Guida pratica all'automazione intelligente delle sottostazioni nella distribuzione dell'energia elettrica

Systema automationis substationum (SAS), ut nomen indicat, distinguitur per suam capacitate functiones automatas substituere pro operibus manu operatoris. Operationes automatae ludunt partem crucialem in garantendo operationem tuta et fida transmissionis et distributionis electricitatis. Functiones eius includunt, sed non limitantur ad, monitorium, collectionem datarum, protectionem, controllem, et communicationem remotam.

Antea, Unitates Terminales Remotas (RTUs) solum erant usae ut intermediaria inter apparatum commutationis electricitatis in substationibus et systema managementis rete utilitatum pro scopis surveillance longinqui (vide Figuram 1 infra).

Hae unitates praeditae sunt multis ingressis et egressis, servientes ut interfaces communicationis ad centra controlis rete remota. Unitates Terminales Remotas (RTUs) et Centrum Controlis Rete (NCC) simul constituunt Systema Supervisionis Controlisque et Acquisitionis Datarum (SCADA), ut depictum in Figura 1.

Sunt plures notabiles functiones specificae systematis automationis substationum:

• Controllem transformationis tensionis (Load Tap Changer Control)

• Protectionem apparatorum pro bus, lineis, feederis, transformatoribus, generatoribus, et aliis apparatis.

• Implementandum interlocks automatizatos et mechanismos commutationis apparatorum.

• Transmittendum data monitorii ad centrum controlis.

• Resolvendum defectus systematis electricitatis vel localiter vel remote.

• Instituendum communicationem cum aliis substationibus (intra-substation) et centris controlis regionales.

Exempli gratia, multae functiones in Systemate Automationis Substationum (SAS) coordinantur ad restituendum automaticum ex malfunctionibus apparatorum vel defectibus circuiti brevis. Haec functiones involvunt plures apparatos, cum suis responsibilitatibus allocatis inter apparatos primarios (sicut interruptores circuiti, transformatores, transformatores instrumentales, etc.) et apparatos secundarios (sicut relays protectivi, unitates merging, dispositiva electronica intelligentia).

Figura 1 - Systema Automationis Substationum: Architectura Systematum SCADA Classica

Consequentia, cabling et connectiones filorum inter hos apparatos et equipmenta fiunt complexae, necessitantes laborem magnum et tempus extensum pro maintenance, reparatione, expansione, vel modificatione operationibus. Conati sunt ad diminuendum quantitatem cabling et wiring implementando retea communicationis serialis in diversis gradibus hierarchiae substationum. Haec initiativa duxerunt ad solutiones proprietarias a provideribus equipmentarum substationum.

Corporationes maiores, inclusis groupis non-profit sicut Utility Communication Architecture (UCA) quae composita est ex supplieribus equipmentarum substationum et utilitatum usuarum, active laborant in meliorando communicationibus substationum. Id faciunt participando in developmento standardum internationalium ad augmentandum compatibilitatem functionalis et proponendo architecturas quae offerunt bandwidth rete maiorem. Scopus est ad meliorandum fiduciam communicationis tam intra substationes quam inter diversas substationes.

Architectura hierarchica automationis substationum in SAS categorizatur secundum implementationes technologicas. Systema automationis substationum constat trium graduum: gradus stationis, gradus bay, et gradus processus (ut illustratum in Figura 2). Hi gradus possunt adhiberi ad efficiendum diversam functionality. In terminis specificationum technicarum, dimensiones systematis automationis substationum (SAS) in substationibus transmissionis extra alti tensio maior erunt comparatis his in substationibus distributionis alti tensio.

In substationibus modernis, gradus bay est feature communis, licet in diebus initiis SAS, conceptus gradus bay non erat recognitus.

Typice, sensoribus mensurant magnitudines currentis et tensionis extremas. Current and voltage transformers (CTs/VTs) sunt usi ad convertendum magnas quantitates currentis et tensionis in valores standardizatos, qui deinde introducuntur in ingressus relays. Valores scalares solent correspondere ad 5A (1A in Europa) pro currente et 120 Volts pro tensione. In essentia, relays protectivi vel dispositiva electronica intelligentia moderna implementant logicam protectivam.

Figura 2 - Structura Systematis Automationis Substationum demonstrans gradus stationis, bay, et processus

Hae res detectant et mensurant niveles currentis et tensionis electrici ad calculandum certos valores qui monitorantur ab logica protectiva, sicut currentis electrici in duobus lateribus distinctis transformatoris Extra Altus Tensionis (EHV)/Altus Tensionis (HV). Quando parameter excedit valorem specificatum (pickup setting), logica protectiva agit secundum sequentiam praefinitam passuum vel algorithmum controlis programmatum. Typice, quando problema oritur, signum trip mittitur ad interruptorem circuiti correspondenti ad isolandum lineam vel bus.