Концепция управления цифровыми подстанциями будущего (190,00 руб.)

Стр.2

Стр.3

Стр.4

Стр.5

УДК 621.311.4(075) ББК 31.278я7 В15 Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского национального исследовательского технологического университета Рецензенты: д-р физ.-мат. наук, проф. В. К. Козлов д-р техн. наук, проф. И. Х. Исрафилов В15 Валеев И. М. Концепция управления цифровыми подстанциями будущего : учебное пособие / И. М. Валеев, В. Г. Макаров; Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2019. – 152 с. ISBN 978-5-7882-2587-6 Изложена методология проектирования автоматизированной системы технологического управления цифровыми подстанциями. Рассмотрены интеллектуальные энергоустановки, оборудование информационного взаимодействия, средства учета и контроля электроэнергии, информационные и управляющие системы, мероприятия по развитию и повышению надежности электросетевого комплекса. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 13.03.02, 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника», а также для инженеров и специалистов в области электроэнергетики, информационно-технологических систем и связи, релейной защиты и автоматики, производителей интеллектуальной цифровой техники и информационно-технологического оборудования. УДК 621.311.4(075) ББК 31.278я7 ISBN 978-5-7882-2587-6 © Валеев И. М., Макаров В. Г., 2019 © Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2019 2

Стр.2

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................................... 6 УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ .................................................. 8 Глава 1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ЦПС ........................................................... 11 1.1. Особенности проектирования ............................................................................ 11 1.2. Перечень функциональных систем, входящих в ЦПС .................................... 14 1.3. Цифровая подстанция по стандарту МЭК 61850 ............................................. 18 1.4. Основные принципы построения цифровой подстанции ............................... 25 1.5. Функциональная координирующая подсистема в составе ЦПС .................... 27 Глава 2. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ............................................................................................... 32 2.1. Измерительные электронные трансформаторы ............................................... 32 2.2. Силовые интеллектуальные трансформаторы ................................................. 34 2.3. Гибкие системы передачи переменного тока FASTS ...................................... 35 2.4. Управляемые шунтирующие реакторы ............................................................ 36 2.5. Статические компенсаторы реактивной мощности ......................................... 38 2.6. Фазоповоротные устройства .............................................................................. 40 2.7. Вставки постоянного тока .................................................................................. 41 2.8. Накопители электрической энергии .................................................................. 42 2.9. Структура системы накопления энергии .......................................................... 43 2.10. Современные накопители электрической энергии ........................................ 44 2.10.1. Суперкондесаторы ..................................................................................... 44 2.10.2. Маховики или кинетические накопители ................................................ 45 2.10.3. Сверхпроводящие индукционные накопители энергии ............. .......... 46 2.11. Микросети и управление распределенными источниками электрической энергии .............................................................................................. 47 2.12. Дополнительные приборы и устройства технологии считывания и измерения на уровне потребителей ....................................................................... 48 Глава 3. СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ, УПРАВЛЕНИЯ, ЗАЩИТЫ И ИЗМЕРЕНИЙ .......................................................................................................... 55 3.1. Совершенствование методов контроля и управления ЦПС ........................... 55 3.2. Интерфейсы и методы поддержки принятия решений ................................... 56 3.3. Интерфейс операторских станций ..................................................................... 57 3.4. Программное, информационное и метрологическое обеспечение ................ 61 3

Стр.3

3.5. Информационная и комплексная безопасность обслуживания энергоустановок в процессе эксплуатации .............................................................. 65 3.5.1. Технико-экономические преимущества технического обслуживания по фактическому состоянию оборудования ............................... 69 3.5.2. Компоненты проактивной системы технического обслуживания .......... 70 3.6. Система сбора производственно-технологической информации .................. 70 3.6.1. Информационные датчики .......................................................................... 71 3.6.2. Датчики на подстанциях и линиях электропередач ................................. 73 3.6.3. Анализ методов контроля конструкций сетевого оборудования с использованием беспроводных датчиков ......................................................... 81 3.6.4. Дистанционные методы диагностики электрооборудования .................. 81 3.6.5. Обнаружение ЧР по радиоволновому излучению .................................... 82 3.6.6. Акустический метод регистрации ЧР ........................................................ 84 3.6.7. Оптический метод регистрации ЧР ............................................................ 87 3.6.8. Тепловизионная диагностика изолирующих конструкций ...................... 93 3.6.9. Методы комплексной дистанционной диагностики многоэлементных изолирующих конструкций ................................................... 95 3.7. Робототехника на обслуживании высоковольтных линий электропередачи ....................................................................................................... 101 Глава 4. ИНТЕГРАЦИЯ РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ С СИСТЕМАМИ ТЕХНИЧЕСКОГО И КОММЕРЧЕСКОГО УЧЕТА ............................................. 107 4.1. Общие технические требования к автоматизированной информационно-измерительной системе .............................................................. 107 4.1.1. Требования к интеллектуальным трансформаторам тока и напряжения для ЦПС ........................................................................................ 108 4.1.2. Требования к промконтроллерам ............................................................. 111 4.1.3. Требования к информационно-вычислительному комплексу ............... 112 4.1.4. Требования к каналам связи между ИВК и ИАСУ КУ .......................... 113 4.1.5. Требование к каналам связи между ИИК и ИВКЭ ................................. 114 4.2. Автоматизированная информационно-измерительная система коммерческого учета электроэнергии .................................................................... 114 4.3. Структурная схема АСКУЭ электрических сетей ......................................... 118 4.4. Структура АИИС промышленных предприятий ........................................... 119 4.5. Организация автоматизированного коммерческого и технического учета электрической энергии .................................................................................. 120 4.6. Система релейной защиты и автоматики ЦПС на основе централизованной системы цифровых измерений ............................................... 123 4.6.1. Структура каналов ввода данных ............................................................. 126 4.6.2. Структура централизованной РЗА ........................................................... 127 4.6.3. Организация передачи данных ................................................................. 129 4.6.4. Процессорная подсистема ......................................................................... 130 4

Стр.4

4.7. Система противоаварийной автоматики ......................................................... 131 4.7.1. Структура системы ПА .............................................................................. 131 4.7.2. Функции автоматического дозированного и локального воздействия ........................................................................................................... 134 4.7.3. Функции локальных микропроцессорных устройств или комплексов ПА .............................................................................................. 134 Глава 5. ПРОГРАММА ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ОПЕРАТИВНОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ............................................................. 141 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................................ 148 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК .................................................................... 149 5

Стр.5