|
4.3.1 SYSTÉMY
DIAĽKOVÉHO MERANIA A SIGNALIZÁCIE
Meranie
V elektrických staniciach sa merajú
rôzne elektrické a neelektrické veličiny
potrebné na sledovanie a zabezpečenie prevádzky elektrických staníc, na
riadenie a vyhodnocovanie chodu ES a jej jednotlivých častí a v neposlednom
rade na zisťovanie množstva odobratej alebo dodanej elektrickej energie.
Merané veličiny sa môžu zobrazovať
priamo na mieste ako miestne meranie. Meracie
prístroje sú umiestnené priamo v rozvádzačoch alebo ovládacích skriniach
a/alebo sú sústredené na paneli vo velíne a/alebo sa údaje zobrazujú na
monitoroch počítačov, kde je možné na vyzvanie prezerať buď najdôležitejšie
merané veličiny elektrickej stanice alebo rôzne ďalšie skupiny údajov.
Ďalej môžu byť merané veličiny
prenášané pomocou telemetrických zariadení na vzdialené pracoviská ako
diaľkové meranie. Diaľkové meranie je jedným z
predpokladov dispečerského riadenia ES, automatizácie rôznych prevádzkových
činností a umožňuje bezobslužnú prevádzku elektrických staníc.
V elektrických staniciach sa merajú
najčastejšie tieto elektrické veličiny:
napätie, prúd, výkon, energia, frekvencia, rozdiel napätí a ich uhol, účinník,
sled fáz. Pritom sa ešte môže jednať o veličiny jednosmerné alebo striedavé,
jednofázové alebo trojfázové, činné alebo jalové a je možné požadovať meranie
okamžitých, stredných (efektívnych), sumárnych, minimálnych alebo maximálnych
hodnôt. Okrem použitia merania na zisťovanie hodnôt jednotlivých veličín,
slúžia výstupy meracích zariadení aj ako vstupné veličiny ochrán. Merané sú taktiež
aj rôzne neelektrické veličiny, ako
teplota (oleja, transformátora,...), tlak (SF6, vzduchu,...), otáčky
(chladiacich ventilátorov,...), výška hladiny, prietok a podobne.
Pretože väčšina meraní sa týka
veličín, ktoré sa nedajú merať priamo (súvisia s vysokým napätím, veľkými
prúdmi a pod.), používajú sa prístrojové transformátory (PT), bočníky alebo
predradné odporníky, na ktoré je možné pripojiť meracie prístroje. Často sa
merané veličiny upravujú pomocou prevodníkov na jednotný signál, aby sa mohli
jednoducho diaľkovo prenášať, automaticky vyhodnocovať a spracovávať. Merané
veličiny sa nielen zobrazujú, ale sa aj registrujú, ďalej spracovávajú a
vyhodnocujú.
Signalizácia
Úlohou signalizácie je poskytovať
informáciu o stave silových zariadení (rozvodné zariadenia, transformátory,
...). Hlavnú časť signalizácie tvoria signály popisujúce stav spínacích
zariadení (vypínače, prípojnícové odpájače, vývodové odpájače).
U transformátorov je to tiež signál udávajúci číslo odbočky príslušného
vinutia transformátora.
Pri signalizácií stavu
spínacích prvkov sa využíva 2-bitová signalizácia, kde každý bit reprezentuje
vytvorenie (1) alebo zrušenie (0) kontaktu na opačných stranách dráhy
spínacích kontaktov príslušného zariadenia. Potom je možné jednotlivé stavy
signalizovať nasledovnými kombináciami:
-
00 – zariadenie
je v medzipolohe,
-
01 – zariadenie
je zapnuté,
-
10 – zariadenie
je vypnuté,
-
11 – chybový
stav.
Pri bezporuchovej prevádzke stav
00 je dočasný a trvá len počas procesu zapínania alebo vypínania
spínacieho zariadenia. Trvalá signalizácia stavu kombináciou 00 sa vyskytuje
pri strate signalizačného napätia, alebo prerušení signalizačného kábla, alebo
pri revízii spínacích prvkov, kedy sú kontakty zariadenia stiahnuté do
medzipolohy.
Stav 11 je neprípustný, pretože nie je možné, aby kontakty
na oboch stranách spínacieho zariadenia boli súčasne zapnuté. Takáto
signalizácia reprezentuje skrat na zariadení alebo poruchu signalizačného
zariadenia.
Aj keď sa hovorí o 2-bitovej signalizácii stavu prvku, je
dôležité si uvedomiť, že o prvku sa vždy prenáša stavová veta, ktorá v
sebe obsahuje údaje nesúce informáciu o identifikácii prvku, informáciu o
jeho polohe a informáciu o kvalite signálu.
4.3.2 ZBER
A PRENOS INFORMÁCIÍ
V elektrických staniciach sa meria
značné množstvo veličín a sleduje sa stav mnohých prístrojov a zariadení.
Získané informácie sa po spracovaní a vytriedení v krátkych časových
intervaloch odosielajú na riadiace dispečingy. Systémy zberu, prenosu a
spracovania dát spolu so systémom riadenia sa vo všeobecnosti nazývajú skratkou
SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition).
 Obr. 4.3.1 Tok informácií v elektrickej stanici
4.3.3 KONCEPCIA
MERANIA V ELEKTRICKEJ STANICI
Na obr. 4.3.2.je uvedená ako príklad koncepcia merania prúdu
a napätia v elektrickej stanici.
 Obr. 4.3.2. Koncepcia merania v elektrickej stanici
Zdroj informácií
Ako zdroj informácií pre
prúd a napätie, alebo pre tie elektrické veličiny, ktoré prúd a napätie
potrebujú ako vstupné hodnoty (výkon, energia, frekvencia atď.), slúžia
prístrojové transformátory prúdu a napätia s výstupom 1A, 5A a 100V,
110V. Majú obvykle pevný prevod, izoláciu tvorí vzduch, olej alebo zalievacia
hmota. Slúžia ako zdroj prúdu a napätia pre meranie, ochrany a reguláciu.
V nových rozvodniach vn sa používajú napäťové
a prúdové senzory (elektronické transformátory). Meranie v
napäťových senzoroch je založené na princípe odporového alebo kapacitného
deliča s prevodom 10 000:1 (napr. pre napäťovú hladinu 22 kV je
fázové výstupné napätie senzora 1,27 V). Meranie v prúdových senzoroch
pracuje na princípe Rogowského cievky s výstupom 150 mV.
Prevodník
Prevodníky prevádzajú rôzne
elektrické veličiny na spoločnú hodnotu s presne definovaným rozsahom. Pôvodne
boli určené pre diaľkové meranie ako unifikácia vstupov pre A/D prevodníky.
Najčastejšie sú používané prevodníky napätia, prúdu, činného a jalového výkonu,
elektrickej práce, frekvencie, fázového rozdielu a otáčok.
Meracie prevodníky menia
striedavý prúd 1A (5A) alebo napätie 100V (110V), 1,5 V, 150 mV na jednosmerný
vnútený prúd 0 ÷ 5 mA ( -5 ÷ 0 ÷ +5 mA, 0 ÷ 20 mA ) a umožňujú priame
pripojenie na miestny informačný systém alebo telekomunikačné zariadenia.
Kódovanie a dekódovanie
V analógových
systémoch sa kódovaním premieňal meraný prúd 0 ÷ 5mA na frekvenciu a táto sa
namodulovávala na nosnú frekvenciu. V diskrétnych systémoch sa pri kódovaní
mení meraný prúd 0 ÷ 5mA na binárne hodnoty a tie sa prenášajú v digitálnej
forme.
Pri dekódovaní
nastáva opačný pochod. Novšie zariadenie používané v elektroenergetike umožňuje
po dekódovaní priame pripojenie na riadiace systémy.
Vysielač a prijímač
Podľa toho,
aká prenosová cesta je použitá, volí sa typ vysielača a prijímača.
Vysielač je modulovaný kódovacím zariadením a jeho výstup nadväzuje priamo na
prenosovú cestu. Prijímač tvorí protipól vysielača.
Prenos
Prenos
informácií sa uskutočňuje cez prenosové cesty, ktoré sú definované ako
fyzikálne prostredie, v ktorom sa šíri signál. Množstvo prenesených
informácií vyjadruje:
-
modulačná rýchlosť, ktorá je definovaná ako počet zmien nosného signálu
za jednotku času (sekundu). Meria sa v baudoch (Bd). Modulačná rýchlosť ešte
nič nehovorí o tom, aké množstvo informácií nosný signál prenáša.
-
prenosová rýchlosť, ktorá udáva objem informácií prenesený za časovú
jednotku. Vyjadruje sa v bitoch za sekundu. Prenosová rýchlosť nehovorí nič
o tom, ako rýchlo sa mení nosný signál. (V prípade dvojstavovej modulácie
sa modulačná rýchlosť rovná prenosovej).
Prenos sa
málokedy uskutočňuje samostatne, ale združuje sa do prenosových kanálov.
Prenosový kanál je súhrn technologických prostriedkov potrebných na vytvorenie
jedného spoja. Viac prenosových kanálov tvorí telekomunikačnú cestu, ktorá môže
byť realizovaná:
-
po metalických
vodičoch cez nízkofrekvenčné telekomunikačné
káble,
-
po
optických vláknach v samostatných kábloch alebo integrovaných v zemných
lanách,
-
vysokofrekvenčne cez fázové
vodiče silnoprúdových vedení s nosnou frekvenciou v rozsahu 40 –
650 kHz a šírkou pásma 300 – 2500
Hz,
-
voľným
prostredím vo VKV pásme 100 MHz, alebo v mikrovlnnom
pásme 12 GHz.
Miestne
a diaľkové meranie
Miestne meranie predstavuje prijatú informáciu, ktorá sa vyhodnocuje priamo
na mieste, alebo vstupuje do informačného systému elektrickej stanice. Diaľkové
meranie predstavuje prezentáciu v informačnom systéme nadradeného
dispečingu.
4.3.4 Otázky ku kapitole 4.3
-
 Vysvetlite koncepciu merania napätia v elektrickej stanici!
-
Aké sú dôvody použitia prístrojových transformátorov a ich vstupné a výstupné hodnoty?
|
