Zdalny system kontroli stanu wkładek bezpiecznikowych
Zdalny system kontroli stanu wkładek bezpiecznikowych jest wspólnym rozwiązaniem firm Apator i Elkomtech. System nadzoruje pracę oraz zdalnie informuje o stanie zainstalowanych zabezpieczeń w rozdzielnicach niskich napięć. Jest narzędziem optymalizacji istniejących sieci elektroenergetycznych i tworzenia inteligentnych systemów dostaw energii.
Rozłącznik izolacyjny bezpiecznikowy listwowy Apatora – ARS pro (rys. 1) posiada możliwość zamontowania modułu sygnalizującego aktualny stan wkładek bezpiecznikowych. Informacja o poprawnej pracy lub przepaleniu wkładki oraz zaniku napięcia sygnalizowana jest na zamontowanych w urządzeniu diodach.
System kontroli stanu wkładek bezpiecznikowych
Moduł kontroli stanu wkładek bezpiecznikowych (rys. 2) posiada również port komunikacyjny podłączony do magistrali RS-485. Informacja ze wszystkich modułów kontroli wkładek bezpiecznikowych zamontowanych w rozdzielni jest zbierana w koncentratorze danych o oznaczeniu Ex-BRG2_SMR (rys. 3), oferowanym przez Elkomtech. Urządzenie zbiera informacje o stanie wkładek bezpiecznikowych i zaniku napięcia z dokładnością do fazy, a także o położeniu rozłącznika bezpiecznikowego (zamknięty/otwarty) w każdym z odpływów.
Ex-BRG2_SMR pełni funkcję bramy GPRS. Jest wyposażony w zintegrowany modem GSM lub UMTS, który pozwala na komunikację z nadrzędnymi systemami sterowania i nadzoru, z wykorzystaniem pakietowej transmisji danych GPRS/EDGE lub HSDPA/HSUPA. W prezentowanym rozwiązaniu do komunikacji z systemem SCADA został użyty protokół DNP3.0. W przypadku, gdy wymagane jest dostosowanie się do działającej struktury łączności z systemem nadrzędnym, możliwe jest rozwiązanie korzystające z innego protokołu komunikacyjnego, na przykład IEC60870-5-104. Jeżeli na danym obszarze istnieje możliwość skorzystania z cyfrowego systemu radiowej łączności rankingowej, oferowane urządzenie może być wyposażone we wbudowany lub zewnętrzny modem Tetra. W przypadku zewnętrznego modemu rozwiązanie jest oferowane z kanałem szeregowym RS232 / RS422 / RS485.
W koncentratorze zainstalowany jest serwis SMS, który umożliwia rozsyłanie do konfigurowanej listy użytkowników informacji o wykrytym uszkodzeniu wkładki bezpiecznikowej lub zaniku fazy. Serwis zapewnia także możliwość odczytu bieżącego stanu przez wysłanie odpowiedniej komendy w wiadomości SMS. Usługa może zostać zdalnie zablokowana i odblokowana dla wszystkich użytkowników lub dla wybranego użytkownika poprzez wysłanie specjalnego komunikatu SMS.
Transfer informacji
Urządzenie jest seryjnie wyposażone w kanał diagnostyczny RS232 oraz interfejs sieci Ethernet z gniazdem RJ45, umożliwiający jego podłączenie do sieci lokalnej. Ex-BRG2_SMR jest parametryzowany za pomocą przeglądarki internetowej lub programu narzędziowego Bel_Navi zainstalowanego na komputerze PC podłączonym do urządzenia przez kanał diagnostyczny z interfejsem RS232, gniazdo sieciowe Ethernet lub z wykorzystaniem pakietowej transmisji danych GPRS/EDGE lub HSDPA/HSUPA. Zarówno przeglądarka internetowa, jak i oprogramowanie Bel_Navi umożliwia ponadto wizualizację stanu systemu (synoptyka), diagnostykę urządzenia oraz odczyt dzienników zdarzeń.
Koncentrator Ex-BRG2_SMR można dodatkowo wyposażyć w moduł sygnalizacyjno-optyczny. Dzięki dodatkowym wejściom sygnalizacyjnym oraz wyjściom sterowniczym może on pełnić funkcję prostej telemechaniki w rozdzielni. Przykładowo – moduł pozwala na wprowadzenie do systemu sygnalizacji otwarcia drzwi. Diody sygnalizacyjne ogólnego przeznaczenia informują o poziomie sygnału GSM oraz stanie łączności.
Rozbudowując koncentrator Ex-BRG2_SMR o dodatkową płytkę komunikacyjną (z interfejsem komunikacyjnym RS232 / RS422 / RS485 lub z kanałami światłowodowymi), otrzymuje się w rozdzielni koncentrator urządzeń komunikacyjnych z dowolnym protokołem komunikacyjnym DNP3, MST, Modbus, MAP27, Tetra-PEI, IEC-60870-5-101/104.
Pomiar prądu fazowego
Przedstawione rozwiązanie można rozwinąć o pomiar prądu fazowego w polach odpływowych. W tym celu na każdym odpływie należy zastosować przetwornik Ex CNI 5A mierzący trzy prądy fazowe za pośrednictwem przekładników prądowych, umieszczonych w podstawie rozłącznika bezpiecznikowego. Moduły pomiarowe komunikują się po magistrali RS485 w protokole Modbus. Koncentrator przetwarza wartości chwilowe odebranych prądów i może na ich podstawie rejestrować pomiary zamrożone. Pomiary mogą być retransmitowane i przedstawione w systemie SCADA. Mierniki prądu można zastąpić prostymi analizatorami parametrów sieci podłączonymi w analogiczny sposób do koncentratora. Dzięki takiemu rozwiązaniu zyskuje się możliwość zaprezentowania w systemie SCADA pomiarów parametrów sieci elektrycznej wraz ze współczynnikiem zawartości harmonicznych THD oraz pomiaru energii.
Wizualizacja
Przedstawione na rys. 5 zrzuty z ekranu systemu nadzoru SCADA prezentują w czasie rzeczywistym stan rozdzielni nn w postaci schematów geograficznych na podkładach mapowych oraz schematów ideowych o różnym stopniu szczegółowości.
Dostarczane wraz z Ex-BRG2_SMR oprogramowanie narzędziowe Bel_Navi oprócz parametryzacji pozwala użytkownikowi na edycję dowolnych plansz synoptycznych umożliwiających monitorowanie rozdzielni nn. Zbudowane w edytorze schematy semigraficzne wizualizują stan wkładek w rozłącznikach bezpiecznikowych, stan modemu GSM oraz przedstawiają statystykę uszkodzeń bezpieczników lub zaniku faz. Pokazane na rys. 6-9 zrzuty z programu inżynierskiego Bel_Navi oraz przeglądarki internetowej pochodzą z dostarczanej fabrycznie konfiguracji koncentratora Ex-BRG2_SMR.
Podsumowanie
Przedstawione rozwiązanie jest w pełni zintegrowane z systemem zdalnego nadzoru WindEx lub dowolnym innym systemem SCADA. Dzięki informacji przesłanej z urządzeń Ex zainstalowanych w rozdzielniach nn użytkownik systemu otrzymuje możliwość zdalnej kontroli stanu wkładek bezpiecznikowych, kontrolę rozpływu prądu w poszczególnych odpływach oraz dostęp do wszystkich informacji, jakie można przesłać w kanale komunikacyjnym z urządzeń innych producentów.
Produkt umożliwia tworzenie inteligentnych systemów dostaw energii, określanych powszechnie jako „smart grid”. Rozwiązanie pozwala na dystrybucję usług energetycznych z wykorzystaniem środków IT opracowanych pod kątem spełnienia wymagań stawianych przez zliberalizowany rynek energii.
Krzysztof Kluszczyński
Autor jest kierownikiem działu projektowania sprzętu
w firmie Elkomtech