Detektory zwarć dla sieci SN
Pomysły na gotowe rozwiązania do sterowania łącznikami sieciowymi SN, sterowania i nadzoru stacji transformatorowych SN/nN lub zarządzania źródłami generacji rozproszonej OZE pojawiły się po rozszerzeniu portfolio WAGO-I/O-SYSTEM o sterowniki PLC w wykonaniu telecontrol.
Pozwoliło to na oferowanie rozwiązań do telemechanizacji obiektów energetycznych, komunikujących się bezpośrednio z nadrzędnymi systemami starowania i nadzoru typu SCADA. Logicznym następstwem było stworzenie układu nadzorującego pracę sieci SN z możliwością skutecznej detekcji i eliminacji zwarć, zarówno fazowych, jak i doziemnych, oraz wymiany informacji z systemem nadrzędnym w celu realizacji automatyki FDIR. I tak pojawił się detektor zwarć WAGO WE-SG-750-xx.
Jest to kompaktowe, wielofunkcyjne urządzenie montowane na szynie TH 35. WE-SG-750-xx standardowo przystosowany jest do pracy w trudnych warunkach atmosferycznych, z ograniczonym do niezbędnego minimum poborem mocy. Może pracować samodzielnie lub jako część sterownika obiektowego w zewnętrznych lub wnętrzowych stacjach kontenerowych, szafkach sterowniczych łączników energetycznych oraz rozdzielniach sieciowych SN. Pełne spektrum funkcji pomiarowych oraz detekcji zwarć, jak również możliwość współpracy z dowolnych osprzętem pierwotnym (w zależności od wykonania) daje możliwość jego zastosowania w każdym układzie pracy sieci SN.
Z uwagi na konieczność zapewnienia współpracy z różnymi źródłami wielkości pierwotnych opracowano kilka wariantów detektorów:
WE-SG-750-PP
– dostosowany do pomiarów prądów fazowych i prądu ziemnozwarciowego przy użyciu przekładników prądowych. Prąd Io może być mierzony poprzez przekładnik Ferrantiego lub wyliczany z mierzonych prądów fazowych (do konfiguracji). Napięcie Uo jest mierzone z układu otwartego trójkąta.
WE-SG-750-CRF
– przeznaczony do pomiarów prądów fazowych przy użyciu cewek Rogowskiego. Prąd Io może być mierzony poprzez przekładnik Ferrantiego lub wyliczany z mierzonych prądów fazowych (do konfiguracji). Napięcie Uo jest mierzone z układu otwartego trójkąta.
WE-SG-750-CR
– dostosowany do pomiarów prądów fazowych przy użyciu cewek Rogowskiego. Urządzenie nie posiada wydzielonego układu do pomiaru prądu ziemnozwarciowego. Wartość prądu doziemnego jest obliczana na podstawie mierzonych prądów fazowych. Napięcie Uo jest mierzone z układu otwartego trójkąta.
WE-SG-750-CRU
– dostosowany do pomiaru prądów fazowych przy użyciu cewek Rogowskiego. Prąd Io wyliczany jest z prądów fazowych. Pomiar napięć fazowych dokonywany jest przy użyciu sensorów napięciowych o standardowym napięciu wyjściowym 2/√3 lub 3,25/√3. Napięcie Uo jest wyliczane na podstawie pomiarów wartości napięć fazowych.
Na podstawie dokonywanych pomiarów detektor wykrywa stany awaryjne w sieci, na której jest zabudowany. Dzieje się tak w oparciu o następujący zestaw funkcji zabezpieczeniowych:
- zabezpieczenia nadprądowe fazowe dwustopniowe (50/51)
- nadprądowe zabezpieczenie ziemnozwarciowe (50 N/51 N)
- nadnapięciowe zabezpieczenie ziemnozwarciowe (59 N)
- nadprądowe kierunkowe zabezpieczenie ziemnozwarciowe (67 N)
- admitancyjne zabezpieczenie ziemnozwarciowe (21 N)
- admitancyjne kierunkowe zabezpieczenie ziemnozwarciowe (21 ND)
Aby ułatwić obsługę detektora, wszystkie nastawy funkcji zabezpieczeniowych dokonuje się w wartościach pierwotnych sieci. Detektor posiada cztery niezależne banki nastaw, które umożliwiają pełną edycję funkcji za pomocą specjalnego oprogramowania konfiguracyjnego.
Dla podstawowej diagnostyki stanu pracy i lokalnej obsługi urządzenie zostało wyposażone w zestaw 4 diod LED, sygnalizujących zadziałanie podstawowych zabezpieczeń, komunikację poprzez złącze RS-485 oraz ewentualne uszkodzenie detektora. Do pełnej diagnostyki detektora służy wewnętrzny rejestrator o pojemności ostatnich 32 zdarzeń.
Podłączenie detektora do obwodów zewnętrznych umożliwiają (w zależności od wersji) zewnętrzne przekładniki toroidalne zabudowane na bocznej ściance urządzenia oraz kodowane wtyczki eliminujące ewentualne błędy montażowe.
Do komunikacji zdalnej można wykorzystać złącze ETHERNET lub port komunikacji RS-485 z wykorzystaniem protokołu MODBUS. Stosując dodatkowo sterownik telecontrol jako koncentrator, można realizować układy automatyzacji sieci dla wieloodpływowych węzłów sieciowych SN.
Sterownik zapewnia kompleksową obsługę podłączonych detektorów: od edycji poszczególnych banków nastaw, poprzez odczyt wartości mierzonych prądów i napięć, stan pracy urządzenia, odczyt rejestratora zdarzeń, wybór aktywnego banku nastaw, aż do kasowania pobudzeń i zadziałań poszczególnych funkcji zabezpieczeniowych włącznie. Realizując funkcję sterownika obiektowego, odpowiada za detekcję stanów położenia i sterowanie poszczególnymi łącznikami w rozdzielni sieciowej. Zarządza również wymianą informacji z nadrzędnym systemem sterownia i nadzoru poprzez zaimplementowane wewnętrznie protokoły telemetryczne, takie jak DNP3.0, IEC 60870-5-104 lub IEC 61850. Przygotowane na sterownik aplikacje zawierają moduły serwera WWW, dając pełen dostęp do sterownika i detektorów z użyciem dowolnej przeglądarki internetowej.
Jarosław Idzik, WAGO.PL