Praktična uputstva za pametnu automatizaciju podstanica u raspodeli električne energije

Sistem automatizacije podstacione (SAS), kao što i njegova nazivka sugerira, ističe se svojom sposobnošću da zamijeni ručne operativne zadatke automatskim funkcijama. Automatske operacije igraju ključnu ulogu u osiguravanju sigurnog i pouzdanog rada prenosa i raspodele električne energije. Njegove funkcije uključuju, ali nisu ograničene na, nadzor, prikupljanje podataka, zaštitu, kontrolu i daljinsku komunikaciju.

Prethodno, jedinice daljinske terminalne jedinice (RTU) su isključivo korišćene kao posrednici između aparature za upravljanje strujom na procesnom nivou u podstacionama i sistema upravljanja mrežom za potrebe nadzora na daljinu (vidi Sliku 1 ispod).

Ove jedinice su opremljene sa mnogo ulaza i izlaza, služeći kao komunikacijski interfejsi prema udaljenim centrima za upravljanje mrežom. Jedanice daljinske terminalne jedinice (RTU) i Centar za kontrolu mreže (NCC) zajedno čine Sistem nadzora, kontrole i prikupljanja podataka (SCADA), kako je prikazano na Slici 1.

Postoji nekoliko značajnih specifičnih funkcija sistema automatizacije podstacione:

• Kontrola promene napona (Kontrola promenljivog odvoda)

• Zaštita opreme za šine, linije, ishode, transformatore, generatore i drugu opremu.

• Implementacija automatskih zaključavanja i mehanizama prebacivanja aparature.

• Slanje podataka o nadzoru ka kontrolnom centru.

• Rešavanje grešaka sistema snabdijevanja strujom lokalno ili na daljinu.

• Uspostavljanje komunikacije sa drugim podstacionama (međusobno) i regionalnim centrima za upravljanje.

Na primer, mnoge funkcije u sistemu automatizacije podstacione (SAS) su koordinisane kako bi se automatski vratili na normalan rad nakon grešaka opreme ili kratkog spoja. Ove funkcije uključuju više uređaja, sa njihovim odgovornostima podeljenim između primarne opreme (poput prekidaca, transformatora, instrumentnih transformatora itd.) i sekundarne opreme (poput zaštitnih releja, spajajućih jedinica, pametnih elektronskih uređaja).

Slika 1 - Sistem automatizacije podstacione: Arhitektura klasičnih SCADA sistema

Stoga, vezivanje i spajanje žica između ovih uređaja i opreme postaje složeno, zahtevajući veliki napor i dugo vreme za održavanje, popravku, proširenje ili modifikaciju operacija. Poduzete su napore da se smanji količina vezivanja i spajanja žica implementiranjem serijalnih komunikacionih mreža na različitim nivoima hijerarhije podstacione. Ovi inicijativi doveli su do razvoja proprietarnih rešenja razvijenih od strane dobavljača opreme za podstacije.

Velike korporacije, uključujući nevladine organizacije kao što je Arhitektura komunikacije uticaja (UCA) sastavljena od dobavljača opreme za podstacije i korisnika usluga, aktivno rade na poboljšanju komunikacije u podstacionama. To rade učešćem u razvoju međunarodnih standarda kako bi se unapredile funkcionalne kompatibilnosti i predlaganjem arhitektura koje nude veću propusnost mreže. Cilj je da se poboljša pouzdanost komunikacije unutar podstaciona i između različitih podstaciona.

Hijerarhijska arhitektura automatizacije podstacione u SAS-u je kategorizovana na osnovu tehnoloških implementacija. Sistem automatizacije podstacione sastoji se od tri nivoa: nivo stanice, nivo baje i nivo procesa (kao što je prikazano na Slici 2). Ovi nivoi mogu biti iskorišćeni kako bi se postigli različiti funkcionalnosti. U pogledu tehničkih specifikacija, dimenzije sistema automatizacije podstacione (SAS) u podstacionama za prenos extra visokog naponskog toka će biti veće u poređenju sa onima u podstacionama za raspodelu visokog naponskog toka.

U modernim podstacionama, nivo baje je značajna karakteristika, iako tijekom ranih dana SAS-a, koncept nivoa baje nije bio prepoznat.

Obično, senzori merenjuju ekstremno velike magnituede struje i napona. Transformatori struje i napona (CTs/VTs) su korišćeni da pretvore velike količine struje i napona u standardizovane vrednosti, koje se zatim unosu u ulaze releja. Skalirane vrednosti obično odgovaraju 5A (1A u Evropi) za struju i 120 Volta za napon. U suštini, zaštitni releji ili moderni pametni elektronski uređaji implementiraju logiku zaštite.

Slika 2 - Struktura sistema automatizacije podstacione koja prikazuje nivo stanicu, baj i proces

Ovi uređaji detektuju i merenjuju nivoe struje i napona kako bi izračunali određene vrednosti koje se nadgledaju logikom zaštite, poput struje na dvema različitim stranama transformatora extra visokog (EHV)/visokog (HV) napona. Kada parametar premaši određenu vrednost (postavka uzimanja), logika zaštite će djelovati prema predefinisanoj sekvenci koraka ili programiranom algoritmu upravljanja. Obično, kada se pojavi problem, signal za isključivanje se šalje odgovarajućem prekidaču kako bi se izolovala linija ili šina.