Resumo:Este artigo aborda os problemas de design e otimização operacional de subestações de grandes empresas industriais. Através da análise das características e funções das subestações de grandes empresas industriais, os aspectos-chave como a escolha do local da subestação, a seleção de equipamentos e o design do sistema de automação foram explorados. Ao mesmo tempo, foi realizada uma análise aprofundada dos padrões de gestão operacional, estratégias de manutenção e métodos de otimização da eficiência energética da subestação. As pesquisas mostram que o projeto e a otimização operacional científica das subestações podem melhorar significativamente a confiabilidade do fornecimento de energia, reduzir os custos operacionais e fornecer uma forte garantia para o funcionamento estável das grandes empresas industriais. Este estudo fornece orientação teórica e referência prática para o planejamento, construção e gestão operacional de subestações de grandes empresas industriais.

Palavras-chave: grandes empresas industriais; Projeto de Subestação; otimização operacional; sistemas de automação; Gestão da Eficiência Energética

0 Introdução

Com o rápido desenvolvimento da produção industrial, as grandes empresas industriais exigem mais confiabilidade e qualidade do fornecimento de energia. As subestações, como nós-chave do sistema de energia elétrica, têm um nível de design e operação que afeta diretamente a eficiência de produção e os custos operacionais da empresa. O objetivo deste estudo é explorar os princípios de projeto e estratégias de otimização operacional para grandes estações industriais para melhorar a confiabilidade do fornecimento de energia e a eficiência operacional das estações.

Os estudos de design e otimização operacional das subestações para as necessidades especiais das grandes empresas industriais ainda são insuficientes. Este estudo combinará as características de grandes empresas industriais para explorar em profundidade os principais problemas no projeto e operação de subestações para fornecer soluções práticas para as empresas.

1 Visão geral das subestações de grandes empresas industriais

Subestações de grandes empresas industriais são subestações específicas projetadas e construídas para atender às necessidades de energia em grande escala das empresas. Em comparação com a subestação civil comum, ela tem características de concentração de carga, grande capacidade e requisitos de confiabilidade elevados. Essas subestações geralmente são alimentadas por alta tensão ou alta tensão, com níveis de tensão de até 110kV ou mais, para atender às necessidades de energia das instalações de produção empresariais.

As principais funções da subestação incluem conversão de tensão, distribuição de energia, compensação de fator de potência e controle de proteção. A energia elétrica de alta tensão é convertida por meio de transformadores em níveis de tensão adequados para uso em equipamentos de produção e a energia elétrica é distribuída para cada unidade elétrica através da rede de distribuição. Ao mesmo tempo, a subestação também está equipada com dispositivos de proteção e controle perfeitos para garantir o funcionamento seguro e estável do sistema de energia elétrica. Para as grandes empresas industriais, as subestações não são apenas um centro de abastecimento de energia, mas também uma instalação essencial para garantir a continuidade da produção e a qualidade dos produtos.

Projeto de Subestações de 2 Grandes Empresas Industriais

O projeto da subestação é a base para garantir seu funcionamento seguro e confiável. Em primeiro lugar, a escolha do local e o layout devem considerar a carga, a facilidade de entrada e saída, as condições geológicas e outros fatores, ao mesmo tempo que devem reservar espaço para o desenvolvimento. A seleção de equipamento é o núcleo do projeto e precisa escolher o transformador, o dispositivo de interrupção, o dispositivo de proteção apropriado de acordo com as características de carga, a capacidade de curto-circuito e outros parâmetros. A capacidade do transformador principal deve atender às necessidades de carga e considerar uma certa margem.

O design de sistemas de automação é uma característica importante das subestações modernas. Um sistema SCADA completo deve ser configurado para a coleta de dados, monitoramento, proteção e controle. Ao mesmo tempo, pode-se considerar a introdução de aplicações como diagnóstico inteligente e previsão de carga para melhorar o nível de inteligência da subestação. Além disso, é necessário prestar atenção ao projeto de instalações de segurança, como sistemas de aterrissagem e proteção contra minas, para garantir a segurança de pessoas e equipamentos.

Otimização de operações de subestações de 3 grandes empresas industriais

O gerenciamento operacional é fundamental para a eficiência das subestações. Deve ser estabelecido um sistema de gestão operacional perfeito, incluindo o sistema de turno, procedimentos operacionais, planejamento de emergência, etc. O sistema de monitoramento avançado permite monitoramento em tempo real do estado operacional e resposta rápida a situações anormais. Em termos de estratégia de manutenção, a combinação de reparação de estado e manutenção preventiva pode melhorar a confiabilidade do equipamento e reduzir os custos de manutenção.

A otimização da eficiência energética é um componente importante da gestão das operações das subestações. A eficiência energética pode ser melhorada através da otimização do modo de funcionamento do transformador, configuração racional do dispositivo de compensação de inatividade, fator de potência e outras medidas. Ao mesmo tempo, o sistema de gerenciamento de energia pode ser usado para monitorar e analisar o consumo de energia das subestações, identificar o potencial de poupança de energia e desenvolver medidas de melhoria específicas. Além disso, a introdução de novos sistemas de energia e armazenamento de energia pode ser considerada para melhorar ainda mais a eficiência do uso de energia e a confiabilidade do fornecimento de energia nas subestações.

4 Sistema Integrado de Automação da Subestação Acrel-1000

4.1 Resumo do Programa

O sistema de monitoramento integrado de automação da subestação Acrel-1000 consiste em funções lógicas de equipamentos de segunda camada da camada de controle da estação e da camada de intervalo, conectados a um sistema de rede aberta em camadas. O equipamento de camada de controle da estação inclui o host de monitoramento, fornecendo a interface de contato homem-máquina operacional na estação, implementando funções como o equipamento de camada de intervalo de controle de gerenciamento, formando monitoramento de toda a estação e comunicação com monitoramento remoto e agendamento; A camada de intervalo é composta por vários subsistemas secundários que ainda podem completar de forma independente a função de monitoramento local do dispositivo da camada de intervalo em caso de falha da rede da camada de controle da estação e da camada de controle da estação.

Para situações específicas de engenharia, a solução de projeto tem alta confiabilidade, fácil de escalar e interface humano-máquina amigável, o sistema de monitoramento consiste em duas partes da camada de controle de estação e da camada de intervalo, usando uma estrutura de rede distribuída em camadas, a rede da camada de controle de estação usa o protocolo TCP / IP Ethernet. A rede de camada de controle de estação usa uma configuração térmica de rede única e dupla.

4.2 Localização

Aplicável para equipamento de clientes, monitoramento e gerenciamento de controle de operações de sistemas de consumo de energia em diferentes indústrias como edifícios públicos, edifícios industriais e edifícios residenciais.

4.3 Estrutura do sistema

4.4 Funções do sistema

4.4.1 Monitoramento em tempo real

Acrel-1000 sistema de automação integrada da subestação de energia, na forma de um gráfico de distribuição de energia para visualizar intuitivamente o estado de funcionamento da linha de distribuição, monitorar em tempo real a tensão de circuito, corrente, potência, fator de potência e outros parâmetros elétricos, monitorar dinamicamente os interruptores de circuito de distribuição, interruptores de isolamento, equivalência de faca de terra, estado de separação e sinais de falha, alerta e outros.

4.4.2 Tratamento de alarmes

O sistema de monitoramento tem função de alarme de acidente. O alarme de acidente inclui sinais de movimentos de interruptores e dispositivos de proteção causados ​​por operações anormais; Alarmes prévios incluem mudanças gerais de equipamento, informações de anomalia de estado, excedimentos analógicos ou de temperatura.

1) Aviso de acidente. No modo de estado de acidente, o alarme de acidente emite imediatamente um alarme acústico (volume de alarme ajustado arbitrariamente), a tela de exibição da estação de trabalho do operador muda de cor e pisca para indicar a mudança de posição do dispositivo, ao mesmo tempo que a janela pop-up mostra a linha de alarme vermelha, o alarme é dividido em alarme em tempo real e alarme histórico, a linha de alarme histórico tem a função de consulta e impressão selecionada.

O alarme de acidente é feito manualmente, confirmando o alarme de cada vez. Quando o alarme é confirmado, o som e o flash param.

A fase de alarme de acidente permite que o próximo sinal de alarme entre, isto é, o alarme não sobrescreve o conteúdo do alarme anterior. O processamento de alarmes tem funções definidas ou excluídas no computador principal.

2) Para cada valor de medição (incluindo o valor de cálculo), quatro limites operacionais prescritos pela sequência do usuário (limite inferior físico, limite inferior de alerta, limite superior de alerta, limite superior físico) são definidos como alarme prévio e alarme de acidente, respectivamente.

3) interruptor acidente triple para o número de vezes ou interruptor puxar a porta para o número de vezes, lançar a informação de alarme, solicitar o usuário reparação.

4) Informação policial.

O modo de alarme tem várias manifestações, incluindo janelas pop-up, piscando de tela, alarme de voz, voz, mensagens de texto, telefone, etc., mas não se limitando às formas acima, o usuário adiciona ou modifica a informação de alarme de acordo com suas necessidades.

4.4.3 Regulação e controle

O operador controla o equipamento elétrico que precisa ser controlado. O sistema de monitoramento tem a função de vigilância operacional, permitindo que os guardiões implementem a vigilância na estação de trabalho do operador para evitar erros de operação.

O controle operacional é dividido em quatro níveis:

Controle, controle de reparação local do equipamento. controle com prioridade. Quando o operador coloca o interruptor de comutação remota/local do dispositivo local no local, todas as outras funções de controle são bloqueadas, apenas para operações de campo.

Controle de nível, controle de reposição de camada de intervalo. Sua mudança com o controle de terceiro nível é realizada na camada de intervalo.

Terceiro nível de controle, nível de controle da estação. O controle de nível é realizado na estação de trabalho do operador, com a comutação da camada de controle remoto/estação.

Nível 4, controle remoto, prioridade.

Em princípio, o controle de camada de intervalo e o controle local do equipamento são usados ​​como meios de operação de reserva ou de manutenção. Para evitar erros de operação, a operação passo a passo é necessária em qualquer modo de controle, ou seja, selecionar, reverter, executar e definir o operador, a senha do guardião e o código de linha em nível de estação para garantir a segurança e a correção das operações. Para qualquer operação, certifique-se de que a próxima etapa só será realizada após a conclusão da etapa anterior. Apenas um modo de controle é permitido ao mesmo tempo.

Dispositivos incluídos no controle são: interruptores de 35kV e abaixo; Interruptores de isolamento de 35 kV e abaixo e interruptores de aterragem com mecanismos elétricos; interruptor elétrico 380V da estação; Subjunção do transformador principal; Conexões de retorno remoto e retorno remoto para dispositivos de proteção de relé.

3) Controle do tempo. O operador realiza operações de controle de temporização dos equipamentos elétricos que precisam ser controlados, definindo os horários de início e desligamento e concluindo o controle de temporização.

4) Saída de controle do sistema de monitoramento. O contato de saída de controle é um contato passivo, a capacidade do contato para corrente contínua é de 110V (220V), 5A, para corrente alterna é de 220V, 5A.

4.4.4 Gestão de direitos de usuário

O sistema configura a função de gerenciamento de direitos de usuário, através do gerenciamento de direitos de usuário pode impedir que o sistema operacional não autorizado possa definir diferentes grupos de permissões operacionais (por exemplo, administrador, mantenedor, grupo de vigilância, etc.), adicionando nome de usuário e senha a cada grupo de permissões, fornecendo segurança confiável para a execução, manutenção e gerenciamento do sistema.

4.5 Configuração do hardware do sistema

5 Resumo

O projeto científico e racional da subestação é a base para garantir sua operação segura e confiável, e deve prestar atenção ao layout do local, seleção de equipamentos e projeto de sistemas de automação; Estratégias de gestão operacional e medidas de otimização da eficiência energética podem melhorar significativamente a eficiência operacional e a eficiência econômica da subestação; No futuro, com o desenvolvimento da tecnologia de rede inteligente, as subestações de grandes empresas industriais se desenvolverão em direção a uma maior inteligência e automação, proporcionando às empresas um fornecimento de energia mais confiável.