Xiria – nowatorska konstrukcja rozdzielnicy SN dla stacji zdalnych – aspekty bezpieczeństwa

Gotowość do pracy w przyszłych sieciach zautomatyzowanych 

Rozdzielnice średniego napięcia typu Xiria składają się z dwóch rodzajów pól:

• rozłącznikowych (pola liniowe) oraz
• wyłącznikowych (pola zabezpieczające).

Rezygnacja z pól z rozłącznikami bezpiecznikowymi na rzecz pól wyłącznikowych umożliwiła pełną automatyzację rozdzielnicy. Jedną z zalet zastosowanych rozłączników i wyłączników próżniowych są proste mechanizmy robocze o niewielkiej energii wymaganej do wykonywania czynności łączeniowych.

W każdym polu znajduje się odłączniko-uziemnik, rozłącznik lub wyłącznik próżniowy, pojemnościowy wskaźnik obecności napięcia typu WEGA 1.2, selektor wyboru trybu pracy sprzęgnięty z wewnętrzną blokadą mechaniczną pomiędzy rozłącznikiem/wyłącznikiem a odłączniko-uziemnikiem oraz mechaniczny przycisk otwarcia rozłącznika/wyłącznika.

Pola wyłącznikowe standardowo wyposażone są w autonomiczny przekaźnik zabezpieczeniowy typu WIC1 lub WIB1, który zasilany jest z przekładników prądowych fazowych, zabudowanych w przedziale kablowym. Podstawowym wyposażeniem pól wyłącznikowych jest również mechaniczny wskaźnik zadziałania zabezpieczenia typu SZ4H oraz cewka otwierająca.

Rys. 6. Zastosowanie rozdzielnicy Xiria w stacji transformatorowej

Za pomocą styków pomocniczych zrealizowano blokady elektryczne, które uniemożliwiają elektryczne otwarcie wyłącznika (odziemienie pola) w przypadku, gdy pole zablokowane jest w pozycji uziemienia oraz w sytuacji, gdy otwarte są drzwi do przedziału kablowego.

Opcje zdalne

Zarówno w polach rozłącznikowych jak i wyłącznikowych mamy możliwość wyboru spośród czterech poziomów opcji zdalnych:

• zdalna sygnalizacja,
• zdalne wyłączenie,
• zdalne sterowanie,
• zdalne sterowanie z pomiarem.

Zdalna sygnalizacja realizowana jest poprzez styki pomocnicze rozłącznika/wyłącznika próżniowego oraz odłączniko-uziemnika.

W przypadku wyboru zdalnego wyłączenia, oprócz styków pomocniczych jak dla zdalnej sygnalizacji, pojawiają się dodatkowe styki pomocnicze wykorzystane dla wewnętrznych obwodów pola, sterownik elektroniczny pola K7 oraz cewka otwierająca sterowana napięciem pomocniczym 24 V DC.

Pełny układ zdalnego sterowania uzupełniony jest o napęd silnikowy (Upom = 24 V DC) zbrojenia sprężyny i zamykania rozłącznika/wyłącznika oraz cewkę blokującą.

W przypadku, gdy wymagany jest pomiar oraz transmisja parametrów elektrycznych, takich jak napięcie, prąd, współczynnik mocy czy kierunek przepływu mocy, pole doposaża się we wskaźnik zwarcia typu ComPass B oraz współpracujące z nim przekładniki prądowe. Komunikacja wskaźnika ComPassB z koncentratorem danych może się odbywać za pośrednictwem protokołu Modbus.

Jeżeli dostępne napięcie pomocnicze jest różne niż 24 V DC wówczas w każdym polu zabudowywany jest konwerter napięć. Wszystkie sygnalizacje, sterowania i ewentualne pomiary z pola wyprowadzane są do szafy krosowej lub bezpośrednio do zewnętrznego sterownika telemechaniki.

Po przekształceniu sygnałów są one wysyłane do systemu nadzoru najczęściej drogą radiową lub z wykorzystaniem światłowodów.

Tabela 1. Wykaz dostępnych sygnalizacji, sterowań i pomiarów:

Podsumowanie

Zastąpienie pól z rozłącznikami bezpiecznikowymi polami wyłącznikowymi, szeroka gama dostępnych sygnalizacji, sterowań i pomiarów, przystosowanie do pracy z systemem nadrzędnym oraz możliwość montażu elementów zdalnego sterowania w późniejszym etapie użytkowania czynią rozdzielnicę typu Xiria rozwiązaniem w pełni spełniającym współczesne wymagania i jednocześnie pozwalającym na rozwój sieci elektroenergetycznej w przyszłości.

Jeżeli tempo rozwoju technologii cyfrowych z ostatnich lat zostanie utrzymane, to w perspektywie najbliższych 10-20 lat urzeczywistnić mogą się plany związane z inteligentną siecią dystrybucyjną. Warto więc już teraz pomyśleć o infrastrukturze, która będzie do tego przygotowana.

Artykuł powstał na podstawie referatu wygłoszonego podczas XVI Sympozjum Oddziału Poznańskiego SEP „Współczesne urządzenia oraz usługi elektroenergetyczne, telekomunikacyjne i informatyczne” – Bezpieczeństwo pracy i eksploatacji sieci oraz instalacji”. Poznań, 20-21 listopada 2013 r.

Literatura: 

[1] Pikkert A., Innovative ring main unit design: safety and availability aspects. Międzynarodowa Konferencja Dystrybutorów Energii Elektrycznej CIRED, Chorwacja 2007.

[2] Materiały firmowe Eaton Electric Sp. z o.o.