pobierz plik

PAŃSTWOWA WYŻSZA
SZKOŁA ZAWODOWA
w ELBLĄGU
INSTYTUT
POLITECHNICZNY
Karol Speizer
Marek Uzdowski
RADIOWE STEROWANIE WYŁĄCZNIKAMI
W SIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ
Elbląg 2005
1. Spis treści
1. Spis treści
2. Wstęp
3. Łączniki elektroenergetyczne
3.1 Wiadomości ogólne
3.2 Klasyfikacja łączników
3.3 Parametry łączników
4. Rozłącznik z próżniowymi komorami gaszeniowymi napowietrzny typu RPN III
S 24/400 z napędem elektrycznym NSP-5
4.1 Zastosowanie rozłącznika RPN III S24/400
4.2 Dane techniczne rozłącznika RPN III S 24/400
4.3 Gabaryty rozłącznika RPN III S 24/400
4.4 Dane techniczne napędu elektrycznego NSP-5
4.5 Warunki pracy
4.6 Opis techniczny
5. Telemechanika
5.1 Sterowniki telemechaniki typu Ex-ML
5.2 Moduły
5.3 Transmisja danych
5.4 Podstawowe funkcje telemechaniki typu Ex-ML
5.5 Funkcje opcjonalne telemechaniki typu Ex-ML
5.6 Moduły podstawowe
5.7 Moduły usługowe
5.8 Ex-ML z rozproszonymi modułami wejść/wyjść binarnych
5.9 Ex-ML z rozproszonymi modułami wejść/wyjść binarnych
5.10 Autonomiczny system telemechanik Ex-ML
5.11 Łączność
5.12 Zasilanie
6. Realizacja łączności poprzez trunking
6.1 Realizacja łączności poprzez trunking
6.2 Konfiguracja systemu
6.3 System nadzoru posługujący się protokołem MAP27
6.4 Urządzenia telemechaniki posługujące się protokołem MAP27
6.5 Trunking – akcesoria
7. System dyspozytorski - WindEx
7.1 System WindEx – podstawowe cechy
7.2 System WindEx – funkcje podstawowe
7.3 System WindEx – funkcje opcjonalne
7.4 System WindEx – właściwości terminala
7.5 System WindEx - Analizator zwarć
7.6 Sprzęg systemem telemechanik
7.7 Arkusz kalkulacyjny czasu rzeczywistego
7.8 WindEx - Dziennik operacyjny
7.9 WindEx - Dziennik operacyjny - Poziom pola
7.10 WindEx - Dziennik operacyjny - Poziom linii
7.11 WindEx - Dziennik operacyjny - Menu polecenia
7.12 WindEx - Dziennik operacyjny - Wpis do dziennika
7.13 WindEx - Dziennik operacyjny - Lista zdarzeń i poleceń
7.14 WindEx - System blokad i sekwencji sterowniczych
8. Literatura
2
2. Wstęp
W obecnych czasach, w warunkach gospodarki globalnej, zwiększanie wydajności i
jednoczesne obniżanie kosztów jest nie tylko koniecznością, co i obowiązkiem
ekonomicznym zarządzania i funkcjonowania przedsiębiorstw. Kluczem do optymalizacji i
lepszej sprawności przebiegu wszelkich procesów jest ich automatyzacja. Produkt finalny
procesu tworzenia musi być wykonany jak najszybciej, przy zachowaniu należytej staranności
i dokładności, natomiast w razie awarii, uszkodzenie było lokalizowane szybko i sprawnie
usuwane.
Obecnie w energetyce ilość procesów, które opierają się na automatyce nieustannie
wzrasta. Chodzi przecież o to, aby odbiorcy zapewnić energię w należytej jakości w sposób
jak najmniej awaryjny. To właśnie automatyka lokalizacji i selekcji miejsca zwarcia pozwala
zmniejszyć do minimum czas przerw w zasilaniu poszczególnych odbiorców zasilanych z
sieci średniego napięcia.
Przykładem takiej automatyzacji są wyłączniki sterowane radiowo.
3. Łączniki elektroenergetyczne
3.1. Wiadomości ogólne
Łączniki elektroenergetyczne, [1] nazywane również elektrycznymi lub w skrócie
łącznikami, są aparatami przeznaczonymi do przewodzenia określonych prądów oraz do
wykonywania
określonych
czynności
łączeniowych
w
obwodach
urządzeń
elektroenergetycznych.
Funkcje pełnione przez łączniki w układzie elektroenergetycznym mogą być bardzo
różne: załączanie, przełączanie i wyłączanie torów prądowych pod obciążeniem (wyłączniki,
rozłączniki), stwarzanie bezpiecznych przerw izolacyjnych (odłączniki, rozłączniki),
manewrowanie przepływem prądu i energii elektrycznej (łączniki manewrowe).
3.2 Klasyfikacja łączników
Odłączniki są to łączniki przeznaczone i zdolne do przewodzenia prądów o
wartościach nie przekraczających ich prądów znamionowych cieplnych oraz do
krótkotrwałego przewodzenia określonych prądów zakłóceniowych (roboczych i
zwarciowych). Stwarzają one bezpieczne, z reguły widoczne przerwy w obwodzie. Nie
mogą być stosowane do wyłączania prądów z wyjątkiem bardzo małych prądów pracy
jałowej niektórych urządzeń i linii.
Rozłączniki są to łączniki przeznaczone do długotrwałego przewodzenia prądów
znamionowych cieplnych i krótkotrwałego przewodzenia określonych prądów
zakłóceniowych oraz do łączenia prądów nie przekraczających wartości znamionowych
prądów wyłączalnych, nie większych niż 10-krotna wartość ich prądów znamionowych
cieplnych.
Wyłączniki są to łączniki przeznaczone do wyłączania i załączania określonych
prądów roboczych i zakłóceniowych, do długotrwałego przewodzenia znamionowych
prądów cieplnych oraz do krótkotrwałego przewodzenia określonych prądów
zakłóceniowych, przy czym ich znamionowy prąd wyłączalny jest większy niż 10-krotna
wartość znamionowych prądów cieplnych.
3
3.3. Parametry łączników
•
•
•
•
•
•
•
•
Napięcie znamionowe łącznika trójfazowego (UN) jest to największa dopuszczalna
wartość skuteczna napięcia międzyprzewodowego sieci w której łącznik może być
zainstalowany, przy której też są ustalone inne znamionowe parametry techniczne
łącznika.
Prąd znamionowy ciągły (cieplny) łącznika (IN) jest to największa wartość skuteczna
prądu, który może płynąć przez łącznik przy pracy ciągłej, podczas której zestyki
główne są zamknięte i przewodzą prąd w dowolnie długim czasie w określonej
temperaturze otaczającego powietrza, przyjmowanej zazwyczaj 30°C.
Prąd znamionowy wyłączalny łącznika (zdolność wyłączalna) jest to największa
wartość skuteczna prądu, którą łącznik może wyłączyć w określonych warunkach i
szeregu łączeniowym bez powodowania uszkodzeń lub objawów mogących mieć
niepożądany wpływ na środowisko lub na wykonywanie przez łącznik wyznaczonych
funkcji.
Prąd znamionowy załączalny jest to największa chwilowa wartość prądu
załączalnego, którą łącznik może załączyć bez szczepienia się zestyków oraz innych
skutków powodujących niezdatność łącznika do dalszej pracy.
Prąd znamionowy szczytowy łącznika jest to największy prąd szczytowy (udarowy),
który występująć w łączniku przy zamkniętych zestykach łącznika nie spowoduje
trwałego szczepienia się styków ani żadnych uszkodzeń mechanicznych lub uszkodzeń
izolacji.
Trwałość mechaniczna jest to największa liczba cykli przestawieniowych, które
można wykonać łącznikiem nieobciążonym prądem bez przekroczenia określonego
zużycia elementów.
Trwałość łączeniowa jest to największa liczba cykli łączeniowych, które można
wykonać łącznikiem z określoną częstością łączeń w określonym obwodzie
probierczym, odpowiadających dopuszczalnemu zużyciu styków lub innych
elementów członów łączeniowych łącznika.
Znamionowa częstość łączeń jest to największa liczba cykli łączeniowych w
określonym czasie (najczęściej w ciągu 1h).
4. Rozłącznik z próżniowymi komorami gaszeniowymi
napowietrzny typu RPN III S 24/400 z napędem
elektrycznym NSP-5
Rys. 1: Rozłącznik z próżniowymi komorami gaszeniowymi typu RPN S 24/400 [4]
4
4.1 Zastosowanie rozłącznika RPN III S24/400
Rozłącznik typu RPN III S24/400 [4] jest przeznaczony do stosowania w linii
rozdzielczych napowietrznych SN 15÷20 kV. Służy do załączenia i wyłączenia linii
elektroenergetycznych pod obciążeniem. Mogą one być stosowane w liniach magistralach,
punktach stałego podziału sieci oraz na początku odgałęzień o znacznej długości,
zasilających większą liczbę stacji. Nie ogranicza się liczby rozłączników włączonych
szeregowo do sieci. Urządzenie jest wyposażone w próżniowe komory gaszeniowe
charakteryzujące się dużą żywotnością i zdolnością łączeniową 400 A. Napęd NSP-5
przeznaczony do manewrowania rozłącznikami RPN III S 24/400 Napęd może być
sterowany zdalnie (radiowo lub miejscowo z wykorzystaniem szaf sterowniczych SO-1).
Czynności łączeniowe można również wykonać ręcznie przy użyciu napędu ręcznego
NRV/NSP-5.
4.2 Dane techniczne rozłącznika RPN III S 24/400
Napięcie znamionowe
Ur
Znamionowy poziom izolacji
-napięcie probiercze udarowe piorunowe
UNi
-napięcie probiercze 1-minut. wytrzymywane
Częstotliwość znamionowa
fr
Znamionowy prąd ciągły
Ir
Prąd znamionowy 1-sek. wytrzymywany
In1s
Prąd znamionowy szczytowy wytrzymywany
INsz
Prąd wyłączalny w obwodzie o małej indukcji
I1
Prąd wyłączalny w obwodzie sieci pierścieniowej I2
Prąd wyłączalny ładowania kabli
I4a
Prąd wyłączalny ładowania linii napowietrznych I4b
Izolatory wsporcze
Trwałość mechaniczna
Sterowanie
24kV
Masa
84 kg
125 kV / 145 kV
56 kV / 60 kV
50 Hz
400 A
12,5 kA
31,5 kA
400 A
400 A
20 A
20 A
kompozyt
2000 cykli
ręczne, elektryczne
4.3Gabaryty rozłącznika RPN III S 24/400
Rys. 2: Wymiary rozłącznika typu RPN III S 24/400 [4]
5
4.4 Dane techniczne napędu elektrycznego NSP-5
Napięcie zasilania
24 V DC
Moc silnika
330 W
Przekrój przewodów zasilania
4 mm2
Przekrój przewodów
sterowniczych
Średni czas (*) przełączenia
1,5 mm2
Waga napędu
42 kg
3
* czas może ulec wydłużeniu – zależy od napięcia zasilania, także od warunków
atmosferycznych, długości kabli łączeniowych, itp.
4.5 Warunki pracy
Rozłącznik wraz z napędem przystosowany jest do pracy w urządzeniach napowietrznych w
następujących warunkach otoczenia:
• temperatura powietrza (otoczenia): -25÷40°C
• temperatura średnia w ciągu 24 h: 35°C÷(308°K)
• wilgotność względna powietrza: do 100%
• wysokość zainstalowania nad poziomem morza: do 1000 m
4.6 Opis techniczny
Rozłącznik typu RPN III S 24/400 [4] ma budowę trójbiegunową o wspólnym
napędzie. Odpowiednio wytrzymała konstrukcja zapewnia dużą niezawodność i trwałość.
Budowa umożliwia bezpośrednio połączenie przewodów liniowych z rozłącznikiem.
Każdy biegun wyposażony jest w dwa izolatory wsporcze IN – 24 wykonane z żywic
cykloalifatycznych. Jeden izolator jest zamocowany na stałe z stykami głównymi,
natomiast drugi izolator razem z stykami ruchomymi jest zamontowany na wsporniku
ruchomym.
Zamontowane zaciski prądowe standardowo pozwalają na zamocowanie przewodów
elektroenergetycznych aluminiowych z izolacją lub gołych w przekroju 16 ÷ 95 mm2.
Styki główne posiadają konstrukcję szczękową. Styki wykonane są z profilowanych
płaskowników miedzianych połączonych w sposób nierozłączny przez nitowanie oraz z
zamontowanie w miseczkach stabilizacyjnych sprężyny co powoduje stałą siłę docisku i
bardzo dobre połączenie powierzchni stykowej. Elementy styków są zabezpieczone
powierzchniowo poprzez cynowanie co umożliwia długą prace i zabezpiecza przed
korozyjnym oddziaływaniem środowiska.
Styki pomocnicze pracujące równolegle ze stykami głównymi otwierają się po
otwieraniu styków głównych i osiągnięciu bezpiecznej między nimi odległości. Zamknięcie
się styków pomocniczych w trakcie załączania rozłącznika następuje po zamknięciu
styków głównych. Konstrukcja styków pomocniczych i komór gaszeniowych umożliwia
załączanie i rozłączanie prądów roboczych do 400A.
Rozłącznik jest przystosowany do sterowania zdalnego napędem NSP – 5 i ręcznego
napędem NRV / NSP – 5.
Napęd NSP – 5 jest napędem elektrycznym wyposażonym w silnik i dwustopniową
przekładnię zębatą ze sprzęgłem oraz elektryczny układ sterowania.
6
Elementy te zabudowane są w obudowie z blachy aluminiowej. Manewrowanie
rozłącznikiem polega na wykonaniu przez wałek główny napędu sprzężony od góry ze
sterowaniem rozłącznikiem a od dołu z napędem ręcznym obrotu o kąt 180°.
5. Telemechanika
Telemechanika [gr.], teleautomatyka [8] - dziedzina techniki zajmująca się
przekształcaniem i przekazywaniem na odległość sygnałów elektrycznych w celach
sterowania, rejestracji danych i kontroli urządzeń technicznych; ma zastosowanie
w przyrządach centralnego sterowania i kontroli obiektów oddalonych (np. w energetyce,
kolejnictwie), w przypadku trudno dostępnych obiektów (np. w urządzeniach jądrowych) lub
ich ruchu (np. samoloty, rakiety); telemechanika obejmuje: telesygnalizację, telesterowanie
i telemetrię.
5.1 Sterowniki telemechaniki typu Ex-ML
Rys. 3: Sterowniki telemechaniki typu Ex-ML [5]
Sterowniki telemechaniki typu Ex-ML są grupą uniwersalnych urządzeń
przeznaczonych do zabudowy na rozdzielniach energetycznych średnich i niskich napięć.
Przeznaczeniem sterowników jest obsługa małych obiektów potrzebujących niewielu
wejść i wyjść do przesyłu danych (np. odłącznik słupowy).
Jednocześnie umożliwiają one włączenie w system telemechaniki i zdalnego nadzoru
różnych nietypowych urządzeń i usług.
W przypadku większych obiektów można zastosować rozproszony system Ex-ML, w
którym sterowniki spełniają rolę telemechaniki polowej.
7
5.2Charakterystyka telemechaniki typu Ex-ML
Rys. 4: Sterowniki telemechaniki typu Ex-ML [5]
[5] Ex-ML jest telemechaniką o bardzo małych wymiarach, elastycznej konfiguracji
oraz niskiej cenie. Ma ona charakter modułowy. Pojedyncze moduły mieszczą się w
typowych niewielkich obudowach firmy Phoenix Contact.
Podstawowymi elementami systemu są sterowniki telemechaniki (RTU)
współpracujące z magistralą typu LONTM zrealizowaną w oparciu o trójprocesorowy
element typu „Neuron”. Zastosowana magistrala umożliwia realizację struktury
łączności w postaci sieci komputerowej składającej się z równouprawnionych węzłów. W
każdym z nich znajduje się sterownik telemechaniki (RTU) zapewniający sprzęg z
nadzorowanym polem. Tworzą one lokalną sieć elementów ML. Sieć dołączona jest do
koncentratora, który umożliwia współpracę z innymi systemami, w szczególności z
systemem WindEx.
Telemechanika Ex-ML składa się z modułu nadrzędnego (tzw. getway) oraz modułów
nieinteligentnych łączonych do niego poprzez magistralę lokalną i modułów
inteligentnych łączonych do modułu nadrzędnego poprzez magistralę typu LONTM.
Moduły te umieszcza się na szynie DIN montowanej w szafach lub na tablicach
sterowniczych.
Łączność pomiędzy modułem nadrzędnym a modułami inteligentnymi (zawierającymi
w nazwie literę N) prowadzona jest w protokole LonTalk.
Magistrala typu LONTM może być wykonana przy pomocy skrętki w ekranie lub
światłowodu. Każdy moduł inteligentny, podłączony za pośrednictwem magistrali
LONTM, identyfikowany jest w systemie poprzez numer sieciowy, który może być
ustawiany i modyfikowany zdalnie.
8
5.3 Moduły
Telemechanika Ex-ML ma charakter modułowy. Pojedyncze GSM moduły mieszczą
się w typowych niewielkich obudowach firmy Phoenix Contact i łączone są ze sobą poprzez
szynę DIN (moduły podstawowe) lub poprzez magistralę typu LONTM (Local Operating
Network) (moduły usługowe). Łączność pomiędzy zestawem podstawowym a modułami
usługowymi prowadzona jest w protokole LonTalk. Magistrala typu LONTM pozwala na
podłączenie praktycznie nieograniczonej ilości modułów usługowych.
5.4 Transmisja danych
Dla systemów nadzoru telemechanika Ex-ML prezentuje się jako pojedyncze RTU.
Głównym medium transmisyjnym jest radiowa sieć trunkingowa, ale łączność z jednostką
nadrzędną może odbywać także się poprzez:
• kolizyjną sieć radiową opartą o jeden kanał łączności współdzielony z systemem
fonicznym,
• radiową sieć transmisji danych MOBITEX
• publiczną sieć telefoniczną GSM
• transmisję po sieci energetycznej nn
• komutowaną sieć telefoniczną
• łącze telefoniczne trwałe.
Transmisja danych odbywa się z szybkością 1200 bit/s – 9600 bit/s. Telemechanika może
posługiwać się protokołami łączności: DNP 3.0 lub MAP27.
Najnowszym rozwiązaniem łączności urządzeń z obiektem jest pakietowa transmisja
danych w telefonii komórkowej GPRS, umożliwiająca transmisję danych cyfrowych poprzez
dedykowany APN oraz prywatny numer dostępowy.
5.4 Podstawowe funkcje telemechaniki typu Ex-ML
1. odczytywanie sygnałów binarnych (stany łączników);
Sygnały binarne odczytywane są z rozdzielczością czasową 100 ms. Każde
rejestrowane zdarzenie opatrzone jest cechą czasu. Rodzaje wejść sygnalizacyjnych są
konfigurowane programowo w systemie nadzoru.
2. generowanie sygnałów sterujących binarnych (sterowania impulsowe) na polecenie
jednostki nadrzędnej;
3. zapewnienie łączności z jednostką nadrzędną;
Głównym medium transmisyjnym jest radiowa sieć trunkingowa, ale łączność z
jednostką nadrzędną może odbywać także się poprzez:
• kolizyjną sieć radiową opartą o jeden kanał łączności współdzielony z systemem
fonicznym,
• radiową sieć transmisji danych MOBITEX,
• publiczną sieć telefoniczną GSM,GPRS
• transmisję po sieci energetycznej nn,
• komutowaną sieć telefoniczną,
• łącze telefoniczne trwałe.
5.5 Funkcje opcjonalne telemechaniki typu Ex-ML
1. pomiar wartości analogowych;
Sygnały analogowe rejestrowane są z rozdzielczością 10 bitową, przy czym
maksymalny błąd całkowity pomiaru jest mniejszy od 1%.
9
2. pomiary wartości skutecznej (RMS) napięć i prądów przemiennych;
3. automatyka sieciowa lub zabezpieczeniowa;
Odpowiednie moduły mogą wykrywać przepływ prądu zwarciowego, kontrolować
poziom napięcia lub realizować proste funkcje zabezpieczeniowe.
4. współpraca z innymi systemami na obiekcie
Inne urządzenia jak np. systemy zasilania, pomiarowe, alarmowe itp. wyposażone w
kanały łączności mogą być dołączane do systemu ML poprzez specjalizowany moduł
konwertujący.
5. przekazywanie danych z liczników energii:
impulsowych,
z wyjściem informatycznym,
6. sterowanie synoptyką
5.6 Moduły podstawowe
•
•
•
•
•
•
Ex-ML_NG_x - moduł zapewniający łączność z jednostką nadrzędną.Warianty
modułu:
- Ex-ML_NG_T: umożliwiający połączenie poprzez terminal trunkingowy
- EX-ML_NG_D: łączność poprzez kanał dzierżawiony w protokole DNP3.0
- EX-ML_NG_S: łączność poprzez modem systemu GSM
- Ex-ML_NG_SY: umożliwia sterowanie synoptyką,
Moduł ten obsługuje przez lokalną magistralę moduły wejść/wyjść binarnych ExML_CMB (max. 8) oraz moduł pamięci nieulotnej używanej do rejestracji liczników
Ex-ML_M2.
Ex-ML_NGC_x - moduł telemechaniki rozproszonej systemu ML zapewniający
łączność z jednostką nadrzędną oraz komunikację z modułami usługowymi. Warianty
modułu:
- Ex-ML_NGC_T: umożliwiający połączenie poprzez terminal trunkingowy
- EX-ML_NGC_D: łączność poprzez kanał dzierżawiony w protokole DNP3.0
- EX-ML_NGC_S: łączność poprzez modem systemu GSM
Ex-ML_CMB - moduł realizujący odczyt sygnalizacji i wykonywanie sterowań
impulsowych,
EX-ML_CMB_S - moduł synoptyczny realizujący przekazanie impulsów z i do
pulpitów synoptycznych.
Ex-ML_M2 - moduł pamięci nieulotnej o pojemności 256kB (wymagany w systemie z
licznikami impulsów Ex-ML_NLI4),
Ex-ML_PS_24, Ex-ML_PS_48, EX-ML_PS_220 - przetwornice zasilające powyższe
moduły,
5.7 Moduły usługowe
Moduły współpracujące z magistralą typu LONTM zrealizowane są w oparciu o
trójprocesorowy element typu „Neuron”. Łączność pomiędzy modułem podstawowym ExML_NG_x a modułami funkcjonalnymi prowadzona jest w protokole LonTalk. Magistrala
typu LONTM pozwala na podłączenie praktycznie nieograniczonej ilości modułów
funkcjonalnych.
Typy modułów:
• Ex-ML_NSY10C - moduł do lokalnego odczytu sygnalizacji,
• Ex-ML_NST4C - moduł do lokalnego wykonywania sterowań impulsowych,
• Ex-ML_NU3 - moduł do lokalnego pomiaru napięć zmiennych,
• Ex-ML_NI3 - moduł do lokalnego pomiaru prądów zmiennych,
• Ex-ML_NDC4 - moduł do lokalnego pomiaru napięć stałych,
10
•
•
•
•
•
•
•
•
Ex-ML_NAO - moduł wyjść stałoprądowych,
Ex-ML_NLI_4, - moduł do współpracy z impulsowymi licznikami energii,
Ex-ML_NBAS, - moduł automatyki sieciowej,
Ex-ML_ADP - adapter do przekładników prądowych,
Ex-ML_NMDB - moduł do współpracy z urządzeniami po magistrali MODBUS,
Ex-ML_NZ - moduł zabezpieczenia,
Ex-ML_NCFG - moduł konfiguracyjny,
moduły opracowane na specjalne zamówienie.
5.8 Ex-ML ze skupionymi modułami wejść/wyjść binarnych
Rys. 5: Ex-ML ze skupionymi modułami wejść/wyjść binarnych [5]
Ex-ML w konfiguracji skupionej posiada moduły wejść/wyjść binarnych w zestawie
podstawowym.
Umożliwia przekazywanie na odległość sygnałów kontrolujących i sterujących innymi
urządzeniami technicznymi. Może zapewnić nadzór nad rozdzielnicą nn, odłącznikiem
słupowym, stacją transformatorową itp.
Jeden moduł typu Ex-ML_NG może obsłużyć do ośmiu modułów wejść/wyjść
binarnych oraz po kilka modułów usługowych każdego typu.
11
5.9 Ex-ML z rozproszonymi modułami wejść/wyjść binarnych
Rys. 6: Ex-ML z rozproszonymi modułami wejść/wyjść binarnych [5]
Telemechanika stacyjna (z rozproszonymi modułami wejść/wyjść binarnych)
umożliwia nadzór nad stacją energetyczną.
Zestawy telemechaniki umieszczane są w polach stacji i połączone są magistralą typu
LONTM.
Zastosowana magistrala umożliwia realizację struktury łączności w postaci sieci
komputerowej składającej się z równouprawnionych węzłów. W każdym z nich znajduje się
sterownik telemechaniki zapewniający sprzęg z nadzorowanym polem. Tworzą one lokalną
sieć elementów ML.
Sieć dołączona jest do koncentratora, który umożliwia współpracę z systemami
dyspozytorskimi.
Z punktu widzenia systemu zewnętrznego sieć modułów ML zawsze jest widziana
jako pojedynczy sterownik telemechaniki (RTU).
Przy zastosowaniu jako koncentratora zestawu z modułem Ex-ML_NGC i podłączeniu
maksymalnej ilości modułów usługowych pojemność systemu wynosi:
• 250 sygnalizacji
• 32 sygnalizacje z modułu automatyki sieciowej
• 56 pomiarów
• 120 sterowań
• 16 wejść liczników impulsowych.
Rolę koncentratora może spełniać także Ex MST2. Do koncentratora mogą być
dołączone 4 magistrale typu LONTM. Do każdej magistrali może być dołączonych 25
sterowników telemechaniki typu Ex-ML.
12
5.10 Autonomiczny system telemechanik Ex-ML
Rys. 7:Autonomiczny system telemechanik Ex-ML [5]
Praca telemechaniki Ex-ML w Systemie Autonomicznym umożliwia przekazywanie
informacji pomiędzy małą stacją energetyczną a nastawnią wyposażoną w makietę
synoptyczną. Nastawnia połączona jest ze stacją energetyczną pojedynczym łączem
telekomunikacyjnym (przewodowym, radiowym w kanale otwartym, poprzez GPRS lub po
sieci energetycznej nn). W nastawni znajduje się zestaw telemechaniki ML będący
„lustrzanym odbiciem” telemechaniki znajdującej się na obiekcie. Informacja (synoptyka,
pomiary, sygnały sterownicze) przekazywana jest pomiędzy urządzeniami systemu ML i
prezentowana bez pośrednictwa dodatkowego komputera.
Każdy moduł telemechaniki ML posiada swój odpowiednik w zestawie synoptyki.
Oznacza to, że stan wejścia sygnalizacyjnego nr 0 w module Ex-ML_CMB przedstawiony jest
stykami wyjścia oznaczonego nr 0 w module Ex-ML_CMB_S. W przypadku pomiarów
wartość napięcia np. na wejściu nr 1 modułu Ex-ML_NU3 reprezentowana jest wartością
prądu na wyjściu nr 1 modułu Ex-ML_NAO3.
5.11 Łączność
Dla systemów nadzoru telemechanika Ex-ML prezentuje się jako pojedyncze RTU,
które komunikuje się z nimi poprzez łącza stałe w protokole DNP3.0, łączność trunkingową w
protokole MAP27 lub łączność poprzez GSM w protokole DNP3.0. Transmisja danych
odbywa się z szybkością 1200 bit/s – 9600 bit/s.
Najnowszym rozwiązaniem łączności urządzeń z obiektem jest pakietowa transmisja
danych w telefonii komórkowej GPRS, umożliwiająca transmisję danych cyfrowych poprzez
dedykowany APN oraz prywatny numer dostępowy.
Medium łączności dla magistrali typu LONTM może być pojedyncza skrętka w
ekranie (max. 200m), na której można, w zależności od jej rozległości oraz wyposażenia
liniowego sterowników, uzyskiwać szybkości transmisji o 600 baud’ów do 1,2 Mbaud’ów.
13
5.12 Zasilanie
Ex-ML
- może być zasilane napięciem od 24V do 220V DC i AC,
- napięcie obwodów wtórnych może wynosić od 24V do 220V.
6. Realizacja łączności poprzez trunking
Urządzenia telemechaniki produkcji ELKOMTECH S.A., w przypadku łączności
realizowanej z użyciem sieci trunkingowej, wykorzystują krótkie ramki danych protokołu
MAP27 (SST, SDM) z kodowaniem typu "free format data" (podstawowy typ kodowania
występujący w terminalach wszystkich producentów, o ile oczywiście posiadają one
wbudowany interfejs szeregowy z protokołem MAP27).
Rys.8: Realizacja łączności poprzez trunking [6]
Dzięki takiemu rozwiązaniu uzyskano:
• dużą szybkość dostępu do adresata;
• brak angażowania kanałów rozmównych (transfery odbywają się w kanale
sterującym);
• możliwość jednoczesnego wykorzystywania terminala radiowego do przesyłania
danych i do prowadzenia rozmów.
Przy czym należy pamiętać, że:
• podczas prowadzenia rozmowy nie jest możliwe jednoczesne przesyłanie danych z
danego terminala radiowego;
• podczas przesyłania danych nie jest możliwe korzystanie z klawiatury terminala
radiowego (nie można wybrać numeru adresata);
• terminal dołączony do komputera przekazuje do niego wszystkie krótkie ramki
danych, także te wysyłane w postaci tekstowej z innego terminala.
W związku z tym, szczególnie przy dużej ilości punktów telemechaniki, terminal
przydzielony dla potrzeb łączności nie powinien być jednocześnie podstawowym terminalem
dyspozytora.
6.1 Konfiguracja systemu
Struktura sieci telemechaniki Ex wykorzystującej radiową sieć trunkingową składa się z:
• punktu centralnego wyposażonego w komputer z oprogramowaniem WindEx (lokalny
bądź zdalny system dyspozytorski) oraz trunkingowego terminala radiowego;
• dowolnej ilości punktów (obiektów) wyposażonych w jedną z telemechanik
posługujących się protokołem MAP27 oraz w trunkingowy terminal radiowy.
Obiekty rozróżniane są za pomocą adresów terminali trunkingowych.
14
Rys. 9: System trunkingowy [6]
6.2 System nadzoru posługujący się protokołem MAP27
Punktem centralnym systemu SCADA Ex jest serwer systemu WindEx, który w czasie
rzeczywistym, korzystając z przydzielonych do tego celu kanałów łącznościowych,
wymienia dane z urządzeniami telemechaniki, zainstalowanymi w obiektach
energetycznych, śledząc w ten sposób parametry sieci energetycznej.
Do serwera WindEx włączony jest terminal trunkingowy (jeden dla całej instalacji) z
konwerterem dopasowującym standardy elektryczne kanałów (np. RS232/MX).
Do konwersji można zastosować:
• konwerter RS2MX - bez izolacji galwanicznej, używany przede wszystkim do celów
uruchomieniowych i do personalizacji terminali radiowych, umieszczony jest w
obudowie ABS 25x50x100 na kablu zakończonym z jednej strony wtykiem RJ45 lub
wolnymi przewodami (do terminala) a z drugiej złączem DB9F lub DB25F (do
komputera); zasilanie dostarczane jest przez terminal;
• konwerter RS2MX_OPT - z pełną izolacją galwaniczną, jest wolnostojącym
urządzeniem zasilanym z sieci 220V~ lub napięcia stałego 5...30V. Interfejsy
wyprowadzone są na złącza DB9.
Dołączając terminal do komputera należy pamiętać o maksymalnym skróceniu
przewodu dochodzącego do terminala, jeśli odległość między urządzeniami przekracza
1m należy użyć konwertera, przy czym przewód pomiędzy terminalem i konwerterem nie
powinien być dłuższy niż 1m.
Wdrożenie na poziomie łączności protokołu DNP3 umożliwia na żądanie punktu
dyspozytorskiego:
• przesłanie przez telemechanikę kompletu danych statycznych (mapy sygnalizacyjnopomiarowej);
• przesłanie przez telemechanikę wybranych grup danych statycznych (fragmentów
mapy sygnalizacyjnej i/lub pomiarowej);
• przesłanie przez telemechanikę danych dynamicznych (zdarzenia sygnalizacyjne) z
cechą czasu;
• wypracowanie przez sterownik impulsu sterującego o czasie określonym w danych
edycyjnych w komputerze centralnym
15
Jeśli sterownik posiada odblokowaną funkcję spontanicznego przesyłania danych
("zdarzenia spontaniczne") to dodatkowo przesyła on bez wcześniejszego zapytania:
• dane dynamiczne (zdarzenia sygnalizacyjne),
• informację o restarcie.
Odblokowanie w sterowniku zdarzeń spontanicznych pozwala na ograniczenie ilości
połączeń ze sterownikiem (duże odstępy pomiędzy kolejnymi pytaniami o dane statyczne)
a jednocześnie gwarantuje najszybsze otrzymanie informacji o zmianach na wejściach
sygnalizacyjnych).
6.4 Urządzenia telemechaniki posługujące się protokołem MAP27
1. Sterownik Ex-SIMON_1MT - służy do nadzorowania jednego odłącznika słupowego.
Sterownik dostarczany jest w postaci modułu wstawianego w skrzynkę napędu w
miejscu przewidzianym przez producenta napędu lub w osobnej obudowie.
2. Sterownik Ex-SIMON_MT- służy do zdalnego nadzorowania bardzo małych obiektów
energetycznych lub przemysłowych, w szczególności rozdzielni słupowych średniego
napięcia. Działa w oparciu o telemechanikę Ex-micro (i opcjonalnie o automatykę ExSMBAS), telemechanikę Ex-micro2_BAS lub telemechanikę Ex-ML.
• Telemechanika Ex-micro2_BAS – jako zdalny terminal obiektowy (RTU) typu Exmicro2 oprócz realizowania funkcji typowych dla urządzeń telemechaniki
(sygnalizacja, sterowania, pomiary), może realizować złożone algorytmy automatyki.
W wersji Ex-micro2_BAS funkcje telemechaniki są rozszerzone o wielokrotny blok
automatyki sieciowej.
• Telemechanika Ex-ML- jest przeznaczona do obsługi małych obiektów o
limitowanych potrzebach w zakresie ilości wejść i wyjść. Jednocześnie umożliwia ona
włączanie w system telemechaniki i zdalnego nadzoru różnych nietypowych urządzeń
i usług. System może być uzupełniony o dodatkowe elementy takie jak moduły do
współpracy z licznikami energii elektrycznej z wyjściami impulsowymi, pomiarowe
oraz automatyki sieciowej.
6.5 Trunking – akcesoria
Oprócz kompletnych sterowników i oprogramowania akcesoria dla potrzeb instalacji
telemechaniki wykorzystującej sieć trunkingową, to m.in.:
• przetwornica 24/12V 10A do zasilania terminala trunkingowego;
• konwerter RS232/MX;
• konwerter RS232/MX_OPT;
• wszelkie kable połączeniowe o uzgodnionej długości;
• kabel terminala diagnostycznego dla sterowników Ex-SIMON_MT i ExSIMON_1MT;
7. System dyspozytorski - WindEx
System WindEx, [7] w wersji zapewniającej integrację systemów dyspozytorskich,
oparty jest o rozproszoną sprzętowo ale wspólną logicznie bazę danych.
Podstawowym zadaniem zintegrowanego systemu WindEx jest prowadzenie z każdego
węzła systemu pełnej kontroli nad nadzorowanym obszarem sieci oraz gromadzenie
informacji o ruchu sieciowym i udostępnianie ich programom analitycznym.
Równie ważnym zadaniem jest niezawodność i bezpieczeństwo pracy całego systemu.
16
7.1 System WindEx – podstawowe cechy
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Rozproszona architektura client-server;
Do systemu można podłączyć dowolną liczbę terminali dyspozytorskich i terminali
innych użytkowników przy wykorzystaniu sieci Ethernet, łączy RS i stałych łączy
modemowych. Technologia client / server umożliwia rozpraszanie usług.
Posadowienie systemu na standardowych platformach (np. UNIX, LINUX,
Windows 2000/XP) i zastosowanie standardowych baz danych (standard SQL);
Rozproszony system przetwarzania;
możliwość stosowania systemu wieloserwerowego z automatyczną rezerwacją
serwerów podstawowych.
Elastyczność konfiguracji systemu;
umożliwia łatwe wprowadzanie zmian organizacyjnych w służbach ruchowych, w
szczególności ich integrację.
Automatyczne zestawianie różnych torów łączności pomiędzy serwerami a
stanowiskami dyspozytorskimi;
Zabezpieczenie przed niepowołanym dostępem systemem uprawnień.
Uprawnienia mogą być związane z terminalem albo z użytkownikiem (np. za pomocą
kart elektronicznych). Dzięki temu istnieje możliwość przekazywania uprawnień
pomiędzy systemami WindEx pracującymi w sieci.
Integracja systemów w skali całego zakładu bądź obszaru.
Współpraca z urządzeniami obiektowymi w standardowych protokołach transmisji
(między innymi DNP 3.0, MST, IEC 870, Map 27) poprzez łącza komunikacyjne typu:
łącza dzierżawione, łączność modemową, sieć trunkingową, sieć MOBITEX, sieć
energetyczną, GSM/GPRS.
Współpraca z innymi systemami wspomagania służb energetyki. Przykładowo:
interface do systemu GE Smallworld SRP, interface do systemu SID firmy RECTOR
systemu analizy sieci DINIS firmy ICL, interface do systemów bilingowych.
Współpraca ze ścianami graficznymi (np. BARCO).
7.2 System WindEx – funkcje podstawowe
•
•
•
prezentacja żywych schematów
System odzwierciedla stan sieci w czasie rzeczywistym. Schematy sieci EN
zawierające m.in. bieżące stany łączników i wartości pomiarów prezentowane są w
przewijalnych i skalowalnych oknach. Każde okno można przewijać w dowolnym
kierunku, można także skalować rysunek oraz dostosowywać skalę do zaznaczonego
obszaru. Ilość okien i ich położenie na pulpicie zależy wyłącznie od użytkownika.
Do wizualizacji schematów można zastosować niestandardowe symbole graficzne,
zaprojektowane przez użytkownika w celu prezentacji nietypowych rozwiązań.
manipulowanie obiektami na schematach;
Obiektem w systemie jest: pole, stacja, odcinek linii, linia. Na obiektach można
przeprowadzać między innymi następujące operacje:
- animacja elementami danego obiektu,
- animacja tłem obiektu (np. wyróżnianie, sygnalizowanie stanów alarmowych itp.)
- animacja kolorem elementów obiektu,
- kojarzenie obiektu z bazą danych,
- kojarzenie określonych funkcji systemu z obiektem (poprzez menu lokalne)
- selekcja obiektów.
Elementy obiektów mogą być animowane za pomocą manipulatora, sygnałami
telemechanicznymi lub automatycznie przez system jako wynik analizy stanu sieci.
obsługa terminali
17
•
•
•
•
•
•
System może obsługiwać praktycznie nieograniczoną ilość terminali pracujących w
różnych środowiskach. Terminal systemu może być zainstalowany na komputerze,
przy pomocy którego aktualnie pracuje użytkownik. W systemach wieloserwerowych
w razie utraty łączności z jednym z serwerów terminale automatycznie zestawiają
łączność z serwerem pracującym.
alarmowanie dyspozytora
System alarmuje dyspozytora o wszystkich nowych zdarzeniach transmitowanych
przez system telemechanik poprzez:
- mrugający symbol alarmu na pasku narzędziowym terminala,
- podświetlenie na czerwono pola, którego dotyczy odebrane zdarzenie,
- alarm dźwiękowy bądź słowny,
- umieszenie treści alarmu na liście alarmowej.
Lista alarmowa jest filtrowana wg kategorii zdarzeń. W danej chwili można oglądać
alarmy jednej, kilku, bądź wszystkich kategorii. Zdarzenia poszczególnych kategorii
różnią się kolorem. Do każdej kategorii może być przypisany inny dźwięk lub
komunikat słowny (powiadamianie dźwiękiem jest aktywowane przez użytkownika).
rejestracja i prezentacja zdarzeń
Dziennik zdarzeń jest tworzony na bieżąco poprzez zapis wszelkich akcji związanych
ze zmianą stanu sieci elektroenergetycznej. Ilość zarchiwizowanych zdarzeń jest
praktycznie nieograniczona (zależy tylko od pojemności dysków serwera).
Dziennik jest prezentowany w formie listy. Informacje, które zawiera każdy wiersz tej
listy są poukładane w kolumny tematyczne.
Lista zdarzeń jest sortowana wg kolumn tematycznych (podstawowo wg czasu
zdarzenia). Może być także filtrowana wg kategorii zdarzeń lub poziomu ich
szczegółowości. Filtracja zdarzeń może dotyczyć danego pola, stacji lub całej sieci.
W dzienniku można umieszczać dodatkowe informacje (sygnowane przez system
czasem zapisu) w postaci kolejnego wiersza listy.
Dziennik może być jednocześnie prezentowany w wielu oknach z różną treścią i
sposobem jej filtracji.
rejestracja i prezentacja pomiarów
Wartości odbieranych pomiarów rejestrowane są (jako próbki z cechą czasu) w bazie
danych czasu rzeczywistego i prezentowane na schemacie. System umożliwia
rejestrację pomiarów z rozdzielczością 15 sek.. Przekroczenie zadanej wartości
generuje alarm ostrzegawczy. W przypadku braku transmisji możliwa jest ręczna
zmiana prezentowanych pomiarów. Wprowadzony pomiar bierze udział we
wszystkich analizach i bilansach, jakie umożliwia system. Zarejestrowane pomiary
mogą być wykorzystywane do tworzenia: graficznych wykresów dwu- i
trójwymiarowych, rozmaitych bilansów, sprawozdań rzeczywistych i historycznych.
Ilość pamiętanych próbek zależy od rozmiaru systemu dyskowego.
prowadzenie wydruków prezentowanych danych
System umożliwia wydruk dziennika zdarzeń (na bieżąco lub wskazanego zakresu na
żądanie), wydruk wygenerowanych raportów, bilansów oraz wydruk zawartości okien
terminala.
odbiór poleceń dyspozytora i przekazywanie do systemu telemechanik
Dyspozytor wysyła polecenie przy pomocy menu lokalnego lub narzędzi z paska
narzędziowego terminala. Polecenie system rejestruje w dzienniku zdarzeń i
przekazuje do systemu telemechanik.
system pomocy
pomaga dyspozytorowi w sprawnym posługiwaniu się systemem WindEx.
18
7.3 System WindEx – funkcje opcjonalne
W strefie komunikacji między elementami systemu:
1. sprzęg międzymaszynowy do systemów podwójnych,
2. system kontroli dostępu z wykorzystaniem kart elektronicznych
3. sterowanie makietą dyspozytorską,
4. sprzęg z systemem telemechaniki
5. diagnostyka kanałów i protokołów telemechaniki
6. retransmisja między systemami dyspozytorskimi
7. system przekazywania uprawnień (na wybrany przedział czasu)
8. dynamiczny rozdział uprawnień dyspozytorów w ramach dyspozycji
W strefie prezentacji schematów :
1. prezentacja niestandardowych elementów graficznych
2. prezentacja schematów w grafice obiektowej
W strefie narzędzi systemu:
• Blokady i sekwencje sterowań
• Analizator ciągów beznapięciowych
• Analizator zwarć
• symulator
• transfer i rejestracja zakłóceń z urządzeń obiektowych
• Automatyki programowalne
• Arkusz kalkulacyjny czasu rzeczywistego
• Graficzna prezentacja pomiarów, analiza trendów
• Prognozowanie krótkoterminowe
• Prezentacja danych retrospektywnych
• Układ normalny
• System informacji technicznej
W strefie baz danych systemu:
1. baza prac
2. dziennik operacyjny
3. bazy danych systemu eksploatacyjnego
4. baza danych nastaw zabezpieczeń SN
5. interface do standardowej bazy SQL
6. system narzędziowy
7.4 System WindEx – właściwości terminala
•
•
•
•
•
•
•
Możliwość jednoczesnego otwarcia kilku sesji terminalowych na jednym komputerze,
czyli terminali różnych sieci systemu WindEx (np. środowiska dyspozytorskie i
środowisko edycyjne).
Zestawianie i podtrzymywanie łączności z pracującym serwerem systemu w
przypadku awarii serwera lub uszkodzenia podstawowego medium łączności.
Możliwość otwarcia wielu okien na tym samym pulpicie.
Możliwość płynnego przewijania treści okna w dowolnym kierunku.
Wyświetlenie zawartości okien w różnej skali (tzw. zoom).
Wstawianie na planszę ikon, które nie zmieniają wielkości w czasie zmiany skali.
Umożliwienie dialogu użytkownika z systemem poprzez:
- menu okien terminala
- menu lokalne związane z danym obiektem,
- narzędzia dostępne z terminalowego paska narzędziowego.
19
•
•
•
•
•
•
Wyświetlanie w wielu oknach tej samej treści w różnej skali (Lupa).
Śledzenie przewijanej treści aktywnego okna przez inne okna tej samej aplikacji.
Automatyczne otwieranie okien zgodnie z wcześniejszą deklaracją użytkownika
(szczególnie w terminalach wielomonitorowych).
Możliwość automatycznego uruchamiania skojarzonych programów Windows.
Praca w tle (przy włączonym terminalu użytkownik może uruchomić jednocześnie
inne programy pracujące w środowisku Windows np. Word, Excel itp.).
Możliwość alarmowania użytkownika dźwiękiem lub informacją słowną.
7.5 System WindEx - Analizator zwarć
Zadaniem Analizatora zwarć jest analiza wykonywanych przez użytkownika manipulacji
obiektami i ostrzeganie przed możliwością spowodowania doziemienia.
Zasada działania:
Analizator zwarć umożliwia kontrolę schematu sieci energetycznej od strony załączonych
uziemień. W czasie wykonywania przez dyspozytora:
•
operacji makietowej polegającej na zaznaczeniu zmiany stanu łącznika,
•
telesterowania,
system analizuje schemat sieci i ostrzega przed następującymi sytuacjami:
•
załączenie zasilania na uziemioną linię,
•
założenie uziemienia na zasiloną linię.
W przypadku wykrycia powyższej sytuacji przed wykonaniem manipulacji (lub faktycznym
wysłaniem impulsu sterowniczego) system wysyła ostrzeżenie. Ostateczna decyzja o
wykonaniu łączenia należy do dyspozytora. Uziemione i zasilone elementy sieci zobrazowane
na schematach sieci zostaną "podświetlone" na kolor brązowy. System udostępnia również
listę zwarć do ziemi.Analizator zwarć może być bardzo pomocnym narzędziem przy
wykonywaniu symulacji łączeń dla celów analizy skutków operacji łączeniowych przed ich
wykonaniem oraz celów szkoleniowych.
Rys. 10: Próba wykonania sterowania - zamknięcia wyłącznika linii, która jest uziemiona.
System ostrzega o możliwym zwarciu do ziemi. [7]
20
Rys. 11: Próba wykonania załączenia odłączników, przy włączonym wyłączniku i założonym uziemieniu w polu
System ostrzega o możliwym zwarciu do ziemi [7]
7.6 Sprzęg systemem telemechanik
Do systemu WindEx można wprowadzić sygnały z następujących urządzeń zewnętrznych:
•
posługujących się protokołem DNP3.0
•
komunikujących się protokołem MST, BEL
•
nawiązujących łączność poprzez sieć trunkingową w protokole MAP27
•
nawiązujących łączność drogą radiową w protokole Mobitex
•
komunikujących się protokołem TG809
•
komunikujących się protokołem TM512
•
komunikujących się protokołem MELSEC
•
komunikujących się protokołem RPT
•
komunikujących się protokołem IEC 870 i IEC 1170
•
posługujących się protokołem SPA
•
komunikujących się protokołem MODBUS, ProfiBUS
•
sumatorów KWMS
•
telemechanik typu DETEC, TIDEC, TG102, TM11
•
telemechanik typu UTJ (nadajnik i odbiornik)
•
telemechanik typu UTRT (nadajnik i odbiornik)
•
sterowników SIMON (sterowanie radiowe odłącznikami słupowymi)
•
odbiorników sygnałów DCF77 i GPS
21
System WindEx może komunikować się z urządzeniami zewnętrznymi po
następujących łączach:
•
łącza stałe (linie telefoniczne, ETN, światłowód),
•
łącza komutowane,
•
łącza sieciowe z protokołem TCPIP, IP/MPLS,
•
łącza radiowe (trunking, MOBITEX) i GSM/GPRS,
•
łącza poprzez sieć Ex (wykorzystujące na swej drodze różne typy mediów).
System WindEx umożliwia połączenie z innymi systemami między innymi poprzez:
•
wymianę danych w plikach,
•
interfejs funkcyjny w postaci biblioteki DLL.
7.7 Arkusz kalkulacyjny czasu rzeczywistego
Arkusz kalkulacyjny wykonuje w czasie rzeczywistym obliczenia arytmetyczne i logiczne.
Ich argumentami mogą być m.in. bieżące wartości pomiarów i stany łączników dostarczane
przez system telemechaniki. Arkusz umożliwia także działania na wartościach historycznych
(pomiary na zadaną godzinę).
Do typowych zastosowań arkusza kalkulacyjnego w systemie WindEx należą:
•
monitorowanie stanu obciążenia sieci przez obliczanie bilansów bieżących oraz
historycznych (na zadaną godzinę),
•
monitorowanie zmian (trendów) obciążenia sieci przez obliczanie zestawień z
zadanych okresów,
•
bieżące umieszczanie w bazie danych wyliczonych wartości, prezentowanych
następnie przez inne aplikacje, np. bilans stacji wyliczony z pomiarów w polach,
wyświetlany na schemacie stacji,
•
bieżące wyliczanie sygnałów pomocniczych, np. sygnał stanu wyłączenia pola na
podstawie sygnałów od poszczególnych łączników, sygnał pracy ludzi w stacji na
podstawie ustawionych sygnałów o pracy ludzi w polach,
•
przetwarzanie danych niestandardowych, np. pozycja przełącznika zaczepów
transformatora przekazywana kodem BCD.
7.8 WindEx - Dziennik operacyjny
Ten moduł systemu umożliwia prowadzenie elektronicznej wersji dziennika operacji
przeprowadzanych na sieci energetycznej. Zapisy w dzienniku generowane są automatycznie z
możliwością uzupełniania informacji ręcznie. Aplikacja komunikuje się z użytkownikiem
poprzez system okien (menu lokalne) bezpośrednio ze schematu sieci. Użytkownik ma
możliwość poprzez inteligentne menu wygenerować zapis polecenia wykonania operacji lub
zapis wykonania polecenia. Wydającym polecenie jest osoba zalogowana poprzez osobistą
kartę czipową. Przyjmującym polecenie jest osoba z listy osób uprawnionych (podpowiadana
jest osoba ostatnio wskazana).
W zależności od poziomu wskazanego obiektu aplikacja umożliwia generowanie
poleceń z różnym stopniem szczegółowości.
22
7.9 WindEx - Dziennik operacyjny - Poziom pola
Rys. 12: Dziennik operacyjny - Poziom pola [7]
Na poziomie pola użytkownik poprzez pozycję "polecenie" z menu lokalnego może
wygenerować zapis w dzienniku typu (przykłady):
•
"W stacji X otworzyć (lub zamknąć w zależności od stanu wyjściowego) odłącznik
szynowy (liniowy, uziemnik lub wyłącznik)."
•
"W stacji X załączyć (wyłączyć ) linię Y"
•
"W stacji X po sprawdzeniu braku napięcia na linii uziemić (odziemić) linię Y"
•
"W stacji X wyłączyć, odłączyć i po sprawdzeniu braku napięcia uziemić linię 110
kV Y"
•
"W stacji X przełączyć linię 110 kV z systemu I na system II."
•
"W stacji zablokować SPZ na linii".
Kontekst zapisów zależy od funkcji wybranego pola (pole liniowe, transformatorowe, itp.).
Istnieje możliwość "ręcznego" uzupełnienia zapisu o inne informacje.
Wybranie pozycji "wykonanie" umożliwia wygenerowanie tekstu jak wyżej lecz w formie
dokonanej: otwarto, zamknięto, wyłączono, załączono, uziemiono, odziemiono.
7.10 WindEx - Dziennik operacyjny - Poziom linii
Rys. 13: Dziennik operacyjny - Poziom linii [7]
23
Użytkownik ma możliwość zapisu przekazania linii.
System rozpoznaje stan linii przy przekazywaniu i podpowiada odpowiedni zapis. Np.:
•
"Linia 110kV Y zostanie przekazana od Jan Kowalski do Paweł Nowak - stan linii odłączona i uziemiona w stacji X oraz odłączona i uziemiona w stacji Z."
7.11 WindEx - Dziennik operacyjny - Menu polecenia
Rys. 14: Dziennik operacyjny - Menu polecenia [7]
7.12 WindEx - Dziennik operacyjny - Wpis do dziennika
Rys. 15: Dziennik operacyjny - Wpis do dziennika [7]
24
7.13 WindEx - Dziennik operacyjny - Lista zdarzeń i poleceń
Rys.16: Dziennik operacyjny - Lista zdarzeń i poleceń [7]
7.14 WindEx - System blokad i sekwencji sterowniczych
Definicja sekwencji składa się z szeregu kroków typu:
•
warunek początkowy na rozpoczęcie sekwencji,
•
warunkowa kontynuacja lub rozgałęzienie sekwencji w zależności od stanów
łączników i pomiarów oraz czasu przeznaczonego na spełnienie warunku,
•
wykonanie operacji sterowniczej wraz z automatycznym sprawdzeniem warunku
blokady dla sterowania zdefiniowanym poza sekwencją,
•
opcjonalne ręczne potwierdzenie kontynuacji sekwecji przed wykonaniem
ważniejszych kroków,
•
bezwarunkowe oczekiwanie przez pewien czas,
•
zakończenie sekwencji.
Warunek jest dowolnym wyrażeniem logicznym, którego czynnikami są zwroty typu
Wyłącznik W3 załączony lub Odłącznik Od2 otwarty. Możliwe jest także definiowanie
wyrażeń bibliotecznych używanych w innych warunkach, np. Jeden z odłączników zamknięty
lub Pole uziemione. Warunek może również uwzględniać stan pomiarów.
Sekwencje edytowane są w sposób obiektowy przy użyciu list i formularzy bezpośrednio
w systemie WindEx.
Moduł Blokady sterowań umożliwia automatyczne odrzucenie sterowania wykonanego
przez operatora systemu lokalnego lub systemu nadrzędnego w przypadku niespełnienia
wymaganego warunku. Może on być również użyty do wzajemnego przekazywania sterowań
między dwoma lub więcej centrami dyspozytorskimi.
25
Jeśli sterowanie zostało wykonane przez dyspozytora przy niespełnionym warunku
otrzymuje on odpowiednie ostrzeżenie wraz z możliwością jego przełamania i wysłania
polecenia sterowniczego.
Warunki dla sterowań definiuje się w ten sam sposób jak dla Sekwencji sterowniczych.
Oba moduły korzystają z tego samego zbioru warunków.
8. Literatura
[1] Henryk Markiewicz „Urządzenia elektroenergetyczne”
[2] Edward Musiał „Urządzenia elektroenergetyczne”
[3] Piotr Fudro „Dydaktyczny komputerowy program działania zabezpieczeń linii
energetycznych średniego napięcia na przykładzie wybranego odcinka sieci
energetycznej” (praca magisterska)
[4] ZPUE Włoszczowa „Rozłącznik z próżniowymi komorami gaszeniowymi napowietrzny
typu RPN III S 24/400 z napędem elektrycznym NSP-5” (instrukcja)
[5] Elkomtech SA „Ex-ML Telemechanika…” (instrukcja)
[6] Elkomtech SA „System nadzoru nad zabiezpieczeniami poprzez sieć trunkingową”
(instrukcja)
[7] Elkomtech SA „WindEx. Zintegrowany system czasu rzeczywistego wspomagający
służby energetyki” (instrukcja)
[8] Wydawnictwo Naukowe PWN SA „Encyklopedia PWN”
26