РАЗДЕЛ 2
ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТОКОВ СОБЫТИЙ В АСУТП МОЩНЫХ ЭНЕРГОБЛОКОВ АЭС
2.1. Постановка задачи.
Как отмечалось, на верхнем уровне в АСУТП энергоблоков АЭС и ТЭС вводились в эксплуатацию информационно-управляющие системы (УВС) "Комплекс-Титан 2", включающие системы функционально-группового управления (ФГУ) [30, 63].
На нижнем - первом уровне используются нерезервированные информационные субкомплексы связи с объектом (ССО-К) и управляющие троированные комплексы функционально-группового управления (УЛУ-2ЭВМ или УЛУ-2МПК). Затем реализуется уровень резервированных концентраторов (ССО-У); третий уровень- резервированные вычислительные комплексы (ВК-СМ-2М), в которых используются четыре комплекта по два для реакторного и турбинного отделений, а на четвертом верхнем уровне находятся средства представления информации оператору-технологу на БЩУ и в зале УВС (РМОТ-01 или РМОТ-02).
При разработке АСУТП и УВС "Комплекс-Титан 2" были приняты решения [30], в результате которых значительно увеличился объем информации и изменились способы обработки информации, которые привели к качественным отличиям АСУТП и УВС блока № 1 ЗАЭС и всех тиражируемых блоков этой серии от блоков АЭС с реакторами ВВЭР-1000, эксплуатирующихся на Южно-Украинской и Калининской АЭС, несмотря на то, что технологическое оборудование указанных энергоблоков, в основном, аналогично.
При этом создалась ситуация, когда при разработке УВС "Комплекс-Титан 2" оказались совершенно недостаточными исходные данные по потокам информации в нормальных и аварийных режимах, по требуемым скоростным характеристикам представления информации оператору, по рациональному объему информации на видеокадрах дисплеев, по объемам архивов и т.д. Эти данные позволили бы рациональнее решить вопросы загрузки УВС, использовать известные методы сокращения потоков информации, например, сбор событий, дифференцировать информацию по ее динамическим характеристикам, применить способы фильтрации. Низкая информативность, имевшихся в то время средств представления информации на дисплеях и вообще малые возможности этих средств, не позволили эффективно решить вопросы вывода признаков недостоверности информации, ввода директив по запрету использования информационных дефектных каналов, исключения информации, поступающей по этим каналам в архив и др.
Опыт, накопленный при эксплуатации УВС на первых введенных в эксплуатацию энергоблоках, особенно опыт работы УВС при аварийных ситуациях, дает неоценимый материал для совершенствования действующих и разработки новых АСУТП энергоблоками.
Требования по модернизации АСУТП и пути ее осуществления определяются следующими факторами:
- объемом и структурой информации;
- динамическими характеристиками объектов;
- потоками событий, происходящих на блоке в его отделениях и подсистемах АСУТП в отказных ситуациях и в режиме нормальной эксплуатации;
- требованиями к АСУТП как источнику информации, позволяющему оператору управлять процессами, протекающими на энергоблоке в нормальном режиме, вмешиваться в работу систем автоматического управления (авторегуляторов, систем логического управления, блокировок и защит) при их сбоях и отказах, позволяющему фиксировать в архиве и далее с необходимой достоверностью восстанавливать процессы, происходившие на блоке как в нормальном, так и в аварийном режимах.
2.2. Объем вводимой в УВС информации.
УВС "Комплекс-Титан 2" включает пять комплексов связи с объектом по 15 ССО-К и ФГУ и может обеспечить прием до 6000-6500 аналоговых сигналов, до 19000-20000 дискретных сигналов и до 1500-2000 команд.
Однако, как показывает опыт эксплуатации общее количество параметров, принимаемых в УВС, может быть сокращено (при сохранении необходимого резерва):
- аналоговых параметров с 4.500 до 3000 - 3200;
- дискретных параметров с 19.000 до 14.000 - 15000 (с учетом дублирования).
Количество аналоговых и дискретных параметров в реакторном и турбинном отделениях приведено в таблице 2.1.
Таблица 2.1
Количество параметров в УВС
Подсистема УВСКСО№1
(РО)КСО№2
(РО)КСО№3
(МЗ)УЛУ 2
(РО)УЛУ 2
(МЗ)ВсегоАналоговые параметры100050011003002503150Дискретные параметры25006000350070080014500
Из общего количества параметров могут быть выделены наиболее ответственные, требующие дублированного ввода в УВС:
1) в реакторном отделении до 300-400 аналоговых и до 1000 дискретных параметров;
2) в машзале до 250 аналоговых и до 500-750 дискретных параметров.
Такое заключение может быть сделано на основании следующих данных:
- на блоке с помощью УВС контролируется 410 (реакторное отделение) и 250 (машзал) защит и блокировок, которые определены как наиболее ответственные. Для анализа действия этих защит и блокировок необходимо контролировать состояние до 1000 дискретных сигналов РО и 550 дискретных сигналов МЗ;
- в систему функционально-группового управления введено по 250 аналоговых сигналов в реакторном отделении и машзале (включая АСУТ).
Именно все эти параметры необходимы оператору для принятия решений о причинах неисправности работы защит и блокировок при сбоях и отказах в их работе, а также для управления оборудованием блока в нормальных режимах эксплуатации.
2.3. Динамические характеристики и точность представления информации оператору
Оценим, к каким динамическим погрешностям в измерении параметров может привести дискретный характер процессов сбора, обработки и представления информации в УВС с учетом динамики изменения параметров и запаздыванием в их представлении оператору или фиксации в архиве.
Аналоговые параметры по динамическим характеристикам можно разделить следующим образом:
- температуры - постоянные времени от 30 с и до десятков минут (температуры металлов);
- уровни - постоянные времени не менее 20 с;
- давления в емкостях - постоянные времени не менее 20 с;
- давления