Adaptacja funkcji zabezpieczeniowych układów automatyki elektroenergetycznej jednostek wytwórczych

Adaptacja częstotliwościowa, wywołana zmianami częstotliwości pracy chronionego obiektu, wymusza konieczność przedefiniowania parametrów i charakterystyk rozruchowych funkcji zabezpieczeniowych, parametrów algorytmów pomiarowych oraz kryteriów decyzyjnych nadążnie za zmianami częstotliwości (na podstawie [2, 4]).

Adaptacja konfiguracyjna, wywołana zmianami powiązań elektrycznych między obiektami tworzącymi aktualną strukturę jednostki wytwórczej, pociąga za sobą potrzebę zmiany aktywnych algorytmów pomiarowych i zabezpieczeniowych, wartości parametrów tych funkcji lub konieczność przedefiniowania kryteriów decyzyjnych.

Adaptacyjność funkcji zabezpieczeniowych układów automatyki elektroenergetycznej dotyczy najczęściej następujących elementów decydujących o ich działaniu [6]:

• poziomu wielkości kryterialnych powodujących pobudzenie zabezpieczenia,
• opóźnienia działania zależnego od warunków pracy SEE lub od poziomu wielkości kryterialnej,
• kryteriów działania związanych z wzajemnymi relacjami wielkości kryterialnych, które mogą przystosować się do istniejących warunków systemowych, do stanów występujących w przeszłości lub do poziomu samych wielkości kryterialnych,
• logiki generującej decyzję,
• zakresu urządzeń pierwotnych i/lub wtórnych, na które oddziałuje decyzja wygenerowana przez zabezpieczenie (np. określenie wyłączników, na które działa sygnał wyłączający),
• warunków początkowych, przyjmowanych w procesie przetwarzania sygnałów w stanach nieustalonych (np. wyznaczenie początkowej chwili zaburzenia),
• przetwarzania sygnałów (np. dostosowanie częstotliwości próbkowania do zmienności sygnałów bądź uwzględnienie tylko tych fragmentów fali prądu, kiedy przekładniki są nienasycone).

Zdefiniowanie zakresu adaptacji funkcji zabezpieczeniowych systemów automatyki elektroenergetycznej jednostek wytwórczych wymusza potrzebę określenia możliwych stanów pracy nadzorowanych obiektów. Dlatego rozważania zamieszczone w dalszej części artykułu dotyczą przykładowej jednostki wytwórczej zainstalowanej w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym.

Wybór właściwych funkcji zabezpieczeniowych oraz prawidłowe określenie ich parametrów pozwala wyeliminować lub zminimalizować skutki stanów zakłóceniowych z wymaganą selektywnością, niezawodnością, szybkością i czułością.

Na rysunku 1. przedstawiono schemat ideowy części elektrycznej rozpatrywanego obiektu wytwórczego, składającego się z generatora G, transformatora blokowego TB i transformatora potrzeb własnych blokowych Tpw. W analizowanym układzie blokowym zastosowano wyłączniki: blokowy W1 po stronie GN transformatora TB, generatorowy W2 oraz strony GN i DN transformatora Tpw – łączniki W3 i W4. Uniwersalizm przyjętej topologii jednostki wytwórczej popozwala zastosować proponowane rozwiązania dla bloków energetycznych zainstalowanych w systemie elektroenergetycznym niezależnie od poziomu mocy osiągalnej.

Rys. 1. Schemat ideowy układu elektrycznego rozpatrywanej jednostki wytwórczej