SAS Kontrol, İzleme ve Koruma
Genellikle SAS olarak bilinen Trafo Merkezi Otomasyon Sistemleri, çok sayıda görevi yerine getirir. Bu görevler arasında, güç sistemi bileşenlerinin fiziksel durumunu korumak için arızaların hızlı bir şekilde giderilmesi ve güç sistemleri için tasarlanmış ofis tarzı uzak terminaller aracılığıyla ek görsel imkanların sağlanması gibi hayati öneme sahip işlemler bulunmaktadır. Ayrıca, ticari ortamlarda trafo merkezinin primer ekipmanlarının durumunun izlenmesi de bu sistemlerin sorumlulukları arasındadır.
Güç sistemlerinde kontrol, gerilim, akım ve frekans gibi kritik parametrelerin izlenmesi ve sistemin kararlılığını ve güvenliğini sağlamak için hayati önem taşır. Bu parametrelerin istenen değerlerden sapması durumunda, sapmaların tespit edilip düzeltilmesi ve parametrelerin normale döndürülmesi için önlemler alınmalıdır.
Bu kontrol, manuel ve otomatik modlarda ayrı ayrı ve sürekli bir şekilde yapılır. Değişkenleri tespit etmek için, trafo merkezinin ana ekipmanlarından biri olan ölçüm trafoları kullanılır.
Kontrol ve Koruma Röleleri, Trafo Merkezi Otomasyon Sistemi'nin (SAS) bir parçası olarak, primer şalterin açılmasını veya kapanmasını sağlayan kontrol işlemlerinden sorumludur. Bu sistem, cihazlar, yazılımlar, malzemeler, iletişim altyapıları, veriler ve tesisler gibi kaynakların entegrasyonundan meydana gelir.
Bu kaynaklar, güç sisteminin bütünlüğünü koruma ve elektrik enerjisi akışının güvenliğini ve güvenilirliğini sağlama amacıyla bir dizi işlevi yerine getirecek şekilde entegre edilmiştir.
SAS'ın, aşağıdaki paragraflarda ele alınacak olan çeşitli sorumlulukları yerine getirmesi gerekmektedir.
İçindekiler Tablosu:
BONUS (PDF) 🔗 Guidelines for Implementing Substation Automation Using UCA-SA (Utility Communications Architecture-Substation Automation)
Kontrol fonksiyonları, birçok kontrol seviyesinde, aşağıdakiler dahil olmak üzere gerçekleştirilebilir:
Bölme (bay) seviyesinden kontrol: Bölme denetleyici ekranı ve ilgili aksesuarlar aracılığıyla.
İstasyon (station) seviyesinden kontrol: Renkli monitörlerin ve İnsan Makine Arayüzünün (HMI) diğer öğelerinin kullanılması.
Uzaktan kumanda (remote control) seviyesinden kontrol: Bir ana kontrol ünitesi aracılığıyla.
Çoğunlukla, farklı kontrol seviyeleri, pratik ve teknik endişeler nedeniyle eşit düzeyde özerkliğe sahip olmayabilir. Yerel kontrol odalarındaki bölme seviyesinde, her bir bölme kontrolörü genellikle bir veya iki yüksek gerilim bölmesini veya besleyiciyi yönetebilir.
Diğer yandan, ana kontrol odasındaki insan-makine arayüzü (HMI) üzerinden operatör, güç devrelerini bağlamak veya kesmek için primer veya sekonder şalt sistemlerinden herhangi birini seçebilir. Primer devre kesiciler, genellikle uzaktan ana ünitenin kontrol yetenekleri ile açılıp kapatılabilen tek bileşendir.
Bölme seviyesinden kontrolün sağlanabilmesi için, bölme kontrolörü büyük bir sorumluluk üstlenmiştir. İşte bunun bazı örnekleri:
Bölmelerle ilişkili voltaj seviyelerinin izlenmesi.
Devre kesicilerin kapatma fonksiyonu için gerilim senkronizasyonunun doğrulanması.
Ayırıcı işlemlerinin çalışma zamanı doğrulaması.
Kontrol için uygun yetki düzeyini doğrulayın (hiyerarşik kontrol paradigmasına dayalı olarak).
Pompaların, yay sistemlerinin veya devre kesicinin tahrik mekanizmasının diğer bileşenlerinin çalışmasını denetlemek.
Devre kesici kesme odalarındaki SF6 gaz basıncının izlenmesi.
Bölme/istasyon kilitleme koşullarının durumunu doğrulayın.
İkili operasyon emirlerinin ilerlemesini engelleyin.
Otomatik veya manuel olup olmadığını çalışma modunu onaylayın.
Kilit geçersiz kılma çalışma modunun uygunluğunu belirleyin.
Kontrol amacıyla görsel temsiller (tek hat şeması ve diyalog yöntemleri gibi) sağlayın.
Kendi kendini denetleme, voltaj kaynaklarının durumunun izlenmesini içerir.
Devre kesicilerdeki kutup tutarsızlığının belirlenmesi
Gerekli güvenlik ve çalışma kriterleri karşılanırsa anahtarlama komutları iletilecektir.
Bu tesis ve faktörler kümesine dayanarak, kontrol işlevi, Şekil 1'de gösterilen kontrol konseptlerini izleyerek bölme denetleyicisinin yerel kontrol ekranı üzerinden yürütülür.
Şekil 1 – SAS açma ve kapama devresi kontrol konseptleri
İstasyon seviyesindeki operatör, bölme seviyesindekiyle benzer bir şekilde kontrol fonksiyonlarını yürütebilir. Bu, operatörün birincil veya ikincil anahtarlama donanımlarından herhangi birini kontrol etme yetkisine sahip olmasından kaynaklanmaktadır.
Ayrıca, istasyon seviyesine özel olarak ayrılmış bazı ek kontrol fonksiyonları mevcuttur. Örneğin, operatör yük altındayken kademe değiştiricilerin pozisyonlarını değiştirebilir.
Primer anahtarlama donanımı, normal veya anormal koşullarda (kısa devreler veya diğer arıza türleri gibi) güç sisteminin küçük veya büyük bölümlerini (besleyiciler, bölümler, iletim hatları) bağlayabilen veya kesintiye uğratabilen yüksek voltajlı devre kesicileri içerir.
Ayrıca, primer anahtarlama donanımı, güç devresinin bu tür bölümlerini izole etmek için gereken ayırıcıları kapsar, bu da inceleme, bakım veya onarım gibi işlemler için gerekli güvenlik koşullarını sağlamaktadır.
Devre kesiciler, SF6 gazı ile doldurulmuş sızdırmaz kesme odaları ve hızlı çalışma süreleri (örneğin elli milisaniye gibi) sağlayan güçlü bir çalışma mekanizması ile görevlerini yerine getirir. Ayırıcılar ise, motor tahrikli bir çalışma mekanizması tarafından hareket ettirilen ve birkaç saniye içinde çalışmayı mümkün kılan bir dizi kanat ile donatılmıştır.
Ayırıcı, her iki cihazın da algılayabildiği genel açık ve kapalı durumlarının yanı sıra, çalışma esnasında ortaya çıkan ve geçiş durumu olarak bilinen üçüncü bir konumu da sergiler. Bu, operasyonel perspektiften, ayırıcının üçüncü bir konumda işlev gördüğünü ifade eder.
İnsan-makine arayüzü (HMI) için renkli bir monitör ve bölme kontrol cihazlarında etkili bir görsel ekran, çok arzu edilen bir özelliktir. Bunu gerçekleştirmek için, taahhüt departmanlarının SAS mühendislik süreci boyunca sıkı bir iş birliği yapması gerekmektedir.
Her IED satıcısının, bölmelerin ve besleyicilerin bölme denetleyicisinin ekranında nasıl görüntüleneceğini sıkça tanımlamasına karşın, trafo merkezinin sahibi ile SAS tasarımcısı veya entegratörü arasında önceden yapılacak anlaşma, büyük miktarda detay içermektedir.
Çeşitli ayarlarda primer şalt sistemini tanımlamak için kullanılan sembollerden biri budur. Operasyonel prosedürler sırasında hata yapma ihtimalini azaltmak amacıyla bu yöntem uygulanır.
Bu, Şekil 2'de birkaç örnekle gösterilmektedir.
Şekil 2 – Primer şalt cihazının cihazlarını temsil eden sembol örnekleri
Kullanıcı istediğinde, örneğin monitör ekranında belirli bir devre kesiciyi veya ayırıcıyı seçmek suretiyle bir kontrol iletişim kutusu belirecektir. Bu kutu, "Kontrol'e git" komutunu vermek amacıyla kullanılır. Bu yöntemle, savunulan ve ardışık olarak gerçekleştirilen iki olumlu eylemden oluşan iki aşamalı teknik başarıyla uygulanmaktadır.
Kontrol emirlerini yerine getirecek kişinin gerekli yetkilere sahip olduğunun doğrulanması için etkin yöntemlerin olması şarttır. Bu, güvenlik açısından önemlidir ve yetki seviyelerini düzenleyen kurallara uyulmasını temin etmek içindir.
Ayrıca, dahili bağlantının, kontrol komutlarının NCC ve bölme seviyesi gibi birden fazla kontrol seviyesinden aynı cihaz üzerinde eş zamanlı olarak verilmesini engelleyecek şekilde tasarlanması önemlidir. Bu, çift işlem komutlarının önlenmesine yardımcı olur. Kilitleme veya engelleme koşulu olmadan, komut sırasının sorunsuz ilerlemesi ve etkin bir şekilde yürütülmesi gerekir; ancak bu durumda başarılı kabul edilebilir.
Eğer yürütülmesi gereken kontrol komutunu uygulamayı engelleyen bir durum söz konusuysa, engelin sebebini açıklayan ek bir iletişim kutusu ekrana gelecektir.
Şekil 3 – Trafo merkezi tek hat şemasını gösteren SCADA ekranı
Bir güç sisteminde arıza meydana geldiğinde (koruma rölelerinden gelen kesme komutu ile), SAS'ın belirli devre kesicilerini otomatik olarak etkinleştirebilme özelliği, SAS'ın en kritik işlevlerinden biri olabilir.
Bu nedenle, devre kesicilerin açma devresinin istendiği anda aktif olabilmesi için sekonder sistemin olmazsa olmaz bir bileşeni olduğu söylenebilir.
Bu tür bir devrenin sürekli izlenmesi, olası riskleri belirlemek için tipik bir uygulamadır. Bu izleme, hatalı bağlantılar, zayıf güç kaynakları veya diğer potansiyel riskleri tespit etmeyi amaçlar. Devrede akım sağlanarak ve ardından devre direnci kontrol edilerek gerçekleştirilir. Belirli bir eşik değere ulaşıldığında alarm çalacaktır.
Bu uygulama için piyasada bulunan belirli rölelerin kullanımı önerilmektedir.
Güç sistemlerinde sıkça kullanılan AC voltajı, zaman içinde değişiklik gösteren ve belirli parametrelerle tanımlanabilen bir değişkendir:
Büyüklük: Genellikle 115 kV gibi sinüzoidal bir miktarın ortalama karekök (RMS) değeriyle belirlenir.
Frekans: Frekans, bir saniyede meydana gelen sinüzoidlerin sayısıdır ve tipik olarak 60 cps gibi saniye başına devir (cps) cinsinden ölçülür.
Faz açısı: Çeşitli sinüzoidler arasındaki zamansal yer değiştirmeyi ölçen göreceli bir ölçüm. Üç fazlı elektrik sistemlerinde, üç faz eşit büyüklük ve frekanslara sahiptir ancak faz ilişkilerinde 120° yer değiştirmişlerdir.
Bir devre kesici açık durumdayken, bir veya her iki tarafında aktif gerilim bulunabilir. Herhangi bir kontrol seviyesinden kapatma komutu verildiğinde, kesicinin her iki tarafındaki mevcut gerilimler büyüklük, frekans ve faz açısı bakımından eşleştiğinde (belirli bir tolerans dahilinde), kapatma işlemi etkin bir şekilde yapılmalıdır.
Eğer bu gerçekleşmezse, güç sistemi potansiyel olarak tehlikeli geçici olaylara maruz kalabilir. Bu nedenle, kontrol mantığının Tablo 1'de listelenen belirli senkronizasyon kriterlerini içermesi gerekmektedir. Geçmişte, senkronizasyon görevi için ayrı bir cihaz kullanılırken, bu işlev şu anda modern bir SAS içindeki bölme denetleyicisi tarafından yerine getirilmektedir.
Tablo 1 – Gerilim senkronizasyon kriterleri için matris örneği
Vs1 (live) | Vs2 (live) | Vs1 (dead) | Vs2 (dead) | Vdif Less than Ref-Dif | Fdif Less than Ref-Dif | PAdif Less than Ref-Dif | Output |
doğru | doğru | yanlış | yanlış | doğru | doğru | doğru | allow |
doğru | doğru | yanlış | yanlış | doğru | doğru | yanlış | refuse |
doğru | doğru | yanlış | yanlış | doğru | yanlış | yanlış | refuse |
doğru | doğru | yanlış | yanlış | yanlış | yanlış | yanlış | refuse |
doğru | doğru | yanlış | yanlış | doğru | yanlış | doğru | refuse |
doğru | doğru | yanlış | yanlış | yanlış | doğru | doğru | refuse |
Diğer kontrol sistemleri gibi, trafo merkezi kontrol sistemleri de güç sistemi tasarımındaki değişikliklerin personel, ekipman ve çevre için güvenli bir şekilde yapılmasını sağlamak amacıyla belirlenen sınırlama kriterlerini yerine getirmeyi hedefler.
Kontrol sistemi, yanlış bir anahtarlama işlemi (kilitleme mantığı) ya da amaçlanan anahtarlama işleminin gerçekleştirilmesi için güvenli olmayan koşullar (engelleme koşulu) varsa, bir kontrol komutunun yürütülmesini engelleyen kısıtlama koşullarına tabidir.
Otonom şalt sisteminin işleyişi çeşitli teknik faktörler tarafından engellenmektedir. Aşağıdaki öğeler dahildir:
Ayırıcı yetenekleri: Bu cihazlar, çalışma sırasında standart yük veya kısa devre akımlarını yönetme kapasitesine sahip değildir.
Topraklama anahtarı işlevi: Topraklama anahtarının rolü, güç devresinin belirli bir bölümünü incelemek, bakımını yapmak veya onarmak amacıyla ara sıra kapatılmalıdır. O parça ile trafo merkezinin toprak ağı arasında bir bağlantı kurarlar. Topraklama ayırıcısı kapalıyken bir segmente enerji verilirse ciddi bir arızaya, özellikle kısa devreye neden olur.
Temel kilitleme koşulları şu faktörlerin bir sonucu olarak ortaya çıkar:
İlgili bir ayırıcı geçiş durumundaysa devre kesici kapatılmamalıdır.
İlgili bir devre kesici kapalıysa ayırıcının kapalı kalması gerekir.
Bağlı olduğu güç devresi topraklanmışsa devre kesici etkinleştirilmemelidir.
Topraklama ayırıcısı bağlı olduğu güç devresinde gerilim mevcut ise kapatılmamalıdır.
Bu kısıtlamalar nedeniyle, şalt cihazının kontrol mantığı, sadece kendi bileşenlerini değil, aynı bölmedeki diğer şalt cihazlarının dış bileşenlerini de göz önünde bulundurur (bölme kilidi). Ayrıca, bazı durumlarda, farklı bölümlere yerleştirilen şalt sistemlerinin etkilerini de dikkate alır (bölmeler arası kilitleme). Temel olarak, bu bileşenler, ilgili şalt cihazının durumunu (mevcut pozisyonunu) gösteren sinyallerden oluşmaktadır.
Birkaç yıl önce, bölme kontrolörleri arasında veri aktarımı, IEC 61850 platformunun sunduğu GOOSE hizmeti ile başlamıştır. Bu gelişme, trafo merkezi sahiplerinin farklı bölümler arasında bu tür sinyalleri değiştirmek için fiziksel kablolamayı dikkatlice korumalarına rağmen gerçekleşti. Bu kararın altında yatan mantık, güvenilirlik konularına dayanmaktadır.
Bu özel yöntem sayesinde, istasyon kontrolörünün bölümler arası kilitleme verileri üzerinde ekstra bir işlem yapmasına gerek kalmayacaktır.
Etkin anahtarlama işlemleri, anahtarlama donanımının kusursuz durumda olmasını zorunlu kılar. Bir devre kesicinin açılma işlemi, çalışma mekanizmasındaki bir bozukluk nedeniyle yavaş gerçekleşirse, patlama riski oluşabilir. Ayırıcının açılma veya kapanma süresinin ortalama çalışma süresini aşması, ölçü transformatörlerinde ciddi hasarlara yol açabilir.
Bu olumsuz durumlar, trafo merkezi çalışanlarını etkileyebilir ve yanlışlıkla enerji akışını bozabilecek operasyon değişikliklerinin önlenmesi gerekliliğini doğurur. Güvenlik, engelleme sinyallerinin kontrol mantığına entegre edilerek sağlanır. Bu sinyaller, herhangi bir engelleme sinyali aktif olduğunda anahtarlama komutlarının (açma/kapama) işlemesini engeller.
Yaygın engelleme sinyalleri aşağıdakilerden oluşur:
SF6 gazı – düşük basınç
Hidrolik/pnömatik/yay – sistem arızalı
Devre kesicilerde kutup farklılığı
Motor arızalı.
Şekil 4 – Bir Buçuk Kesici Düzeninde Kutup Tutarsızlığının Çalışması
Gerilim büyüklüğü, bir güç sisteminde değişken bir parametredir. İletim hatlarında güç akışının değişikliği, zamanla farklı yerlerde çeşitli güç tüketim seviyelerine yol açar. Operasyonel amaçlar için, güç sisteminin herhangi bir noktasındaki gerilim büyüklüğünün, nominal gerilimin ±%5 gibi belirlenmiş bir kabul edilebilir aralık içinde olması esastır.
Gerilim seviyesini izin verilen sınırlar içinde tutabilmek adına, geniş bir elektrik ağının şönt reaktörlerini ve kapasitör bankalarını düzenli aralıklarla devreye alması ya da devreden çıkarması gerekmektedir. Daha kompleks senaryolarda ise, sistem Statik Var Kompansatörleri (SVC) gibi sürekli çalışan bir düzenek ihtiyacı doğurabilir.
Çoğu yüksek gerilim trafo merkezinde bulunan güç transformatörleri, transformatör sargısındaki dönüş sayısını ayarlayarak mevcut kademeler arasında seçim yapmayı sağlayan, motorla çalışan Yükte Kademe Değiştirici (OLTC) ile donatılmıştır. Bu mekanizma kullanılarak, güç transformatörünün sekonder voltajı, bağlı güç devresinin voltajına uygun bir düzeye ayarlanabilir. OLTC'ler, bu işlem için özel olarak tasarlanmış Voltaj Regülatör Rölesi (VRR) ile kontrol edilir. VRR, genellikle trafo kontrol panelinde veya yerel kontrol odasında yer alır.
Voltaj Düzenleme Rölesi (VRR), güç devresindeki voltajın kesin değerini algılar, bu değeri önceden belirlenmiş bir standartla karşılaştırır ve gerektiğinde kademe değiştirici motorunu harekete geçirmek üzere hemen bir komut verir. VRR, güç transformatörünün besleyicisine bağlı olan bölme denetleyicisi aracılığıyla, kademe değiştiricilerin belirlenen kontrol seviyelerine göre ayarlanmasını sağlar.
YG Güç Trafoları, üç fazlı üniteler veya tek fazlı ünitelerden oluşan düzenlemeler şeklinde olsa da, birkaç yüz Mega Volt-Amper (MVA) değerindeki güç yüklerini yönetme kapasitesine sahiptir. Ancak, bu bileşenlerin iki veya daha fazlasının paralel bağlanması gerektiği durumlar olabilir; bu, güç sisteminin belirli bir bölümüne bağlı elektrik yükünü toplu olarak taşıma imkanı sağlar.
En uygun yöntem, aynı iç özelliklere sahip trafoların yerleştirilmesini ve farklı voltaj regülatör rölelerinin (VRR'lerin) aynı referans voltajına ayarlanmasını gerektirir. Pratikte, transformatörler aynı üretici tarafından yapılmış olsalar bile, paralel çalıştırıldıklarında iç empedanslardaki hafif farklılıklar dengesizliklere yol açabilir.
Bu yüzden, tüm voltaj regülatör röleleriyle (VRR'ler) uyumlu çalışacak biçimde özel olarak tasarlanmış bir elektrik modülü kullanılmalıdır. Paralelleme modülü, trafonun mevcut konfigürasyonunun görsel bir temsilini oluşturabilmek için devre kesicilerden ve ayırıcılardan durum güncellemeleri alır. Bu gösterim, şu anda hangi trafoların paralel çalıştığını belirtir.
Ayrıca, modül VRR'ler aracılığıyla her trafodan gelen akımın kesin büyüklük ve faz açısı değerlerini almalıdır. Bu verilere dayanarak, modül her bir transformatör için dolaşımdaki reaktif akımı hesaplar. Elde edilen dolaşımdaki reaktif akımlar, bir kontrol sinyali olarak kullanılır ve bu sinyal, her güç trafosunda minimum dolaşım reaktif akımı sağlanana kadar kademe konumunu ayarlamak üzere ilgili kademe değiştiricileri düzenleyen bir veya daha fazla VRR'ye gönderilir.
SAS'lar, primer şalt sistemini yönetmenin yanı sıra aşağıdaki gibi sekonder bileşenleri kontrol etmek için de değerlidir:
Elektrik devrelerini kapatmak ve açmak için OG devre kesicilerin çalıştırılması.
Alçak gerilim otomatik transfer anahtarlarının çalıştırılması.
Dizel jeneratörlerin etkinleştirilmesi ve devre dışı bırakılması.
Orta gerilim devre kesicileri, tipik olarak SF6 gazı veya vakum izolasyonu kullanır ve esas olarak yardımcı güç transformatörlerini iç arızalardan korumak amacıyla tercih edilir. Bu cihazların kontrol yöntemleri, yerel kontrol odasında bulunan bir IED'nin LCD ekranı ve istasyon seviyesindeki HMI ile birincil anahtarlama donanımının kontrol yöntemleriyle benzerlik gösterir.
Otomatik transfer anahtarları, trafo merkezlerindeki kritik yükleri desteklemek için yeterli güç kaynağı sağlamak amacıyla özel olarak geliştirilmiştir. Bu cihazların kontrol mantığı, bağlı alçak gerilim devre kesicilerinden gelen durum sinyalleri ve gelen besleme hatlarındaki minimum ve maksimum voltaj seviyelerini izleyen sinyaller gibi girdilere ihtiyaç duyar.
Dizel jeneratörler, güç transformatörleri veya harici besleyicilerin üçüncü sargılarından elde edilen diğer alternatif akım (AC) güç kaynakları tamamen arızalandığında acil durum güç kaynağı olarak kullanılır. Bu ekipmanın bağlantısını başlatmak ve kurmak için gerekli olan kontroller, genellikle otomatik transfer şemasının bir parçası olarak entegre edilir.
Şekil 5 – Üç güç kaynağı arasındaki AG otomatik transfer anahtarının şemaları
Acil Durum Koşullarında Çalıştırılacak Tesisler, normal trafo merkezi işletiminden sapan durumlarda kontrol eylemlerini gerçekleştirmek üzere özel olarak tasarlanmış SAS sistemleridir.
Bu tür iki tesis şunlardır:
Kilitleme mantığını geçersiz kılmak için bölme denetleyicilerine eklenecek bir dizi aksesuar. Yetkisiz personel tarafından kullanılmasını önlemek amacıyla bu tesise bir güvenlik cihazı sağlanacaktır.
İkincisi, ana kontrol evinde HMI'nın yakınına kurulması önerilen oldukça görünür bir düğmedir. Bu düğme, güç transformatörleriyle ilişkili devre kesicileri yalnızca aşırı durumlarda, örneğin güç transformatörünün çevresinde duman veya yangın mevcut olduğunda açmak için kullanılır.
Kontrol fonksiyonu için, kontrollü süreçte yaşananları anlamak hayati önem taşır. YG trafo merkezlerinde, operatörün sürekli dikkat etmesi gereken çeşitli özellikler ve durumlar bulunmaktadır. Güç sisteminde beklenmeyen bir durum olmasa dahi, güç sistemi davranışını ve trafo merkezi bileşenlerinin operasyonel durumunu izleyen birçok değişkenin analiz edilmesi, gösterilmesi ve kaydedilmesi gereklidir.
Eğer trafo merkezinde olağan dışı bir durum meydana gelirse, bu durumun derhal ilgili yönetim kademelerine iletilmesi şarttır. SAS tesisleri, güç sistemleri ile ilgili kişilere bilgi vermek ve olası risklere karşı zamanında uyarı yapmak amacıyla düzenlenmiştir.
Şekil 6 – Bir trafo merkezi otomasyon sisteminin SCADA HMI'sını gözlemleyen mühendis
Elektrik trafo merkezlerindeki yaygın olaylar aşağıdakileri içerir:
Şalt cihazı durum değişiklikleri (açık/kapalı)
Yerel/uzaktan seçici konumu değişiklikleri
Manuel/otomatik seçici konumu değişiklikleri
MCB durum değişiklikleri
Koruyucu röle aktivasyonu
Alarm durumu değişiklikleri (onaylandı, onaylanmadı, engellendi)
Metal mahfazalı şalt cihazının çıkarılması
Dizel jeneratör çalıştırma/durdurma
Otomatik transfer anahtarının çalıştırılması
Alarm aktivasyonları
Komutları değiştirmede hatalar.
Olay yönetimi, operatörlere kısa, kullanıcı dostu ve güvenilir bir olay listesi sunmayı amaçlayan SAS mühendislik aşamasında kullanılan çeşitli teknikleri içerir.
Bunlar şunları içerir:
Zaman damgası: Her olayın kesin oluşma zamanı ve tespit edildiği yere mümkün olduğu kadar yakın bir şekilde açıkça etiketlenmesi gerekir.
Güvenilir olay toplama: Bölme denetleyicileri, özellikle aynı anda çok sayıda olayın meydana geldiği durumlarda, olayların herhangi bir kayıp olmadan toplanmasını garanti etmek için genellikle bir olay arabelleğiyle donatılmıştır.
Olay metinleri: Olay metinleri, trafo merkezi sahibi ile işbirliği içinde bir olay listesi oluşturularak adlandırılır. Olay adları, ana dil kullanılarak çeşitli kontrol düzeylerinde özelleştirilmiş bir şekilde tanımlanır.
Olay sunumu: Olay listesi, tüm olayların kesin bir kronolojik sırayla listelenmesini gerektirir.
Depolama kapasitesi: Bölme denetleyicileri, 15.000 gibi minimum sayıda olayı tutacak yeterli belleğe sahip olmalıdır.
Şekil 7 – Sınırsız sayıda proses alarmını ve olayını destekleyebilen, önceden yapılandırılmış güçlü bir alarm veritabanını içeren SCADA uygulaması
Büyük iletim trafo merkezleri söz konusu olduğunda, elektrik hizmetleri genellikle karmaşık bir Arıza Kayıt Sistemi kurulumunu zorunlu kılar. Bu sistem, ciddi arızaları ve diğer problemleri değerlendirebilmek için geniş bir veri yelpazesi ve ilave yetenekler sunar. Bu tür sistemler tipik olarak, birden çok bölme ünitesi ve bir merkezi ünite içeren dağıtık bir yapıda oluşturulur.
Sistem otonom olarak çalışırken, çeşitli bileşenlerin durumunu izlemek için öncelikle SAS'ın geri kalanına bağlanır.
Figure 8 – Arıza olaylarının analizinin SAS ekranı - SIGRA uygulama programı
SIGRA Uygulama Pprogramı: Ağınızdaki arıza olaylarının analizini destekler. Arıza olayı sırasında kaydedilen verilerin grafiksel bir görüntüsünü sunar ve empedanslar, çıkışlar veya r.m.s gibi diğer değişkenleri hesaplamak için ölçülen değerleri kullanır. Arıza kaydını analiz etmenizi kolaylaştıran değerler.
Alarm mesajları, trafo merkezi otomasyon sistemlerinin sağladığı kritik ve hayati bir özelliktir. Bu mesajlar, operatörün acil müdahale gerektiren beklenmedik durumlar veya koşullar hakkında bilgilendirilmesini garanti altına alır. Alarm mesajları genellikle şunlarla ilgili olur:
Devre kesici kutup sayısındaki tutarsızlıklar.
SF6 gazının basıncı.
Ayırıcı işlemlerinin süresi aşıldı.
Aşırı gerilim koşulları.
Düşük gerilim koşulları.
Engelleme (Blokaj) koşullarının değiştirilmesi.
Güç trafolarındaki yağ seviyelerinin izlenmesi.
Sekonder devrelerde voltaj yokluğu.
Hidrolik pompaların aşırı çalışması.
Sürüş mekaniği üzerinde aşırı yük.
Açma devresindeki arızalar.
Güç trafolarında sıcaklık ölçümleri.
Buchholz rölesi tetiklendi.
Valf çalışması sırasında aşırı basınç.
Trafolar için soğutma sistemi.
Koruyucu rölelerdeki arızalar.
Güç trafolarının paralel çalışmasındaki arızalar.
SAS bileşenlerindeki arızalar.
HMI tesislerinde iletişimin kesilmesi.
Uzaktan kumanda merkeziyle iletişimin kesilmesi.
Alarm yönetimi özellikleri şunları kapsar:
Mesaj metinleri: Her alarm mesajını adlandırma süreci, trafo merkezi sahibiyle işbirliği içinde bir alarm listesi oluşturulmasını içerir. Bu, alarm mesajlarının çeşitli kontrol seviyelerinde kişiselleştirilmiş bir şekilde tanımlanmasını sağlar.
Alarm sınıflandırması: Yaygın olarak kabul edilen bir kural, farklı alarm mesajlarını, altta yatan nedenin önemine dayalı olarak onlara öncelik seviyeleri atayarak ayırt etmektir.
Alarm gruplaması: Bu alarm mesajları belirli bir kaynaktan oluşturulur ve NCC'ye alarm sinyalleri göndermek için kullanılır.
Ekran şu anlama gelir: LCD ekranlar, renkli monitörler, harici alarm anons cihazları ve hoparlörler gibi çeşitli cihazları mesajlarda sunan veya sesli bir gösterge üreten yöntemleri ifade eder.
Mesaj sunumu: Bilginin işlenmesini ve yönetimini optimize etmek için alarm mesajlarına birden fazla nitelik atanır. Bu teknikler renk kombinasyonlarının ve yanıp sönme efektlerinin kullanımını kapsar.
İşleme aracı: Sunum modu, onaylama ve engelleme yetenekleri ve filtreleme işlemleri de dahil olmak üzere işleme seçeneklerini seçmeye yönelik tüm yöntemleri kapsar.
Şekil 9 – Trafo merkezi kontrol odasındaki alarm uyarı cihazları
Koruma görevi, bölme kontrolörleri ile birlikte istasyon veriyoluna bağlı olan ve koruma röleleri olarak da adlandırılan belirli bir IED grubu tarafından yerine getirilir. Primer devrelerdeki gerçek gerilim ve akım seviyeleri, bu röleler tarafından izlenir ve belirlenen sınır değerlerle sürekli karşılaştırılır. Gerçek değerler izin verilen aralığın dışına çıkmaya başladığında, röle ilk olarak aktif hale gelir. Bu durum, anormallik devam ederse ve bir açma durumu oluşana kadar devam eder.
Arıza meydana gelen güç sistemi bölümü, belirli devre kesicilerin koordineli bir şekilde açılmasıyla sistemin geri kalanından izole edilir. Bu işlem, güç sisteminin normal çalışmasını sürdürebilmesi için gerçekleştirilir.
Aşağıdakiler segment odaklı prensibe dayalı tipik koruma yöntemlerinin örnekleridir:
Bara Koruması
Hat Koruması
Trafo/Şönt Reaktör/Kondansatör Grubu Koruması
Birkaç on yıl önce dijital teknolojinin ortaya çıkışıyla birlikte, ilk nesil trafo merkezi IED'leri oluşturuldu. Günümüzde koruma rölelerinin çoğunluğu IEC 61850 uyumludur.
4. BONUS (PDF) 🔗 Guidelines for Implementing Substation Automation Using UCA-SA (Utility Communications Architecture-Substation Automation)
Doküman: | Guidelines for Implementing Substation Automation by EPRI |
Format: | |
Boyut: | 1.17 MB |
Sayfa: | 126 |
İndirme: |
Commenti