Preklopni stikala v napajalnikih IED-Business za uporabo v visokonapetostnih preobrazovalnah
Povzetek nadzora visokonapetostnih preklopnikov s pametnimi elektronskimi napravami (IED)
Uvod
Pametne elektronske naprave (IED) so revolucionirale nadzor in avtomatizacijo visokonapetostnih (HV) preklopnikov v podstanicah. S povezovanjem napredne digitalne tehnologije omogočajo IED-i časovno sprotno spremljanje, upravljanje in nadzor iz centraliziranega oddaljenega središča, kar povečuje učinkovitost, zanesljivost in varnost sistema za oskrbo s strujom.
Namestitev in integracija
Naprava za nadzor preklopnika IED se lahko namesti bu v ohišju preklopnika na odvodni postaji ali v sobi za releje/nadzor. Pomembno je opozoriti, da funkcije, kot so Neuspeh preklopnika (BF), Samodejni ponovni vklop (AR) in Nadzor kruga (CS), običajno niso vključene v IED za nadzor preklopnika, temveč jih obravnava posebna zaščitna relja ali druge naprave.
Konsolidacija signalov
V nekaterih aplikacijah podstanic, namesto, da bi imeli posamezne vodove za vzpodbudo/vklop za vsako zaščitno ali nadzorno IED, povezano z istim preklopnikom, lahko ena IED za nadzor preklopnika konsolidira vse signale za vzpodbudo ali vklop od več IED-jev. Ta pristop poenostavi priključevanje in zmanjša število povezav, kar sistem naredi bolj učinkovit in lažje vzdržljiv.
Spremljanje in pomožne funkcije
IED za nadzor preklopnika neprekinjeno spremlja stanje preklopnika, vključno z:
Stanje položaja: Odprt, zaprt ali medben položaj.
Raven tlaka: Hidravlični, pnevmatski ali plinski tlak, ki je ključen za pravilno delovanje.
Pomožni kontakti: Uporabljajo se za zagotavljanje informacij o stanju sorodnim IED-om.
Dodatno pa IED zagotavlja tudi več pomožnih funkcij:
Funkcija za preprečevanje ponavljajočega se vklopa: Preprečuje, da bi preklopnik bil znova vklopljen, dokler ni odpravljena vzroča nezadostnosti. Če obstaja funkcija za preprečevanje ponavljajočega se vklopa v samem preklopniku, mora biti funkcija za preprečevanje ponavljajočega se vklopa v IED-ju onemogočena, da se preprečijo konflikti.
Nadzor črkov preklopnika: Spremlja zdravje črkov za vzpodbudo in vklop, da zagotovi, da delujeta pravilno.
Nadzor tlaka: Opominja operaterje na nize ravni tlaka in blokira ukaze za vzpodbudo/vklop, če je tlak nedosten.
Glavne funkcije IED-ja za nadzor preklopnika
Zbiranje podatkov o stanju glavnega preklopnika: IED zbirata podatke o položaju in stanju preklopnika.
Izvajanje ukazov za vzpodbudo/vklop: IED lahko lokalno ali oddaljeno preko SCADA, enota za nadzor baje ali zaščitne IED-je izvaja ukaze za vzpodbudo ali vklop.
Neodvisno vzpodbujanje in vklop posameznih faz (A, B, C) ali tri-fazne operacije: Vendar ne vključuje integriranega logike za diskrepancijo polov.
Funkcija za preprečevanje ponavljajočega se vklopa: Preprečuje, da bi preklopnik bil večkrat vklopljen med stanjem odpovedi.
Nadzor črkov preklopnika: Zagotavlja integriteto črkov za vzpodbudo in vklop.
Nadzor tlaka: Spremlja raven tlaka, da zagotovi varno delovanje in preprečuje nevarne dejanja.
Interakcija signalov v IED-ju za preklopnik
Ko pride do odpovedi v sistemu za oskrbo s strujom:
Zaščitne IED-je zaznamejo odpoved in izdajo ukaz za vzpodbudo IED-ju za nadzor preklopnika.IED za nadzor preklopnika potem vzpodbuja ustrezni preklopnik z uporabo žice (faza A, B, C ali tri-fazna vzpodbuda).Po vzpodbudi IED pridobi novo stanje preklopnika (npr. odprt ali zaprt) in to informacijo zagotovi sorodnim IED-om preko žice.Dodatne informacije o stanju, kot je nizek tlak, so tudi spremljane in poročane.Signal za vzpodbudo od zaščitnih IED-jev se uporablja tudi za zagon funkcije Samodejnega ponovnega vklopa (AR), ki poskuša obnoviti struja po odpovedi. Ukaz za ponovni vklop AR je poslan IED-ju za nadzor preklopnika preko žice. Podobno lahko signal za vzpodbudo zagnane funkciji Neuspeha preklopnika (BF) in ponovni signal za vzpodbudo je tudi žično poslan IED-ju.Oddaljeni ukazi za odpiranje/zapiranje od RTU/SCADA, lokalnih sistemov za avtomatizacijo podstanice ali enot za nadzor baje so tudi žično poslani IED-ju za nadzor preklopnika.
Komunikacija s protokolom IEC 61850 in GOOSE
V modernih podstanicah lahko IED za nadzor preklopnika komunicira z uporabo protokola IEC 61850, špecifično preko sporočil GOOSE (Generic Object-Oriented Substation Event). To omogoča brezhibno integracijo z drugimi pametnimi napravami v podstanici, zmanjša potrebo po žičnih povezavah in izboljša fleksibilnost in zanesljivost sistema.
Slika 1 prikazuje tipično uporabo IED-ja za nadzor preklopnika z uporabo komunikacije GOOSE. V praksi se pogosto implementirata redundantna omrežja (Omrežje A in Omrežje B) za zagotavljanje višje zanesljivosti.
Vloga v avtomatizaciji podstanic
IED za nadzor preklopnika deluje kot digitalni vmesnik med sekundarnimi napravami (kot so zaščitne IED-je, sistemi SCADA in enote za nadzor baje) in visokonapetostno primarno opremo (preklopniki). Omogoča prehod od tradicionalnih analognih sistemov do popolnoma digitaliziranih podstanic, ki omogočajo napredne funkcije, kot je časovno sprotno spremljanje, avtomatiziran nadzor in izboljšano obvladovanje odpovedi.
Druge glavne funkcije IED-ja za nadzor preklopnika:
Na sliki 2 so prikazane funkcionalne in signalne interakcije IED-ja za nadzor preklopnika:
Povzetek nadzora visokonapetostnih preklopnikov s pametnimi elektronskimi napravami (IED)
Uvod
Pametne elektronske naprave (IED) igrajo ključno vlogo v modernih podstanicah, saj omogočajo napreden nadzor in spremljanje visokonapetostnih (HV) preklopnikov. Kontroler preklopnika je specializiran IED, ki zbirata informacije od preklopnikov in jim pošilja ukaze za nadzor, kar omogoča časovno sprotno upravljanje in avtomatizacijo. Ta naprava se povezuje z tradicionalnimi analognimi signalnimi preklopniki preko žičnih vhodno/izhodnih kontaktov, pretvarja električne signale v digitalne podatke za komunikacijo preko protokola IEC 61850 in sporočil GOOSE (Generic Object-Oriented Substation Event).
Ključne funkcije kontrolera preklopnika
Zbiranje informacij od preklopnikov
Stanje položaja: Odprt, zaprt ali medben položaj.
Stanje kontroldnega tlaka: Hidravlični, pnevmatski ali plinski tlak.
Pomožni kontakti: Dodatni signali o stanju, kot so nizek tlak, stanje odpovedi itd.
Žični vhodi: Kontroler preklopnika uporablja žične vhodne kontakte za zbiranje različnih informacij o stanju preklopnikov, vključno z:
Analogno-digitalno pretvorbo: Kontroler pretvori te analogni signale v digitalni format, kar podatke naredi združljive z modernimi komunikacijskimi protokoli.
Pošiljanje ukazov za nadzor preklopnikom
Žični izhodi: Kontroler preklopnika uporablja žične izhodne kontakte za pošiljanje ukazov za vzpodbudo ali vklop preklopnikom. Ti ukazi se izvajajo glede na navodila, ki jih prejme od zaščitnih naprav, sistemov SCADA ali enot za nadzor baje.
Faze ločene cirkvite: Kontroler običajno zagotavlja faze ločene cirkvite za vzpodbudo in vklop, kar omogoča neodvisen nadzor posameznih faz (A, B, C) ali tri-fazne operacije. Za tri-fazni preklopnik običajno zagotavlja en črk za vklop in dva črka za vzpodbudo.
Komunikacija preko sporočil GOOSE
Objavljanje informacij napravam na ravni baje: Po zbiranju električnih informacij od preklopnikov pretvori kontroler te podatke v digitalne signale in jih objavlja napravam na ravni baje preko procesne busne povezave z uporabo sporočil GOOSE. To omogoča drugim napravam v podstanici dostop do časovno sprotnih posodobitev o stanju.
Prejemanje sporočil GOOSE od naprav na ravni baje: Ko pride do odpovedi v sistemu za oskrbo s strujom ali je izdan oddaljeni ukaz, sorodne zaščitne naprave ali enote za nadzor baje objavijo ustrezna sporočila GOOSE (npr. ukaz za vzpodbudo, ukaz za vklop). Kontroler preklopnika, ki deluje kot prejemnik, prejme ta sporočila in sprejme ustrezne ukrepe, kot so vzpodbujanje ali vklop preklopnika preko njegovih žičnih izhodnih kontaktov.
Preprečevanje ponavljajočega se vzpodbujanja (funkcija za preprečevanje ponavljajočega se vklopa)
Preprečevanje ponavljajočega se vzpodbujanja: Če je preklopnik ročno ali avtomatsko vklopljen na trajno odpoved in signal za vklop ostane prisoten, preklopnik lahko poskuša večkrat vklopiti po vsaki vzpodbudi. Za preprečevanje tega vključuje kontroler preklopnika funkcijo za preprečevanje ponavljajočega se vklopa, ki zagotavlja, da preklopnik vzpodbudi le enkrat in prepreči nadaljnji vklop, dokler operator ne odenergizira kruga za vklop.
Razmislite o konfiguraciji: Če ima preklopnik sam svoj krug za preprečevanje ponavljajočega se vklopa, mora biti funkcija za preprečevanje ponavljajočega se vklopa v kontrolerju preklopnika onemogočena, da se preprečijo konflikti.
Nadzor črk preklopnika
Nadzor črka za vklop: Kontroler preklopnika lahko spremlja stanje črka za vklop z uporabo pomožnih relej. To doseže z povezavo terminala z negativnim polom napajalskega napetosti v vrsto s normalno zaprtim pomožnim kontaktom (52b) preklopnika. Če je terminal tudi povezan z črkom za vklop (CC), lahko pomožni releji zagotovijo nadzor nad zdravjem črka za vklop.
Nadzor črka za vzpodbudo: Podobno lahko kontroler spremlja stanje črka za vzpodbudo z uporabo pomožnih relej. To doseže z povezavo terminala z negativnim polom napajalskega napetosti v vrsto s normalno odprtima pomožnima kontaktoma (52a) preklopnika. Če je terminal tudi povezan z črkom za vzpodbudo (TC), lahko pomožni releji spremljajo stanje črka za vzpodbudo.
Nadzor tlaka in blokiranje
Kritičen nadzor tlaka: Tlak v preklopnikih je ključen za njihovo pravilno delovanje. Nenormalne razine tlaka lahko povzročijo nezadostnosti, zmanjšanje življenjske dobe ali celo poškodbo preklopnikov. Zato kontroler preklopnika spremlja vse vrste signalov o tlaku (npr. hidravlični, pnevmatski, plinski) v sorodnih preklopnikih.
Funkcije za blokiranje tlaka: Ko prejme ukaz za vzpodbudo ali vklop, implementira kontroler funkcije za blokiranje tlaka, da prepreči nevarne operacije. Če je tlak pod varno prag, bo kontroler blokirala izvedbo ukaza, da zaščiti preklopnik. Te funkcije za blokiranje zagotavljajo, da preklopnik deluje le pod varnimi pogoji.
Faze ločene cirkvite za vzpodbujanje in vklop
Kontroler preklopnika običajno zagotavlja faze ločene cirkvite za vzpodbujanje in vklop, kar omogoča neodvisen nadzor vsake faze. Za tri-fazni preklopnik običajno vključuje:
En črk za vklop: Uporablja se za hkratni vklop vseh treh faz.
Dva črka za vzpodbudo: Eden za vzpodbujanje ene faze in drug za vzpodbujanje treh faz. Ta dizajn omogoča prilagodljiv in natančen nadzor preklopnika glede na specifične zahteve sistema za oskrbo s strujom.
Zaključek
Kontroler preklopnika je ključna komponenta v modernih podstanicah, ki mosti vrzel med tradicionalnimi analognimi preklopniki in digitalnimi komunikacijskimi sistemi. S povezovanjem naprednih funkcij, kot so komunikacija s sporočili GOOSE, funkcija za preprečevanje ponavljajočega se vklopa in nadzor črk, kontroler poveča zanesljivost, varnost in učinkovitost operacij visokonapetostnih preklopnikov. Njegova sposobnost zbiranja časovno sprotnih podatkov in izvajanja ukazov za nadzor zagotavlja, da podstanice lahko delujejo gladko, tudi v kompleksnih in dinamičnih okoljih oskrbe s strujom.
