Yüksek Gerilimli Tesislerde Devre Kesici Kontrol IED-Business Uygulaması
Yüksek Gerilimli Anahtar Kontrolü ile Akıllı Elektronik Cihazların (IED) Özeti
Giriş
Akıllı Elektronik Cihazlar (IEDs), alt merkezlerde yüksek gerilimli (HV) anahtarların kontrol ve otomasyonunu devrim niteliğinde değiştirdi. Gelişmiş dijital teknolojiyi entegre ederek, IED'ler merkezi uzak bir hub'dan gerçek zamanlı izleme, yönetim ve kontrol sağlayarak, güç sistemlerinin verimliliğini, güvenilirliğini ve güvenliğini artırmaktadır.
Kurulum ve Entegrasyon
Bir anahtar kontrol IED, anahtar kabinin içinde veya röle/kontrol odasında kurulabilir. Anahtar Arızası (BF), Otomatik Yeniden Kapama (AR) ve Devre Gözetimi (CS) gibi işlevler genellikle Anahtar Kontrol IED'sine entegre edilmez, ancak ayrı koruma röleleri veya diğer cihazlar tarafından ele alınabilir.
Sinyal Konsolidasyonu
Bazı alt merkez uygulamalarında, her koruma veya kontrol IED'nin aynı anahtara bağlı olan bireysel triplere/kapatmaya sahip olması yerine, tek bir anahtar kontrol IED'si birden fazla IED'den gelen tüm trip veya kapatma sinyallerini konsolide edebilir. Bu yaklaşım, kablolamayı basitleştirir ve bağlantı sayısını azaltarak sistemi daha verimli ve bakımı kolay hale getirir.
İzleme ve Yardımcı İşlevler
Anahtar kontrol IED, anahtardaki durumu sürekli olarak izler, şunları içerir:
Pozisyon Durumu: Açık, kapalı veya ara pozisyonlar.
Basınç Seviyeleri: Doğru işlem için kritik olan hidrolik, pneumatik veya gaz basıncı.
Yardımcı Kontaklar: İlgili IED'lere durum bilgisi sağlamak için kullanılır.
Ayrıca, IED birkaç yardımcı işlev sağlar:
Anti-Pompa İşlevi: Arızanın nedeni çözülene kadar anahtarı yeniden kapatmayı önler. Eğer anahtarın kendisinde bir anti-pompa işlevi varsa, IED'nin anti-pompa işlevi çakışmalardan kaçınmak için devre dışı bırakılmalıdır.
Anahtar Bobin Gözetimi: Trip ve kapatma bobinlerinin doğru şekilde çalışıp çalışmadığını izler.
Basınç Gözetimi: Operatörlere düşük basınç koşullarını bildirir ve basıncın yetersiz olduğu durumlarda triplere/kapatmalara engel olur.
Anahtar Kontrol IED'nin Temel İşlevleri
Birincil Anahtar Durumu Bilgilerinin Toplanması: IED, anahtarın pozisyon ve durumu hakkında veri toplar.
Trip/Kapatma Komutlarının Çalıştırılması: IED, SCADA, Bay Kontrol Üniteleri veya koruma IED'ler aracılığıyla yerel veya uzaktan trip veya kapatma komutlarını çalıştırabilir.
Faz Ayrı Tripleri ve Kapatmaları: IED, bireysel fazları (A, B, C) bağımsız olarak triplenebilir veya kapatılabilir ya da üç faz işlemlerini gerçekleştirebilir. Ancak, kutup farklılığını içeren entegre mantık içermez.
Anti-Pompa İşlevi: Hata durumunda anahtarı tekrar tekrar kapatmasını önler.
Anahtar Bobin Gözetimi: Trip ve kapatma bobinlerinin bütünlüğünü sağlar.
Basınç Gözetimi: Güvenli işlem için basınç seviyelerini izler ve güvensiz eylemleri önler.
Anahtar IED'sinde Sinyal Etkileşimi
Bir güç sistem hatası oluştuğunda:
Koruma IED'leri hatayı algılar ve Anahtar Kontrol IED'ye bir trip komutu gönderir.Anahtar Kontrol IED'yi, sabit kablolama sinyalleri (Faz A, B, C veya üç faz tripleni) kullanarak ilgili anahtarı tripler.Tripten sonra, IED, anahtarın yeni durumunu (örneğin, açık veya kapalı) alır ve bu bilgiyi sabit kablolama sinyalleri aracılığıyla ilgili IED'lere sağlar.Düşük basınç gibi ek durum bilgileri de izlenir ve bildirilir.Koruma IED'lerinden gelen trip sinyali, bir hatadan sonra güç sağlamayı tekrar deneyen Otomatik Yeniden Kapama (AR) işlevini başlatmak için de kullanılır. AR kapatma komutu, sabit kablolama sinyalleri aracılığıyla Anahtar Kontrol IED'ye gönderilir. Benzer şekilde, trip sinyali, Anahtar Arızası (BF) işlevini başlatabilir ve yeniden trip sinyalleri de IED'ye sabit kablolama ile gönderilir.RTU/SCADA, yerel alt merkez otomasyon sistemleri veya Bay Kontrol Üniteleri'nden gelen uzaktan kontrol komutları (açma/kapatma) de anahtar kontrol IED'ye sabit kablolama ile gönderilir.
IEC 61850 ve GOOSE ile İletişim
Modern alt merkezlerde, Anahtar Kontrol IED, özellikle GOOSE (Genel Nesne Yönelimli Alt Merkez Olayı) mesajları aracılığıyla IEC 61850 protokolünü kullanarak iletişim kurabilir. Bu, alt merkezdaki diğer akıllı cihazlarla sorunsuz entegrasyonu sağlar, sabit kablolama gereksinimini azaltır ve sistemin esnekliğini ve güvenilirliğini artırır.
Şekil 1, GOOSE iletişimini kullanarak bir anahtar kontrol IED'nin tipik bir uygulamasını göstermektedir. Uygulamada, daha yüksek güvenilirlik sağlamak için yedek ağlar (Ağ A ve Ağ B) genellikle uygulanır.
Alt Merkez Otomasyonundaki Rolü
Anahtar Kontrol IED, ikincil cihazlar (örneğin, koruma IED'leri, SCADA sistemleri ve Bay Kontrol Üniteleri) ile yüksek gerilimli birincil ekipman (anahtarlar) arasında dijital bir arayüz görevi görür. Geleneksel analog sistemlerden tamamen dijitalize alt merkezlere geçişe yardımcı olur, gerçek zamanlı izleme, otomatik kontrol ve gelişmiş hata yönetimi gibi gelişmiş özellikler sağlar.
Diğer Ana Anahtar Kontrol IED İşlevleri:
Şekil 2, anahtar kontrol IED'nin işlev ve sinyal etkileşimlerini göstermektedir:
Akıllı Elektronik Cihazlar (IED) ile Yüksek Gerilimli Anahtar Kontrolünün Genel Bir Bakış
Giriş
Akıllı Elektronik Cihazlar (IED'ler), modern alt merkezlerde yüksek gerilimli (HV) anahtarların gelişmiş kontrol ve izlemesini sağlayarak önemli bir rol oynar. Anahtar Kontrolcüsü, özel bir IED'dir ve anahtarlardan bilgi toplar, onlara kontrol komutları gönderir, gerçek zamanlı yönetim ve otomasyonu sağlar. Bu cihaz, geleneksel analog sinyal tabanlı anahtarlarla sabit kablolama giriş/çıkış kontakları aracılığıyla arayüz oluşturur, elektrik sinyallerini dijital veriye dönüştürür ve IEC 61850 protokolü ve GOOSE (Genel Nesne Yönelimli Alt Merkez Olayı) mesajları aracılığıyla iletişime geçer.
Anahtar Kontrolcüsünün Ana İşlevleri
Anahtarlardan Bilgi Toplama
Pozisyon Durumu: Açık, kapalı veya ara pozisyonlar.
Kontrol Basıncı Durumu: Hidrolik, pneumatik veya gaz basınç seviyeleri.
Yardımcı Kontaklar: Düşük basınç, hata durumları vb. ek durum sinyalleri.
Sabit Kablolama Girişleri: Anahtar Kontrolcüsü, anahtarlardan çeşitli durum bilgilerini toplamak için sabit kablolama giriş kontaktlarını kullanır, bunlar şunları içerir:
Analog-Dijital Dönüşüm: Kontrolcü, bu analog sinyalleri dijital formata dönüştürerek veriyi modern iletişim protokolleriyle uyumlu hale getirir.
Anahtarlara Kontrol Komutları Gönderme
Sabit Kablolama Çıkışları: Anahtar Kontrolcüsü, anahtarlara trip veya kapatma komutları göndermek için sabit kablolama çıkış kontaktlarını kullanır. Bu komutlar, koruma cihazlarından, SCADA sistemlerinden veya bay kontrol ünitelerinden alınan talimatlara dayanarak yürütülür.
Faz Ayrı Devreler: Kontrolcü genellikle faz ayrı triplenebilir ve kapatılabilir devreler sağlar, bu da bireysel fazları (A, B, C) veya üç faz işlemleri üzerinde bağımsız kontrol sağlar. Üç fazlı bir anahtar için genellikle bir kapatma bobini ve iki trip bobini sağlar.
GOOSE Mesajları Aracılığıyla İletişim
Bay Seviyesi Cihazlarına Bilgi Yayınlama: Anahtar Kontrolcüsü, anahtarlardan elektrik bilgilerini topladıktan sonra, bu veriyi dijital sinyallere dönüştürür ve process bus kullanarak GOOSE mesajları aracılığıyla bay seviyesi IED'lere yayınlar. Bu, alt merkezdeki diğer cihazların gerçek zamanlı durum güncellemelerine erişmesini sağlar.
Bay Seviyesi Cihazlarından GOOSE Mesajları Alma: Bir güç sistem hatası olduğunda veya uzaktan bir kontrol komutu verildiğinde, ilgili koruma cihazları veya bay kontrol üniteleri, karşılık gelen GOOSE mesajlarını (örneğin, trip komutu, kapatma komutu) yayınlar. Anahtar Kontrolcüsü, abone olarak bu mesajları alır ve uygun eylemleri gerçekleştirir, örneğin, anahtarı sabit kablolama çıkış kontaktları aracılığıyla tripler veya kapatır.
Tekrarlanan Triplenen Önleme (Anti-Pompa İşlevi)
Tekrarlanan Triplenen Önleme: Bir anahtar manuel veya otomatik olarak kalıcı bir hata üzerine kapatıldığında ve kapatma sinyali devam ederse, anahtar her tripten sonra birden fazla kez kapatmaya çalışabilir. Bunu önlemek için, Anahtar Kontrolcüsü, anahtarı yalnızca bir kez tripler ve operatör tarafından kapatma devresi devre dışı bırakılana kadar daha fazla kapatmayı önleyen anti-pompa işlevi sahiptir.
Yapılandırma Dikkat Edilecek Noktası: Eğer anahtarın kendisinde bir anti-pompa devresi varsa, Anahtar Kontrolcüsü'ndeki anti-pompa işlevi çakışmalardan kaçınmak için devre dışı bırakılmalıdır.
Anahtar Bobin Gözetimi
Kapatma Bobin Gözetimi: Anahtar Kontrolcüsü, yardımcı röleler kullanarak kapatma bobinin durumunu izleyebilir. Bu, terminalin anahtarın normalde kapalı yardımcı kontağı (52b) ile seri bağlanan güç kaynağının negatif poluna bağlanarak gerçekleştirilir. Eğer terminal aynı zamanda kapatma bobini (CC) ile de bağlanmışsa, yardımcı röleler kapatma bobininin sağlığını gözetebilir.
Trip Bobin Gözetimi: Benzer şekilde, kontrolcü yardımcı röleler kullanarak trip bobinin durumunu gözetebilir. Bu, terminalin anahtarın normalde açık yardımcı kontağı (52a) ile seri bağlanan güç kaynağının negatif poluna bağlanarak gerçekleştirilir. Eğer terminal aynı zamanda trip bobini (TC) ile de bağlanmışsa, yardımcı röleler trip bobinin durumunu izleyebilir.
Basınç Gözetimi ve Engelleme
Kritik Basınç İzleme: Anahtarlardaki basınç, düzgün işlem için önemlidir. Anormal basınç seviyeleri, malzemelerin ömrünü kısaltabilir veya hatta anahtarlara zarar verebilir. Bu nedenle, Anahtar Kontrolcüsü, ilgili anahtarlardaki tüm basınç sinyallerini (örneğin, hidrolik, pneumatik, gaz) izler.
Basınç Engelleme Fonksiyonları: Bir trip veya kapatma komutu alındığında, kontrolcü güvenlikten dolayı komutun yürütülmesini engelleyen basınç engelleme fonksiyonlarını uygular. Eğer basınç güvenli bir eşiğin altında ise, kontrolcü komutun yürütülmesini engeller ve anahtarı korur. Bu engelleme fonksiyonları, anahtarın yalnızca güvenli koşullar altında çalışmasını sağlar.
Faz Ayrı Triplenebilir ve Kapatılabilir Devreler
Anahtar Kontrolcüsü genellikle faz ayrı triplenebilir ve kapatılabilir devreler sağlar, bu da her fazın bağımsız kontrolünü sağlar. Üç fazlı bir anahtar için, kontrolcü genellikle şunları içerir:
Bir Kapatma Bobini: Tüm üç fazı eş zamanlı olarak kapatmak için kullanılır.
İki Trip Bobini: Tek faz tripleni için bir tane ve üç faz tripleni için bir tane. Bu tasarım, güç sisteminin belirli gereksinimlerine bağlı olarak anahtarı esnek ve hassas bir şekilde kontrol etmeyi sağlar.
Sonuç
Anahtar Kontrolcüsü, modern alt merkezlerde geleneksel analog anahtarlardan dijital iletişim sistemlerine köprü görevi görür. GOOSE mesaj iletişimini, anti-pompa işlevselliği ve bobin gözetimi gibi gelişmiş özellikleri entegre ederek, kontrolcü yüksek gerilimli anahtar işlemlerinin güvenilirliğini, güvenliğini ve verimliliğini artırır. Gerçek zamanlı veri toplama ve kontrol komutları yürütme yeteneği, alt merkezlerin karmaşık ve dinamik güç ortamlarında bile sorunsuz bir şekilde çalışmasını sağlar.
