LUCRARE DE LICENبڑؤ‚ - acse.pub. energie termicؤƒ (cؤƒldurؤƒ, frig); energie potenإ£ialؤƒ (aer comprimat);

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of LUCRARE DE LICENبڑؤ‚ - acse.pub. energie termicؤƒ (cؤƒldurؤƒ, frig); energie...

  • Universitatea Politehnica Bucureşti Facultatea de Automatică şi Calculatoare

    Departamentul de Automatică şi Ingineria Sistemelor

    LUCRARE DE LICENȚĂ

    Controlul unui sistem de alimentare electrică în caz

    de avarie la rețeaua de distribuție națională

    Absolvent

    Victor - Alexandru Lică

    Coordonatori:

    Prof. dr. ing. Sergiu Stelian Iliescu

    Sl. dr. ing. Iulia Dumitru

    Bucureşti, 2013

  • Victor - Alexandru Lică 2

    CUPRINS

    1. Introducere 3

    2. Studiul sistemelor și rețelelor de alimentare cu energie electrică în caz de avarie 5

    2.1 Noțiuni introductive. Generalități 5

    2.2 Consumatorii finali de energie. Clasificare 6

    2.3 Scheme de alimentare cu sistem de anclanșare automată a rezervei 7

    2.3.1 Schema bloc a unei instalații de AAR 8

    2.3.2 Principiul și condițiile de funcționare al unei instalații de AAR 9

    2.3.3 Schema de funcționare a unei instalații AAR convenționale

    realizată cu ajutorul logicii cablate folosind contacte și relee 11

    2.3.4 Scheme de AAR moderne 13

    3. Prezentarea mediului de programare utilizat în dezvoltarea aplicației - Centum VP 17

    3.1 Sisteme de conducere distribuită (DCS) 17

    3.2 Centum VP 18

    3.2.1 Arhitectura – Centum VP 18

    3.2.2 Funcțiile bloc (Function Block) 20

    4. Implementarea DCS. Automatizarea procesului de anclanșare automată a rezervei 23

    4.1 Studiu de caz: Sistem AAR cu doi feederi și cuplă longitudinală 23

    4.2 Crearea unui proiect în Centum VP și definirea FCS-ului și HIS-ului 25

    4.3 Definirea semnalelor de intrare și ieșire în Centum VP 27

    4.4 Funcțiile bloc și implementarea logicii 30

    4.5 Realizarea interfeței grafice cu ajutorul Graphic Builder Centum VP 40

    4.6 Rularea aplicatiei in Test Function 42

    5. Concluzii 48

    Anexa A. Elementele interfeței grafice. Nume generic. Valoare inițială. Modificări. 50

    Anexa B. Scheme logice 50

    Bibliografie 55

  • Victor - Alexandru Lică 3

    1. Introducere

    Procesele energetice de producere, transformare, transport, distribuție și consum al

    energiei electrice sunt procese de complexitate ridicată. Am ales să tratez această temă

    datorită importanței dezvoltării domeniului energetic în țara noastră. Acest domeniu este intr-

    o continuă ascensiune, atât datorită infrastructurii învechite care necesită retehnologizări

    importante pentru a ajunge la standarde optime, cât și a lipsei totale a acesteia în unele zone

    de importanță maximă.

    Consider că această lucrare, realizată cu sprijinul firmei japoneze Yokogawa îmi poate

    oferi posibilitatea de a face un prim pas spre aplicabilitatea automatizărilor industriale în sfera

    ingineriei electrice.

    Procesele energetice se deosebesc de alte procese din cadrul activității de producție a

    unei fabrici de foc continuu sau a unei zone industriale printr-o serie de particularități

    specifice proceselor energetice. Dintre acestea, se remarcă efectele scurtcircuitelor și

    influiența proceselor tranzitorii care pot fi resimțite pe mari porțiuni ale sistemelor electrice.

    Intervale de timp de ordinul secundelor sau chiar a milisecundelor pot afecta grav

    funcționarea optimă a fabricilor sau a zonelor industriale.

    O altă particularitate a sistemelor electrice o reprezintă producerea și consumul

    energiei care se realizeazăîn mod aproape simultan. La ora actuală, nu există posibilitatea de a

    se putea asigura stocarea unei rezerve de energie electrică necesară unui întreg sistem de

    alimentare, în consecință, puterea produsă de agregate trebuie să urmareascăîn permanență

    variațiile puterii cerute de consumatori.

    Intreruperea alimentării cu energie electrică este o altă particulariatate a acestor

    sisteme. Intreruperile pot duce la perturbări în funcționarea consumatorilor și pot avea

    repercursiuni asupra economiei naționale. Continuitatea alimentării cu energie electricăși

    eliminarea într-un timp cât mai scurt al defectelor din sistemele electrice pentru restabilirea

    unui regim normal de funcționare al sistemelor energetice au o importanță deosebită.

    Zonele industriale bazate pe sisteme energetice sunt dispuse pe suprafețe foarte

    întinse. Generatoarele, staţiile de transformare şi consumatorii conectaţi la linii în cadrul unui

    sistem se află la distanţe de zeci sau sute de kilometri, astfel devine primordială nevoia de

    implementarea a sistemelor de tip DCS pentru conducereși monitorizare a proceselor

    desfășurate.

    In cadrul acestei lucrări,îmi propun să realizez o aplicatie pentru unsistem distribuit de

    conducere a sistemelor de alimentare cu energie electrică în caz de avarie. Un aspect

    important tratat in această lucrare este utilizarea metodelor de automatizare bazate pe sisteme

    DCS și implementarea logicii în astfel de sisteme, folosind mediile de programare Yokogawa.

    Întrucât evoluția actuală a tehnologiei a condus această prelucrare a informațiilor în direcția

    calculatoarelor, este facilitată astfel monitorizarea on-line a fluxului de informație. Acest

    lucru aduce schimbări masive la nivelul proiectării și funcționării schemelor de AAR.

    Această evoluție a condus la posibilitatea înlocuirii cablării efective cu automate programabile

    sau controllere ce realizează întreaga logică de anclanșare și declanșare a întreruptoarelor

    astfel putând fi reglați parametrii de timp.

  • Victor - Alexandru Lică 4

    Anclanșarea autoamată a rezervei (AAR) reprezintă un sistem automat în circuit

    deschis care are drept obiectiv principal asigurarea continuității în alimentarea consumatorilor

    cu energie electrică. Schemele de alimentare sunt proiectate astfel încât alimentarea acestora

    se realizează pe două căi: de la aceeași sursa sau de la surse diferite.

    În general, în regim normal consumatorii se alimentează pe o singură cale, fiind

    denumită alimentare normală sau principală. In caz de avarie(deconectare intempestivă sau

    scaderea tensiunii sub o valoare de prag) se realizează trecerea automatăa instalației de AAR

    pe sursa de alimentare de rezervă. Aceasta poate deservi o grupă sau mai multe grupe de

    consumatori, fiecare prevazută cu câte o cale normală de alimentare.

    Aceste particularități enunţate anterior impun un grad foarte ridicat de siguranţă în

    funcţionarea sistemelor energetice şi, deci, echiparea lor cu dispozitive de protecţie, care au

    rolul de asigura în mod automat deconectarea instalaţiei electrice protejate în cazul apariţiei

    unui defect sau a unui regim anormal, periculos pentru instalaţie, precum şi rolul de

    semnalizare. Evitarea sau remedierea defectelor prin acţiunea protecţiei trebuie să se

    efectueze într-un mod optim, fiind asigurate anumite performanţe impuse funcţionării

    protecţiei.

    Automatizarea acestui tip de procese are două obiective generale: separarea

    elementului avariat de restul instalației și asigurarea continuității în alimentarea cu energie

    electrică, dar și sesizarea și semnalizarea defectelor permanente și regimurile de funcționare

    anormale a instalațiilor electrice.

    Instalațiile de AAR, formează un ansamblu complex ce are drept obiectiv înlăturarea

    în condiții optime a defectelor apărute. Acestea necesită totodată prelucrarea extrem de

    rapidă a unui număr mare de informații legate de regimul de funcționare ale instalațiilor,

    prelucrare efectuatăîn stadiul actual de dispozitivele de protecție instalate în numeroase

    puncte ale sistemului electric, la fiecare întreruptor a carui declanșare este comandată

    automat.

  • Victor - Alexandru Lică 5

    2. Studiul sistemelor și rețelelor electrice

    2.1 Noțiuni introductive. Generalități

    Golurile de tensiune au un impact negativ asupra calității energiei electrice furnizate

    consumatorilor. Impactul depinde în mare măsură de tipul acestor fenomene electrice cât și de

    curbele de acceptabilitate ale claselor de echipamente ce sunt legate la rețeaua de energie

    electrică.

    Golul de tensiune poate fi caracterizat ca o scadere bruscă de tensiune, sub un nivel de

    prag, urmată de o revenire după un interval de timp relativ scurt. Nivelul acestei perturbatii ce

    afectează consumatorii este determinat atât de procentul de reducere al tensiunii cât şi de

    durată.

    In funcție de gravitatea repercursiunilor pe care aceste goluri de tensiune le pot avea,

    în speță intreruperea accidentală a furnizării de energie electrică se evidențiază consumatorii

    vitali. Efectele produse de acest fenomen electric afectează în mod direct populațtia. Un

    domeniu în care energia electrică are o importanță vitală este domeniul sănătății. Milioane de

    oameni depind î