System Sterowania Przesuwnikami Fazowymi SSPF w SE Mikułowa.

System Sterowania Przesuwnikami Fazowymi SSPF w SE Mikułowa. www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl mgr inż. Ksawery Opala mgr inż. Jacek Jemielity mgr inż. Tomasz Ogryczak Instytut Energetyki Oddział Gdańsk Gdańsk 17.11.2014

Plan prezentacji 1. SE Mikułowa - charakterystyka obiektu 2. Przesuwniki fazowe - parametry i zakres regulacji 3. Wykonanie sprzętowe i programowe 4. Sygnały wejściowe i wyjściowe 5. Połączenia komunikacyjne 6. Założenia ogólne 7. Parametry regulacji 8. Możliwe stany pracy 9. Awarie, blokady SSPF 10.Podsumowanie www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 2

SE Mikułowa - charakterystyka obiektu Cel działania SSPF: regulacja przepływu mocy czynnej P w liniach 400kV Mikułowa- Hagenwerder zgodnie z zadaną wartością przepływu. www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 3

SE Mikułowa - charakterystyka obiektu www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 4

Przesuwniki fazowe - parametry i zakres regulacji www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 7

Przesuwniki fazowe - parametry i zakres regulacji www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 8

Wykonanie sprzętowe i programowe www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 9

Wykonanie sprzętowe i programowe SICAM AK As a telecontrol substation or central unit As a substation controller For rear panel or 19" rack installation Comprehensive: communication options Use of up to 66 serial interfaces for local and remote communication Serial communication, LAN / WAN (Ethernet) in accordance with IEC 60870-5-101 / 103 / 104 and IEC 61850 Profibus DP Numerous third-party protocols available Safe: scalable redundancy Component redundancy Duplication of processing / communication elements Simple: in engineering and maintenance Creation of user programs for open-loop and closedloop control functions in accordance with IEC 61131-3 Object-oriented engineering Consistent data storage Engineering also possible from remote locations Plug & Play for spare parts by means of flash card Storage of parameters and firmware on flash card Module replacement without engineering tool Convenient: intelligent terminals from SICAM TM Direct connection of actuators and sensors with wire cross-sections of up to 2.5 mm² Remote installation possible for up to 200 m Binary input / output also for 110 / 220 VDC Mounting on 35 mm DIN rail www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 10

Wykonanie sprzętowe i programowe www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 11

Połączenia komunikacyjne www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 12

Sygnały wejściowe i wyjściowe Nazwa sygnału Typ sygnału Sposób transmisji Liczba sygnałów Pomiar napięcia Wejściowy, analogowy Stykowy 12 Pomiar prądu Wejściowy, analogowy Stykowy 9 Wartości zadane Wejściowy, sterowanie analogowe Protokół 8 Parametry regulacji Wejściowy, sterowanie analogowe Protokół 9 Tryb regulacji PF Wejściowy, odwzorowanie dwubitowe Stykowy 4 Kryterium regulacji Wejściowy, sterowanie dwustanowe Protokół 8 Praca na połączone systemy szyn MIK Praca na połączone systemy szyn HAG Sterowanie PF Lokalne/Zdalne Wejściowy, odwzorowanie jednobitowe Protokół 1 Wejściowy, odwzorowanie jednobitowe Protokół 1 Wejściowy, odwzorowanie dwubitowe Stykowy 4 Bieg przełącznika zaczepów Wejściowy, odwzorowanie jednobitowe Stykowy 4 Numer zaczepu PF Wejściowy, odwzorowanie jednobitowe Stykowy 32 Charakterystyka Wejściowy, sterowanie dwustanowe Protokół 4 Stany łączników Wejściowy, odwzorowanie dwubitowe Stykowy 24 Blokady Wyjściowy, dwustanowy Protokół 16 Blokada SSPF Wyjściowy, dwustanowy Stykowy 1 Awarie Wyjściowy, dwustanowy Protokół 13 Awaria SSPF Wyjściowy, dwustanowy Stykowy 1 Automatyczna praca PF Wyjściowy, dwustanowy Protokół 4 Zaczep w górę/dół - automatycznie Zaczep w górę/dół sterowanie Pomiary mocy czynnej i biernej Wyjściowy, sterowanie dwustanowe Stykowy 8 Wyjściowy, sterowanie dwustanowe Stykowy 8 Wyjściowy, analogowy Protokół 3 Pomiary napięcia Wyjściowy, analogowy Protokół 4 Pomiary prądu Wyjściowy, analogowy Protokół 3 Pomiary kąta Wyjściowy, analogowy Protokół 4 www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 13

Założenia ogólne 1. Rozważane są trzy podstawowe przypadki: praca pojedynczej lini, praca równoległa dwóch linii oraz praca niezależna dwóch linii. 2. Konfiguracja pracy PF dla pojedynczej linii może składać się z dwóch PF pracujących szeregowo lub tylko jednego PF i drugiego w bajpasie. Konfiguracja pracy PF dla obydwu linii musi być identyczna (to znaczy 2+2 PF lub 1+1 PF). 3. Węzeł Mikułowa jest połączony ze stroną PF zwaną obciążeniem (Load), a węzeł Hagenwerder ze stroną zwaną zasilaniem (Source) zgodnie z tabliczką znamionową PF. 4. Stan pracy linii (praca indywidualna lub równoległa) jest możliwy do określenia na podstawie bieżącego stanu topologii po stronie sieci polskiej i niemieckiej. Jeżeli stan pracy dwóch obustronnie załączonych linii nie jest możliwy do określenia przyjmuje się domyślnie, że dla bezpiecznej ciągłej pracy PF-ych w linii 567 i 568 muszą pracować z tym samym numerem zaczepu. 5. Praca automatyczna odbywać się będzie w podstawowym kryterium P (wg. zadanej mocy czynnej Pzad). W kryterium P zadaniem systemu sterowania (SSPF) będzie utrzymanie zadanej mocy czynnej Pzad dla węzła MIK oraz utrzymywanie odpowiednich przepływów w linach 400kV MIK-HAG (np. unikanie wystąpienia krążenia mocy). 6. Zaimplementowane zostanie dodatkowe kryterium Z dla pracy automatycznej wg. zadanego zaczepu Zzad. 7. Dopuszcza się użycie różnych kryteriów dla każdej z linii jednocześnie (Z oraz P) przy pracy niezależnej dwóch linii. 8. Nie dopuszcza się pracy PF-ych z różnymi trybami regulacji automatycznej i ręcznej. Gdy zaistnieje taki przypadek to PF, który jest w trybie pracy automatycznej pozostanie wyłączony z pracy automatycznej przez SSPF. Przykład: Obydwa PF załączone do pracy automatycznej w danej linii. Jeżeli następnie jeden z nich zostanie przełączony do pracy ręcznej, to praca automatyczna drugiego zostanie zablokowana. 9. Współistnienie pracy automatycznej i ręcznej w jednej linii może wystąpić przy jednym PF w bajpasie (z otwartym 1 lub 2 odłącznikami). 10.Praca ręczna odbywać się będzie poza SSPF i dlatego nie jest to działanie w trybie regulacji. Odpowiedzialność przechodzi wyłącznie na użytkownika działającego w trybie ręcznym. 11.Przepływ mocy P z HAG do MIK oznacza się P>0, a z MIK do HAG, jako P<0. Przesuwniki fazowe pracują symetrycznie w obu kierunkach przepływu mocy. 12.Przeprowadzenie operacji bajpasowania związane jest z koniecznością wyłączenia linii 13.Nie dopuszcza się załączenia linii w przypadku zaistnienia awarii lub stanu nieokreślonego. www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 14

Parametry regulacji EpsP strefa nieczułości wartości zadanej mocy czynnej Pzad DeadTime okres czasu [s], na który zatrzymana jest praca automatyczna SSPF RatioDiff dopuszczalna różnica przekładni pomiędzy liniami w przypadku pracy niezależnej linii UnderVLock value wartość blokady podnapięciowej OverVLock value wartość blokady nadnapięciowej OverCurrentLock value wartość blokady nadprądowej www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 15

Możliwe stany pracy Przypadek 1: Praca równoległa linii Hagenwerder 567 i 568 Przypadek 2: Niezależna praca linii Hagenwerder 567 i 568 Przypadek 3: Linia Hagenwerder 567 załączona, linia Hagenwerder 568 wyłączona (lub 567 wyłączona, 568 załączona) Przypadek 4: Praca równoległa linii Hagenwerder 567 i 568 (4 PF) przejście do pracy 2 PF i 2 PF w bypassie (w każdej linie 1 PF w bajpasie) Przypadek 5: Praca równoległa linii Hagenwerder 567 i 568 (4 PF lub 2 PF) wyłączenie pojedynczej linii (567 lub 568) Przypadek 6: Linia Hagenwerder 567 załączona, linia Hagenwerder 568 wyłączona (lub 567 wyłączona, 568 załączona) załączenie linii 567 lub 568 Przypadek 7: Praca równoległa linii Hagenwerder 567 i 568 (4 PF lub 2 PF) wyłączenie obydwu linii (567 i 568) Przypadek 8: Praca niezależna linii Hagenwerder 567 i 568 (4 PF lub 2 PF) przejście do pracy równoległej linii (567 i 568) www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 16

Możliwe stany pracy www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 17

Awarie, blokady SSPF PF# Awaria przełącznika zaczepów - jeżeli któryś z transformatorów będzie miał aktywny sygnał awarii przełącznika zaczepów to jego działanie w trybie regulacji automatycznej zostanie zablokowane Awaria błąd pomiaru blokujący regulację - sygnał informujący o błędach pomiarów lub informacji binarnych, które prowadzą do zablokowania procesów regulacji. Awaria SSPF sygnał zbiorczy informujący o ogólnej niesprawności urządzenia (dostępny w formie styku przekaźnika). PF# blokada podnapięciowa/nadnapięciowa PF# blokada przeciążeniowa PF# skrajne dolne położenie przełącznika zaczepów PF# skrajne górne położenie przełącznika zaczepów www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 18

Podsumowanie 1. SSPF nowość w KSE (istnieją PF w SE MIK 400/220 kv) wyzwanie i problemy do rozwiązania 2. Ostrożność cechuje wszystkich (PSE, Siemens, IEN) 3. Problem z decyzyjnością przeciąganie realizacji projektu 4. Koordynacja modyfikacji SE MIK i instalacji PF chaos organizacyjnokompetencyjny 5. Teoretycznie mała powtarzalność projektu (GUB, VIE, WLA) poszerza jednak rozpoznawalność IEN www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 19

Dziękuję za uwagę www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 20