22. OPERACJE ŁĄCZENIOWE W STACJACH ELEKTROENERGETYCZNYCH

22. OPERACJE ŁĄCZENIOWE W STACJACH ELEKTROENERGETYCZNYCH 22.1. Cel i zakres ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zaznajomienie się z zasadami wykonywania operacji łączeniowych w stacjach elektroenergetycznych oraz nabycie umiejętności przeprowadzania przełączeń ruchowych dzięki ich realizacji oraz obserwacji wzorcowych operacji łączeniowych wykonywanych na stanowisku automatycznie. 22.2. Wiadomości podstawowe Zadaniem stacji elektroenergetycznych jest rozdział energii elektrycznej o odpowiednich parametrach pomiędzy poszczególnych odbiorców przy określonej niezawodności dostawy. Stacja prawidłowo spełnia swoje zadania w systemie elektroenergetycznym, jeżeli jej układ połączeń odpowiada następującym wymaganiom: - powinna istnieć możliwość zmiany układu, w miarę rozwoju sieci lub rozbudowy i zmiany roli stacji w systemie elektroenergetycznym bez długotrwałych przerw w zasilaniu licznych odbiorców energii elektrycznej, - w razie uszkodzenia szyn zbiorczych lub innych elementów, powinno być zapewnione całkowite lub częściowe zasilanie odbiorców, - powinna istnieć możliwość odłączenia spod napięcia dowolnego łącznika, w celu jego naprawy lub konserwacji, bez długotrwałej przerwy w pracy połączonego z nim toru, - układ powinien być "elastyczny", czyli zapewniać zasilanie odbiorców podczas planowych lub zakłóceniowych wyłączeń części urządzeń stacji. Przełączenia mają się odbywać bez przerw w zasilaniu odbiorców i przy możliwie małej liczbie operacji łączeniowych, - schemat konstrukcyjny stacji powinien być przejrzysty, zapewniać łatwość w orientacji i możliwość przełączeń bez wywołania zakłóceń, - w razie zakłóceń na terenie stacji, obszar dotknięty ich skutkami powinien być możliwie najmniejszy, - układ połączeń stacji powinien zapewnić ekonomiczne pod względne nakładów inwestycyjnych rozwiązanie stacji. Pewność zasilania odbiorców zależy, nie tylko od wymienionych środków technicznych, ale również od sprawnego wykonywania ruchowych oraz zakłóceniowych operacji łączeniowych. Około 30% poważnych awarii w stacjach elektroenergetycznych jest bowiem wynikiem błędnych operacji łączeniowych. Dobre opanowanie zasad i techniki wykonywania operacji łączeniowych przez

obsługę stacji ma, więc zasadnicze znaczenie. Odpowiednie doświadczenie można uzyskać m.in. dzięki ćwiczeniom na modelach odwzorowujących możliwie wiernie warunki łączeniowe rzeczywistych stacji elektroenergetycznych. 22.3. Podstawowe pojęcia i zasady wykonywania operacji łączeniowych Zagadnienie operacji łączeniowych w stacjach elektroenergetycznych określa szczegółowo Instrukcja łączeń ruchowych w elektroenergetycznych sieciach rozdzielczych wydana przez Polskie Towarzystwo Przesyłu i Rozdziału Energii Elektrycznej (PTPiREE) w marcu 2001 r. Poprawna realizacja operacji łączeniowych w stacjach elektroenergetycznych i zrozumienie ich istoty i zasad wymaga zaznajomienia się z gamą specyficznych pojęć stosowanych do opisu tej dziedziny. Należą do nich pojęcia: zdarzenie ruchowe; operacja łączeniowa; operacja ruchowa; eksploatacja urządzeń elektrycznych; służba dyspozytorska; dyspozytor; koordynacja ruchu urządzeń, stacji, sieci; prowadzenie ruchu urządzeń, stacji, sieci, sieć rozdzielcza i normalny układ pracy. Zdarzenie ruchowe określa jakąkolwiek zmianę: - stanu pracy urządzenia, instalacji lub sieci, - układu połączeń, - nastaw regulacyjnych, - nastaw sterowniczych. Operacje łączeniowe to operacje manewrowe które obejmują: - załączenie lub wyłączenie: linii, transformatora, generatora, dławika, baterii kondensatorów, - przełączenie urządzeń na systemach szyn zbiorczych w rozdzielni. Operacja ruchowa oznacza jakąkolwiek celową zmianę: - stanu pracy urządzenia, - układu połączeń, - nastaw regulacyjnych, - nastaw sterowniczych. Eksploatacja urządzeń elektrycznych to wykonywanie czynności łączeniowych na urządzeniach elektrycznych i utrzymywanie urządzeń elektrycznych w należytym stanie technicznym. Służba dyspozytorska stanowi komórkę organizacyjną uprawnioną do prowadzenia ruchu sieci i kierowania pracą jednostek wytwórczych.

Dyspozytor to osoba posiadająca ważne świadectwo kwalifikacyjne na stanowisku dozoru lub dozoru i eksploatacji oraz uprawnienie do operatywnego kierowania i nadzorowania ruchu określonych obszarów sieci rozdzielczej. Koordynacja ruchu urządzeń, stacji, sieci oznacza działalność służby dyspozytorskiej obejmującą uzgadnianie prowadzenia ruchu. Prowadzenie ruchu urządzeń, stacji, sieci określa działalność służby dyspozytorskiej obejmującą: planowanie pokrycia zapotrzebowania, planowanie pracy sieci i jednostek wytwórczych, kierowanie operacjami łączeniowymi, prowadzenie działań regulacyjnych, wprowadzanie przerw i ograniczeń w poborze i dostawie energii, zapobieganie i usuwanie awarii, wymianę informacji. Sieć rozdzielcza to sieć służąca do przesyłania i dystrybucji energii elektrycznej o napięciu nie wyższym niż 110 kv. Normalny układ pracy to określony przez operatora systemu rozdzielczego układ pracy urządzeń, instalacji i sieci elektroenergetycznych, w warunkach dostępności wszystkich elementów sieciowych. Aparaturę łączeniową w sieci rozdzielczej stanowią: wyłączniki, rozłączniki i styczniki, odłączniki i bezpieczniki. Wyłączniki przeznaczone są do wyłączania i załączania prądów roboczych i zwarciowych. Rozłączniki przeznaczone są do załączania i wyłączania prądów roboczych w granicach znamionowego prądu ciągłego rozłącznika. Styczniki charakteryzują się dużą zdolnością łączeń i służą do załączania i wyłączania prądów roboczych w granicach znamionowego prądu ciągłego stycznika. Odłączniki służą do tworzenia przerw izolacyjnych w obwodach elektrycznych. Bezpieczniki służą do zabezpieczania urządzeń elektroenergetycznych przed skutkami przeciążeń i zwarć. Wszystkie czynności łączeniowe należy prowadzić z zachowaniem zdolności łączeniowej łączników pamiętając, że: - wyłączniki przeznaczone są do wyłączania i załączania prądów roboczych i zwarciowych, - rozłączniki przeznaczone są do załączania i wyłączania prądów roboczych w granicach możliwości łączeniowych rozłącznika, - odłącznikami można wykonywać tylko manipulacje w stanie bez obciążenia, przy czym odłącznikami trójbiegunowymi dopuszcza się załączać nieobciążone szyny zbiorcze, transformatory o określonej mocy i napięciu oraz linie napowietrzne i kablowe o określonej długości i napięciu znamionowym. Przy wykonywaniu łączeń w polach wyposażonych w wyłącznik (rozłącznik) i odłącznik szynowy, należy zachować następującą kolejność manipulacji: 1) przy wyłączaniu: - wyłączyć wyłącznik (rozłącznik), - otworzyć odłącznik,

2) przy załączaniu: - zamknąć odłącznik, - załączyć wyłącznik (rozłącznik). Przy wykonywaniu łączeń w polach wyposażonych w wyłącznik i odłączniki należy zachować następującą kolejność manipulacji: 1) przy wyłączaniu: - wyłączyć wyłącznik, - otworzyć odłącznik liniowy, - otworzyć odłącznik szynowy, 2) przy załączaniu: - zamknąć odłącznik szynowy, - zamknąć odłącznik liniowy, - załączyć wyłącznik. Przy wykonywaniu łączeń w polach liniowych rozdzielnicy dwuczłonowej, należy zachować następującą kolejność manipulacji: 1) przy wyłączaniu: - wyłączyć wyłącznik, - wytoczyć człon wyłącznikowy do pozycji próba, 2) przy załączaniu: - wytoczyć człon wyłącznikowy do pozycji praca, - załączyć wyłącznik. Przy wykonywaniu łączeń w polach transformatorów trójuzwojeniowych należy zachować następującą kolejność manipulacji: 1) przy wyłączaniu: - wyłączyć wyłączniki dolnych napięć, - wyłączyć wyłącznik górnego napięcia, - otworzyć odłączniki transformatorowe, a następnie szynowe dolnych napięć, - otworzyć odłącznik szynowy strony górnego napięcia,

2) przy załączaniu: - zamknąć odłącznik szynowy strony górnego napięcia, - załączyć wyłącznik górnego napięcia, - zamknąć odłączniki szynowe i transformatorowe dolnych napięć, - załączyć wyłączniki dolnych napięć. Przy załączaniu transformatorów dwuuzwojeniowych wyposażonych w wyłączniki po obu stronach - jako pierwszy należy załączyć wyłącznik strony górnego napięcia. Przy wyłączaniu czynności łączeniowe wykonywać w odwrotnej kolejności. W przypadkach uzasadnionych dopuszcza się odstępstwo od tej zasady. Transformatory przystosowane do pracy równoległej można załączać i wyłączać do i z pracy równoległej wyłącznikami i rozłącznikami w dowolnej kolejności, przy czym musi ona zapewnić możliwość pomiaru napięć dla wyrównania ich poziomu przy załączaniu. Przy załączaniu pod napięcie szyn zbiorczych za pomocą wyłącznika sprzęgła należy, w pierwszej kolejności, zamknąć odłącznik systemu będącego pod napięciem. Przy wyłączaniu spod napięcia - w pierwszej kolejności należy otworzyć odłącznik od strony systemu wyłączanego. Polecenie dotyczące ruchu stacji ma prawo wydać dyspozytor z dyspozycji prowadzącej ruch stacji, którego nazwisko umieszczone w wykazie osób uprawnionych do wydawania poleceń ruchowych. Polecenia ruchowe powinny być podawane w formie zwięzłej, jednoznacznej i zrozumiałej, przy użyciu zdefiniowanych zwrotów. Kiedy polecenie jest proste i nie budzące wątpliwości powinno być powtórzone przez dyżurnego stacji, zapisane w dzienniku operacyjnym i wykonane niezwłocznie. W przypadku poleceń bardziej złożonych, należy omówić ich treść, aby zarówno wydający polecenie dyspozytor, jak i otrzymujący polecenie dyżurny stacji nie mieli wątpliwości, co do wzajemnego zrozumienia Następnie przyjmujący polecenie ruchowe powtarza treść polecenia zapisując je w dzienniku operacyjnym. W zapisie należy podać czas otrzymania polecenia ruchowego, nazwisko dyspozytora i ewentualnie symbol jednostki organizacyjnej. Zapisy polecenia u przyjmującego i wydającego polecenie ruchowe powinny być jednakowe. Wydane polecenia ruchowe i meldunki po ich wykonaniu powinny być rejestrowane na nośniku magnetycznym lub cyfrowym i przez określony czas przechowywane. W przypadku wykonywania czynności łączeniowych wymagających łączeń w różnych punktach sieci dyspozytor zobowiązany jest określić wykonującemu kolejność wykonywania czynności w każdym z punktów (stacja, linia). Po wykonaniu polecenia ruchowego należy ten fakt odnotować w dzienniku operacyjnym i niezwłocznie potwierdzić wykonanie dyspozytorowi, który wydał polecenie.

Przy wydawaniu poleceń ruchowych i przyjmowaniu meldunków o ich wykonaniu obowiązują następujące zwroty: 1) dla zmiany położenia styków wyłącznika, rozłącznika: z a ł ą c z y ć, w y ł ą c z y ć, 2) dla zmiany położenia noży odłącznika, uziemnika stałego: z a m k n ą ć, o t w o r z y ć, 3) dla uziemiaczy przenośnych: z a ł o ż y ć, z d j ą ć, 4) dla bezpieczników: w y j ą ć, w ł o ż y ć, 5) dla rozdzielnic dwuczłonowych jako odpowiednik otwarcia (zamknięcia) odłączników: wytoczyć człon wyłącznikowy (bezpiecznikowy, odłącznikowy) do położenia p r ó b a, wtoczyć człon wyłącznikowy (bezpiecznikowy, odłącznikowy) do położenia p r a c a, 6) dla automatyki SPZ, SZR: z a b l o k o w a ć, o d b l o k o w a ć. Wykonywanie czynności łączeniowych dotyczy wykonywania zmian stanu wyłączników, odłączników i uziemników. Czynności łączeniowe w stacji wykonywane są na polecenie lub za zgodą dyspozytora z dyspozycji prowadzącej ruch stacji lub zdalnie przez sterowanie z tej dyspozycji. Dopuszcza się działanie dyżurnego stacji bez informowania dyspozytora z dyspozycji prowadzącej ruch w zakresie czynności łączeniowych w następujących przypadkach: - zagrożenia bezpieczeństwa ludzi, - zagrożenia dla urządzeń stacji, - w przypadku całkowitego zaniku napięcia w celu przywrócenia zasilania potrzeb własnych stacji.

Czynności łączeniowe mogą być wykonywane: - zdalnie z nastawni, - zdalnie z dyspozycji, - zdalnie ze sterowników umieszczonych w nastawni lub w kioskach na panelach sterowniczych, - z szafek kablowych przy łącznikach, - z szafek napędów łączników, dla rozdzielni SN zdalnie z dyspozycji, z systemu sterowania i nadzoru lub lokalnie ze sterowników na rozdzielnicach. Czynności łączeniowe mogą być wykonywane jednoosobowo. Dotyczy to szczególnie a manipulacji łączeniowych wykonywanych zdalnie. Pozostałe czynności łączeniowe należy wykonywać dwuosobowo. Przebieg czynności łączeniowych wykonywanych w stacji powinien być kontrolowany na wszystkich wskaźnikach stwierdzających faktyczne stany położenia łączników, sygnały zdarzeń i wartości mierzonych wielkości (prądy, napięcia, moce) w stacji i w zdalnych systemach sterowania i nadzoru. W celu zabezpieczenia personelu przed dokonywaniem błędnych operacji łączeniowych powszechnie stosuje się blokady łączników Za standardowe zasady blokad łączników uważa się następujące: - wyłącznik może być otwierany lub zamykany zawsze, - odłącznik szynowy może być otwierany przy otwartym wyłączniku, - odłącznik szynowy może być zamykany przy otwartym wyłączniku i otwartych uziemnikach po obu stronach odłącznika, - odłącznik liniowy może być otwierany przy otwartym wyłączniku, - odłącznik liniowy może być zamykany przy otwartym wyłączniku i otwartych uziemnikach po obu jego stronach, - uziemnik może być zamykany przy otwartych odłącznikach po wszystkich jego stronach, - uziemnik może być otwierany zawsze (skoro został zamknięty). 22.4. Niezbędne przygotowanie studenta. Przed przystąpieniem do ćwiczeń, student powinien zaznajomić się z treścią rozdz. 20.2 oraz rozdz. 9.2 pracy [22.3]. 22.5. Opis stanowiska laboratoryjnego 22.5.1. Stanowisko laboratoryjne do nauki poprawnego wykonywania przełączeń ruchowych w stacjach elektroenergetycznych. Ćwiczenie może być wykonywane na specjalnym stanowisku laboratoryjnym do nauki poprawnego wykonywania przełączeń ruchowych w stacjach elektroenergetycznych. Stanowisko jest modelem stacji elektroenergetycznej

110kV/15kV z dwoma liniami zasilającymi i czterema odbiorczymi. Schemat układu stacji przedstawiony jest na rys. 22.1. Po stronie wysokiego napięcia (strona 110 kv) stacja jest w układzie mostkowym H3 (z wyłącznikami w polach liniowych i poprzeczce), natomiast po stronie średniego napięcia (strona 15 kv) w układzie z podwójnym sekcjonowanym systemem szyn zbiorczych z szyną obejściową. Układ został celowo rozbudowany po stronie średniego napięcia, aby zwiększyć możliwość dokonywania różnych kombinacji operacji łączeniowych. Stanowisko laboratoryjne umożliwia wykonywanie ręcznych przełączeń ruchowych i automatyczną kontrolę ich poprawności oraz obserwację samoczynnych przełączeń wzorcowych. W układ stanowiska wchodzą następujące elementy: 1) Pulpit sterowniczy z zainstalowaną aparaturą łączeniową i kontrolną: - przycisk sterowniczy kluczykowy KL do załączania i wyłączania napięcia zasilającego stanowisko laboratoryjne, - przyciski sterownicze ZAŁ i WYŁ do załączania i wyłączania obwodów sterowniczych stanowiska, - lampki L-1, L-2, L-3 sygnalizujące poprawne działanie obwodów zasilających poszczególne podzespoły stanowiska, - głośnik GŁ, załączany dźwigienkowym przełącznikiem dwupołożeniowym P-1, sygnalizujący dźwiękiem, o natężeniu regulowanym płynnie potencjometrem, błędne pozycje łączników na pulpicie sterowania ręcznego, - licznik błędów LB zliczający liczbę błędnych operacji łączeniowych, kasowany przyciskiem sterowniczym KAS-1, - przełącznik dźwigienkowy dwupołożeniowy P-2 do załączenia generatora wiodącego układu automatycznej realizacji przełączeń, którego poprawną pracę sygnalizuje świecenie diody D-2, - przełącznik dźwigienkowy dwupołożeniowy P-3 do załączania elektronicznego układu automatycznej realizacji przełączeń - przełącznik pokrętny pięciopołożeniowy P-4 wyboru programu automatycznej realizacji przełączeń, - przycisk sterowniczy KAS-2 realizujący samoczynny powrót łącznika z pozycji, odpowiadających zrealizowanemu programowi automatycznych przełączeń do pozycji wyjściowych. 2) Pulpit sterowania ręcznego z modelami wyłączników i odłączników rozmieszczonymi sytuacyjnie zgodnie ze schematem zamodelowanej stacji elektroenergetycznej. Odłączniki wykonane są jako dwupołożeniowe łączniki wtykowe z dwubolcowymi wtyczkami zwiernymi. Umieszczenie wtyczki w gnieździe w osi danego toru prądowego stacji modeluje zamknięcie, a położenie ukośne otwarcie odłącznika. Wyłączniki modelowane są przez łączniki pokrętne dwupołożeniowe podświetlane. Ustawienie dźwigni łącznika w osi toru prądowego stacji, sygnalizowane zapaleniem się żaróweczki w jego wnętrzu, oznacza zamknięcie danego wyłącznika. 3) Makieta układu połączeń stacji stanowiąca optyczny obraz aktualnego stanu obwodów stacji. Łączniki makiety sprzężone są elektronicznie z odpowiednimi

Rys. 22.1. Schemat układu połączeń modelowej stacji elektroenergetycznej: S szyny zbiorcze, T transformatory, W wyłączniki, O odłączniki, 1 40 numery łączników.

łącznikami pulpitu sterowania ręcznego. Załączanie łącznika na pulpicie sterowania ręcznego odpowiada zapalenie się zielonej diody elektroluminescencyjnej odpowiedniego łącznika na makiecie, a stan wyłączenia danego łącznika sygnalizuje dioda koloru czerwonego. Makieta układu stacji ustawiona jest pionowo na pulpicie sterowniczym. W celu przygotowania stanowiska do ręcznych przełączeń ruchowych należy kolejno wykonać następujące czynności: 1. Ustawić łączniki na pulpicie sterowania ręcznego w pozycji wyjściowej opisanej logicznym równaniem stanu pracy stacji: O 1 /+/, W z1 /+/, O 2 /+/, O 3 /+/, O 9 /+/, W 02 /+/, O 10 /+/, O 11 /-/, O 15 /+/, O 16 /-/, W L1 /+/, O 17 /+/, O 18 /+/, O 19 /-/, W L2 /+/, O 20 /+/, O 4 /+/, W z2 /+/, O 5 /+/, O 6 /+/, O 12 /+/, W 03 /+/, O 14 /+/, O 13 /-/, O 22 /-/, O 22 /+/, W L3 /+/, O 23 /+/, O 24 /-/, O 25 /+/, W L4 /+/, O 26 /+/, O 7 /-/, W SH /-/, O 8 /-/, O 31 /-/, O 32 /-/, O 33 /-/, O 34 /-/, O 35 /-/, O 36 /-/, O 27 /-/, O 28 /-/, W SP /-/, O 29 /-/, O 30 /-/, O 39 /-/, O 40 /-/, O 37 /-/, W 02 /-/, O 38 /-/, W którym znak /+/ przy symbolu danego łącznika oznacza jego załączenie, a znak /-/ wyłączenie. 2. Ustawić przełącznik P-1 w pozycji 1, a przełączniki P-2,P-3 i P-4 w pozycji 0. 3. Załączyć stanowisko przez włączenie przycisku kluczykowego KL i wciśnięcie przycisku ZAŁ. Ewentualne pojawienie się sygnału dźwiękowego z głośnika świadczy o niezgodnie z założonym stanem wyjściowym położeniu łączników na pulpicie sterowania ręcznego. 4. Skasować licznik błędów przez wciśnięcie przycisku sterowniczego KAS-1. 5. Wykonać przełączenia łączników na pulpicie sterowania ręcznego prowadzące do otrzymania stanu pracy stacji zadanego przez prowadzącego Przygotowanie stanowiska do automatycznej realizacji przełączeń wymaga, oprócz wykonania czynności przygotowawczych wymienionych w punktach od 1 do 4, kolejnego załączenia przełączników P-2 i P-3 oraz przedstawienia przełącznika P-4 z wyjściowej pozycji 0 na pozycję odpowiadającą numerowi wybranego programu przełączeń. Przełączenia automatyczne wykonywane są w 4-sekundowym takcie. Wybór kolejnego programu automatycznej realizacji przełączeń należy poprzedzić wciśnięciem przycisku KAS-2 powodującego samoczynny powrót układu połączeń stacji do stanu wyjściowego. Poszczególne programy realizują wzorcowe sekwencje przełączeń, przywracających zasilanie w obwodach stacji w razie awarii wytypowanych elementów.

Tabela. 22.1 Wzorcowe, automatyczne sekwencje łączeniowe na stanowisku laboratoryjnym Numer Awaria Sekwencje łączeniowe programu 1 W L1 W L1 /-/, O 17 /-/, O 15 /-/, O 37 /+/, O 33 /+/, W 01 /+/ 2 W 02 W 02 /-/, O 3 /-/, O 9 /-/, O 7 /+/, O 8 /+/, W SH /+/, O 10 /-/, O 28 /+/, O 30 /+/, W SP /+/ 3 W 03 W 03 /-/, O 6 /-/, O 12 /-/, O 7 /+/, O 8 /+/, W SH /+/, O 14 /-/, O 28 /+/, O 30 /+/, W SP /+/ 4 T 1 W z1 /-/, O 1 /-/, W 02 /-/, O 8 /-/, O 10 /-/, O 15 /-/, O 16 /+/, O 18 /-/, O 19 /+/, O 27 /+/, O 30 /+/, W SP /+/, O 40 /+/, W SP /-/O 27 /-/, O 30 /-/, Uwagi: /+/ - załączenie łącznika, /-/ - wyłączenie łącznika 22.5.2. Oprogramowanie do nauki poprawnego wykonywania operacji łączeniowych w stacjach elektroenergetycznych STACJA. Ćwiczenie może być realizowane na stanowisku komputerowym na bazie oprogramowania do nauki poprawnego wykonywania operacji łączeniowych w stacjach elektroenergetycznych STACJA. Program STACJA to komputerowy symulator operacji łączeniowych, który modeluje układ stacji 110kV/15kV przedstawiony na rys. 22.2 i 22.3. Układ ten zbudowany jest z układu mostkowego H3 (z wyłącznikami w polach liniowych i poprzeczce) po stronie wysokiego napięcia (strona 110 kv) oraz z podwójnego sekcjonowanego systemu szyn zbiorczych z szyną obejściową. po stronie napięcia średniego (strona 15 kv). Zamodelowany układ stacji jest prawie identyczny z modelem stanowiska laboratoryjnego. Różnica polega na tym, że w normalnym układzie pracy stacji zastosowanym w symulatorze komputerowym pierwszy system szyn zbiorczych (S1) jest systemem roboczym, a drugi system (S2) rezerwowym. Natomiast dla modelu stanowiska laboratoryjnego taki stan ma miejsce tylko dla linii L1 i L2. Dla pozostałych dwóch linii L3 i L4 jest dokładnie odwrotnie. Układ połączeń stacji, w zależności od pełnienia roli w systemie elektroenergetycznym, może być zasilany jedną lub dwoma liniami napowietrznymi lub kablowymi po stronie wysokiego napięcia. Stacja ta może pełnić rolę stacji odczepowej dla dwutorowej linii napowietrznej 110kV (dwie linie zasilające) lub też stacji końcowej, odbiorczej dla zakładu przemysłowego o bardzo dużej pewności zasilania (dwie linie zasilające). Komputerowy symulator operacji łączeniowych - STACJA umożliwia wykonywanie operacji łączeniowych i automatyczną kontrolę ich poprawności oraz obserwację samoczynnych sekwencji łączeniowych - wzorcowych. Krótki opis komputerowego symulatora operacji łączeniowych - STACJA W celu uruchomienia programu STACJA należy przejść z bieżącej lokalizacji do katalogu STACJA i uruchomić plik wykonawczy stacja.exe (ścieżka dostępu: C:\STACJA\stacja.exe). Czynności związane z uruchomieniem i współpracą

z programem należy wykonywać zgodnie ze znajdującą się na stanowisku Instrukcją obsługi programu i Instrukcją wykonania ćwiczenia. Komunikacja użytkownika z programem komputerowym STACJA odbywa wyłącznie za pomocą klawiatury. Wybieranie opcji następuje poprzez wybór, za pomocą klawiatury, znaków alfanumerycznych, a następnie ich akceptacji za pomocą klawisza <ENTER>. W wyborze opcji programu można używać małych i wielkich liter, są one równoważne sobie. Dodatkowo w programie umieszczono, w dolnej części ekranu opis klawiszy niezbędnych do obsługi bieżącego ekranu programu. celu uniknięcia problemów z obsługą, program wyposażono również w szereg komentarzy i monitów sygnalizujących o bieżących czynnościach, błędach i nieprawidłowościach. Po zakończonym ćwiczeniu następuje automatyczne uruchomienie edytora sprawozdania z przeprowadzonych symulacji z możliwością wydruku. W ramach wykonania ćwiczenia student w pierwszej fazie dokonuje wyboru awarii urządzenia, dla którego będzie realizowana sekwencja łączeniowa, mająca na celu usunięcie awarii i przywrócenie zasilania. Symulator przewiduje 27 awarii urządzeń. Możliwe awarie urządzeń przewidziane do symulacji w programie STACJA: awaria wyłącznika: W1 W10 (oprócz W3, W4, W7), awaria odłącznika: O2, O3, O5, O6, O9, O10, O12, O14, O15, O17,O18,O20,022,023,024,026 awaria transformatora: T1, T2 awaria szyn zbiorczych: S1, S2. Wybór awarii polega na wpisaniu w wierszu poleceń AWARIA symbolu odpowiedniego urządzenia i znaku [-] np. [W1-]. W wyniku wybrania awarii urządzenia, urządzenie to zostaje wyłączone. Dodatkowo w dolnej części ekranu ukazuje się monit informacyjny o awarii wybranego urządzenia. Po wyborze awarii urządzenia następuje moment realizacji operacji łączeniowej dla wybranej awarii. Realizacja odbywa się w wierszu poleceń OPERACJA gdzie dokonuje się wyłączenia, załączenia odpowiedniego wyłącznika lub otwarcie, zamknięcie wybranego odłącznika. Do manipulacji łączeniowych mamy w dyspozycji wszystkie urządzenia stacji, za wyjątkiem urządzeń będących w stanie awarii. W wierszu poleceń OPERACJA dokonanie wyłączenia, załączenia odpowiedniego wyłącznika lub otwarcie, zamknięcie wybranego odłącznika odbywa się poprzez dodanie do symbolu urządzenia: przy wyłączaniu, odłączaniu znaku [ ] np.: [ W1 ] oznacza wyłącz wyłącznik W1, [ W01 ] oznacza wyłącz wyłącznik W1, [ w1 ] oznacza wyłącz wyłącznik W1, [ w01 ] oznacza wyłącz wyłącznik W1,

[ O15 ] oznacza otwórz odłącznik O15, [ o15 ] oznacza otwórz odłącznik O15, przy zamykaniu, załączaniu znaku [ + ] np.: [ O5+ ] oznacza zamknij odłącznik O5, [ O05+ ] oznacza zamknij odłącznik O5, [ o5+ ] oznacza zamknij odłącznik O5, [ o05+ ] oznacza zamknij odłącznik O5, [ W13+ ] oznacza załącz wyłącznik W13, [ w13+ ] oznacza załącz wyłącznik W13. Program realizuje sekwencje operacji łączeniowej dla wybranej awarii urządzenia w sposób optymalny. Polega to na przeprowadzeniu operacji łączeniowych wg stworzonego optymalnego szablonu dla poszczególnych awarii. Wykonanie tej sekwencji krok po kroku, powoduje w sposób możliwie najszybszy, usunięcie awarii i przywrócenie zasilania optymalnie najmniejsza liczba łączeń. W sytuacji gdy student pragnie realizować sekwencje łączeniowe wg własnej koncepcji odmiennej od optymalnej. może to uczynić poprzez zatwierdzanie realizowanych przez siebie łączeń klawiszem [p] lub [P]. Zakończenie cyklu własnej sekwencji łączeń następuje przez użycie klawisza [k] lub [K]. Wykonywanie tego rodzaju sekwencji ma na celu szukanie różnych dróg usuwania awarii i przywracania zasilania dla danego układu stacji elektroenergetycznej. W trakcie przeprowadzania manipulacji łączeniowych program zlicza wszystkie popełnione błędy. Zerowanie licznika błędów następuje poprzez użycie klawisza [0]. Po zakończeniu realizacji cyklu operacji łączeniowych dla wybranych awarii, co następuje poprzez użycie klawisza [k] lub [K] w poleceniu AWARIA, włącza się sekwencja automatyczna symulatora. Pozwala ona na obserwację operacji wzorcowych awarii: wyłącznika W8, wyłącznika W5, wyłącznika W6 i transformatora T1. Przerwanie operacji łączeniowych dla sekwencji automatycznej jest niemożliwe. Sekwencja przebiega w pełni automatycznie, a po jej zakończeniu następuje przejście do raportu z wynikiem sekwencji łączeniowej. Zakończenie wykonywania sekwencji optymalnej następuje automatycznie w momencie wykonania ostatniej czynności łączeniowej. Sekwencja jest zakończona informacją o liczbie popełnionych błędów łączeniowych oraz o wykonanych kolejno czynnościach łączeniowych. W przypadku zerowej liczby błędów wyświetla się informacja z gratulacjami i potwierdzeniem o pomyślnym zakończeniu sekwencji.. Zakończenie wykonywania sekwencji własnej następuje poprzez wciśnięcie klawisza [k] lub [K] po wykonaniu ostatniej operacji łączeniowej likwidującej zadaną awarię. Sekwencja jest zakończona informacją o liczbie popełnionych błędów łączeniowych oraz o wykonanych kolejno czynnościach łączeniowych. W przypadku zerowej liczby błędów wyświetla się informacja z gratulacjami i potwierdzeniem o pomyślnym zakończeniu sekwencji

Po realizacji programu ćwiczeń obejmującego cykl sekwencji łączeniowych wybranych awarii i obserwację wzorcowych sekwencji łączeniowych symulator komputerowy STACJA generuje raport z czynności łączeniowych przeprowadzonych w trakcie zajęć laboratoryjnych.. Raport z realizacji symulacji łączeniowej zawiera informację o rodzaju awarii, liczbie operacji łączeniowych w cyklach likwidujących awarię i pełną sekwencję operacji łączeniowych. Po zakończeniu raportu następuje automatyczne uruchomienie edytora sprawozdania z możliwością jego pełnej realizacji i wydruku. 22.5.3. Oprogramowanie do nauki poprawnego wykonywania przełączeń ruchowych w stacjach elektroenergetycznych STELEN. Ćwiczenie może być realizowane na stanowisku komputerowym na bazie oprogramowania do nauki poprawnego wykonywania przełączeń ruchowych w stacjach elektroenergetycznych STELEN. Program STELEN to komputerowy symulator operacji łączeniowych, który modeluje układ stacji 110kV/20kV przedstawiony na rys. 22.4 i 22.5. Układ ten zbudowany jest z dwóch układów mostkowych H3 (z wyłącznikami w polach liniowych i poprzeczce) po stronie wysokiego napięcia oraz z podwójnego sekcjonowanego systemu szyn zbiorczych po stronie napięcia średniego (strona 20 kv). Dodatkowo, w celu zwiększenia pewności zasilania i możliwości rezerwowania urządzeń stacji, układ ten wzbogacono o dzieloną szynę obejściową dla strony średniego napięcia. Zamodelowany układ stacji jest jakby układem dwóch stacji elektroenergetycznych, powiązanych ze sobą sprzęgłem podłużno-poprzecznym po stronie średniego napięcia w miejscu głównych szyn zbiorczych. Układ połączeń stacji, w zależności od pełnienia roli w systemie elektroenergetycznym, może być zasilany dwoma, trzema lub czterema liniami napowietrznymi lub kablowymi po stronie wysokiego napięcia. Stacja ta może pełnić rolę stacji odczepowej dla dwutorowej linii napowietrznej 110kV (dwie linie zasilające) lub też stacji końcowej, odbiorczej dla dużej aglomeracji komunalnej lub zakładu przemysłowego o bardzo dużej pewności zasilania (cztery linie zasilające). Komputerowy symulator operacji łączeniowych - STELEN umożliwia wykonywanie przełączeń ruchowych i automatyczną kontrolę ich poprawności oraz obserwację samoczynnych sekwencji łączeniowych - wzorcowych. Krótki opis komputerowego symulatora operacji łączeniowych - STELEN W celu uruchomienia programu STELEN należy przejść z bieżącej lokalizacji do katalogu STELEN i uruchomić plik wykonawczy stelen.exe (ścieżka dostępu: C:\STELEN\stelen.exe). Czynności związane z uruchomieniem i współpracą z programem należy wykonywać zgodnie ze znajdującą się na stanowisku Instrukcją obsługi programu i Instrukcją wykonania ćwiczenia.

Komunikacja użytkownika z programem komputerowym STELEN odbywa wyłącznie za pomocą klawiatury. Wybieranie opcji następuje poprzez wybór, za pomocą klawiatury, znaków alfanumerycznych, a następnie ich akceptacji za pomocą klawisza <ENTER>. W wyborze opcji programu można używać małych i wielkich liter, są one równoważne sobie. Dodatkowo w programie umieszczono, w dolnej części ekranu opis klawiszy niezbędnych do obsługi bieżącego ekranu programu. W celu uniknięcia problemów z obsługą, program wyposażono również w szereg komentarzy i monitów sygnalizujących o bieżących czynnościach, błędach i nieprawidłowościach. Po zakończonym ćwiczeniu następuje uruchomienie edytora sprawozdania z przeprowadzonych symulacji z możliwością wydruku. W ramach wykonania ćwiczenia student w pierwszej fazie dokonuje wyboru awarii urządzenia, dla którego będzie realizowana sekwencja łączeniowa, mająca na celu usunięcie awarii i przywrócenie zasilania. Symulator przewiduje 34 awarie urządzeń. Możliwe awarie urządzeń przewidziane do symulacji w programie STELEN: awaria wyłącznika: W1 W22 (oprócz WS), awaria linii WN: LWN1, LWN2, LWN3, LWN4, awaria transformatora: T1, T2, T3, T4, awaria szyn zbiorczych: S1A, S1B, S2A, S2B. Wybór awarii polega na wpisaniu w wierszu poleceń symbolu odpowiedniego urządzenia np. [W4]. W wyniku wybrania awarii urządzenia, urządzenie to zostaje wyłączone oraz podświetlone kolorem czerwonym, świadczy to o jego uszkodzeniu. Dodatkowo w dolnej części ekranu ukazuje się monit informacyjny o awarii wybranego urządzenia. W drugiej fazie student dokonuje wyboru rodzaju sekwencji, wg której będzie przeprowadzana cała operacja łączeniowa. Symulator przewiduje 3 rodzaje sekwencji łączeniowych. Możliwe rodzaje sekwencji przewidziane do przeprowadzenia w programie STELEN: sekwencja optymalna (1) polega na przeprowadzeniu operacji łączeniowych wg stworzonego optymalnego szablonu dla poszczególnych awarii. Wykonanie tej sekwencji krok po kroku, powoduje w sposób możliwie najszybszy, usunięcie awarii i przywrócenie zasilania optymalnie najmniejsza liczba łączeń. sekwencja własna (2) polega na przeprowadzeniu operacji łączeniowych w sposób dowolny, różny od sekwencji optymalnej. Wykonywanie tego rodzaju sekwencji ma na celu szukanie różnych dróg usuwania awarii i przywracania zasilania dla danego układu stacji elektroenergetycznej sekwencja auto (3) umożliwia obserwację operacji wzorcowych wszystkich rodzajów awarii urządzeń przewidzianych do symulacji w sekwencji optymalnej.

Wybór sekwencji polega na wpisaniu w wierszu poleceń symbolu odpowiedniej sekwencji np. [1] i zatwierdzenie go klawiszem <ENTER>.W wyniku wybrania odpowiedniego rodzaju sekwencji w dolnej części ekranu ukazuje się monit informacyjny o wybranej sekwencji. Po uprzednim wybraniu awarii urządzenia i rodzaju sekwencji łączeniowej następuje moment realizacji operacji łączeniowej dla wybranej awarii. Realizacja odbywa się w wierszu poleceń gdzie dokonuje się wyłączenia, załączenia odpowiedniego wyłącznika lub otwarcie, zamknięcie wybranego odłącznika. Do manipulacji łączeniowych mamy w dyspozycji wszystkie urządzenia stacji, za wyjątkiem urządzeń będących w stanie awarii. W wierszu poleceń dokonanie wyłączenia, załączenia odpowiedniego wyłącznika lub otwarcie, zamknięcie wybranego odłącznika odbywa się poprzez dodanie do symbolu urządzenia : przy wyłączaniu, odłączaniu znaku [ ] np.: [ W13 ] oznacza wyłącz wyłącznik W13, [ w13 ] oznacza wyłącz wyłącznik W13, [ O55 ] oznacza otwórz odłącznik O55, [ o55 ] oznacza otwórz odłącznik O55, przy zamykaniu, załączaniu znaku [ + ] np.: [ O55+ ] oznacza zamknij odłącznik O55, [ o55+ ] oznacza zamknij odłącznik O55, [ W13+ ] oznacza załącz wyłącznik W13, [ w13+ ] oznacza załącz wyłącznik W13. Symulator przewiduje sekwencje łączeniowe realizowane w kolejności (w każdym z rodzajów sekwencji tj. sekwencji optymalnej, własnej, automatycznej): WYŁĄCZ wybrane WYŁĄCZNIKI, OTWÓRZ wybrane ODŁĄCZNIKI, ZAMKNIJ wybrane ODŁĄCZNIKI, ZAŁĄCZ wybrane WYŁĄCZNIKI. Zaburzenie powyższej kolejności, podczas przeprowadzania operacji łączeniowej, wywołuje sygnalizację o popełnieniu błędu łączeniowego. W trakcie przeprowadzania manipulacji łączeniowych program zlicza wszystkie popełnione błędy z rozróżnieniem na błędy łączeniowe i błędy symbolu urządzenia. Program informuje tylko o ilości popełnionych błędów łączeniowych. Symulator podaje również liczbę wykonanych czynności łączeniowych, informacja ta jest wyświetlana w prawym dolnym rogu ekranu. Wszystkie poprawne oraz błędne czynności łączeniowe są komentowane w dolnej części ekranu. Dodatkowo dla łączeń

błędnych jest podana informacja o czynności po której wykonaniu uniknie się kolejnego błędu. Przerwanie operacji łączeniowych dla sekwencji auto jest niemożliwe. Sekwencja przebiega w pełni automatycznie, a po jej zakończeniu następuje przejście do raportu z wynikiem sekwencji łączeniowej. Zakończenie wykonywania sekwencji optymalnej i auto następuje automatycznie w momencie wykonania ostatniej czynności łączeniowej. Sekwencja jest zakończona informacją o liczbie popełnionych błędów łączeniowych oraz o liczbie wykonanych czynności łączeniowych. W przypadku zerowej liczby błędów wyświetla się informacja z gratulacjami i potwierdzeniem o pomyślnym zakończeniu sekwencji.. Następnie automatycznie wyświetlony jest raport z wynikiem sekwencji łączeniowej. Zakończenie wykonywania sekwencji własnej możliwe jest tylko w momencie, gdy został załączony ostatni wyłącznik przewidziany w czynnościach łączeniowych. Zakończenie sekwencji następuje poprzez wciśnięcie klawisza [Z] i zatwierdzenie klawiszem <ENTER>. Sekwencja jest zakończona informacją o liczbie popełnionych błędów łączeniowych oraz o liczbie wykonanych czynności łączeniowych. W przypadku zerowej liczby błędów wyświetla się informacja z gratulacjami i potwierdzeniem o pomyślnym zakończeniu sekwencji. Następnie automatycznie wyświetlony jest raport z wynikiem sekwencji łączeniowej. W wyniku zakończenia każdej z sekwencji łączeniowej symulator komputerowy STELEN generuje raport z czynności łączeniowych przeprowadzonych w trakcie każdej z sekwencji. Raport z realizacji symulacji łączeniowej zawiera informację o rodzaju awarii, rodzaju sekwencji łączeniowej, liczbie operacji łączeniowych w cyklach likwidujących awarię, liczbie błędów łączeniowych oraz pełną sekwencję operacji łączeniowych. W momencie pojawienia się raportu program STELEN trzy możliwości dalszej kontynuacji symulatora: - poprzez wciśnięcie klawisza [S] mamy możliwość uruchomienia edytora sprawozdania z możliwością wydruku, - poprzez wciśnięcie klawisza [A] mamy możliwość powrotu do postaci ekranu, w której następuje wybór awarii urządzenia. W momencie tym możemy ponownie dokonać wyboru awarii, następnie rodzaju sekwencji łączeniowej i przeprowadzić operacje łączeniowe. W wyniku tych czynności nastąpi wygenerowanie kolejnego raportu, który zostanie dołączony do sprawozdania. Czynności te można poważać cyklicznie, aż do momentu wyczerpania możliwości symulacyjnych programu. - poprzez wciśnięcie klawisza [K] następuje zakończenie programu i przerwanie jego pracy. Po zakończonej jednej lub kilku sekwencji łączeniowych, program automatycznie generuje dla każdej z sekwencji, oddzielny raport z realizacji symulacji łączeniowej. W momencie pojawienia się raportu, wciskając klawisz [S] mamy możliwością uruchomienia edytora sprawozdania z możliwością jego wydruku.

Rys. 22.2. Schemat układu połączeń modelowanego układu stacji (normalny układ pracy ) w programie STACJA S szyny zbiorcze, T transformatory, W wyłączniki, O odłączniki, 1-40 - numery łączników Rys. 22.3. Schemat zasilania modelowanego układu stacji (normalny układ pracy) w programie STACJA S szyny zbiorcze, T transformatory, W wyłączniki, O odłączniki, 1-40 - numery łączników

Rys. 22.4. Schemat układu połączeń modelowanego układu stacji (normalny układ pracy) w programie STELEN S szyny zbiorcze, T transformatory, W wyłączniki, O odłączniki, 1-72 - numery łączników Rys. 22.5. Schemat zasilania modelowanego układu stacji (normalny układ pracy) w programie STELEN S szyny zbiorcze, T transformatory, W wyłączniki, O odłączniki, 1-72 - numery łączników

22.5. Program ćwiczenia 22.5.1. Program ćwiczenia realizowany na stanowisku laboratoryjnym : 1. Zapoznanie się z budową i działaniem modelu stacji elektroenergetycznej oraz z zasadami wykonywania operacji łączeniowych w stacjach elektroenergetycznych. 2. Zamodelowanie awarii wybranych przez prowadzącego elementów stacji elektroenergetycznych (szyny zbiorcze, transformatory, wyłączniki, odłączniki) 3. Wykonanie przełączeń w układzie połączeń stacji i analityczne zapisanie sekwencji łączeniowych. 4. Ocena poprawności i niezbędności wykonanych operacji łączeniowych. 5. Przeprowadzenie obserwacji przebiegu samoczynnych, wzorcowych przełączeń realizowanych na stanowisku laboratoryjnym. 22.5.2. Program ćwiczenia realizowany w oparciu o komputerowy symulator operacji łączeniowych STACJA (STELEN) 1. Zapoznanie się z obsługą i działaniem oprogramowania komputerowego STACJA (STELEN). 2. Zapoznanie się z układem połączeń i układem zasilania stacji elektroenergetycznej zamodelowanym w programie STACJA (STELEN). 3. Zapoznanie się na podstawie instrukcji obsługi oprogramowania STACJA (STELEN) ze sposobem oznaczenia urządzeń i topologią układu stacji. 4. Przeprowadzenie operacji łączeniowych dla wybranych awarii urządzeń stacji elektroenergetycznej zgodnie z zaleceniami prowadzącego ćwiczenia laboratoryjne. 5. Realizacja łączeń przy udziale wszystkich rodzajów sekwencji (optymalne, własne, automatyczne-wzorcowe). 6. Opracowanie i wydrukowanie sprawozdania wraz z raportem z przeprowadzonych operacji łączeniowych za pomocą edytora sprawozdań wbudowanego w program STACJA (STELEN). 7. Ocena poprawności i niezbędności wykonywanych operacji łączeniowych 22.6. Opracowanie wyników badań 22.6.1. Opracowanie wyników badań gdy program ćwiczenia realizowany na stanowisku laboratoryjnym Sprawozdanie powinno zawierać:

1. Podstawowe wymagania stawiane układom połączeń stacji elektroenergetycznych. 2. Klasyfikacja układów połączeń stacji elektroenergetycznych. 3. Krótki opis właściwości (zalet i wad) i zakresu stosowania układów mostkowych, z podwójnym systemem szyn zbiorczych, sekcjonowanych z szyną obejściową. 4. Reguły wykonywania przełączeń ruchowych w stacjach elektroenergetycznych. 5. Schemat układu połączeń badanej stacji elektroenergetycznej. 6. Sekwencje łączeniowe realizowanych w trakcie zajęć awarii (zadane przez prowadzącego, własne, wzorcowe). 7. Uwagi i wnioski 22.6.2. Opracowanie wyników badań gdy program ćwiczenia realizowany w oparciu o komputerowy symulator operacji łączeniowych STACJA (STELEN) Sprawozdanie powinno zawierać: 1. Wydruk sprawozdania wraz z raportem z przeprowadzonych operacji łączeniowych. 2. Jednoznaczne reguły wykonywania operacji łączeniowych. 3. Ocena poprawności oraz niezbędności wykonywanych operacji łączeniowych. 4. Elementy dodatkowe zalecone przez prowadzącego ćwiczenia laboratoryjne. 5. Uwagi i wnioski. 22.7. Literatura [22.1].Bujko J., Hejnowicz G.: Projektowanie przemysłowych stacji elektroenergetycznych, Wyd.P.Wr., Wrocław, 1989. [22.2].Bełdowski M., Markiewicz H. : Stacje i urządzenia elektroenergetyczne, WNT, Warszawa 1992 [22.3].Markiewicz H. : Urządzenia elektroenergetyczne, WNT, Warszawa 2001 [22.4] Praca zbiorowa: Poradnik inżyniera elektryka, Tom 3, WNT, Warszawa, 1996 [22.5] Laszkiewicz M.: Model dydaktyczny symulatora operacji łączeniowych wybranego układu stacji elektroenergetycznej, Politechnika Wrocławska, Wydział Elektryczny, Magisterska Praca Dyplomowa, Wrocław 2003