Sähkökatkoslaitteen ohjaus IEE-Business -sovellus korkean jännitteen alitasoissa
Korkean jännitteen sulkuvalvontajärjestelmän yhteenveto älykkäillä sähköisillä laitteilla (IED)
Johdanto
Älykkäät sähköiset laitteet (IED) ovat vallankumottaneet korkean jännitteen (HV) sulkujen ohjaamisen ja automaation alihississä. Digitaaliteknologian integroimisen avulla IED:t mahdollistavat reaaliaikaisen valvonnan, hallinnon ja ohjauksen keskitetystä etäkeskuksesta, parantamalla sähköverkkojen tehokkuutta, luotettavuutta ja turvallisuutta.
Asennus ja integrointi
Sulkun ohjaus IED voidaan asentaa joko sulkuhyllyn sisään hissilaitoksessa tai suojavaihtovalvontahuoneessa. On tärkeää huomioida, että toiminnot kuten Sulku epäonnistuu (BF), Automatiikan uudelleenkytkentä (AR) ja Piirivalvonta (CS) eivät yleensä ole integroituna Sulkun ohjaus IED:iin, vaan ne voivat olla käsiteltävänä erillisillä suojarelayeilla tai muilla laitteilla.
Signaalien yhdistäminen
Joissakin alihissisovelluksissa, sen sijaan, että jokaisella suojavaihto- tai ohjaus IED:llä olisi omat kytkentä- tai sulkujoonsa samaan sulkuun, yksi sulkuohjaus IED voi yhdistää kaikki kytkentä- tai sulku-signaalit useista IED:eistä. Tämä lähestymistapa yksinkertaistaa johtamista ja vähentää yhteyksien määrää, mikä tekee järjestelmästä tehokkaampaa ja helpompaa ylläpitää.
Valvonta ja aputoiminnot
Sulkuohjaus IED valvoo jatkuvasti sulun tilaa, mukaan lukien:
Asema: Auki, kiinni tai välitila.
Paine: Hydraulinen, ilmapohjainen tai kaasupaine, jotka ovat kriittisiä oikean toiminnan kannalta.
Apuyhteydet: Käytetään tilatietojen tarjoamiseen liittyviin IED-eihin.
Lisäksi IED tarjoaa useita aputoimintoja:
Anti-pumping-toiminto: Estää sulun uudelleenkytkentämisen, kunnes ongelman aiheuttaja on käsitelty. Jos sulussa on oma anti-pump-toimintansa, IED:n anti-pump-toiminto pitäisi poistaa käytöstä väärinkäytösten välttämiseksi.
Sulun kytkentä- ja sulku-solenoidien valvonta: Valvoo kytkentä- ja sulku-solenoidien kunnon varmistamiseksi, että ne toimivat oikein.
Painevalvonta: Ilmoittaa operaattoreille alhaisista painetilanteista ja estää kytkentä- ja sulku-komentoja, jos paine on riittämätön.
Sulkuohjaus IED:n päärakenteet
Pääsulun tilatiedon kerääminen: IED kerää tietoa sulun asemasta ja tilasta.
Kytkentä- ja sulku-komentojen suorittaminen: IED voi suorittaa kytkentä- tai sulku-komentoja paikallisesti tai etäyhteyden kautta SCADA-, Bay Control Units- tai suojavaihto IED:ien kautta.
Faseerattu kytkentä ja sulku: IED voi itsenäisesti kytkentää tai sulkea yksittäisiä fasi (A, B, C) tai suorittaa kolmifaseisia operaatioita. Se ei kuitenkaan sisällä integroitua logiikkaa polven eroavuuden hallintaan.
Anti-Pumping-toiminto: Estää sulun useasti uudelleenkytkemisen virhetilanteessa.
Sulun kytkentä- ja sulku-solenoidien valvonta: Varmistaa kytkentä- ja sulku-solenoidien kunnon.
Painevalvonta: Valvoo painetasoja varmistaakseen turvallisen toiminnan ja estää epäturvallisia toimintoja.
Signaalien vuorovaikutus sulkuohjaus IED:ssä
Kun sähköverkon virhe tapahtuu:
Suojavaihto IED:t havaitsevat virheen ja lähettävät kytkentä-komennon Sulkuohjaus IED:lle.Sulkuohjaus IED kytkentää vastaavan sulun käyttämällä kytkettyjä signaaleja (Fase A, B, C tai kolmifaseinen kytkentä).Kytkentäjä jälkeen IED noutaa sulun uuden tilan (esimerkiksi auki tai kiinni) ja antaa tämän tiedon liittyville IED:eille käyttämällä kytkettyjä signaaleja.Lisäksi valvotaan ja raportoidaan lisätietoja, kuten alhainen paine.Suojavaihto IED:ltä saatu kytkentäsignaali käynnistää myös automaattisen uudelleenkytkentätoiminnon (AR), joka yrittää palauttaa sähkövirran virheen jälkeen. AR:n sulku-komento lähettetään Sulkuohjaus IED:lle käyttämällä kytkettyjä signaaleja. Samoin kytkentäsignaali voi käynnistää Sulku epäonnistuu (BF) -toiminnon, ja uudelleenkytkentäsignaalit ovat myös kytkettyjä IED:hen.Etäohjauskomennot (avaus/sulku) RTU/SCADA:sta, paikallisista alihissiautomaattijärjestelmistä tai Bay Control Unitseista ovat myös kytkettyjä sulkuohjaus IED:hen.
Viestintä IEC 61850- ja GOOSE-protokollan avulla
Modernissa alihisseissa Sulkuohjaus IED voi kommunikoida IEC 61850-protokollan avulla, erityisesti GOOSE (Generic Object-Oriented Substation Event) viestien kautta. Tämä mahdollistaa sen, että se voidaan integroida muiden älykkäiden laitteiden kanssa alihississa, vähentäen kytkettyjen yhteyksien tarvetta ja parantaen järjestelmän joustavuutta ja luotettavuutta.
Kuva 1 havainnollistaa typistä sulkuohjaus IED:n sovellusta GOOSE-viestinnän avulla. Käytännössä usein toteutetaan päällekkäisiä verkkoja (Verkko A ja Verkko B) varmistaakseen paremman luotettavuuden.
Rooli alihissen automaatiossa
Sulkuohjaus IED toimii digitaalisena rajapinnana sekundäärilaitteiden (kuten suojavaihto IED, SCADA-järjestelmät ja Bay Control Units) ja korkean jännitteen päälaite (sulut) välillä. Se mahdollistaa siirtymisen perinteisistä analogisista järjestelmistä täysin digitalisoituun alihissiin, mahdollistaen edistyneitä ominaisuuksia, kuten reaaliaikaisen valvonnan, automatisoidun ohjauksen ja parannetun virheen käsittelyn.
Muut sulkuohjaus IED:n päärakenteet:
Kuva 2 näyttää sulkuohjaus IED:n toiminnan ja signaalien vuorovaikutuksen:
Yhteenveto korkean jännitteen sulkuvalvontajärjestelmästä älykkäillä sähköisillä laitteilla (IED)
Johdanto
Älykkäät sähköiset laitteet (IED) ovat keskeisiä nykyaikaisissa alihisseissa, mahdollistaen korkean jännitteen (HV) sulkujen edistyneen ohjaamisen ja valvonnan. Sulkuohjaus on erikoistunut IED, joka kerää tietoa sulkuista ja lähettää ohjauskomentoja niille, mahdollistaen reaaliaikaisen hallinnon ja automaation. Tämä laite rajapinnaksi perinteisille analogisille signaalipohjaisille sulkuille käyttämällä kytkettyjä syöte/tuloste-yhteyksiä, muuntaen sähköisiä signaaleja digitaaliseksi tiedoksi kommunikaatiota varten IEC 61850-protokollan ja GOOSE (Generic Object-Oriented Substation Event) viestien kautta.
Sulkuohjaus IED:n päärakenteet
Tiedonkeruu sulkuista
Asema: Auki, kiinni tai välitila.
Ohjauspaine: Hydraulinen, ilmapohjainen tai kaasupaine.
Apuyhteydet: Lisätietoja, kuten alhainen paine, virhetilat jne.
Kytketyt syötteet: Sulkuohjaus IED käyttää kytkettyjä syöteyhteyksiä keräämään erilaisia tilatietoja sulkuista, mukaan lukien:
Analoginen-digitaalinen muuntaminen: Ohjausmuunnin muuttaa nämä analogiset signaalit digitaaliseksi muodoksi, tehdäkseen tiedot yhteensopivaksi modernin kommunikaatioprotokollan kanssa.
Ohjauskomentojen lähettäminen sulkuille
Kytketyt tulosteet: Sulkuohjaus IED käyttää kytkettyjä tulosteyhteyksiä lähettämään kytkentä- tai sulku-komentoja sulkuille. Nämä komennot suoritetaan perusteella, jonka ohjauslaitteet, SCADA-järjestelmät tai bay control units antavat.
Faseerattu kytkentä: Ohjausmuunnin tarjoaa yleensä faseeratut kytkentä- ja sulku-piirit, mahdollistaen yksittäisten fasien (A, B, C) tai kolmifaseisten operaatioiden itsenäisen ohjaamisen. Kolmifaseiselle sululle se yleensä tarjoaa yhden sulukuilun ja kaksi kytkentäkuilua.
Viestintä GOOSE-viestien avulla
Tiedon jakelu bay-tason laitteille: Kun sulkuohjaus IED on kerännyt sähköistä tietoa sulkuista, se muuntaa tämän tiedon digitaaliseksi signaaliksi ja jakaa sen bay-tason IED:ille prosessibusin kautta käyttämällä GOOSE-viestejä. Tämä mahdollistaa muiden alihissin laitteiden pääsyn reaaliaikaiseen tilapäivitykseen.
GOOSE-viestien vastaanotto bay-tason laitteilta: Kun sähköverkossa tapahtuu virhe tai annetaan etäohjauskomento, liittyvät suojavaihto- tai bay control unit-laite julkaisevat vastaavat GOOSE-viestit (esim. kytkentä-komento, sulku-komento). Sulkuohjaus IED, joka toimii tilaajana, vastaanottaa nämä viestit ja suorittaa asianmukaiset toimet, kuten sulun kytkentä- tai sulku-komennon suorittaminen käyttämällä kytkettyjä tulosteyhteyksiä.
Toistuva kytkentä estäminen (anti-pump-toiminto)
Toistuvan kytkentän estäminen: Jos sulku kytketään manuaalisesti tai automaattisesti pysyvälle virheelle ja kytkentäsignaali säilyy, sulku voi yrittää kytkentää useita kertoja jokaista kytkentää jälkeen. Estääkseen tämän, sulkuohjaus IED sisältää anti-pump-toiminnon, joka varmistaa, että sulku kytketään vain kerran ja estää lisäkytkentäyritykset, kunnes kytkentäpiiri irrotetaan operaattorin toimesta.
Konfigurointi: Jos sulussa on oma anti-pump-piiri, sulkuohjaus IED:n anti-pump-toiminto pitäisi poistaa käytöstä väärinkäytösten välttämiseksi.
Sulun kuilujen valvonta
Sulukuilun valvonta: Sulkuohjaus IED voi valvoa sulukuilun tilaa apurelayjen avulla. Tämä saavutetaan yhdistämällä terminaali voimasuoran negatiiviseen nappeeseen sarjassa sulun normaalisti suljetun apuyhteyden (52b) kanssa. Jos terminaali yhdistetään myös sulukuiluun (CC), apurelayt voivat valvoa sulukuilun kuntoa.
Kytkentäkuilun valvonta: Samoin ohjausmuunnin voi valvoa kytkentäkuilun tilaa apurelayjen avulla. Tämä tehdään yhdistämällä terminaali voimasuoran negatiiviseen nappeeseen sarjassa sulun normaalisti avoimen apuyhteyden (52a) kanssa. Jos terminaali yhdistetään myös kytkentäkuiluun (TC), apurelayt voivat valvoa kytkentäkuilun kuntoa.
Painevalvonta ja esto
Kriittinen painevalvonta: Paine sulkuissa on olennainen niiden oikean toiminnan kannalta. Epänormaali paine voi johtaa toimintahäiriöihin, elinkaaren lyhyttymiseen tai jopa vahingoihin sulkuun. Siksi sulkuohjaus IED valvoo kaikenlaisia painesignaaleja (esim. hydraulinen, ilmapohjainen, kaasupaine) liittyvissä sulkuissa.
Painesto-toiminnot: Kun kytkentä- tai sulku-komento saadaan, ohjausmuunnin toteuttaa painesto-toiminnot, estääkseen epäturvallisia toimintoja. Jos paine on alle turvallisen kynnyksen, ohjausmuunnin esto suorittaa komentoa suojatakseen sulun. Nämä esto-toiminnot varmistavat, että sulku toimii vain turvallisissa olosuhteissa.
Faseerattu kytkentä- ja sulku-piirit
Sulkuohjaus IED tarjoaa yleensä faseeratut kytkentä- ja sulku-piirit, mahdollistaen yksittäisten fasien itsenäisen ohjaamisen. Kolmifaseiselle sululle ohjausmuunnin sisältää yleensä:
Yksi sulukuilu: Käytetään kaikkien kolmen fasin samanaikaiseen sulkuun.
Kaksi kytkentäkuilua: Yksi yksifaseiseen kytkentään ja toinen kolmifaseiseen kytkentään. Tämä suunnitelma mahdollistaa joustavan ja tarkkanäköisen sulun ohjaamisen, riippuen sähköverkon erityistarpeista.
Yhteenveto
Sulkuohjaus IED on keskeinen komponentti nykyaikaisissa alihisseissa, toimien silta-alustana perinteisten analogisten sulkujen ja digitaalisen kommunikaati
