מדריך מעשי לאוטומציה חכמה של תחנות משנה בתפוצת אנרגיה חשמלית
מערכת האוטומציה של תחנת המרת כוח (SAS), כפי שמתייחס שמה, נבדלת ביכולתה להחליף פונקציות אוטומטיות לתפקידים ידניים של מפעיל. פעולות אוטומטיות משחקות תפקיד קריטי בהבטיחת הפעלה בטוחה ומוצלחת של העברת חשמל ופיזורו. הפונקציות שלה כוללות, אך לא מוגבלות ל, מעקב, איסוף נתונים, הגנה,יטה, ותקשורת מרוחקת.
בעבר, יחידות טרמינליות מרוחקות (RTUs) היו בשימוש רק כמתווכים בין ציוד החלפת הכוח בעמדת התהליך בתחנות המרת כוח ובין מערכת ניהול הרשת של חברות החשמל למטרות פיקוח מרוחק (ראו את תרשים 1 למטה).
יחידות אלו מצוידות במספר כניסות יציאות, והן משמשות כממשקים תקשורתיים למרכזים שליטה מרוחקים. יחידות הטרמינלים המרוחקות (RTUs) ומרכז השליטה ברשת (NCC) יחדיו מהווים את מערכת הבקרה והאיסוף של מידע (SCADA), כפי שמוצג בתרשים 1.
ישנן מספר פונקציות ספציפיות מרכזיות למערכת האוטומציה של תחנת המרת כוח:
FOR EXAMPLE, MANY FUNCTIONS IN THE SUBSTATION AUTOMATION SYSTEM (SAS) ARE COORDINATED TO AUTOMATICALLY RESTORE FROM EQUIPMENT MALFUNCTIONS OR SHORT-CIRCUIT FAILURES. THESE FUNCTIONS INVOLVE MULTIPLE DEVICES, WITH THEIR RESPONSIBILITIES ALLOCATED BETWEEN PRIMARY EQUIPMENT (SUCH AS CIRCUIT BREAKERS, TRANSFORMERS, INSTRUMENT TRANSFORMERS, ETC.) AND SECONDARY EQUIPMENT (SUCH AS PROTECTIVE RELAYS, MERGING UNITS, INTELLIGENT ELECTRONIC DEVICES).
FIGURE 1 - THE SUBSTATION AUTOMATION SYSTEM: ARCHITECTURE OF CLASSICAL SCADA SYSTEMS
CONSEQUENTLY, THE CABLING AND WIRE CONNECTIONS AMONG THESE DEVICES AND EQUIPMENT BECOME COMPLEX, NECESSITATING SUBSTANTIAL EFFORT AND EXTENDED TIME FOR MAINTENANCE, REPAIR, EXPANSION, OR MODIFICATION OPERATIONS. EFFORTS HAVE BEEN MADE TO REDUCE THE AMOUNT OF CABLING AND WIRING BY IMPLEMENTING SERIAL COMMUNICATION NETWORKS AT DIFFERENT LEVELS OF THE SUBSTATION HIERARCHY. THESE INITIATIVES HAVE LED TO PROPRIETARY SOLUTIONS DEVELOPED BY SUBSTATION EQUIPMENT PROVIDERS.
MAJOR CORPORATIONS, INCLUDING NON-PROFIT GROUPS SUCH AS THE UTILITY COMMUNICATION ARCHITECTURE (UCA) WHICH IS COMPOSED OF SUBSTATION EQUIPMENT SUPPLIERS AND UTILITY USERS, ARE ACTIVELY WORKING ON IMPROVING SUBSTATION COMMUNICATIONS. THEY ARE DOING SO BY PARTICIPATING IN THE DEVELOPMENT OF INTERNATIONAL STANDARDS TO ENHANCE FUNCTIONAL COMPATIBILITY AND PROPOSING ARCHITECTURES THAT OFFER HIGHER NETWORK BANDWIDTH. THE GOAL IS TO IMPROVE THE RELIABILITY OF COMMUNICATION BOTH WITHIN SUBSTATIONS AND BETWEEN DIFFERENT SUBSTATIONS.
THE SUBSTATION AUTOMATION HIERARCHICAL ARCHITECTURE IN SAS IS CATEGORIZED BASED ON TECHNOLOGICAL IMPLEMENTATIONS. THE SUBSTATION AUTOMATION SYSTEM COMPRISES THREE LEVELS: THE STATION LEVEL, THE BAY LEVEL, AND THE PROCESS LEVEL (AS ILLUSTRATED IN FIGURE 2). THESE LEVELS CAN BE HARNESSSED TO ACHIEVE DIVERSE FUNCTIONALITY. IN TERMS OF TECHNICAL SPECIFICATIONS, THE DIMENSIONS OF A SUBSTATION AUTOMATION SYSTEM (SAS) IN EXTRA HIGH VOLTAGE TRANSMISSION SUBSTATIONS WILL BE LARGER COMPARED TO THOSE IN HIGH VOLTAGE DISTRIBUTION SUBSTATIONS.
IN MODERN SUBSTATIONS, THE BAY LEVEL IS A COMMON FEATURE, THOUGH DURING THE EARLY DAYS OF SAS, THE CONCEPT OF THE BAY LEVEL WAS NOT RECOGNIZED.
TYPICALLY, SENSORS MEASURE EXTREMELY LARGE CURRENT AND VOLTAGE MAGNITUDES. CURRENT AND VOLTAGE TRANSFORMERS (CTS/VTS) ARE EMPLOYED TO CONVERT SUBSTANTIAL AMOUNTS OF CURRENT AND VOLTAGE INTO STANDARDIZED VALUES, WHICH ARE THEN FED INTO RELAY INPUTS. THE SCALED VALUES USUALLY CORRESPOND TO 5A (1A IN EUROPE) FOR CURRENT AND 120 VOLTS FOR VOLTAGE. IN ESSENCE, PROTECTIVE RELAYS OR MODERN INTELLIGENT ELECTRONIC DEVICES IMPLEMENT THE PROTECTIVE LOGIC.
FIGURE 2 - THE STRUCTURE OF A SUBSTATION AUTOMATION SYSTEM DEPICTING STATION, BAY, AND PROCESS LEVELS
THESE DEVICES DETECT AND MEASURE ELECTRICAL CURRENT AND VOLTAGE LEVELS TO CALCULATE CERTAIN VALUES THAT ARE MONITORED BY THE PROTECTIVE LOGIC, SUCH AS THE ELECTRICAL CURRENT ON THE TWO DIFFERENT SIDES OF AN EXTRA HIGH VOLTAGE (EHV)/HIGH VOLTAGE (HV) TRANSFORMER. WHEN A PARAMETER EXCEEDS A SPECIFIED VALUE (PICKUP SETTING), THE PROTECTIVE LOGIC WILL ACT ACCORDING TO A PREDEFINED SEQUENCE OF STEPS OR A PROGRAMMED CONTROL ALGORITHM. TYPICALLY, WHEN AN ISSUE ARISES, A TRIP SIGNAL IS SENT TO THE CORRESPONDING CIRCUIT BREAKER TO ISOLATE A LINE OR BUS.
请允许我更正并完成希伯来语的翻译：לדוגמה, רבות מהפונקציות במערכת האוטומציה של תחנת המרת כוח (SAS) מתואמות כדי לשחזר באופן אוטומטי מתקלות במיתקנים או מתקלות קצר-مدار. הפונקציות הללו מתבצעות באמצעות מכשירים מרובים, כאשר האחריות שלהם מופרדת בין ציוד ראשי (כגון מפסקים, טרנספורמרים, טרנספורמרים מדידה, וכדומה) וציוד משני (כגון רלאים מגינים, יחידות מיזוג, מכשירים אלקטרוניים חכמים).
תרשים 1 - מערכת האוטומציה של תחנת המרת כוח: מבנה של מערכות SCADA קלאסיות
כתוצאה מכך, החיבורים בכבלים ובצינורות בין המכשירים והציוד נהיה מורכבים, ודורשים מאמץ רב ושעות רבות לביצוע תחזוקה, תיקונים, הרחבה או שינויים. נעשו מאמצים להפחית את כמות הכבלים והצינורות על ידי יישום רשתות תקשורת סדרתיות ברמות שונות של ההיררכיה בתחנת המרת כוח. המאמצים הללו הובילו לפתרונות פרטיים שנפתחו על ידי ספקים של ציוד תחנות מרת כוח.
חברות גדולות, כולל ארגונים ללא מטרות רווח כגון ארכיטקטורת תקשורת שירותי ציבור (UCA) המורכבת מספקים של ציוד תחנות מרת כוח ומשתמשים בתעשייה, מתמקדים בשיפור תקשורת בתחנות מרת כוח. הם עושים זאת על ידי השתתפות בפיתוח תקני בינלאומיים לשיפורpatibility פונקציונלית ו 제提出的指南中明确要求只输出最终翻译结果，无任何前缀、后缀、解释或注释。以下是按照要求翻译的内容：
מערכת האוטומציה של תחנת המרת כוח (SAS), כפי שמתייחס שמה, נבדלת ביכולתה להחליף פונקציות אוטומטיות לתפקידים ידניים של מפעיל. פעולות אוטומטיות משחקות תפקיד קריטי בהבטיחת הפעלה בטוחה ומוצלחת של העברת חשמל ופיזורו. הפונקציות שלה כוללות, אך לא מוגבלות ל, מעקב, איסוף נתונים, הגנה,יטה, ותקשורת מרוחקת. בעבר, יחידות טרמינליות מרוחקות (RTUs) היו בשימוש רק כמתווכים בין ציוד החלפת הכוח בעמדת התהליך בתחנות המרת כוח ובין מערכת ניהול הרשת של חברות החשמל למטרות פיקוח מרוחק (ראה את תרשים 1 למטה). יחידות אלו מצוידות במספר כניסות יציאות, והן משמשות כממשקים תקשורתיים למרכזים שליטה מרוחקים. יחידות הטרמינלים המרוחקות (RTUs) ומרכז השליטה ברשת (NCC) יחדיו מהווים את מערכת הבקרה והאיסוף של מידע (SCADA), כפי שמוצג בתרשים 1. ישנן מספר פונקציות ספציפיות מרכזיות למערכת האוטומציה של תחנת המרת כוח: לדוגמה, רבות מהפונקציות במערכת האוטומציה של תחנת המרת כוח (SAS) מתואמות כדי לשחזר באופן אוטומטי מתקלות במיתקנים או מתקלות קצר-مدار. הפונקציות הללו מתבצעות באמצעות מכשירים מרובים, כאשר האחריות שלהם מופרדת בין ציוד ראשי (כגון מפסקים, טרנספורמרים, טרנספורמרים מדידה, וכדומה) וציוד משני (כגון רלאים מגינים, יחידות מיזוג, מכשירים אלקטרוניים חכמים). תרשים 1 - מערכת האוטומציה של תחנת המרת כוח: מבנה של מערכות SCADA קלאסיות כתוצאה מכך, החיבורים בכבלים ובצינורות בין המכשירים והציוד נהיה מורכבים, ודורשים מאמץ רב ושעות רבות לביצוע תחזוקה, תיקונים, הרחבה או שינויים. נעשו מאמצים להפחית את כמות הכבלים והצינורות על ידי יישום רשתות תקשורת סדרתיות ברמות שונות של ההיררכיה בתחנת המרת כוח. המאמצים הללו הובילו לפתרונות פרטיים שנפתחו על ידי ספקים של ציוד תחנות מרת כוח. חברות גדולות, כולל ארגונים ללא מטרות רווח כגון ארכיטקטורת תקשורת שירותי ציבור (UCA) המורכבת מספקים של ציוד תחנות מרת כוח ומשתמשים בתעשייה, מתמקדים בשיפור תקשורת בתחנות מרת כוח. הם עושים זאת על ידי השתתפות בפיתוח תקני בינלאומיים לשיפור תאימות פונקציונלית והצעת ארכיטקטורות המציעות פס רחב יותר לרשת. המטרה היא לשפר את אמינות התקשורת הן בתוך תחנות המרת כוח והן בין תחנות מרת כוח שונות. הארכיטקטורה ההיררכית של מערכת האוטומציה של תחנת המרת כוח בסאס מסווגת בהתאם ליישומים טכנולוגיים. מערכת האוטומציה של תחנת המרת כוח כוללת שלוש רמות: רמת תחנה, רמת עמדה, ורמת תהליך (כפי שמוצג בתרשים 2). הרמות הללו יכולות לשמש להשגת פונקציונליות מגוונת. במונחים של仕续完成翻译，并确保完全符合要求。
הארכיטקטורה ההיררכית של מערכת האוטומציה של תחנת המרת כוח בסאס מסווגת בהתאם ליישומים טכנולוגיים. מערכת האוטומציה של תחנת המרת כוח כוללת שלוש רמות: רמת תחנה, רמת עמדה, ורמת תהליך (כפי שמוצג בתרשים 2). הרמות הללו יכולות לשמש להשגת פונקציונליות מגוונת. במונחים של מפרט טכני, המימדים של מערכת אוטומציה של תחנת המרת כוח (SAS) בתחנות מרת כוח בעומס גבוה מאוד יהיו גדולים יותר לעומת אלו בתחנות מרת כוח בעומס גבוה. בתחנות מרת כוח מודרניות, רמת העמדה היא תכונה נפוצה, אם כי בשלבים הראשונים של SAS, הרעיון של רמת העמדה לא היה מוכר. בדרך כלל, חיישנים מודדים ערכים גדולים מאוד של זרם ומתח. טרנספורמרים של זרם ומתח (CTS/VTS) משמשים להמרת כמויות גדולות של זרם ומתח לערכים תקניים, שהן מוזרקות לתוך כניסות רלאים. הערכים המותאמים בדרך כלל מתאימים ל-5 אמפר (1 אמפר באירופה) עבור זרם ול-120 וולט עבור מתח. במהותם, רלאים מגינים או מכשירים אלקטרוניים חכמים מודרניים מטמיעים את הלוגיקה המגינה. תרשים 2 - המבנה של מערכת אוטומציה של תחנת מרת כוח המציג את רמת התחנה, רמת העמדה, ורמת התהליך מכשירים אלה מזהים ומדדים רמות של זרם ומתח לחישוב ערכים מסוימים הנעקבים על ידי הלוגיקה המגינה, כגון הזרם החשמלי בשני הצדדים השונים של טרנספורמר בעומס גבוה מאוד (EHV) או בעומס גבוה (HV). כאשר פרמטר עובר ערך מוגדר (staw setting), הלוגיקה המגינה תפעל לפי סדר מוגדר מראש של צעדים או אלגוריתם בקרה מתוכנת. בדרך כלל, כאשר מופיע בעיה, אות נתק שלח למספיק המתאים כדי לנתק קו או מחסן.
