Monitorowanie sposobem na ograniczenie awaryjności
Awarie sieci energetycznych wiążą się z najpoważniejszymi konsekwencjami w całym przemyśle. Wstrzymanie dostaw prądu może nie tylko pozbawić energii tysiące, jeśli nie miliony odbiorców, z których część będzie dochodzić odszkodowania. Może też poskutkować uszkodzeniem sieci energetycznej, której naprawa będzie czasochłonna i bardzo kosztowna. Dlatego tak ważne jest dołożenie starań, by uniknąć wszelkich awarii w energetyce.
Rozwiązania techniczne do monitorowania sieci zasilającej pomagają zakładom energetycznym w rozpoznawaniu obszarów, które wymagają przebudowy i modernizacji, usprawniają współpracę między inżynierami systemów i pozwalają skutecznie radzić sobie z nowymi wyzwaniami. Ułatwiają też pomiar efektywności energetycznej, łagodzenia skutków przerw w dostawie energii i analizowanie danych z myślą o zapobieganiu przyszłym problemom.
Korzyści z monitorowania
Niesprawnie działające systemy wytwarzania i dystrybucji energii elektrycznej to nie tylko te, w których nastąpiła przerwa w dostawach prądu. Nieefektywne systemy zasilania to również te, które nie pozwalają utrzymać parametrów dostarczanej energii, określonych w przepisach i normach lub nie spełniają wymagań zaleceń związanych z ochroną środowiska. Oznacza to, że skutki niepoprawnego działania sieci lub zakładu energetycznego nie muszą być widoczne od razu, podczas gdy zarejestrowane i udowodnione uchybienia mogą poskutkować nałożeniem kar przez organy nadzoru lub utratą kluczowych klientów. Narzędzia do monitorowania zasilania pomagają uniknąć tych problemów, a ponadto wydłużają okres bezawaryjnej eksploatacji systemów zasilania i zapewniają ciągłość ich działania.
Wskaźniki przemysłowe
Fot. Miernik parametrów sieci PMP9; źródło: Schneider Electric
Na przestrzeni lat wypracowano szereg standardów, dobrych praktyk inżynierskich i wskaźników, które pozwalają oceniać niezawodność dostarczania energii elektrycznej i utrzymywać ją na jak najlepszym poziomie. Przedsiębiorstwa energetyczne stosują specjalne, szczegółowe wskaźniki ułatwiające zarządzanie sieciami i optymalizację ich niezawodności. Do najczęściej stosowanych należy średnia częstość przerw w dostawie zasilania. Jest ona oznaczana skrótem SAIFI – System Average Interruption Frequency Index. Równie powszechnie jest używany wskaźnik SAIDI – System Average Interruption Duration Index, czyli średni czas trwania przerwy w zasilaniu. Wskaźnik SAIFI odzwierciedla liczbę przerw w zasilaniu, a wskaźnik SAIDI — czas trwania przerw. Mając do dyspozycji te informacje, inżynierowie mogą przekształcić dane z sieci w praktyczne plany poprawy jej niezawodności.
Jak wykorzystywać informacje?
Informacje o jakości zasilania mogą pomóc zarówno na etapie prewencji, jak i po wystąpieniu awarii. Analiza awarii umożliwia szybkie wykrycie usterek i odseparowanie miejsca dotkniętego problemem, a następnie przywrócenie zasilania. Oczywiście, korzystniejsza jest analiza danych przed awarią, która pozwala przewidywać przyszłe wydarzenia, a nawet oszacować ich moment wystąpienia. Dzięki temu inżynierowie wykrywają objawy niesprawności urządzeń i opracowują rozwiązania, które zapobiegną awariom i przerwom w dostępności zasilania.
Potwierdzają to liczne doświadczenia służb odpowiedzialnych za utrzymanie pracy elektrowni i sieci energetycznych na całym świecie. Dane o jakości zasilania faktycznie pomagają w lokalizowaniu problemów. Prace naukowe na ten temat są prowadzone m.in. na uczelniach w Korei Południowej i w USA. Podstawą efektywnego monitorowania zasilania jest umiejętne wykorzystanie kombinacji nowoczesnego sprzętu, oprogramowania i technik komunikacji, w celu przekształcenia surowych danych w praktycznie użyteczne informacje.
Realna aplikacja
Fot. Moduł wejść i wyjść cyfrowych, wspomaga monitorowanie jakości energii elektrycznej; źródło: Schneider Electric
Dowodem na przydatność informacji na temat jakości dostarczanej energii elektrycznej są działania zakładu energetycznego Jacksonville Electric Authority. Eksploatuje on systemy wytwarzania, transmisji i dystrybucji energii, obsługując ponad 360 tysięcy odbiorców. Dzięki zastosowaniu nowoczesnej infrastruktury liczników, technik zautomatyzowanego zarządzania personelem, a także aktywnemu powiadamianiu o awariach, zakład osiąga lepsze wskaźniki niezawodności oraz szybciej niż dawniej reaguje na zgłoszenia i eliminuje przerwy w dostawie energii.
W infrastrukturze JEA zainstalowane zostało rozwiązanie do monitorowania jakości zasilania, które obejmuje swym działaniem duży obszar sieci. Po pewnym czasie zauważono, że część z pracy wykonywana jest nieefektywnie. Wartościowe informacje giną pośród zalewu danych, wykresów i alarmów. Dlatego postanowiono wprowadzić pewne udoskonalenia:
Przede wszystkim zainstalowano uniwersalne panele kontrolne, których treść dostosowuje się do oczekiwań konkretnego, zalogowanego użytkownika. Rozbudowano narzędzie, które w zwięzły sposób podsumowuje występujące zdarzenia. Zainstalowano też sprzętowe narzędzia do monitoringu jakości zasilania, zgodnie z normą IEC 61000-4-30 (klasa A). Zmodyfikowano procedury współpracy pomiędzy personelem poszczególnych placówek i pomiędzy pracownikami różnych zmian w tych samych zakładach, co pozwoliło bardziej elastycznie konfigurować zadania i rozbudowywać infrastrukturę. Opracowano też zintegrowaną platformę komunikacji, która obejmuje dane pochodzące z wielu źródeł. Pozwala to podejmować stosowne decyzje pracownikom zatrudnionym na różnych szczeblach zarządzania. Cały system działał w oparciu o rozwiązania opracowane przez firmę Schneider Electric. Wprowadzenie usprawnień szybko przyniosło pozytywne skutki. Pozwoliły one m.in. uniknąć zniszczenia transformatora, którego wartość wynosiła około 4 mln. dolarów.
Źródło: Schneider Electric