Система централизованного автоматического управления электроэнергетической системой

Система централизованного автоматического управления электроэнергетической системой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено091277 (21) 2553583/24-07 (51)М. с присоединением заявки № (23) Приоритет

H 02 J 13/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 300680. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 300680 (53) УДК 621. 311-62.523(088.8) (72) Авторы изобретения

A. A. Игнатов, С. A. Мартынов, В. П. Кореневский, Ю. П. Сычев, В. И. Широков, Г. Ф. Супрун, Г. B. Вершин, A. A. Мясникова, Ю. Н. Толстяков и А. В. Ступа (71) Заявитель (54) CHCTEMA ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ

СИСТЕМОЙ

Изобретение относится к техническим средствам системной автоматизации автономных электроэнергетических систем(ЭЭС), в частности судовых, состоящих из нескольких электростанций, содержащих несколько источников электроэнергии.

Изобретение решает задачу автоматизации управления автономной

ЭЭС, например судовой ЭЭС. С наибольшим эффектом изобретение может использоваться при создании систем централизованного автоматического управления ЭЭС судов с динамическими принципами поддержания, для кото- 15 рых характерна частая смена режимов.

Первостепенное значение имеют масса и габариты аппаратуры, быстродействие и надежность управления ЭЭС.

Известна схема автоматического 20 управления, диагностического и прогнозирующего контроля технического состояния судовой ЭЭС с применением ЭВМ, содержащая устройство представления и регистрации инфор- 2з мации о событиях и техническом состоянии ЭЭС, устройство обобщенной аварийно-предупредительной сигнализации, управляющую вычислительную машину, устройство ввода команд, 30 устройство дистанционного управления, датчики информации, исполнительные органы, устройство формирования обобшенных сигналов встроенного функционального контроля; локальные системы автоматического регулирования и управления (1) .

Известна система централизованного автоматиче кого управления электроэнергетической системой, содержащая пульт управления, комплекс устройств локальной автоматики и управляющее логическое устройство, обеспечивающая автоматический перевод ЭЭС в любое допустимое коммутационное состояние, задаваемое оператором с пульта управления (2) .

На основе диагностического анализа текущего состояния ЭЭС оператор с пульта управления при помощи органов управления набирает оптимальный вариант коммутационного состояния, в которое необходимо перевести ЭЭС и включает программное управляющее логическое устройство, которое автоматически проверяет правильно ли оператор набрал состояние и возможно ли такое состояние для ЭЭС на основе запретов, предусмотренных в управляющем логическом устройстве.

744847

При неправильно набранной схеме программа перестроения коммутацион-ного состояния ЭЭС не выполняется и об этом информируется оператор. Такое построение системы автоматического управления значительно уменьшает влияние ошибок оператора и существенно повышает надежность перестроения коммутационного состояния ЭЭС.

Оператору за пультом управления, снабженным полнодоступным коммутаI тором, даже н спокойной обстановке представляется затруднительным выбрать иэ 2 " коммутационных состоя ний оптимальный вариант коммутацион:ного состояния ЭЭС и безошибочно наб :рать его при помощи полнодоступного коммутатора с первой попытки. К тому же в случае отказа автоматических выключателей или источников электроэнергии время на обдумывание и повторный набор, естественно, сокращается в целях предупреждения развития аварии, а фактически время пребывания ЭЭС н аварийном состоянии увеличивается за счет ошибочных действий оператора и последующих повторных или даже многократных переборов вариантов.

Основным недостатком системы является зависимость надежности и быстродействия системы управления от надежностных и временных характеристик оператора при выполнейии неантоматиэированных операций выбора оптимальных вариантов перестроения ЭЭС, а также от квалификации оператора.

Общее количество вариантов перестроения ЭЭС зависит от количества возможных текущих коммутационных состояний и количества коммутационных состояний, н которые возможно перенести ЭЭС.

В общем случае количество вариантов перестроения ЭЭС может быть определено по формуле N=2 „ где и — коли2» чество источников электроэнергии и коммутационных аппаратов в цепи главного тока ЭЭС.

Одной из главных задач построения любой автоматической системы управления ЭЭС является наиболее рациональное разделение функций управления между человеком-оператором и средствами автоматики.

Современные средства автоматизации позволяют создать автоматические ЭЭС, работающие без участия оператора в управлении. Однако нысская степень автоматизации приводит к черезмерному усложнению системы управления, увеличению ее массы и габаритов и, в конечном счете, >яе исключает возможности отказа системы автоматического управления в ответственных режимах.

Если в автоматическое устройство заложить возможность распознавать все состояния ЭЭС и осуществлять ее

65 автоматическое перестроение, это приводит к черезмерному усложнению системы управления, а также к ухудшению массогабаритных характеристик и к снижению надежности, что неприемлемо для судов с динамическими принципами поддержания. К тому же опыт эксплуатации и статисти:;а показывают, что наиболее вероятными состояниями ЭЭС являются состояния, полностью работоспособной ЭЭС и состояния с отказом одного источника электроэнергии или одного коммутационного аппарата.

Вероятность отказа одновременно двух и более источников электроэнергии или коммутационных аппаратов сравнительно мала. Поэтому закладывать н автоматическое управляющее устройство возможности управления

ЭЭС в состояниях с одновременным отказом большого количества элементов

ЭЭС нецелесообразно.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является система централизованного автоматического управления электроэнергетической системой, содержащая пульт управления, устройства локальной автоматики, управляющее логическое устройство, включающее в себя дешифратор коммутационных состояний и блоки памяти. Кроме того, эта система содержит логическую машину, бЛоки анализа нормальных и аварийных ситуаций, блоки питания и управления (3) .

Недостатком указанной системы является ее сложность и недостаточная надежность.

Цель изобретения — повышение надежности электроэнергетической систе. мы и системы управления.

Указанная цель достигается тем, что в системе централизованного автоматического управления электроэнергетической системой, состоящей из нескольких электростанций, содержащей пульт управления, устройства локальной автоматики и управляющее логическое устройство, включающее в себя дешифратор коммутационных состояний и блок памяти, в логическое управляющее устройство введены блок выбора эксплуатационных режимов, входной преобразователь, формирователь сигнала нызова оператора, логический преобразователь, блок временного контроля выполнения команд, причем вход блока ныбора эксплуатационных режимов соединен с выходом пульта управления, вход входного преобразонателя соединен с выходами блока выбора эксплуатационных режимов, блока допускового контроля параметров электроэнергии и с цепями обратной связи, определяющими коммутацион ное состояние электрознергетической

744847 системы, а его выход соедийен с входом блока памяти.

На чертеже представлена блок-схема системы управления. Система содержит пульт 1 управления, обеспечивающий задание требуемого эксплуатационного режима ЭЭС, адекватного эксплуатационному режиму судна, управляющее логическое устройство 2, обеспечивающее распознавание текущего состояния ЭЭС, автоматическое формирование и выдачу командных сигналов управления в необходимой последовательности для каждого варианта перевода ЭЭС в новое коммутационное состояние, блок 3 выбора эксплуатационных режимов, обеспечивающий 15 формирование сигналов в функции заданного оператором с пульта управления эксплуатационного режима ЭЭС, например количества задействованных источников электроэнергии, обеспечи- 20 вающих эксплуатационный режим судна, входной преобразователь 4, обеспечивающий формирование обобщенных и унифицированных сигналов "0" или

"1", дешифратор 5 коммутационных сос- 25 тояний, обеспечивающий автоматическое распознавание коммутационных состояний ЭЭС и формирование сигналов о ее текущем состоянии, блрк б памяти, обеспечивающий хранение и 30 выдачу информации об отказах в ЭЭС, формирователь 7 сигнала вызова оператора, обеспечивающий формирование сигнала оператору о необходимости перехода на дистанционное управление

ЭЭС, логический преобразователь 8, обеспечивающий формирование командных сигналов в зависимости от текущего коммутационного состояния, заданного эксплуатационного режима, текущих зна-4 чений параметров ЭЭС и работоспособности элементов ЭЭС, блок 9 временного контроля исполнения команд, обеспечивающий контроль исполнения команд по временным уставкам и формирование сигналов об отказах, в цепях 45 системы управления и элементов ЭЭС, устройста 10 локальной автоматики, обеспечивающие автоматическую синхронизацию, распределение нагрузок, отключение источников с аварийными па- 50 раметрами, устройство 11 допускового контроля параметров электроэнергии, обеспечивающее контроль качества электроэнергии и генерируемой мощности по заданным уставкам, электро- 55 энергетическую систему 12.

Вход блока 3 выбора эксплуатационных режимов соединен с выходом пульта 1 управления. Вход преобразователя 4 соединен с выходами блока 3 вы- б0 бора эксплуатационных режимов, бло-. ка 11 допускового контроля параметров электроэнергии и с цепями обратной связи, определяющими коммутационное состояние электроэнергетической 65 системы, а его выход соединен с входами дешифратора 5 коммутационных состояний, логического преобразователя 8 и входом формирователя 7 сигнала вызова оператора. Вход логического преобразователя 8 соединен с выходами блока б памяти и дешифратора 5 коммутационных состояний, а его выход соединен с входами устройств 10 локальной автоматики, блока 9 временного контроля исполнения команд и входом формирователя 7 сигнала вызова оператора. Выход формирователя

7 сигнала вызова оператора соединен с входом пульта 1 управления. Вход блока 9 временного контроля соединен с цепями обратной связи, определяющими состояние электроэнергетической системы, а его выход соединен с входом блока б памяти. Выходы устройств

10 локальной автоматики соединены с электроэнергетической системой 12, выходы которой соединены с входом блока 11 допускового контроля и цепями обратной связи, определяющими коммутационное состояние электроэнергетической системы.

Система работает следующим образом.

По команде оператора из пульта 1 управления сигналы о заданном эксплуатационном режиме судна поступают на блок 3, который формирует сигналы, определяющие эксплуатационный режим ЭЭС (количество работающих источников электроэнергии) и подает их на входной преобразователь

4, который преобразует сигналы с блока 3, сигналы обратных связей, определяющих коммутационное состояние и сигналы об отклонениях параметров электроэнергии с блока 11 и выдает нормированные сигналы (логические "1" и "0"), характеризующие коммутационное состояние ЭЭС на блок

5 и обобщенные сигналы, характеризующие отношение параметров электроэнергии на блоки 7 и 8.

Дешифратор 5 распознает коммутационное состояние элементов и выдает обобщенный сигнал о текущем коммутационном состоянии ЭЭС на логический преобразователь 8. Логический преобразователь 8 на основе логических переменных, характеризующих текущее коммутационное состояние отклонения параметров электроэнергии и наличие отказов в ЭЭС, формирует командные сигналы на перестроение. коммутационного состояния ЭЭС с изменения числа работающих источников и выдает эти сигналы на устройства 10 локальной автоматики, в блок

9 временного контроля исполнения команд и в формирователь сигнала вызова оператора.

Блок 9 осуществляет контроль п15о. хождения команд по временным устав744847

Формула изобретения

ЦНИИПИ Заказ 3829/20 Тираж 783 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 кам и формирует сигнал "Отказ" при наличии на входе командного сигнала и отсутствии сигнала с цепей обратной связи об исполнении команды в течение заданного времени. Сигнал

"Отказ" поступает в блок 6 памяти.

Формирователь 7 сигналов вызова оператора решает логическую задачу передачи управления оператору и выдает сигнал в пульт 1 управления, при наличии на его входе сигналов с преобразователя 4, определяющих необходимость перестроения коммутационного состояния ЭЭС и отсутствии командных сигналов с выхода логического преобразователя 8 на изменение коммутационного состояния ЭЭС.

Изобретение позволяет создать высокоэффективные автоматизированные электроэнергетические системы„ обеспечивающие улучшение технических характеристик судов и не предъявляющие высоких требований к квалификации оператора системы.

Система, централизованного автоматического управления электроэнергетической системой, состоящей из нескольких электростанций, содержащая пульт управления, устройства локальной автоматики и уйравляющее логическое устройство, включающее в себя дешифратор коммутационных состояний и блок памяти, о т л и ч а ющ а я сятем,,что,,с целью повышения надежности электроэнергетической системы и системы управления, в управляющее логическое устройство введены блок выбора эксплуатационных режимов, входной преобразователь, формирователь сигнала вызова оператора, логический преобразователь, блок временного контроля выполнения команд, причем вход блока выбора эксплуатационных режимов соединен с выходом пульта управления, вход входЙого преобразователя соединен с выходами блока выбора эксплуатационных режимов, устройства допускового контроля параметров электроэнергии и с цепями обратной связи, определяющими коммутационное состояние электроэнергетической системы, а его выход соединен с входами дешифратора коммутационных состояний, логического преобразователя и формирователя сигнала вызова оператора, вход логического преобразователя соединен с выходами блока памяти и дешифратора коммутационных состояний, а его выход соединен с входами устройств

2О локальной автоматики, блока временного контроля выполнения команд и входом формирователя сигнала вызова оператора, выход формирователя сигнала вызова оператора соединен с

25 входом пульта управления, вход блока временного контроля выполнения команд соединен с цепями обратной связи, определяющими коммутационное состояние электроэнергетической rHrЗО,темы, а его выход соединен с входом блока памяти.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ж. "Судостроение", Р 8, 1976, 36.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 513449, кл. Н 02 J 13/00, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

4О по заявке Р 2413121/07, кл. Н 02 J 13/00, 1976,