Создание АСУТП ПС подстанции

В состав программно-технического комплекса (ПТК) АСУ ТП входят:

-контроллеры серии SMART (“РТСофт”);

-многофункциональные цифровые измерительные преобразователи серии ION (Power Measurement Ltd., Канада);

-серверы и АРМ операторов SCADA-системы (НИИПТ);

коммуникационные серверы для связи с низовыми ус-тройствами (НИИПТ);

-сервер телемеханики SMART-SERVER для обмена данными с вышестоящими уровнями АСДУ (“РТСофт”).

В составе АСУ ТП предусмотрены два резервных АРМ для ОРУ 500 кВ и ОРУ 110 кВ, управление с которых осуществляется независимо от состояния программно-технических средств верхнего уровня.

В АСУ ТП подстанции “Звезда” интегрирован широкий спектр оборудования как российского (устройства РЗА “ЭКРА” и “Сириус”, регистраторы БРКУ “Нева”, устройства противоаварийной автоматики МКПА, устройства ОМП ИМФ-3Р), так и зарубежного производства (РЗА “Micom” и контроллер Simatic).

Все процессы управления и контроля на ПС “Звез-да” осуществляются исключительно с АРМ оперативного персонала. Традиционный для объектов подобного типа щит управления на подстанции не применяется.

Результаты внедрения АСУ ТП

Расчет параметров электрической сети

Для расчёта параметров электрической сети используются следующие формулы:

коэффициент реактивной мощности i-й нагрузки

tg цi = tg arccos cos? цi (отн.ед.), (1)

наибольшая реактивная нагрузка на низшей стороне i-й ПС

QПi = PПi · tg цi (Мвар), (2)

сумма активных нагрузок ПС

УPПi = PП1 + PП2 + …+ PПN (Мвар), (3)

активная мощность генерации

УPГ = 0.96* УPПi (МВт), (4)

коэффициент реактивной мощности генерации

tg цг = tg arccos cos цг (отн.ед.), (5)

располагаемая реактивная мощность

УQг = УPг · tg цг (Мвар), (6)

сумма реактивных нагрузок ПС

УQПi = QП1 + QП2 + …+ QПN (Мвар), (7)

суммарная мощность компенсирующих устройств

УQКУ = 0.95 · УQпi + УДQтi - УQГ (Мвар), (8)

сумм потери реакт мощности в трансформаторах

УДQТi = 0.1 · vУPпi?+УQпi? (Мвар), (9)

балансный коэффициент реакт мощности

tg цБАЛ = (Q"Пi - УQКУ)/ УPПi (отн.ед.). (10)

Для расчёта потерь в узлах сети используются следующие формулы:

нагрузка i-го трансформатора

Si = vPпi?+Qпi? (Мвар), (11)

коэффициент загрузки i-го трансформатора

Кi = Si/Sном i (отн.ед.), (12)

нагрузочные потери в i-м трансформаторе

ДPк i = Кi· ДPк ном i (кВт), (13)

суммарные потери в i-м трансформаторе

ДPт i = ДPк i + ДPхх ном i (кВт).(14)

подстанция кабель электрический сеть

Выбор кабелей

Для расчёта выбора кабеля используются следующие формулы:

нагрузка на одну фазу

(кВт), (15)

ток в фазе

(А), (16)

минимальное сечение кабеля

(кВ мм), (17)

Для расчёта величин в EXCEL использованы следующие формулы:

* формула (1): “=TAN(ACOS(D4))”, где D4 - ячейка, в которой записано значение cos ц1, применены операторы тангенса “TAN ” и арккосинуса “ACOS ”; для расчёта коэффициента реактивной мощности по другим нагрузкам применены аналогичные формулы со ссылками на ячейки, содержащие соответствующие значения cos цI;

* формула (2): “=D3*D5”, где D3 и D5 - ячейки, в которых хранятся значения PП1 и tg ц1; для расчёта реактивных нагрузок на низшей стороне других узлов применены аналогичные формулы со ссылками на ячейки, содержащие соответствующие значения PПi и tg цi;

* формула (3): “=СУММ(D3:I3)”, где D3:I3 - диапазон ячеек, содержащих значения активной нагрузки;

* формула (4): “=0.96*D9”, где D9 - ячейка, в которой содержится значение активной мощности генерации;

* формула (5): “=TAN(ACOS(D8))”, где D8 - ячейка, в которой записано значение cos цг;

* формула (6): “=D11*D10”, где D10 и D11 - ячейки, в которых записаны значения УPг и tg цг;

* формула (7): “=СУММ(D6:I6)”, где D6:I6 - диапазон ячеек, в которых записаны значения наибольших реактивных нагрузок на низшей стороне ПС;

* формула (8): “=0.95*D13+D15-D12”, где D13, D15 и D12 - ячейки, в которых записаны значения УQпi , УДQтi и УQГ;

* формула (9): “=0.1*(D9^2+D13^2)^0.5”, где D9 и D13 - ячейки, в которых записаны значения УPпi и УQпi;

* формула (10): “=(D13-D14)/D9”, где D13, D14 и D9 - ячейки, в которых записаны значения Q"Пi , УQКУ и УPПi;

* формула (11): “=(D3^2+D6^2)^0.5”, где D3 и D6 - ячейки, в которых записаны значения Q"Пi и PПi;

* формула (12): “=D21/D18”, где D21 и D18 - ячейки, в которых записаны значения Si и Sном i;

* формула (13): “=D22^2*D20”, где D22 и D20 - ячейки, в которых записаны значения Кi и ДPк ном i;

* формула (14): “ =D23+D19”, где D23 и D19 - ячейки, в которых записаны значения ДPк i и ДPхх ном i.

* формула (15): “ =B11/3”, где B11 - ячейка, где записано значение P₃^ф;

* формула (16): “ =В12*1000/(U*cosц)”, где B12 - ячейка, в которой записано значение P₁^ф;

* формула (17): “ =B13/5”, где B13 - ячейка, где записано значение I_ф.

Результаты расчётов приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Результаты расчёта параметров сети и потерь в узлах сети.

Рисунок 1 - Потери активной мощности в трансформаторе

Таблица 4 - Результаты расчета по выбору кабеля

Литература