Обоснование и выбор технического обеспечения системы оперативно-диспетчерского контроля и управления

 

Система оперативно-диспетчерского контроля и управления РГП «Канал им. К. Сатпаева» представляет собой иерархическую распределенную автоматизированную систему сбора и обработки данных.

Техническое обеспечение системы в соответствие с функциональной структурой (рисунок 2.7) рассматривается с позиций четырех подсистем системы.

Техническое обеспечение в этих подсистемах осуществляют при помощи КТС различного состава и назначения.

 

КТС подсистемы измерений

Измерительные трансформаторы. Реконструируемое оборудование ОРУ–110кВ, ОРУ–220кВ предусмотрено на базе унифицированных трансформаторных, транспортабельных блоков заводского изготовления, состоящих из металлического несущего каркаса с смонтированными на нем высоковольтным оборудованием и элементов вспомогательных цепей. В блоках применяются следующее высоковольтное оборудование:

- разъединители трехполюсные с приводом;

- изоляторы опорные;

- трансформаторы тока ТФЗМ;

- трансформаторы напряжения НКФ.

В таблице 2.3 приведены технические характеристики трансформаторов.

Таблица 2.3 – Технические характеристики трансформаторов

Тип	Номинальное напряжение, кВ	Номинальный первичный ток, А	Число первичных обмоток, шт.	Номинальный вторичный		Класс точности, -
				I, А	U, В
ТФЗМ-110 Б-I-IV УХЛ1	110	220	4	5	-	0,2 0,5 5Р
ТФЗМ-220 Б-I-IV УХЛ1	220	300	4	5	-	0,2 0,5 5Р
НКФ-110-58УХЛ1	110/	-	2	-	100/	0,5 1
НКФ-220-58УХЛ1	220/	-	2	-	100/	0,5 1

 

Измерение электроэнергии. Технические характеристики, описание и внешний вид счетчиков электроэнергии приведен в разделе 1 (1.3 Анализ существующих элементов АСУ ТП насосных станций).

Измерение давления. Для измерения давления на выходе насоса предлагается датчик давления ТУ РБ 390184271.002-2003 производства российской компании ПОИНТ.

Технические характеристики ТУ РБ 390184271.002-2003 приведены в таблице

 

Таблица 2.4 – Технические характеристики ТУ РБ 390184271.002-2003

Величина	Значение
Верхний предел измерения, Pmax, МПа	0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,6; 0,63; 1,0; 1,6; 2,5
Предел допускаемой основной погрешности выраженный в процентах от диапазона измерения выходного сигнала, -	0,25; ±0,5; ±1,0
Выходной сигнал, мА	4-20
Номинальное напряжение питания, В	24
Сопротивление нагрузки не более, Ом	500
Датчик устойчив к воздействию температуры, oC	от -40 до +70
Продолжение таблицы 2.4
Величина	Значение
Масса не более, кг	0,25
Средняя наработка на отказ, ч	65000
Средний срок службы не менее, лет	8
Межповерочный интервал, год	1

 

Для измерения давления, разряжения в сифоне для насосов предлагается использование датчиков Метран-55 ДИВ. Малогабаритные датчики Метран-55 ДИВ обеспечивают непрерывное преобразование измеряемых величин избыточного, абсолютного давления, давления-разряжения нейтральных и агрессивных сред в унифицированный токовый выходной сигнал.

Технические характеристики Метран-55 ДИВ приведены в таблице 2.5.

 

Таблица 2.5 - Технические характеристики Метран-55 ДИВ

Наименование	Значение
Погрешность измерений, -	±0,15
Диапазон перенастройки	10:1
Измеряемые среды	жидкость, пар, газ
Выходной сигнал, мА	4-20, 0-5, 0-20
Температура окружающего воздуха, 0С	-40…70
Исполнение	обыкновенное
Степень защиты от воздействия пыли и воды	-IP55, -IP65

 

Измерение температуры. Для измерения температуры окружающего воздуха в насосных и приемных бассейнах предлагается использовать датчик-термопреобразователь платиновый Метран 206-04.

Технические характеристики Метран 206-04 указаны в таблице 2.6.

 

Таблица 2.6 - Технические характеристики Метран 206-04

Наименование	Значение
Количество чувствительных элементов, шт.	1
Класс допуска, -	В, С
Схема соединений	4-х проводная
Диапазон измерения температур, 0С	-50…150
Показатель тепловой инерции, с	не более 20
Материал защитной арматуры	сталь 12х18Н10T
Материал головки	пластик АБС
Степень защиты от воздействия пыли и воды	IP65 по ГОСТ 14254
Климатическое исполнение	У1.1

 

Для измерения температурных режимов НА будут использоваться имеющиеся установленные термометры сопротивления, которые будут заводиться в УСД через нормирующие преобразователи НПТ-2Р.

Нормирующий преобразователь НПТ-2Р предназначен для преобразования сигналов от термоэлектрических преобразователей в унифицированный аналоговый сигнал постоянного тока. Технические характеристики НПТ-2Р приведены в таблице 2.7.

 

Таблица 2.7 - Технические характеристики НПТ-2Р

Наименование	Значение
Основная погрешность, %	±0,25
Диапазон измерения, °C	-50..+1000
Тип НСХ	50М,100М, 50П, 100П, ХА, ХК, ЖК и др.
Выходной аналоговый сигнал, mA	4..20 (линейно от температуры)
Напряжение питания, В	12,5..30
Потребляемая мощность, ВА	0,6
Климатическое исполнение	УХЛ 3.1*
Температура окружающего воздуха, оС	-10..+50 (по особому заказу -40..+70)
Степень защиты от воды и пыли по ГОСТ 14254	IP54 (для НПТ-2Р IP20)
Устойчивость к механическим воздействиям	V2
Габаритные размеры	94х65х57; монтаж настенный

 

Контроль наличия протока. Для контроля наличия протока жидкости используется индикаторы-реле расхода DW 182 производства фирмы KROHNE с тремя различными диапазонами измерения в зависимости от расхода воды в трубе, на которую монтируется прибор. Технические характеристики приведены в таблице 2.8.

 

Таблица 2.8 – Технические характеристики

Наименование	Значение
Диапазон измерения, л/час (л/с)	2000…16000 (3) 1200…10000 (2.5) 1200…10000 (2)
Подсоединение	DN50 PN40
Монтажная длина, мм	200
Для горизонтального трубопровода, направление потока	справа налево
Индикатор	G (флажковая индикация)
Материал прокладки	Каучук (Buna gasket)
Материал	нерж. сталь 316 L
Корпус	поликарбонат
Вариация срабатывания выключателей, %	±3
Тип контакта	GK1 индикация, 1 Н/О (нормально открытый)
Макс. температура, oC	120
Вязкость, mPas	до 30
Давление, бар	до 40

 

Измерение уровня. Для сигнализации предельного уровня в маслованнах предлагается применять сигнализатор Pointec ULS 200 производства фирмы SIEMENS. Технические характеристики Pointec ULS 200 указаны в таблице 2.9.

 

Таблица 2.9 - Технические характеристики Pointec ULS 200

Наименование	Значение
Принцип измерения	Ультразвуковой сигнализатор уровня
Диапазон измерения для жидкостей	0,25 до 5
Схема соединений, м	Однопроводная (сухой контакт)
Точность измерения	0,25 % от диапазона измерения
Монтаж	Внутри/снаружи
Внешняя температура при монтаже в металлических резьбах или при допуске ATEX, oC	от -40 до +60 от -20 до +60
Класс защиты	IP 67/ Typ 6/NEMA6
Продолжение таблицы 2.9
Наименование	Значение
Условия измеряемого вещества: давление процесса	0 bar (нормальное атмосферное давление)
Вес, кг	1,5
Материал конструкции	Алюминий с эпоксидным покрытием с уплотнением
Материал сенсора	Tefzel
Ввод кабеля	1/2 NPT

 

Для измерения уровня воды в резервуаре на НС-2 в г. Астане и измерения положения затвора на объектах водоканала предлагается использовать радарные уровнемеры OPTIWAVE 7300C производства фирмы KROHNE. Технические характеристики OPTIWAVE 7300C указаны в таблице 2.10.

 

Таблица 2.10 - Технические характеристики OPTIWAVE 7300C

Наименование	Значение
Принцип измерения	Ультразвуковой сигнализатор уровня
Выход, мА	4…20 HART
Диапазон, м	0,5…40
Разрешение, мм	1
Температура окружающей среды, oC Температура во фланце, oC	от -40 до +80 от -20 до +150
Рабочее давление, бар	-1…40

 

Для измерения уровня бьефа на НС водоканала предлагается использовать радарные уровнемеры OPTIFLEX 1300C производства фирмы KROHNE. Технические характеристики OPTIFLEX 1300C приведены в таблице 2.11.

Таблица 2.11 - Технические характеристики OPTIFLEX 1300C

Наименование	Значение
Принцип измерения	Ультразвуковой сигнализатор уровня
Выход, мА	4…20 HART
Диапазон, м	4…35
Разрешение, мм	1
Температура окружающей среды, oC Температура во фланце, oC	от -40 до +80 от -20 до +150
Рабочее давление, бар	-1…40

 

Для сигнализации минимального аварийного и максимального аварийного уровней воды в баке разрыва струи на объектах водоканала предлагается использовать сигнализатор уровня LS 5100 производства фирмы KROHNE. Технические характеристики LS 5100 указаны в таблице 2.12.

 

Таблица 2.12 - Технические характеристики LS 5100

Наименование	Значение
Рабочее давление, бар	Макс. 64
Температура, oC	от -50 до 250
Плотность, кг/л	0.5-2.5
Вязкость, мПа х с	Макс. 10 000
Питание, В	20..72 DC

 

Измерение расхода. Для измерения расхода воды, перекачиваемой НА, предлагается использовать ультразвуковой расходомер UFM 600T производства фирмы KROHNE. Технические характеристики UFM 600T приведены в таблице 2.13.

 

Таблица 2.13 - Технические характеристики UFM 600T

Наименование	Значение
UFM 600T	Стационарная система, местный дисплей, интерфейс RS-232
Погрешность измерения, %	±1-3 от измеряемого значения
Диапазон измерения, м3/ч Условный проход DN, мм	Мин. (DN/100)2х14.2 Макс. DN2х0.05
Температура окружающей среды, oC	от -25 до 60
Категория защиты	IP 65
Материалы (корпус)	Медь никелированная
Монтажное устройство	Анодированный алюминий
Токовый выход, мА	4-20
Питание, В	~80-264
Потребляемая мощность, ВА	P≤10

 

Для измерения расхода воды отпускаемой потребителям предлагается использовать расходомеры Aquaflux производства фирмы KROHNE. В зависимости от максимального расхода воды и диаметра трубы в точке монтажа прибора, рекомендуются следующие типоразмеры расходомеров Aquaflux: DN200, DN250, DN300, DN500, DN700, DN1400. приведены в таблице 2.14.

 

Таблица 2.14 - Технические характеристики расходомера

Наименование	Значение
Электропроводность, µS/cm	≥20
Класс изоляции	Е
Категория защиты	IP 67
Материалы:
- измерительная труба	Нерж. сталь 1.4301
- уплотнение	Твердая резина
- электроды	Хастеллой
- клеммная коробка	Алюминиевое литье
- корпус	Листовая сталь
Диапазон шкалы, м3/ч DN 200 DN 300 DN 500 DN 700	Мин. 33.93 76.35 212.1 415.6	Макс. 1357 3053 8482 16625

Контроль состояния клапана. Для определения положения КСВ на сифоне предлагается использовать концевой выключатель SIGUARD серии 3SE2 производства фирмы SIEMENS. Технические характеристики:

- металлический корпус;

- контакты замедленного действия 1p+1з;

- вид толкателя – нажимной (plunger);

- ширина корпуса 56 мм;

- степень защиты IP 67;

- один ввод для подсоединения с помощью метрической резьбы внизу;

- масса 0,23.

Контроль положения задвижки. Для определения положения задвижек на объектах водоканала предлагается использовать электронный путевой выключатель производства фирмы TNS-INTEC.

Выключатель Путевой Электронный (ВЭП) обеспечивает:

- выдачу унифицированного аналогового сигнала 4-20 мА пропорционального положению задвижки между открытым и закрытым состоянием. Сигнал «Ошибка» выдается при превышении конечного положения арматуры «О» (Открыто) или «3» (Закрыто) более чем на 12% рабочего хода;

- ВПЭ позволяет осуществлять настройку арматуры на открытие и закрытие в диапазоне 1-500 оборотов шпинделя арматуры, с точностью не хуже 90° угла поворота выходного вала электропривода;

- ВПЭ имеет четыре концевых реле (конечные и аварийные), каждое с одной перекидной группой контактов для отключения электропривода;

- настройку ВПЭ на открытие и закрытие арматуры, значений предельного момента счетчика приращения выходного вала, наиболее простым и доступным способом;

- визуализацию, непосредственно на ВПЭ, факта вращения вала ЭП, нахождение арматуры в положениях «О» или «3», а также степень открытия арматуры в процентах от положения «О» (0-99%) при помощи светодиодного семи сегментного индикатора;

- энергонезависимое отслеживание вращения вала привода от ручного дублера при отсутствии напряжения питания ВПЭ;

- выдачу команд на останов ЭП в крайних положениях «О» и «3» арматуры или в любых других в зависимости от настройки прибора;

- выдачу команд на останов ЭП при определении предельного момента счетчика приращения выходного вала на открытие «АВО» (аварийный выключатель открытия) и на закрытие «АВЗ» (аварийный выключатель закрытия) [9, 23].