Technologie

Nowoczesne zespoły zabezpieczeń WN typu e2TANGO-2000

Kompleksowe wyposażenie pola transformatora WN

Wdrożenie platformy zabezpieczeń typu e2TANGO dla średnich napięć zaowocowało pozytywnym odbiorem przez klientów  oraz jednoczesne sugestie, aby rozszerzyć ofertę firmy o zabezpieczenia WN. Ideą podczas tworzenia platformy automatyki zabezpieczeniowej WN było zapewnienie odbiorców o całkowitej pewności działania strony sprzętowej oraz oprogramowania i algorytmów.

Zdj. 1. Certyfikat Instytutu Energetyki e2TANGO-2000

Zabezpieczenia i sterowniki polowe e2TANGO-50, e2TANGO-100, e2TANGO-200, e2TANGO-400, e2TANGO-600, e2TANGO–800, e2TANGO-1000 oraz e2TANGO-1200 dla średnich napięć (SN) zostały zainstalowane w kilkuset obiektach na terenie kraju i Europy, stąd platformę sprzętową oparto o jednostkę centralną taką samą jak dla serii e2TANGO, oczywiście odpowiednio dopasowaną pod względem konfiguracji procesorów, kart pamięci, wejść/wyjść itp. Inwestor powinien mieć  absolutne przekonanie, iż kilka lat bezawaryjnej pracy sprzętu serii e2TANGO daje bezpieczeństwo dla aplikacji w newralgicznych miejscach stacji i rozdzielnic WN.
Oprogramowanie e2TANGO-2000 powstało na bazie sprawdzonych wersji dla sterowników SN, natomiast algorytmy działania zabezpieczeń wdrożono we współpracy z Instytutem Energetyki w Warszawie. Dzięki temu użytkownik ma pewność, że zastosowane rozwiązania zostały przetestowane przez ostatnich kilkadziesiąt lat i działają bez zarzutu w wielu obiektach WN na terenie kraju i Europy.

Bezpieczeństwo zabezpieczeń WN było priorytetem przy tworzeniu e2TANGO-2000, stąd oprócz pewności co do strony sprzętowej i programowej wykonano pełne badania typu zakończone otrzymanym certyfikatem potwierdzającym jakość wykonania serii zabezpieczeń WN.

Zabezpieczenie różnicowe e2TANGO-2000-TRR jest w pełni cyfrowe i wszystkie przeliczenia dopasowujące prądu poszczególnych stron transformatora wykonywane są w zabezpieczeniu, dzięki czemu wyeliminowano konieczność stosowania przekładników wyrównawczych i uproszczono schemat przyłączenia. W celu poprawnego wykonania obliczeń do zabezpieczenia należy wprowadzić przekładnię napięciową transformatora, przekładnię prądową przekładników prądowych oraz grupę połączeń transformatora. W zabezpieczeniu można nastawić sześć różnych grup połączeń transformatora: Yy0; Yy6; Yd1; Yd5; Yd7; Yd11. W zabezpieczeniu transformatora trójuzwojeniowego strona WN połączona jest w gwiazdę, a dla stron SN1 i SN2 połączenia uzwojeń wybierane są tak jak dla transformatora dwuuzwojeniowego. Pozostałe grupy połączeń wykonywane będą na zamówienie. Stabilizowana charakterystyka zapewnia prawidłową pracę zabezpieczenia w czasie regulacji napięcia transformatora oraz nie dopuszcza do jego działania z powodu uchybu prądowego przekładników. Układ stabilizacji wykorzystujący drugą i piątą harmoniczną zapobiega działaniu zabezpieczenia przy udarach prądu magnesującego, nadmiernym wzroście napięcia transformatora, przy obniżeniu się częstotliwości oraz w przypadku nasycania się przekładników prądowych. Nastawienia serwisowe umożliwiają uwzględnienie warunków sieciowych i sprzętowych w jakich pracuje transformator, to znaczy napięcia zwarcia transformatora i uchybów dynamicznych przekładników prądowych. Informacji na ten temat dostarcza rejestrator kryterialny, który zapisuje amplitudy prądu hamującego i rozruchowego oraz prądów o częstotliwości 100Hz i 250Hz. Rejestrator ten uruchamia się przy udarach prądu magnesującego, zwarciach zewnętrznych i wewnętrznych. Uzyskane oscylogramy są podstawą do weryfikowania nastawień. Można uzyskać dzięki temu żądany współczynnik bezpieczeństwa w całym zakresie działania charakterystyki zabezpieczenia z uwzględnieniem obszarów oddziaływania blokady 100Hz i 250Hz. Dla prądów dużych, to znaczy większych niż wynikające z napięcia zwarcia transformatora, zabezpieczenie różnicowe działa tak jak zabezpieczenie nadprądowe, daje to gwarancję działania zabezpieczenia nawet przy głębokim nasyceniu przekładników prądowych.

Zdj. 2. Zespół zabezpieczeń e2TANGO-2000

W celu ujednolicenia oprogramowania w obu wariantach zabezpieczenia e2TANGO-2000 dla trafo dwuuzwojeniowych i dla transformatorów trójuzwojeniowych, prądy gałęzi różnicowej są przeliczane na stronę WN. Użytkownik musi wprowadzić za pomocą klawiatury na zabezpieczeniu lub z poziomu programu obsługi: początkowy prąd rozruchowy zabezpieczenia wyliczony dla strony WN (zazwyczaj 0,5 prądu znamionowego transformatora); współczynnik hamowania (w przypadku transformatora 0,5); grupę połączeń transformatora; przekładnię napięciową transformatora (napięcia znamionowe strony WN i SN); prąd znamionowy pierwotny przekładników prądowych dla wszystkich stron transformatora. Nowym elementem w zakresie nastawień jest nastawianie układu kontroli ciągłości obwodów prądowych.

Wykrycie asymetrii prądowej tylko po jednej stronie transformatora interpretowane jest jako brak ciągłości obwodu prądowego. Zgłaszane jest wtedy uszkodzenie zabezpieczenia, sygnał wychodzi na styki Bs. Dodatkowo automatycznie przestawiany jest prąd rozruchowy zabezpieczenia różnicowego na 5 A lub 1 A, odpowiednio dla przekładników 5 A i 1 A. Dlatego przy jednostronnym i jednofazowym „najeżdżaniu” zabezpieczenia prądem należy blokować tą funkcję.

Do ustawienia jest: poziom asymetrii powodujący pobudzenie i czas opóznienia działania. Pozostałe zaawansowane nastawienia, to jest współczynniki hamowania harmonicznymi i limity (nastawienia serwisowe dostępne tylko z poziomu programu obsługi) są nastawiane przez wytwórcę i wymagają korekty w wyjątkowych sytuacjach.

Zdj. 3. Szafa WN z kompletem zabezpieczeń e2TANGO dla pola trafo WN

 Nastawienie początkowego prądu różnicowego Irro powinno zapewnić selektywną pracę zabezpieczenia różnicowego przy braku stabilizacji (praca transformatora na biegu jałowym lub wyłączony transformator). Z jednej strony wartość początkowego prądu rozruchowego powinna być jak najniższa, aby pewnie obejmować pojedyncze zwarcia zwojowe (kilkanaście procent prądu znamionowego transformatora), z drugiej strony powinna być z odpowiednim współczynnikiem bezpieczeństwa odstrojona od prądów uchybowych, które mogą się pojawić w gałęzi różnicowej przy pracy transformatora na biegu jałowym lub z minimalnym obciążeniem.

Nastawienie współczynnika hamowania kh powinno zapewnić selektywną pracę zabezpieczenia różnicowego przy przepływie przez transformator prądu skrośnego. Podstawowe zalety zabezpieczenia różnicowego e2TANGO-2000-TRR: doświadczenie Instytutu Energetyki współpracującego przy aplikacji algorytmów, dwa poziomy nastaw (proste i zaawansowane), intuicyjny interfejs, przyjazne oprogramowanie, uruchamianie na obiekcie wspólnie z Instytutem Energetyki, układ kontroli ciągłości obwodów prądowych. Nowoczesny cyfrowy sterownik automatycznej regulacji napięcia typu e2TANGO-2000-ARN to urządzenie które z powodzeniem jest stosowane dla pól transformatora WN/SN. Główne zalety oprócz tej samej platformy sprzętowej co pozostałe e2TANGO to: wizualizacja numeru zaczepu przełącznika zaczepów, kompensacja wpływu prądu obciążenia na napięcie na końcu linii, eliminacja wpływu zakłóceń na przerwy w działaniu, stworzony przy współpracy z klientami, pozytywne testy u klientów. Sterownik e2TANGO-2000-ARN to odpowiedź na sugestie klientów, którzy oczekiwali aby stworzyć urządzenie w oparciu o platformę sprzętową e2TANGO, jednocześnie o funkcjonalności której oczekują i niezawodności w działaniu która cechuje te urządzenia. Dodatkowo bardzo ważnym aspektem jest uzupełnienie linii zabezpieczeń WN dla pola transformatora tak, aby wszystkie urządzenia były od jednego producenta. Dla pola WN transformatora WN/SN można zastosować urządzenia typu: e2TANGO-2000-STP (sterownik pola WN z zabezpieczeniami nadprądowymi i ziemnozwarciowymi), e2TANGO-2000-TRR (zabezpieczenie różnicowe transformatora), e2TANGO-2000-ARN (regulator napięcia), e2TANGO-200 (zabezpieczenie nadprądowe rezerwowe autonomiczne pracujące jako tzw. ODR). Dzięki temu rozwiązaniu unikamy zastosowania w jednej szafie WN urządzeń kilku producentów. Znacząco upraszcza to eksploatację automatyki zabezpieczeniowej WN, skraca czas szkoleń, uruchomienia stacji, rozruchów, i ewentualnych napraw w okresie eksploatacji.

Seria zabezpieczeń e2TANGO dla pól transformatora WN została już zainstalowana i z powodzeniem pracuje u klientów takich jak PGE Dystrybucja, PGE Energia Odnawialna czy Tauron Dystrybucja.

dr inż. Adam Gawłowski,
mgr inż. Dariusz Rybak,
ELEKTROMETAL ENERGETYKA S.A.
mgr inż. Emil Tomczak
Instytut Energetyki w Warszawie

Click to comment

Leave a Reply

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

To Top