3. 1 Описание объекта

Подстанция «Белозерная» расположена в Нижневартовском районе Ханты-Мансийского автономного округа и предназначена для приема, преобразования и распределения и передачи электроэнергии потребителям, которыми являются предприятия нефтедобычи Самотлорского нефтегазодобывающего месторождения. Прием электроэнергии осуществляется от электрических сетей ОАО «ФСК ЕЭС».

Основным оборудованием подстанции являются силовые трансформаторы и коммутационные аппараты, устройства релейной защиты, автоматики, телемеханики и учета. Силовые трансформаторы ТДТН‑40000/110 – масляные трехобмоточные с системой охлаждения принудительной циркуляцией воздуха и естественной циркуляцией масла. Обмотка ВН 110 кВ имеет устройство регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) с 19 возможными положениями отпаек переключателя. Обмотка СН 35 кВ имеет устройство регулированием напряжения при отключенном трансформаторе (ПБВ).

Подстанция имеет три РУ – два открытых (ОРУ-110 и ОРУ-35) и одно закрытое (ОРУ-6), укомплектованное ячейками КРУ. В каждой ячейке установлены выключатель, разъединители, трансформаторы тока, ОПН, устройства РЗА.

Параметрами электроэнергии, подлежащими постоянному контролю, являются величины токов, напряжений, активных, реактивных и полных мощностей, частота напряжения и коэффициенты мощности. Параметрами, характеризующими работу силовых трансформаторов как наиболее важных и дорогостоящих элементов подстанции, являются температура масла и обмоток, уровень масла в баке, содержание в масле влаги и растворенных газов, образующихся в процессе его работы, а также положение отпаек устройств РПН и ПБВ. Одной из функций внедряемой системы телеуправления является дистанционное управление коммутационными аппаратами, которое позволит автоматизировать процесс производства переключений, снизив риск возникновения ошибок персонала при их проведении.

4. 2 Описание системы автоматизации

1. 2.1 Структура системы автоматизации

Структура системы автоматизации включает три основных логических уровня:

1. Нижний уровень – на этом уровне осуществляется управление отдельными ячейками ПС, а также сбор информации о параметрах силовых трансформаторов. Управление ячейкой включает в себя осуществление функций телемеханики, телеизмерений, релейной защиты и автоматики. Эти функции выполняют контроллеры присоединений и МУРЗ. Функции сбора параметров силовых трансформаторов выполняют контроллеры СУМТО.

2. Средний уровень – осуществляется связь элементов нижних уровней в единую сеть по выполняемым функциям. В её состав входят: сеть контроллеров присоединений, сеть РЗА, связываемая при помощи терминалов РЗА, а также сеть мониторинга и управления трансформаторами.

3. Верхний уровень – осуществляется связь между функциональными сетями среднего уровня и диспетчерским пунктом. Включает в себя серверы АСУ, РЗА и рабочие места операторов.

2. 2.2 Обоснование выбора аппаратных средств автоматизации

Для реализации системы автоматизации в данном проекте осуществляется отдельный выбор аппаратных средств автоматизации и программного обеспечения, в т.ч. SCADA-системы, с разработкой интерфейса оператора последней.

В настоящий момент на рынке автоматизации представлен широкий выбор аппаратных средств различных производителей, отличающихся по функционалу, программной и аппаратной совместимости и стоимости.

Контроллеры выполняют функции обработки параметров качества электроэнергии, построения векторных диаграмм, осциллографирования, дистанционного управления коммутационными аппаратами, программной блокировки работы этих аппаратов (включение заземляющих ножей при включенном разъединителе), связи с АСУ подстанции.

В качестве контроллеров присоединений выбраны контроллеры ezPAC SA3000 фирмы SATEC. Особенностями данных контроллеров являются:

1) наличие необходимого набора функций для управления ячейкой;

2) программируемая логика;

3) соответствие ГОСТ 51317.6.5-2006 «Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к электромагнитным помехам технических средств, применяемых на электростанциях и подстанциях. Требования и методы испытаний»

4) поддержка современных стандартов протоколов обмена информацией.

Для измерения параметров силовых трансформаторов выбрана система управления и мониторинга трансформаторного оборудования производства ООО «АСУ-ВЭИ». Она представляет собой ПТК с иерархической структурой, предназначенной для контроля параметров силовых трансформаторов, управления устройствами РПН и ПБВ, а также интеграции с АСУ подстанции. В СУМТО применяются датчики разных типов и различных производителей с аналоговыми, контактными и цифровыми последовательными выходами. Датчики температуры, содержания газов и влажности масла, уровня масла, положения устройства РПН, измерители температуры обмотки и др. устанавливаются в верхних слоях масла, в баке РПН, в расширителе трансформатора, в окружающем воздухе и т.д.

В качестве датчика контроля содержания газов и влаги, растворённых в масле, используется прибор МИП-02-30.02. В качестве датчиков температуры используются термопары с платиновым измерительным элементом типа ТПР-0292, с помощью которых осуществляется измерение температуры верхних слоёв масла и обмоток трансформатора.

Контроллер и модули сбора данных от датчиков монтируются в специальные шкафы ШУМТ-М, которые устанавливаются непосредственно у баков и выполняют функции:

1) приём сигналов от датчиков с аналоговым выходным сигналом 4-20 мА;

2) контроль температур;

3) управление системой охлаждения;

4) контроль состояния (исправности) двигателей вентиляторов обдува;

5) дистанционное управление переключениями РПН (как ручное, так и по командам АСУ);

6) самодиагностику и определение отказавшего узла.