Praktikal na gabay sa smart substation automation sa pamamahagi ng elektrikong enerhiya
Ang sistema ng awtomatikong substation (SAS), gaya ng ipinahiwatig ng pangalan nito, nakakamit ang kanyang katangian sa kanyang kakayahang palitan ang mga gawain na may awtomatikong pagpapagana sa halip na mga gawain ng manlalakbay. Ang mga awtomatikong operasyon ay naglalaro ng mahalagang papel upang matiyak ang ligtas at maasahang pagpapatakbo ng transmisyon at distribusyon ng elektrisidad. Ang mga tungkulin nito ay kasama, ngunit hindi limitado sa, pagbabantay, pagkolekta ng datos, proteksyon, kontrol, at komunikasyon sa layo.
Noong unang panahon, ang Mga Unit ng Terminal na Nakararami (RTUs) ay itinalaga bilang mga tagapamagitan lamang sa pagitan ng mga switchgear ng elektrisidad sa antas ng proseso sa mga substation at ang sistemang pangpamahalaan ng network ng mga utility para sa mga layunin ng pagsusuri sa malayo (tingnan ang Figure 1 sa ibaba).
Ang mga unit na ito ay may maraming mga input at output, na gumagamit bilang mga interface ng komunikasyon sa mga remote network control centers. Ang Mga Unit ng Terminal na Nakararami (RTUs) at ang Network Control Center (NCC) ay magkasama na bumubuo ng Supervisory Control and Data Acquisition System (SCADA), tulad ng ipinapakita sa Figure 1.
May ilang mga napapanahong partikular na tungkulin ng sistema ng awtomatikong substation:
Halimbawa, maraming mga tungkulin sa Sistema ng Awtomatikong Substation (SAS) ang pinagsasama-sama upang awtomatikong muling itayo mula sa mga pagkakamali ng aparato o mula sa mga pagkakamali ng short-circuit. Ang mga tungkulin na ito ay kinasasangkutan ng maraming aparato, na may kanilang mga responsibilidad na ibinabahagi sa pagitan ng mga pangunahing aparato (tulad ng mga circuit breakers, transformers, instrument transformers, atbp.) at secondary equipment (tulad ng mga protective relays, merging units, intelligent electronic devices).
Figure 1 - Ang Sistema ng Awtomatikong Substation: Arkitektura ng mga Klasikal na SCADA Systems
Dahil dito, ang mga koneksyon ng kable at wire sa pagitan ng mga aparato at kagamitan ay naging komplikado, na nangangailangan ng malaking pagsisikap at mahabang oras para sa pagmamanntento, pag-aayos, paglalawak, o pagbabago. Ang mga pagpupunyagi ay ginawa upang bawasan ang dami ng kable at wire sa pamamagitan ng pagpapatupad ng mga serial communication networks sa iba't ibang antas ng hierarkiya ng substation. Ang mga pagpupunyagi na ito ay nagresulta sa mga proprietary na solusyon na inihanda ng mga supplier ng kagamitan ng substation.
Ang mga malaking korporasyon, kasama ang mga non-profit groups tulad ng Utility Communication Architecture (UCA) na binubuo ng mga supplier ng kagamitan ng substation at mga user ng utility, ay aktibong nagsisikap upang mapabuti ang komunikasyon ng substation. Ginagawa nila ito sa pamamagitan ng pagpartisipate sa pagbuo ng mga pandaigdigang pamantayan upang mapabuti ang functional compatibility at sa pamamagitan ng pagpopropona ng mga arkitektura na nagbibigay ng mas mataas na bandwidth ng network. Ang layunin ay upang mapabuti ang reliabilidad ng komunikasyon sa loob ng mga substation at sa pagitan ng iba't ibang mga substation.
Ang hiyerarkikal na arkitektura ng awtomatikong substation sa SAS ay nakaklase batay sa mga teknolohikal na implementasyon. Ang sistema ng awtomatikong substation ay binubuo ng tatlong antas: ang antas ng estasyon, ang antas ng bay, at ang antas ng proseso (tulad ng ipinapakita sa Figure 2). Ang mga antas na ito ay maaaring gamitin upang makamit ang iba't ibang mga tungkulin. Sa termino ng mga teknikal na espesipikasyon, ang sukat ng sistema ng awtomatikong substation (SAS) sa extra high voltage transmission substations ay mas malaki kumpara sa mga high voltage distribution substations.
Sa mga modernong substation, ang antas ng bay ay isang karaniwang tampok, bagaman noong unang araw ng SAS, ang konsepto ng antas ng bay ay hindi pa kinikilala.
Karaniwan, ang mga sensor ay sumusukat ng napakalaking magnitud ng current at voltage. Ang mga current at voltage transformers (CTs/VTs) ay ginagamit upang i-convert ang malaking halaga ng current at voltage sa mga standard na halaga, na pagkatapos ay ipinasok sa mga input ng relay. Ang mga scaled values karaniwang tumutugon sa 5A (1A sa Europa) para sa current at 120 Volts para sa voltage. Sa esensya, ang mga protective relays o modernong intelligent electronic devices ay nagpapatupad ng protective logic.
Figure 2 - Ang istraktura ng Sistema ng Awtomatikong Substation na nagpapakita ng mga antas ng estasyon, bay, at proseso
Ang mga aparato na ito ay nagdedetekta at sumusukat ng electrical current at voltage levels upang kalkulahin ang ilang mga halaga na binabantayan ng protective logic, tulad ng electrical current sa dalawang iba't ibang bahagi ng Extra High Voltage (EHV)/High Voltage (HV) transformer. Kapag ang isang parameter ay lumampas sa isang tiyak na halaga (pickup setting), ang protective logic ay gagana ayon sa isang pre-defined sequence of steps o programmed control algorithm. Karaniwan, kapag may isyu, isinend ng isang trip signal sa kaukop na circuit breaker upang i-isolate ang isang linya o bus.
