1 / 66

Prof. dr. sc. Ante Marušić Fakultet elektrotehnike i računarstva Zagreb

TRENDOVI U IZBORU TEHNIČKIH RJEŠENJA PRI REKONSTRUKCIJAMA S EKUNDARNIH SUSTAVA U TRANSFORMATORSKIM STANICAMA. Prof. dr. sc. Ante Marušić Fakultet elektrotehnike i računarstva Zagreb Zavod za visoki napon i energetiku ante.marusic@fer.hr 2010/2011. UVOD.

dympna
Download Presentation

Prof. dr. sc. Ante Marušić Fakultet elektrotehnike i računarstva Zagreb

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. TRENDOVI U IZBORU TEHNIČKIH RJEŠENJA PRI REKONSTRUKCIJAMA SEKUNDARNIH SUSTAVAU TRANSFORMATORSKIM STANICAMA Prof. dr. sc. Ante Marušić Fakultet elektrotehnike i računarstva Zagreb Zavod za visoki napon i energetiku ante.marusic@fer.hr 2010/2011.

  2. UVOD • Elektroenergetski objekti građeni 60-ih godina, u vrijeme ekspanzije EES, danas su pri kraju svoje eksploatacijske i tehničke životne dobi. • Mnoga su postrojenja građena etapno, a neka su doživjela djelomične ili potpune rekonstrukcije i proširenja (u primarnom i u sekundarnom dijelu). • Nije rijetkost u istom postrojenju susresti nekoliko generacija releja (od elektromehaničkih do numeričkih). • Nužna jezamjena sekundarne opreme u velikom broju elektroenergetskih objekata HEP-a.

  3. UVOD • Aktualna tema i za proizvođače opreme, inžinjering poduzeća i na kraju elektroprivrede • U uvodu referata dati će se pogled sa stanovišta korisnika – Hrvatske elektroprivrede • Naziv teme se iskristalizirao unatrag nekoliko godina kao uvijek aktualna tema, to pokazuje i broj referata prijavljenih za tu temu, ne samo ove godine

  4. SADAŠNJE STANJE – ANALIZA I POGONSKA ISKUSTVA • Izgradnja novih objekata • Rekonstrukcija izgrađenih objekata • Ugradnja novih sekundarnih sustava • Predstoji ozbiljan posao, obzirom na stanje opreme, njenu tehnološku zastarjelost i dosegnut kraj životnog vijeka

  5. Sadašnje stanje – analiza i pogonska iskustva • Ugradnja novih sekundarnih sustava - isključivo numerička tehnologija • Potrebno je rekonstruirati izgrađene objekte koji su već uključeni u SDV, te prilagoditi i uključiti u SDV preostale objekte • Potrebno je zamijeniti postojeću relejnu zaštitu u cca 70% objekata i ugraditi numeričku • U sustav SDV nije uključeno cca 10% objekata • Distribuirani sekundarni sustav ugrađen je u 20% objekta

  6. Sadašnje stanje – analiza i pogonska iskustva HEP Prijenos

  7. Sadašnje stanje – analiza i pogonska iskustva • Danas je cca 70% objekata opremljeno DAS-om • Daljinske stanice prosječno stare 20-tak godina • Ugrađeno je cca 110 daljinskih stanica (HEP Prijenos) • Uz pretpostavku zamjene 4 daljinske stanice godišnje s distribuiranim sekundarnim sustavom, posao traje 20-tak godina • Predstoji također izgradnja novih objekata • Zaključak - Predstoji ozbiljan posao!

  8. Sadašnje stanje – analiza i pogonska iskustva • Pojavnost novih varijanti u svim oblicima SW (software), FW (firmware) i HW (hardware) • Prosječno uređaji sustava RZ, svake dvije godine nova varijanta, barem SW, FW ili HW • Prosječno uređaji sustava upravljanja, računala polja, također svake dvije godine SW, FW ili HW • Prosječno uređaji sustava upravljanja, stanična računala, svakih pet godina, HW • Prosječno uređaji sustava upravljanja, stanična računala, svaku godinu, SW

  9. HEP Prijenos Sadašnje stanje – analiza i pogonska iskustva

  10. Sadašnje stanje – analiza i pogonska iskustva • Prosječno od proizvođača, više od 5 varijanti FW • Prosječno od proizvođača, više od 3 varijante HW • Prosječno od proizvođača, više od 2 varijante SW za rad s uređajima • Prisutna je tendencija sve kraće mogućnosti dobave pojedinih uređaja i komponenti (stalno se plasiraju nove inačice i mora se provoditi trajni upgrade sustava)

  11. HEP Prijenos Sadašnje stanje – analiza i pogonska iskustva

  12. Sadašnje stanje – analiza i pogonska iskustva • U HEP-u postoji iskustvo s numeričkom tehnologijom od gotovo 10-tak godina • Prvi numerički relej ugrađen je u Hrvatskoj 1992. godine • Prvi numerički sekundarni sustav ugrađen je u Hrvatskoj 1995. godine • U pogonu je 20 sekundarnih sustava na razini HEP Prijenos • U pogonu je više od 5000 numeričkih releja

  13. Sadašnje stanje – analiza i pogonska iskustva • Problem rezervnih dijelova, nabavka i skladištenje (Da li će raditi nakon 10 ili 15 godina stajanja?) • Nabavka rezervnih dijelova za svaki spomenuti HW, FW ili SW • Troškovi rezervnih dijelova • Raznoliko školovanje • Korištenje sve više raznih varijanti

  14. Sadašnje stanje – analiza i pogonska iskustva • Vijek trajanja sekundarne opreme? Manje od 15 ili 10 godina • Vijek trajanja primarne opreme? Nepromjenjen, 25 – 30 godina • Primjer na uzorku od 1800 uređaja relejne zaštite • Prosječan broj kvarova 1,00% - 1,20%, godišnje što znači 20-tak kvarova uređaja godišnje. • Od ukupnog broja kvarova >60% (12-tak) odnosi se na numeričke uređaje !!!

  15. HEP Prijenos Sadašnje stanje – analiza i pogonska iskustva

  16. HEP Prijenos Sadašnje stanje – analiza i pogonska iskustva

  17. Sadašnje stanje – analiza i pogonska iskustva • Popravci, relativno skupi • Potrebna zamjena kompletnih modula ili cijelog uređaja • Složena ispitivanja nakon popravka • Tijekom životnog vijeka primarne opreme, potrebno je mijenjati dva puta sekundarnu opremu?

  18. REKONSTRUKCIJA SEKUNDARNIH SUSTAVA POSTROJENJA Rekonstrukciji se može pristupiti na tri načina: • potpuna zamjena kompletne opreme, • postepena rekonstrukcija (npr. polje po polje), • obnova sustava novim jedinicama istih funkcija (npr. zamjena pojedinih releja s uređajima boljih karakteristika uz zadržavanje ostalog dijela sustava).

  19. REKONSTRUKCIJA SEKUNDARNIH SUSTAVA POSTROJENJA Koji pristup će se izabrati, zavisi o procjeni stanja postojeće opreme, financijskim mogućnostima i mogućnostima elektroenergetskog sustava i konzuma glede isključenja postrojenja. Da li je rekonstrukcija uopće potrebna?

  20. Montreal Ottawa Toronto Detroit Albany Boston Cleveland Long Island Columbus SAD – Raspad EES-a 2003. Montreal Montreal Montreal Ottawa Ottawa Ottawa Toronto Toronto Toronto Detroit Detroit Detroit Albany Albany Albany Boston Boston Boston Cleveland Cleveland Cleveland Long Island Long Island Long Island Columbus Columbus Columbus August 15, 2003, 7 hours after blackout August 14, 2003, 20 hours before blackout Source: NASA

  21. Potpuna zamjena • Standardna rješenja i sučelja • Norme IEC • Moderna tehnologija • Najnovije inačice rješenja

  22. Postepena rekonstrukcija • Uklopiti u postojeće okruženje • Koristiti maksimalno standardna rješenja i sučelja • Osigurati mogućnost laganog priljelaza na ciljno rješenje u sljedećem periodu i etapnu nadgradnju i širenje prema ciljnom rješenju • Sačuvati vrijednost ove investicije

  23. Obnova sustava novim jedinicama • Koristiti kod kvarova pojedinih uređaja • Koristiti ako se mijenjaju svi releji jedne generacije • Vrijede isti principi kao i za slučaj postupne zamjene

  24. PREPORUKE, MJERENJA I ISPITIVANJE PRILIKOM UKLJUČENJA U POGON • Osnovni preduvjet za siguran i dugotrajan rad postrojenja su dobro provedena ispitivanja pri uključenju u pogon. • Važnost ovakvih ispitivanja je sve veća, zbog veće složenosti današnjih sekundarnih i komunikacijskih sustava. • Naknadno otkrivanje i otklanjanje grešaka je puno složenije i ugrožava siguran pogon!

  25. Mjerenja i ispitivanja prilikom uključenja objekta u sustav • Provjera svih zaštita na obje strane voda • Provjera telekomunikacijskog sustava za potrebe relejne zaštite • Provjera rada automatskog ponovnog uključenja (vrijeme beznaponske pauze; gašenje sekundarnog luka) • Provjera stabilnosti zaštite sabirnica • Provjera stabilnosti električnih zaštita transformatora uključujući diferencijalnu, ograničenu zemljospojnu i distantnu zaštitu

  26. Mjerenja i ispitivanja prilikom uključenja objekta u sustav • Provjera podešenja viših stupnjeva distantnih releja u mreži u odnosu na kvarove u novom postrojenju • Provjera lokatora kvara • Provjera funkcioniranja SCADA sustava u slučaju stvarnih kvarova u mreži • Prikupljanje dragocijenih podataka o ponašanju tog dijela EES-a, provjera rada primarne opreme (prekidači i mjerni transformatori)

  27. Mjerenja i ispitivanja prilikom uključenja objekta u sustav • Provjera funkcioniranja staničnog računala u slučaju stvarnih kvarova u mreži • Provjera telekomunikacijskog sustava • Provjera svih zaštita na obje strane voda • Simulacija kvarova iz SW (EMTP) • Provjera stabilnosti diferencijalnih zaštita • Prikupljanje dragocijenih podataka o ponašanju tog dijela EES-a

  28. Mjerenja i ispitivanja – pogonska iskustva TS Žerjavinec • Novi objekt s novim distribuiranim sekundarnim sustavom • Obavljena opsežna ispitivanja prije uključenja u redovni pogon • Sekundarna, funkcionalna i primarna ispitivanja

  29. Mjerenja i ispitivanja – pogonska iskustva • Sekundarna ispitivanja • Ukupno za stanično računalo ~ 17.000 signala • Ukupno za radno mjesto u objektu ~ 11.000 signala • Ukupno za CDU Mraclin ~2.000 signala • Funkcionalna ispitivanja • Ispitivanja EMC • Mjerenja konstanti DV (C) Z. Čerina

  30. Mjerenja i ispitivanja – pogonska iskustva • Primarna ispitivanja • 400 kV – 5 pokusa • 220 kV – 2 pokusa • 110 kV – 2 pokusa • Zaključak • Potvrđen ispravan rad, proračuni, mjerenja i ispitivanja • Otkriveni određeni nedostaci u opremi i konfiguraciji (C) Z. Čerina

  31. NOVE TEHNOLOGIJE • Monitoring opreme • Wide area monitoring, protection and control, WAM, WAP, WAMPAC, PMU • Sistemske zaštite, specijalni zaštitni sustavi • Strujni i naponski senzori (releji, ostalo) • Intranet/internet • Mjerenje • Telekomunikacijska oprema

  32. Nadzor energetskih transformatora

  33. Sustav motrenja energetskih transformatorau Hrvatskoj • TS Tumbri (400/110 kV) • TS Žerjavinec (400/231 kV, 400 MVA) • TS Ernestinovo (400/110 kV)

  34. Temeljni prozor za prikaz podataka nadzornog sustava energetskog transformatora MS2000 (ALSTOM) Temeljni prozor za prikaz podataka

  35. Nadzor energetskih transformatora Sustav za nadzor otopljenog vodika i vlage u ulju

  36. Integrirani sustav regulacije i nadzora energetskih transformatora pomoću regulatora napona REG-D (a-eberle)

  37. Razlike između WAM mjerenja (PMU) i SCADA/EMS prikupljanja podataka (RTU) RTU PMU • Cikličko prikupljanje podataka svakih 1-10 s • Prva “wide area” primjena -> AGC • Mjerenja se koriste za centralizirani nadzor i vođenje EES-a • GPS vremensko markiranje fazora u svakoj periodi • On-line mjerenje dinamičkog ponašanja sustavazahvaljujući sinkroniziranim mjerenjima visoke rezolucije • Ključno mjerenje je razlika faznog kuta naponaizmeđu dvije transformatorske stanice

  38. Wide area monitoring u Hrvatskoj Pilot rješenje je implementirano na DV 400 kV Tumbri – Žerjavinec (2003. g. - 2 PMU uređaja Arbiter 1133 i program PSGuard 830). • Četiri osnovne funkcije • arhiviranje podataka (100 ms), • nadzor trenutnih veličina (on-line), • funkcija termičkog nadzora dalekovoda, • funkcija naponske stabilnosti. Ova oprema je demontirana 2007. godine i u HEP mrežu je ugrađen novi WAM sustav zasnovan na ABB uređajima RES 521 i programskoj podršci PSGuard 850)

  39. WAM u Hrvatskoj

  40. WAM u Hrvatskoj

  41. WAM u Hrvatskoj

  42. Usklađenje redoslijeda faza 25.09.2004.

  43. Wide area monitoring u Hrvatskoj 25.09.2004.

  44. Latest Event: Saturday 2006 Nov. 04th 22:10 39 Minutes Frequency

  45. ZAHTJEVI NA NOVE SEKUNDARNE SUSTAVE • Distribuirani numerički sustavi • Numerički releji • Prednosti su opće poznate • Nedostaci – prikazani kroz pogonska iskustva

  46. PRISUTNE DILEME ZA PROJEKTIRANJE SEKUNDARNIH SUSTAVA • Blokade programske ili žičane? • Razine upravljanja aparat/polje/objekt/centar • Zahvat procesnih podataka samo jednom • Zahvatiti sve procesne veličine iz postrojenja • Grupiranja provesti tek na razini objekta i centra • Arhiviranje na razini objekta • Selektiranje događaja obzirom na njegovu važnost i namjenu održavanje/pogon/posebne analize • Mjerenja: iz sustava zaštite, zasebno pogonsko, obračunsko

  47. PRISUTNE DILEME ZA PROJEKTIRANJE SEKUNDARNIH SUSTAVA • Automatiziranost sustava: programirano vođenje • Horizontalna komunikacija upotrebom novih komunikacijskih protokola ili fiksno ožičenje za prijenos informacija između polja • Funkcije zaštite primjerene štićenom objektu i/ili pogonskim prilikama • Lokalno upravljanje preko terminala i/ili lokalno upravljanje putem posebnog paralelnog upravljačkog mjesta na razini polja

  48. PRISUTNE DILEME ZA PROJEKTIRANJE SEKUNDARNIH SUSTAVA • Daljinsko upravljanje na razini stanice i/ili na razini centra upravljanja • Dostupnost informacija o uklopnom stanju i mjerenjima na procesnom LAN-u • Mjerenja iz sustava zaštite, zasebni sustav mjerenja visoke točnosti, te sustav obračunskih mjerenja baziran na certificiranim uređajima • Mogućnosti primjene suvremenih rješenja nasuprot stare primarne opreme koja nije u mogućnosti dati i/ili prihvati informacije od sekundarne opreme

  49. ZAHTJEVI NA NOVE SEKUNDARNE I KOMUNIKACIJSKE SUSTAVE • Broj funkcija u uređaju / razina polja • Diferencijalni releji 15 i više funkcija • Distantni releji 15 i više funkcija • Terminali polja 10 i više funkcija • Sabirničke zaštite 10 i više funkcija • Generatorske zaštite 10 i više funkcija • Računala polja 10 i više funkcija • Stanična računala • Jednostruke ili dualne konfiguracije

  50. ZAHTJEVI NA NOVE SEKUNDARNE I KOMUNIKACIJSKE SUSTAVE • Broj signala po uređaju / razina polja • Uređaji zaštite ~ 50 i više • Računala polja ~ 100 i više • Broj signala stanično računalo / razina objekta • Manja stanica (do 6 polja) ~ 2.000 • Srednja stanica (do 15 polja) ~ 7.000 • Velika stanica ~ 10.000 • Razine upravljanja polje/objekt/centar • Povezivanje prema centrima ~ 3-5 izlaza

More Related