Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Systemy sterowania i nadzoru w stacjach elektroenergetycznych

Monitoring and control systems in substations
Rys. Bazowa architektura SSiN
Rys. Bazowa architektura SSiN
Rys. W. Dołęga

Proces prowadzenia ruchu stacji elektroenergetycznej realizowany przez dyspozytora jest skomplikowany i złożony. Z jednej strony stale zwiększa się liczba i rodzaj zainstalowanych urządzeń i aparatów w stacjach, złożoność układów pracy, a z drugiej – następuje ciągły wzrost wymagań stawianych obsłudze w zakresie sterowania i nadzoru. Istotną pomoc dla dyspozytora stanowią obecnie systemy sterowania i nadzoru (SSiN) stacji elektroenergetycznych, które są rezultatem szybkiego postępu technicznego i informatycznego. Spowodowało to dynamiczny i intensywny rozwój technologii i technik automatyzacji i sterowania.

W stacjach powstały systemy umożliwiające m.in. ciągłe nadzorowanie pracy stacji i współdziałanie z układami automatyki zabezpieczeniowej, układami sterowania, blokad i sygnalizacji. Systemy te muszą uwzględniać specyfikę stacji elektroenergetycznych. Występuje w nich duża różnorodność ukła­dów ze względu na wiele wersji urządzeń i elementów systemu podlegających ochronie [1]. Ponadto stosowane są urządzenia wytwa­rzane przez różne firmy zarówno polskie, jak i zagraniczne. Dodatkowo w stacjach elektroenergetycznych występują obok nowych urządzeń i układów modernizacje już istniejących, przy jednoczesnym istnieniu sprawnie działających urządzeń i aparatów zainstalowa­nych w przeszłości [1].

Architektura systemu SSIN

Architektura SSiN, której schemat ideowy przedstawiono na rysunku 1., obejmuje trzy poziomy przepływu danych: procesu, pola i stacji. Spełniają one następujące funkcje:

  • poziom procesu – urządzenia procesowe (np. łączniki, elementy elektryczne, czujniki),
  • poziom pola – urządzenia elektroniczne współpracujące z urządzeniami procesu, zbierają z nich dane za pomocą wejść cyfrowych i analogowych, przetwarzają dane (automatyki) oraz sterują procesem za pomocą wyjść,
  • poziom stacji – urządzenia elektroniczne i systemy komputerowe gromadzące dane z poziomu pola przez sieć komunikacyjną, wizualizujące przebieg procesu oraz udostępniające dane do systemów zewnętrznych.

W ramach architektury SSiN wyróżnia się jeszcze często poziom centrum nadzoru. Jest to poziom administracji systemu, gdzie są zainstalowane serwery i stacje operatorskie.

Czytaj też: Architektura i zastosowania technologii inteligentnego domu >>>

Komunikacja sieciowa

W systemach sterowania i nadzoru stacji elektroenergetycznej podstawową formą wymiany danych między urządzeniami jest komunikacja cyfrowa. Kluczowymi jej elementami są standardy protokoły komunikacji (Czytaj więcej na ten temat).

Dla większości komputerowych systemów komunikacyjnych wzorcowym modelem jest model OSI, który składa się z siedmiu warstw [2]:

  1. fizycznej,
  2. łącza danych,
  3. sieciowej,
  4. transportowej,
  5. sesji,
  6. prezentacji,
  7. aplikacji.

Zainicjowanie komunikacji rozpoczyna się od warstwy aplikacji, a następnie poprzez kolejne warstwy następuje przygotowanie i nawiązanie tej komunikacji.

 

Warstwy sesji, prezentacji i aplikacji są warstwami wyższego rzędu, w których są generowane i przygotowywane dane do przesłania (zapytania oraz odpowiedzi).

Warstwy niższego rzędu zapewniają odnalezienie odpowiedniej drogi do celu, przekazanie konkretnej informacji oraz weryfikację bezbłędności przesyłania danych.

systemach sterowania i nadzoru stacji są wykorzystywane różne rodzaje medium transmisyjnego. Stosuje się media przewodowe w postaci:

  • skrętki,
  • kabla koncentrycznego lub światłowodu
  • lub media bezprzewodowe w postaci fal radiowych lub świetlnych.

W zależności od wykorzystanego medium oraz od specyfiki urządzeń komunikujących się rozróżnia się trzy rodzaje transmisji [3]:

  • simpleks (transmisja jednokierunkowa),
  • półdupleks (transmisja dwukierunkowa, nierównoczesna)
  • oraz dupleks (transmisja równoczesna w obu kierunkach).

Skrętka (kabel symetryczny) z racji stosunkowo niskiej ceny i możliwości technicznych jest obecnie najpowszechniej wykorzystywanym medium transmisyjnym. Jest wykorzystywana głównie do transmisji bazującej na sieci Ethernet.

Światłowód z racji dużej przepustowości danych i możliwości przesyłania ich na duże odległości, odporności na zakłócenia elektromagnetyczne jest często stosowany w stacjach elektroenergetycznych. Stosuje się światłowody [3]:

  • włókniste lub planarne,
  • jednomodowe lub wielodomowe,
  • skokowe lub gradientowe.

Wykorzystuje się je do komunikacji na duże odległości (centra dyspozytorskie, systemy nadrzędne).

Komunikacja szeregowa odgrywa istotną rolę w systemach automatyzacji stacji od wielu lat. Istnieje wiele różnych standardów, wiele z nich jest stosowanych do dzisiaj i będą używane jeszcze przez długi okres ze względu na prostotę implementacji i cenę.

Najczęściej w ramach SSiN stosuje się standardy [2]:

  • RS-232 (standard point-to-point komunikacji dwóch urządzeń elektronicznych),
  • RS-485 (w wersji dwu- lub czteroprzewodowej),
  • RS -422
  • światłowód (złącza typu ST lub SC).

W systemach sterowania i nadzoru stacji stosowane są m.in. protokoły [2]:

  • Modbus,
  • DNP 3.0,
  • Profibus,
  • OPC,
  • IEC 60870-5,
  • IEC 61850.

Protokół Modbus to bardzo popularny, uniwersalny i otwarty protokół komunikacyjny wywodzący się z automatyki przemysłowej. Transmisja w nim polega na odczytywaniu i zapisywaniu danych w rejestrach urządzenia. Protokół ten jest łatwy w zastosowaniu i eksploatacji i jest realizowany w trzech trybach:

  1. Modbus RTU (transmisja szeregowa, ramki wysyłane binarnie jako znaki ośmiobitowe),
  2. Modbus ASCII (transmisja szeregowa, ramki wysyłane szesnastkowo jako znaki ASCII)
  3. Modbus TCP/IP (transmisja bazująca na sieci Ethernet) [2].

Protokół DNP 3.0 oparty jest na trzech warstwach modelu OSI:

  1. fizycznej,
  2. łącza danych,
  3. aplikacji.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!


Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 3/2016

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Inżynier w lesie - zobacz video! »

Inżynier w lesie Materiały stworzone przez inżynierów dla inżynierów. Testy produktów od kluczowych dostawców (...) chcę zobaczyć »


Jednoobwodowy licznik energii - jaki wybrać?»

Zobacz co nowego poznamy na targach Energetab 2019 »

Licznik energii jaki wybrać Energetab 2019 logo
Zasilacze awaryjne trzeciej generacji z bardzo wysoką sprawnością 96% w trybie On-Line oraz ze znakomitym współczynnikiem mocy 1(...) czytam więcej » ENERGETAB – największe w Polsce targi nowoczesnych urządzeń, aparatury i technologii dla przemysłu energetycznego, to miejsce jednych z najważniejszych spotkań czołowych przedstawicieli branży elektrotechnicznej w Polsce.(...) czytam dalej »

 


Specjalne ramki do specjalnych wnętrz »

Kamery termowizyjne Perfekcyjne dopełnienie nowoczesnego wnętrza.
Prosta, ponadczasowa forma, jakość wykonania, niezawodny system, to tylko niektóre (...)
czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Jak zmniejszyć swój rachunek za energię »

automatyka przemysłowa zmniejsz rachunki za prąd
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Oszczędzaj na rachunkach za prąd w domu lub firmie. Wystarczy Po Prostu Energia (...) zobacz ile możesz oszczędzić »

 


Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja?

Kamery termowizyjne Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można (...) czytam dalej »

 


Potrzebujesz pomocy w wyborze UPS-a? Sprawdź ten przewodnik »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

UPS zasilacze bezpanelowa energia słoneczna
Urządzenia elektroniczne, których używasz do codziennej komunikacji, rozrywki i zapewnienia rodzinie bezpieczeństwa, są narażone na uszkodzenia spowodowane nieoczekiwanymi przerwami w dostawach energii elektrycznej, (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Szybki i łatwy sposób na budowę Twojego indywidualnego systemu wizyjnego»

zasilanie gwarantowane Badania przeprowadzone przez Computer Business Review wykazały, że od 2013 roku mamy do czynienia z dynamicznym wzrostem przenoszenia przez przedsiębiorców zasobów danych do tzw. chmury obliczeniowej (cloud computing). W związku z tym stale wzrastają wydatki przeznaczan ... czytam dalej »


Automatyka przemysłowa - zobacz najlepsze rozwiązania »

Kontenerowa stacja transformatorowa Minibox »

Czujniki i automatyka Rozdzielnice kontenerowe
Zarówno w sektorze energetyki tradycyjnej jak i odnawialnej, czujniki oraz automatyka muszą być odporne na oddziaływaniu warunków środowiskowych. Ekstremalne ... czytam więcej » Zasilane są najczęściej z sieci SN o napięciu znamionowym od 6 do 36 kV. Ze względu na budowę stacje mogą być wnętrzowe lub napowietrzne. Funkcją stacji transformatorowej SN/nn jest transformacja ... czytam dalej »

Jaką zastosować ochronę urządzeń elektrycznych i elektronicznych przed przepięciami »

ochrona przed przepięciami Każdy ogranicznik przepięć ma pewną określoną zdolność do przenoszenia przez siebie pewnej energii udaru. Jeśli po zadziałaniu ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Osprzęt elektroinstalacyjny dla elektryka »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - jakie wybrać
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Zobacz jaki osprzęt wybrać i porównaj parametry... czytam dalej »


Transformatory oraz dławiki dostosowane do indywidualnych wymagań »

transformatory ei Mają zastosowanie w sieciach przesyłowych i rozdzielczych. Stosowane są do zasilania układów trakcyjnych w pojazdach szynowych, w instalacjach wykorzystujących napędy (...) czytam dalej »


Liczniki energii elektrycznej - poznaj nowe »

Switch zarządzalny – czy warto? Jaki wybrać?

Liczniki energii jakie wybrać Switche niezarządzalne
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Switch zarządzalny daje możliwość nie tylko stworzenia siecilokalnej, ale daje wiele innicf możliwości. Między innymi pozwala także dostosować porty, a więc i parametry sieci do... czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
7-8/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 7-8/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Obciążalność prądowa ciągła przewodów szynowych wielkoprądowych SN
  • - Instalacje elektryczne w osiedlowych budynkach wielorodzinnych
Zobacz szczegóły
Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów komunikacji. Wydajność standardu Fast Ethernet,...
Cantoni Motor S.A. Cantoni Motor S.A.
Grupa Cantoni została pionierem w produkcji silników elektrycznych już w XIX wieku i od tego czasu kontynuuje misję wdrażania...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl