ЭЛЕКТРОПРИБОР

Сегодняшнее состояние энергетической системы требует больших объемов работ по модернизации существующих и строительству новых энергообъектов, в частности остро ставится вопрос автоматизации и модернизации систем диспетчерского управления. Одно из основных направлений, в которых развиваются системы диспетчерского управления – развитие и совершенствование систем измерения, сбора и передачи данных.

Средства измерения входящие в состав диспетчерских пультов подлежат обязательной модернизации каждые 15-20 лет, и, учитывая тот факт, что массовая замена оборудования и строительство новых объектов в электроэнергетике приходились на 80ые года, на многих конференция метрологов и энергетиков в последнее время озвучивается страшная цифра - 85% стоящего на станциях оборудования уже отслужило свой срок.

К сожалению, последние десятилетия основные усилия были направлены не на внедрение новых технологий, а на поддержание работоспособности действующего оборудования. Кардинальным образом повысить надежность электроснабжения уже невозможно за счет ремонта, необходимо техническое перевооружение и реконструкция.

Существует много подходов к повышению наблюдаемости электросетей, которые условно можно разбить на 2 большие группы, каждый из которых имеет свои преимущества:

Первый вариант: постепенная замена приборного парка, проводимая в рамках плановых ремонтных работ. Т.е. это тот вариант когда снимается старый стрелочный прибор (вышедший из строя или отработавший свой срок) и на его место устанавливается цифровой прибор со стандартный интерфейсом. Такой способ имеет право на жизнь в тех случаях, где всем очевидно далеко не полное соответствие оснащенности подстанций современным требованиям к наблюдаемости электросетей, и, в то же время, не выделяется значимых средств на их переоснащение.

Второй вариант: приемлем в условиях проектирования новых объектов или координальной реконструкции старых. Его суть заключается в установке одного многофункционального прибора (или преобразователя) и подключения к нему ряда индикаторных панелей, которые в удобном для заказчика виде будут отображать необходимые величины.

Основными преимуществами первого варианта – это:

1. Повышается точность измерений. Стрелочные щитовые приборы имеют класс 1.5 и не предназначены для измерения переменного тока в начале шкалы (20..30% и менее). Цифровые приборы имеют класс точности 0.5, в том числе - и в начале диапазона измерения.

2. В цифровых приборах полностью сохранено посадочное место и способы крепежа стрелочных приборов, что исключает необходимость слесарной доработки щитов.

3. Программируемый диапазон приборов позволит значительно сократить запас приборов обменного фонда, поддержание которого так же является головной болью метрологической службы.

4. Наличие в приборах интерфейса RS-485 с протоколом Modbus позволяет объединять их в цифровую сеть с компьютерами, контроллерами, электронными счетчиками и многофункциональными измерительными преобразователями.

На рисунке приведен пример такой сети.

Под управлением любой SCADA-системы (выбранной заказчиком), такая сеть может работать как вполне современная система сбора и передачи данных, позволяющая: собирать данные с приборов, счетчиков, преобразователей; собирать сигналы о состоянии разъединителей и выключателей, а также принимать сигналы для управления ими; представлять собираемые данные на мониторе компьютера в виде мнемосхем, трендов, таблиц, бланков отчетов, а также регистрировать их, архивировать и передавать оператора удаленной обслуживаемой подстанции или диспетчеру ЦДП через каналы телемеханики, модем, радиомодем, GPRS или GSM коммуникатор.

Чебоксарский завод "Электроприбор" все 50 лет своего существования специализировался на производстве щитовых электроизмерительных приборов (амперметров, вольтметров, частотомеров, измерителей мощности и т.д.). Причем основная доля нашего производства – это электроизмерительные приборы аналогового (или стрелочного) исполнения, которые до сих пор являются самыми массовыми средствами измерений в энергетике.

И, выпуская цифровые щитовые приборы в различных корпусных исполнениях, в том числе и в традиционных для энергетиков, завод предлагает целую гамму приборов для реализации этого подхода в модернизации.

Наиболее массовые приборы, конструктивно выполнены в корпусе распространенных в энергетике стрелочных приборов с габаритами лицевой панели 120х120 мм. Именно такие цифровые приборы, без конструктивных осложнений, могут быть установлены (и устанавливаются, например, в электросетях МОЭСК) на место стрелочных, и могут успешно служить в роли датчиков для создания современных цифровых систем сбора данных.

Стоит отметить, что эти приборы сейчас применяются и в серийном производстве КРУ таких заводов как Самарский электрощит, ЧЭАЗ и т.д.

Итак, описанная серия приборов (рис. 3) имеет:

- встроенный узел, обеспечивающий их питание от любых, имеющихся на энергопредприятиях, источников энергии: либо от измерительных трансформаторов напряжения (~100В), либо от сети 220В переменного или постоянного тока;

- возможность настройки диапазона измерения программным путём в условиях лабораторий метрологии энергопредприятий;

- функция мигания индикатора при достижении заданного порога (уставки);

- для удобства работы оперативного персонала, введена регулировка яркости индикаторов.

Существует исполнение цифровых приборов для неотапливаемых энергообъектов, где температура окружающей среды может изменяться от –40 до +55?С.

Второй вариант: приемлем в условиях проектирования новых объектов или координальной реконструкции старых.

Его суть заключается в установке одного многофункционального прибора (или преобразователя) и подключения к нему ряда индикаторных панелей, которые в удобном для заказчика виде будут отображать необходимые величины (рис. 4).

Преимущества данного подхода очевидны:

1. Это экономически более выгодный вариант, т.к. стоимость измерения и отображения одного параметра существенно ниже.

2. Новые многофункциональные преобразователи и приборы (стоит отметить, что не все!) имеют высокое быстродействие (менее 100 мс).

3. Я знаю, что проблема, стоящая перед метрологами – это периодическая поверка приборов. В данном примере необходимо будет перепроверять или калибровать лишь одно изделие, индикаторные панели не являются СРЕДСТВАМИ ИЗМЕРЕНИЙ.

4. Возможность перенастраивать данные индикаторные панели под индивидуальные параметры позволит значительно сократить запас приборов обменного фонда, поддержание которого так же является головной болью метрологической службы.

Для реализации данного варианта заводом запускается серия многофункцианальных приборов типа ЩМ120 и ЩМ96 (рис. 5), обладающих следующими параметрами:

Сертификация и запуск в серийное производство планируется на май 2010 года.

В качестве модулей индикации мы предлагаем целый ряд панелей, выполненных в стандартных, как российских, так и европейских габаритно-установочных размерах. Этот ряд постоянно расширяется и, по нашему мнению, способен удовлетворить требования разных заказчиков как по функциональной наполняемости, так и по внешнему виду.

Во-первых, это серия стандартных панелей, эмитирующих цифровые приборы на светодиодных семисегментных индикаторах, в габаритах 144, 120, 96.

Во-вторых, это серия панелей с сенсорным жидкокристаллическим экраном, способным отображать необходимые величины в разных вариантах (эмитируя цифровой прибор, стрелочный, прибор с барграфом и т.д.).

В-третьих, в разработке находится серия панелей с монохромным жидкокристаллическим экраном.

Существует в номенклатуре завода ряд информационных табло крупного габарита для решения каких-то нестандартных задач по отображению информации.

Предприятия, пожелавшие посмотреть такие приборы в работе, могут заказать их на пробную (опытную) эксплуатацию без оплаты.

Для этого необходимо направить на завод письмо-заявку с просьбой передать некоторое количество (2...6) приборов на опытную эксплуатацию. Срок опытной эксплуатации от 3-х до 6-и месяцев. По истечении этого срока предприятие может либо выкупить приборы, либо возвратить их заводу с отчетом о результатах эксплуатации.

В статье делался упор на серию цифровых приборов, но стоит отметить, что тенденции к полному отказу от стрелочных приборов все таки нет. Есть статистика по производству и потреблению щитовых приборов в Европе, так вот одна только Германия, при высоком уровне автоматизации энергетических объектов, потребляет стрелочных приборов больше чем Россия. А если сравнивать объемы производств стрелочных приборов и цифровых в Европе, то 70% производства щитовых приборов – это стрелочные и лишь 30% - цифровые, Российские пропорции приблизительно такие же - 80% на 20%.