РД 34.35.120-90. Основные положения по созданию автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) подстанций напряжением 35-110 кВ


МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГИИ И ЭНЕРГЕТИКИ СССР

 

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО СОЗДАНИЮ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ (АСУ ТП) ПОДСТАНЦИЙ НАПРЯЖЕНИЕМ 35 - 1150 Кв

 

РД 34.35.120-90

 

 

Срок действия устанавливается

с 01.06.91 до 01.06.96

РАЗРАБОТАНО Всесоюзным научно-исследовательским институтом электроэнергетики (ВНИИЭ) совместно с Главным вычислительным центром Минэнерго СССР (ГВЦ), ГПИО «Энергопроект», Центральным диспетчерским управлением Единой энергосистемы СССР (ЦДУ СССР) под научным руководством главного конструктора ИОАСУ-Энергия А.Ф. Дьякова

ИСПОЛНИТЕЛИ А.Ф. ДЬЯКОВ (ИОАСУ-Энергия), А.Л. ВУЛИС, Я.С. ГЕЛЬФАНД, Л.С. ЗИСМАН. Я.Н. ЛУГИНСКИЙ, Ю.Н. ЛЬВОВ, Ю.Н. МОРЖИН. Г.В. МИКУЦКИЙ, А.Н. НОВАКОВСКИЙ, С.Г. ПОПОВ, В.М. ЩУРОВ (ВНИИЭ), И.В. ГОСТЕВ, З.А. ШАНДУРА (ГПИО «Энергопроект»), У.К. КУРБАНГАЛИЕВ, В.А. СЕМЕНОВ (ЦДУ ЕЭС СССР), Н.Л. СУЛТАНОВ (ГВЦ)

УТВЕРЖДЕНО Министерством энергетики и электрификации СССР 28.12.90 г.

Министр                            Ю.К. СЕМЕНОВ

 

ВВЕДЕНИЕ

Настоящие Основные положения являются руководящими документом для разработки и создания автоматизированной систему управления технологическими процессами (АСУ TП) подстанций 35 - 1150 кВ. В Положениях даны характеристики автоматизируемых объектов и элементов систем управления, перечень функций, требования к техническим параметрам системы управления, а также требования к надежности и эксплуатационным характеристикам АСУ ТП подстанции.

Автоматизация управления технологическими процессами (АСУ ТП) подстанций (ПС) является одним из важных условий повышения эффективности работы электрических сетей. На АСУ ТП подстанций возлагается решение целого ряда задач: оперативного управления, выполнение функций релейной защиты и автоматики (РЗА), регистрация нормальных и аварийных событий и процессов, контроль электропотребления, коммерческий и технический учет электроэнергии, диагностика состояния основного оборудования, аппаратуры управления и каналов связи и т.д. Система АСУ ТП ПС является составной иерархических структур автоматизированных систем диспетчерского и технологического управления, в частности ИАСДТУ электрических сетей. Реализация АСУ ТП в полном объеме, т.е. оптимальное сочетание функций оперативного и автоматического управления, может быть осуществлена в рамках интегрированных АСУ ТП, под которыми понимаются распределенные (территориально и функционально) управляющие вычислительные системы, обеспечивающие интеграции как по информации, так и по функциям, выполненные на однотипных технических средствах.

Экономический эффект от внедрения АСУ ТП ПС будет получен за счет повышения устойчивости работы межсистемных и магистральных связей, надежности электроснабжения потребителей, уменьшения ошибок персонала, уменьшения затрат на монтажные и наладочные работы, предотвращения в ряде случаев повреждения основного электрооборудования, а также автоматического восстановления энергоснабжения после аварийных нарушений, уменьшения трудозатрат при эксплуатации вследствие автоматического выявления неисправностей электрооборудования и аппаратуры управления.

Данные Основные положения предназначены для научно-исследовательских, проектных и эксплуатационных организаций.

1. НАЗНАЧЕНИЕ АСУ ТП ПОДСТАНЦИИ

Целью создания АСУ ТП является:

повышение надежности систем управления и повышение на этой основе надежности электроснабжения потребителей;

расширение функциональных возможностей систем управления подстанциями по сравнению с существующими за счет использования возможностей микропроцессорной техники;

снижение затрат на техническое обслуживание подстанций;

снижение трудозатрат на изготовление аппаратуры, монтаж и эксплуатационные проверки устройств управления.

В конечном развитии АСУ ТП ПС представляет собой интегрированную иерархическую систему управления (ИСУ ПС), сочетающую функции оперативного и автоматического управления, и выполненную на базе микропроцессорных вычислительных управляющих средств. Система АСУ ТП ПС является составной частью системы диспетчерского и технологического управления (ИАСДТУ) электрическими сетями.

2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОДСТАНЦИЙ В КАЧЕСТВЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ (ТОУ)

2.1. Классы подстанций по функциональному назначению

По функциональному назначению подстанции 1150 - 35 кВ, на которые распространяются данные Основные положения, могут быть условно разделены на следующие классы:

I - мощные узловые ПС напряжением 1150 - 330 кВ;

II - транзитные ПС напряжением 500 - 35 кВ;

III – питающие распределительные ПС напряжением 220 - 35 кВ;

IV - распределительные ПС напряжением 110 - 35 кВ.

Основные характеристики этих ПС (для первых трех классов) приведены в таблице.

Показатели, характеризующие подстанцию

Классы подстанций

I

II

III

Число трансформаторов

До 4

2 и более

2 и более

Число линий:

 

 

 

ВН

6 - 8

До 4

2

СН

До 14

До 10

До 6 - 10

НН

-

До 40

До 50 - 60

Наличие на ПС:

 

 

 

синхронных компенсаторов

+

+

-

статических компенсаторов

+

+

-

батарей статических компенсаторов

-

+

+

2.2. Организация оперативного обслуживания

По организации оперативного обслуживания имеются подстанции: с постоянным дежурством оперативного персонала (220 кВ и выше);

с дежурством персонала в дневное время (220 кВ и ниже);

с дежурством на дому (110 - 220 кВ);

без постоянного оперативного персонала (обслуживаемые оперативно-выездными бригадами).

2.3. Информационная связь между основным оборудованием ПС, комплексом технических средств АСУ ТП и персоналом

Комплекс технических средств (КТС) АСУ ТП ПС обрабатывает следующие информационные сигналы:

аналоговые сигналы в виде токов и напряжений переменного тока промышленной частоты от измерительных трансформаторов тока (ТТ) и напряжения (ТН) и в виде унифицированных сигналов, принятых в государственной системе приборов (ГСП), от измерительных преобразователей режимных параметров, а в отдельных случаях и от специальных технологических датчиков (например, вибрационных и температуры) с неунифицированным выходом;

числоимпульсные сигналы от счетчиков активной и реактивной электрической энергии;

дискретные сигналы от контактных и бесконтактных датчиков-реле положения выключателей, пусковых и исполнительных органов электромеханических и электронных устройств релейной защиты и автоматики и т.п.;

сигналы управления и запросы от более высокого уровня оперативного управления энергосистемы, поступающие по каналам связи;

телеизмерения и телесигнализация от объектов прилегавшей к подстанции сети.

Комплекс технических средств АСУ ТП ПС выдает следующие информационные и управляющие сигналы:

аналоговые сигналы с унифицированным выходом для задания установок различным подстанционным устройствам;

дискретные управляющие сигналы для воздействия на приводы основного коммутационного оборудования, устройства РПН трансформаторов и т.п.;

управляющие сигналы и запросы к аппаратуре управления нижнего уровня, расположенной в прилегающей к подстанции сети;

информационные сигналы о состоянии объекта и аппаратуры управления для архивирования и отображения;

информационные сигналы, передаваемые на верхний уровень оперативного управления по каналам телемеханики и передачи данных.

Технические и программные средства АСУ ТП ПС должны обеспечить для оперативного и ремонтного персонала удобный человеко-машинный интерфейс (с использованием функциональной клавиатуры и устройств отображения современной вычислительной техники).

3. ОСНОВНЫЕ ПОДСИСТЕМЫ И ФУНКЦИИ АСУ ТП ПОДСТАНЦИЙ

3.1. Состав подсистем АСУ ТП ПС

В АСУ ТП подстанцией входят следующие подсистемы:

информационная;

оперативного управления (ОУ);

автоматического управления (АУ);

передачи и приема информации (ППИ);

связи;

релейной защиты;

диагностики состояния основного электрооборудования;

автоматизации и контроля собственных нужд.

3.2. Информационная подсистема

Подсистема реализует следующие функции:

3.2.1. Сбор и первичная обработка дискретной и аналоговой информации в нормальном режиме работы энергосистемы.

3.2.2. Хронологическая регистрация работы коммутационного оборудования, устройств релейной защиты и электроавтоматики (РЗА), устройств системной противоаварийной автоматики (ПА) и команд от АСУ ТП.

3.2.3. Регистрация параметров режима в переходных процессах для анализа работы основного оборудования и аппаратуры управления.

3.2.4. Формирование, автоматическое обновление, корректировка, архивирование информационной базы данных нормального режима работы ПС (в том числе для ретроспективного анализа, глубина которого определяется классом подстанции).

3.2.5. Учет электропотребления.

3.2.6. Регистрация реализации функций АСУ ТП (фиксация факта и времени выдачи управляющих команд, результатов диагностики аппаратуры управления и т.д.).

3.3. Подсистема оперативного управления

Подсистема реализует следующие функции:

3.3.1. Отображение информации для оперативного персонала.

3.3.2. Контроль параметров режима, вышедших за пределы установленных норм.

3.3.3. Определение длительности и значений допустимых перегрузок трансформаторов, ВЛ и другого оборудования, контроль времени работы оборудования в данных режимах.

3.3.4. Контроль и управление электропотреблением.

3.3.5. Автоматическое составление бланков оперативных переключений.

3.3.6. Управление коммутационной аппаратурой.

3.3.7. Определение расстояния до места повреждения на ВЛ по результатам измерения параметров аварийного режима.

3.3.8. Автоматическое ведение суточной ведомости, ведомости событий и т.д.

3.3.9. Контроль качества электрической энергии.

3.4. Подсистема автоматического управления

Подсистема реализует следующие функции:

3.4.1. Управление напряжением и реактивной мощностью.

3.4.2. Управление составом работающих трансформаторов (оптимизация числа работающих трансформаторов по критерию минимума потерь электроэнергии).

3.4.3. Управление нагрузкой в утяжеленных и аварийных режимах, в том числе:

автоматическая частотная разгрузка (АЧР);

автоматическое повторное включение после восстановления частоты (ЧАПВ);

аварийная автоматическая разгрузка по напряжению (ААРН);

выполнение команд специальной автоматики отключения нагрузки (САОН) и др.

3.4.4. Адаптивное автоматическое повторное включение ВЛ.

3.4.5. Адаптивное аварийное включение резерва.

3.5. Подсистема передачи и приема информации

Подсистема реализует следующие функции:

3.5.1. Формирование и передача информации по каналам телемеханики на диспетчерские пункты (ДП), в том числе: телесигнализация (ТС) - положение коммутационного оборудования, устройств РЗА, РПН, телеизмерения текущие (ТИТ), телеизмерения интегральные (ТИИ), данные диагностики основного оборудования и устройств системы управления, значения настроечных параметров системы управления, в том числе уставок РЗА.

3.5.2. Прием информации с диспетчерского пункта (сигналов запроса и команд оперативного телеуправления (ТУ) и телерегулирования (ТP), изменения уставок РЗА).

3.5.3. Синхронизация астрономического времени по команде с верхнего уровня.

3.5.4. Обмен алфавитно-цифровой информацией.

3.6. Подсистема связи

Подсистема реализует следующие функции:

3.6.1. Обеспечение телефонной связи между оперативным (ремонтным) персоналом ПС и оперативным персоналом ДП1.

1 Эти функции могут быть реализованы на аппаратуре, не относящейся к КТС АСУ ТП ПС.

3.6.2. Организация каналов передачи (приема) телеинформации и команд ТУ, ТР.

3.6.3. Организация каналов для передачи команд ПА и РЗА.

3.6.4. Организация связи с (между) подвижными оперативно-выездными бригадами.

3.6.5. Контроль состояния и диагностика каналообразующей аппаратуры.

3.7. Подсистема релейной защиты1

1 Аппаратура РЗ может быть реализована на технических средствах, не входящих в состав КТО АСУ ТО. На стадии ТЗ при проектировании РЗ уточняется использование подсистемы РЗ, интегрированной в состав КТС АСУ ТП ПС, в качестве основной или резервной защиты.

Подсистема реализует следующие функции:

3.7.1. Защита всех элементов подстанции и ВЛ.

3.7.2. Диагностирование и проверка РЗ.

3.7.3. Адаптация РЗ.

3.7.4. Резервирование отказа выключателей (УРОВ).

3.7.5. Анализ действия РЗА по сигнализации.

3.8. Подсистема диагностики состояния основного электрооборудования

Подсистема реализует следующие функции:

3.8.1. Контроль и регистрация состояния основного оборудования.

3.8.2. Определение ресурса выключателей.

3.8.3. Определение ресурса трансформаторов.

3.8.4. Определение ресурса устройств РПН трансформаторов.

3.8.5. Контроль состояния изоляции высоковольтного оборудования.

3.9. Подсистема автоматизации и контроля собственных нужд

Подсистема реализует следующие функции: