ACS TP stacji, automatyka stacji transformatorowych
Automated Process Control System (APCS) — zestaw sprzętu i oprogramowania przeznaczonego do automatyzacji zarządzania urządzeniami procesowymi.
Podstacja dla zautomatyzowanego systemu sterowania procesem (APCS) — system obejmujący zarówno oprogramowanie, jak i kompleks sprzętowy (PTC), który rozwiązuje różne zadania gromadzenia, przetwarzania, analizy, wizualizacji, przechowywania i przesyłania informacji technologicznych oraz automatycznego sterowania sprzętem podstacjaoraz odpowiednie działania personelu do kontroli i zarządzania operacyjnego procesami technologicznymi podstacji, realizowane we współpracy z kompleksem programowo-sprzętowym.
Biorąc pod uwagę złożoność i obowiązki różnych funkcji zarządzania, tworzenie podstacji AC TP odbywa się etapami, zaczynając od mniej złożonych i odpowiedzialnych: kontrola operacyjna, automatyczna regulacja, ochrona przekaźnika.W pełni ukończony system sterowania podstacją nazywa się zintegrowanym systemem sterowania podstacją.
Podstacja ACS obejmuje następujące funkcje:
Zarządzanie operacyjne — gromadzenie i pierwotne przetwarzanie informacji dyskretnych i analogowych, tworzenie, aktualizacja, aktualizacja bazy danych, rejestracja sytuacji awaryjnych i przejściowych, ustalanie faktu i czasu wydawania poleceń sterujących, rozliczanie energii elektrycznej dostarczonej odbiorcom, przekazanej do sąsiednich sieci elektroenergetycznych lub otrzymane od nich, informacje do wyświetlenia i dokumentacji dla personelu obsługującego, monitorowanie bieżących wartości parametrów trybowych, określanie czasu trwania dopuszczalnych przeciążeń transformatorów i innych urządzeń, monitorowanie czasu pracy urządzeń w ciężkich warunkach (przy przeciążeniach), monitorowanie jakości napięcia, monitorowanie pracy transformatorów i innych urządzeń, rejestracja stanu urządzeń, określanie zasobności transformatorów (do izolacji i wpływy elektrodynamiczne) i urządzeń przełączających,
Ponadto wyznaczanie żywotności rozłączników na wyłącznikach obciążenia transformatora, monitorowanie stanu izolacji wysokonapięciowej, analiza sytuacji awaryjnych, monitorowanie i zarządzanie zużyciem energii, automatyczne sporządzanie formularzy łączeniowych eksploatacyjnych, monitorowanie stanu pracy sieci prądowej, monitorowanie i optymalizacja pracy agregatu sprężarkowego oraz układu zasilania wyłączników, monitoring chłodzenia transformatorów, monitoring stanu układu automatycznego gaszenia pożaru, monitoring aparatury łączeniowej, określenie odległości do miejsca uszkodzenia wzdłuż linii elektroenergetycznej, automatyka prowadzenie ewidencji dobowej, tworzenie telepomiarów i telesygnałów oraz ich przesyłanie do dyspozytorni wyższych szczebli zarządzania, wykonywanie zespoły zdalnego sterowania urządzenia przełączające i sterujące, organizacja niezbędnych kanały komunikacji i kontroli z punktami dyspozytorskimi i operacyjnymi zespołami terenowymi,
Sterowanie automatyczne — sterowanie napięciem i mocą bierną, sterowanie składem pracujących transformatorów (optymalizacja liczby pracujących transformatorów wg kryterium minimalnych strat mocy czynnej), sterowanie obciążeniem w trybach awaryjnych, samoczynne zamykanie adaptacyjne i automatyczny łącznik ,
Zabezpieczenia przekaźnikowe - zabezpieczenia przekaźnikowe wszystkich elementów stacji, diagnostyka i testowanie zabezpieczeń i automatyki przekaźnikowej, adaptacja zabezpieczeń przekaźnikowych, analiza działania zabezpieczeń przekaźnikowych poprzez sygnalizację, nadmiar awarii wyłącznika.
Technologia cyfrowa podstacji zapewnia następujące korzyści:
- zwiększenie niezawodności wszystkich funkcji sterowania dzięki automatycznej diagnostyce układu oraz poszerzenie możliwości wykorzystania całego wolumenu informacji wstępnych,
- poprawa kontroli nad stanem urządzeń podstacji,
- ograniczenie redundancji obwodów i informacji wymaganych do zapewnienia określonego poziomu niezawodności,
- zwiększenie możliwości wiarygodności i poprawienia informacji wstępnej ze względu na obecność odpowiednio dużej ilości informacji zbędnych,
- — zwiększenie ilości informacji, które pozwalają systemowi zarządzania podejmować bardziej świadome decyzje, —
- umiejętność realizacji adaptacyjnych układów zabezpieczeń i sterowania przekaźników,
- obniżenie całkowitego kosztu kompletu kontroli technicznych,
- możliwość zastosowania nowych progresywnych środków technicznych (czujniki o wysokiej precyzji, układy optyczne itp.).
Wspólną cechą prawie wszystkich opracowań jest wykorzystanie rozproszonych kompleksów wielokomputerowych opartych na strukturach lokalnych sieci komputerowych jako bazy technicznej APCS z podstacji. Mikroprocesory wchodzące w skład tych kompleksów realizują różne funkcje technologiczne i pomocnicze, w tym komunikację między podstacją a nastawnią.
Funkcje sterowania podstacją, które są zautomatyzowane przy użyciu technologii mikroprocesorowej, obejmują:
- zbieranie i przetwarzanie informacji,
- wyświetlanie i dokumentowanie informacji,
- kontrola mierzonych wartości poza ustalonymi granicami,
- przekazywanie informacji kierownictwu wyższego szczebla,
- wykonać proste obliczenia,
- automatyczne sterowanie wyposażeniem podstacji w trybie normalnym.
Najwyższe wymagania dotyczące niezawodności i szybkości stawiane są urządzeniom do zabezpieczania przekaźników i sterowania awaryjnego. Uszkodzenia układów mikroprocesorowych przy wykonywaniu funkcji zabezpieczeń przekaźnikowych i automatyki sterowania awaryjnego powinny być praktycznie wykluczone.
System dialogowy musi zapewniać komunikację z KTR różnym użytkownikom: personelowi operacyjnemu, dla którego używany jest najprostszy, zbliżony do naturalnego język komunikacji, specjalistom z zakresu zabezpieczeń przekaźnikowych i automatyki w sytuacjach awaryjnych, dokonywaniu nastaw, sprawdzaniu i zmianie nastaw (bardziej złożony, wyspecjalizowany język komunikacji), informatyków (najtrudniejszy język). Za pomocą zautomatyzowanego systemu sterowania procesem monitorowane są: stan (włącz-wyłącz) urządzeń operacyjnych, aktualne wartości wartości w porównaniu z ustalonymi dopuszczalnymi granicami, możliwości operacyjne sterowania korpusów (urządzenia do komunikacji, zabezpieczeń przekaźnikowych i sterowania awaryjnego), dopuszczalnego czasu trwania przeciążenia transformatorów i linii elektroenergetycznych, różnicy przekładni transformatorów związanych z pracą równoległą transformatorów.
Funkcje automatycznej regulacji w trybie normalnym obejmują: włączoną regulację napięcia autobus na podstacji poprzez zmianę przekładni transformatorów, załączanie i wyłączanie kondensatorów, przełączanie operacyjne według zadanego programu, blokowanie rozłączników, synchronizację, rozłączanie jednego z pracujących równolegle transformatorów w celu zmniejszenia całkowitych strat mocy w trybie niskiego obciążenia, automatyzację odczytów raportowania liczniki energii elektrycznej.
Funkcje sterowania ACS TP stacji w stanach awaryjnych obejmują zabezpieczenie przekaźnikowe elementów stacji, CBRO, automatyczne ponowne załączanie linii elektroenergetycznych, automatyczne przełączanie, odłączanie i powrót obciążenia.Za pomocą mikrokomputera zaimplementowano adaptacyjne układy automatycznego ponownego załączania linii i szyn zbiorczych, które zapewniają: zmienną zwłokę czasową (przerwa bez prądu), uwzględniającą nasilenie poprzedniego zwarcia, dobór elementu do zasilania napięciem szyn rozdzielni, pozostających w stanie beznapięciowym (według minimalnego poziomu prądu zwarciowego w przypadku uszkodzenia długotrwałego, zgodnie z maksymalną wartością napięcia zerowego w szynach rozdzielni od jakie napięcie jest podawane itp.), zmianę opóźnienia czasowego, wyłączenie automatycznego ponownego załączenia w przypadku powtarzających się awarii linii elektroenergetycznej spowodowanych złymi warunkami atmosferycznymi, naprzemienne załączanie faz wyłącznika przy zwarciu do masy dwu- lub trójfazowej (najpierw zamyka się wyłącznik jednej z uszkodzonych faz, a następnie, w przypadku pomyślnego automatycznego załączenia, wyłączniki pozostałych dwóch faz), zmniejszając w ten sposób dotkliwość zakłócenia awaryjnego w przypadku nieudanego automatycznego załączenia.