Zein da mikroordenagailu integraitzitako babes-gailuaren errola altu tensioeko itxurakideetan, eta nola aukeratu?

Microordenagailuen integrazioa eta hautapena goi-tentsioeko itzulketa gailuetan

Azken urteetan, microordenagailuen integrazioaren erabilera erdigoi- eta goi-tentsioeko energia banaketa sistemen proiektuetan handitu da. Gailu hauek erabiltzaile-garbia dira eta harrapatzen dute errelayen babes tradizionalen arazoak, adibidez, kablegintza konplexua, fidagarritasun baxua eta ezarpen eta proba-prozesu zailak. Microordenagailuen integrazioak funtzio osoen diagnostikoa dauka, horrela detektatzea eta komisionatzea oso erraza da.

Anomalia bat detektatzen denean, CPU-a (prozesagailu nagusia) senalari ematen dio kontsultatze- eta ikusi-eskuinak emateko. Gainera, aurkitzeko informazioa inprimatzeko eta babestu osteko ekintza-denborak grabatzeko funtzio laguntzaile asko erraz bete daitezke. Gailu hauek ekoizten dituzten ekoizle askok produktu desberdinak dituzte, hardware-konfigurazio eta funtzio desberdinekin, hala nola, integrazio egokienerako hautapena zaila izan daiteke.

I. Microordenagailuen integrazioaren hautapena

Microordenagailuen integrazioak zuzen eta zehatzekiko babestu-errayen ataza bete dadin, diseinu fasean egiten den hautapena oinarritu behar da fidagarritasun, erantzun-denbora, mantentze eta komisionatze erraztasuna, eta funtzio gehigarriak barne hartuz.

1.1 Microordenagailuen integrazioaren fidagarritasuna

Microordenagailuen integrazioaren sarrera-senala errayen babestu tradizionalarekin berdina da: tentsio eta korrientzako senalak tentsio transformatoreetatik (VTak) eta korrientzako transformatoreetatik (CTak) datoz, transdutoiak aldatzen dituzte gailuak behar dituzten estandar-senalak, eta filtratzen dira orden baxuko eta altuak eta beste interferentzi-senalak. Analogikoa-digitaleko (A/D) bihurtzaileak analogikoak digitaleetara aldatzen dituzte. CPU-a kalkulatzen du digitaleko sarrerarako, lehendik ezarritako balioekin alderatzen ditu, erabakitzen du eta erabakitzen du kontsulta eman edo txertatu behar den.

Fidagarritasun eskeroiak betetzeko, neurrirako eta babestu-rako sarrerak gailuaren barruan unitateen trinko independenteek prozesatzen dituzte eta irteera ematen dute. Honek neurrirako zehaztasu handia ematen dio eta margina osagarria ematen du akats arruntetan. Gailuak ez du A/D gainditu edo saturatuta izan behar, faltsuaren sinala 20 aldiz normala dela, hau orokorrengandik fidagarritasun eskeroiak betetzen ditu.

1.2 Microordenagailuen integrazioaren erantzun-denbora

Diseinu eta hautapen bitartean, babestu-gailu baten kalitatea hiru indikadoretan soilik egin daiteke: kalkulu-zehaztasuna, erantzun-denbora eta kalkulu-karga. Hiru faktore hauek elkarri kontradiktoriarak dira: kalkulu-zehaztasu txikiagoa eta kalkulu-karga txikiagoa erantzun-denbora azkarra ematen dute, zehaztasu handiagoa eta karga handiagoa erantzun-denbora mota ematen dute. Oro har, elektrizitate-sarea erabiltzen duten bezeroen arabera, kalkulu-karga 3 aldiz baino handiagoa izan behar da, kalkulu-zehaztasuna 0,2% baino handiagoa, eta erantzun-denbora gehieneko 30 ms baino gutxiago izan behar da erantzun-denbora eskeroiak betetzeko.

1.3 Microordenagailuen integrazioaren funtzio gehigarrien hautapena

Integrazio-gailuak chip integratuo anitz dituzte, horrela mantentzea teknikari-mailako espezialitatea eskatzen du. Hautapen bitartean, modularrak eta genitarrak diren hardwareko gailuak aukeratu behar dira, horrela hardwareko akatsak moduluak ordezkatuz ebaz daitezke, lan efizientzia hobetuz.

Gainera, babestu-gailuak EPROM modulua barne izan behar du, horrela ezarpen guztiak digitalki gorde daitezke. Lanpostuoko pertsonalak ezarpen hauei erraz atzitzeko, datuak berreskuratu ondoren, ezarpenak berreskuratu daitezke. Proiektu orokorraren automatizazio monitorizazio sistemarekin integrazioa lortzeko, babestu-gailuak komunikazio-funtzioak izan behar ditu, datu-busen bidez sareak erraz sortu ahal izateko eta ekintza-informazioa automatizazio monitorizazio sistemari igotzeko.

2. Integrazio-gailuak eta lanpostuaren automatizazio kontrol sistema arteko harremana

Lanpostuaren automatizazio kontrol sistemaaren konfigurazio eta komunikazio eskeroietan oinarrituta, microordenagailuen integrazioaren automatizazio sistema hiru geruzatan banatzen da: itzulki geruza, subestazio geruza eta kontrol-zentro geruza.

2.1 Itzulki geruza

Itzulki geruza microordenagailuen integrazio gailu-mota desberdinak ditu, itzulki bakoitzetan instalatuta. Gailu bakoitzak bere armairuaren neurketarako, babestu-senalarako eta kontrol-funtziorako zuzen joaten da. Funtzio espetsifikak hauek dira:

(1) Sarrera-armairua

• Babestu-funtzioak: Korrientzako instantaneo tripping, korrientzako delay tripping.

• Neurketarako funtzioak: Hiru fasetako korrientea, hiru fasetako tentsioa, aktibo eta pasibo-indarra, aktibo eta pasibo-energia.

• Monitorizazio-funtzioak: Itsaski-itsasontzi irekita/itxia.

• Kontrol-funtzioak: Eskuz irekita/itxia (armairuan), distantziatik kontrolatutako irekita/itxia.

• Alarm-funtzioak: Akatsagatik tripping, abisurako senalak, irekita/itxia, gailuaren akatsa, akatsen grabaketa, etab.

(2) Transformadore-armairua

• Babestu-funtzioak: Korrientzako instantaneo tripping, korrientzako delay tripping, inverso-denbora overload, fasa bakarreko lurreko akatsa, gas-neurria tripping.

• Neurketarako, monitorizazio eta kontrol-funtzioak: Sarrera-armairuaren berdina.

• Alarm-funtzioak: Akatsagatik tripping, gas-neurria, tenperatura-alarm, abisurako senalak, irekita/itxia, gailuaren akatsa, akatsen grabaketa, etab.

(3) Busbar-armairua

• Babestu, monitorizazio eta kontrol-funtzioak: Sarrera-armairuaren berdina.

• Alarm-funtzioak: Akatsagatik tripping, gailuaren akatsa, akatsen grabaketa, etab.

(4) Motor-armairua

• Babestu-funtzioak: Korrientzako instantaneo tripping, korrientzako delay tripping, overload, fasa bakarreko lurreko akatsa, tentsio baxua, overheat.

• Neurketarako funtzioak: Hiru fasetako korrientea, hiru fasetako tentsioa, aktibo eta pasibo-indarra, aktibo eta pasibo-energia.

• Monitorizazio-funtzioak: Itsaski-itsasontzi irekita/itxia.

• Kontrol-funtzioak: Eskuz irekita/itxia (armairuan), distantziatik kontrolatutako irekita/itxia.

• Alarm-funtzioak: Akatsagatik tripping, abisurako senalak, irekita/itxia, gailuaren akatsa, akatsen grabaketa, etab.

Datuen bilketa egindakoan, babestu-gailuak datuak bus bidez bidaltzen dituzte subestazio geruzako kontrolagailura. Sistema hau kontrol-kableak askatzen ditu, komisionatzea azkarretu eta lan efizientzia hobetu.

2.2 Subestazio geruza

Subestazioko senal asko industriaren Ethernet bidez bidali behar dira kontrol-zentrorako, eta subestazioak kontrol-zentrotik jasotako senalak babestu-gailuei aginduak bidali behar ditu. Subestazio geruza industrial control computers, inprimagailu eta pantaila ditu. Bere funtzio nagusiak itzulki integrazio-gailuen konfigurazioa eta kudeaketa, sistema-ren egungo monitorizazioa, subestazio-databasea sortzea eta kudeatzea, eta kontrol-zentrorako komunikazioa dira.

Ekoizleek babestu-gailuen softwarea eta elektrizitate-kalkulua pribatutasunean utzi dute, subestazio geruza protokolo-konbertsioa egin behar du kontrol-zentroa eta babestu-gailuak arteko senalak bidali eta jaso ahal izateko.

2.3 Komunikazio sare

Itzulki eta subestazio arteko komunikazioa MODbus bus sarean egiten da, 64 slave station gehieneko. Komunikazio sarearen eta gailuen artean optika isolamendua erabili da kanpoak interbalentziei saihesteko. Subestazio eta kontrol-zentro arteko komunikazioa industria-Ethernet erabili da, fibra-optikoko media batekin, komunikazio abiadura 1 Mbps baino handiagoa.

2.4 Software

Sistema-softwarea internazional estandar arkitektura duen mainstream platformetan erabili daiteke, adibidez Windows NT. Software-moduluan hauen bezalakoak izan behar dira: kontrol nagusiaren softwarea, irudi-softwarea, database management software, txosten sortzaile softwarea, eta komunikazio softwarea.

Softwarea hautatzean, kontrol-nagusiko softwarea modularrasuna handia izan behar du. Modularrasuna handia garrantzitsu da, gaituztadunak eta mantentze-pertsonalak kode-programazio gehigarri gabe softwarea erabili dezakete, horrela lan eta mantentze-lanak murriztu eta efizientzia hobetu.

3. Kontuan hartu beharreko arazoen hautapena microordenagailuen integrazioaren hardwaretan

Microordenagailuen integrazioaren hardwarea hautatzean, hurrengo arazoen kontuan hartu behar dira:

• Erabili itxurako, zaharrerako chassis bat, zaharrerako vibrazio eta interferentziari erresistentzia izan dezakeena, instalazio-tamaina txiki bat, ingurumen zaharrerarako eta armairu instalazio-rentzat egokia.

• Adoptatu industria-mailako dual-CPU egitura, gailu bakoitzak CPU nagusia eta komunikazio-CPU bat dituena. Bi CPUk elkarren artean egiten dute zerrenda, hobeagoa da gailuaren erantzun-denbora eta zehaztasuna, maloperazioa edo operazio falta saihesteko, eta estabilitatea eta fidagarritasuna hobetzen ditu.

• Ondoren, gailuak -20°Ctik +60°Crako ingurumenetan luze itzali ahal izango ditu.

• Neurketarako eta babestu-senalarako sarrerak gailuaren barruan independenteki prozesatzen dira, zehaztasu eskeroiak eta babestu-eremua eta fidagarritasuna betetzen ditu.

• Erabili frekuentsia-sampling circuit espezializatua, gridaren frekuentsia zehazki jarraitu, elektrizitate-kalkulua zehazkiago egitea.

• Erabili optika-isolamendua digitaleko sarrerarako eta irteerarako, eta shielded cable armairu barruko kablegintzan, kanpoak interferentzi-senalei saihesteko eta gailuaren anti-interferentzia hobetuz.

• Erabili LCD display handia eta soft keyboard, zenbakizko erakuspen argiago eta erabiltzailea errazagoa.

• Komisionatzea eta funtzionamendua ondoren, babestu modu desberdinen ezarpen-balioak digitalki gordeko dira EPROM-en, debug edo circuit fault repair ostean erraz berreskuratzeko.

• Barne hartu zirkuitu osoa itsaski-itsasontzien kontrola, hala nola, subestazioen eguneraketa erraztea.

• Hobetu accident analysis capabilities, hala nola, babestu ekintza event records, elektrizitate-senalen limit-exceedance records, eta akatsen grabaketa.

4. Microordenagailuen integrazioaren rola goi-tentsioeko itzulki gailuetan

Microordenagailuen integrazioak zuzen eta zehatzekiko babestu-errayen ataza bete dadin, diseinu fasean egiten den hautapena oinarritu behar da fidagarritasun, erantzun-denbora, mantentze eta komisionatze erraztasuna, eta funtzio gehigarriak barne hartuz. Gailu hauek datu-prozesamendu, logika-eragiketa eta informazio gordailu funtzio sendotxoak dituzte, baita ere, barneko egitura aurreratua. Babestu-tradizionalen funtzio osoak eskaintzen dituzte. Neurketako elementu batzuei, adibidez, korrientzako eta tentsio transformatoreei jasotako senalekin, gailuak zuzen neurri, kontrol eta babestu dezake zirkuituaren egoera. Honek barne ditu zirkuitu laburra, overload, fasa bakarreko lurreko akatsa, etab. babestu. Babestu-gailurik gabe, goi-tentsioeko itzulki gailuetan funtzio hauek errelayen bidez lortzen dira. Microordenagailu-babestuekin, funtzio gehigarriak eskuragarri daude, adibidez, distantziatik kontrolatzeko onartze erraza, goi mailako sistemarekin komunikatzeko, zirkuitutik uneko tentsio, indarra eta energia-senaleak bidaltzea, eta babestu-ezarpenak erraz aldatzea.