Микропроцессорные системы автоматического управления в системах электроснабжения

1.

Курс «Микроэлектронные и микропроцессорные устройства в
энергетике»
Лектор: Зализный Д.И.
Лекция 12
Микропроцессорные системы
автоматического управления в
системах электроснабжения

2.

Системы автоматического управления (САУ):
автоматика электропривода,
автоматика управления освещением,
автоматика управления компенсацией реактивной
мощности,
автоматика устройства регулирования напряжения
под нагрузкой (РПН) силового трансформатора,
автоматика охлаждения силового трансформатора

3.

Микропроцессорный электропривод

4.

Электропривод – это система, обеспечивающая
преобразование электрической энергии в механическую
работу.
Структурная схема электропривода с замкнутой системой управления
Настройки
управления
Прямой тракт
управления
Электродвигатель
Обратная связь
Датчики
Ротор

5.

Преобразователи частоты – это микропроцессорные
устройства для управления электродвигателем
Датчики
обратной связи
Цифровой
контроллер
Блок силовых
электронных
ключей

6.

7.

Схема подключения преобразователя частоты
L1
L2
L3
N
UL1 РЧ U1
UL2
U2
UL3
U3
M
Uп
RS485

8.

Функциональные возможности преобразователей частоты
1. Частотный или векторный алгоритмы управления.
2. Автоматическая адаптация к параметрам двигателя.
3. Автоматическая оптимизация энергопотребления.
4. Интерфейсы связи с компьютером и другими удалёнными устройствами.
5. Различные способы регулирования (пропорционально-интегральный,
пропорционально-интегрально-дифференциальный, и др.)
6. Логическая обработка сигналов от цифровых входов по заданному
алгоритму. В зависимости от результатов решения заданной логической
функции встроенный программируемый логический контроллер
осуществляет выполнение и контроль режимов работы двигателя: «Пуск»,
«Стоп», «Реверс», «Шаг», «Разгон», «Торможение», «Сброс» и др.
7. Управление автоматическим повторным включением двигателя.
8. Управление группой двигателей.
9. Контроль сопротивления изоляции.
10. Прогрев и сушка двигателя.
11. Мониторинг энергопотребления.
12. Журнал отказов и событий.

9.

Микропроцессорная автоматика управления освещением

10.

САУ для освещения
С плавной
регулировкой
Со ступенчатой
регулировкой

11.

Структурная схема САУ со ступенчатым регулированием
освещённости
Датчики
Цифровой
контроллер
Коммутационные
аппараты
Светильники

12.

Структурная схема САУ с плавным регулированием освещённости
Датчики
Цифровой
контроллер
Светильник 1
Схема регулирования
яркости
Светильник 2
Схема регулирования
яркости
Светильник n
Схема регулирования
яркости

13.

Контроллер освещения К2000П

14.

Схема подключения микропроцессорного регулятора освещения
L1
L2
L3
D1
Uп
+
_
A
B
RS
E
+
_
A
B
RS
E
К2000П
К2100
N
K1
KM2
K2
KM3
K3
KM 4
K4
KM5
K5
R1
L
R2
R3
L
1
C
2
KM1
R4
R5
D2
Пожарная сигнализация
L
HL 1 HL 20

15.

Функциональные возможности систем автоматики освещения
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Управление освещением с нескольких мест.
Плавная регулировка яркости света.
Управление освещением в соответствии с заданным расписанием.
Управление освещением в зависимости от присутствия людей.
Управление освещением в зависимости от уровня освещённости.
Управление освещением в зависимости от даты и времени.
Логические сценарии для управления светом.
Звуковое и голосовое управление освещением.

16.

Автоматика управления
компенсацией реактивной мощности

17.

Компенсирующие устройства
Батареи конденсаторов
Синхронные машины
Плавная регулировка
Реакторы
Тиристорные
компенсаторы
Ступенчатая регулировка

18.

Структурная схема автоматики компенсации реактивной мощности
Сеть
ИТ
МР
КА
КУ

19.

Микропроцессорный регулятор реактивной мощности MRM-12
Недокомпенсация
Перекомпенсация
Секции БК
Уставки и тип
характеристики
Зона
нечувствительности

20.

Схема включения регулятора MRM-12
TA
L1
L2
L3
N
U
KM1
A
Q1
I
Q2
Qn
KM2
KMn
K1
Kn

21.

TA
L1
L2
L3
N
U
KM1
A
Q1
I
Q2
Qn
KM2
KMn
K1

22.

K1
Kn

23.

Характеристика срабатывания регулятора
Зона нечувствительности
Включение БК
Отключение БК
Q
Смещение

24.

Регулятор контролирует время разрядки БК и в первую очередь подключает
разряженные секции
Режим 1 - алгоритм быстрого приближения к требуемой степени компенсации.
Растущие значения ёмкости пропорционально: 1:2:4:8
Режим 2 - алгоритм медленного, но точного приближения
к требуемой степени компенсации.
Растущие значения ёмкости пропорционально: 1:2:2:2
Режим 3 - алгоритм с контролем прироста индуктивной мощности.
Растущие значения ёмкости пропорционально: 1:2:4:4:4:8
Режим 4 - алгоритм быстрого приближения к требуемой степени компенсации.
Растущие значения ёмкости пропорционально: 1:2:4:8

25.

Низковольтные конденсаторы

26.

Шкафы низковольтных конденсаторных установок

27.

Автоматика РПН силовых трансформаторов

28.

Структурная схема автоматики РПН силового трансформатора
КПУ
ЭП
Сеть
ИТН
МР
СТ

29.

Переключающее устройство РПН силового трансформатора

30.

Привод
РПН

31.

Зона нечувствительности РПН

32.

110 кВ
T
10 кВ
TV
А1
UАB
UBC
UCA
+ШУ
-ШУ
SB1
SB2
K1
K2
K3
K4
В схеме привода
РПН
Повысить
ручн.
TОР
200
Повысить
Понизить
Неисправн.
Понизить
ручн.
Работа
РПН
Верхнее
положение
Нижнее
положение
Перегрев
масла
UПИТ
Положение
РПН
Самоход
РПН не
пошёл
РПН
застрял

33.

Автоматика охлаждения силового трансформатора

34.

Структурная схема автоматики охлаждения силового трансформатора
ОУ
ДТВСМ
ДТНСМ
МР
Силовой
трансформатор