ФАКТОРЫ ВЛИЯЮЩИЕ НА БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА В СИСТЕМАХ АСУТП ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ИБП

Баскаков Е.А.¹, Чернов А.В.², Чернов К.В.³

¹Магистрант, ²магистрант, ³студент,

Филиал ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»,  г. Салават

ФАКТОРЫ ВЛИЯЮЩИЕ НА БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА В СИСТЕМАХ АСУТП ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ИБП

Аннотация

В статье рассматриваются источники бесперебойного питания ИБП, используемые в качестве питания ответственных потребителей первой категории и особой группы по надежности электроснабжения. Приведены требования, предъявляемые к ИБП и факторы, влияющие на безопасность технологического процесса в автоматизированных системах управления технологическими процессами АСУТП.

Ключевые слова: источник бесперебойного питания (ИБП), энергосбережение, АСУТП, питание, ресурс.

Baskakov E.A.¹, Chernov A.V. ², Chernov K.V.³

¹ Master student, ² master student, ³student,

Branch FGBOU VPO "Ufa State Oil Technical University",

in the city of Salavat

AFFECTING THE SAFETY OF PROCESS IN SYSTEMS SCADA USING UPS

Abstract

In the article the uninterruptible power supply UPS is used as a power critical consumers of the first category and the special group on the reliability of electricity supply. These are the requirements to be met by the UPS and the factors that affect the safety of the process in an automated process control systems control systems.

Keywords: Uninterruptible Power Supply (UPS), energy saving, process control, nutrition, resource.

Непрерывный цикл работы технологических установок нефтехимической отрасли устанавливает высокие требования к надежности системы электроснабжения. Как известно, электроприемники первой категории надежности должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, а для электроснабжения особой группы электроприемников первой категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого источника [1].

Особые требования устанавливаются для источников бесперебойного питания ИБП систем автоматизации технологических процессов АСУТП. При решении вопроса об использовании, или не использовании ИБП, необходимо учитывать, что нестабильное, завышенное или заниженное напряжение электросети и другие помехи, как правило, приводит к выходу из строя или ненормальной работе источника питания какого-либо устройства или прибора, что в свою очередь наносит максимальный ущерб устройству или аппарату в целом, где находится данный источник питания.

Для обеспечения надежности электроснабжения, безаварийности производства в комплексах АСУТП устанавливаются источники бесперебойного питания. ИБП защищают чувствительное электрооборудование от плохого качества питания, или его полного отсутствия. Это может быть отсутствие напряжения питания, низкое или высокое напряжение, пульсация амплитуды, колебания частоты, дифференциальный и синфазный шум, переходные процессы.

ИБП, предназначенные для этой цели, традиционно называются промышленными ИБП, при этом сфера их применения не ограничивается защитой систем автоматического управления на промышленных предприятиях. Наглядный пример критических приложений — нефтедобывающие и нефтеперерабатывающие комплексы, электростанции и транспорт, где последствия нарушения в системе электроснабжения настолько велики, что к оборудованию, предназначенному для защиты многочисленных узлов, предъявляются гораздо более строгие требования.

В централизованных системах бесперебойного питания характерно применение мощных ИБП типа on-line со схемой двойного преобразования. Для повышения надежности системы питания применяются модульные ИБП, обеспечивающие избыточность класса n+1 и выше за счет добавления того или иного модуля можно исключить риск сбоя системы. Модули каждого типа подключаются параллельно, распределяя между собой нагрузку. Если один модуль поврежден или удален, вся нагрузка равномерно распределяется между оставшимися. Конфигурацию можно менять, добавляя или удаляя модули. Этот метод лежит в основе современных ИБП обеспечивающих высокий уровень масштабируемости, избыточности, управляемости и удобства эксплуатации.

Большинство современных источников бесперебойного электропитания обладают высокой отказоустойчивостью и надежностью, при этом имеют ограниченный ресурс, обусловленный сроком эксплуатации применяемых комплектующих. В среднем такой ресурс составляет 10 – 15 лет. Эксплуатирующим организациям необходимо предусматривать то, что когда срок эксплуатации будет близок к ресурсу, необходимо будет заменить оборудование более современным.

Обозначенный заводом-изготовителем ресурс может быть выработан при соблюдении строго определенных условий эксплуатации. Например, срок службы стандартно укомплектованных батарей составляет 5 лет. Но есть ряд факторов влияющих на старение аккумуляторов. Ускоренное старение батарей, в значительной степени зависят от  нормальных климатических условий эксплуатации и хранения.

В источниках бесперебойного питания используются только необслуживаемые герметизированные свинцово-кислотные аккумуляторы с рекомбинацией газа. В случае если предполагается длительное время автономной работы  источника бесперебойного питания, то стоимость комплекта аккумуляторов будет составлять основную часть всего оборудования.

Номинальная температура эксплуатации аккумуляторных батарей 20 градусов Цельсия, превышение этой температуры на 10 градусов ведет к снижению срока службы в 2 раза. Также существует ограниченное количество циклов заряд-разряд аккумуляторных батарей. Инсталляция батарей должна быть не позднее 6 месяцев с момента их производства.

Запыленность помещения ведет к образованию токопроводящих связей на электронных платах и как следствие к их преждевременному выходу из строя.

Пыль является причиной увеличения контактного сопротивления исполнительных механизмов. Запыленность негативно сказывается на работе вентиляторов и снижение эффективного охлаждения силовых элементов, их перегрев и как следствие выход из строя оборудования в целом.

В процессе эксплуатации ИБП возникает проблема, связанная с отсутствием своевременного обслуживания и замены аккумуляторных батарей. Одна из причин - отказ технологического персонала на проведении сервисных работ, другая причина - несвоевременная поставка аккумуляторных батарей.

В общем случае, суть проблемы заключается в своевременном техническом обслуживании оборудования с целью устранения вышеперечисленных факторов,  прогнозировании отказа и улучшении условий эксплуатации ИБП, тем самым обеспечивая безопасность технологического процесса.