Практическо ръководство за интелигентна автоматизация на подстанции в разпределението на електрическа енергия
Автоматизираната система за подстанции (SAS), както подсказва и името ѝ, се отличава със способността да замести ръчните операции на оператори с автоматизирани функции. Автоматизираните операции играят ключова роля за гарантиране на безопасна и надеждна работа на електрическата енергия при пренос и разпределение. Функциите ѝ включват, но не се ограничават до, мониторинг, събиране на данни, защита, управление и дистанционна комуникация.
Преди това единствено Далечни терминални единици (RTU) се използваха като посредници между електрическото периферно оборудване на ниво процес в подстанциите и системата за управление на мрежата на предприятията за цели на дългобойно наблюдение (вж. фигура 1 по-долу).
Тези единици са оснащени с множество входове и изходи, служещи като комуникационни интерфейси към далечни центрове за контрол на мрежата. Далечните терминални единици (RTU) и Центърът за контрол на мрежата (NCC) заедно образуват Системата за надзорно управление и събиране на данни (SCADA), както е показано на фигура 1.
Има няколко забележителни специфични функции на автоматизираната система за подстанции:
Например, много функции в Автоматизираната система за подстанции (SAS) са координирани, за да се възстановят автоматично след дефекти на оборудването или краткосрочни съветки. Тези функции включват множество устройства, с техните задължения, разпределени между основно оборудване (като прекъсвачи, трансформатори, измервателни трансформатори и т.н.) и второстепенно оборудване (като защитни реле, комбиниращи единици, интелигентни електронни устройства).
Фигура 1 - Автоматизираната система за подстанции: Архитектура на класическите SCADA системи
В резултат, оплетеността на кабелите и жиците между тези устройства и оборудването става сложна, изискваща значителни усилия и продължително време за поддръжка, ремонт, разширение или модификация. Са направени усилия за намаляване на количеството кабели и жици чрез използване на сериозни комуникационни мрежи на различни нива на иерархията на подстанцията. Тези инициативи довели до разработването на собствени решения от доставчиците на оборудване за подстанции.
Големи корпорации, включително неправителствени организации като Утилитна комуникационна архитектура (UCA), съставена от доставчици на оборудване за подстанции и потребителски утилити, активно работят върху подобряването на комуникациите в подстанциите. Те правят това, като участват в разработването на международни стандарти за подобряване на функционалната съвместимост и предлагат архитектури, предлагащи по-висока мрежова ширина на лентата. Целта е да се подобри надеждността на комуникациите както в рамките на подстанциите, така и между различни подстанции.
Хиерархичната архитектура на автоматизираната система за подстанции в SAS е категоризирана според технологичните реализации. Автоматизираната система за подстанции включва три нива: ниво станция, ниво бай и ниво процес (както е показано на фигура 2). Тези нива могат да бъдат използвани за постигане на различни функции. От гледна точка на техническите спецификации, размерите на автоматизираната система за подстанции (SAS) в подстанции за пренос на извънредно високо напрежение ще бъдат по-големи в сравнение с тези в подстанции за разпределение на високо напрежение.
В модерните подстанции, ниво бай е обикновена характеристика, макар че в ранните дни на SAS, концепцията за ниво бай не беше призната.
Обикновено сензорите измерват много големи величини на тока и напрежението. Токови и напреженични трансформатори (CTs/VTs) се използват, за да преобразуват големи количества ток и напрежение в стандартизирани стойности, които след това се подават на входовете на реле. Масштабираните стойности обикновено съответстват на 5A (1A в Европа) за тока и 120 Волта за напрежението. По същество, защитните реле или модерните интелигентни електронни устройства реализират защитната логика.
Фигура 2 - Структурата на Автоматизираната система за подстанции, показваща ниво станция, ниво бай и ниво процес
Тези устройства засичат и измерват нива на електрически ток и напрежение, за да изчислят определени стойности, наблюдавани от защитната логика, като например електрическия ток от двете различни страни на трансформатор с извънредно високо (EHV)/високо (HV) напрежение. Когато параметър надвиши определена стойност (настройка за хващане), защитната логика ще действа според предварително дефинирана последователност от стъпки или програмиран алгоритъм за управление. Обикновено, когато възникне проблем, се изпраща сигнал за прекъсване към съответния прекъсвач, за да се изолира линия или шина.
