JAKA JEST ROLA AUTOMATYKI PREWENCYJNEJ?

Ma ona zapobiegać problemom. W tym celu wykrywa odstępstwa od stanu normalnego, sygnalizuje je i usuwa. Anormalne stany to przykładowo przeciążenia, wahania napięcia lub częstotliwości. Przykładem automatyki prewencyjnej jest samoczynne częstotliwościowe odciążanie (SCO). Aktywuje się ono w razie wykrycia zmniejszenia się częstotliwości.

Częstotliwość nadmiernie maleje, gdy w systemie elektroenergetycznym zaczyna "brakować" mocy czynnej. To z kolei jest powodowane przez spadek wydajności jednostek produkujących energię elektryczną. Zmniejszanie się częstotliwości pogłębia ten efekt. Żeby uniknąć kompletnego unieruchomienia zakładu energetycznego, najpierw uruchamia się rezerwowe źródła zasilania. Jeżeli nie przynosi to pożądanego efektu, tzn. częstotliwość dalej spada, reaguje układ automatyki SCO.

Skutkiem jego zadziałania jest odłączenie odbiorców, najpierw tych mniej ważnych. Taki sam skutek ma aktywacja innego zabezpieczenia, które jest zaliczane do automatyki prewencyjnej - samoczynnego napięciowego odciążenia (SNO). SNO załącza się w przypadku wykrycia spadku napięcia.

JAKIE SĄ ZADANIA AUTOMATYKI SZR I SPZ?

Automatyka zabezpieczeniowa eliminacyjna wyłącza uszkodzone urządzenia albo systemy. Następnie, po usunięciu przyczyny problemu, uruchamia się automatyka restytucyjna, której zadaniem jest przywrócenie stanu normalnego. Do tej grupy rozwiązań zaliczane są m.in.: samoczynne załączenie rezerwy (SZR) oraz samoczynne ponowne załączenie (SPZ).

Zadaniem automatyki SZR jest odłączenie odbiorców energii elektrycznej od źródła zasilania podstawowego i podłączenie ich do źródła rezerwowego. Powinna ona zadziałać samoczynnie w razie wykrycia nadmiernego spadku albo zaniku napięcia.

W automatyce samoczynnego ponownego załączenia wykorzystuje się to, że niektóre zjawiska, na przykład zwarcia w liniach napowietrznych, mają charakter nietrwały. Po pewnym czasie można dzięki temu spróbować ponownie uruchomić wcześniej awaryjnie wyłączone urządzenie lub segment sieci. Jeśli się to uda, wraca ono do normalnej pracy. W przeciwnym wypadku, jeśli uszkodzenie jest trwałe, reaguje automatyka eliminacyjna.

Węzły logiczne według IEC 61850 Przykłady DO w MMXU Węzły logiczne reprezentują konkretne funkcje urządzenia. Podzielono je na kilka grup. Grupę określa pierwsza litera nazwy węzła. Przykłady grup to: Automatic Control (A), Protection Related Functions (R), Interfacing and Archiving (I), System Logical Nodes (L), Transformer and Related Functions (Y), Metering and Measurement (M), Power Instruments Transformer (T), Supervisory Control (C), Protection Functions (P), Generic Function References (G), Sensors, Monitoring (S), Further Equipment (Z), Switchgear (X). Przykłady węzłów zaliczanych do grupy Z to ZMOT (Motor), do grupy T: TCTR (Current Transformer) i TVTR (Voltage Transformer), do grupy X: XCBR (Circuit breaker) i XSWI (Circuit switch), a do grupy C: CILO (Interlocking) i CSWI (Switch Controller). Węzły logiczne składają się z obiektów danych (Data Objects, DO). Na przykład w węzłach MMXU (Measurement) DO to m.in.: TotW (Total Active Power), TotVar (Total Reactive Power), A (Phase currents), PhV (Phase To Ground Voltages), Z (Phase impedance), W (Phase Active Power) i PF (Phase Power Factor). Każdy DO składa się z atrybutów danych (Data Attributes, DA).

CECHY AUTOMATYKI NA STACJACH

Aby automatyka na stacjach elektroenergetycznych spełniła swoje zadania, powinna reagować odpowiednio szybko. Kolejną jej wymaganą cechą jest selektywność. Może ona dotyczyć obiektu działania automatyki, wtedy gdy na przykład powoduje wyłączenie tylko urządzeń zepsutych lub typu zaburzenia.

Jeśli zabezpieczenie nie jest selektywne i reaguje bez ograniczeń, a więc również tam, gdzie nie ma takiej potrzeby, może być przyczyną dużych strat, zamiast oszczędności. Automatyka stacyjna musi reagować na zaburzenia już na takim poziomie, przy którym nie spowodują one jeszcze żadnych problemów. Powinna też działać niezawodnie.

Automatykę stacyjną wykonuje się w postaci zintegrowanych modułowych urządzeń mikroprocesorowych. Ich przykłady przedstawiamy w ramce.

BUDOWA SYSTEMÓW AUTOMATYKI

Sterowniki automatyki stacyjnej budowane są ze standardowych bloków funkcjonalnych. Wejściowy doprowadza wielkości mierzone do układu pomiarowego. W kolejnym segmencie ich wartości są porównywane z tymi granicznymi, których przekroczenie ma spowodować konkretne działanie. W następnych blokach generowane są sygnały sterujące elementami wykonawczymi.

Na przykład w przypadku automatyki samoczynnego załączenia rezerwy wyróżnić można następujące bloki funkcjonalne:

• układ, który monitoruje wartość napięcia źródła zasilania podstawowego,
• blok mierzący czas obniżenia napięcia, którego obecność zapobiega niepotrzebnemu aktywowaniu się automatyki SZR w razie wystąpienia krótkotrwałych, niegroźnych spadków napięcia,
• układ kontrolujący wartość napięcia źródła zasilania zapasowego,
• blokady automatyki SZR, na przykład na wypadek awarii źródła zasilania rezerwowego.

Urządzenia automatyki zabezpieczeniowej, systemowej i pomocniczej współpracują z innymi systemami na stacjach elektroenergetycznych. Przykładem są systemy sterowania i nadzoru.

JAKIE SĄ ZADANIA STEROWNIKÓW POLOWYCH?

W systemach sterowania i nadzoru stacji elektroenergetycznych można wyróżnić kilka warstw. Przykłady to poziom pola i poziom dyspozytorski. W pierwszym wykorzystuje się m.in. sterowniki polowe.

Ich zadaniem jest rejestrowanie danych (pomiarowych, sygnalizujących zmiany stanów) z różnych urządzeń procesowych (łączniki elektryczne, sensory, liczniki), obliczanie wartości wielkości, które nie są bezpośrednio mierzone (moc czynna, bierna, pozorna, cos φ, częstotliwość) i sterowanie urządzeniami procesowymi.

Warstwa dyspozytorska obejmuje natomiast panele operatorskie w nastawni stacji oraz centrum zdalnego dostępu. Przykłady systemów sterowania i nadzoru stacji elektroenergetycznych przedstawiamy w ramce.

Bez względu na implementację realizują one zestaw standardowych funkcji. Dzięki nim zapewniają kompleksową obsługę tych obiektów.