Dziś jest poniedziałek, 21 październik 2019 r.
Energoelektronika.pl na stronach Facebook REKLAMA MAPA SERWISU KONTAKT
Strona główna Załóż konto Artykuły branżowe Katalog firm Seminaria FAQ Kalendarium Słownik Oferta
Wyszukaj
1USD 3.8503 -0.35% 1EUR 4.2844 -0.01% 1GBP 4.9671 +0.43%
Zaloguj się
Login (adres e-mail):
Haslo:
  Rejestracja
  Zapomniałem hasła
Reklama

Reklama

Aktualności
Cykl szkoleń z zakresu programowania sterowników SIMATIC S7-300, S7-1200
więcej
32 edycja targów Energetab 2019 juz za cztery tygodnie
więcej
Przyszłość sektora motoryzacji w Polsce ? raport Banku Pekao S.A.
więcej
Siemensa buduje fabrykę dla Przemysłu 4.0 w Polsce
więcej

Zobacz archiwum

Kalendarium
23 październik 2019
LUMENexpo Targi Techniki Świetlnej  
więcej
29 październik 2019
73. edycja Seminarium dla Służb Utrzymania Ruchu  
więcej
Newsletter
Jeżeli chcesz otrzymywać aktualne informacje o wydarzeniach w branży.
Podaj e-mail do subskrypcji:


Artykuły branżowe
24 listopad 2008.

Nowatorski układ pomiarowy oraz system zdalnego sterowania i monitoringu w rozdzielnicach średnich napięć.

Nowatorski układ pomiarowy oraz system zdalnego sterowania i monitoringu w rozdzielnicach średnich napięć.
Niniejszy artykuł ma na celu przedstawienie nowoczesnych rozwiązań znajdujących zastosowanie w rozdzielnicach powietrznych średniego napięcia. Poniżej zostały omówione dwa innowacyjne rozwiązania tj.
* system pomiaru energii w rozdzielnicach SN za pomocą przekładników prądowo-napięciowych typu PPN
* system zdalnego nadzoru i sterowania polami rozdzielnicy SN oparty na modułach cyfrowych I/O

Oba w/w tematy zostaną przedstawione w oparciu o trzypolową rozdzielnicę typu RSL 24kV (2 pola liniowe i pole transformatorowo-pomiarowe) w wykonaniu łukoochronnym.
Pola liniowe wyposażone są w rozłączniki OM(B)-24/T/P/UD/160/R z napędami silnikowymi NSW30. Pole transformatorowe w rozłącznik OMB-24/T/P/BDT/160 z napędem ręcznym typu NRK. Zastosowano tu rozłączniki w układzie odwrotnym (tylnym) przystosowane do napędu ręcznego pośredniego lub silnikowego. Rozłączniki z nożami uziemiającymi posiadają fabrycznie wykonaną blokadę mechaniczną uniemożliwiającą załączenie rozłącznika przy zamkniętym uziemniku i odwrotnie: zamknięcie uziemnika przy załączonym rozłączniku. Układ szynowy wykonano z izolowanego pręta miedzianego. Między celkami znajdują się przegrody z płyty izolacyjnej. Wymiary celek: szer. 670mm gł. 1000mm wys.2050.
Pola liniowe pracują w automatyce SZR ze zdalnym sterowaniem i monitoringiem.

DANE ZNAMIONOWE:

Napięcie znamionowe

24 kV

Prąd znamionowy ciągły :

Szyn zbiorczych i pól liniowych

Pola transformatorowego

 

400 A ; 630 A

50 A

Prąd znamionowy wytrzymywany krótkotrwały 1-sek. szyn zbiorczych i pól liniowych

 

16 kA

Prąd znamionowy wytrzymywany szczytowy szyn zbiorczych i pól liniowych

40 kA

Stopień ochrony - od strony obsługi

4X

Odporność obudowy na zwarcie łukowe

16 kA/1s

Rys. 1 Widok rozdzielnicy RSL

System pomiaru energii elektrycznej w rozdzielnicach SN za pomocą przekładników prądowo-napięciowych typu PPN

Dotychczasowy system pomiaru
Aktualnie pomiar energii elektrycznej w rozdzielnicach SN jednoczłonowych realizowany jest poprzez celkę pomiarową wyposażoną w:
* przekładniki prądowe umiejscowione w szynach głównych rozdzielnicy,
* przekładniki napięciowe zabezpieczone bezpiecznikami, podpięte na odczepie za pośrednictwem rozłącznika (odłącznika) lub bezpośrednio podpięte bez łącznika,
* obwody wtórne wyprowadzone z przekładników, zasilające układy pomiarowe (liczniki) umieszczone w przedziałach nn celek lub osobno w rozdzielnicach nn.

Nowy system pomiaru
System ten polega na zastosowaniu nowatorskiego rozwiązania przekładników prądowo-napięciowych typu PPN, pełniących podwójną rolę tzn. przekładnik dokonuje transformacji prądu i napięcia. Wyprowadzone obwody wtórne: prądowe i napięciowe zasilają układ pomiarowy liczników. Konstrukcja przekładnika jest jedno-modułowa (szczegółowy opis w punkcie budowa przekładników) tym samym system ten pozwala wyeliminować konstrukcję celki pomiarowej. Przekładniki prądowo-napięciowe montowane są w szynach głównych celki transformatorowej.
Aby zabezpieczyć się przed kradzieżą energii elektrycznej, przewody wtórne o wymaganej długości, wyprowadzone są z przekładników bezpośrednio u producenta tych przekładników i zakończone skrzynką z elementami elektroniki. Skrzynka ta umiejscowiona jest w wydzielonym przedziale nn, plombowanym i połączona z listwą Ska liczników.

Rys. 2 Widok przekładników PPN


Budowa przekładników

W jednej kompaktowej obudowie zamknięto przekładniki umożliwiające pomiar prądu i napięcia, a dodatkowo konstrukcja przekładnika nie wymaga zabezpieczenia obwodów napięciowych (bezpieczniki pomiarowe SN ? dotychczas zabudowane na przekładniku napięciowym).
Przekładniki prądowo-napięciowe typu PPN nie maja dwóch oddzielnych modułów (tj. przekładnika prądowego i napięciowego) w oddzielnych obudowach jak to jest powszechnie stosowane, lecz moduł prądowy, który stanowi przekładnik prądowy w izolacji silikonowej
i zawiera w sobie pojemnościowy dzielnik napięcia. Sygnał napięciowy wychodzący z dzielnika, jest po odpowiedniej obróbce wzmacniany w dodatkowym członie elektronicznym (skrzynka) i przesyłany do licznika energii elektrycznej w postaci napięcia o wartości znormalizowanej. Człon elektroniczny jest umieszczony w jednej wspólnej obudowie dla trzech faz i zasilany jest napięciem sieciowym 230V AC. Sygnały prądowe wprowadzane są bezpośrednio do listwy Ska ? bez dodatkowych połączeń.

Dane techniczne przekładników prądowo-napięciowych w izolacji silikonowej typu PPN-15

Napięcie znamionowe

Najwyższe dopuszczalne napięcie przekładnika

Znamionowe napięcie probiercze izolacji 50Hz

Znamionowe napięcie probiercze izolacji piorunowe 1,2/50 ?s

15 kV

17,5 kV

38 kV

95kV

Człon prądowy

 

Znamionowy prąd pierwotny

Znamionowy krótkotrwały prąd cieplny 1 sek.

Znamionowy prąd szczytowy

Znamionowy prąd wtórny

Ilość uzwojeń wtórnych

Moc znamionowa S2n

Klasa dokładności

FS

25 A

16 kA

40 kA

5 A

1

5 VA

0,5

5

Człon napięciowy

 

Znamionowe napięcie pierwotne

Znamionowe napięcie wtórne

Moc znamionowa

Klasa dokładności

Współczynnik napięciowy

15:√3 kV

100:√3 V

10 VA

0,5

1,9 / 8h

Masa przekładnika

15 kg

Spełnione normy (w zakresie uzgodnionym w WTO)

PN-EN 60044-1: 2000

PN-EN 60044-2


Rys. 3 Porównanie wielkości rozdzielnic SN

Zalety wynikające z wprowadzenia nowego systemu pomiarowego:
- wyeliminowanie konstrukcji celki pomiarowej,
- zmniejszenie ilości przekładników z 6 szt. do 3 szt.
- wyeliminowanie łącznika SN celki pomiarowej (rozłącznika lub odłącznika),
- wyeliminowanie potrzeby stosowania zabezpieczeń przekładników napięciowych,
- zmniejszenie wymiarów rozdzielnicy SN o szerokość celki pomiarowej,
- wyeliminowanie zagrożenia eksplozji przekładnika napięciowego,
- zmniejszenie wymiarów obudowy stacji.

System zdalnego nadzoru i sterowania polami rozdzielnicy SN oparty na modułach cyfrowych I/O

Dotychczas realizowane układy sterowania w stacjach energetycznych były oparte o duże sterowniki (minimum 32/32 wejść / wyjść), gdzie medium transmisyjnym najczęściej była sieć trunkingowa. Przedstawione rozwiązanie oparte na modułach cyfrowych I/O prod. Wago pozwala na optymalizację kosztów, a jednocześnie jest rozwiązaniem uniwersalnym pozwalającym sterować rozdzielnicą, stacją lub grupą stacji za pośrednictwem dowolnego medium transmisyjnego.
Istnieje możliwość zastosowania tylu modułów ile faktycznie będzie wykorzystane, zaś rozbudowa w przyszłości sprowadza się jedynie do dołożenia kilku modułów (na zasadzie klocków) i oczywiście uaktualnienie oprogramowania. Przedstawione rozwiązanie zostało oparte o dwustanowe moduły wejść i wyjść 2, 4 i 8 portowe. Możliwe jest również zastosowania modułów analogowych pozwalających na odczytanie konkretnych wartości pomiarowych np. prądy, napięcia (z uwzględnieniem dodatkowych przetworników) i wykorzystanie tych informacji w logice programu lub przesłanie tych danych do dyspozytora. Medium transmisji jest dowolne - w układzie zrealizowanym w prezentowanej rozdzielnicy SN zastosowano interfejs Ethernetowy pozwalający na monitoring i sterownie stacją za pośrednictwem sieci Ethernetowej (istniejąca sieć komputerowa na obiekcie). Po dodaniu odpowiednich modułów przesył danych może odbywać się za pośrednictwem sieci telefonii stacjonarnej, GPRS, Modus lub innej.


Rys. 4 Węzeł I/O zabudowany w rozdzielnicy SN.


Zastosowany moduł główny tj. programowalny sterownik sieciowy Ethernet TCP/IP (750-841) umożliwia podłączanie modułów systemu I/O Wago do Ethernetu. Interfejs rozpoznaje wszystkie dołączone moduły i tworzy lokalny obraz procesu. Można wykorzystywać go do transmisji danych z prędkością 10 Mbit/s lub 100 Mbit/s (w wersji wyższej).

Filozofia telemechaniki rozproszonej zastosowana w modułach I/O sprowadza się do zastosowania tylu modułów wejść/wyjść ile w danym momencie jest potrzebnych, mogą być one rozrzucone po obiekcie i połączone z jednostką centralna za pomocą skrętki 2-parowej. Jest to idealne rozwiązanie zarówno dla małych jak i dużych obiektów. W przypadku kilku stacji zlokalizowanych w odległości do 100m możemy połączyć je ze sobą i poprzez jedną jednostkę centralną ? sterować całością.
Atutem dla zastosowania tego typu rozwiązania przez energetykę zawodową (było to konsultowane z przedstawicielami Zakładów Energetycznych) jest możliwość sterowania (po uzgodnieniu protokołów) ze wspólnej platformy SCADA. Nie wyklucza to zastosowań indywidualnych ? np. do sterowania pojedynczą stacją abonencką w takim przypadku klient może mieć tanim kosztem i bez skomplikowanego oprogramowania (obsługa programu odbywa się z poziomu dowolnej przeglądarki internetowej / np. Internet Explorer) możliwość odczytania stanów aparatów, danych pomiarowych oraz wykonywanie sterowań zdalnie.
Niewielkie gabaryty oraz modułowa budowa pozwalają zabudować tego typu układ w nowych rozdzielnicach i stacjach jak również już istniejących.


Rys. 5 Schemat ideowo-montażowy węzła sieci na modułach I/O

Automatyka SZR.
Powyżej przedstawiony układ modułów I/O oprócz funkcji już opisanych umożliwia również swobodne programowanie tzn. możemy potraktować pojedynczy węzeł (modułów I/O z jednostką centralną) jako typowy sterownik PLC i odpowiednie zaprogramowanie umożliwi realizację np. automatyki SZR.
Prezentowana rozdzielnica SN może pracować w systemie automatyki SZR (wybór rodzaju pracy). Kontrolę napięcia (15kV) zrealizowano za pomocą przekaźników pomiarowych typu PB, które oprócz przekazania informacji o stanie napięć w poszczególnych polach (do modułów I/O), pełnią jednocześnie rolę optycznych wskaźników napięcia (SN) ? podpiętych do izolatorów reaktancyjnych rozłączników SN zabudowanych w polach liniowych. Funkcje automatyki SZR (np. jednokrotny bez powrotu) można skonfigurować dowolnie w zależności od konfiguracji sieci i potrzeb klienta.
Systemy sterowania i nadzoru powodują, że dyspozytor otrzymuje on-line informacje o zdarzeniach w rozdzielnicy (stacji) i skutkuje to szybką reakcją na sytuacje awaryjne.

Podsumowując możemy stwierdzić, że zarówno zastosowanie przekładników prądowo-napięciowych PPN jak i modułów I/O jest rozwiązaniem nowatorskim, które zapewni wymierne korzyści ekonomiczne i techniczne. Należy się zatem spodziewać,
że proponowane przez Elektromontaż-Lublin rozwiązania po raz kolejny znajdą powszechne zastosowanie w energetyce zawodowej. Na potwierdzenie tego można nadmienić, że stacja transformatorowa typu STLmb wyposażona w opisane w artykule rozwiązania zdobyła już 2 prestiżowe wyróżnienia podczas tegorocznych targów Energetab 2008 i Energetics 2008.

Autor: inż. Piotr Gajderowicz

Źródło: Elektromontaż-Lublin Sp. z o.o.
O nas  ::  Regulamin  ::  Polityka prywatności (Cookies)  ::  Reklama  ::  Mapa stron  ::  FAQ  ::  Kontakt
Ciekawe linki: www.klimatyzacja.pl  |  www.strony.energoelektronika.pl  |  promienniki podczerwieni
Copyright © Energoelektronika.pl