Streszczenie
Rosnące wymagania wobec układów zabezpieczeń elektroenergetycznych wymuszają na producentach rozwój techniki, stosowanej w urządzeniach. Ważnymi w tym procesie aspektami są: optymalizacja funkcjonalności, liczba instalowanych urządzeń oraz obniżenie ceny, przy jednoczesnym zachowaniu niezawodności i wysokiej jakości urządzeń zabezpieczeniowych. W niniejszym artykule przedstawiono nowoczesne rozwiązania, stosowane w urządzeniach zabezpieczeniowych rodziny SIPROTEC 5, takie jak np. funkcjonalność PMU (Phasor Measurement Unit) i łączenie Point-on-Wave. Przedmiotem artykułu są również innowacyjne technologie, związane z cyfryzacją procesów w stacjach elektroenergetycznych wraz z przykładowymi układami pracy elementów struktury stacji. W artykule przybliżono nowe rozwiązania oferowane przez firmę Siemens w dziedzinie automatyki elektroenergetycznej, znacząco przekładające się na szybkość i prostotę procesu inżynieryjnego. Nowe funkcje udoskonalają pracę układów automatyki, obniżają koszty, związane z inwestycją, a także pozwalają na szerszą integrację urządzeń z istniejącymi systemami.
Słowa kluczowe: urządzenia zabezpieczeniowe, stacja cyfrowa, łączenie Point-on-Wave, Digital Twin, Phasor Measurement Unit, szyna procesowa
Abstract
Growing requirements for power protection systems force vendors to develop the technology, used in devices. Important aspects of this process are: optimization of functionality, number of installed devices and price reduction, while maintaining reliability and high quality of protection devices. This article presents innovative solutions used in protection devices of the SIPROTEC 5 family, such as PMU (Phasor Measurement Unit) and Point-on-Wave switching. The article also takes about innovative technologies, connected with the digitization of processes in power substations, together with exemplary sets of station structure elements. The article presents new solutions offered by Siemens in the field of power automation, significantly affecting time and simplicity of the engineering process. New functionalities improve the operation of automation systems, reduce costs associated with investment, and allow better integration of devices with existing systems.
Keywords: protection devices, digital substation, Point-on-Wave switching, Digital Twin, Phasor Measurement Unit, process bus
Rodzina zabezpieczeń SIPROTEC 5 Rodzina SIPROTEC 5 to grupa urządzeń zabezpieczeniowych przeznaczonych do ochrony elementów systemu elektroenergetycznego w obszarach generacji, przesyłu i dystrybucji energii, a także przemysłu i infrastruktury. Składają się na nią zabezpieczenia: nadprądowe, odległościowe i różnicowe linii, różnicowe transformatora, silnika, generatora, szyn zbiorczych oraz sterowniki polowe i rejestratory zakłóceń. Wykorzystanie wysokiej klasy zabezpieczeń zapewnia bezpieczeństwo pracy elementów systemu elektroenergetycznego oraz obsługi, jak również poprawia niezawodność i jakość procesu inżynieryjnego. Dzięki modułowości sprzętowej i funkcjonalnej urządzenia rodziny SIPROTEC 5 mogą zostać idealnie dostosowane do potrzeb instalacji oraz jeśli wymagania ulegną zmianie, zostać dostosowane do nowych wytycznych nawet na etapie eksploatacji rozwiązania. W związku z rozwojem sieci rozdzielczych w kierunku sieci z generacją rozproszoną, jednym z kluczowych zagadnień stała się komunikacja. Produkty, oferowane przez firmę Siemens, spełniają rosnące wymagania, dotyczące standardów komunikacyjnych, a także układów pracy urządzeń w strukturze stacyjnej. Dzięki zintegrowanym funkcjom zabezpieczeniowym, zastosowanie przekaźników SIPROTEC 5 pozwala znacząco ograniczyć liczbę instalowanych urządzeń. Na przykład, do ochrony transformatora użyte może zostać tylko jedno zabezpieczenie (lub dwa - w celu uzyskania pełnej redundancji), które zapewni wszystkie niezbędne funkcjonalności zabezpieczeniowe chronionego elementu sieci (rys. 1). Skutkuje to zmniejszeniem liczby przewodów, ułatwieniem parametryzacji i skróceniem czasu uruchomienia. W stosunku do rozwiązań tradycyjnych, koszty inwestycji mogą zostać zmniejszone nawet o 50%. Praca z urządzeniami rodziny SIPROTEC 5 jest szybka, bardzo wygodna i prosta, dzięki dostępności oprogramowania DIGSI 5. W zależności od potrzeb dostępne są trzy wersje oprogramowania: DIGSI 5 Compac [...]