Geum.ru

Правила технічна експлуатація електричних станцій І мереж

Вид материалаДокументы

Содержание


5.11.1 Общие положения
5.11.2 Требования к структуре, функциям и задачам АС
Подобный материал:
1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   ...   44

5.11 Автоматизированные системы

5.11.1 Общие положения

5.11.1.1 Энергообъекты должны быть оснащены автоматизированными системами (АС), обеспечивающими автоматизацию процессов производства, транспортировки и распределения энергии.

5.11.1.2 Приведенные ниже требования в полной мере распространяются на АС энергообъектов, которые на момент введения настоящих Правил не введены в эксплуатацию.

АС, введенные в эксплуатацию до выхода настоящих Правил, должны соответствовать проектной документации. Эксплуатация этих систем должна осуществляться в соответствии с настоящими Правилами.

Более подробные требования к АС, важным для безопасности АЭС, приведены в НП.306.5.02/3.035 ‘‘Требования по ядерной и радиационной безопасности к информационным и управляющим системам, важным для безопасности АЭС’’.

АС энергообъектов, работающих в энергетической системе, должны, кроме того, в части обеспечения надежности и устойчивости энергосистемы, соответствовать техническим требованиям, установленных этой системой.

5.11.1.3 Необходимость, сроки и объем приведения действующих на энергообъектах АС в соответствие с настоящими Правилами и действующими НД в каждом конкретном случае определяет, обосновывает и устанавливает руководство энергообъекта (эксплуатирующая организация), исходя из производственной и экономической целесообразности, с учетом следующих основных обстоятельств:

- решения по этому вопросу органа государственного регулирования и надзора или/и высшего административного органа

- требований к безопасности, надежности и маневренности энергообъекта, в т.ч. степени его участия в регулировании системных параметров;

- достигнутого технического уровня совершенства и надежности технических и программных средств, с учетом рационального использования имеющихся типовых проектных решений, пакетов прикладных программ и возможностей технических средств;

- подготовленности к автоматизации технологического оборудования;

- материального (исчерпания установленных срока службы, ресурса) и морального износа технических средств существующих АС;

- мощности (производительности) оборудования, скорости протекания технологического процесса, сложности управления технологическим процессом и увеличения вследствие этого вероятности ошибок оперативного персонала;

- энергонапряженности элементов оборудования, требуемой точности поддержания параметров во всех режимах работы оборудования.

5.11.1.4 Модернизация и приведение действующих на энергообъектах АС в соответствие с требованиями настоящих Правил проводится по многолетним и годовым планам, в том числе по плану повышения надежности и устойчивости (5.6.7.2), путем:

- замены существующих технических и программных средств на более совершенные и с техническими характеристиками, позволяющими привести АС в соответствие с требованиями настоящих Правил и действующих НД;

- создания новой АС, соответствующей настоящим Правилам.

5.11.1.5 В случаях, когда это предусмотрено действующим законодательством или НД, принятые руководством энергообъекта (эксплуатирующей организацией) решения, а также планы модернизации и приведения АС в соответствие с требованиями настоящих Правил, должны быть согласованы с отраслевым органом, определенным Минтопэнерго Украины и/или соответствующими органами государственного регулирования и надзора.


5.11.2 Требования к структуре, функциям и задачам АС

5.11.2.1 АС должны обеспечить решение информационных и/или управляющих задач производственно–технологического, оперативно–диспетчерского и организационно-экономического управления производством, транспортировкой и распределением энергии. Решения этих задач возлагаются соответственно на такие АС:

- информационно – измерительные системы (ИИС);

- информационно - вычислительные системы (ИВС);

- управляющие вычислительные системы (УВС);

- автоматизированные системы диагностики состояния технологического и электрического оборудования;

- автоматизированные системы мониторинга гидросооружений ГЭС;

- системы внутриреакторного контроля (СВРК);

- автоматический контроль нейтронного потока (АКНП);

- автоматические системы контроля радиационной обстановки (АСКРО);

- средства радиационного контроля (СРК);

- системы автоматических защит (САЗ);

- автоматические системы регулирования (АСР);

- электронные части систем регулирования турбин (ЭЧСР);

- электрогидравлические системы регулирования турбин (ЭГСР);

- автоматизированные системы диспетчерского управления (АСДУ);

- автоматизированные системы управления технологических процессов (АСУ ТП);

- автоматизированные системы управления производством (АСУП);

Энергообъекты могут оснащаться и другими АС.

При этом, если ИИС должны осуществлять только измерение параметров, сбор информации (сведений) о технологических объектах и процессах и представление их пользователю по его запросу, то остальные информационные системы (ИВС, УВС, СВРК, АКНП, АСКРО, СРК) должны осуществлять также обработку и, при необходимости, регистрацию этой информации.

Управляющие системы, кроме того, должны осуществлять выработку управляющих воздействий, а такие управляющие системы как АЗ, АСР, АСДУ и АСУ ТП – также выдачу управляющих воздействий на объект управления для приведения параметров, характеризующих его функционирование, в эксплуатационные пределы или для приведения объекта управления в безопасное состояние.

5.11.2.2 АС могут функционировать как самостоятельные системы, или как подсистемы комплексных автоматизированных систем управления (КАСУ) энергообъектов, обеспечивающих комплексную автоматизацию функций управления производственно–технологической, оперативно–диспетчерской и организационно-экономической деятельности.

Комплексная автоматизация управления производственно–технологической деятельностью производства электрической и тепловой энергии должна осуществляться с помощью интегрированных автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП), в которую АС входят в виде подсистем. Различают АСУ ТП агрегата и энергообъекта: агрегатная АСУ ТП, АСУ ТП энергообъекта.

Агрегатные АСУ ТП – это АСУ ТП блоков (для электростанций с блочной компоновкой), котлов и турбогенераторов (для электростанций с общим паропроводом), открытых и закрытых распределительных устройств, присоединений, станционных собственных нужд, станционных технологических комплексов (химводоочистки, топливоподачи, циркуляционного водоснабжения, теплофикационной установки и т.п.). Агрегатная АСУ ТП обеспечивает возможность управления данным агрегатом (энергоблоком, котлом, ОРУ, ЗРУ и др.) как единым технологическим комплексом.

АСУ ТП энергообъекта объединяет агрегатные АСУ ТП, обеспечивая возможность управления энергообъектом как единым технологическим комплексом.

5.11.2.3 АСУ ТП должны быть распределенными, многофункциональными, свободно программируемыми автоматизированными системами, рассчитанными на длительное непрерывное функционирование в реальном масштабе времени и реализующими необходимые функции сбора, обработки и представления информации, а также функции управления, регулирования, защит, блокировок и сигнализации.

АСУ ТП должны создаваться как единые системы информации и управления на основе передовых системотехнических принципов и, как правило, на базе единого программно-технического комплекса (ПТК). В тех случаях, когда АСУ ТП создается на разрозненных технических и программных средствах, они должны быть совместимы между собой в части обмена информацией и программного обеспечения настолько, насколько это необходимо для создания единой интегрированной АСУ ТП.

При таком подходе обеспечивается не только повышение экономичности, надежности и безопасности производства, транспортировки и распределения энергии, но также снижение материальных ресурсов и энергопотребления, трудозатрат на монтаж и наладку, а также существенное уменьшение численности персонала, обслуживающего АС.

В это же время АСУ ТП должна быть надежной, простой, лишенной неоправданных избытков и удобной для персонала.

5.11.2.4 Структура и технические свойства АСУ ТП должны исключать возможность потери управления оборудованием по причине электропитания, пожара, вентиляции и других общих причин.

5.11.2.5 АСУ ТП представляет собой многоуровневую систему, построенную по иерархическому принципу в соответствии с технологической структурой и особенностями компоновки технологического объекта управления.

Количество уровней АСУ ТП, а также распределение функций и задач (интеллекта) между ними, зависит от структуры комплекса технических и программных средств, на базе которого создается АСУ ТП. В большинстве случаев таких уровней два: верхний и нижний.

В агрегатных АСУ ТП на нижнем уровне осуществляется, как правило, сбор информации, обработка определенной части алгоритмов информации и управления, формирование и реализация сигналов управления. На верхнем уровне происходит обработка оставшейся части алгоритмов информации и управления, обеспечивая в комплексе с нижним уровнем выполнение всех функций АСУ ТП. Через верхний уровень осуществляется также интерфейс персонала с АСУ ТП.

В АСУ ТП энергообъекта нижним уровнем являются агрегатные АСУ ТП, а верхним - объектовый (на электростанциях - станционный, на подстанциях – присоединений и т.п.) уровень. При этом АСУ ТП энергообъекта обеспечивает выполнение функций и решение задач, информационная база которых формируется за счет информации от различных агрегатов, в том числе от нескольких присоединений, а также тех задач, управляющие воздействия которых реализуются на нескольких присоединениях объекта или за его пределами. Агрегатные АСУ ТП должны обеспечить функционирование этих структурных единиц энергообъекта в соответствии с заданиями верхнего уровня АСУ ТП энергообъекта в нормальных и аварийных режимах работы. В случае отсутствия связи у агрегатной АСУ ТП с верхним уровнем, она, а также оставшаяся часть АСУ ТП энергообъекта должны обеспечить выполнение тех функций и задач, для которых существуют необходимая информационная база и исполнительные механизмы для реализации воздействий.

В подсистемах (системе) электрической части АСУ ТП энергообъекта нижний уровень должны образовывать микропроцессорные устройства управления, релейной защиты и автоматики (РЗА), обеспечивающие контроль, управление и защиту каждого из элементов основного электрического оборудования и каждого присоединения, объединенные системообразующей сетью (магистралью).

На уровне энергосистемы нижним уровнем являются АСУ ТП энергообъектов, а верхним – АСДУ и другие АС оперативно–диспетчерского управления. При этом информационные и управляющие связи АСУ ТП энергообъектов формируются как с верхнего, так и с нижнего уровней и они должны реализовать команды верхнего уровня. При отсутствии связи АСУ ТП энергообъектов с верхним уровнем, они должны обеспечить выполнение тех функций и задач, для которых в пределах объекта существует необходимая информационная база и исполнительные механизмы для реализации воздействий.

Состав реализуемых функций и решаемых задач на каждом уровне управления определяется с учетом его специфики и обстоятельств, указанных в 5.11.1.3. Примерные перечни задач, решаемых на каждом уровне управления, указан ниже.

5.11.2.6 При эксплуатации агрегатных АСУ ТП могут решаться следующие задачи:

- измерение параметров, прием, обработка и представление персоналу, в удобном для восприятия и принятия решения виде, достаточной, достоверной и своевременной информации о ходе технологического процесса и состоянии оборудования;

- управление оборудованием, в том числе автоматическое поддержание параметров в пределах, оговоренных проектом или заданных оперативным персоналом, а также выполнение комплексов дискретных управляющих воздействий регулирующими органами для приведения параметров в эксплуатационные или заданные пределы, в нормальных, предаварийных, переходных и послеаварийных режимах работы (дистанционное и программно-логическое управление, а для АЭС, кроме того, – управление системами обеспечения безопасности);

- автоматизация пусков и остановов энергоблоков и гидроагрегатов;

- автоматизация изменения режима работы гидроагрегатов (перевод из режима синхронного компенсатора в генераторный и наоборот, а для обратимых гидроагрегатов, также перевод из генераторного режима в насосный и наоборот);

- релейная защита и автоматика основного электрического оборудования энергоблока или агрегата (генератора, блочного трансформатора, рабочего трансформатора собственных нужд и выпрямительного трансформатора);

- приведение оборудования и его агрегатов в безопасное состояние системами технологической защиты путем снижения нагрузки или останова при возникновении аварийной ситуации (отклонении параметров за допустимые пределы);

- синхронизация энергоблока или агрегата с энергосистемой;

- регистрация хода технологического процесса, контролируемых параметров и параметров, отклонившихся от заданного значения;

- распознавание и регистрация предаварийных, аварийных и послеаварийных событий и ситуаций, процессов и выявление первопричин аварий и срабатывания защит;

- диагностика состояния и расчет ресурса оборудования, диагностика и опробование КСА;

- оповещение оперативного персонала с помощью светового, и, при необходимости, звукового сигналов, а также в виде сообщений на терминалах оперативного контура управления, о возникающих нарушениях нормальной эксплуатации оборудования (предупредительная сигнализация), а также о нарушениях пределов и/или условий безопасной эксплуатации (аварийная сигнализация);

- оперативное представление персоналу обобщенной информации о текущем состоянии оборудования и информационная поддержка персонала с целью обеспечения правильности операторской деятельности в аварийных ситуациях;

- обмен достоверной технологической и технико-экономической информацией о работе технологического объекта управления со смежными системами и верхним уровнем иерархического управления.

5.11.2.7 В АСУ ТП присоединений подстанций и распределительных устройств электростанций (ОРУ, ЗРУ, ГРУ, РУ СН) реализуются функции:

- релейной защиты и линейной автоматики присоединения;

- противоаварийной автоматики присоединения;

- автоматического изменения настройки РЗА при изменении режима работы оборудования, энергосистемы или участка сети;

- управления коммутационными аппаратами и регуляторами в пределах присоединения;

- регистрации аварийных параметров присоединения;

- регистрация функционирования оборудования, устройств управления и защит присоединения;

- определения места повреждения на высоковольтных линиях (ВЛ);

- контроля состояния оборудования присоединения;

- учета электроэнергии присоединения;

- текущих измерений электрических и других параметров присоединения для организации контроля на объекте и формирования данных для телеизмерений (ТИ);

- блокировки неправильных операций управления в пределах ячейки.

5.11.2.8 В АСУ ТП станционных технологических комплексов электростанций реализуются функции:

- подготовки и передачи по запросу на станционный уровень оперативной, диагностической и организационно-экономической информации;

- оперативного управления агрегатами и комплекса в целом;

- автоматической сигнализации неисправностей;

- контроля и отображения важнейших параметров;

- регистрации важнейших параметров и т.п.

В циркуляционной системе, кроме того, - формирования каналов управления для отработки заданий по распределению циркуляционной воды, рассчитанного станционным уровнем АСУ ТП.

5.11.2.9 При эксплуатации АСУ ТП энергообъекта, как правило, должны решаться следующие задачи:

- прием и обработка информации о работе станционного (подстанционного) оборудования;

- обмен информацией с нижним уровнем управления (агрегатными АСУ ТП);

- обмен информацией между подсистемами нижнего уровня (между АСУ ТП энергоблоков, агрегатов, станционных технологических комплексов и т.п.);

- обмен информацией между уровнями присоединений (для подстанций и распредустройств электростанций, не имеющих подсистем АСУ ТП);

- обмен информацией с верхним уровнем АСУ ТП энергосистемы (АСДУ) и другими объектами (диспетчерскими пунктами, системной противоаварийной автоматикой и т.п.). Объем и характер информации обмена должны соответствовать ‘‘Руководящим указаниям по выбору объемов информации, проектированию систем сбора и передачи информации в энергосистемах’’;

- оперативный контроль и оперативное управление элементами главной схемы электрических соединений, схемы собственных нужд энергообъекта и станционными технологическими комплексами;

- регулирование активной и реактивной мощности энергообъекта, в том числе участие в регулировании частоты и мощности энергосистемы, а также в регулировании и ограничении перетоков мощности в энергосистеме;

- выбор регулирующих средств и регулирование напряжения в узлах энергосистемы, примыкающих к энергообъекту;

- регулирование напряжения на собственных нуждах энергообъекта;

- защита от повреждений и РЗА станционного (подстанционного) электрооборудования (систем сборных шин), трансформаторов (автотрансформаторов) связи;

- противоаварийное управление (предотвращение и ограничение развития аварийных процессов на энергообъекте - объектная противоаварийная автоматика, отработка воздействий системной противоаварийной автоматики, а в некоторых случаях, противоаварийная автоматика региона);

- распределение заданий (сигналов) противоаварийного управления в пределах энергообъекта;

- расчет и реализация заданий по распределению циркуляционной воды;

- автоматическое изменение настройки РЗА при изменении режима работы энергообъединения или участка сети;

- синхронизация энергообъекта с энергосистемой;

- технологическая, предупредительная и аварийная сигнализация по станционному (подстанционному) оборудованию;

- регистрация аварийных ситуаций и процессов (параметров и событий) энергообъекта;

- учет выработанной (поступившей), отпущенной и потребленной на собственные нужды электроэнергии;

- контроль качества электроэнергии по энергообъекту;

- учет тепловой энергии;

- вычисление технико-экономических показателей работы энергообъекта;

- контроль состояния гидросооружений электростанций;

- экологический контроль энергообъекта;

- контроль радиационной обстановки АЭС;

- контроль и оптимизация водноэнергетических режимов ГЭС;

- обработка, в том числе вычисление параметров, информации о работе контролируемого оборудования и представление ее оперативному и административному персоналу энергообъекта.

- диагностика состояния и расчет ресурсов оборудования энергообъекта и диагностика КСА;

- учет наложенных заземлений в схемах электрических соединений энергообъекта,

- составление бланков оперативных переключений;

- автоматическая блокировка неправильных операций оперативного персонала при оперативных переключениях в схемах электрических соединений энергообъекта;

- составление заявок на вывод оборудования в ремонт;

- документирование;

- сохранение и представление ретроспективной информации;

- анализ аварийных ситуаций и процессов;

- автоматическое формирование на все уровни оперативной иерархии экспресс информации о виде и месте повреждений в электрической сети, составе сработавших устройств РЗА и отключившихся выключателей;

- накопление и анализ статистических данных о работе основного и вспомогательного оборудования энергообъекта и КСА;

- представление нормативно-справочной информации;

- экспериментальные работы.

5.11.2.10 Типовый перечень задач решаемых АСДУ включает:

- долгосрочное и краткосрочное планирование режимов энергосистемы;

- оперативное управление нормальными режимами работы энергосистемы, электростанций, энергоблоков и подстанций;

- контроль нагрузки электростанций и потребляемой мощности энергосистемы и сетевых предприятий;

- ретроспективный анализ аварийных ситуаций;

- автоматический контроль оперативных переключений;

- автоматическое ведение оперативной документации.

5.11.2.11 Для каждого уровня АСУ ТП должны предусматриваться посты управления, являющиеся рабочими местами оперативного персонала, осуществляющего управление технологическим оборудованием, транспортировкой и распределением электрической и тепловой энергии. Общая концепция управления энергоблоком, агрегатом, станционным технологическим комплексом, электрическими распределительными устройствами, энергообъектом, электрической и тепловой системой в целом, должна ориентироваться на сокращение числа постов управления и оптимизацию каждого поста управления в части оснащения и размещения средств информации, управления и связи.

Посты управления предусматриваются для каждого уровня АСУ ТП – энергосистемы, энергообъекта и агрегата. При этом должны предусматриваться посты управления с постоянным пребыванием персонала и, при необходимости, обслуживаемые периодически или при определенных аварийных ситуациях.

Для блочных электростанций основным постом управления является блочный щит управления (БЩУ), предназначенный для централизованного управления основным технологическим и электрическим оборудованием энергоблока при пуске, нормальной работе, плановых и аварийных остановах (включая расхолаживание), а также при ликвидации аварийных ситуаций.

Для ТЭЦ и подстанций основным постом управления является главный щит управления (ГЩУ), а для ГЭС, ГАЭС – центральный пункт управления (ЦПУ).

На ГЭС и ГАЭС, кроме ЦПУ, должны предусматриваться также агрегатные шиты управления (АЩУ) для управления основным и вспомогательным оборудованием гидроагрегатов при нестандартных режимах его работы, например, при испытаниях, опробовании, неисправностях системы контроля управления ЦПУ.

Каждый энергоблок АЭС кроме БЩУ должен иметь резервный щит управления (РЩУ), предназначенный для аварийного останова, аварийного расхолаживания энергоблока и организации отвода остаточных тепловыделений с обеспечением ядерной и радиационной безопасности, если по каким-либо причинам этого нельзя осуществить с БЩУ.

Оперативное управление энергообъектом в целом должно осуществляться с центрального щита управления (ЦЩУ) или ГЩУ.

5.11.2.12 Максимальная автоматизация и оптимальная организация выполнения персоналом функциональных обязанностей достигаются при реализации поста управления в виде автоматизированного рабочего места (АРМ). При этом, в зависимости от количества персонала, на посту управления, может быть организовано один или несколько АРМ. Например, на посту управления блоком может быть организовано три АРМ - персонала, управляющего котельным оборудованием, турбинным оборудованием и начальника смены блока, на ЦЩУ, ГЩУ или ЦПУ – АРМ начальника смены станции и АРМ начальника смены электрического цеха и т.п. АРМ должны оснащаться программно-техническими, организационными и технологическими средствами, обеспечивающими выполнение персоналом функциональных обязанностей на данном рабочем месте.

5.11.2.13 Кроме АРМ оперативного персонала, осуществляющего управление технологическим оборудованием, должны быть организованы:
  • АРМ персонала, осуществляющего обслуживание АС – АРМ начальника смены подразделения, обслуживающего АС; АРМ инструментальной (инженерной) системы АС; АРМ персонала обслуживающего РЗА и т.п.;
  • АРМ персонала, использующего базу данных АС – АРМ подразделения, осуществляющего контроль за технико-экономическими показателями энергообъекта и составляющего соответствующие отчетные документы (ПТО), АРМ подразделений, осуществляющих контроль за дефектами оборудования, его ресурсом и планирующих ремонты, техническое обслуживание, модернизацию и замену оборудования.

Количество и функциональное назначение АРМ определяются проектом или руководством энергообъекта с учетом специфики каждого рабочего места, а также:
  • решения по этому вопросу органа государственного регулирования и надзора или/и высшего административного органа;
  • объема функций и задач, а также интенсивности труда на данном рабочем месте;
  • достигнутого технического уровня совершенства и надежности технических и программных средств, наличия рациональных типовых проектных решений, пакетов прикладных программ и возможностей технических средств;
  • подготовленности к автоматизации рабочего места.

5.11.2.14 Технические характеристики реализуемых АСУ энергообъекта функций (алгоритмы, быстродействие, точность, надежность и т.п.) должны соответствовать проекту и требованиям действующих НД:
  • станционного уровня АСУ ТП ТЭС - документу ГКД 34.35.506 “Типовые технические требования к станционному уровню АСУ ТП ТЭС”.
  • защит и автоматики электрического оборудования - руководящим указаниям по релейной защите и автоматике соответствующего вида электрического оборудования;
  • регистрации аварийных ситуаций и процессов электрической части энергообъекта – “Обобщенным техническим требованиям к цифровым регистраторам аварийных событий на объектах Украины”, утвержденным НЭК “Укрэнерго”;
  • передачи аварийной информации электрической части энергообъекта на верхние уровни оперативно-диспетчерского управления - “Обобщенным техническим требованиям к системе передачи аварийной информации на верхние уровни оперативно-диспетчерского управления”, утвержденным НЭК “Укрэнерго”;
  • технологического оборудование энергоблока – ГКД 34.35.101 “Требованиям к оборудованию энергетических блоков мощностью 300 МВт и выше, определяемые их условиями автоматизации”.

5.11.2.15. Комплексно задачи организационно–экономического управления решаются автоматизированной системой управления производством (АСУП). С помощью АСУП решаются следующие типовые комплексы задач организационно–экономического управления:

- технико–экономическое планирование;

- управление энергоремонтом;

- управление сбытом электрической и тепловой энергии;

- управление развитием энергопроизводства;

- управление качеством продукции, стандартизацией и метрологией;

- управление материально–техническим снабжением;

- управление топливоснабжением;

- управление транспортом и перевозками;

- управление кадрами;

- подготовка эксплуатационного персонала;

- бухгалтерский учет;

- общее управление.

До внедрения АСУП, перечисленные задачи должны решаться с помощью соответствующих автоматизированных рабочих мест (АРМ).

5.11.2.16 С целью сохранения инвестиций на всех этапах развития АС, их структура с самого начала должна быть полнофункциональной. То есть необходимо заблаговременно предусматривать все составные элементы АС, очередность их реализации, объем функций и задач каждого этапа, которые после их реализации на различных этапах развития системы, в конечном счете, обеспечат создание полнофункциональной интегрированной АСУ ТП.