Technologie

MIKRONIKA – lider w konstruowaniu, produkcji i wdrażaniu systemów zdalnego nadzoru

Od ponad 20 lat MIKRONIKA jest liderem w konstruowaniu, produkcji i wdrażaniu systemów zdalnego nadzoru w oparciu o własne rozwiązania sprzętowo-programowe

W ostatnich latach duży postęp nastąpił zwłaszcza w obszarze automatyzacji w głębi sieci średniego napięcia (ŚN). Postęp techniczny, ale również wymagania prawne, nakładane na krajowych dystrybutorów energii elektrycznej, wymuszają stałe unowocześnianie naszych wyrobów.

Ustawa Prawo Energetyczne wymaga od dystrybutorów energii spełnienia wymogów dotyczących jakości zaopatrywania odbiorców w energię elektryczną. Jednym z kryterium tej jakości jest niezawodność dostarczania energii, rozumiana jako zdolność do pokrywania zapotrzebowania na energię w każdych dających się przewidzieć warunkach szczytowych oraz minimalizowanie ilości i czasu trwania zakłóceń, czyli przerw w dostawie energii.

Ciągłość dostawy energii jest oceniana przez standaryzowane wskaźniki. W Polsce operatorzy systemów energetycznych są zobowiązani do obliczania i podawania do publicznej wiadomości wskaźników SAIDI, SAIFI i MAIFI.

Rysunek 1: Architektura Systemu FDIR

Wymagane zapewnienie niskiego poziomu tych wskaźników, zwłaszcza wskaźnika SAIDI, jest możliwe dzięki szybkiej lokalizacji przyczyny awarii (najczęściej zwarcia lub doziemienia na linii energetycznej) oraz wyizolowania uszkodzonego obszaru i powtórne zasilenie nieuszkodzonych fragmentów sieci. Może to zrobić dobrze wyszkolony i znający sieć dyspozytor albo szybciej – automatyczny system informatyczny. MIKRONIKA ma w swojej ofercie przeznaczony do tego celu programowy moduł FDIR (ang. Fault Detection, Isolation and Restoration), zintegrowany z systemem SCADA SYNDIS RV. System FDIR jest przeznaczony do szybkiego i precyzyjnego wyznaczania obszaru zwarcia, a potem wyliczenia i wykonania odpowiedniej sekwencji sterowniczej, pozwalającej w jak najkrótszym czasie (najlepiej poniżej 3 minut) zasilić jak największą liczbę odbiorców energii elektrycznej.

W trakcie pracy FDIR korzysta na bieżąco z informacji o stanie sieci, zapisywanej on-line w bazie systemu SYNDIS. Dlatego tak ważny jest niezawodnie działający system łączności z obiektami w terenie. Do analizy są również brane rozmieszczenia brygad, uziemienia, uszkodzenia oraz blokady sterownicze. Pozwala to na zablokowanie zasilenia uziemionych lub uszkodzonych odcinków linii, ale też miejsc, w których pracują brygady. Ma to olbrzymie znaczenie dla zapewnienia bezpieczeństwa pracujących ludzi, ale też zapobiega powstawaniu dodatkowych uszkodzeń w wyniku podania zasilania na odcinki uszkodzone lub uziemione.

Rysunek 2: Przykładowy fragment sieci objęty systemem FDIR

Ścisłe powiązanie z systemem SCADA SYNDIS RV pozwala na testowe, krokowe symulacje wyliczonych sekwencji sterowniczych, łącznie z kolorowaniem schematu w trakcie zasilania kolejnych fragmentów sieci. Dwa tryby pracy modułu FDIR: automatyczny i półautomatyczny umożliwiają dyspozytorowi podjęcie decyzji, czy wyliczona sekwencja ma się wykonać automatycznie po wyliczeniu, czy do jej rozpoczęcia będzie wymagana decyzja dyspozytora.

Należy tu zaznaczyć, że FDIR nie działa na z góry opracowanych scenariuszach. Sekwencje sterownicze są wyliczane za każdym razem dla rzeczywistej topologii sieci (z uwzględnieniem prac planowych, uziemień linii itp.) i informacji o przepływach prądów zwarciowych oraz zadziałaniach automatyk reklozerów w trakcie wystąpienia zakłócenia (zwarcia) w sieci.

wModuł programowy FDIR jest częścią systemu SCADA SYNDIS RV. Jednak żeby mógł prawidłowo wykonywać postawione przed nim zadania, musi współpracować z urządzeniami zainstalowanymi w głębi sieci i tworzyć z nimi jednolity system. By to było możliwe, należy spełnić szereg warunków:

  • Odpowiednia ilość zainstalowanych obiektów sterowanych w głębi sieci ŚN.
  • Wyposażenie obiektów w niezbędne urządzenia łączeniowe oraz funkcjonalności sterownicze. W zależności od potrzeb i układów sieci ŚN mogą to być reklozery z funkcjami automatyki zabezpieczeniowej, rozłączniki z sygnalizatorami zwarć z pełnym układem pomiarowym i funkcjami sekcjonalizera oraz stacje wnętrzowe z rozłącznikami i wyłącznikami.
  • Prawidłowe wyliczenie nastaw dla układów zabezpieczeń w głębi sieci i układów sygnalizatorów zwarć oraz prawidłowe zestopniowanie tych nastaw z działaniem cyfrowych zabezpieczeń w polach zasilających linie objęte systemem FDIR.
  • Niezawodny, najlepiej redundantny system łączności pomiędzy systemem SCADA a obiektami umieszczonymi w głębi sieci ŚN. Informacje powinny być przesyłane szybko i pewnie w ciągu maksymalnie kilkunastu sekund.
  • Zastosowanie odpowiedniej aparatury łączeniowej, przystosowanej do zadań systemu, od reklozerów poprzez szybkie wyłączniki sekcjonalizerów do standardowych wyłączników.

Nie bez znaczenia jest wytypowanie lokalizacji obiektów sterowanych w liniach nadzorowanych przez FDIR. Na rysunku 2 został pokazany fragment sieci objęty działaniem systemu FDIR z przykładowymi urządzeniami zamontowanymi w głębi sieci.

Obiekty te można ze względu na sposób działania podzielić na trzy grupy.

Pierwsza grupa to reklozery. W przypadku wystąpienia zwarcia za reklozerem chroni on odcinek linii pomiędzy GPZ a danym reklozerem. Układ reklozera składa się z aparatu łączeniowego (wyłącznik napowietrzny), układu pomiarowego (przekładniki prądowe, dzielniki pojemnościowe) i cyfrowego zabezpieczenia. MIKRONIKA produkuje cyfrowe zabezpieczenie z rodziny SO-54SR -1xx -REK, pokazane w wersji SO-54SR-111-REK na rysunku 3. Jest ono przeznaczone do współpracy ze wszystkimi typami aparatów łączeniowych oraz z każdym stosowanym układem pomiarowym. SO-54SR-1xxx-REK jest w pełni konfigurowalne również zdalnie – przez łącze inżynierskie – i zapewnia pełną automatykę sieciową: wykrywanie zwarć doziemnych we wszystkich rodzajach sieci i zwarć międzyfazowych oraz realizowanie funkcji SPZ.

Rysunek 3: Zabezpieczenie cyfrowe SO-54SR-111-REK

Druga grupa urządzeń to zdalnie sterowane rozłączniki SN. Oferta MIKRONIKI obejmuje szeroką gamę sterowników, przeznaczonych do sterowania dowolnym odłącznikiem oferowanym na polskim rynku. W tej grupie można wyróżnić sterowniki typu SO-52v21 z wbudowanym sygnalizatorem zwarć (opartym na pomiarze prądu w trzech fazach i prądu Io) oraz funkcją sekcjonalizera.

Rysunek 4: Sterownik SO-52v21_AUT z pełnym układem pomiarowym

W układach, gdzie wskazany jest również pomiar napięcia w trzech fazach (pełny układ pomiarowy), na przykład do pewnego wykrywania zwarć doziemnych w sieciach kompensowanych, oferujemy sterowniki ze zintegrowanym sygnalizatorem zwarć i funkcją sekcjonalizera, SO-52v21-AUT (rysunek 4) i rodziny SO-54SR-3xx (rysunek 5).

Rysunek 5: Sterownik rodziny SO-54SR-3xx w wersji SO-54SR-301

Ostatni typ urządzeń to sygnalizatory zwarć bez możliwości sterowania. Wykorzystuje się tu zainstalowane na słupie na izolatorach przekładniki prądowe lub cewki Rogowskiego oraz dzielniki reaktancyjne do pomiaru napięcia w trzech fazach. Przykładowe podłączenie takiego sensora zostało pokazane na rysunku 6.

Rysunek 6: Autonomiczny sygnalizator zwarć

Wszystkie sterowniki oferowane przez MIKRONIKĘ mogą pracować z każdym ze stosowanych w kraju systemów łączności, na przykład w APN/GPRS, Tetra ( różnych producentów), Netman, CDMA, DMR itp. Przykład redundantnego systemu łączności, zastosowanego w PGE Dystrybucja Oddział Zamość, został pokazany na rysunku 7.

Rysunek 7: Przykład systemu łączności zastosowany w PGE Dystrybucja oddział Zamość

System FDIR, mimo że jest oferowany przez MIKRONIKĘ od niedawna, doczekał się już wielu wdrożeń (Rys. 8).

Rysunek 8: Wdrożenia Systemu FDIR – stan listopad 2016

Cześć z wdrożeń była przez MIKRONIKĘ wykonywana w wersji „pod klucz” jako Generalny Wykonawca. Oprócz koniecznej modernizacji systemu SCADA SYNDIS RV, została także wykonana kompleksowa, obszerna modernizacja istniejących i budowa nowych obiektów w głębi sieci SN. Po modernizacji, w sieci objętej systemem FDIR pracowały obiekty (w tym wielorozłącznikowe) z sygnalizatorami zwarć, reklozery i sekcjonalizery.

Wszystkie zrealizowane wdrożenia pozwoliły MIKRONICE na zebranie wielu cennych doświadczeń, które potwierdziły wysoką przydatność naszego rozwiązania w ograniczaniu przerw w dostawie energii elektrycznej.

Mikronika

Click to comment

Leave a Reply

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

To Top