Mam tę przyjemność, że na co dzień uczestniczę w uruchamianiu najnowszych zabezpieczeń cyfrowych, głównie średnich oraz wysokich napięć. Moim zadaniem jest integracja informacji z takich urządzeń w systemie SCADA.
Oznacza to, że nie zajmuję się uruchomieniem układów od strony elektrycznej, ale poprzez komunikację realizuję funkcję nadzoru i sterowania. Z racje jednak mojego zawodu Jestem Elektrykiem
- niepokornie staram się wgryzać w szczegóły realizacji poszczególnych układów od strony elektrycznej. Dawno minęły czasy, gdy w zabezpieczeniach elektrycznych średnich oraz wysokich napięć wykorzystywano przekaźniki elektromagnetyczne. (Jeżeli gdzieś na stacji są jeszcze takie rozwiąznia, to jest to raczej archaizm i kwalifikuje się do modernizacji). Obecnie standardem jest wykorzystywanie zabezpieczeń cyfrowych, które spełniają również dodatkowe funkcje.
Podstawowym przeznaczeniem cyfrowego przekaźnika zabezpieczeniowego w polu jest realizacja zabezpieczeń elektrycznych. Dopasowanie funkcjonalności realizowane jest poprzez odpowiednie wykorzystanie gotowych modułów programowych, np. zabezpieczeń nadprądowych, podnapięciowych, różnicowoprądowych itd. Ważne jest to, że przekaźnik spełnia również inne funkcje: realizuje sterowania łącznikami, odwzorowuje położenie, konwertuje sygnały binarne i pomiary analogowe na wartości cyfrowe. Wprowadzenie do przekaźnika danych w formie cyfrowej otwiera wiele możliwości ich wykorzystania, np. realizację rejestratora zakłóceń.
Ciekawie zaczyna się robić jeżeli pomyślimy o funkcjach oraz blokadach międzypolowych. Klasyczne rozwiązania "drutowe" zastąpiono przekazywanie sygnałów poprzez sieć ethernet oczywiście zapewniając zachowanie odpowiednich czasów działania. Wybrane sygnały są przekazywane pomiędzy polami w celu realizacji na przykład funkcji LRW (Lokalnej Rezerwy Wyłącznikowej) czy blokowania ZS (Zabezpieczenia Szyn) podczas rozruchu jednego z napędów. Jeszcze raz zwrócę uwagę, sygnały te są przekazywane w formie transmisji danych pomiędzy przekaźnikami.
W tym momencie należy wspomnieć o ważnej normie IEC 61850. Norma ta standaryzuje rozwiązania komunikacyjne w wymianie informacji w układach elektroenergetycznych. Standard jest złożonym dokumentem, który definiuje nie tylko komunikację ale również modele danych. Pozwala to na wzajemną współpracę urządzeń różnych producentów. Wcześniejsze rozwiązania opierały się na rozwiązaniach producentów zabezpieczeń. Upraszczając problem można stwierdzić, że zastosowanie standardu IEC 61850 całkowicie porządkuje realizację komunikacji nie tylko z powodu czysto technicznej wymiany danych w sieci, ale również narzucając sposób organizacji danych tak aby było on dostosowany do realizowanych funkcji elektrycznych.
Według mnie temat ten jest bardzo interesujący, również od strony elektrycznej. Warto wiedzieć w jaki sposób realizowane są funkcje zabezpieczeniowe i jak duże znaczenie odgrywa poprawność i niezawodność komunikacji w tych układach.
Opisane powyżej rozwiązanie jest powszechnie stosowany. Zmiany nie zatrzymują się jednak na tym etapie, komunikacja jest przenoszona jeszcze bliżej procesu. Obecnie urządzenia pierwotne, takie jak np. przekładniki są wyposażone w możliwość udostępniania danych w formie cyfrowej. Oznacza to, że wyeliminowano analogowy obwód pomiarowy np. pomiędzy przekładnikiem prądowym a zabezpieczeniem nadprądowym. Dane w formie cyfrowych próbek pomiarowych są przekazywane z przekładnika do zabezpieczenia. I jak zapewne każdy Elektryk sobie wyobraża wymagania dla komunikacji nadal rosną. Na tych danych działa np. zabezpieczenie różnicowe!
Jeżeli realizujemy wszystkie kroki - wraz z przekazywanie danych pomiarowych od urządzeń pierwotnych - mówimy, że mamy "Stację Cyfrową". Nie wszyscy producenci z branży mogą zaoferować takie kompleksowe rozwiązanie. W Polsce pracuje tylko jedna cyfrowa stacja, zrealizowana w oparciu o wiedzę firmy ABB.
Przepraszam za tak pobieżne potraktowanie tematu, ale chciałem się tylko podzielić tym, czym ostatnio się zajmuję. Jeżeli będą pytania postaram się przybliżyć konkretne zagadnienia techniczne. Z mojego punktu widzenia możliwa jest analiza budowy całego obiektu od ogółu do szczegółu. W systemie SCADA mamy obraz całego obiektu energetycznego (np. Elektrowni) i poprzez: rozdzielnię, pole, przekaźniki zabezpieczające i jego funkcję czy sygnał docieram do wybranego, fizycznego zacisku.
Jacek Gońka
