System wtyków pomiarowych do testowania zabezpieczeń sieci elektroenergetycznej
Sieci elektroenergetyczne są wymieniane, modernizowane i podlegają coraz ściślejszej kontroli. Aby uprościć ich obsługę, konserwację i modernizację, a także zwiększyć bezpieczeństwo, firma Phoenix Contact wprowadziła na rynek system kontrolno-pomiarowy FAME. Korzysta z niego m.in. Stadtwerke Monachium (SWM) – zakład energetyczny, który wdrożył to rozwiązanie w celu zwiększenia dyspozycyjności sieci, a ponadto stosuje system w pracach modernizacyjnych.
Stadtwerke Monachium jest jednym z największych przedsiębiorstw usług komunalnych w Europie i jednym z największych zakładów energetycznych w Niemczech. Obsługuje klientów w stolicy Bawarii i w jej okolicach, już od ponad wieku dostarczając energię, ogrzewanie oraz inne usługi.
Zdolności wytwórcze zapewniają elastyczność
Większość potrzebnej energii SWM wytwarza we własnym zakresie (w około 50 należących do niego zakładach zlokalizowanych w Monachium i okolicach), łącząc w sposób zrównoważony kogenerację oraz źródła energii wodnej, wiatrowej, słonecznej i geotermalnej.
Ilość energii produkowanej przez niewielkie elektrownie może być elastycznie zwiększana lub zmniejszana, dzięki czemu idealnie nadają się one do realizacji dostaw na pokrycie obciążenia podstawowego, równoważąc maksymalne zapotrzebowanie i gwarantując wysoki poziom bezpieczeństwa dostaw. To szczególnie istotne w przypadku wystąpienia nagłych zjawisk i zdarzeń. Przykładowo podczas burzy, powodującej szybkie zaciemnienie i spadek temperatury, konieczne jest zapewnienie dodatkowych 50 MW energii elektrycznej, co równa się pięciokrotności mocy wymaganej do utrzymania oświetlenia w czasie monachijskiego festiwalu piwa Oktoberfest.
Duża dostępność dzięki własnej sieci
Kluczem do zapewnienia bezpieczeństwa zasilania jest nie tylko wytwarzanie energii – ważną rolę odgrywa również dystrybucja. SWM Infrastruktur, spółka zależna SWM, ma własną sieć, która dostarcza energię do 1,4 mln mieszkańców stolicy Bawarii Monachium oraz do ośmiu gmin. – W naszej sieci mamy ponad 12 000 km linii energetycznych, obejmujących wszystkie poziomy napięć. Łączna powierzchnia objęta siecią wynosi około 400 km² – wyjaśnia Maksymilian Grüner, lider zespołu systemów energetycznych obwodów wtórnych w SWM Services.
Posiadanie własnych stacji elektroenergetycznych ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia wysokiej dostępności sieci SWM. Obejmuje ona 9 stacji przekształcających bardzo wysokie napięcie na napięcie wysokie, 328 przekształcających napięcie wysokie na średnie oraz 5184 stacje przekształcające napięcie średnie na niskie. Usterki lub zakłócenia muszą być wykrywane bardzo szybko, aby zapewnić niezawodne działanie sieci energetycznej oraz przekierowanie energii do innych linii przesyłowych, gdy pojawi się taka konieczność. Wymaga to stałego monitorowania mierzonych wartości, wykonywanego przez cyfrowe przekaźniki zabezpieczające sieć. Uzyskują one zmierzone wartości dla używanych przekładników prądowych i napięciowych ze stacji transformatorowych i rozdzielczych. Przykładowo niezawodnie wykrywane są awarie wywołane przez drzewa upadające na linie energetyczne i powodujące zwarcia. – Przekaźnik zabezpieczający sieć włącza wyłącznik, który odcina zasilanie dotkniętej awarią linii. Ze względu na olbrzymie znaczenie, jakie przekaźniki zabezpieczające sieć mają dla zapewnienia bezpieczeństwa dostaw, regularnie wykonujemy testy zabezpieczeń – podkreśla Maksymilian Grüner.
Jeszcze dwa lata temu SWM stosowało do tego celu złącza i listwy kontrolne z gniazdami pomiarowymi. Podczas wykonywania testów takiego systemu zabezpieczającego operacje na złączkach pomiarowych dodatkowo otwierają – a co za tym idzie wyłączają – sygnały oraz kolejno włączają zestyki. Redundantne zabezpieczenie linii energetycznych średniego napięcia jest wówczas dostępne tylko dla wybranych linii. Błędy występujące podczas testów systemu zabezpieczającego mają duży wpływ na nieredundantne systemy zabezpieczające, zagrażając bezpieczeństwu dostaw lub powodując uszkodzenie, a nawet zniszczenie poszczególnych komponentów systemu.
Zakład Energetyczny w Monachium modernizuje swoje rozdzielnie z użyciem systemu kontrolno-pomiarowego FAME firmy Phoenix Contact
Podłącz i przetestuj za pomocą FAME
Firma Phoenix Contact opracowała innowacyjny system złączy kontrolno-pomiarowych FAME, aby realizacja zadań była łatwiejsza, ustrukturyzowana i przede wszystkim bezpieczniejsza. Zaletą FAME jest też krótki czas połączenia, skracający o połowę przygotowania do testów. – FAME pozwala podłączyć złożony układ kontrolno-pomiarowy do urządzenia zabezpieczającego w jednym kroku. Umożliwia to bezpieczne i automatyczne wykonanie wszystkich niezbędnych procesów łączeniowych – mówi Maksymilian Grüner.
Sekwencja wtyków łączących oraz operacji rozłączenia i połączenia zostały uwzględnione w złączu, co wyklucza możliwość wystąpienia błędów. Dostępnych jest wiele wzorów listew do obwodów zabezpieczeń, z wieloma seryjnymi sekwencjami przełączania zacisków przekaźników, realizowanych w jednym równolegle kontrolowanym kroku.
Takie rozwiązanie eliminuje szereg potencjalnych błędów, takich jak otwarte połączenia lub ustawienie mostków zwierających dla przekładników prądowych. Technik wykonujący badanie systemu zabezpieczającego może skupić się jedynie na okablowaniu wtyku pomiarowego. – W ten sposób potrafimy jeszcze bardziej zwiększyć bezpieczeństwo przez zastosowanie wstępnie zmontowanego wtyku pomiarowego – wyjaśnia przedstawiciel SWM Services. Dzięki temu wykonywanie czynności kontrolno-pomiarowych jest dla personelu technicznego znacznie łatwiejsze. Aby zapobiec podłączeniu wtyków pomiarowych o tej samej polaryzacji, można zakodować ich listwy oraz same wtyki za pomocą odpowiednich kluczy. Możliwe jest również łączenie różnych grup funkcyjnych na znormalizowanej listwie wtyków pomiarowych. – Początkowo, dla zaoszczędzenia przestrzeni, używaliśmy podstawowych i rezerwowych zabezpieczeń nad listwą wtyków pomiarowych z dwoma oddzielnymi wtykami pomiarowymi – opowiada Maksymilian Grüner.
W skład systemu FAME wchodzą również takie akcesoria, jak gniazda do wtyków łączeniowych kodowane kolorami i jednopinowe złącza serwisowe. Złącze jednopinowe może być używane do wykonywania pojedynczych pomiarów lub do szybkiego i skutecznego odłączenia cewki wyzwalającej wyłącznika wysokiego napięcia z urządzenia zabezpieczającego.
System FAME jest także wyposażony w technologię zabezpieczającą przed dotknięciem, zarówno w obszarze wtyku, jak i w łączenia. Zwarcie obwodów przekładników prądowych może być wykonane za pośrednictwem wtykowych mostków bezpośrednio na listwie wtyku pomiarowego. Ponadto nie ma potrzeby stosowania dodatkowej listwy złączy do obwodów przekładnikowych.
Fame oszczędza miejsce dzięki połączeniu podstawowych i rezerwowych zabezpieczeń sieci za pomocą jednej listwy wtyków pomiarowych. Badania zabezpieczeń prowadzi się za pomocą różnie skonfigurowanych wtyków pomiarowych
Z połączeniami push-in i śrubowymi
FAME jest nowym i innowacyjnym systemem kontrolno-pomiarowym do wszystkich zadań kontrolnych i pomiarowych dla systemów łączeniowych średniego oraz wysokiego napięcia w urządzeniach zabezpieczających sieci elektroenergetyczne, transformatory, generatory i silniki. Wyposażony jest w połączenia push-in lub śrubowe. Skomplikowane operacje łączeniowe mogą być wykonane w ramach jednej procedury kontrolno-pomiarowej. Opatentowany obrotowy uchwyt bezpieczeństwa gwarantuje dokładne interwały sygnałów przy minimalnym wysiłku.
Wielu użytkowników instaluje system FAME bezpośrednio na drzwiach rozdzielnicy. Oznacza to, że drzwi nie muszą być otwarte podczas przeprowadzania badania. Większa jest też dzięki temu dostępność i łatwość wykonania badania, nawet przez podwykonawców.
Badanie przy użyciu FAME może być wykonywane również wtedy, gdy systemy nie są włączone. W takich przypadkach zapasowe urządzenie zabezpieczające zostaje podłączone z wykorzystaniem wtyku pomiarowego FAME. Urządzenie zapasowe zapewnia stały poziom bezpieczeństwa sieci. Nawet jeśli urządzenie zabezpieczające zawiedzie, badanie może być kontynuowane – system FAME umożliwia szybkie i łatwe podłączenie tymczasowych zamienników, które będą pracować do czasu wymiany wadliwego urządzenia.
System modułowy może być dostosowany do bieżących potrzeb, toteż możliwa jest każda konfiguracja obwodu. Użytkownik, wykorzystując narzędzia programowe, definiuje system, który następnie jest montowany i dostarczany przez Phoenix Contact. Dostępne są również standardowe konfiguracje, zgodnie ze specyfikacjami VDE i FNN.
Podsumowanie
– Zalety systemu to m.in. przejrzyste nachodzenie na siebie zestyków oraz wtyki pomiarowe przeznaczone do określonego zastosowania. To dwie zalety, których nie ma nawet przełącznik obrotowy. Inną zaletą jest wysokiej jakości prowadnica we wtyczce, która zapobiega rozłączeniu wtyku przy ustawieniu pod kątem – podkreśla Maksymilian Grüner. Dostępne są trzy „czasy połączenia” dla dowolnego przypisania zestyków (np. długi zestyk dla sygnału wyłączenia i sygnałów pomocniczych, średni zestyk dla obwodów napięciowych oraz krótki zestyk dla przekładników prądowych). Zestyk nieprzypisany może służyć
jako „ślepy”. System wtyków pomiarowych FAME zapewnia zakładowi w Monachium zwiększenie elastyczności, bezpieczeństwa i funkcjonalności.
PHOENIX CONTACT Sp. z o.o
ul. Bierutowska 57-59
budynek 3/A
51-317 Wrocław
tel. 71 39 80 410
www.phoenixcontact.pl
source: Automatyka 9/2016