Передача, распределение и накопление электроэнергии

Силовые выключатели онлайн: возможности коммуникации в электрических системах предприятий

12 марта 2013 г. в 12:07

Делая прогноз на 2012-2014 гг., Минэкономразвития РФ заложил ежегодный рост отечественного энергопотребления на 2-2,5%1, аналогичные цифры уже наблюдались в 2010-2011 годах. Вместе с тем существует прямо пропорциональная связь между увеличением потребления энергии и аварийностью электрических сетей. Эксперты информационного агентства «INFOLine» в своих исследованиях подтверждают этот факт — по их данным, в 2011 году количество внеплановых отключений только генерирующего оборудования на станциях ОГК2 выросло на 7,5%.3

В итоге среднее время простоя российских промышленных потребителей составило 600 минут, что на порядок выше, чем в Европе. Одна из причин такой разницы кроется в том, что в России зачастую отключением и подключением оборудования, устранением неполадок, мониторингом работы электрической сети занимаются передвижные бригады. Европейцы же используют на своих предприятиях компьютерные системы диспетчеризации и силовые выключатели, управляемые дистанционно.

Цифровые технологии: топология коммуникационных сетей, интерфейсы и протоколы

Эффективно управлять современными промышленными электросетями с нагрузками от множества потребителей можно при помощи интеллектуальных систем, выполняющих функции сбора, обработки, отображения, управления и архивирования — так называемых SCADA (от англ. supervisory control and data acquisition — диспетчерское управление и сбор данных). В технической литературе этот термин имеет двоякое толкование: и «чисто» программный продукт, и симбиоз программного обеспечения и управляемых технических средств. Вторая интерпретация SCADA наиболее точно отражает рассматриваемую тематику, поскольку речь идёт о системах, в которых при помощи специальных программ можно дистанционно управлять аппаратами, установленными в распределительных шкафах.

Коммуникационные сети объединяют узлы систем электроснабжения посредством линий связи, физически представлявших собой коаксиальный кабель, витую пару, оптоволоконный кабель или инфракрасные лучи. По топологии сети могут образовывать «кольцо», «звезду» или «шину». Выбор того или иного варианта определяется рядом критериев: начиная от задач, которые предстоит выполнять оборудованию, и заканчивая бюджетом проекта.

управление электросетями

В распределительных установках малого и среднего размера системы диспетчеризации, как правило, выполняются двухуровневыми. На верхнем уровне находится компьютер с программным обеспечением для мониторинга, управления и регистрации данных. На нижнем — датчики, исполнительные механизмы и аппараты защиты, оборудованные коммуникационными интерфейсами. В электротехнической практике это выглядит так (см. рис. 1): с нижнего уровня (называемого полевым) на «шину» поступают данные о распределительной электроустановке, такие как значение токов, напряжений, энергий, состояния выключателей и т.п. Далее эта информация отправляется на верхний уровень (в диспетчерский пункт) для операторского контроля, анализа и выработки команд, которые возвращаются на нижний уровень через «шину», но уже к исполнительным устройствам, главным образом — к защитным аппаратам.

Для того чтобы все элементы коммуникационной сети «понимали» цифровую информацию, они должны поддерживать специальный протокол, то есть строгие правила составления и чтения кодов. В промышленной автоматике большую популярность получил стандарт передачи цифровой информации RS-485, в основу которого положен принцип дифференциальной (балансной) передачи данных. Этот интерфейс помогает решить одну из главных проблем электрических сетей предприятий — избавиться от влияния синфазных помех. Последние приводят к искажению цифровой команды, поступающей, к примеру, на автоматический выключатель. Наличие помех чревато нестабильной коммуникацией между автоматическим выключателем и управляющей станцией, отсутствием реакции на отправленные на выключатель команды, что может иметь неприятные последствия для всей электроустановки.

«На практике это означает, что два цифровых устройства с интерфейсом RS-485, скажем, программируемый логический контроллер и автоматический выключатель, оборудованный электронным расцепителем, являются друг для друга приёмопередатчиками. Устройства соединяют витой парой, по проводам которой одновременно идёт один и тот же сигнал — оригинальный и инверсный. На входе приёмника (автоматического выключателя) всегда есть разница потенциалов, такая же, как на выходе передатчика (логического контроллера). Если эта величина положительная, засчитывается «1», если же отрицательная, то «0». А так как провода перевиты, наводка помех на них одинакова, ничто не влияет на работу защитного аппарата. Благодаря этим особенностям интерфейс RS-485 стал самым востребованным в промышленных сетях управления», — поясняет Алексей Петренко, инженер по группе изделий компании АББ, лидера в производстве силового оборудования и технологий для электроэнергетики и автоматизации.

Автоматические выключатели в системах коммуникации и дистанционного управления

Автоматические выключатели, способные функционировать в системах SCADA, должны выполнять как функции контроля, так и дистанционного управления, причём в рамках одного и того же устройства. «Типичным примером таких аппаратов в распределительных электроустановках переменного тока могут быть воздушные выключатели Emax и аппараты в литом корпусе Tmax и Tmax XT, которые подключены к сети Modbus, — делится профессиональным опытом Вадим Шайхутдинов, инженер-схемотехник компании «Электротехника & компьютеры». — В этом случае сбор информации о состоянии распределительной электроустановки может производиться путём адресного контроля электрических параметров, правда при условии, что к расцепителям будут подключены специальные измерительные модули».

Причём, следует различать контроль и диспетчерское управление через сеть Modbus. Для первого достаточно модуля коммуникации, передающего информацию о состоянии автоматического выключателя, а также данные об измерениях, которые может осуществлять электронный расцепитель4.

Для того чтобы управлять аппаратами дистанционно по команде оператора или управляющей программы, их необходимо доукомплектовать дополнительными аксессуарами в зависимости от типа автоматического выключателя (в литом корпусе или воздушный) и серии (Tmax XT, Tmax или Emax). Например, для управления аппаратами в литом корпусе необходимо заказать моторный привод, который отвечает за функции включения и выключения; дополнительно к нему можно установить реле отключения (независимый расцепитель), который значительно уменьшает время срабатывания автоматического выключателя. Для управления воздушными выключателями необходимо заказать мотор-редуктор взвода пружин, реле включения и реле отключения. Применяемый принцип модульности позволяет строить любые конфигурации устройств защиты и подбирать их функционал, как того требует техническое здание.

Осуществление дистанционного управления в сетях постоянного тока подобно решениям для электрических сетей переменного тока. По словам Алексея Петренко, для этих целей применяются низковольтные воздушные автоматические выключатели серии Emax DC, оборудованные электронными расцепителями, выполненными специально для работы на постоянном токе, а также модулями связи и измерения. Для дистанционного управления этими аппаратами используются те же аксессуары: реле включения, реле отключения и мотор-редуктор. Иначе ситуация обстоит с выключателями в литом корпусе, т.к. защита сетей постоянного тока возможна только с помощью устройств с термомагнитными расцепителями. Но даже в этом случае при использовании аппаратов серии Tmax XT возможно подключать их к сети автоматизации для удалённого контроля их работы. Для этого необходимо использовать моторный привод и модуль коммуникации Ekip Com, что позволит отлеживать состояние аппарата (включён/выключен, сработал по любой причине) и управлять им.

«Использование дистанционного управления даёт возможность подать питание потребителю сразу, как только исчезнет угроза перегрузки или будет устранена авария, — считает Вадим Шайхутдинов. — Не нужно идти к распределительному щиту, который может находиться на другом конце завода, или ехать к трансформаторной подстанции, чтобы включить автомат вручную. Это можно сделать кликом «мышки» и сразу же увидеть на экране результат восстановления работоспособности».

Программное обеспечение

Для функционирования устройств защиты, укомплектованных модулем RS-485, необходимо специальное программное обеспечение. «В реальной практике ПО должно быть не только понятно для оператора, но и совместимо с операционной системой Microsoft Windows, используемой на большинстве компьютеров, — конкретизирует Алексей Петренко. — Одним из таких программных продуктов является Ekip Connect, при помощи которого формируется коммуникационная сеть во главе с диспетчерским компьютером и устанавливаются связи с устройствами нижестоящего уровня через «шину» интерфейса Modbus RS-485. Так обеспечивается online-диспетчеризация с выводом данных на монитор в виде интуитивно понятной древовидной схемы и осуществляется подача команд включения/выключения для автоматов защиты». Кроме того, Ekip Connect позволяет считывать результаты измерений, которые осуществляют автоматические выключатели с электронными расцепителям. Например, расцепители Ekip E, устанавливаемые на выключатели Tmax XT4, измеряют значения токов, протекающих через каждый полюс, а также напряжение, мощность полную, активную, реактивную, энергию полную, активную, реактивную, коэффициент мощности и частоту (см. рис.2), и всё это без использования дополнительного оборудования. Также программа Ekip Connect в реальном режиме времени тестирует работоспособность всей системы и каждого устройства в частности. А это означает, что при вводе в распределительную установку новых аппаратов диагностика ошибок монтажа и/или выявление неточностей программных настроек (например, когда не синхронизированы скорости передачи данных от разных устройств) осуществляются компьютером.

Программное обеспечение
Рис. 2. Измерения, доступные с помощью расцепителя Ekip E

Передача контрольных и управляющих функций компьютеру позволяет оперативно реагировать на различные нештатные ситуации в электросетях предприятий. Прежде всего, преимущество заключается в существенной экономии средств за счёт уменьшения аварийности и времени простоя промышленных объектов. В итоге «управление сетью онлайн» помогает предприятию сократить издержки, повысить эффективность работы, а также значительно облегчить труд сотрудников.

По материалам пресс-службы компании АББ

1 www.rao-esv.ru

2 Оптовая генерирующая компания

3 marketing.rbc.ru

4 Уставки электронных расцепителей также можно изменить при помощи модуля коммуникации

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Прибор качества электроэнергии PMAC770

Хотите в онлайн-режиме контролировать качество электрической энергии? Подсчитывать стоимость потребленного электричества по многотарифной системе с хранением данных за последний месяц/год? Обнаруживать ошибки в функционировании трехфазной электросети? Получать информацию обо всем этом на компьютер для использования в учете и управлении технологическими процессами? Воспользуйтесь уникальным предложением от компании «Энергометрика» и приобретите многофункциональный прибор качества электроэнергии PMAC770. Этот измерительный прибор совместим с бытовыми и промышленными сетями с напряжением до 600 В, применяется в системах распределения низкого и среднего напряжения. Позволяет просто и недорого создать сеть технического учета электроэнергии. Основные функции PMAC770: отображение показателей в режиме реального времени на встроенном жидкокристаллическом экране и хранение их в памяти; измерение напряжения, силы тока, мощности, энергии, частоты, нагрузки и других характеристик; анализ гармоник, асимметрии, пик-фактора и К-фактора; подключение к промышленным сетям управления через RS-485 (Modbus-RTU); обновление встроенного программного обеспечения. Для приобретения обращайтесь к менеджерам магазина по указанным телефонам.
Отдел Продаж · ООО «Энергометрика» · 4 июня · Россия · г Москва
Прибор качества электроэнергии PMAC770

ПРОДАМ: Электрошкафы с доставкой по России

erid: 2SDnje8F2Pa Реклама. Эковатт. ООО «Доминант», ИНН: 7723432460, https://ecowatt.ru/?erid=2SDnje8F2Pa Ищете надежного партнера для разработки и производства электрошкафов и электротехнических шкафов? Обратитесь в компанию Эковатт! Мы предлагаем комплекс услуг, связанных с разработкой и производством электрощитов и электротехнических шкафов из нержавеющей стали и листовой стали. В нашем каталоге вы найдете как типовую продукцию, так и возможность заказа по индивидуальному проекту. Мы ответственно подходим к каждому заказу, гарантируя высокое качество и надежность нашей продукции. Все наши изделия изготавливаются из прочных материалов, стойких к агрессивным средам и не подверженных коррозии. Они обеспечивают длительный срок эксплуатации и могут быть использованы в различных отраслях промышленности. Наши электрощиты и электротехнические шкафы могут быть установлены как внутри помещений, так и на открытых площадках. Мы используем высококачественные материалы и комплектующие для производства собственной продукции. Компания Эковатт предоставляет свои услуги в нескольких городах России, включая Нижний Новгород, Москву, Санкт-Петербург и Серпухов. Мы специализируемся на производстве различных типов электрошкафов, пультов управления, оборудования для телекоммуникаций, промышленной металлической мебели и инструментальных боксов. У нас вы найдете большой выбор типовой и оригинальной продукции, а также возможность изготовления по индивидуальным эскизам. Наши специалисты осуществляют различные виды сварок, включая аргоновую и полуавтоматическую сварку, а также гибку стальных и алюминиевых листов. Вся работа выполняется на современном оборудовании, гарантирующем оптимальные результаты. Мы гарантируем высокое качество и надежность нашей продукции. Наши электрошкафы обеспечивают защиту электрооборудования от неблагоприятных условий окружающей среды и чрезвычайных происшествий, таких как агрессивные химические соединения, влага, взрывы, возгорания и другие. Компания...
Петров Сергей · Эковатт · 28 мая · Россия · г Москва
Электрошкафы с доставкой по России

УСЛУГИ: Проектирование сетей электроснабжения.

Проектирование сетей электроснабжения Описание услуги по проектированию сетей электроснабжения. Если Вы получили предписание от Сетевой организации, Энергосбыта или Ростехнадзора, если Вам необходимо разработать проект электроснабжения, если Вам нужен акт допуска в эксплуатацию, то смело звоните нам: проектирование электроснабжения — это наша работа! Мы выполним её быстро, эффективно и на высоком профессиональном уровне. В процессе разработки электропроекта, наши специалисты прикладывают максимум усилий, чтобы по окончании работ представить Заказчику проект электроснабжения, полностью удовлетворяющий его бизнес задачам. Наша компания создаёт электропроекты, которые экономят деньги и обеспечивают безопасность самого высокого уровня как в жилых, так и нежилых помещениях. Проектирование электрических сетей является трудоемким и технически сложным этапом при реализации комплекса работ по электромонтажу. Качественно выполненные работы по электроснабжению Вашего объекта обеспечат стабильное и бесперебойное функционирование оборудования, а значит спокойствие, безопасность и комфорт. По уже созданному проекту выполняется поставка оборудования, монтаж и пусконаладочные работы. Предпроектное исследование. Проектная документация выполняется в соответствии с действующими СНиП, ГОСТ, правилами, инструкциями, государственными стандартами и конкретными техническими условиями. Проектный отдел компании ООО «Проект-Электро-Монтаж» готов предложить интересующие Вас проектные и технические решения в рамках предоставленных технических требований и с учетом пожеланий Заказчика. Все проекты и решения разрабатываются при вашем активном участии, с учетом ваших пожеланий и требований.
Кудряшов Александр · АРНИД · 6 июня · Россия · Самарская обл
Проектирование сетей электроснабжения.

ПРОДАМ: Опоры контактной сети

Металлические опоры контактной сети городского транспорта служат для установки контактной подвески, питающих и усиливающих проводов, тросовой системы, арматуры и элементов, которые также служат для передачи электрической энергии с тяговых подстанций на токоприемник подвижного состава городского транспорта. На опорах контактной сети также возможно размещение осветительных приборов. Отличительной особенностью опор контактной сети от стандартных силовых опор является повышенная прочность, которая позволяет такой опоре выдерживать нагрузки от 300 до 3 000 кг. Конструкция опор контактной сети разработана таким образом, чтобы под воздействием максимальной нагрузки, допустимое перемещение верхней точки опоры не превышал 1/70 высоты надземной части опоры согласно СП 98.13330.2012 «Трамвайные и троллейбусные линии Актуализированная редакция СНиП 2.05.09-90».
Устюжанина Мария · Точка опоры · 12 июня · Россия · Свердловская обл
Опоры контактной сети

ПРОДАМ: Реле для проводок

В промышленном электрооборудовании существует разделение цепей на слаботочные и силовые. Последние предназначены для подачи питания к конкретным потребителям. Слаботочные цепи используются для питания ламп индикации, блоков управления и прочего оборудования, которое потребляет электрическую энергию на уровне не более 0,1 - 0,5 кВт. Такое разделение выполнено для того, что бы снизить износ, габаритные размеры и электропотребление оборудования управления. Для взаимодействия между цепями управления и силовыми линиями применяют реле различной конфигурации и назначения. Реле для проводок представляют собой корпус с определенным числом выведенных клемм для подключения. Как правило, на корпусе реле обычно указана его марка, допустимая нагрузка и изображена принципиальная схема работы. По механизму работы существует два основных типа реле: механические и электронные. Механические реле представляют собой подвижный переключатель с электромагнитной катушкой и контактные группы. При подаче питания на катушку происходит замыкание контактов, и реле приводится в действие. Электронные устройства по сравнению с механическими не имеют в своей компоновке подвижных механических деталей, применяются в основном для управления уровнем подачи питания (например, для поддержания заданной скорости вращения электродвигателя). Наша компания с 2005 года профессионально решает задачи на электротехническом рынке в области поставок низковольтного оборудования партнерам по всей России. Сегодня "Элснаб" является крупнейшим дистрибьютором и сервис-партнером чешского завода OEZ (Siemens AG) в России. Наши технические специалисты проводят обучающие семинары и презентации по всему оборудованию, осуществляют полную техническую поддержку и сервисное обслуживание. Электротехническое оборудование "Элснаб" приобретают крупнейшие предприятия и организации страны, работающие в различных отраслях хозяйства: электроэнергетике, атомной, лесной и химической промышленности, агропромышленном комплексе,...
Отдел продаж · Элснаб · 11 июня · Россия · г Москва
Элснаб, ООО
Autonics - международная компания из Южной Кореи, которая занимается производством компонентов промышленной автоматики. Компания производит датчики, контроллеры, устройства движения, измерительное оборудование, системы лазерной маркировки, соединительное оборудование и другое. Номенклатура продукции превышает 15000 наименований. Продукция отличается высоким качеством, надежностью и доступной ценой, что делает ее лидером продаж в Корее. На рынке автоматизации компания присутсвует больше 40 лет.