярскэнерго» и образовано самостоятельное государственное предприятие «Хакасэнерго».

31 марта 2008 года «Хакасэнерго» в числе семи региональных сетевых компаний, находившихся под управлением МРСК Сибири, прекратило деятельность как самостоятельное юридическое лицо и вошло в состав МРСК в статусе филиала.

1.3 Характеристика номенклатуры продукции (работ и услуг)

Основной целью деятельности Филиала является получение прибыли, для получения прибыли Филиал вправе осуществлять любые виды деятельности, не запрещенные законом, в том числе:

1. оказание услуг по передаче электрической энергии;

2. оказание услуг по распределению электрической энергии;

3. оперативно-диспетчерское управление и соблюдение режимов энергосбережения и энергопотребления;

4. оказание услуг по технологическому присоединению к электрическим сетям;

5. оказание услуг по сбору, передаче и обработке технологической информации, включая данные измерений и учёта;

6. осуществление контроля за безопасным обслуживанием электрических установок у потребителей, подключенных к электрическим сетям общества;

7. деятельность по эксплуатации электрических сетей;

8. проектно-сметные, изыскательские, научно-исследовательские и конструкторские работы;

9. оказание транспортно-экспедиционных услуг;

10. эксплуатация по договорам с собственниками энергетических объектов, не находящихся на балансе Общества;

11. обеспечение работоспособности и исправности энергетического оборудования в соответствии с действующими нормативными требованиями, проведение технического обслуживания, диагностики, ремонта электрических сетей и иных объектов электросетевого хозяйства, а также технологическое управление ими;

12. проведение испытаний и измерений энергоустановок (в том числе потребителей);

13. обеспечение работоспособности и исправности, проведение технического обслуживания, диагностики и ремонта сетей технологической связи, средств измерений и учета, оборудования релейной защиты и противоаварийной автоматики и иного, технологического оборудования, связанного с функционированием электросетевого хозяйства, а также технологическое управление ими;

14. развитие электрических сетей и иных объектов электросетевого хозяйства включая проектирование, инженерные изыскания, строительство, реконструкцию, техническое перевооружение, монтаж и наладку;

15. развитие сетей технологической связи, средств измерений и учета, оборудования релейной защиты и противоаварийной автоматики и иного технологического оборудования, связанного с функционированием электросетевого хозяйства, включая проектирование, инженерные изыскания, строительство, реконструкцию, техническое перевооружение, монтаж и наладку;

16. эксплуатация взрывоопасных, химически опасных и пожароопасных производственных объектов;

17. создание и освоение новой техники и технологий, обеспечивающих эффективность, безопасность и экологичность работы промышленных объектов, создание условий для развития электроэнергетической системы России, реализации отраслевых научно-технических и инновационных программ, участие в формировании отраслевых фондов НИОКР;

18. осуществление производственного контроля за состоянием промышленной безопасности опасных производственных объектов;

19. организация работы по обеспечению охраны труда;

20. организация работы по обеспечению надежной и безаварийной работы оборудования;

21. осуществление видов деятельности, связанных с работами и услугами природоохранного назначения;

22. деятельность, процесс которой связан с воздействием на окружающую среду, образованием, сбором, использованием, обезвреживанием, хранением, захоронением, перемещением, транспортированием и размещением промышленных отходов;

23. деятельность в области метрологии;

24. деятельность по изготовлению и ремонту средств измерений;

25. деятельность на предоставление услуг по монтажу, ремонту и техническому обслуживанию приборов и инструментов для измерения, контроля, испытания, навигации, локации и прочих целей;

26. деятельность по обращению с опасными отходами;

27. производство работ по монтажу, ремонту и обслуживанию средств обеспечения пожарной безопасности зданий и сооружений;

28. организация и проведение работы с кадрами, включая подготовку и переподготовку, проверку знаний персоналом правил технической эксплуатации, правил пожарной безопасности и техники безопасности, а также других правил и инструкций в соответствии с действующими нормативными документами на предприятиях единой энергетической системы;

29. перевозки пассажиров и грузов автомобильным, железнодорожным, авиационным и внутренним водным транспортом (в том числе в отношении опасных грузов);

30. погрузочно-разгрузочная деятельность на железнодорожном транспорте (в том числе в отношении опасных грузов);

31. погрузочно-разгрузочная деятельность на внутреннем водном транспорте (в том числе в отношении опасных грузов);

32. эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт автомобильного, железнодорожного, авиационного, внутреннего водного транспорта и грузоподъемных механизмов, используемых в технологических целях;

33. хранение нефти, газа и продуктов их переработки;

34. деятельность по выполнению функций заказчика-застройщика;

35. услуги местной, внутризоновой и междугородной телефонной связи;

36. аренда каналов связи;

37. услуги передачи данных;

38. аренда зданий, сооружений, оборудования, машин и механизмов;

39. деятельность по технической защите конфиденциальной информации;

40. организация и проведение мероприятий по вопросам мобилизационной подготовки, гражданской обороны, предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций;

41. осуществление работ, связанных с использованием сведений, составляющих государственную тайну, в соответствии с законодательством и иными нормативными актами Российской Федерации.

Осуществление иных видов деятельности, не запрещенных федеральным законодательством.

В рамках, предоставленных Положением, Филиал вправе осуществлять иные виды деятельности, предусмотренные законодательством РФ.

Право Филиала осуществлять деятельность, на занятие которой необходимо получение лицензии, возникает с момента получения такой лицензии или в указанный в ней срок и прекращается по истечении срока ее действия, если иное не указано законом или иными правовыми актами.

Виды деятельности, подлежащие лицензированию, дополнительному согласованию и разрешению, осуществляются после получения разрешения в органах, определяемых действующим законодательством Российской Федерации.

1.4 Деятельность организации

Филиал ПАО «МРСК Сибири» - «Хакасэнерго» - распределительная сетевая компания республики, снабжающая электроэнергией города и села - от столицы Хакасии до таежных деревень. Общая протяженность линий электропередачи предприятия превышает 10 000 километров.

Площадь обслуживания - 61876 тыс. кв. км.

Численность населения - 539 тыс. человек.

Объем электросетевого хозяйства - 69213 у.е.

Численность персонала - 1134 человека.

Основное оборудование:

Линии электропередачи 0,4-110 кВ - 10129 км

Подстанции 35-110 кВ - 84 шт. (1502 МВА) и ТП 6-35/0,4 кВ -2335 шт. (730,47 МВА).

В филиале действуют 2 производственных отделения (ПО) и 11 районов электрических сетей (РЭС).

ПО Южные электрические сети обслуживают северную часть Хакасии: районы -- Орджоникидзевский, Ширинский, Боградский, Усть-Абаканский, города Абакан и Черногорск.

ПО Саянские электрические сети обслуживают южные районы республики - Таштыпский, Бейский, Аскизский, Алтайский, а также город Саяногорск, поселки городского типа Майна и Черемушки.

В соответствии с Указом Президента Российской Федерации от 16.09.92 г.

«О неотложных мерах по государственной поддержке экономики и развитию социальной сферы Республики Хакасия в 1992-1995 г.г.», распоряжением Государственного комитета по управлению государственным имуществом РФ от 16.10.92 г. N 562-р было выделено из состава ПОЭ и Э «Красноярскэнерго» и образовано самостоятельное государственное предприятие «Хакасэнерго».

В его состав вливались такие структурные подразделения как Абаканская ТЭЦ, Саянские и Южные электрические сети. Этим же приказом на базе Саяногорского межрайонного и Хакасского республиканского отделений была создана новая структурная единица -- Хакасский энергосбыт с самостоятельным балансом.

8 сентября 1993 года распоряжением Российского акционерного общества энергетики и электрификации (РАО "ЕЭС России «) на базе госпредприятия «Хакасэнерго» было учреждено дочернее акционерное общество открытого типа с тем же наименованием -- «Хакасэнерго». В соответствии с Графиком и Проектом реформирования, а также решением Правления ОАО РАО «ЕЭС России» (протокол №1157пр/4 от 22.02.2005г.) было принято решение реорганизовать ОАО «Хакасэнерго» путем выделения: Открытого акционерного общества «Хакасская генерирующая компания», Открытого акционерного общества «Хакасская энергетическая управляющая компания», Открытого акционерного общества «Хакасэнергосбыт», Открытого акционерного общества «Хакасская магистральная компания».

25.12.2007 г. внеочередным общим собранием акционеров принято решение о реорганизации ОАО «Хакасэнерго» в форме присоединения к ОАО «МРСК Сибири»

В соответствии с Федеральным Законом «О государственной регистрации юридических лиц», в единый государственный реестр юридических лиц 31.03.2008 года внесена запись о прекращении деятельности юридического лица -- ОАО «Хакасэнерго» в форме присоединения.

В соответствии со ст. 55 Гражданского кодекса Российской Федерации, ст. 5 Федерального закона от 26.12.1995 г. № 208-ФЗ «Об акционерных обществах», Уставом ОАО «МРСК Сибири» и решением Совета директоров ОАО «МРСК Сибири» от 26.12.2007 г. (протокол № 06/07) создан филиал ОАО «Межрегиональная распределительная сетевая компания

Сибири» -- «Хакасэнерго».

1.5 Цели, задачи и функции ПАО «МРСК Сибири»

Задачи ПАО «МРСК Сибири»:

ПАО «МРСК Сибири» стремится к обеспечению максимальной надежности и доступности распределительной сетевой инфраструктуры для потребителей на всей территории присутствия за счет предоставления услуг, соответствующих высоким стандартам качества.

Стратегические цели ПАО «МРСК Сибири»:

· Обеспечение системной надежности и безопасности для поддержания устойчивого функционирования распределительно-сетевого комплекса региона, безопасной эксплуатации основного и вспомогательного оборудования и сооружений, предотвращение угроз для жизни и здоровью населения и сотрудников Компании, возникновения опасности загрязнения, ухудшения экологической обстановки, негативного воздействия на окружающую среду;

· Устойчивое повышение качества и объёмов предоставляемых услуг передачи электрической энергии; поддержание соответствия качества данных услуг стандартным требованиям;

· Создание инфраструктурной основы для экономического развития Сибирского региона при обязательном обеспечении экологической безопасности;

· Реновация основных фондов распределительно-сетевого комплекса региона;

· Рост капитализации Общества, подразумевающий неуклонное увеличение доходов, рост прибыльности, расширение и качественное обновление портфеля активов Общества в целях защиты интересов акционеров, увеличения инвестиционной привлекательности Общества.

Функции Филиала ПАО "МРСК СИБИРИ" - "ХАКАСЭНЕРГО";

- Производство, передача и распределение электроэнергии; - Производство электроэнергии; - Производство электроэнергии тепловыми электростанциями; - Производство электроэнергии гидроэлектростанциями; - Производство электроэнергии атомными электростанциями; - Производство электроэнергии прочими электростанциями и промышленными блок-станциями; - Передача электроэнергии; - Распределение электроэнергии; - Деятельность по обеспечению работоспособности электростанций; - Деятельность по обеспечению работоспособности тепловых электростанций; - Деятельность по обеспечению работоспособности гидроэлектростанций; - Деятельность по обеспечению работоспособности атомных электростанций; - Деятельность по обеспечению работоспособности прочих электростанций и промышленных блок-станций; - Деятельность по обеспечению работоспособности электрических сетей; - Производство и распределение газообразного топлива; - Производство газообразного топлива; - Распределение газообразного топлива; - Производство, передача и распределение пара и горячей воды (тепловой энергии); - Производство пара и горячей воды (тепловой энергии); - Производство пара и горячей воды (тепловой энергии) тепловыми электростанциями; - Производство пара и горячей воды (тепловой энергии) атомными электростанциями; - Производство пара и горячей воды (тепловой энергии) прочими электростанциями и промышленными блок-станциями; - Производство пара и горячей воды (тепловой энергии) котельными; - Производство охлажденной воды или льда (натурального из воды) для охлаждения; - Передача пара и горячей воды (тепловой энергии); - Распределение пара и горячей воды (тепловой энергии); - Деятельность по обеспечению работоспособности котельных; - Деятельность по обеспечению работоспособности тепловых сетей; - Сбор, очистка и распределение воды; - Сбор и очистка воды; - Распределение воды.

1.6 Характеристика персонала

Персонал Филиала - это все лица, вступившие в трудовые отношения с Филиалом Общества, т.е. отношения, основанные на соглашении между работником и работодателем о личном выполнении работником за плату трудовой функции (работы по должности в соответствии со штатным расписанием, профессии, специальности с указанием квалификации; конкретного вида поручаемой работнику работы), подчинении работника правилам внутреннего трудового распорядка при обеспечении работодателем условий труда, предусмотренных трудовым законодательством и иными нормативными правовыми актами, содержащими нормы трудового права, коллективным договором, соглашениями, локальными нормативными актами, трудовым договором. Организационная структура Филиала утверждается генеральным директором Общества. Штатное расписание Филиала и Правила внутреннего трудового распорядка утверждаются директором Филиала после согласования с генеральным директором Общества.

1.7 Схема расположения объектов Ширинского РЭС

Рисунок 1- Схема расположения Ширинского РЭС

1.8 Схема понизительной подстанции Ширинского РЭС

Рисунок 2- Схема ПС №49 «Шира 110/35/10 кВ»

1.9 Однолинейная схема электрических соединений

Рисунок 3- Однолинейная схема соединений ПС №49 «Шира 110/35/10 кВ»

ПС №49 «Шира 110/35/10кВ» получает питание по линиям С-335, С-336, С-334, от 1,2,3 сек. 110кВ ОРУ-110кВ получают питание трансформаторы 1-Т и 2-Т, далее от трансформаторов получают питание ячейки, расположенные на 1, 2 сек. 10кВ, от которых непосредственно запитаны потребители. Так же от 1-Т и 2-Т запитаны 1,2 сек. 35 кВ ОРУ-35кВ, от которых запитаны две резервные линии и линии Т-16, Т-17.

1.10 Освещение бокса №1 Ширинского РЭС

На рассматриваемом объекте около 10% потребляемой электроэнергии затрачивается на электрическое освещение. Правильное выполнение осветительных установок способствует рациональному использованию электроэнергии, повышению производительности труда, уменьшению количества аварий и случаев травматизма, снижению утомляемости рабочих.

Рисунок 4- Освещение бокса №1 Ширинского РЭС

Рабочее освещение выполнено лампами типа ДРЛ в светильниках НСПО5/ГОЗ. Число светильников в боксе равно 20. Аварийное освещение выполнено лампами накаливания ДБ220-150 в светильниках НСП07. Технические данные лампы: мощность - 150 Вт, световой поток - 1740 лм, цоколь - Е27. Число светильников равно 18.

1.11 Компенсация реактивной мощности Ширинского РЭС

Одним из основных вопросов, решаемых при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения, является вопрос о компенсации реактивной мощности.

Передача значительного количества реактивной мощности из энергосистемы к потребителям нерациональна по следующим причинам: возникают дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах системы электроснабжения, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью, и дополнительные потери напряжения в питающих сетях.

Компенсация реактивной мощности с одновременным улучшением качества электроэнергии является одним из основных направлений сокращения потерь электроэнергии и повышения эффективности электроустановок.

Компенсация реактивной мощности особенно актуальна для промышленных предприятий, основными электроприёмниками которых являются асинхронные двигатели, в результате чего коэффициент мощности без принятия мер по компенсации составляет 0,7 -- 0,75.

Мероприятия по компенсации реактивной мощности на предприятии позволяют:

- уменьшить нагрузку на трансформаторы, увеличить срок их службы;

- уменьшить нагрузку на провода, кабели, использовать их меньшего сечения;

- улучшить качество электроэнергии у электроприемников (за счёт уменьшения искажения формы напряжения);

- уменьшить нагрузку на коммутационную аппаратуру за счет снижения токов в цепях;

- избежать штрафов за снижение качества электроэнергии пониженным коэффициентом мощности;

- снизить расходы на электроэнергию.

В Ширинском РЭС компенсация реактивной мощности не используется.

1.12 Молниезащита и заземление

Заземлением называют преднамеренное гальваническое соединение металлических частей электроустановки с заземляющим устройством.

Различают следующие виды заземлений: защитное - выполняют с целью обеспечения электробезопасности при замыкании токоведущих частей на землю; рабочее - предназначено для обеспечения нормальных режимов работы установки; молниезащитное - для защиты электрооборудования от перенапряжений и молниезащиты зданий и сооружений. В большинстве случаев одно и то же заземление выполняет несколько функций, т.е. одновременно является защитным, рабочим и т.д.

Заземляющее устройство - это совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Заземлителем называют металлический проводник или группу проводников, находящихся в соприкосновении с землей. Различают естественные и искусственные заземлители.

Естественные заземлители - это различные конструкции и устройства, которые по своим свойствам могут одновременно выполнять функции заземлителей: водопроводные и другие металлические трубопроводы (кроме трубопроводов горючих или взрывчатых жидкостей и газов, а также трубопроводов, покрытых изоляцией от коррозии), металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, имеющие надёжное соединение с землей.

Под искусственными заземлителями понимают закладываемые в землю металлические электроды, специально предназначенные для устройства заземлений. В качестве искусственных заземлителей применяют: для вертикального погружения в землю - стальные стержни диаметром 12-16 мм, угловую сталь с толщиной стенки не менее 4 мм или стальные трубы (некондиционные) с толщиной стенки не менее 3,5 мм; для горизонтальной укладки - стальные полосы толщиной не менее 4 мм или круглую сталь диаметром 6 мм. Рекомендуется принимать длину вертикальных стержневых электродов 2-5 м, а электродов из угловой стали 2,5-3 м. верхний конец вертикального заземлителя целесообразно заглублять на 0,5-0,7 м от поверхности земли. Горизонтальные заземлители применяют для связи между собой вертикальных заземлителей и как самостоятельные заземлители.

Заземляющие проводники служат для присоединения частей электроустановки с заземлителем. Помимо обычных проводов соответствующего сечения, заземляющими проводниками могут служить металлические конструкции зданий и сооружений: колонны, фермы, каркасы РУ.

Схематическое выполнение заземляющего контура объекта бокс №2 Ширинского РЭС, показано на рисунке 5.

На рисунке 6 приведено схематическое изображение молниезащиты

Рисунок 5 - Заземляющий контур



Рисунок 6 - Схематическое изображение молниезащиты бокса №2 Ширинского РЭС: 1 - здание, 2 - граница зоны защиты, 3 - молниезащитный трос, 4 - опора тросового молниеотвода.

Заземление молниеотводов выполнено одиночными вертикальными электродами. В качестве молниеприёмника использован спиральный канат марки ТК сечением 48,26 мм2. несущая конструкция молниеотвода выполнена из металла. Токопроводом служит металлическая ферма опоры.

2. Индивидуальное задание: особенности применения систем АСКУЭ Ширинского РЭС

2.1 Понятие и уровни АСКУЭ

Распространенную ныне аббревиатуру АСКУЭ расшифровывают, как ни странно, по-разному. Это может быть и "Автоматизированная Система Коммерческого Учета Энергоресурсов", и "Автоматизированная Система Контроля и Учета Энергоресурсов", и "Автоматизированная Система Контроля и Управления Энергопотреблением". При всей схожести формулировок в них заложен совершенно разный "философский" смысл, так как "учет" - это, по большому счету, всего лишь "распечатка ведомостей", а в то время как в задачу "управления" входит и измерение параметров, и оценка технической исправности систем, и анализ режимов их работы, а, главное - принятие и реализация решений по оптимизации энергоснабжения и энергопотребления.

Здесь и далее следует понимать аббревиатуру АСКУЭ как «автоматизированные системы контроля и управления энергопотреблением». Таким образом, АСКУЭ - это комплекс технических и программных средств, предназначенных для организации автоматического учета электроэнергии и автоматизированного управления процессом энергопотребления.

За рубежом точный аналог такого общего термина, как "АСКУЭ", отсутствует, и в конкретных областях применяются различные фирменные обозначения типа, например, STOM (Serial Transmition of Original Meter Values - последовательная передача оригинальных показаний счетчиков) фирмы "Landis & Gir". Наиболее близкой к термину "АСКУЭ" является, по- видимому, широко используемая аббревиатура AMR - Automatic Meter Reading (автоматическое чтение счетчиков), а к термину "автоматизация энергоучета" - automation of powerme-tering (of energymetering) или automation of metering of electric power and energy (автоматизация измерения электрической мощности и энергии), или automation of metering of energy carrier (автоматизация измерения энергоносителей).

Использование учета электрической энергии позволяет получить открытую и оперативную картину о расходах электроэнергии и мощности, что является основой для внедрения энергосберегающих технологий. Кроме этого наличие АСКУЭ является необходимым для перехода на качественно новые формы оплаты за электроэнергию.

В структуре АСКУЭ в общем случае можно выделить четыре уровня:

Рисунок 7- Уровни АСКУЭ

* Первый уровень - первичные измерительные приборы (ПИП) (как правило счетчики) с телеметрическими или цифровыми выходами, осуществляющие непрерывно или с минимальным интервалом усреднения измерение параметров энергоучета потребителей (потребление электроэнергии, мощность и др.) по точкам учета;

* Второй уровень - устройства сбора и подготовки данных (УСПД), специализированные измерительные системы или многофункциональные программируемые преобразователи со встроенным программным обеспечением энергоучета, осуществляющие в заданном цикле интервала усреднения круглосуточный сбор измерительных данных с территориально распределенных ПИП, накопление, обработку и передачу этих данных на верхние уровни;

* Третий уровень - персональный компьютер (ПК) или сервер центра сбора и обработки данных со специализированным программным обеспечением АСКУЭ, осуществляющий сбор информации с УСПД (или группы УСПД), итоговую обработку этой информации как по точкам учета, так и по их группам - по подразделениям и объектам предприятия, документирование и отображение данных учета в виде, удобном для анализа и принятия решений (управления) оперативным персоналом службы главного энергетика и руководством предприятия;

* Четвертый уровень - сервер центра сбора и обработки данных со специализированным программным обеспечением АСКУЭ, осуществляющий сбор информации с ПК и/или группы серверов центров сбора и обработки данных третьего уровня, дополнительное агрегирование и структурирование информации по группам объектов учета, документирование и отображение данных учета в виде, удобном для анализа и принятия решений персоналом службы главного энергетика и руководством территориально распределенных средних и крупных предприятий или энергосистем, ведение договоров на поставку энергоресурсов и формирование платежных документов для расчетов за энергоресурсы.

Все уровни АСКУЭ связаны между собой каналами связи. Для связи уровней ПИП и УСПД или центров сбора данных, как правило, используется прямое соединение по стандартным интерфейсам (типа RS-485, ИРПС и т.п.). УСПД с центрами сбора данных 3-го уровня, центры сбора данных 3-го и 4-го уровней могут быть соединены по выделенными, коммутируемыми каналам связи или по локальной сети.

2.2 Цели энергоучета

Можно выделить две цели, достигаемые с помощью контроля и учета поставки/потребления энергоресурсов, вне зависимости от используемых для этого технических средств:

1. обеспечение расчетов за энергоресурсы в соответствии с реальным объемом их поставки/потребления;

2. минимизация производственных и непроизводственных затрат на энергоресурсы.

Благодаря различным способам достижения цели минимизация затрат на энергоресурсы может быть реализована как без уменьшения объема потребления энергоресурсов, так и за счет уменьшение объема потребления энергоресурсов.

Эти цели достигаются благодаря решению следующих задач учета энергоресурсов и контроля их параметров.

2.3 Задачи систем контроля и учета

1. Точное измерение параметров поставки/потребления энергоресурсов с целью обеспечения расчетов за энергоресурсы в соответствии с реальным объемом их поставки/потребления и минимизации непроизводственных затрат на энергоресурсы, в частности за счет использования более точных измерительных приборов или повышения синхронности сбора первичных данных.

2. Диагностика полноты данных с целью обеспечения расчетов за энергоресурсы в соответствии с реальным объемом их поставки/потребления за счет повышения достоверности данных, используемых для финансовых расчетов с поставщиками энергоресурсов и субабонентами предприятия и принятия управленческих решений.

3. Комплексный автоматизированный коммерческий и технический учет энергоресурсов и контроль их параметров по предприятию, его инфраструктурам (котельная и объекты жилкомбыта) и интраструктурам (цеха, подразделения, субабоненты) по действующим тарифным системам с целью минимизации производственных и непроизводственных затрат на энергоресурсы.

4. Контроль энергопотребления по всем энергоносителям, точкам и объектам учета в заданных временных интервалах (5, 30 минут, зоны, смены, сутки, декады, месяцы, кварталы и годы) относительно заданных лимитов, режимных и технологических ограничений мощности, расхода, давления и температуры с целью минимизации затрат на энергоресурсы и обеспечения безопасности энергоснабжения.

5. Фиксация отклонений контролируемых параметров энергоресурсов, их оценка в абсолютных и относительных единицах для анализа как энергопотребления, так и производственных процессов с целью минимизации затрат на энергоресурсы и восстановление производственных процессов после их нарушения из-за выхода контролируемых параметров энергоресурсов за допустимые пределы.

6. Сигнализация (цветом, звуком) об отклонениях контролируемых величин от допустимого диапазона значений с целью минимизации производственных затрат на энергоресурсы за счет принятия оперативных решений.

7. Прогнозирование (кратко-, средне- и долгосрочное) значений величин энергоучета с целью минимизации производственных затрат на энергоресурсы за счет планирования энергопотребления.

8. Автоматическое управление энергопотреблением на основе заданных критериев и приоритетных схем включения/отключения потребителей-регуляторов с целью минимизации производственных затрат на энергоресурсы за счет экономии ручного труда и обеспечения качества управления.

9. Поддержание единого системного времени с целью минимизации непроизводственных затрат на энергоресурсы за счет обеспечения синхронных измерений. Большинство действующих АСКУЭ промышленных предприятий в силу своих структурных и функциональных ограничений решают только часть рассмотренных задач.

2.4 АСКУЭ на основе АИИСКУЭ «Меркурий-Энергоучет»

«Меркурий-Энергоучет» - это современная АИИС ориентированная на применение в жилом и мелкомоторных секторах, коттеджных и дачных посёлках, а так же для учёта на вводах трансформаторных подстанций 6(10)\0,4 кВ. Отличительной особенностью нашей системы от множества других является то, что контроль за потреблением электроэнергии осуществляется по силовой распределительной сети 0,4 кВ. В отличии от АИИСКУЭ, построенных на базе счётчиков с традиционными проводными цифровыми интерфейсами RS-485 или подобными, отсутствие объединяющего интерфейсного кабеля значительно удешевляет стоимость монтажных работ и последующую эксплуатацию системы, при этом увеличивается надежность функционирования и вандалоустойчивость. Совокупная стоимость системы практически определяется суммарной стоимостью электросчётчиков. Технические решения, применённые при разработке коммуникационного оборудования являются уникальными среди подобных устройств и защищены двумя патентами РФ.

Состав оборудования АИИС «Меркурий-Энергоучет»:

Оборудование системы для получения учётных данных от потребителей присоединённых к одной трансформаторной подстанции (ТП) 6(10)кВ\0,4кВ в самой минимальной комплектации состоит из трёх однофазных концентраторов "Меркурий 225" и множества однофазных и трёхфазных счётчиков "Меркурий 200,201,202,230", оснащённых встроенными PLC-модемами. Концентраторы устанавливаются в любом подходящем месте трёхфазной четырёхпроводной сети 0,4 кВ, например, в электрощитовой жилого дома, а чаще на самой трансформаторной подстанции и подключаются каждый к своей фазе одной из секций шин. Основные их функции - обеспечить синхронизацию передачи данных счётчиками и принять информацию об энергопотреблении непрерывно транслируемую модемами счётчиков с её последующем сохранением в собственной энергонезависимой памяти. Кроме этого они осуществляют раздачу сигналов точного времени и изменяют режимы работы счётчиков. Концентраторы оснащёны цифровым интерфейсом RS-485 через который они посредством витой пары объединяются в единую локальную сеть друг с другом и дополнительными устройствами передачи информации на удалённый компьютер диспетчерского пункта. Например, GSM-шлюзом «Меркурий 228», радиомодемом, модемом телефонной сети и т.д. При необходимости в сеть можно включить также счётчики электроэнергии "Меркурий" имеющие данный интерфейс, например, балансные на ТП. Тогда появится возможность удалённого контроля всех возможных параметров, учитываемых счётчиками. Возможен съём накопленной информации на переносной компьютер инспектора непосредственно на месте установки концентраторов через USB порт.

Типовая схема размещения оборудования АИИС «Меркурий-Энергоучет» изображена на рисунке 8.

Распределительные сети низкого напряжения в России отличаются в худшую сторону от европейских более высоким уровнем шумов и высокой скоростью затухания высокочастотного сигнала. Изношенное промышленное оборудование и силовые кабели создают помехи непредсказуемой формы и мощности как широкополосные, так и с концентрированным спектром. Характерны нестационарные и непредсказуемые изменения импеданса сети во времени и вдоль линии передачи. Эти факторы существенно препятствуют широкому распространению АСКУЭ с передачей данных по силовой сети, поскольку до недавнего времени не удавалось обеспечить надежный приём информации от нескольких сотен абонентов, удаленных от устройства сбора данных более чем на 500 метров.

Рисунок 8- Типовая схема размещения оборудования

В основу обмена информацией в системе «Меркурий PLC» положен принцип передачи данных с использованием всех известных видов разделения сигналов - временного, частотного и кодового, что позволяет осуществлять передачу данных в самых неблагоприятных условиях. Для обеспечения высокой помехоустойчивости и высокого уровня защиты информации используется запатентованная оригинальная разновидность OFDM-модуляции. Известно, что только широкополосные сигналы и способы модуляции в состоянии обеспечить приемлемые помехоустойчивость и дальнодействие при передачи данных без дополнительных ступеней ретрансляции в такой «суровой» среде как распределительные сети низкого напряжения. Однако до сих пор массовому применению сигналов этого класса в задачах АСКУЭ препятствовали сравнительно высокие стоимость и энергопотребление специализированной элементной базы.



Рисунок 9- Оборудование на двухтрансформаторной ТП 6(10)\0,4 кВ

Монтаж и наладка.

Развертывание системы в простейшем варианте сводится к установке индивидуальных счетчиков у абонентов, общедомовых счётчиков, обслуживающих лифты и освещение, балансных счетчиков на ВРУ домов или самой ТП, концентратора на ТП и несложной настройки оборудования (Рисунок 9). Перед установкой счётчиков, необходимо присвоить сетевые адреса внутренним PLC-модемам. Для этого предназначен технологический модем «Меркурий-223». Программное обеспечение, а именно, программы «ВMonitor.exe», «TComm.exe» и "BQuark.exe" бесплатны и входят в состав поставки оборудования. Программа "ТМсомм " используется совместно с технологическим модемом (T-модемом) "Меркурий-223" для назначения индивидуального сетевого адреса счетчика. Программа "BМonitor"предназначена для конфигурации концентратора "Меркурий-225" и просмотра принятых пакетов, содержащих информацию об энергопотреблении абонентских счетчиков в сегменте сети обслуживаемой данным концентратором. Программа "BQuark.exe" - рабочая программа оператора учёта.

Систему «Меркурий-Энергоучет» отличает от существующих аналогов:

· Очень надёжная передача данных по силовой сети за счет применения модемов собственной конструкции, которые отличает от существующих очень низкое рабочее соотношение сигнал/шум в точке приёма (вплоть до минус 20 dB), а по затуханию - около 60 dB. Такие характеристики позволяют вести надёжный приём данных даже при превышении шумов над сигналом более чем в 10 раз (по амплитуде) и на расстояния до 1000 метров в любое время суток;

· Невысокая стоимость оборудования при высоких технических характеристиках;

· Низкие затраты на внедрение, которые сводятся к монтажу счетчиков с заранее установленным сетевым адресом и концентратора;

· Полностью отсутствует необходимость в дополнительных проводах цифрового интерфейса связи, что даёт абсолютную защиту системы от вандализма, наращивание количества абонентов сводится к установке очередного счетчика без перенастройки УСПД и программного обеспечения;

· Максимальное количество счетчиков, опрашиваемых одним концентратором - до 2048. Периодичность опроса от 3 до 30 минут.

· Система универсальна. Имеет единую топологию с возможностью применения в частном, коммунальном, мелкомоторном и промышленном секторах.

Если воздушная линия 0,4кВ выполнена с использованием СИП или в промежуточных узлах сети применяются дополнительные концентраторы в режиме ретрансляции данных. На воздушных линиях средней степени износа расстояние устойчивой связи без дополнительных ступеней ретрансляции составляет 400-600 метров. Применение ретрансляторов увеличивает это расстояние в 1,5-2 раза.

Описание компонентов системы.

Количество основных компонентов системы сведено к минимуму. Это:

1. Счетчики электрической энергии: однофазные Меркурий 200, Меркурий 201, трёхфазные Меркурий 230 с встроенным модемом передачи данных по силовой сети (PLC-модем). Счетчики обеспечивают (в зависимости от модификации) накопление и хранение энергопотребления нарастающим итогом. Работу в многотарифном режиме. Учет реактивной энергии. Дистанционное вкл/откл или ограничение потребления. Измерение и индикацию мгновенных значений мощности, напряжения тока, cos F.

2. Концентратор Меркурий 225" (одноканальный цифровой приёмник данных по силовой сети и накопитель данных об энергопотреблении). Концентратор осуществляет синхронизацию передачи и приём данных от счетчиков электроэнергии по одной фазе и передачу их через выбранный канал связи на центральный диспетчерский пункт. Возможен съём накопленной информации на переносной компьютер инспектора непосредственно на месте установки концентратора Меркурий-225 через последовательный порт RS485 или USB. В трёхфазной сети используется блок из трёх концентраторов "Меркурий 225" связанных по интерфейсу RS-485.

Концентратор обеспечивает:

- прием, обработку и хранение энергопотребления с 2048 счетчиков; - передачу индивидуальных и групповых команд счётчикам; - синхронизацию внутренних часов многотарифных счетчиков; - ретрансляцию данных для увеличения зоны охвата; - формирование данных об аварийно-техническом состоянии системы; - подключение GSM и радиомодемов, адаптеров сети ethernet.

3.Технологический модем (ТМ) "Меркурий-223". Используется для программирования сетевых адресов абонентских PLC-модемов в составе счетчиков Меркурий.

4.Коммуникационное оборудование. GSM шлюз «Меркурий 228» предназначен для обеспечения удалённого доступа к устройству или группе устройств, оснащённых последовательными интерфейсами RS-485. В системе "Меркурий-Энергоучет" используются для передачи данных от территориально распределённых концентраторов "Меркурий 225" в диспетчерский пункт энергоучёта.

GSM модем «Siemens MC35» или любой другой. Подключается к ПЭВМ диспетчера учёта для обеспечения двусторонней связи с удалёнными устройствами по каналу GSM.

Программные средства.

- программа "ТМсомм.exe" Используется совместно с технологическим модемом Меркурий 223 для назначения индивидуального сетевого адреса счетчика.

- программа "BМonitor.exe" Предназначена для задания параметров конфигурации концентратора Меркурий 225 и просмотра принятых пакетов, содержащих информацию об энергопотреблении абонентских счетчиков в сегменте сети обслуживаемой данным концентратором.

- программа "BQuark.exe" Предназначена для использования в составе автоматизированной системы контроля и учёта потребления электроэнергии «Меркурий-Энергоучет» как рабочее место оператора учёта. При помощи данной программы производится дистанционный съём информации с территориально распределённых концентраторов «Меркурий 225». А также имеется возможность передавать концентраторам любые допустимые групповые и индивидуальные команды по управлению отдельной точкой учёта.

- программа "Меркурий-Энергоучет" (коммерческая) Программа имеет следующие функциональные возможности:

· Обеспечивает возможность работы с оборудованием различного типа (счётчики электроэнергии «Меркурий», концентраторы «Меркурий 225»), по различным каналам проводной и беспроводной связи через различное коммуникационное оборудование в том числе GSM-шлюз «Меркурий 228»;

· Создаёт и автоматически пополняет базу данных в формате MS Access, в которой содержатся сведения о региональной принадлежности (город, район, улица, дом, квартира, хозяин), а также и лицевые счета, тип установленного счетчика, его серийный номер и адрес в системе АИИС, тип линии связи (RS485, CAN, GSM, PLC);

· Обеспечивает защиту информации от несанкционированного доступа и разграничивает права пользователей системы;

· В автоматическом или ручном режиме опрашивает все точки учета, которые прописаны в базе данных по заданным параметрам и заданному расписанию опроса;

· В автоматическом или ручном режиме формирует отчеты о потреблении энергоресурсов в форматах «*.xls»;

· Обеспечивает синхронизацию времени на всех приборах учета;

· Обеспечивает чтение профиля нагрузок с трёхфазных счётчиков "Меркурий 230" имеющих данную функцию с последующим сохранением в БД, графическим отображением и конвертацией в формат АСКП.

Таблица 1- Сравнение проводной (RS-485) и PLC-системы

№ п/п	Характеристика	Дополнительная двухпроводная линия	Передача информации по электропроводке
1	Проектные и монтажные работы по созданию системы	Требуется разработка проекта кроссовых соединений и монтаж информационных линий скрытым образом или в специальных коробах	Счетчики включаются в систему сразу же после подключения их к электропроводке
2	Стоимость эксплуатации системы	Требуется создание службы контроля и поддержки технического состояния информационных линий	Информация передается по силовой электропроводке, никаких дополнительных работ по поддержке технического состояния информационных линий не требуется
3	Возможность наращивания существующей системы	Требуется прокладка дополнительных линий связи, установка дополнительного оборудования, временное отключение действующих компонентов системы	Прокладка дополнительных линий, установка дополнительного оборудования и отключение работающей системы не требуется
4	Защита информации от несанкционированного доступа	Для предотвращения умышленного повреждения информационных каналов требуется прокладка информационных линий в защитных коробах. Низкая степень достоверности передачи информации от счетчиков с импульсным выходом	Информация передается по силовой электропроводке в цифровом виде, защищенном от несанкционированного доступа
5	Возможность автоматизации учета в частном секторе	Невыгодна по экономическим показателям и по показателям надежности.	да

Экономический эффект от внедрения АИИС «Меркурий-Энергоучет»:

1. Своевременный учёт расхода электроэнергии каждым абонентом сети без необходимости прямого доступа к приборам учёта для сверки показаний;

2. Отслеживание технического состояния и выявление неисправных счётчиков электроэнергии;

3. Устраняется возможность безнаказанного хищения электроэнергии и других нарушений со стороны конечных потребителей электроэнергии;

4. Переход на расчет по дифференцированным тарифам времени суток;

5. Расчет небаланса по всем цепям доставки электроэнергии в распределительных сетях 6(10)/0,4 кВ;

6. Обнаружение и локализация потерь электроэнергии;

7. Повышение класса точности и чувствительности счетчиков электроэнергии;

8. Сокращение количества контроллеров-обходчиков;

9. Снижение уровня затрат на обслуживание точек учета и организацию выписки счетов;