ICS 27.140 Březen 2005
|
Automatizace vodních elektráren - |
ČSN 08 5500 |
idt IEC 62270:2004
Hydroelectric power plant automation - Guide for computer-based control
Automatisation de centrale hydroélectrique - Guide pour la commande à base de calculateur
Automatisierung von Wasserkraftwerken - Leitfaden zur computergestützten Steuerung
Tato norma je českou verzí evropské normy EN 62270:2004. Evropská norma EN 62270:2004 má status české technické normy.
This standard is the Czech version of the European Standard EN 62270:2004. The European Standard EN 62270:2004 has the status of a Czech Standard.
|
|
© Český normalizační institut, 2005 72513 |
Národní předmluva
Citované normy
IEC 61158 zaveden v souboru ČSN EN 61158 (18 4020) Přenos digitálních dat pro měření a řízení -
Sběrnice pole pro průmyslové a řídicí systémy
ANSI C63.4:2001 nezavedena
IEEE Std 100:1996 nezavedena
IEEE Std 485:1997 nezavedena
IEEE Std 610:1990 nezavedena
IEEE Std 1010:1992 nezavedena
IEEE Std 1014:1987 nezavedena
IEEE Std 1020:1994 nezavedena
IEEE Std 1046:1996 nezavedena
IEEE Std 1147:1996 nezavedena
IEEE Std C37.1:1994 nezavedena
IEEE Std C37.90.1:2002 nezavedena
IEEE Std C37.90.2:1995 nezavedena
IEEE Std 1379:2000 nezavedena
ISO/IEC 8802-3:2000 nezavedena
ISO/IEC 8802-4:1990 nezavedena1
ISO/IEC 8802-5:1998 zavedena v ČSN ISO/IEC 8802-5 + Amd. 1:1999 (36 9206) Informační technologie - Telekomunikace a výměna informací mezi systémy - Lokální a metropolitní sítě - Specifické požadavky - Část 5: Metoda přístupu token ring a specifikace fyzické vrstvy (idt ISO/IEC 8802-5:1998, idt ISO/IEC 8802-5:1998/Amd. 1:1998)
Obdobné mezinárodní normy
IEC 62270:2004 Hydroelectric power plant automation - Guide for computer-based control
(Automatizace vodních elektráren - Pokyn pro řízení pomocí počítače)
Porovnání s mezinárodní normou
Obsah normy je identický s IEC 62270:2004 a navíc obsahuje normativní přílohu ZA, kterou doplnil CENELEC.
Informativní údaje z IEC 62270:2004
Mezinárodní norma IEC 62270 byla připravena technickou komisí IEC TC 4: Vodní turbíny.
Text této normy je založen na textu normy IEEE 1249:1996 Pokyn IEEE pro řízení pomocí počítače pro automatizaci vodních elektráren. To bylo předloženo národním komitétům k hlasování procedurou „rychlé cesty“ jako následující dokumenty:
|
FDIS |
Zpráva o hlasování |
|
4/188/FDIS |
4/190/RVD |
Úplné informace o hlasování při schvalování této normy je možné nalézt ve zprávě o hlasování uvedené v tabulce.
Tato publikace byla navržena v souladu se Směrnicemi ISO/IEC, část 2.
_______________
1 ČSN ISO/IEC 8802-4:1999, která přejímala ISO/IEC 8802-4:1990 byla zrušena z důvodu zrušení mezinárodní
normy a je dostupná ve studovně ČNI, Biskupský dvůr 5, 110 02 Praha 1.
Komise rozhodla, že obsah této publikace nebude měněn do roku 2005. K tomuto datu bude publikace
· opětně potvrzena;
· zrušena;
· nahrazena revidovaným vydáním, nebo
· změněna.
Souvisící ČSN
ČSN 08 5000:1985 Názvosloví vodních turbín, akumulačních čerpadel, čerpadlových turbín a regulátorů vodních turbín
Upozornění na národní poznámky
Do normy byly ke kapitole 2 a příloze ZA doplněny informativní národní poznámky.
Vypracování normy
Zpracovatel: Ing. Jiří Špidla, CSc. Blansko, IČ 46932488, Ing. Jiří Špidla, CSc.
Technická normalizační komise: TNK 48 Vodní turbíny a akumulační čerpadla
Pracovník Českého normalizačního institutu: Ing. Jiří Holub
Prázdná strana
|
Červenec 2004 |
ICS 27.140
|
Automatizace vodních elektráren - Pokyn pro řízení pomocí počítače Hydroelectric power plant automation - Guide for computer-based control |
|
|
Automatisation de centrale hydroélectrique - Guide |
Automatisierung von Wasserkraftwerken - |
Tato evropská norma byla schválena CENELEC 2004-07-01. Členové CENELEC jsou povinni splnit Vnitřní předpisy CEN/CENELEC, v nichž jsou stanoveny podmínky, za kterých se musí této evropské normě bez jakýchkoliv modifikací dát status národní normy.
Aktualizované seznamy a bibliografické citace týkající se těchto národních norem lze obdržet na vyžádání v Ústředním sekretariátu nebo u kteréhokoliv člena CENELEC.
Tato evropská norma existuje ve dvou oficiálních verzích (anglické, německé). Verze v každém jiném jazyce přeložená členem CENELEC do jeho vlastního jazyka, za kterou zodpovídá a kterou notifikuje Ústřednímu sekretariátu, má stejný status jako oficiální verze.
Členy CENELEC jsou národní elektrotechnické komitéty Belgie, České republiky, Dánska, Estonska, Finska, Francie, Irska, Islandu, Itálie, Kypru, Litvy, Lotyšska, Lucemburska, Maďarska, Malty, Německa, Nizozemska, Norska, Portugalska, Rakouska, Řecka, Slovenska, Slovinska, Spojeného království, Španělska, Švédska a Švýcarska.
|
CENELEC Evropský výbor pro normalizaci v elektrotechnice European Committee for Electrotechnical Standardization Comité Européen de Normalisation Electrotechnique Europäisches Komitee für Elektrotechnische Normung Ústřední sekretariát: rue de Stassart 35, B-1050 Brusel © 2004 CENELEC Veškerá práva pro využití v jakékoli formě a jakýmikoli prostředky |
Předmluva
Text dokumentu 4/188/FDIS, budoucího 1. vydání IEC 62270, vypracovaný v technické komisi IEC TC 4, Vodní turbíny, byl předložen IEC-CENELEC k paralelnímu hlasování a byl schválen CENELEC jako EN 62270 dne 2004-07-01.
Byla stanovena tato data:
- nejzazší datum zavedení EN na národní úrovni
vydáním identické národní normy nebo vydáním
oznámení o schválení EN k přímému používání
jako normy národní (dop) 2005-04-01
- nejzazší datum zrušení národních norem,
které jsou s EN v rozporu (dow) 2007-07-01
Přílohu ZA doplnil CENELEC.
Oznámení o schválení
Text mezinárodní normy IEC 62270:2004 byl schválen CENELEC jako evropská norma bez jakýchkoliv modifikací.
Obsah
Strana
Úvod................................................................................................................................................................................................... 9
1 Předmět normy....................................................................................................................................................................... 9
1.1 Rozsah platnosti..................................................................................................................................................................... 9
1.2 Účel........................................................................................................................................................................................... 9
2 Normativní odkazy.................................................................................................................................................................. 9
3 Termíny a definice................................................................................................................................................................ 11
4 Funkční schopnosti.............................................................................................................................................................. 14
4.1 Všeobecně............................................................................................................................................................................. 14
4.2 Řídicí schopnosti.................................................................................................................................................................. 15
4.3 Schopnost sběru dat............................................................................................................................................................ 22
4.4 Zpracování a diagnostika výstrah...................................................................................................................................... 23
4.5 Vypracování zprávy................................................................................................................................................................ 24
4.6 Rozhraní řízení údržby.......................................................................................................................................................... 24
4.7 Data pro archivaci a výběr................................................................................................................................................... 24
4.8 Provozní plánování a prognózy........................................................................................................................................... 24
4.9 Datové přístupy...................................................................................................................................................................... 24
4.10 Zaškolení obsluhy pomocí simulace................................................................................................................................ 25
4.11 Typické řídicí parametry....................................................................................................................................................... 25
5 Architektura systému, komunikace a databáze.............................................................................................................. 26
5.1 Všeobecně............................................................................................................................................................................. 26
5.2 Klasifikace systému............................................................................................................................................................. 27
5.3 Charakteristiky architektury systému................................................................................................................................ 27
5.4 Řízení datových sítí............................................................................................................................................................... 31
5.5 Konfigurace databází a software....................................................................................................................................... 35
6 Uživatelská rozhraní a rozhraní elektrárny........................................................................................................................ 37
6.1 Uživatelská rozhraní............................................................................................................................................................. 37
6.2 Rozhraní elektrárny............................................................................................................................................................... 38
7 Charakteristika systému..................................................................................................................................................... 40
7.1 Všeobecně............................................................................................................................................................................. 40
7.2 Hardware................................................................................................................................................................................ 41
7.3 Komunikace........................................................................................................................................................................... 42
7.4 Měření provozních charakteristik........................................................................................................................................ 43
8 Schopnosti záložního systému.......................................................................................................................................... 44
8.1 Všeobecně............................................................................................................................................................................. 44
8.2 Principy návrhu...................................................................................................................................................................... 44
8.3 Základní funkce..................................................................................................................................................................... 44
8.4 Návrh zařízení pro záložní řízení......................................................................................................................................... 45
8.5 Zajištění výstrah.................................................................................................................................................................... 46
8.6 Ochranné funkce................................................................................................................................................................... 46
9 Systémy integrace a podpory na díle................................................................................................................................ 46
9.1 Rozhraní stávajícího zařízení.............................................................................................................................................. 46
Strana
9.2 Podmínky prostředí.............................................................................................................................................................. 46
9.3 Napájecí zdroj........................................................................................................................................................................ 47
9.4 Dozor nad stávajícími body stavů kontaktů...................................................................................................................... 47
9.5 Dozor nad stávajícími snímači........................................................................................................................................... 47
9.6 Dozor nad stávajícími výstupními řídicími body.............................................................................................................. 48
9.7 Zemnění................................................................................................................................................................................. 48
9.8 Elektrostatická kontrola....................................................................................................................................................... 48
10 Doporučované zkoušky a přejímací kritéria..................................................................................................................... 48
10.1 Požadavky na zvláštní zkoušky........................................................................................................................................... 48
10.2 Zajišťování jakosti................................................................................................................................................................ 49
10.3 Převzetí.................................................................................................................................................................................... 49
11 Řízení provozu....................................................................................................................................................................... 50
11.1 Údržba..................................................................................................................................................................................... 50
11.2 Školení.................................................................................................................................................................................... 50
11.3 Dokumentace........................................................................................................................................................................ 51
12 Praktické aplikace................................................................................................................................................................. 52
12.1 Automatizace vodní elektrárny Conowingo...................................................................................................................... 52
12.2 Systém řízení pomocí počítače v přečerpávací elektrárně Waddell............................................................................ 54
12.3 Pohled zpět na stav vodní elektrárny Traengslet............................................................................................................ 58
12.4 Systém řízení pomocí počítače ve vodní elektrárně Wynoochee................................................................................. 62
Bibliografie...................................................................................................................................................................................... 67
Obrázek 1 - Vztahy mezi lokálním, centralizovaným a dálkovým řízením............................................................................. 16
Obrázek 2 - Uspořádání lokálního řízení................................................................................................................................... 17
Obrázek 3 - Počítačová komunikační síť................................................................................................................................... 28
Obrázek 4 - Vícebodové datové propojení versus lokální počítačové sítě........................................................................... 32
Obrázek 5 - Topologie hvězda..................................................................................................................................................... 33
Obrázek 6 - Topologie kruh.......................................................................................................................................................... 34
Obrázek 7 - Topologie sběrnice.................................................................................................................................................. 34
Obrázek 8 - Celkový pohled na řídicí systém elektrárny Conowingo................................................................................... 53
Obrázek 9 - Konfigurace systému............................................................................................................................................... 56
Obrázek 10 - Konfigurace řídicího systému.............................................................................................................................. 59
Obrázek 11 - Konfigurace řízení elektrárny po inovaci............................................................................................................ 62
Obrázek 12 - Konfigurace systému............................................................................................................................................ 64
Obrázek 13 - Lokální a vzdálené rozhraní.................................................................................................................................. 65
Tabulka 1 - Shrnutí řídicí hierarchie vodních elektráren......................................................................................................... 15
Tabulka 2 - Typické parametry nezbytné k realizaci automatizovaného řízení.................................................................... 25
Tabulka 3 - Klasifikace počítačových řídicích systémů vodní elektrárny.............................................................................. 27
Tabulka 4 - Datové komunikační atributy řídicích systémů ve vodních elektrárnách........................................................ 34
Tabulka 5 - Charakteristika kabelových médií.......................................................................................................................... 35
Tabulka 6 - Charakteristika systému......................................................................................................................................... 61
Příloha ZA (normativní) Normativní odkazy na mezinárodní publikace a na jim příslušející evropské publikace...... 68
Úvod
Automatizace vodních elektráren je známou technologií už po mnoho let. I přes relativní jednoduchost řídicí logiky vodních elektráren se aplikace počítačového řízení opožďují ve srovnání s jinými typy elektráren, například tepelnými. Nyní toto řízení pomocí počítače může být realizováno při srovnatelných nákladech jako reléová logika a může obsahovat další vlastnosti, to je používáno ve vodních elektrárnách po celém světě jak pro nové instalace, tak pro rehabilitace starších elektráren.
1 Předmět normy
1.1 Rozsah platnosti
Automatizace řízení a funkce záznamu dat ulehčí operátorovi elektrárny od těchto úkolů a dovoluje mu více se soustředit na další povinnosti. V mnoha případech provozní náklady elektrárny mohou být automatizací výrazně redukovány (v první řadě jde o snížení počtu obsluhy) při udržení stále vysoké úrovně spolehlivosti řízení soustrojí.
Systémy automatického řízení hydroelektrických soustrojí založené na elektromechanické reléové logice se obecně používají několik let a opravdu byly považovány za standardní průmyslovou technologii. V průběhu posledního desetiletí mikroprocesorové řídicí jednotky se stávají dostupnější a jsou vhodné pro provoz v prostředí elektráren. Tyto systémy řízené počítačem jsou používané pro záznam dat, monitorování výstrah a řízení soustrojí a elektrárny. Výhody řízení pomocí počítače obsahují využití grafických uživatelských rozhraní, začlenění sledu událostí a trendů do řídicího systému, začlenění umělé inteligence a schopností expertního systému a snížení nákladů během životnosti elektrárny.
1.2 Účel
Tato norma je určena pro inženýry z praxe, kteří jsou obeznámeni se systémy řízení pomocí počítače, a kteří navrhují nebo realizují řídicí systémy hydroelektrických soustrojí nebo elektráren buď jako nový projekt, nebo jako dodatečné vybavení stávajících elektráren. Tato norma předpokládá, že logika řídicího systému byla již definována, a proto není její vývoj uveden. Informace o logice posloupnosti řízení jsou přímo v pokynech IEEE pro řízení vodních elektráren, které jsou uvedeny v normativních odkazech kapitoly 2 této normy.
-- Vynechaný text --
Zdroj: www.cni.cz