Автоматизированная система мониторинга на ПС 110-750кВ Электрические подстанции

Автоматизированная система мониторинга электрооборудования на ПС 110-750кВ

Миронов И. А.

В мировой практике все активнее внедряются новые подходы к диагностике оборудования.

В настоящее время в цехе электрических сетей разрабатывается автоматизированная система мониторинга основного электрооборудования ПС 110-750 кВ (АСМЭО).

Разрабатываемая система состоит из двух уровней: контроллеров первичного сбора, хранения и передачи информации и центрального сервера с функциями сбора, хранения и анализа информации. Первичные контроллеры выполнены из специализированных PXI-блоков серии PXI-1010 фирмы National Instruments. PXI-блоки представляют собой, по существу, единое шасси с AC/DC блоком питания и промышленным вариантом шины PCI. Изготавливаются PXI-блоки на четыре или восемь PCI-слотов. Основной элемент системы - PXI-контроллер (PXI-81хх серии), являющийся фактически промышленным компьютером и имеющий следующие характеристики: процессор Pentium-III (до 1,26 ГГц, максимум), ОЗУ до 256 Мб SDRAM, жесткий диск 10 Гб, SVGA-адаптер, Ethernet, USB, COM и LPT-порты. Оставшиеся свободные слоты заполняются в соответствии с решаемой задачей платами сбора и обработки аналоговой и дискретной информации (DAQ-модули серии Е, цифровые модули серии 65хх и т.п.). Для нормализации входных сигналов применяются стандартные модули нормализации токов и напряжений с гальванической развязкой фирм National Instruments и Advantech.

Программное обеспечение для системы мониторинга пишется в среде программирования Lab- View фирмы National Instruments, которая адаптирована как для работы с устройствами сбора аналоговой и дискретной информации, так и для математической и статистической обработки полученной информации.

LabView представляет собой высокоэффективную среду разработки прикладных программ за счет использования интуитивно-понятной графической системы программирования. Модульная структура и огромное количество прототипов реальных процессов позволяют ускорить разработку приложения по сравнению с другими языками программирования в 5 - 10 раз.

Отличительной особенностью большинства систем фирмы National Instruments является то, что программы для первичных контроллеров и для управляющих головных компьютеров пишутся на одном языке программирования - LabView, что еще больше упрощает процесс разработки исполняемого приложения.

Немаловажным фактором является также то, что разработчик программного обеспечения теперь не обязан просиживать по 3 - 4 мес на объекте, отлаживая свою программу. Имея на рабочем столе прототип рабочего контроллера, можно внести необходимые изменения в LabView программу, а затем через одно из устройств удаленного доступа войти в свою программу на объекте и внести все необходимые изменения.

При высокоскоростных измерениях, в частности, при измерениях высокочастотных перенапряжений, можно использовать DAQ-платы серии Е, в которых применяется аппаратное увеличение частоты оцифровки при увеличении скорости нарастания сигнала.

Применение высокоскоростных плат сбора аналоговой информации в системе мониторинга электрооборудования (АСМЭО) позволит, наконец, вести полноценный сбор и анализ данных о повышениях напряжения в сетях 110-750 кВ при оперативных переключениях и в аварийных режимах в соответствии с требованиями ПТЭ.

Так, в п.5.11.17 ПТЭ предусматривается, что повышение напряжения промышленной частоты (50 Гц) на оборудовании должно быть не выше значений, указанных в табл. 5.3. Указанные значения распространяются также на амплитуду напряжения, образованного наложением на синусоиду 50 Гц составляющих другой частоты. Длительность и периодичность допустимых повышений напряжения описываются следующим достаточно сложным алгоритмом:

число повышений напряжения продолжительностью 1200 с должно быть не более 50 в течение 1 года;

число повышений напряжения продолжительностью 20 с должно быть не более 100 за срок службы электрооборудования, указанный в государственном стандарте, или за 25 лет, если срок службы не указан. При этом число повышений длительностью 20 с должно быть не более 15 в течение 1 года и не более 2 в течение 1 сут;

промежуток времени между двумя повышениями напряжения длительностью 1200 и 20 с должен быть не менее 1 ч. Если повышение напряжения длительностью 1200 с имело место 2 раза (с часовым интервалом), то в течение ближайших 24 ч повышение напряжения в третий раз допускается лишь в случае, если это требуется ввиду аварийной ситуации, но не ранее чем через 4 ч;

число повышений напряжения длительностью 0,1 и 1 с не регламентировано.

Естественно, на сегодняшний день нет ни одного регистрирующего прибора, который позволил бы решать поставленную задачу. Внедрение АСМЭО устранит этот пробел.

Разрабатываемая автоматизированная система мониторинга электрооборудования АСМЭО будет поддерживать три основных режима: “Регистратор перенапряжений”, “Контроль электрооборудования” и “Аварийный осциллограф”.