Praktikal na gabay sa smart substation automation sa distribusyon ng elektrikong enerhiya
Ang sistema ng awtomatikong substation (SAS), tulad ng inilalarawan ng pangalan nito, ay nakakataas dahil sa kakayahan nito na palitan ang mga gawain ng operator na manu-mano sa pamamagitan ng awtomatikong mga punsiyon. Ang mga awtomatikong operasyon ay may mahalagang papel upang matiyak ang ligtas at maaswang operasyon ng paghahatid at distribusyon ng elektrisidad. Ang kanyang mga punsiyon ay kasama, ngunit hindi limitado, sa pagsusuri, pagkolekta ng datos, proteksyon, kontrol, at komunikasyon sa layo.
Noong dating panahon, ang mga Remote Terminal Units (RTUs) ay ginagamit lamang bilang mga tagapamagitan sa pagitan ng switchgear ng elektrisidad sa lebel ng proseso sa mga substation at ang network management system ng mga utility para sa layunin ng mahabang layo na pagbabantay (tingnan ang Figure 1 sa ibaba).
Ang mga yunit na ito ay may maraming mga input at output, na gumagamit bilang mga interface ng komunikasyon sa mga remote network control centers. Ang mga Remote Terminal Units (RTUs) at ang Network Control Center (NCC) ay nagbibigay-daan sa Supervisory Control and Data Acquisition System (SCADA), tulad ng ipinapakita sa Figure 1.
May ilang napapanahong espesipikong mga punsiyon ang sistema ng awtomatikong substation:
Halimbawa, maraming mga punsiyon sa Substation Automation System (SAS) ay naka-coordinate upang awtomatikong bumawi mula sa mga pagkukulog ng aparato o mga failure ng short-circuit. Ang mga punsiyong ito ay kasangkot sa maraming mga aparato, na may kanilang responsibilidad na nahahati sa pagitan ng primary equipment (tulad ng mga circuit breakers, transformers, instrument transformers, atbp.) at secondary equipment (tulad ng mga protective relays, merging units, intelligent electronic devices).
Figure 1 - Ang Sistema ng Awtomatikong Substation: Arkitektura ng Classical SCADA Systems
Dahil dito, ang mga koneksyon ng cable at wire sa pagitan ng mga aparato at equipment ay naging komplikado, na nangangailangan ng malaking effort at mahabang oras para sa maintenance, repair, expansion, o pag-modify. Ginawa ang mga hakbang upang bawasan ang halaga ng cabling at wiring sa pamamagitan ng pag-implementa ng mga serial communication networks sa iba't ibang lebel ng hierarkiya ng substation. Ang mga inihiwalay na solusyon na ito ay inihanda ng mga supplier ng substation equipment.
Ang mga malaking korporasyon, kasama ang mga non-profit group tulad ng Utility Communication Architecture (UCA) na binubuo ng mga supplier ng substation equipment at mga user ng utility, ay aktibong naghahandog ng mga paraan upang mapabuti ang komunikasyon sa substation. Ginagawa nila ito sa pamamagitan ng pagpartisipa sa pagbuo ng mga international standards upang mapabuti ang functional compatibility at pagpopropona ng mga arkitektura na nag-aalok ng mas mataas na bandwidth ng network. Ang layunin ay mapabuti ang reliabilidad ng komunikasyon sa loob ng mga substation at sa pagitan ng iba't ibang mga substation.
Ang hiyerarkikal na arkitektura ng substation automation sa SAS ay nakaklase batay sa teknikal na implementasyon. Ang sistema ng awtomatikong substation ay binubuo ng tatlong lebel: ang station level, ang bay level, at ang process level (tulad ng ipinapakita sa Figure 2). Ang mga lebel na ito ay maaaring gamitin upang makamit ang iba't ibang mga punsiyon. Sa aspeto ng teknikal na specifications, ang sukat ng isang sistema ng awtomatikong substation (SAS) sa extra high voltage transmission substations ay mas malaki kumpara sa mga high voltage distribution substations.
Sa modernong mga substation, ang bay level ay karaniwan, bagaman noong unang araw ng SAS, ang konsepto ng bay level ay hindi pa kilala.
Karaniwang, ang mga sensor ay sumusukat ng napakalaking magnitud ng current at voltage. Ang mga current at voltage transformers (CTs/VTs) ay ginagamit upang i-convert ang malaking halaga ng current at voltage sa standard na mga halaga, na pagkatapos ay ipinasok sa mga input ng relay. Ang mga scaled values ay karaniwang tumutugon sa 5A (1A sa Europa) para sa current at 120 Volts para sa voltage. Sa esensya, ang mga protective relays o modernong intelligent electronic devices ang gumagamit ng logic ng proteksyon.
Figure 2 - Ang estruktura ng isang Sistema ng Awtomatikong Substation na nagpapakita ng station, bay, at process levels
Ang mga aparato na ito ay nadetect at sinukat ang mga lebel ng electrical current at voltage upang kalkulahin ang ilang mga halaga na pinagmamasdan ng protective logic, tulad ng electrical current sa dalawang iba't ibang bahagi ng Extra High Voltage (EHV)/High Voltage (HV) transformer. Kapag lumampas ang isang parameter sa isang tiyak na halaga (pickup setting), ang protective logic ay mag-act ayon sa isang pre-defined sequence of steps o isang programmed control algorithm. Karaniwan, kapag may isyu, isinend ng isang trip signal sa kaukop na circuit breaker upang i-isolate ang isang linya o bus.
