سیستم کنترل و اینترلاک فشارقوی در پروتکل IEC 61850

استاندارد IEC61850 برای کنترل و اینترلاک تابلو برق 

سیستم اتوماسیون پست (SAS) سیستمی است که یک شرکت را قادر می سازد تا از راه دور اجزای توزیع نصب شده در پست را نظارت، کنترل و هماهنگ کند. واحدهای پایانه های راه دور مبتنی بر ریزپردازنده با سرعت بالا (RTU) یا دستگاه های الکترونیکی هوشمند (IED) برای اتوماسیون و حفاظت پست استفاده می شوند. این IED ها در مکان های استراتژیک برای جمع آوری داده های سیستم و حفاظت خودکار تجهیزات پست نصب می شوند. ارتباط داده ها بین مرکز کنترل و IED ها در مکان های دور و در بین IED ها به موضوع مهمی برای تحقق عملکرد اتوماسیون پست تبدیل می شود.

پروتکل های مورد استفاده برای کنترل از راه دور تابلوبرق

پروتکل های مختلفی برای اهداف کنترل از راه دور استفاده می شود، اما هیچ یک از آنها به طور کامل از قابلیت همکاری بین IED های عرضه شده توسط فروشندگان مختلف در پست پشتیبانی نمی کند. این پروتکل ها Modbus، Modbus Plus، DNP 3.0 و IEC 60870 هستند.

سیستم اتوماسیون کنترل پست اصلی

عملکرد سیستم اتوماسیون پست اصلی (SAS) از چندین تابع فرعی تشکیل شده است که به طور مناسب به هم متصل شده اند. این توابع فرعی به عنوان گره های منطقی (LN) شناخته می شوند. یک گره منطقی از طریق یک کلاس شی به نام کلاس گره منطقی تحقق می یابد. به عنوان مثال، XCBR یک کلاس گره منطقی برای نظارت و عملکرد بریکر است. یک کلاس گره منطقی از مجموعه ای از داده های متعلق به کلاس های مختلف تشکیل شده است. به عنوان مثال داده “Pos” از نوع کلاس داده “DPC” عضوی از کلاس گره منطقی “XCBR” است. علاوه بر این، هر کلاس داده در داخل یک کلاس گره منطقی از مجموعه ای از ویژگی های داده تشکیل شده است. به عنوان مثال، کلاس داده “DPC” شامل ویژگی های داده ای است که با مقدار Control “ctlVal”، زمان عملیاتی “operTime” و غیره داده می شود.

در شکل 1 نموداری از گره های منطقی کنترل قطع کننده فشار قوی و گره های منطقی اینترلاک و دستگاه منطقی در سطح فرآیند، بی (Bay) و ایستگاه را مشاهده می کنیم:

شکل 1: کنترل قطع کننده مدار فشار قوی و گره های منطقی اینترلاک

پارامترهای کنترل طبق استاندارد IEC 61850-7-4 

• XCBR/XSWI/CSWI.Loc که رفتار کنترل گره منطقی را نشان می دهد.
• MltLev نشان می دهد که آیا بیش از یک منبع از دستورات کنترل در یک سطح معین به طور همزمان پذیرفته شده است.
• LocSta قدرت سوئیچینگ را در سطح ایستگاه نشان می دهد.

به دلیل ملاحظات عملی و فنی، این سطوح کنترل معمولاً استقلال کنترل یکسانی ندارند. در سطح بی (اتاق های کنترل محلی)، هر کنترل کننده bay خاص می تواند از یک یا شاید یک جفت جایگاه/ تغذیه کننده HV مراقبت کند، در حالی که از HMI واقع در خانه اصلی کنترل، یک اپراتور ممکن است هر تابلو برق صنعتی اولیه یا ثانویه را انتخاب کند. برای اتصال یا قطع مدارهای برق قابلیت کنترل از واحد اصلی از راه دور اغلب به باز کردن و بستن بریکرهای مدار اولیه محدود می شود.

از نقطه نظر عملیاتی و همچنین وضعیت باز و بسته مشترکی که می تواند توسط هر دو دستگاه به نمایش گذاشته شود، جداکننده نیز به عنوان وضعیت سومی که در وضعیت حمل و نقل نشان داده شده در طول فرآیند عملیات به آن اشاره می شود، ارائه می شود.

نمادها، رنگ ها و ظاهری نشان دهنده کلید اصلی 

یک نمایشگر بصری کارآمد روی کنترلرهای bay و مانیتور رنگی HMI بسیار مطلوب است. این امر مستلزم همکاری نزدیک بین بخش های پیمانکاری در مرحله مهندسی SAS است. اگرچه سبک نمایش جایگاه‌ها و تغذیه‌کننده‌ها روی صفحه کنترل‌کننده بی اغلب توسط هر فروشنده IED استاندارد شده است، جزئیات زیادی ممکن است نیاز به توافق اولیه بین مالک پست و طراح/ادغام‌کننده SAS داشته باشد. یکی از این ها مجموعه نمادهایی است که برای نشان دادن تابلو برق اولیه در شرایط مختلف استفاده می شود تا احتمال خطا در روند عملیات کاهش یابد. چند نمونه از این در شکل 2 نشان داده شده است.

شکل 2: شرایط مختلف تابلو برق در پست ها

اجرای دستور سوئیچینگ

در صورت تقاضا، برای مثال با انتخاب یک بریکر یا قطع کننده خاص روی صفحه نمایشگر، یک کادر محاوره ای کنترل ظاهر می شود که برای دادن فرمان “برو به کنترل” استفاده می شود. به این ترتیب، رویه دو مرحله ای توصیه شده، شامل دو اقدام مثبت و متوالی برای کنترل، انجام می شود. به دلایل امنیتی و پیروی از قوانین سطوح قدرت، ابزار کافی باید وجود داشته باشد تا تأیید شود که شخصی که کلیک می‌کند حق مطابقت برای اجرای دستورات کنترلی را دارد.

همچنین بخوانید: تابلو توزیع برق چیست؟

شرط مهم دیگری که باید انجام شود این است که کوپلینگ داخلی باید از ایجاد همزمان دستورات کنترلی روی یک دستگاه از سطوح مختلف کنترل مانند NCC و سطح بی (جلوگیری از دستورات عملیات مضاعف) جلوگیری کند. دستور فرمان فقط در صورتی باید پیشرفت کند و به صورت مادی اجرا شود که هیچ محدودیتی مربوط به قفل شدن یا شرایط مسدود کردن وجود نداشته باشد. هنگامی که مانعی در اجرای دستور کنترل مورد نظر وجود داشته باشد، یک کادر گفتگوی تکمیلی ظاهر می شود که علت آن را نشان می دهد.

نظارت بر مدار تریپ بریکر

شاید مهم ترین عملکرد SAS، توانایی باز کردن خودکار بریکر خاص در هنگام بروز خطا در سیستم قدرت باشد (دستور تریپ از طریق رله های محافظ). این واقعیت به این معنی است که مدار تریپ کلیدهای مدار بخش مهمی از سیستم ثانویه با توجه به در دسترس بودن عملیاتی آن در صورت درخواست است.

به همین دلیل، اجرای نظارت مستمر چنین مدار تریپی به منظور تشخیص تماس های معیوب، ضعف در منابع تغذیه یا هر خطر احتمالی دیگر، معمول است. این کار با وادار کردن جریان به گردش مدار و سپس بررسی مقاومت مدار انجام می شود. با افزایش آن، زنگ هشدار ظاهر می شود. برای این کاربرد رله های مخصوص موجود در بازار توصیه می شود.

بررسی محدودیت عملیاتی

مانند هر نوع سیستم کنترل دیگری، هدف سیستم های کنترل پست انجام شرایط محدودیت خاصی است تا اطمینان حاصل شود که تمام تغییرات در پیکربندی سیستم قدرت به شیوه ای ایمن برای پرسنل، تجهیزات و محیط انجام می شود. این شرایط محدودیت با اجتناب از پیشرفت یک فرمان کنترلی در زمانی که عملکرد سوئیچ از نقطه نظر عملیاتی اشتباه است (منطق در هم قفل کردن) و/یا از طریق سیگنال های مسدود کننده، در شرایط ناامن برای اجرای سوئیچ مورد نظر، بر سیستم کنترل تحمیل می شود. عملیات (شرایط مسدود کردن).

همچنین بخوانید: پست کمپکت چیست؟

بررسی شرایط در هم قفل شدن سیستم کنترل:

چندین دلیل فنی مانع از عملکرد خودکار تابلو می شود. آنها شامل موارد زیر است:

•  قابلیت های جداکننده: این دستگاه ها قادر به تحمل بار معمولی یا جریان های اتصال کوتاه در هنگام کار نیستند.
• عملکرد کلید ارت: این دستگاه ها گهگاه برای بازرسی، تعمیر و نگهداری یا تعمیرات در بخشی از مدار برق در موقعیت بسته قرار می گیرند. اگر زمانی که سوئیچ ارت در وضعیت بسته قرار دارد، چنین قطعه ای برق دار شود، خرابی شدید (اتصال کوتاه) رخ می دهد.

بررسی شرایط مسدودسازی سیستم کنترل:

عملیات سوئیچینگ نیازمند شرایط بهینه تابلو برق مربوطه است. اگر به دلیل ناهنجاری در مکانیسم عملکرد، روند باز کردن به آرامی انجام شود، یک بریکر انفجاری خواهد بود. اگر زمان باز یا بسته شدن آن بسیار بیشتر از زمان عملیات معمولی باشد، یک جداکننده ممکن است باعث آسیب شدید به ترانسفورماتورهای ابزار شود. این سناریوهای نامطلوب لزوم اجتناب از خطر عملیات سوئیچینگ را که می تواند بر کارگران پست تأثیر بگذارد و/یا به طور غیرارادی جریان انرژی را قطع کند، ایجاد می کند. امنیت در این زمینه توسط پیاده سازی سیگنال های مسدود کننده در منطق کنترل اجرا می شود، به گونه ای که در صورت فعال بودن هر یک از آن سیگنال های مسدود کننده، فرمان سوئیچینگ (باز/بستن) پیشرفت نکند.

سیگنال های مسدود کننده معمولی عبارتند از:

• گاز SF6 – فشار کم
• هیدرولیک / پنوماتیک / فنر – سیستم معیوب است
• عدم تطابق قطب در قطع کننده های مدار
• موتور معیوب است.

خلاصه مقاله

سیستم‌های اتوماسیون ایستگاه‌های برق مدرن، تابلو برق مصرفی کمکی در یک نیروگاه را قادر می‌سازد تا مطابق با استاندارد IEC 61850 در سیستم اتوماسیون اصلی ادغام شود. این نه تنها نیاز به سیستم اتوماسیون تابلو برق جداگانه را از بین می‌برد، بلکه در هزینه‌های مهندسی نیز صرفه‌جویی می‌کند. اخیراً با استفاده از پروتکل IEC 61850 و کنترل SAS سوئیچگیر و اینترلاک پیشرفت زیادی داشته است.

ساخت و تولید انواع تابلو برق با فناوری روز دنیا 

آیا می دانید آداک در راستای ارائه جدیدترین فناوری ها در صنعت تابلو برق، طیف وسیعی از محصولات را طراحی و تولید می کند؟ برای آشنایی بیشتر با راهکارهای حرفه ای آداک در این زمینه و دریافت مشاوره جهت طراحی و ساخت تابلو برق فشار ضعیف و فشار متوسط برای پروژه صنعتی یا مسکونی خود، هم اکنون با کارشناسان ما تماس بگیرید.

دفتر مرکزی: کرج، عظیمیه. بلوار 45 متری کاج، پلاک 199، واحد 1 و 3

تلفن: 02634156000

ایمیل: info@adakbn-co.com

دفتر تهران: بزرگراه اشرفی اصفهانی، خیابان مخبری، پلاک 10 واحد 6

تلفن: 02144491255

ایمیل: sales@adakbn-co.com

کارخانه: شهرک صنعتی صفادشت، بلوار فروردین، خیابان فروردین نهم غربی، پلاک 104

تلفن: 02634156000