Systemy Wspomagania Dyspozytorów

1. Systemy Wspomagania Dyspozytorów Wykład III mgr inż. Tomasz Zdun GM pok. 3B www.ee.pw.edu.pl/~tomzdun

2. Zadanie operatora • Ciągła obserwacja pracy sieci • Ocena stanu • Wprowadzanie bieżących zmian • Dostarczenie energii elektrycznej • Dotrzymanie parametrów jakościowych • Dotrzymanie parametrów ilościowych mgr inż. Tomasz Zdun

3. System dyspozytorski • Zespół środków technicznych i programowych przeznaczonych do sterowania procesem technologicznym mgr inż. Tomasz Zdun

4. Struktura hierarchiczna systemu dyspozytorskiego • KDM - kierowanie siecią podstawową + nadzór nad siecią regionalną • ODM - kierowanie siecią regionalną + nadzór nad siecią lokalną + łączenia w sieci przesyłowej • ZDR - kierowanie siecią lokalną + nadzór nad siecią rozdzielczą • RDR - kierowanie siecią rozdzielczą mgr inż. Tomasz Zdun

5. Nowoczesny system dyspozytorski SCADA SCADA SCADA SE SCADA SE SE NA MMI NA MMI AI MMI MMI SCADA- sterowanie i akwizycja danych SE - estymacja stanu NA - algorytmy analizy sieci AI - elementy sztucznej inteligencji MMI - interfejs użytkownika mgr inż. Tomasz Zdun

6. Funkcje systemu dyspozytorskiego - poziom nadrzędny • Planowanie generacji, wymiany na podstawie symulacji i z rynku energii elektrycznej (PKD) • Monitorowanie stanu pracy sieci • Sterowanie pracą sieci • Koordynacja działania w sieci podrzędnej • Nadzór nad przebiegiem realizacji kontraktów • Nadzór nad przebiegiem realizacji programu ruchu • Sporządzenie planów remontów • Sprawozdawczość, archiwizacja danych mgr inż. Tomasz Zdun

7. Funkcje systemu dyspozytorskiego - poziom spółki dystrybucyjnej • Planowanie ruchu przy uwzględnieniu informacji przekazanych z poziomu nadrzędnego • Optymalizacja pracy sieci 110 kV • Monitorowanie przebiegu procesu na obszarze działania zakładu • Sterowanie pracą sieci podrzędnych • Sprawozdawczość, archiwizacja danych mgr inż. Tomasz Zdun

8. Funkcje systemu dyspozytorskiego - poziom stacji • Monitorowanie pracy stacji • Sekwencyjne załączanie i wyłączanie elementów • Kontrola przekroczeń wybranych parametrów • Sprawozdawczość, archiwizacja danych mgr inż. Tomasz Zdun

9. SCADA - system telemechaniki Supervisory Control And Data Acquisition (System Nadrzędnego Sterowania i Przetwarzania Danych) mgr inż. Tomasz Zdun

10. SCADA • Zbieranie niezbędnych informacji o stanie pracy • Zdalne sterowanie • Obróbka informacji • Dostarczenie dowolnego, przetworzonego zestawu danych • Brak analizy informacji mgr inż. Tomasz Zdun

11. SCADA • telepomiary • telesygnalizacja - przesyłanie i akwizycja informacji o zaistniałych zaburzeniach i zagrożeniach w pracy sieci • telesterowanie - np. zdalna manipulacja łącznikami mgr inż. Tomasz Zdun

12. SCADA • Podsystem obiektowy • przetworniki pomiarowe • przetworniki AC/DC • sterowniki procesowe (PLC - Programmed Logic Controllers) oraz stacje pomiarowe telemechaniki (RTU - Remote Terminal Unit) mgr inż. Tomasz Zdun

13. SCADA • Łącza transmisyjne • łącza Elektroenergetycznej Telefonii Nośnej (ETN) • linie dzierżawione • łącza światłowodowe • protokoły transmisyjne mgr inż. Tomasz Zdun

14. SCADA • Podsystem centralny • akwizycja danych • przetwarzanie i ulepszanie pomiarów • monitorowanie i wizualizacja stanu sieci • analiza, wspomaganie i doradztwo mgr inż. Tomasz Zdun

15. Przetworniki pomiarowe - przekładniki • Transformacja pierwotnych wartości prądów i napięć w celu umożliwienia pomiaru • Stałość stosunku wartość pierwotna/wtórna w szerokim zakresie • Przekładniki pomiarowe i zabezpieczeniowe mgr inż. Tomasz Zdun

16. Przetworniki pomiarowe - przekładniki do pomiarów • Przydatność do rozliczeniowych pomiarów energii • Duża dokładność w stanie ustalonym (0.2 lub 0.1) • Pomiary w zakresie (0, 1.2 wartości znamionowej) • Właściwości dynamiczne - bez znaczenia mgr inż. Tomasz Zdun

17. Przetworniki pomiarowe - przekładniki do zabezpieczeń • Wierne przenoszenie przebiegów przejściowych • Wystarczająca dokładność przy dużych przetężeniach (np. 15 * In) mgr inż. Tomasz Zdun

18. Przetworniki pomiarowe - przekładniki prądowe • Układy wielordzeniowe (zestaw niezależnych przekładników umieszczonych w jednej obudowie) • Jeden rdzeń - przekładnik pomiarowy • Dwa rdzenie - przekładnik zabezpieczeniowy • Budowa: transformator pracujący w stanie zwarcia (obciążenie Sn = 15 - 90 VA, prąd znamionowy wtórny 1 lub 5 A) • Przerwa w obwodzie wtórnym - duża różnica potencjałów, łuk elektryczny mgr inż. Tomasz Zdun

19. Przetworniki pomiarowe - przekładniki napięciowe • Pomiar napięcia fazowego • Przekładniki indukcyjne - transformator • Przekładniki pojemnościowe - pojemnościowy dzielnik napięcia + transformaror • Napięcie wtórne: 100/3 V • Moc obciążenia: 50 - 120 VA mgr inż. Tomasz Zdun

20. Światłowody - podstawy • Zjawisko odbicia  =  mgr inż. Tomasz Zdun

21. Światłowody - podstawy • Zjawisko załamania nI < nII sin a = nII/I sin b nI, nII - współczynnik załamania ośrodka względem próżni (>1) nII/I -współczynnik załamania ośrodka II względem ośrodka I mgr inż. Tomasz Zdun

22. Światłowody - podstawy • Całkowite wewnętrzne odbicie nI < nII sin a = nII/I sin 90 nII sin a = nI mgr inż. Tomasz Zdun

23. Światłowody - budowa mgr inż. Tomasz Zdun

24. Światłowody - rodzaje • jednomodowy (rdzeń 15-11 m) • wielomodowy, skokowy (rdzeń 50 m) • wielomodowy, gradientowy mgr inż. Tomasz Zdun

25. Światłowody - dyspersja • Współczynnik załamania jest funkcją częstotliwości • Promienie padają pod różnym kątem • Prędkość światła w ośrodku jest funkcją długości fali • Rożne drogi rożnych modów • Falowody wielomodowe - dyspersja modowa • Falowody jednomodowe - dyspersja chromatyczna (niedoskonałość źródła i falowodu) mgr inż. Tomasz Zdun

26. Światłowody - straty • Straty materiałowe • Absorbcja • Fluktacja gęstości materiału • Starty falowodowe • Fluktacja współczynnika załamania, średnicy, zgięcia, • Wady produkcyjne - mikropęknięcia, mikrozgięcia • Łączenie światłowodów • Absorbcja przy zanieczyszczeniu szkła metalami mgr inż. Tomasz Zdun

27. Światłowody - okna transmisyjne mgr inż. Tomasz Zdun

28. Światłowody - okna transmisyjne • I okno transmisyjne: • l = 0,85 mm • tłumienie = 1 db/km • zasięg transmisji do kilku kilometrów • tanie źródła światła • II okno transmisyjne: • l = 1,3 mm • tłumienie = 0,4 db/km • zasięg transmisji 75 do 100 kilometrów mgr inż. Tomasz Zdun

29. Światłowody - okna transmisyjne • III okno transmisyjne: • l = 1,55 mm • tłumienie < 0,2 db/km, • zasięg transmisji 150 do 200 kilometrów mgr inż. Tomasz Zdun

30. Światłowody - zalety • odporność na zakłócenia elektromagnetyczne • brak generacji zakłóceń elektromagnetycznych • brak prądów błądzących • brak różnic potencjałów • mała tłumienność • duża trwałość, rzędu 25 lat mgr inż. Tomasz Zdun

31. Światłowody - zalety • duża prędkość transmisji (rzędu dziesiątek Gb/s) • niski stopień awaryjności • duże odległości między kolejnymi wzmacniaczami sygnału • wysoka niezawodność transmisji • mała waga • małe wymiary mgr inż. Tomasz Zdun

32. Światłowody - przetworniki • Efekt Faraday’a - pole magnetyczne przyspiesza/zwalnia falę o polaryzacji kołowej • przekładnik prądowy • Efekt Pockels’a - pole elektryczne zmienia polaryzację kołową w eliptyczną w komórkach Pockels’a • przekładnik napięciowy mgr inż. Tomasz Zdun

33. Światłowody - przetworniki Prezentacja flash do pobrania ze strony producenta: http://www.nxtphase.com/Flash/optical-current-voltage-sensor-demo.swf mgr inż. Tomasz Zdun