Laboratorium Informatyki w Elektroenergetyce

1

Sprawozdanie z programu InTouch

Wykonał: Radosław Cwaliński, EzIT III

Sprawdził:

Dr in Ŝ. Tomasz Samotyjak

Elbląg 2007

Laboratorium Informatyki w Elektroenergetyce

2

Spis treści: 1 Wiadomości podstawowe................................................................................................. 3

1.1 Odłącznik. .................................................................................................................. 3 1.2 Wyłącznik................................................................................................................... 3

2 Podwójny system szyn zbiorczych. ................................................................................. 5 3 Schemat. ............................................................................................................................ 7 4 Realizacja podwójnego systemu szyn zbiorczych z wykorzystaniem programu wizualizacyjnego InTouch. ...................................................................................................... 8

4.1 Panel sterowania......................................................................................................... 8 5 Realizacja działań wyłącznika z odłącznikiem. ............................................................. 9 6 Przenoszenie obciąŜenia z jednego systemu szyn na drugi......................................... 10 7 Rozdzielenie źródeł zasilania i odbiorców na dwie niezaleŜne grupy........................ 13 8 Wykonywanie prac konserwacyjnych i remontowych na jednym systemie szyn. ... 14 9 Sygnalizacja napięcia na szynach. ................................................................................ 15 10 Histrogram...................................................................................................................... 16 11 Alarmy............................................................................................................................. 17 12 Bibliografia. .................................................................................................................... 18

Laboratorium Informatyki w Elektroenergetyce

3

1 Wiadomości podstawowe. Rozdzielnicą nazywa się zespół urządzeń elektroenergetycznych składający się z aparatury rozdzielczej, zabezpieczeniowej, pomiarowej, sterowniczej i sygnalizacyjnej wraz z szynami zbiorczymi i elementami izolacyjnymi oraz konstrukcją mechaniczną i osłonową, przeznaczony do rozdziału energii przy jednym napięciu znamionowym. [1]

Ze względu na zdolność łączenia łączniki dzieli się na:

• odłączniki, • rozłączniki, • wyłączniki.

1.1 Odłącznik.

Odłącznik nie słuŜy do załączania czy wyłączania prądu, jego otwarcie ma stworzyć w obwodzie bezpieczną przerwę izolacyjną. Przerwa ta powinna mieć taką wytrzymałość elektryczną, czyli powinna wytrzymywać tak duŜe napięcie, by niemoŜliwe było jej przebicie. Gdyby w obwodzie pojawiło się przepięcie, moŜe dojść do przeskoku po powierzchni izolatora wsporczego odłącznika (do zwarcia z ziemią), ale nie do przebicia przerwy zestykowej otwartego odłącznika. Odłączniki powinny być zamykane i otwierane w stanie bezprądowym obwodu. Odłączniki potrafią wyłączać niewielkie prądy, moŜna wyłączyć krótki odcinek nie obciąŜonej linii albo transformator w stanie jałowym, tzn. po uprzednim wyłączeniu obciąŜenia łącznikiem po stronie wtórnej. Odłączniki potrafią teŜ wyłączyć prąd obciąŜenia transformatora o bardzo małej mocy znamionowej. Próby wyłączenia odłącznikiem duŜego prądu kończą się fatalnie, moŜe dojść do zwarcia międzybiegunowego, które jest następstwem duŜych prądów zwarciowych.

Rys. 1. Symbol graficzny odłącznika. [2]

1.2 Wyłącznik. Wyłącznikiem moŜna załączać i wyłączać prąd roboczy, ale głównym jego zadaniem jest samoczynne wyłączanie prądu zwarciowego. Powinien teŜ wytrzymywać omyłkowe załączanie na zwarcia, kiedy przed pełnym zamknięciem styków moŜe przez nie przepływać prąd zwarciowy udarowy. Pobudzany przez układy zabezpieczeń wyłącznik stanowi zwarciowe zabezpieczenie obwodu. MoŜe teŜ samoczynnie otwierać się w przypadku innych zakłóceń: przeciąŜenia, nadmiernego obciąŜenia, zaniku bądź nadmiernej zwyŜki napięcia lub odwrócenia kierunku przepływu energii.

Laboratorium Informatyki w Elektroenergetyce

4

Rys. 2. Symbol graficzny wyłącznika. [2] 1.3 W zaleŜności od przeznaczenia rozróŜnia się następujące pola:

• liniowe, • transformatorowe, • pomiarowe, • łączników szyn (sekcyjne i systemowe), • potrzeb własnych, • odgromnikowe.

W polach liniowych są stosowane zawsze odłączniki od strony szyn zbiorczych, przed wyłącznikami (odłączniki szynowe). W liniach, w których moŜliwe jest pojawienie się napięć z obydwu stron wyłączników oraz w liniach napowietrznych stosuje się równieŜ odłączniki za wyłącznikami ( odłączniki liniowe). Dostęp do wyłącznika jest moŜliwy po wyłączeniu pola os strony szyn i od strony linii. W ten sposób zapewnia się równieŜ ochronę personelu przed przepięciami pochodzenia atmosferycznego. [3]

Laboratorium Informatyki w Elektroenergetyce

5

2 Podwójny system szyn zbiorczych.

Charakterystyczną cechą rozdzielnic z podwójnym systemem szyn zbiorczych jest połączenie kaŜdego pola z obydwoma systemami (rys.3). Systemy szyn mogą być połączone ze sobą za pomocą wyłącznika systemowego, nazywanego równieŜ wyłącznikiem sprzęgłowym. Podwójny system szyn zbiorczych, w stosunku do systemów z pojedynczym systemem szyn zbiorczych, charakteryzuje się duŜą niezawodnością zasilania uzyskaną w wyniku zapewnienia pełnego rezerwowania szyn zbiorczych w przypadku uszkodzenia szyn i urządzeń do nich przyłączony. [1]

Rys. 3. Rozdzielnia z podwójnym systemem szyn zbiorczych.

sW - wyłącznik systemowy

1 - odłącznik szynowy, 2 - wyłącznik , 3 - odłącznik liniowy, 4 – odłączniki w polu wyłącznika systemowego. Zastosowanie: Układ z podwójnym systemem szyn zbiorczych jest stosowany w stacjach , w których jest wymagana duŜa niezawodność zasilania oraz w waŜnych rozdzielnicach średnich i najwyŜszych napięć. W układach tych przewaŜnie jeden (dowolny) z systemów szyn jest systemem roboczym, a drugi rezerwowym. Wyłącznik systemowy w normalnych warunkach pracy stacji jest wyłączony. [1] [2] Zalety rozdzielnic z podwójnym systemem szyn zbiorczych:

a) moŜliwe jest wykonywanie prac konserwacyjnych i remontowych kolejno na obydwu systemach szyn, bez przerwy w pracy rozdzielni (co w przypadku rozdzielnic z pojedynczym systemem szyn zbiorczych powodowało przerwy w zasilaniu

Laboratorium Informatyki w Elektroenergetyce

6

odbiorników w przypadku uszkodzeń lub konserwacji szyn i urządzeń przyłączonych bezpośrednio do szyn),

b) moŜliwe jest przeniesienie obciąŜenia z jednego systemu szyn na drugi bez przerwy w zasilaniu odbiorców,

c) istnieje moŜliwość rozdzielenia źródeł zasilania i odbiorców na dwie niezaleŜne grupy Uzyskuje się w ten sposób zmniejszenie mocy zwarciowej na szynach oraz wydzielenie grupy odbiorców o częstych i znacznych zmianach obciąŜenia,

d) moŜliwe są przeglądy i naprawy wyłączników liniowych bez długotrwałych przerw w pracy linii,

e) moŜliwość szybkiego przywrócenia zasilania odbiorców w przypadku zakłóceń w systemie roboczym szyn zbiorczych. [1]

Wady układu:

a) w przypadku zwarć w systemie roboczym następuje przerwa w zasilaniu wszystkich odbiorników. Wznowienie zasilania wymaga stosunkowo długiego czasu. Przy wszelkiego rodzaju przełączeniach zachodzi konieczność wykonania duŜej liczby manipulacji łączeniowych odłącznikami, stwarzając moŜliwość wywołania zakłóceń w wyniku błędnych czynności.

b) wysoki stopień komplikacji układu zwiększający prawdopodobieństwo dokonania błędnych czynności łączeniowych

c) duŜy koszt, większy o 20 ÷ 25% od kosztu układu z pojedynczym systemem szyn zbiorczych.

Niektóre wady układu mogą być ograniczone przez zastosowanie układu z podwójnym systemem szyn zbiorczych z jednym systemem sekcjonowanym wyłącznikiem. [1] Zadania wyłącznika systemowego:

a) przeniesienie obciąŜenia z jednego systemu szyn na drugi, bez przerwy w zasilaniu odbiorców,

b) naprawę dowolnego wyłącznika liniowego zastępując go w tym czasie, c) połączenie obydwu systemów szyn do pracy równoległej. [1]

Kolejność czynności łączeniowych przy przenoszeniu obciąŜenia z jednego systemu szyn na drugi jest następująca:

1. zamknięcie odłączników w polu wyłącznika systemowego, a następnie załączenie wyłącznika systemowego w celu połączenia obydwu systemów,

2. zamknięcie odłączników szynowych naleŜących do systemu II, 3. otwarcie odłączników szynowych naleŜących do systemu I, 4. wyłączenie wyłącznika systemowego, a następnie otwarcie odłączników tego pola. [1]

Laboratorium Informatyki w Elektroenergetyce

7

3 Schemat.

Rys. 4 Schemat rozdzielni z podwójnym systemem szyn zbiorczych przy uŜyciu programu InTouch.

Laboratorium Informatyki w Elektroenergetyce

8

4 Realizacja podwójnego systemu szyn zbiorczych z wykorzystaniem programu wizualizacyjnego InTouch.

4.1 Panel sterowania.

Sterowanie podwójnym systemem szyn zbiorczych odbywa się za pomocą przycisków „wł ącz” oraz „wyłącz” umieszczone przy kaŜdym odłączniku i wyłączniku naleŜącym do systemu. Stan urządzeń, przez który przepływa prąd jest sygnalizowane tym, Ŝe zamknięty wyłącznik lub odłącznik zmienia swój kolor na zielony co ułatwia szybka analizę układu w czasie pracy. Zamknięte urządzenia łączeniowe przez które nie przepływa prąd pozostają w swym pierwotnym kolorze, czyli czarnym. Podobnie jest z szynami, podczas pojawienia się napięcia na szynach następuje zmiana koloru na zielony.

Układ jest tak skonstruowany, Ŝe przy próbie dokonania błędnych czynności łączeniowych następuje blokada przycisków łączników, które aktualnie nie mogą zostać włączone. Zostało to zrealizowane poprzez wprowadzenie odpowiednich warunków dla przycisków „włącz” oraz „wyłącz” dla wszystkich odłączników oraz wyłączników.

Laboratorium Informatyki w Elektroenergetyce

9

5 Realizacja działań wyłącznika z odłącznikiem.

Włączenie włącznika w4 jest moŜliwe, gdy odłączniki o9 lub o10 są włączone oraz odłącznik o10 jest zamknięty.

Wyłączenie odłącznika o12 jest moŜliwe tylko wtedy, gdy wyłącznik w4 jest otwarty.

Laboratorium Informatyki w Elektroenergetyce

10

6 Przenoszenie obciąŜenia z jednego systemu szyn na drugi. Kolejność czynności łączeniowych przy przenoszeniu obciąŜenia z jednego systemu szyn na drugi jest następująca: 6.1 zamknięcie odłączników w polu wyłącznika systemowego, a następnie załączenie

wyłącznika systemowego w celu połączenia obydwu systemów.

Włączenie włącznika systemowego jest moŜliwe tylko gdy odłączniki o7 oraz o8 naleŜące do jego pola są włączone.

Laboratorium Informatyki w Elektroenergetyce

11

6.2 Zamknięcie odłączników szynowych naleŜących do systemu II.

Odłączniki szynowe o1 i o2 mogą być jednocześnie włączone tylko w czasie realizacji czynności ruchowych, tzn. przy przenoszeniu obciąŜenia z jednego systemu na drugi. Realizacja tej czynności jest pokazana w oknie skryptu akcji.

Laboratorium Informatyki w Elektroenergetyce

12

6.3 otwarcie odłączników szynowych naleŜących do systemu I.

6.4 wyłączenie wyłącznika systemowego, a następnie otwarcie odłączników tego pola.

Laboratorium Informatyki w Elektroenergetyce

13

7 Rozdzielenie źródeł zasilania i odbiorców na dwie niezaleŜne grupy.

Połączenie podwójnego systemu szyn jak na rysunku powoduje rozdzielnie źródeł zasilania i odbiorców na dwie niezaleŜne grupy. Oba transformatory zasilają inną grupę odbiorców. Uzyskuje się w ten sposób zmniejszenie mocy zwarciowej na szynach oraz wydzielenie grupę odbiorców o częstych i znacznych zmianach obciąŜenia.

Laboratorium Informatyki w Elektroenergetyce

14

8 Wykonywanie prac konserwacyjnych i remontowych na jednym systemie szyn.

Dzięki takiemu połączeniu moŜliwe jest wykonywanie prac konserwacyjnych i remontowych na jednym systemie szyn, umoŜliwia to zasilanie odbiorców z drugiego systemu szyn bez przerwy w pracy w rozdzielni. Takie połączenie jak na rysunku powoduje ze jedna jak i druga grupa odbiorców jest zasilana z jednego transformatora.

Laboratorium Informatyki w Elektroenergetyce

15

9 Sygnalizacja napięcia na szynach.

Zmiana stanu układu, czyli pojawienie się napięcie na szynach jest realizowane przez wstawienie odpowiednich warunków w oknie oraz zmiany koloru wyświetlania szyny lub innych elementów łączeniowych.

W przypadku jak na rysunku, Ŝeby szyna zmieniła swój potencjał musi być spełniony warunek, tzn. włącznik w1 oraz odłącznik o1 muszą być włączone. Wszystkie inne moŜliwości w którym szyna systemu I zmieni swój potencjał są wypisane w oknie „wyraŜenie”.

Laboratorium Informatyki w Elektroenergetyce

16

10 Histrogram. Obecność napięcia w punktach przyłączenia odbiorców sygnalizowana jest przebiegiem sinusoidalnym napięcia. Symulowany przebieg powstaje przez obliczanie wartości chwilowych iteracji rosnącej skokowo o 20. Czas próbkowania wynosi 20 ms, czyli czas rzeczywisty przy przebiegach o częstotliwości 50 Hz.

Program odczytuje wartość obliczonego sinusa ze zmiennej, a następnie w czasie rzeczywistym wykreśla przebieg.

Laboratorium Informatyki w Elektroenergetyce

17

11 Alarmy. W zdarzeniach rejestrowane są wszystkie czynności związane z otwieraniem oraz zamykaniem odłączników i wyłączników. Zapis dokonywany jest w formie listy historycznej. Zapamiętywane są takie informacje jak: data i czas, oznaczenie urządzenia, oraz obecny stan. Łącznik jeśli jest wyłączony jest sygnalizowany na czerwono, jeŜeli łącznik zmieni swój stan, czyli zostanie zamknięty jest to sygnalizowane ze zmieni swój stan na niebieski w liście historycznym.

Konfiguracja zmiennej odłącznika o1 w oknie „lista zmiennych”.

Laboratorium Informatyki w Elektroenergetyce

18

12 Bibliografia. 1. H. Markiewicz „ Urządzenia elektroenergetyczne” WNT Warszawa 2001 2. E. Musiał „Instalacje i urządzenia elektroenergetyczne”, WSiP Warszawa 1998 3. T. Bełdowski, H. Markiewicz „ Stacje i urządzenia elektroenergetyczne”, WNT, Warszawa 1992,