W oparciu o elementy omówione w poprzednich odcinkach można realizować układy zaadaptowane do automatyzacji sieci zarówno średniego, jak i niskiego napięcia. WAGO przygotowało kilka aplikacji pokazujących gotowe rozwiązania przystosowane do wymogów energetyki zawodowej.

Rozłącznik sterowany radiowo

Aby umożliwić rekonfigurację układu pracy sieci SN bądź eliminacji uszkodzeń w sytuacjach awaryjnych, stosuje się łączniki sterowane radiowo z napędem autonomicznym (rozłączniki lub reclosery). Należy pamiętać, że rozwiązania takie muszą być przystosowane do ekstremalnych warunków pracy, wynikających z przebiegów nieustalonych oraz prądów zwarciowych występujących podczas awarii oraz operacji łączeniowych. Efektem tego jest generowanie impulsów pola elektromagnetycznego, które może wpływać destrukcyjnie na aparaturę elektroniczną układów zabudowanych przy łączniku. Dodatkowym efektem są wibracje i udary mechaniczne wynikające z działania samego napędu łącznika oraz zmienne, często skrajnie ciężkie warunki atmosferyczne pracy łącznika.

Analogiczne wymagania muszą być zastosowane do zabudowywanych do takich łączników układów zdalnego sterowania i nadzoru. Wszystkie elementy powinny być przystosowane do pracy w bardzo szerokim zakresie temperatur otoczenia, odpornych na przepięcia i zakłócenia elektromagnetyczne, wibracje i chwilowe udary mechaniczne. Dla uzyskania wieloletniej, bezobsługowej eksploatacji układy muszą być zasilane pewnym, diagnozowalnym zdalnie i lokalnie rozwiązaniem zasilania gwarantowanego, z  możliwością określenia mocy w układzie na wypadek stanów awaryjnych.

Aplikacja sterownika WAGO telecontrol do łącznika sterowanego radiowo służy do sterowania i nadzoru rozłącznika lub wyłącznika z napędem elektrycznym z nadrzędnego systemu typu SCADA za pomocą transmisji GPRS/TETRA.

Sterownik może współpracować z łącznikami z napędem bezpośrednim lub zasobnikowym,z zazbrajaniem elektrycznym. Stan położenia łącznika oraz napędu jest definiowany za pomocą styków pomocniczych układu wykonawczego, z wykorzystaniem wejść dwustanowych sterownika, natomiast sygnały wykonawcze są podawane do napędu z wyjść dwustanowych sterownika. Jeżeli napęd wymaga sterowania sygnałem prądowym o wartości większej niż nominalna obciążalność wyjść sterownika układu, należy go doposażyć w przekaźniki wykonawcze o obciążalności styków właściwej do wymagań napędu. Opcjonalnie układ umożliwia współpracę z detektorem zwarć w celu przesyłania informacji o stanie pracy sieci do nadrzędnego systemu SCADA, jak również oferuje zdalne kasowanie detektora. Podstawowe rozwiązanie jest przeznaczone do współpracy z pojedynczym rozłącznikiem. Ponieważ konstrukcja ma budowę modularną, układ może zostać rozbudowany do współpracy z wieloma rozłącznikami. Kompletny zestaw składa się ze sterownika wyposażanego w moduły rozszerzeń, zasilacza UPS współpracującego z baterią akumulatorów, elektronicznego wyłącznika nadprądowego oraz opcjonalnego detektora zwarć. Dla komunikacji GSM/GPRS należy skorzystać z zewnętrznego modemu/routera GPRS, połączonego ze sterownikiem za pomocą standardowej skrętki ethernetowej. W przypadku komunikacji z użyciem modemu systemu TETRA, należy go podłączyć do portu RS-232/485 sterownika za pomocą kabla DB9, zgodnego ze specyfikacją producenta modemu. Opcjonalnym wyposażeniem układu zdalnego sterownia rozłącznikami sieciowymi są detektory przepływu prądów zwarciowych. Mogą być one podłączane do układu z wykorzystaniem łącza cyfrowego lub konwencjonalnie, poprzez zestaw wejść i wyjść dwustanowych. Sterowniki telecontrol WAGO-I/O-SYSTEM oferują możliwość komunikacji z dowolnym detektorem zwarć przy wykorzystaniu standardowego protokołu komunikacyjnego.

Detektory przepływu prądu zwarciowego

Uzupełnieniem układu łącznika sterowanego radiowo są detektory przepływu prądu zwarciowego, umożliwiającego wykrywanie zwarć w sieci i dostarczenie tej informacji do nadrzędnego systemu sterowania i nadzoru. Dzięki niewielkim rozmiarom i kompaktowej konstrukcji detektor WE-SG-750 znajduje zastosowanie jako samodzielne urządzenie montowane w rozdzielniach wnętrzowych, zewnętrznych, stacjach kontenerowych i szafkach łączeniowych. Może być stosowany także jako uzupełnienie sterowników PLC o funkcje zabezpieczeniowe, np. w małych rozdzielniach modułowych, kompaktowych blokach rozdzielczych. Urządzenie jest przystosowane do pracy w trudnych warunkach atmosferycznych.

Detektor może współpracować ze sterownikiem logicznym PLC poprzez protokół MODBUS lub pracować samodzielnie – sygnalizacja wystąpienia zwarcia następuje wówczas poprzez zestyk przekaźnika. Kasowanie sygnalizacji zadziałania zabezpieczenia następuje ręcznie, za pomocą przycisku. Odczyt mierzonych wartości, historii zdarzeń oraz kwitowanie zdarzeń (kasowanie stanu zadziałania) możliwy jest poprzez łącza komunikacyjne.

Detektory WE-SG-750 wyposażone są w dwa banki nastaw oraz w rejestrator umożliwiający ewidencję 32 zdarzeń. Urządzenie zawiera zegar czasu rzeczywistego. Komunikacja odbywa się poprzez ETHERNET lub  2-przewodowy RS-485. Dla prądów fazowych możliwa jest współpraca z cewkami Rogowskiego o czułości 1 mV/A lub pomiar może być realizowany przez przekładniki prądowe. W zależności od wykonania prąd I0 może być mierzony albo wyliczany. Urządzenie można dostosować do współpracy z sumatorem obliczającym napięcie U0 na podstawie napięć fazowych.

Inteligentna stacja transformatorowa SN/nN

To kolejna aplikacja pokazująca możliwości WAGO-I/O-SYSTEM. Rozwiązanie opracowane dla sterownych radiowo łączników sieciowych można rozbudowywać o dodatkowe moduły wejściowe i wyjściowe, zwiększając tym samym jego funkcjonalność. Dzięki temu można radykalnie zwiększyć zakres funkcji układu, rozszerzając je np. o pomiary parametrów elektrycznych sieci, wykorzystując moduły pomiarów trójfazowych. Są one dostępne w kilku wariantach jako standardowe wykonania modułów WAGO-I/O-SYSTEM. Skalując rozwiązanie do żądanej liczby sygnałów dwustanowych oraz pomiarów analogowych, system WAGO w prosty sposób umożliwia stworzenie układu obsługującego stację transformatorową SN/nN w zakresie monitoringu, sterownia i nadzoru.

WAGO wraz z partnerami przygotowało aplikację inteligentnej stacji energetycznej, zapewniającej pełny monitoring wszystkich istotnych parametrów pracy stacji z możliwością zdalnego sterowania napędami odłączników SN, zdalną regulacją zaczepów na transformatorze oraz wizualizacją stanu pracy rozłączników nN w czasie rzeczywistym.

Głównym elementem jest sterownik WAGO, który pozwala na zarządzanie, monitoring i zdalne sterowanie stacją poprzez:

  • wizualizacje i sterownie zespołem wyłącznikowym
  • pomiary prądów, napięć, częstotliwości,
  • funkcje zabezpieczeniowe z sygnalizacją,
  • odczyt oraz transmisję danych kart pomiarowych WAGO-I/O-SYSTEM,
  • komunikację z systemami SCADA (m.in. w protokołach DNP3.0, IEC60870-5-101//103//104, IEC61850 poprzez łączność GPRS/GSM),
  • kontrolę kierunku przepływu energii elektrycznej poprzez zdalną, podobciążeniową regulację zaczepów na transformatorze,
  • kontrolę dostępu do obiektów energetycznych,
  • zdalną parametryzację oraz wymianę oprogramowania poprzez serwer WWW.

Zarządzanie stacją energetyczną

Wszystkie sygnały z monitorowanego obiektu dołączone są do sterownika PLC za pomocą modularnych wejść/wyjść analogowych oraz dwustanowych. Taka konfiguracja zapewnia realizację pomiarów pracy stacji, sygnalizację stanów łączników oraz ich zdalne sterowanie.

Opracowane oprogramowanie umożliwia kontrolę stanu pracy rozdzielnic SN oraz sterowanie odłącznikami. Mamy też możliwość wyboru sposobu sterownia: zdalnie/lokalnie.

Zastosowany układ zasilania dla systemów automatyki oraz napędów łączników SN zapewnia niezawodność i pewność pracy przy maksymalnym wykorzystaniu żywotności baterii.

Sterownik WAGO udostępnia szereg możliwości do kontroli przepływu energii w poszczególnych odpływach dzięki połączeniu z modułem pomiaru mocy 3-fazowej. Rozwiązanie to sprawia, że zespół sterownika wraz z kilkunastoma kartami pomiarowymi zajmuje podobną ilość miejsca jak 1-2 liczniki energii. Dodatkowo układ ten zbiera i przesyła informacje nt. temperatury i wilgotności w przedziałach stacji, wysokości wód gruntowych i zadymieniu.

Jarosław Idzik, WAGO.PL

Czytaj też: 

Automatyzacja sieci SN i nN, cz. 1 – sterowanie, pomiar i monitoring

Automatyzacja sieci SN i nN, cz. 2 – zasilanie

Więcej szczegółów jest zawartych w artykule: https://wagodirect.pl/inteligentna-stacja-energetyczna/

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Zobacz również

Automatyzacja sieci SN i nN, cz. 2 – zasilanie

W poprzedniej części skoncentrowaliśmy się na automatyce inteligentnych