W dobie dynamicznego wzrostu zapotrzebowania na energię elektryczną odbiorców końcowych, kluczowe znaczenie ma ograniczenie skutków przerw w dostawach energii. Zaburzenia w zasilaniu ciągłych procesów przemysłowych mogą mieć wpływ na prowadzoną działalność przedsiębiorstw.
Aby sieć energetyczna była sprawna i niezawodna operatorzy sieci dystrybucyjnej (OSD) muszą szukać inteligentnych i innowacyjnych rozwiązań automatyki w sieciach elektroenergetycznych. W następstwie tego, od kilku lat możemy zaobserwować pojawianie się coraz to nowszych wymagań technicznych stawianych dostawcom urządzeń Smart Grid przez operatorów sieci dystrybucyjnej. Z całą pewnością rozwiązaniami, które przyczynią się do poprawy wskaźników awaryjności i zredukowania przerw w dostawach energii są: zdalne nadzorowanie rozproszonej sieci SN w zakresie występowania zwarć oraz monitorowanie parametrów elektrycznych punktów zasilających. Naprzeciw tym oczekiwaniom wychodzi rozwiązanie Phoenix Contact dla inteligentnych sieci elektroenergetycznych - system Smart Grid.
Rys. 1. Widok wnętrza szafki: 1 - krańcówka drzwi; 2 - router GSM, 3 - sterownik, 4 - Zasilacz/UPS,
5 - wskaźnik zwarć, 6 - listwy zaciskowe, 7 - zabezpieczenie przed przepięciami,
8 - akumulator, 9 - gniazdo sensorów prądowych
Elementy wchodzące w skład zestawu to:
- sterownik telemechaniki Axioline AXC 1050 XC z modułami wejść/wyjść oraz modułem komunikacyjnym w standardzie RS485,
- sygnalizator zwarć doziemnych i międzyfazowych w sieciach SN w raz z zestawem 3 sztuk rozłączalnych sensorów prądowych,
- układ zasilania i bateria akumulatorów,
- zabezpieczenie układu zasilania przed przepięciem.
Zestaw przeznaczony jest do instalacji w różnych punktach systemu elektroenergetycznego SN, takich jak: stacje transformatorowe wnętrzowe lub stacje słupowe. Wszystkie elementy składowe spełniają normy warunków pracy w zakresie temperatur -25°C ÷ +70°C, mając na wadze najbardziej skrajny przypadek, czyli stacje słupowe.
Rolę sterownika telemechaniki pełni Axioline AXC 1050 XC. Komunikacja z systemem SCADA odbywa się za pomocą protokołu DNP3.0. Opcjonalnie istnieje możliwość zastosowania protokołu IEC-60870-5-104, Modbus TCP/IP lub IEC61850.
Podstawową rolą sterownika jest: zbieranie danych ze stacji, sterowanie elementami wykonawczymi, komunikacja z sygnalizatorem zwarć po protokole Modbus RTU, zbieranie danych pomiarowych pola objętego nadzorem i wysyłanie do systemu SCADA. Sterownik posiada wbudowany WEB serwer, dzięki czemu odczyt parametrów z sygnalizatora zwarć, zmiana nastaw, konfiguracja komunikacji TCP/IP sterownika, diagnostyka funkcjonalności oraz konfiguracja kanału DNP3 odbywa się za pomocą interfejsu WWW. Do komunikacji zdalnej z systemem SCADA wykorzystano router przemysłowy sieci komórkowej 4G (LTE).
Rys. 2. Architektura systemu
Najważniejsze parametry sterownika telemechaniki:
- 2 x złącze Ethernet, dzięki czemu jeden port może obsługiwać komunikację z systemem SCADA, a drugi może być wykorzystany jako lokalny port serwisowy,
- możliwość rozbudowy o dodatkowe moduły wejść/wyjść (obsługa dodatkowych pól),
- możliwość rozbudowy o dodatkowe sygnalizatory zwarć (obsługa dodatkowych pól),
- rozszerzony zakres temperatur pracy -40°C ÷ +70°C (sterownik, moduły wejść/wyjść oraz moduły funkcyjne),
- wbudowany WEB serwer – możliwość stworzenia dedykowanego interfejsu,
- możliwość ustawienia protokołu http/https na dowolnym porcie TCP/IP,
- dostęp do funkcjonalności interfejsu WWW chroniony hasłami i prawami dostępu,
- zwiększona odporność na zakłócenia elektromagnetyczne.
Do monitorowania pracy linii SN zastosowano autonomiczny sygnalizator zwarć, który wraz z kompletem sensorów prądowych ma za zadanie przekazywać informacje o stanie nadzorowanej linii SN do sterownika telemechaniki za pomocą interfejsu komunikacyjnego Modbus RTU.
Najważniejsze parametry techniczne sygnalizatora zwarć:
- wykrywane zwarcia doziemne I0>,
- wykrywane zwarcia międzyfazowe I>, I>>,
- mierzone prądy fazowe I1, I2, I3 [A] 0÷1200,
- testowanie sygnalizatora: ręczne, zdalne, napięciem 24 V DC,
- kasowanie sygnalizacji: samoczynne po czasie, ręczne, zdalne, napięciem 24 V DC,
- 4 banki nastaw.
Występowanie zakłócenia na linii sygnalizowane jest optycznie za pomocą specjalnej wandaloodpornej lampki LED montowanej na zewnątrz budynku stacji lub słupie linii napowietrznej oraz zdalnie, w systemie SCADA lub interfejsie WWW.
Układ zasilania zestawu Smart Grid składa się z zasilacza ze zintegrowanym UPS TRIO-UPS/1AC/24DC/5. Zasilacz posiada trzy konfigurowalne 24VDC/200mA wyjścia potencjałowe oraz sygnalizacje LED.
Wyjścia zostały skonfigurowane tak, aby sygnalizować w systemie SCADA parametry pracy układu takie, jak:
- alarm "awaria baterii" - pojawiający się w jednym z przypadków: brak baterii, maksymalny cykl życia akumulatora (osiągnięcia maksymalnego czasu ładowania baterii – parametr konfigurowalny), niski poziom napięcia baterii U BAT - parametr konfigurowalny,
- tryb pracy układu - zasilanie 230 V AC lub praca buforowa (tryb akumulatorowy),
- ładowanie akumulatora.
Wyższy stopień ochrony po stronie AC osiągnięto poprzez dodanie zabezpieczenia przed przepięciami. W celu uzyskania maksymalnego stopnia ochrony zastosowano odgromnik / ogranicznik przepięć VAL-MS-T1/T2 335/12.5/1+1 w układzie warystor+iskiernik (1+1).
Podtrzymanie pracy zespołu urządzeń w przypadku zaniku zasilania podstawowego zapewniają akumulatory kwasowo-ołowiowe wykonane w technologii technologii AGM o pojemności 7,2 Ah. Zasilacz pozwala na zastosowanie dowolnej baterii akumulatorów o pojemności do 13 Ah.
Parametry techniczne układu zasilania:
- układ ochrony przed całkowitym rozładowaniem baterii akumulatorów – parametr konfigurowalny w zakresie 18 V DC ÷ 21 V DC,
- zakres napięcia wejściowego AC 85 V AC ÷ 264 V AC,
- zakres napięcia wejściowego DC 100 V DC ÷ 350 V DC,
- temperatura otoczenia (praca) -25°C ÷ +70°C (> +55°C, zmniejszenie obciążalności: 2,5%/K),
- prąd ładowania 0,2 A ÷ 1,5 A (parametr konfigurowalny),
- znamionowe napięcie wyjściowe: 24 V DC,
- znamionowy prąd wyjściowy (IN): 5 A.
Dowiedz się więcej na www.phoenixcontact.pl
Zapraszamy do kontaktu:
Paweł Łuszczak, Menadżer Segmentu Rynku IMA
e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
gsm: +48 784 97 95 94
tel.: +48 71 39 80 428
© Artykuł sponsorowany