Aplicació del Dispositiu d'Equip Electrònic (IED) de Control de Interruptors en Subestacions d'Alta Tensió
Resum de la gestió dels interruptors de alta tensió amb dispositius electrònics intel·ligents (IED)
Introducció
Els Dispositius Electrònics Intel·ligents (IED) han revolucionat el control i l'automatització dels interruptors de alta tensió (HV) en les subestacions. Integrant tecnologia digital avançada, els IED permeten la monitorització, gestió i control en temps real des d'un hub remot centralitzat, millorant l'eficiència, la fiabilitat i la seguretat dels sistemes elèctrics.
Instal·lació i integració
Un IED de control d'interruptor es pot instal·lar dins del quadre de l'interruptor al recinte o a la sala de relés/control. Cal tenir en compte que funcions com el Fallo de Interruptor (BF), el Recobriment Automàtic (AR) i la Supervisió de Circuit (CS) no s'integren normalment al IED de Control d'Interruptor, sinó que poden ser gestionades per relés protectors o altres dispositius separats.
Consolidació de senyals
En algunes aplicacions de subestacions, en lloc de tenir fils individuals de tripulació/obertura per a cada IED protector o de control connectat al mateix interruptor, un sol IED de control d'interruptor pot consolidar tots els senyals de tripulació o obertura de diversos IED. Aquest enfocament simplifica la cablagem i reduïx el nombre de connexions, fent el sistema més eficient i més fàcil de mantenir.
Monitorització i funcions auxiliars
El IED de control d'interruptor monitoritza continuament l'estat de l'interruptor, incloent:
Estat de posició: Obert, tancat o posicions intermèdies.
Nivells de pressió: Hidràulica, neumàtica o de gas, que són crítics per a la correcta operació.
Contactes auxiliars: Utilitzats per proporcionar informació d'estat a IED relacionats.
Addicionalment, el IED proporciona diverses funcions auxiliars:
Funció anti-bombament: Prevé que l'interruptor es tanqui fins que no s'hagi resolt la causa del fallo. Si existeix una funció anti-bombament en l'interruptor, la funció anti-bombament del IED s'ha de desactivar per evitar conflictes.
Supervisió de bobines d'interruptor: Monitoritza la salut de les bobines de tripulació i obertura per assegurar-se que funcionen correctament.
Supervisió de pressió: Alerta als operadors de condicions de baixa pressió i bloqueja ordres de tripulació/obertura si la pressió és insuficient.
Funcions principals d'un IED de control d'interruptor
Adquisició d'informació d'estat del commutador principal: El IED recopila dades sobre la posició i l'estat de l'interruptor.
Execució d'ordres de tripulació/obertura: El IED pot executar ordres de tripulació o obertura localment o remotament via SCADA, Unitats de Control de Baia o IED de protecció.
Tripulació i obertura segregades per fase: El IED pot tripular o obrir fases individuals (A, B, C) o realitzar operacions trifàsiques. No obstant això, no inclou lògica integrada per discrepàncies de pols.
Funció anti-bombament: Prevé que l'interruptor es tanqui repetidament durant una condició de fallo.
Supervisió de bobines d'interruptor: Assegura la integritat de les bobines de tripulació i obertura.
Supervisió de pressió: Monitoritza els nivells de pressió per assegurar una operació segura i prevenir accions perilloses.
Interacció de senyals en el IED d'interruptor
Quan ocorre un fallo en el sistema elèctric:
Els IED de protecció detecten el fallo i emeten una ordre de tripulació al IED de Control d'Interruptor. El IED de Control d'Interruptor llavors tripula l'interruptor corresponent utilitzant senyals cablejats (fase A, B, C o tripulació trifàsica). Després de la tripulació, el IED adquireix el nou estat de l'interruptor (per exemple, obert o tancat) i proporciona aquesta informació a IED relacionats via senyals cablejats. Informació d'estat addicional, com la baixa pressió, també es monitoritza i informa. El senyal de tripulació dels IED de protecció també s'utilitza per iniciar la funció de Recobriment Automàtic (AR), que intenta restablir l'energia després d'un fallo. L'ordre de tancament AR s'envia al IED de Control d'Interruptor via senyals cablejats. De manera similar, el senyal de tripulació pot iniciar la funció de Fallo de Interruptor (BF), i els senyals de re-tripulació també són cablejats al IED. Les ordres de control remotes (obertura/tancament) des de RTU/SCADA, sistemes locals d'automatització de subestacions o Unitats de Control de Baia també són cablejats al IED de control d'interruptor.
Comunicació amb IEC 61850 i GOOSE
En les subestacions modernes, el IED de Control d'Interruptor pot comunicar-se utilitzant el protocol IEC 61850, específicament a través de missatges GOOSE (Generic Object-Oriented Substation Event). Això permet una integració fluida amb altres dispositius intel·ligents a la subestació, reduint la necessitat de connexions cablejades i millorant la flexibilitat i fiabilitat del sistema.
La Figura 1 il·lustra una aplicació típica d'un IED de control d'interruptor utilitzant la comunicació GOOSE. En la pràctica, sovint s'implementen xarxes redundants (Xarxa A i Xarxa B) per assegurar una major fiabilitat.
Rol en l'automatització de subestacions
El IED de Control d'Interruptor actua com a interfície digital entre dispositius secundaris (com IED de protecció, sistemes SCADA i Unitats de Control de Baia) i l'equipament principal d'alta tensió (interruptors). Facilita la transició dels sistemes analògics tradicionals a subestacions totalment digitalitzades, habilitant característiques avançades com la monitorització en temps real, el control automatitzat i la millora de la gestió de fallos.
Altres funcions principals del IED de control d'interruptor:
En la Figura 2 es mostren les funcions i interaccions de senyals del IED de control d'interruptor:
Visió general completa del control d'interruptors de alta tensió amb dispositius electrònics intel·ligents (IED)
Introducció
Els Dispositius Electrònics Intel·ligents (IED) juguen un paper crucial en les subestacions modernes, permetent un control i monitorització avançats dels interruptors de alta tensió (HV). El Controlador d'Interruptor és un IED especialitzat que recopila informació dels interruptors i envia ordres de control a aquests, facilitant la gestió en temps real i l'automatització. Aquest dispositiu s'interficia amb els interruptors basats en senyals analògics tradicionals a través de contactes d'entrada/sortida cablejats, convertint els senyals elèctrics en dades digitals per a la comunicació via el protocol IEC 61850 i missatges GOOSE (Generic Object-Oriented Substation Event).
Funcions clau del Controlador d'Interruptor
Recopilació d'informació dels interruptors
Estat de posició: Obert, tancat o posicions intermèdies.
Estat de pressió de control: Nivells de pressió hidràulica, neumàtica o de gas.
Contactes auxiliars: Senyals d'estat addicionals com baixa pressió, condicions de fallo, etc.
Entrades cablejades: El Controlador d'Interruptor utilitza contactes d'entrada cablejats per recopilar diversa informació d'estat dels interruptors, incloent:
Conversió analògica-digital: El controlador converteix aquests senyals analògics en format digital, fent les dades compatibles amb els protocols de comunicació moderns.
Enviant ordres de control a l'interruptor
Sortides cablejades: El Controlador d'Interruptor utilitza contactes de sortida cablejats per enviar ordres de tripulació o obertura a l'interruptor. Aquestes ordres s'executen basant-se en instruccions rebudes de dispositius protectors, sistemes SCADA o unitats de control de baia.
Circuits segregats per fase: El controlador normalment proporciona circuits de tripulació i obertura segregats per fase, permetent el control independent de fases individuals (A, B, C) o operacions trifàsiques. Per a un interruptor trifàsic, normalment proporciona una bobina de tancament i dues bobines de tripulació.
Comunicació a través de missatges GOOSE
Publicació d'informació a dispositius de nivell de baia: Després de recopilar informació elèctrica dels interruptors, el Controlador d'Interruptor converteix aquestes dades en senyals digitals i les publica a IED de nivell de baia a través de la bus de procés utilitzant missatges GOOSE. Això permet que altres dispositius a la subestació accedeixin a actualitzacions d'estat en temps real.
Recepció de missatges GOOSE de dispositius de nivell de baia: Quan ocorre un fallo en el sistema elèctric o s'emiteix una ordre de control remot, els dispositius protectors o unitats de control de baia relacionats publiquen els missatges GOOSE corresponents (per exemple, ordre de tripulació, ordre de tancament). El Controlador d'Interruptor, actu
