Guida prattika għall-avtomatizzazzjoni tal-sottostazzjonijiet smart fis-sistemi ta’ distribuzzjoni tal-enerġija elettrika

Is-sistema taż-żomma awtomatika (SAS), kif inhu jgħid isemh, jistinja' bill-aċċess għal funzjonijiet awtomatiki li jiġu sostiżiti lill-avveniment tal-operatori manwali. L-operazzjonijiet awtomatiki jilgħqu ruħhom importanti biex jgarantu l-operazzjoni sigura u fidwa tal-trasferiment u distribuzzjoni tal-enerġija elettrika. Il-funzjonijiet tiegħu jinkludu, ma jkunu mhux limitati għalih, monitoraġġ, ħarsa tad-data, protezzjoni, kontrol u komunikazzjoni minn bdieħ.

F'tempi passati, l-Unitajiet Terminali Miġbura (RTUs) kienu impiegati biss bħala intermediarji bejn il-mekkanismi tal-switchgear tal-enerġija elettrika fl-livell tal-proċess fis-sottostazzjonijiet u l-sistema ta' gestjoni tal-network tal-utilitajiet għall-scopijiet ta' sorveljanza mill-bdien (referixxi għal Figura 1 hawn taħt).

Dawn l-unitajiet huma mħalla' b'diversi input u output, serġu bħala interfaċċi ta' komunikazzjoni għan-netwerk tas-sorveljanza miġbura. L-Unitajiet Terminali Miġbura (RTUs) u l-Centru ta' Kontroll tal-Netwerk (NCC) flimkien jagħmlu is-sistema ta' Supervisory Control and Data Acquisition System (SCADA), kif turi f'Figura 1.

Hemm diversi funzjonijiet spesifikji notevoli tas-sistema taż-żomma awtomatika:

• Kontroll tal-konverżjoni tal-voltiġġ (Load Tap Changer Control)

• Protezzjoni tal-apparatatur għal buses, linji, feeders, transformers, generators, u apparatatur oħra.

• Implementazzjoni ta' interlocks awtomatika u mekanizmi ta' switchgear switching.

• Trasmitting tad-data tal-monitoraġġ għal il-centru ta' kontrol.

• Soluzzjoni tal-falti tas-sistema tal-enerġija lokali jew miġbura.

• Stabiltà ta' komunikazzjoni mal-oħrajn sottostazzjonijiet (intra - substation) u centri ta' kontrol reġjonali.

Pereżempju, ħafna funzjonijiet fis-Sistema taż-żomma Awtomatika (SAS) huma koordinati biex jiġu restituiti awtomatikament mill-falti tal-apparatatur jew mill-falti ta' short-circuit. Dawn il-funzjonijiet involvhu diversi apparaatti, meta r-responsabbiltajiet tagħhom jiġu distributi bejn l-apparatatur primarja (kif trasformer, circuit breakers, instrument transformers, etċ.) u l-apparatatur sekondarja (kif protective relays, merging units, intelligent electronic devices).

Figura 1 - Is-Sistema taż-żomma Awtomatika: Struttura tas-Sistemi Klassiċi ta' SCADA

B'modi konsegwenza, il-kabbli u l-kollegamenti tal-fil bejn dawn l-apparatatur u l-apparatatur iġġustaw lilhum komplikati, neċessita xogħol kbir u żmien twil għal manutenzjoni, riparazzjoni, espansjoni, jew modifikazzjoni. Jiġed imprestat attivment biex tikberras il-kwantità ta' kabbli u fil bi implementazzjoni ta' netwerki ta' komunikazzjoni serjali f'livelli differenti tal-hierarkija tas-sottostazzjoni. Dawn l-inizjativi ġew lill-sołuzzjonijiet proprietarji sviluppata mill-fornituri tal-apparatatur tas-sottostazzjoni.

Il-korporazzjonijiet majori, inklużi l-gruppi non-profit kif l-Utility Communication Architecture (UCA) li hija magħmula mill-fornituri tal-apparatatur tas-sottostazzjoni u l-użu tal-utilitajiet, huma aktar attivament qed jagħmlu għal l-improvvment tal-komunikazzjoni tas-sottostazzjoni. Huma qed jagħmlu dan biex jiġu partecipanti fil-dwejjar tas-standards internazzjonali biex jilgħqux l-interoperabilità funzjonali u proponu strutturi li joffru bandwidt magħruf tal-netwerk. Il-għan huwa biex jilgħqu l-affidabilità tal-komunikazzjoni mhux biss fi sottostazzjoni imma wkoll bejn sottostazzjonijiet differenti.

L-arċitetttura jerarkika tas-sistema taż-żomma awtomatika fis-SAS hi klassifika minn implementazzjonijiet teknoloġiċi. Is-sistema taż-żomma awtomatika tiġi miktuba minn tliet livelli: il-livell tas-stazzjoni, il-livell tal-bay, u l-livell tal-proċess (kif turi f'Figura 2). Dawn il-livelli jistgħu jiġu applicati biex jisolu funzionalitajiet diversi. Minn perspektiva teknika, id-dimensjonijiet tas-sistema taż-żomma awtomatika (SAS) f'sottostazzjonijiet tal-trasferiment extra high voltage se jkunu akbar milli dawk f'sottostazzjonijiet tal-distribuzzjoni high voltage.

Fis-sottostazzjonijiet moderna, il-livell tal-bay huwa karatteristiċi, anke waqt it-tmiem tal-aħħar tas-SAS, il-konċett tal-livell tal-bay ma kienx rikonoxxut.

Typiċament, is-sensuri jmissmu magnitudini kbira ta' kurrent u volt. Il-transformer tal-kurrent u tal-volt (CTs/VTs) jiġu impiegati biex ikonvertu kurrent u volt sustanzjali għal valuri standardizzati, li ssibt wara fit-input tal-relays. Il-valuri skala solitament jikkorrispondu għal 5A (1A f'Europa) għal il-kurrent u 120 Volts għal il-volt. Fl-essenza, ir-relays protettivi jew l-intelligent electronic devices moderni jimplementaw il-loġika protettiva.

Figura 2 - Is-struttura tas-Sistema taż-żomma Awtomatika li tirrapreżenta l-livell tas-stazzjoni, tal-bay, u tal-proċess

Dawn l-apparatatur jiddektejnu u jmissmu livelli ta' kurrent u volt elettriku biex jikalkulaw valuri speċifiċi li jiġu monitorati mill-loġika protettiva, kif il-kurrent elettriku fuq is-silġa differenti ta' Transformer Extra High Voltage (EHV)/High Voltage (HV). Meta parametru jikseb valur speċifik (pickup setting), illi loġika protettiva tiġi l-azione skont sequenza predefinita ta' passi jew algoritmu ta' kontrol programmata. Tipikalment, meta problem jokkolji, segnjal tripping jiġi mitt għal il-circuit breaker relevanti biex jisolaxx linja jew bus.