Разработка программно-технического комплекса для распределительных устройств 6 - 10 кВ

Исследована автоматизация процесса управления технологическим оборудованием объектов электроснабжения при проведении ремонтных работ или технического обслуживания электрооборудования. Цель НИОКР - разработка, изготовление и испытание экспериментального образца программно-технического комплекса для распределительных устройств 6 - 10 кВ. Представлены результаты, полученные на первом и втором этапах НИОКР. Цель первого этапа НИОКР - разработка конструкторской документации и программного обеспечения программно-технического комплекса для распределительных устройств 6 - 10 кВ, имеющего в своем составе шкаф силового коммутационного оборудования с отсеком релейной защиты в двух исполнениях: с использованием зарубежных комплектующих (исполнение 1), с максимальным использованием отечественных комплектующих (исполнение 2); шкаф управления ячейкой; шкаф серверного оборудования программно-технического комплекса; программное обеспечение контроллера управления ячейкой; программное обеспечение автоматизированного рабочего места удаленного пункта управления ячейкой. Выполнен анализ процессов управления электроустановками, включая организацию обслуживания оборудования электроустановок, ремонтов присоединенного электрооборудования, организацию работ по ликвидации аварий, функции оперативно-диспетчерского управления. Выявлены операции и условия, которые серьезно замедляют выполнение работ: необходимость присутствия оперативного персонала на подстанции для организации отключения присоединенного оборудования и обеспечения видимого разрыва присоединения. Видимый разрыв выполняется с помощью выкатного элемента ячейки. Анализ показал, что исключение необходимости выезда оперативного персонала на объект позволит уменьшить среднее время на ликвидацию аварий, выполнение работ, повысить безопасность выполнения операций, уменьшить стоимость эксплуатации электроустановок. Предложено техническое решение, позволяющее обеспечить возможность отключения присоединения и организации видимого разрыва без участия оперативного персонала. Решение заключается в организации удаленного управления с диспетчерского центра разъединителем и удаленного контроля положения разъединителя средствами телемеханики и контроля положения разъединителя средствами видеонаблюдения. Также немаловажным условием является тот факт, что основными объектами, где необходимо применение данного решения, являются эксплуатируемые в настоящий момент на промышленных предприятиях распределительные электроустановки и применение разработанного решения применимо в первую очередь в рамках реконструкции существующих ячеек. Это условие привело к необходимости разработать решение, позволяющее использовать разъединитель в составе конструктива выкатного элемента ячейки, который идет на замену в существующих ячейках. Существенным фактором при разработке программно-технического комплекса была его стоимость для потребителей, а также возможность использования при производстве силового электрооборудования отечественных материалов и комплектующих. Исходя из этого были разработаны решения для двух вариантов шкафа силового коммутационного оборудования. По завершению выполнения работ первого этапа НИОКР были разработаны конструкторские решения для экспериментального образца выкатного элемента для шкафов ячеек типа КРУ2-10, оборудованных разъединителем с электроприводом и средствами визуального контроля. В качестве основы выбран выкатной элемент ВЭ КРУ2-10 «РЕТРО» с вакуумными выключателями ВВ/ТЕЛ-10. Разработан специально адаптированный для монтажа в выкатном элементе разъединитель PZQAK компании IVEP. Представлены конструкторские и программные решения по организации удаленного управления и контроля ячейкой и разъединителем, включая шкаф управления ячейкой, серверный шкаф, программное обеспечение контроллера, программное обеспечение сервера и АРМ оперативного диспетчера. Разработана конструкторская документация: комплект конструкторской документации на шкаф силового коммутационного оборудования с отсеком релейной защиты (исполнение 1); комплект конструкторской документации на шкаф силового коммутационного оборудования с отсеком релейной защиты (исполнение 2); комплект конструкторской документации на шкаф управления ячейкой; комплект конструкторской документации на серверный шкаф. Подготовлена проектная документация: типовой технорабочий проект на реконструкцию распределительных подстанций с использованием разрабатываемого программно-технического комплекса. Подготовлены программное обеспечение и документация на контроллер управления ячейкой; программное обеспечение и документация на АРМ удаленного пункта управления ячейкой; пользовательская документация к прикладному программному обеспечению автоматизированного рабочего места удаленного пункта управления ячейкой (руководство пользователя, руководство разработчика АРМ удаленного пункта управления). В рамках второго этапа НИОКР изготовлен опытный образец программно-технического комплекса в составе: шкаф силового коммутационного оборудования с отсеком релейной защиты в исполнении 1 (релейная защита реализуется на базе устройства SIPROTEC семейства 7SJ80 производства компании Siemens); шкаф силового коммутационного оборудования с отсеком релейной защиты в исполнении 2 (релейная защита реализуется на базе отечественного устройства Сириус-2 производства компании ЗАО «РАДИУС Автоматика»); шкаф управления ячейкой с развернутым программным обеспечением контроллера управления ячейкой (реализует управление обоими шкафами силового коммутационного оборудования); шкаф серверного оборудования программно-технического комплекса; система видеонаблюдения. Выполнены развертывание и конфигурирование программного обеспечения, разработанного на предыдущем этапе НИОКР. Проведено подключение всех кабельных линий в соответствии с рабочей документацией. Основной целью изготовления опытного образца ПТК ставилось тестирование и, при необходимости, корректировка технических решений НИОКР, а также практическое подтверждение соответствия качественных характеристик шкафа силового коммутационного оборудования в исполнении 2 и шкафа силового коммутационного оборудования в исполнении 1. Состав проводимых испытаний ПТК разделен на две группы: высоковольтные испытания шкафов силового коммутационного оборудования; испытания основных функций ПТК. В рамках НИОКР разработаны следующие методики выполнения испытаний: методика выполнения высоковольтных испытаний шкафа силового коммутационного оборудования; методика выполнения испытаний ПТК. В данной методике приведены испытания основных функций ПТК - контроль и управление коммутационными аппаратами, удаленный мониторинг параметров электрической сети, видеомониторинг. Испытания проводятся перед отгрузкой ПТК заказчику, если заказ идет комплектно, либо после монтажа и наладки ПТК на объекте заказчика. В соответствии с методикой выполнения высоковольтных испытаний изготовлен стенд высоковольтных испытаний. Согласно указанным методикам проведены испытания опытного образца ПТК с оформлением соответствующих протоколов по результатам испытаний: протокол высоковольтных испытаний шкафа силового коммутационного оборудования с отсеком релейной защиты в исполнении 1; протокол высоковольтных испытаний шкафа силового коммутационного оборудования с отсеком релейной защиты в исполнении 2; протокол испытаний программно-технического комплекса.