Розробка алгоритмів управління джерелами сигналів телеуправління системи автоматичної циркулярної розгрузки електромереж

Содержание: ЗМІСТ Вступ 2 Розділ 1. ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА 7 1.1. Техніка циркулярного телеуправління як основа створення системи автоматичного циркулярного розвантаження електромереж 7 1.2. Дослідження технічних засобів і пристроїв, необхідних для створення автоматичного циркулярного розвантаження 12 1.3. Висновки 25 Розділ 2. ОРГАНІЗАЦІЙНА ЧАСТИНА 26 2.1. Принципи створення схем управління АЦР, вибір пристроїв керування передавачем АЦР 26 2.2. Характеристики електромереж як каналів передачі сигналів телеуправління електроспоживачами 40 2.3. Висновки 43 Розділ 3. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 44 3.1. Аналіз існуючих алгоритмів та способів кодування сигналів циркулярного телеуправління 44 Вимоги до методів цифрового кодування. 44 3.2. Розробка алгоритмів управління первинними джерелами сигналів передавачів АЦР 53 3.3.Створення принципових схем та вузлів первинних джерел сигналів АЦР 61 3.4. Висновки 66 Розділ 4. Охорона праці 67 4.1. Правила устрою первинних джерел і пристроїв керування 67 передавачем автоматичного циркулярного розвантаження (АЦР) 67 4.2. Вимоги пожежної безпеки при створенні та експлуатації системи автоматичного циркулярного розвантаження АЦР 75 4.3. Висновки 84 Розділ 5. Економічна частина 85 5.1. Техніко-економічні порівняння системи автоматичного циркулярного розвантаження АЦР з існуючими аналогами розвантаження електромереж (енергосистеми) 85 5.2. Визначення економічного ефекту від впровадження системи диспетчерського циркулярного управління енергетичними об'єктами в розподільних мережах 110/35/10 кВ 87 5.3. Висновки 89 Висновки 90 Перелік літератури 92

Вступление: Вступ Мінімум енергії, необхідний для підтримки життєдіяльності людини дорівнює 12,6 МДж на день або 4,18*103 МДж на рік, що еквівалентно енер-гії, яка виділяється при спалюванні 125кг нафти. У зв’язку з підвищенням вимог людей до комфорту на початку ХХ століття споживання енергії пере-вищило біологічно необхідний рівень у 5,5 рази, у 1980 р. – в 13,3 рази, а на початку ХХІ століття – в 23-25 разів. У середньому одна людина за рік споживає енергію 2,2 т у.п. (тонн умовного палива), у той час як у США споживання енергії дорівнює 12, у Німеччині – 6, а в країнах Африки – 0,1 т у.п., що на 40% менше мінімуму енергії для підтримки життєдіяльності людини. Темпи приросту використання енергетичних ресурсів складають 3-4% на рік. Приріст у 4% означає збільшення їх кількості за 30 років утричі, а за 100 років – в 50 разів, тобто приріст використання енергоресурсів випере-джує приріст числа землян. На початку ХХІ сторіччя на Землі щорічно спо-живається понад 14 млрд. т у.п. енергії. За прогнозом Всесвітньої Енергетич-ної Ради і Міжнародного інституту прикладного системного аналізу (WEC/IIASA) у 2020 р. глобальне енергоспоживання людства складе 19,4 млрд. т у.п. У найближче десятиліття зростання попиту на 90% буде покриватися за рахунок використання палива. Слід зазначити, що питоме енергоспоживання на одиницю виробленої продукції в країнах Східної Європи, у тому числі й в Україні, у 15 разів вище, ніж у Японії, у 10 разів вище, ніж у Франції, у 5-6 разів вище, ніж у США. На 1 долар США продукції в Японії витрачається 0,13, у Франції – 0,19, у Південній Кореї – 0,31, США – 0,35 кг, а в країнах Східної Європи – 1,9-2,2 кг нафтового еквіваленту. Це свідчить про значні можливості нашої країни щодо енергозбереження. Розрізняють енергоспоживання: ? в живому світі (напр., енергоспоживання людини); ? в техніці (напр., енергоспоживання пристрою, установки, тощо; ? енергоспоживання територіальне - регіону, країни; ? глобальне енергоспоживання (енергоспоживання людства). Електроенергетика — провідна галузь енергетики, що охоплює генера-цію, передавання й використання електричної енергії. Основну частину елек-троенергії виробляють теплові (ТЕС), атомні (АЕС) та гідравлічні (ГЕС) еле-ктростанції. В економічно розвинених країнах технічні засоби електро-енергетики об'єднуються в автоматизовані і централізовані керовані елек-троенергетичні системи. Електропостача?ння — це комплекс технічних засобів і організаційних заходів для забезпечення споживача електроенергією; надання електричної енергії споживачу за допомогою технічних засобів передачі та розподілу еле-ктричної енергії на підставі договору. Електропостачання прийнято розділяти на зовнішнє і внутрішнє. Під зовнішнім електропостачанням розуміють комплекс споруд, що за-безпечують передавання електроенергії від пункту приєднання енергосисте-ми до пункту приєднання споживача. Внутрішнє електропостачання — комплекс мереж і підстанцій, розта-шованих на території споживача. Лі?нія електропереда?чі, лі?нія електропередава?ння (ЛЕП) — один з ком-понентів електричної мережі призначена для передачі електричної енергії. Розрізняють кабельні та повітряні лінії електропередачі. Будова повітряних ліній електропередач може мати різні форми залеж-но від типу лінії. Каркасом може служити простий дерев’яний стовп, що має одну чи більше поперечок для підтримки проводу. Високовольтні лінії елект-ропередач зазвичай збудовані з ґратчастих стальних опор. Поширені також бетонні опори. Існують також опори із пластику підвищеної міцності, але їх застосування обмежене через високу вартість. Можливість передачі електричних імпульсів на тривалу відстань була продемонстрована 14 липня 1729 фізиком Стівеном Грейєм. Він мав на меті показати, що можна передавати електроенергію за допомогою методу ЛЕП (ліній електропередач). У досліді використовувалися вологі мотузки із коно-пель, підвішені на шовкових нитках (про низький опір металевих провідників в той час не знали). Проте першим практичним використанням повітряних ліній були дроти для телеграфів. У 1837 було створено першу комерційну лінію телеграфу протяжністю 13 миль (20 км). Передача електричної енергії була зроблена у 1882 році з допомогою першої ЛЕП між Мюнхеном і Бед Бруком. В 1891 ро-ці було побудовано першу трифазну лінію змінного струму з нагоди Міжна-родної виставки електроенергії у Франкфурті. В Україні напругами, що використовуються при передачі електричної енергії, є 0.4, 6, 10, 35, 110, 150, 220, 330, 400, 500, 750 кВ змінної напруги та 800 кВ постійної напруги (± 400 кВ). Основною шкалою напруг в ОЕС України є 10, 35, 110, 330, 750 кВ. Ще на зорі розвитку енергомереж постало питання про передачу дис-петчерської інформації від одного енерговузла до іншого. Використання для цих цілей телефонних і телеграфних ліній, що прокладаються паралельно ЛЕП вважалося нераціональним, тому вже на початку 20-го століття в мере-жах постійного струму в США застосовувалася передача телеграфних сигна-лів безпосередньо по дротах ЛЕП. Пізніше, з розвитком засобів радіозв'язку, подібна методика стала застосовна і для мереж змінного струму. Передача диспетчерської інформації по дротах ліній електропередач широко застосовується досі. Технічно це реалізується таким чином. Переда-вач підключається до ЛЕП через конденсатор дуже малої місткості (одиниці пікофарад), а до «землі» - через дросель невеликої індуктивності. Таким чи-ном, по струму промислової частоти вихід передавача «заземлений», а по струму радіочастоти - сполучений з дротом ЛЕП. Аналогічним чином під-ключається і приймач. Після цього постало питання про управління енергоо-б'єктами з використання електромережі як каналу для передачі сигналів. У СРСР подібна система дозволяла передавати як голосову інформа-цію, так і сигнали телеметрії і телекерування, які кодувалися тональними си-гналами. Важливість теми «Розробка алгоритмів управління джерелами сигналів телеуправління системи автоматичної циркулярної розгрузки електромереж» є очевидною, оскільки сама тематика телеуправляння та використання ліній електропередач для передачі інших сигналів є надзвичайно актуальною. Предметом дослідження в роботі виступають саме алгоритми управління джерелами сигналів. Методологія – дослідження сучасного стану питання в Україні та за кордоном та пошук шляхів покращення та вдосконалення.

Выводы: Висновки Перший розділ дипломної роботи дає нам повне уявлення, що викорис-тання циркулярного телеуправління для автоматичного циркулярного розва-нтаження електромереж є сучасним рішенням питання, що підлягає постійній розробці та вдосконаленню. Загалом, використання електромереж для даних цілей є унікальним, оскільки при проектуванні ЛЕП, наприклад, таких техно-логій ще не було. Подальші розробки, винаходи та вдосконалення техноло-гій, поява цифрового зв’язку та прогресивні винаходи і розробки в галузі електроніки зробили можливою таку технологію, як телеконтроль, а поруч із нею – телевимірювання. Можливість управління на відстані складними тех-нологічними об’єктами, перебування на яких людини є часто небезпечним та нерезонним, а також можливість управління користувачами електроенергії для їх вчасного відключення та перерозподілу електроенергії від різних дже-рел до потрібних користувачів, - всі ці технології є вдалим прикладом сучас-ного розвитку автоматизації, рівня програмування та надійності електричних мереж, комп’ютерних систем та електронних блоків та компонентів зокрема. Із другого розділу, стає очевидним, що передача додаткови даних, зок-рема сигналів телеуправління за допомогою ліній електропередач є дуже вдалим та практичним рішенням, що дозваляє економити час та кошти, керу-вати складними об’єктами на відстані, не залучаючи для цього додатковий персонал. Як видно із аналізу, лінії електропередач вже досить давно викори-стовуються для цілей телеуправління і телесигналізації, тому апаратна час-тина цих рішень за своєю технологічністю вже на досить таки солідному рів-ні. Основними елементами системи телеуправління, в тому числі автоматич-ного циркулярного розвантаження слугуватимуть ключові елементи таких систем – передавач та приймач. Це дозволить реалізувати систему просто та досконало. Інші елементи системи, як, наприклад, шифратор, дешифратор, та іншгі елементи – це вже вторинні елементи системи, що погоджуються із ос-новними. Третій розділ дипломної роботи дає нам уявлення про алгоритм роботи автоматичного циркулярного розвантаження як одного з елементів телеупра-вління та захисту мереж і споживачів для надійного постачання електроенер-гії. Також в розділі представлено схематичні рішення основних вузлів систе-ми, що дозволяє провести аналіз про простоту системи. А як відомо – чим простіша система, чим менше ненадійних елементів скомпоновано разом, тим надійніша вона є, а в нашому випадку надійність – одна з основних ви-мог. В даному проекті для організації безпеки виконання робіт по створен-ню та експлуатації системи автоматичного циркулярного розвантаження (АЦР) працівниками підприємств, установ висвічено основні правила органі-зації та дотримання техніки безпеки на робочих місцях. Впровадження цих правил на виробництві, а також своєчасний інструктаж дозволяють уникнути травмування працівників під час виконання ними робіт на різних ділянках та цехах підприємства. Крім того, своєчасний інструктаж робітників та керівного складу з пи-тань пожежної безпеки, методів та засобів пожежогасіння, дотримання пра-вил і норм пожежної безпеки, дозволяють зберегти здоров’я і життя персона-лу, а також забезпечити збереження обладнання та споруд. Порівнюючи проектований пристрій автоматичного циркулярного роз-вантаження АЦР з аналогами існуючих на ринку засобів релейного захисту та автоматики класу 6-35 кВ (РЗЛ-01; МРЗС-05М) можна зробити висновок, що пристрій задовольняє всі вимоги до пристроїв циркулярного розванта-ження для захисту електромереж. Крім того, проектований пристрій являєть-ся серйозним конкурентом іншим пристроям аналогічного призначення. Система циркулярного розвантаження із можливістю телеконтролю та введення її в експлуатацію дозволить суттєво зекономити на ремонтно-експлуатаційному обслуговуванні, а автоматичність системи дозволить еко-номити на персоналі, що є значним економічним ефектом.

Литература: Перелік літератури 1. Указ Президента України "Про концепцію захисту населення і терито-рій у разі загрози виникнення надзвичайних ситуацій", 26.03.1999 №284 / 99 // Надзвичайна ситуація, 1999, №4, с.40-47. 2. А. В. Никифоров. Технология PLC — телекоммуникации по сетям эле-ктропитания// «Сети и системы связи». — 2002. — № 5. 3. Барзам А. Б., Системна автоматика, 2 видавництва, М.— Л., 1964; Ге-льфанд Я. С., Голубев М. Л., Царев М. І., Релейний захист і електроав-томатика на змінному оперативному струмі, М.— Л., 1966. 4. Бірюков М.Л., Лісковський І.О., Федорова Н.В. Методика аналізу стій-кості мережі синхронізації // Зв’язок. – 2006, № 3. – С. 23-27. 5. Додо Амаду М.М., Максимов В.М. Погрешность измерения частоты по моментам перехода напряжения сети через ноль // Вестник ХГПУ. – 1998. - Вып. 11. – С. 107-109. 6. Додо Амаду М.М. Повышение эффективности автоматической частот-ной разгрузки // Вестник ХГПУ. – 1999. - Вып.37. - C.104-110. 7. Жидецький В. Ц. Основи охорони праці Текст : підруч. / В. Ц. Жиде-цький. — 3-тє вид., перероб. і доп. — Львів : Укр. акад. друкарства, 2006. — 336 с. — ISBN 966-8013-11-5 8. Кизилов В.У., Максимов В.М., Додо Амаду М.М. Совершенствование алгоритмов работы автоматической частотной разгрузки энергосистем // Информационные технологии: наука, техника, образование, здоровье: Материалы международной научно-технической конференции 19-21 апреля.. Харьков, 1995. – Ч. 2. - С. 33. 9. Лапін В.М. Безпека життєдіяльності людини: Навч. посіб. 2-ге вид. К.: Т-во "Знання", 1999. 10. Максимов В.М., Додо Амаду М. М. Анализ поведения устройств авто-матической частотной разгрузки при асинхронном режиме // Вестник ХГПУ. – 1999. - Вып. 64. – С.70-74. 11. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РЕМОНТУ И ЭКСПЛУАТАЦИИ АППАРАТУРЫ АДАСЭ РАЗЛИЧНЫХ МОДИФИКАЦИЙ СО СРО-КОМ ЭКСПЛУАТАЦИИ БОЛЕЕ 12 ЛЕТ РД 153-34.0-48.514-97 12. В.І. Саранчук, М.О.Ільяшов, В.В. Ошовський, В.С.Білецький. Хімія і фізика горючих копалин. - Донецьк: Східний видавничий дім, 2008. – с. 600. ISBN 978-966-317-024-4. 13. Норми технологічного проектування енергетичних систем та електрич-них мереж 35 кВ і вище / ГКД 341.004.003-94, Міненерго України, 1994. 14. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. – М.: Высшая шко-ла, 1998. Справочник по проектированию электрических систем /Под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро, – М.: Энергия, 1997. 15. Тамм Б.Г. и др. Анализ и моделирование производственных систем / Б.Г. Тамм, М.Э. Пуусепп, Р.Р. Таваст; Под общей редакцией Б.Г. Там-ма. – М.: Финансы и статистика, 1997. – 291 с. 16. О передаче сигналов циркулярного телеуправления по электрическим сетям/ Туваржієв В.К.,Цыганкова Л.Г., Шестопалов В.Н.// Сб. Пробле-мы Технической Электродинамики №60-1976.- С.61-72 17. Пістун І. П. Безпека життєдіяльності. К.: 1999. 18. Электрические системы и сети / Под ред. Г.И. Денисенко. – К.: Вища шк. Головное изд-во, 1986. – 584 с. 19. http://comp-net.at.ua/index/koduvannja_signaliv/0-20 20. http://www.lib.ua-ru.net/inode/31318.html