Prekidna Klopka za Upravljanje IED Aplikacija u Podstajicama Visokog Napona
Sažetak upravljanja visokonaponskim prekidačem pomoću inteligentnih elektronskih uređaja (IED)
Uvod
Inteligentni elektronski uređaji (IED) revolucionirali su upravljanje i automatizaciju visokonaponskih (HV) prekidača u podstanicama. Integrisanjem napredne digitalne tehnologije, IED-ovi omogućavaju stvarno-vremensko nadziranje, upravljanje i kontrolu iz centraliziranog udaljenog centra, unapređujući efikasnost, pouzdanost i sigurnost sistema snage.
Instalacija i integracija
Kontrolni IED za prekidač može biti instaliran unutar škrafičnog ormara u škrafinju ili u sobi reléa/kontrole. Važno je napomenuti da funkcije poput Neuspjeha prekidača (BF), Automatskog ponovnog zatvaranja (AR) i Nadzora kruga (CS) obično nisu integrisane u Kontrolni IED za prekidač, već se mogu obraditi odvojeno putem zaštitnih reléa ili drugih uređaja.
Konsolidacija signala
U nekim aplikacijama podstaniča, umjesto individualnih žica za trip/zatvaranje za svaki zaštitni ili kontrolni IED povezan na isti prekidač, jedan kontrolni IED za prekidač može konsolidirati sve signale za trip ili zatvaranje sa više IED-ova. Ovaj pristup pojednostavljuje vezivanje i smanjuje broj spojeva, čime sistem postaje efikasniji i lakši za održavanje.
Nadzor i pomoćne funkcije
Kontrolni IED za prekidač kontinuirano nadgleda status prekidača, uključujući:
Status položaja: otvoreno, zatvoreno ili među-polozaj.
Razina pritiska: hidraulički, pneumaticki ili plinski pritisak, koji su ključni za ispravnu operaciju.
Pomoćni kontakti: koriste se za pružanje informacija o statusu poveznim IED-ovima.
Dodatno, IED pruža nekoliko pomoćnih funkcija:
Funkcija protiv pumpiranja: sprečava prekidač da se ponovo zatvori dok nije riješen uzrok neuspjeha. Ako postoji funkcija protiv pumpiranja u samom prekidaču, funkcija protiv pumpiranja u IED-u treba biti onemogućena kako bi se spriječile konfliktnosti.
Nadzor nad cijevima prekidača: nadgleda zdravlje cijevi za trip i zatvaranje kako bi se osiguralo da ispravno funkcioniraju.
Nadzor pritiska: upozorava operatore na niske razine pritiska i blokira komande za trip/zatvaranje ako pritisak nije dovoljan.
Glavne funkcije kontrolnog IED-a za prekidač
Skupljanje informacija o primarnom stanju prekidača: IED prikuplja podatke o položaju i statusu prekidača.
Izvršenje komandi za trip/zatvaranje: IED može lokalno ili udaljeno izvršiti komande za trip ili zatvaranje putem SCADA, Jediničnih kontrolnih jedinica ili zaštitnih IED-ova.
Trip/zatvaranje po fazama: IED može nezavisno tripovati ili zatvarati pojedinačne faze (A, B, C) ili vršiti trofazne operacije. Međutim, ne uključuje integrisanu logiku za neusklađenost polova.
Funkcija protiv pumpiranja: sprečava prekidač da se više puta zatvori tokom uslova greške.
Nadzor nad cijevima prekidača: osigurava integritet cijevi za trip i zatvaranje.
Nadzor pritiska: nadgleda razine pritiska kako bi se osigurala sigurna operacija i sprečili nesigurni radovi.
Interakcija signala u IED-u za prekidač
Kada dođe do greške u sistemu snage:
Zaštitni IED-ovi otkrivaju grešku i šalju komandu za trip kontrolnom IED-u za prekidač.Kontrolni IED za prekidač tada tripuje odgovarajući prekidač koristeći hardverne signale (faza A, B, C ili trofazni trip).Nakon tripanja, IED prikuplja novi status prekidača (npr. otvoreno ili zatvoreno) i pruža tu informaciju relevantnim IED-ovima putem hardvernih signala.Dodatne informacije o statusu, kao što je niski pritisak, takođe se nadgledaju i izveštavaju.Signal za trip sa zaštitnih IED-ova takođe se koristi za pokretanje funkcije automatskog ponovnog zatvaranja (AR), koja pokušava vratiti snagu nakon greške. Komanda za zatvaranje AR se šalje kontrolnom IED-u za prekidač putem hardvernih signala. Slično tome, signal za trip može pokrenuti funkciju neuspjeha prekidača (BF), a signali za re-trip takođe su hardverski vezani na IED.Udaljene komande za otvaranje/zatvaranje sa RTU/SCADA, lokalnih sistema automatizacije podstaniča ili Jediničnih kontrolnih jedinica takođe su hardverski vezane na kontrolni IED za prekidač.
Komunikacija sa IEC 61850 i GOOSE
U modernim podstanicama, kontrolni IED za prekidač može komunicirati koristeći protokol IEC 61850, posebno putem poruka GOOSE (Generic Object-Oriented Substation Event). To omogućava besprekornu integraciju sa drugim inteligentnim uređajima u podstaniču, smanjujući potrebu za hardvernim vezanjima i poboljšavajući fleksibilnost i pouzdanost sistema.
Slika 1 ilustruje tipičnu primenu kontrolnog IED-a za prekidač koristeći komunikaciju GOOSE. U praksi, često se implementiraju redundantni mrežni sustavi (Mreža A i Mreža B) kako bi se osigurala veća pouzdanost.
Uloga u automatizaciji podstaniča
Kontrolni IED za prekidač djeluje kao digitalni interfejs između sekundarnih uređaja (poput zaštitnih IED-ova, SCADA sistema i Jediničnih kontrolnih jedinica) i visokonaponske primarne opreme (prekidača). Omogućava prelaz sa tradicionalnih analognih sistema na potpuno digitalizovane podstaniče, omogućavajući napredne funkcije poput stvarno-vremenskog nadzora, automatiziranog upravljanja i poboljšanog rukovanja greškama.
Druge glavne funkcije kontrolnog IED-a za prekidač:
Na slici 2 prikazana su funkcionalna interakcija i signali kontrolnog IED-a za prekidač:
Kompletni pregled upravljanja visokonaponskim prekidačem pomoću inteligentnih elektronskih uređaja (IED)
Uvod
Inteligentni elektronski uređaji (IED) igraju ključnu ulogu u modernim podstanicama omogućavajući napredno upravljanje i nadzor visokonaponskih (HV) prekidača. Kontroler prekidača je specijalizirani IED koji prikuplja informacije sa prekidača i šalje im komande za upravljanje, omogućavajući stvarno-vremensko upravljanje i automatizaciju. Ovaj uređaj komunicira sa tradicionalnim analognim signalima prekidača putem hardvernih ulaznih/izlaznih kontakata, pretvarajući električne signale u digitalne podatke za komunikaciju putem protokola IEC 61850 i GOOSE (Generic Object-Oriented Substation Event) poruka.
Ključne funkcije kontrolera prekidača
Prikupljanje informacija sa prekidača
Status položaja: otvoreno, zatvoreno ili među-polozaj.
Status kontrolnog pritiska: hidraulički, pneumaticki ili plinski pritisak.
Pomoćni kontakti: dodatni signali o statusu, kao što su niski pritisak, uslovi greške itd.
Hardverne ulazne linije: Kontroler prekidača koristi hardverne ulazne kontakte za prikupljanje različitih informacija o statusu prekidača, uključujući:
Analogno-digitalna konverzija: kontroler pretvara ove analogne signale u digitalni format, čime podaci postaju kompatibilni sa modernim komunikacionim protokolima.
Slanje komandi za upravljanje prekidača
Hardverne izlazne linije: Kontroler prekidača koristi hardverne izlazne kontakte za slanje komandi za trip ili zatvaranje prekidača. Ove komande se izvršavaju na osnovu instrukcija koje stizu sa zaštitnih uređaja, SCADA sistema ili jediničnih kontrolnih jedinica.
Fazno segregirane šeme: Kontroler obično pruža fazno segregirane šeme za trip i zatvaranje, omogućavajući nezavisno upravljanje pojedinačnim fazama (A, B, C) ili trofazne operacije. Za trofazni prekidač, obično pruža jednu cijev za zatvaranje i dvije cijevi za trip.
Komunikacija putem GOOSE poruka
Objavljivanje informacija jedinicama na nivou baje: Nakon prikupljanja električnih informacija sa prekidača, kontroler prekidača pretvara ove podatke u digitalne signale i objavljuje ih jedinicama na nivou baje putem procesne mreže koristeći GOOSE poruke. To omogućava drugim uređajima u podstaniču da pristupe stvarno-vremenskim informacijama o statusu.
Primanje GOOSE poruka od jedinica na nivou baje: Kada dođe do greške u sistemu snage ili kada se izda udaljena komanda za upravljanje, povezani zaštitni uređaji ili jedinične kontrolne jedinice objavljuju odgovarajuće GOOSE poruke (npr. komanda za trip, komanda za zatvaranje). Kontroler prekidača, kao pretplatnik, prima ove poruke i poduzima odgovarajuće akcije, kao što su trip ili zatvaranje prekidača putem svojih hardvernih izlaznih kontakata.
Prevencija ponovnog tripanja (funkcija protiv pumpiranja)
Sprečavanje ponovnog tripanja: Ako prekidač ručno ili automatski zatvori na trajnu grešku i ako signal za zatvaranje ostane aktiviran, prekidač može pokušati više puta zatvoriti nakon svakog tripa. Da bi se to spriječilo, kontroler prekidača uključuje funkciju protiv pumpiranja koja osigurava da prekidač tripne samo jednom i sprečava daljnje zatvaranje dok operator ne deenergizuje circuit za zatvaranje.
Razmatranje konfiguracije: Ako prekidač ima sopstvenu funkciju protiv pumpiranja, funkcija protiv pumpiranja u kontroleru prekidača treba biti isključena kako bi se spriječile konfliktnosti.
Nadzor nad cijevima prekidača
Nadzor nad cijevi za zatvaranje: Kontroler prekidača može nadgledati status cijevi za zatvaranje koristeći pomoćna reléa. To se postiže vezivanjem terminala na negativni pol izvora struje u seriju sa normalno zatvorenim pomoćnim kontaktom (52b) prekidača. Ako je terminal takođe vezan za cijev za zatvaranje (CC), pomoćna reléa mogu pružiti nadzor nad zdravljem cijevi za zatvaranje.
Nadzor nad cijevi za trip: Slično tome, kontroler može nadgledati status cijevi za trip koristeći pomoćna reléa. To se postiže vezivanjem terminala na negativni pol izvora struje u seriju sa normalno otvorenim pomoćnim kontaktom (52a) prekidača. Ako je terminal takođe vezan za cijev za trip (TC), pomoćna reléa mogu nadgledati stanje cijevi za trip.
Nadzor pritiska i blokiranje
Ključni nadzor pritiska: Pritisak u prekidačima je ključan za njihovu ispravnu operaciju. Anormalni nivoi pritiska mogu dovesti do neispravnosti, skraćenog vijeka trajanja ili čak oštećenja prekidača. Stoga kontroler prekidača nadgleda sve vrste signala pritiska (npr. hidraulički, pneumaticki, plinski) u poveznim prekidačima.
Funkcije blokiranja pritiska: Kada se primi komanda za trip ili zatvaranje, kontroler implementira funkcije blokiranja pritiska kako bi sprečio nesigurne operacije. Ako je pritisak ispod sigurnog praga, kontroler će blokirati izvršenje komande kako bi zaštitio prekidač. Ove funkcije blokiranja osiguravaju da prekidač radi samo pod sigurnim uslovima.
Fazno segregirane šeme za trip i zatvaranje
Kontroler prekidača obično pruža fazno segregirane šeme za trip i zatvaranje, omogućavajući nezavisno upravljanje svake faze. Za trofazni prekidač, kontroler obično uključuje:
Jednu cijev za zatvaranje: koristi se za istovremeno zatvaranje svih tri faze.
Dvije cijevi za trip: jedna za jednofazni trip i druga za trofazni trip. Ovaj dizajn omogućava fleksibilno i precizno upravljanje prekidačem, u skladu sa specifičnim zahtevima sistema snage.
Zaključak
Kontroler prekidača je ključni komponent u modernim podstanicama, mosteći propast između tradicionalnih analognih prekidača i digitalnih komunikacionih sistema. Integrirajući napredne funkcije poput komunikacije GOOSE porukama, funkcije protiv pumpiranja i nadzora cijevi, kontroler unapređuje pouzdanost, sigurnost i efikasnost operacija visokonaponskih prekidača. Njegova sposobnost da prikuplja stvarno-vremenske podatke i izvršava komande za upravljanje osigurava da podstaniči mogu raditi gladko, čak i u složenim i dinamičnim okruženjima sistema snage.
