Розвиток техніки стрімко зріс за останнє десятиліття, що посприяло впровадженню комп’ютерної техніки у різні галузі та сфери людського життя. Швидкість виконання розрахункової роботи, формування підсумкових звітностей, будування графіків, контроль над людиною, захист інформації та відображення процесу виконання завдання, саме ці фактори й сприяють здешевленню праці, адже відбувається зменшення необхідності у робочій силі, що зумовлюють менші затрати коштів на виплату заробітної праці працівникам.
Актуальним є використання комп’ютерної техніки і у галузі електропостачання, головною метою діяльності якої є передача та надійне постачання електричної енергії споживачам, на умовах укладених договорів за тарифами, що регулюються відповідно до вимог чинного законодавства України. програмний автоматизований інформаційний підстанці
Передачею електроенергії до споживачів займаються компанії та товариства, що здійснюють передачу електричної енергії місцевими (локальними) електромережами на певній території.
Локальна система транспортування та постачання електроенергії споживачам регіону складається з:
- ліній електропередач;
- трансформаторних підстанцій;
- розподільчих пунктів.
Власне для зберігання характеристик системи, швидкого реагування та контролю над здійсненням профілактичних та ремонтних робіт на трансформаторних підстанціях, потрібне спеціалізоване програмне забезпечення.
Збереження великої кількості інформації із швидким доступом до них забезпечують системи керування базами даних.
Системи керування базами даних мають змогу швидко виконувати запити, давати точну інформацію про стан подій на даний момент. Сучасні їх можливості дуже потужні та широко використовувані, так як формування звітності, облік робітників та техніки, будування звітностей, фільтрування і пошук необхідних даних в базі є дуже зручними та майже без особливих затрат часу та зусиль.
Використання баз даних та програмних
систем для автоматизованої інформацыйної системи обліку та обслуговування
електричних силових підстанцій дає значні часові і трудові переваги, тому
розробка такого програмного забезпечення є не обхідною для спрощення та
пришвидшення дій енергопостачальної компанії.
На сьогоднішній день енергетичні підстанції відіграють значну роль для цивілізованого людства, тому що саме від них відходять лінії електропередач, які власне доносять електричне живлення як до звичайних споживачів, так і до великих фірм, підприємств та компаній.
Відповідно обслуговуванням таких підстанцій займаються спеціалізовані енергопостачальні компанії, які мають деяку кількість підстанцій для обслуговування, у певних регіональних межах. Працівники компаній для здійснення робіт на підстанціях, організовуються у бригади, з декількох чоловік, де кожен із яких виконує певну функцію.
Роботи ж на місцях, розрізняють два типи: профілактична - суть якої полягає у перевірянні усіх компонентів електричної підстанції на працездатність та на їх не зношеність; ремонтна - завдання якої полягає у аналізі поломки, що сталася на підстанції, та відповідне здійснення ремонтування поломленої компоненти для відновлення працеспроможності усієї підстанції для електропередачі.
Але виникають у компанії значні труднощі при ведені обліку усіх її елементів, у тому числі і проведення робіт, на що витрачається багато часу на оформлення звітностей, щоб зберегти необхідну інформацію. Через що в останні роки виникла необхідність у використані автоматизації діяльності у компаніях, що займаються електропостачанням електроенергії до споживачів. Відповідно на ринку з’являються все нові програмні продукти, за допомогою яких буде здійснюватись автоматизація ресурсозатратних процесів.
Такі програмні продукти не тільки скорочують час оформлення, але й надають швидкість доступу до потрібної інформації у різних виглядах, як у електронному так і можливе формування звітів.
У інформаційній системі для енергопостачальної компанії потрібно передбачити ряд функцій, що мають полегшити та автоматизувати вище зазначені процеси роботи по обслуговуванню силових підстанції.
Розглянемо та опишемо основні функціональні можливості, які потрібно реалізувати у програмному продукті, що розробляється.
Отже, потрібно здійснити можливість зберігання повної інформації про підстанцію, де має зазначатись інформація про трансформатори, які там використовуються із відповідною конфігурацією, про лінії електропередач, із зазначенням параметрів напруги, дані силового вимикача та іншу інформацію. Забезпечити зручний інтерфейс редагування значень силового трансформатора.
Також є необхідність у зберіганні довідникової інформації про кабелі, проводи, реле та коефіцієнтів, що використовуються у розрахунках. Розрахунки при здійсненні виконання робіт на підстанції відіграють важливу роль, адже допомагають визначити необхідні значення елементів, які потрібні при використані на усіх частках підстанції.
Наприклад, потрібно передбачити у
програмній системі розрахунок струму короткого замикання в електричних лініях.
Із шкільної програми знаємо, що сила струму, за законом Ома, прямо пропорційна
напрузі і обернено пропорційна електричному опору даної ділянки ланцюга.
, (1.1)
де I - сила струму;- напруга;- опір.
Кожна лінія має стало зазначену напругу, на підстанції використовуються напруги у 10кВ та 110кВ, тому значення напруги нам відомо, але не відоме значення опору.
Опір буде залежати від використаного
проводу на лінії, дані якого будуть у довіднику, де можна буде переглянути
значення активного та індуктивного опорів проводу. За допомогою цих опорів та
довжини кабелю можна розрахувати значення повного опору за формулою 1.2, який
потрібний для визначення струму короткого замикання.
, (1.2)
де, R - повний опір;- довжина лінії(проводу);- активний опір;- індуктивний опір.
Отже, підставивши усі необхідні значення, можна таким чином розрахувати потрібне значення.
Ще потрібно зазначити, що у програмі має бути здійснений облік робітників та робіт, які проводились на підстанціях, для ведення журналу реєстрації поломок із фіксацією причин поломок, та який працівник виконував ремонтні роботи.
Інформацію про існуючі програмні рішення, можна відшукати у спеціалізованій літературі, а також у мережі Інтернет.
Не підприємствах по енергопостачанню зазвичай використовують уже розроблені автоматизовані системи, у яких реалізовані основні, загальні необхідні функціональні можливості. Проте великі компанії надають перевагу розробці програмного забезпечення спеціально із функціональними можливостями для забезпечення автоматизації процесів необхідних компанії по електропостачанню.
Розглянемо деякі наявні програмні продукти, що забезпечують автоматизацію роботи у заданій предметній області: «Plant Intelligence Foundation».
Програмний комплекс розроблений під операційну систему Windows, має можливість зберігати інформацію у таких джерелах даних як MS SQL, Oracle, та інших.
У цей програмний комплекс входить програмний продукт FIX, метою якого є повний контроль енергетичної підстанції. Основним принципом роботи даного продукту є відстеження секцій, ліній та трансформаторів підстанції для забезпечення безперебойного та ресурсозатратного електропостачання.
Основні функції:
- надання значень базових параметрів підстанції;
- вмикання та вимикання високовольтних ліній електропередач;
- визначення критичних станів на підстанції;
- визначення короткого замикання;
- контролювання напруги на лініях електропередачі.
Налаштування програмного додатку має здійснюватись особою, яка має навики роботи із додатком, адже як зазначалось, потрібно налаштувати джерело збереження даних, яке звісно може знаходитись на віддаленому комп’ютері.
Також у програмній системі реалізовані можливості архівування даних за допомогою системи iHistorian, та експорту даних у додаток пакету Microsoft Office - Excel.
Для використання програмного комплексу потрібні певні затрати коштів на його придбання, та придбання ліцензій для використання на персональних комп’ютерах.
Програмний засіб призначений для проектування електропостачання розподілених енергоспоживачів на рівні певного району, підприємства чи об’єкту.
За допомогою вбудованого графічного
редактора можливо розмістити всі необхідні елементи електролінії чи підстанції,
та здійснити налаштування встановлених елементів із подальшим збереженням даних
у файл, щоб можна було завантажити та продовжити роботу із програмою.
Рисунок 1.1 - Вигляд програмного
засобу FIX компанії Intellution «Электроснабжение»
Основні функції:
- визначення електричних навантажень на мережу;
- визначення потужності трансформаторів на підстанції;
- вибір типів підстанцій;
- розрахунок струму короткого замикання;
- визначення допустимих втрат напруги;
- визначення навантаження на мережу високої напруги;
- розрахунок перерізу проводів
в мережі високої напруги.
Рисунок 1.2 - Вигляд програмного засобу «Электроснабжение»
Програмний продукт розповсюджується у двох виглядах: безкоштовний та платний, різниця між якими полягає у доступних можливостях використання функцій, які у безкоштовній версії зовсім не значні, і не достатні для використання на великих підприємствах.
«Elsna Work».
Програма використовуються для опису
та моделювання роботи мережі електропостачання. Присутня можливість включення в
мережу декількох трансформаторних підстанцій. Програма дозволяє описувати
вибрану мережу, створити схеми, та працювати з ними в інтерактивному режимі.
Схеми відображають стан елементів мережі (включений\виключений, під
напругою\без струму), стрілками показую напрям потоків потужностей, оперативно
відображає результати розрахунків по котромусь вузлу чи вітки електромережі.
Безпосередньо на схемах відбувається перемикання. Після здійснення перемикань
мережа аналізується, розраховується та результат відображається на схемах. В
результаті аналізу мережі створюються напрямлені графи, які дають наглядне
уявленняпро стані мережі, потоки потужностей і струму.
Рисунок 1.3 - Програма «Elsna Work»
Основні функції:
- створення електричних схем;
- визначення електричних навантажень на мережу;
- визначення параметрів джерел електроенергії;
- визначення допустимих втрат напруги на окремім елементах мережі;
- визначення навантаження на мережу високої напруги;
- розрахунок споживання електроенергії на секціях мережі.
На сьогоднішній день завершилась технічна підтримка даного програмного проекту, відповідно версії не оновлюються, що свідчить про його старіння та не відповідність до нинішніх потреб та вимог.
«Релейщик 10/35».
Програмне забезпечення розроблене для локального використання, зберігання даних здійснюється у файлах даних Outlook, у яких знаходяться параметри трансформаторних підстанцій, та у між платформних файлах текстових документів, у яких зберігаються дані про розрахунок релейного захисту на лініях нормального режиму.
У програмі зручно працювати із силовими підстанціями, у яких гнучко задаються параметри трансформаторів, яких на підстанції може бути декілька, при тому що типи та внутрішні параметри можуть відрізнятися в залежності від того, який результат потрібно отримати на виході силових підстанцій.
Основні функції:
- створювати файл підстанції, у якому задаються її параметри;
- розрахунок струму короткого замикання;
- визначення реактансів на шинах високої напруги;
- розрахунок ліній нормального живлення;
- розрахунок трансформаторів;
- здійснювати налаштування ліній електропередачі;
- розрахунок опорів та напруг на окремих ділянках ліній силової підстанції;
- розрахунок релейного захисту;
- створення звітів та
експортування даних із вибраної підстанції.
Рисунок 1.4 - Програма «Релейщик
10/35»
Недоліком даного програмного забезпечення є відсутність можливості зазначення бригади працівників, які здійснюють профілактичні або ремонтні перевірки на силових підстанціях, що значно пришвидшило б реагування на поломки та раціональне розподілення роботи між спеціалістами по ремонту трансформаторних станцій.
Проаналізувавши та порівнявши розглянуті системи, що є аналогами для розроблюваного програмного рішення, видно переваги одних систем над іншими, та які існують недоліки у цих програмних рішеннях. За результатами такого аналізу значно простіше здійснювати проектування всієї системи, вибір технічних засобів для створення програмного забезпечення, та передбачати можливі недоліки та помилки.
Найменування та галузь застосування
Завданням дипломного проекту є створення програмного забезпечення для обліку елементів енергетичної підстанції, здійснення розподілення роботи між робітниками енергопостачальної компанії, дані яких будуть занесені у систему.
Розроблювана система призначена для застосування в галузі електропостачання, яка займається забезпеченням споживача відповідним типом енергії.
Метою розробки є створення дієздатної, готової до застосування інформаційної системи для діяльності енергопостачальної компанії.
Призначення розробки
Головні завдання, які виконує дана підсистема, можна поділити на задачі обліку та задачі автоматизації.
До задач обліку віднесемо:
- збереження детальної інформації про підстанції та їх вміст;
- збереження інформації про співробітників, що працюють у компанії;
- збереження інформації кабелів, констант та коефіцієнтів;
- збереження інформації про роботи проведені на певних підстанціях.
До задач автоматизації відносять:
- надання інформації про конфігурацію кожного елемента, що входить у склад підстанції;
- автоматизація генерування звітностей;
- автоматизація формування статистичних даних по роботі на підстанціях.
Вимоги до програмного продукту
Для вирішення задач автоматизації ведення обліку доцільно використовувати засоби СУБД, у якому буде реалізована система.
Для інших задач доцільно використати тип проекту WindowsFormsApplication, що працюватиме на платформі .NET Framework 4.0, програмне забезпечення реалізувати за допомогою об’єктно-орієнтованої мови програмування C#. Оброблення даних проекту здійснити за допомогою реляційної бази даних MySQL.