Gyakorlati útmutató a szabaleszerűen működő áramelosztók automatizálásához

A település automatizálási rendszere (SAS), ahogyan a neve is utal rá, különbözik abban, hogy képes manuális operátorműveletek helyett automatikus funkciókat végrehajtani. Az automatikus műveletek létfontosságú szerepet játszanak az elektromos áramátviteli és elosztó rendszerek biztonságos és megbízható működésének biztosításában. A funkciói többek között a figyelés, adatgyűjtés, védelem, irányítás és távoli kommunikáció, de nem korlátozódik csak ezekre.

Korábban a Távoli Terminál Egységek (RTU) egyedül használták a településekben található folyamat-szintű elektromos áramszerkezetek és a szolgáltató hálózati kezelő rendszere közötti közvetítőként nagy távolságú felügyeleti célokra (lásd alább a 1. ábrát).

Ezek az egységek több be- és kimenettel rendelkeznek, amelyek távoli hálózati irányító központokhoz való kommunikációs interfészekként szolgálnak. A Távoli Terminál Egységek (RTU) és a Hálózati Irányító Központ (NCC) együtt alkotják a Felügyeleti Irányítási és Adatgyűjtő Rendszert (SCADA), amelyet a 1. ábra mutat be.

A település automatizálási rendszernek több jelentős specifikus funkciója van:

• Feszültségátalakító vezérlés (Tápterhelési csapágyvezérlés)

• Vezeték, szelepkörök, transzformátorok, generátorok és más berendezések védelme.

• Automatikus zárókapcsolók és kapcsolóberendezések implementálása.

• Figyelőadatok továbbítása az irányító központba.

• Helyi vagy távoli hibaelhárítás az áramrendszerben fellépő hibák esetén.

• Kommunikáció más településekkel (beltelepülési) és regionális irányító központokkal.

Például a Település Automatizálási Rendszer (SAS) sok funkciója koordinált módon működik, hogy automatikusan helyreállítsa a berendezési hibákat vagy rövidzárlat-hibákat. Ezek a funkciók több eszközön keresztül működnek, felelősségeik a primáris berendezések (pl. átkapcsolók, transzformátorok, mérőtranszformátorok stb.) és a másodlagos berendezések (például védelmi relék, egyesítő egységek, intelligens elektronikus eszközök) között osztottak.

1. ábra - A Település Automatizálási Rendszer: Klasszikus SCADA rendszerek architektúrája

Ezért ezek a berendezések és eszközök közötti vezeték- és drótkapcsolatok összetettek lesznek, ami jelentős erőfeszítést és időt igényel karbantartási, javítási, bővítési vagy módosítási műveletekhez. Erőfeszítéseket tettek a vezeték- és dróthálózat mennyiségének csökkentésére sorozatos kommunikációs hálózatok bevezetésével a település hierarchiai szintjein. Ezek a kezdeményezések vezettek a települési berendezékszerzők által fejlesztett jogvédett megoldásokhoz.

Nagy vállalatok, beleértve a non-profit csoportokat, mint például a Szolgáltató Kommunikációs Architektúrát (UCA), amely települési berendezékek szolgáltatóit és szolgáltató felhasználóit foglalja magában, aktívan dolgoznak a települési kommunikációk javításán. Ezáltal részt vesznek nemzetközi normák fejlesztésében a funkcionális kompatibilitás növelésére, és olyan architektúrákat javasolnak, amelyek magasabb hálózati sávszélességet kínálnak. A cél a kommunikáció megbízhatóságának javítása a települések között és különböző települések között.

A SAS-ben a település automatizálási hierarchikus architektúra a technológiai megvalósítások alapján osztályozódik. A település automatizálási rendszer három szintet tartalmaz: a telephelyi szint, a szektori szint és a folyamatszint (ahogy a 2. ábra is mutatja). Ezek a szintek különböző funkciók elérésére használhatók. Műszaki specifikációk szerint, a túlzott magas feszültségű átvitel településein lévő település automatizálási rendszer (SAS) méreteinek nagyobbak lesznek, mint a magas feszültségű elosztó települések esetén.

A modern településekben a szektori szint gyakori, bár a SAS korai napjainkban a szektori szint fogalma még nem volt elfogadva.

Általában a szenzorok rendkívül nagy áram- és feszültség-méreteket mérnek. Az áram- és feszültség-transzformátorok (CTs/VTs) használják, hogy a jelentős áram- és feszültség-mennyiségeket standard értékekre alakítsák, majd ezt a relék bemeneteire adja. A skálázott értékek általában 5A-ra (Europában 1A) az áram és 120 V-os feszültségre vonatkoznak. Lényegében a védelmi relék vagy a modern intelligens elektronikus eszközök implementálják a védelmi logikát.

2. ábra - A Település Automatizálási Rendszer struktúrája, amely a telephelyi, szektori és folyamatszinteket mutatja be

Ezek az eszközök detektálják és mérjük az áram- és feszültség-szinteket, hogy bizonyos értékeket számoljanak, amelyeket a védelmi logika monitoroz. Például egy extra magas feszültségű (EHV)/magas feszültségű (HV) transzformátor két különböző oldalán lévő áramot. Amikor egy paraméter meghaladja a meghatározott értéket (pickup setting), a védelmi logika a meghatározott lépések sorozata vagy programozott irányítási algoritmus szerint reagál. Általában, ha probléma merül fel, akkor trip jel küldése történik a megfelelő átkapcsolóhoz, hogy egy vonalat vagy buszot izoláljon.