Автоматизація мереж середньої та низької напруги, ч.3. Елементи мережі.
На основі компонентів, розглянутих у попередніх розділах, можна реалізувати системи, адаптовані до автоматизації мереж як середньої, так і низької напруги. WAGO підготувала кілька прикладів, що демонструють готові до використання рішення, адаптовані до вимог комунальної енергетики.
Радіокеровані вимикачі з автономним приводом (роз’єднувачі або реклоузери) використовуються для реконфігурації мережі середнього струму або для усунення несправностей в аварійних ситуаціях. Слід пам’ятати, що такі рішення повинні бути адаптовані до екстремальних умов експлуатації, що виникають внаслідок перехідних процесів і струмів короткого замикання, які виникають під час аварійних ситуацій і перемикань. Це призводить до генерації імпульсів електромагнітного поля, які можуть мати руйнівний вплив на електронну апаратуру систем, побудованих навколо вимикача. Додатковим впливом є вібрації та механічні удари, що виникають в результаті роботи самого приводу вимикача, а також змінні, часто вкрай суворі атмосферні умови експлуатації вимикача.
Аналогічні вимоги повинні бути застосовані до систем дистанційного керування та моніторингу, вбудованих в такі вимикачі. Всі компоненти повинні бути придатними для роботи в дуже широкому діапазоні температур навколишнього середовища, стійкими до перенапруги та електромагнітних перешкод, вібрації та короткочасних механічних ударів. Для багаторічної роботи без технічного обслуговування системи повинні бути забезпечені надійним рішенням гарантованого живлення з можливістю дистанційної та локальної діагностики, з можливістю визначення потужності в системі в разі виникнення аварійних ситуацій.
Контролер може працювати з вимикачами з прямим або бункерним приводом, з електричним блокуванням. Стан положення вимикача і виконавчого механізму визначається допоміжними контактами виконавчого механізму за допомогою двопозиційних входів контролера, в той час як на виконавчий механізм подаються виконавчі сигнали з двопозиційних виходів контролера. Якщо електропривод вимагає керування струмовим сигналом зі значенням, що перевищує номінальну навантажувальну здатність виходів контролера, він повинен бути оснащений виконавчими реле з навантажувальною здатністю контактів, що відповідає вимогам електроприводу. Опціонально система дозволяє співпрацювати з детектором короткого замикання з метою передачі інформації про стан роботи мережі до вищестоящої SCADA-системи, а також пропонує дистанційне видалення детектора. Базове рішення розраховане на роботу з одним роз’єднувачем. Оскільки конструкція є модульною, система може бути розширена для роботи з декількома роз’єднувачами. Комплект складається з контролера, оснащеного модулями розширення, джерела безперебійного живлення ДБЖ, що працює від акумуляторної батареї, електронного вимикача максимального струму і додаткового детектора короткого замикання.
Додаток контролера телеуправління WAGO для радіокерованого вимикача використовується для управління і нагляду за роз’єднувачем або вимикачем з електричним приводом з системи вищого рівня типу SCADA через передачу даних GPRS/TETRA. Для зв’язку GSM/GPRS використовуйте зовнішній GPRS-модем/маршрутизатор, підключений до контролера за допомогою стандартного кабелю Ethernet типу «вита пара». У разі зв’язку за допомогою модему системи TETRA його слід підключити до порту RS-232/485 контролера за допомогою кабелю DB9, що відповідає специфікаціям виробника модему. Детектори струму короткого замикання є додатковим аксесуаром для дистанційного керування роз’єднувачами мережі. Їх можна підключити до системи за допомогою цифрового каналу або традиційно через набір двійкових входів і виходів. Телеуправління WAGO-I/O-SYSTEM пропонує можливість зв’язку з будь-яким детектором короткого замикання за допомогою стандартизованого протоколу зв’язку.
Детектори струму короткого замикання
Детектори струму короткого замикання є доповненням до радіокерованої комутаційної системи, що дозволяє виявляти короткі замикання в мережі і передавати цю інформацію в систему диспетчерського контролю і моніторингу. Завдяки невеликим розмірам і компактній конструкції, детектор WE-SG-750 використовується як автономний пристрій, що встановлюється у внутрішніх і зовнішніх розподільчих пристроях, контейнерних станціях і розподільчих шафах. Він також може бути використаний для доповнення PLC функціями захисту, наприклад, в невеликих модульних розподільчих пристроях, компактних розподільчих блоках. Пристрій придатний для роботи в суворих погодних умовах.
Детектор може співпрацювати з PLC через протокол MODBUS або працювати незалежно – в цьому випадку сигналізація про коротке замикання здійснюється через контакт реле. Сигналізація короткого замикання здійснюється вручну за допомогою кнопки. Зчитування виміряних значень, історії подій і підтвердження подій (видалення спрацьовування) можливе за допомогою каналів зв’язку.
Сповіщувачі WE-SG-750 оснащені двома банками налаштувань і логгером, здатним реєструвати 32 події. Пристрій включає в себе годинник реального часу. Зв’язок відбувається через ETHERNET або 2-провідний RS-485. Для вимірювання фазних струмів можлива робота з котушками Роговського з чутливістю 1 мВ/А або вимірювання може здійснюватися за допомогою трансформаторів струму. Залежно від конструкції, струм I0 може бути або виміряний, або розрахований. Прилад може бути адаптований для роботи з суматором, який обчислює напругу U0 на основі фазних напруг.
Інтелектуальна трансформаторна станція середньої та низької напруги
Це ще одне застосування, що демонструє можливості системи вводу-виводу WAGO. Рішення, розроблене для радіокерованих мережевих комутаторів, можна розширити за допомогою додаткових модулів вводу і виводу, тим самим збільшуючи його функціональність. Таким чином, діапазон функцій системи можна значно збільшити, розширивши його, наприклад, до вимірювання параметрів електричної мережі за допомогою трифазних вимірювальних модулів. Вони доступні в декількох варіантах як стандартні версії модулів WAGO-I/O-SYSTEM. Масштабуючи рішення до потрібної кількості двійкових сигналів і аналогових вимірювань, система WAGO дозволяє легко створити систему моніторингу, управління і нагляду за трансформаторною підстанцією низької/високої напруги.
WAGO разом з партнерами розробили інтелектуальний додаток для підстанції, що забезпечує повний моніторинг усіх відповідних робочих параметрів підстанції з можливістю дистанційного керування приводами високовольтних роз’єднувачів, дистанційного регулювання відпайок на трансформаторі та візуалізації робочого стану низьковольтних роз’єднувачів у реальному часі.
Основним елементом є контролер WAGO, який дозволяє здійснювати управління, моніторинг та дистанційний контроль станції:
- візуалізації та контролю блоку вимикачів
- вимірювання струмів, напруг, частот
- функції захисту з сигналізацією,
- зчитування та передачі даних з вимірювальних карт WAGO-I/O-SYSTEM
- зв’язок з SCADA-системами (наприклад, в протоколах DNP3.0, IEC60870-5-101//103//104, IEC61850 через GPRS/GSM-зв’язок),
- управління напрямком потоку електроенергії шляхом дистанційного перемикання ступенів на трансформаторі під навантаженням,
- контроль доступу до енергетичних об’єктів,
- дистанційна параметризація та обмін програмним забезпеченням через веб-сервер.
Керування енергетичною станцією
Всі сигнали з контрольованого об’єкта підключаються до PLC через модульні аналогові та двійкові входи/виходи. Така конфігурація забезпечує реалізацію вимірювань роботи підстанції, сигналізацію станів вимикачів та їх дистанційне керування.
Розроблене програмне забезпечення дозволяє контролювати стан роботи розподільчого пристрою середнього напруги та керувати роз’єднувачами. Також є можливість вибору дистанційного/місцевого керування.
Система електроживлення, що використовується для систем автоматизації та приводів розподільчих пристроїв середньої напруги, забезпечує надійну та безпечну роботу з максимальним часом автономної роботи.
Контролер WAGO надає широкий спектр можливостей для управління потоком енергії в окремих відтоках, поєднуючись з модулем вимірювання 3-фазної потужності. Таке рішення означає, що блок контролера з десятком карт обліку займає стільки ж місця, скільки 1-2 лічильники енергії. Крім того, система збирає та передає інформацію про температуру та вологість у відсіках станції, рівень ґрунтових вод та задимленість.