ACS TP của trạm biến áp, tự động hóa trạm biến áp

Hệ thống điều khiển quy trình tự động (APCS) — một bộ phần cứng và phần mềm được thiết kế để tự động hóa việc quản lý thiết bị quy trình.

Trạm biến áp cho hệ thống điều khiển quy trình tự động (APCS) — một hệ thống bao gồm cả tổ hợp phần mềm và phần cứng (PTC) giải quyết các nhiệm vụ khác nhau về thu thập, xử lý, phân tích, trực quan hóa, lưu trữ và truyền thông tin công nghệ và điều khiển tự động thiết bị trạm biến ápvà các hành động tương ứng của nhân viên để kiểm soát và quản lý vận hành các quy trình công nghệ của trạm biến áp, được thực hiện với sự hợp tác của tổ hợp phần mềm và phần cứng.

Có tính đến sự phức tạp và trách nhiệm của các chức năng quản lý khác nhau, việc tạo ra một trạm biến áp AC TP được thực hiện theo từng giai đoạn, bắt đầu với những chức năng ít phức tạp và có trách nhiệm hơn: điều khiển vận hành, điều chỉnh tự động, bảo vệ rơle.Một hệ thống điều khiển trạm biến áp hoàn chỉnh được gọi là hệ thống điều khiển trạm biến áp tích hợp.

Trạm biến áp ACS bao gồm các chức năng sau:

Quản lý vận hành - thu thập và xử lý chính thông tin rời rạc và tương tự, hình thành, cập nhật, cập nhật cơ sở dữ liệu, đăng ký các tình huống khẩn cấp và tình huống nhất thời, sửa chữa thực tế và thời gian ban hành lệnh điều khiển, tính toán điện năng được cung cấp cho người tiêu dùng, chuyển giao cho người lân cận hệ thống điện hoặc nhận được từ chúng, thông tin hiển thị và tài liệu cho nhân viên vận hành, giám sát các giá trị hiện tại của các tham số chế độ, xác định thời gian quá tải cho phép của máy biến áp và các thiết bị khác, giám sát thời gian hoạt động của thiết bị trong điều kiện khắc nghiệt (với quá tải), giám sát chất lượng điện áp, giám sát hoạt động của máy biến áp và các thiết bị khác, ghi lại tình trạng của thiết bị, xác định tài nguyên của máy biến áp (để cách ly và ảnh hưởng điện động) và thiết bị chuyển mạch,

Ngoài ra, xác định tuổi thọ của công tắc trên công tắc tải máy biến áp, giám sát tình trạng cách điện cao áp, phân tích các tình huống khẩn cấp, giám sát và quản lý mức tiêu thụ năng lượng, tự động tổng hợp các biểu mẫu chuyển mạch vận hành, giám sát tình trạng của mạng hiện tại đang vận hành, giám sát và tối ưu hóa hoạt động của tổ máy nén và hệ thống cấp khí của cầu dao, giám sát làm mát máy biến áp, giám sát trạng thái của hệ thống chữa cháy tự động, giám sát thiết bị đóng cắt, xác định khoảng cách đến nơi hư hỏng dọc theo đường dây điện, tự động duy trì hồ sơ hàng ngày, hình thành các phép đo từ xa và tín hiệu từ xa và việc truyền chúng đến các phòng điều khiển của các cấp quản lý cao hơn, thực hiện đội điều khiển từ xa thiết bị chuyển mạch và thiết bị điều khiển, việc tổ chức các thiết bị cần thiết kênh truyền thông và điều khiển với các điểm điều phối và các nhóm hoạt động tại hiện trường,

Điều khiển tự động - điều khiển điện áp và công suất phản kháng, điều khiển thành phần của máy biến áp đang hoạt động (tối ưu hóa số lượng máy biến áp đang hoạt động theo tiêu chí tổn thất công suất tác dụng tối thiểu), điều khiển tải ở chế độ khẩn cấp, tự động đóng thích ứng và chuyển mạch tự động ,

Bảo vệ rơle - bảo vệ rơle của tất cả các phần tử của trạm biến áp, chẩn đoán và thử nghiệm bảo vệ rơle và tự động hóa, điều chỉnh bảo vệ rơle, phân tích hoạt động của bảo vệ rơle bằng tín hiệu, quá trình hỏng máy cắt.

Công nghệ kỹ thuật số của trạm biến áp cung cấp những ưu điểm sau:

• tăng độ tin cậy của tất cả các chức năng điều khiển do chẩn đoán hệ thống tự động và mở rộng khả năng sử dụng toàn bộ khối lượng thông tin ban đầu,

• cải thiện kiểm soát tình trạng của thiết bị trạm biến áp,

• giảm sự dư thừa của các mạch và thông tin cần thiết để cung cấp một mức độ tin cậy nhất định,

• tăng khả năng tin cậy và sửa thông tin ban đầu do có một lượng thông tin dư thừa đủ lớn,

• tăng lượng thông tin cho phép hệ thống quản lý đưa ra các quyết định sáng suốt hơn, —

• khả năng thực hiện các hệ thống điều khiển và bảo vệ rơle thích ứng,

• giảm tổng chi phí của một bộ kiểm soát kỹ thuật,

• khả năng sử dụng các phương tiện kỹ thuật tiến bộ mới (cảm biến có độ chính xác cao, hệ thống quang học, v.v.).

Hầu như tất cả các phát triển đều có điểm chung là sử dụng các tổ hợp phân tán nhiều máy tính dựa trên cấu trúc của các mạng máy tính cục bộ làm cơ sở kỹ thuật của APCS từ các trạm biến áp. Các bộ vi xử lý có trong các tổ hợp này thực hiện các chức năng công nghệ và phụ trợ khác nhau, bao gồm cả giao tiếp giữa trạm biến áp và phòng điều khiển.

Các chức năng điều khiển trạm biến áp được tự động hóa bằng công nghệ vi xử lý bao gồm:

• thu thập và xử lý thông tin,

• hiển thị và thông tin tài liệu,

• kiểm soát các giá trị đo được bên ngoài giới hạn đã thiết lập,

• chuyển thông tin đến quản lý cấp cao,

• thực hiện các phép tính đơn giản,

• điều khiển tự động thiết bị trạm biến áp ở chế độ bình thường.

Các yêu cầu cao nhất về độ tin cậy và tốc độ được áp dụng cho các thiết bị bảo vệ rơle và điều khiển khẩn cấp. Thiệt hại đối với hệ thống vi xử lý khi thực hiện các chức năng bảo vệ rơle và tự động hóa điều khiển khẩn cấp nên được loại trừ trên thực tế.

Hệ thống đối thoại phải cung cấp thông tin liên lạc với APCS cho những người dùng khác nhau: nhân viên vận hành sử dụng ngôn ngữ giao tiếp đơn giản nhất, gần với ngôn ngữ tự nhiên nhất, các chuyên gia trong lĩnh vực bảo vệ rơle và tự động hóa trong các tình huống khẩn cấp, thực hiện cài đặt, kiểm tra và thay đổi cài đặt (ngôn ngữ phức tạp hơn, chuyên dùng để giao tiếp), các nhà khoa học máy tính (ngôn ngữ khó nhất). Với sự trợ giúp của hệ thống điều khiển quy trình tự động, những điều sau đây được theo dõi: trạng thái (bật-tắt) của thiết bị vận hành, giá trị hiện tại của các giá trị so với giới hạn cho phép đã thiết lập, khả năng vận hành của bộ điều khiển thân máy (thiết bị thông tin liên lạc, bảo vệ rơle và điều khiển khẩn cấp ), thời gian quá tải cho phép của máy biến áp và đường dây điện, sự khác biệt về tỷ số biến đổi liên quan đến vận hành song song của máy biến áp.

Các chức năng điều khiển tự động ở chế độ bình thường bao gồm: bật điều chỉnh điện áp xe buýt tại một trạm biến áp bằng cách thay đổi tỷ số biến đổi của máy biến áp, đóng mở tụ bù, thao tác đóng cắt theo chương trình nhất định, khóa dao cách ly, hòa đồng bộ, ngắt một trong các máy biến áp vận hành song song để giảm tổng tổn thất điện năng ở chế độ tải thấp, tự động đọc báo cáo công tơ điện.

Các chức năng điều khiển của ACS TP của các trạm biến áp ở chế độ khẩn cấp bao gồm rơle bảo vệ các phần tử trạm biến áp, CBRO, tự động kết nối lại đường dây điện, chuyển mạch tự động, ngắt kết nối và phục hồi phụ tải.Với sự trợ giúp của máy vi tính, các hệ thống thích ứng để tự động đóng lại đường dây điện và thanh cái đã được triển khai, cung cấp: thời gian trễ thay đổi (tạm dừng không có dòng điện), có tính đến mức độ nghiêm trọng của ngắn mạch trước đó, lựa chọn phần tử để cung cấp điện áp cho các thanh cái của trạm biến áp, vẫn mất điện (theo mức tối thiểu của dòng điện ngắn mạch trong trường hợp hư hỏng lâu dài, theo giá trị tối đa của điện áp dư trong các thanh cái của trạm biến áp từ điện áp nào được cung cấp, v.v.), thay đổi thời gian trễ, tắt tự động đóng lại trong trường hợp đường dây bị sự cố lặp đi lặp lại do điều kiện thời tiết khắc nghiệt, đóng xen kẽ các pha máy cắt với ngắn mạch hai hoặc ba pha chạm đất (đầu tiên, bộ ngắt mạch của một trong các pha bị hỏng sẽ đóng lại, sau đó, trong trường hợp đóng tự động thành công, các công tắc của hai pha còn lại), do đó giảm mức độ nghiêm trọng của sự xáo trộn khẩn cấp trong trường hợp đóng tự động không thành công.