Connessione del fabbisogno energetico alla tecnica di comando della centrale elettrica a norma IEC 61850

L'applicazione

Centrale elettrica a combustibili fossili  

Connessione degli impianti di attivazione alla tecnica di gestione a norma IEC 61850

Attualmente , le tecniche di comando della centrale elettrica moderne offrono la possibilità di integrare nella tecnica di comando principale gli impianti di attivazione a fabbisogno proprio in una centrale elettrica a norma IEC 61850. Ciò evita non solo una tecnica di comando degli impianti di attivazione separata, ma anche le spese di ingegneria necessarie.

In passato gli impianti di attivazione erano connessi alla tecnica di protezione a norma IEC 60870-101 o IEC 60870-104. Con l'introduzione della tecnica di protezione digitale ora sussiste la possibilità di trasmettere il verificarsi dell'evento e il momento di manifestazione dell'evento nella tecnica di comando principale tramite comunicazione a norma IEC 61850 e di sfruttare l'analisi degli errori con precisione al millisecondo. Ciò è fondamentale e necessario soprattutto nelle procedure a media tensione tecniche, come nei polverizzatori di carbone o nei compressori.

 

Centrale elettrica a combustibili fossili  

Centrale elettrica a combustibili fossili

Impianti di attivazione a bassa tensione

Mentre negli impianti di attivazione a media tensione viene realizzata quasi totalmente la connessione bus a norma IEC 61850 mediante apparecchi di comando e di protezione moderni, gli impianti di attivazione a bassa tensione rappresentano una vera sfida: gli interruttori di potenza a bassa tensione aperti hanno attualmente integrato l'elettronica di protezione e di attivazione, rendendo necessari i nuovi concetti modulari.

Struttura tipica degli impianti in blocco con due linee di alimentazione e un dispositivo di commutazione  

Struttura tipica degli impianti in blocco con due linee di alimentazione e un dispositivo di commutazione

L'integrazione del dispositivo di commutazione non rappresenta una semplice opzione, bensì una scelta obbligata per il comando delle linee di alimentazione, al fine di garantire una soluzione uniforme. In questo modo, in caso di anomalia (bassa tensione o arresto di un trasformatore), è possibile comunicare con la tecnica di comando principale tramite IEC 61850. Per evitare complesse soluzioni gateway ad alto costo, la logica e i componenti I/O devono essere in grado di stabilire una comunicazione tramite IEC 61850 direttamente dall'apparecchio.

Solo così è possibile utilizzare la comunicazione trasversale rapida come GOOSE (Generic Object Orientated Substation Event) a norma IEC 61850 per realizzare i bloccaggi, riducendo sensibilmente l'intervento di cablaggio.

Montaggio della comunicazione IEC61850 nei distributori principali a bassa tensione  

Montaggio della comunicazione IEC61850 nei distributori principali a bassa tensione

Aggiornamento delle tecnologie di controllo 

Sulla scia della modernizzazione della tecnica di gestione nelle centrali elettriche esistenti, i concetti di ripartizione centralizzati per la connessione di impianti di attivazione a bassa tensione tramite IEC 61850 rappresentano una soluzione effettiva ed economica. Phoenix Contact vi offre soluzioni ad armadio complete per la sostituzione dei livelli di ripartizione esistenti con la comunicazione IEC 61850.

La soluzione

Sistema I/O AXIOLINE

Sistema I/O AXIOLINE

A tale scopo, Phoenix Contact offre un sistema I/O Axioline estensibile. Tale sistema si contraddistingue per le molteplici possibilità di elaborazione del segnale offerte. Con Axioline è possibile registrare i dati digitali e analogici come i contatti di attivazione di potenza e i valori di misurazione in modo semplice, e integrarli utilizzando il nuovo accoppiatore bus nella tecnica di comando principale tramite IEC 61850. Grazie agli ingressi relè ad alta potenza, è possibile gestire gli interruttori di potenza direttamente dal sistema I/O.

La creazione di interblocchi è possibile attraverso l'implementazione completa e normativa della comunicazione GOOSE. La tensione del segnale e di comando da 220 V DC tipica della centrale elettrica può essere connessa direttamente al sistema I/O senza livelli di accoppiamento intermedi. Per realizzare vie di cablaggio brevi, è possibile montare gli accoppiatori bus all'interno delle cosiddette nicchie di comando dei campi di alimentazione di un distributore principale
a bassa tensione.

Armadio di manovra IEC 61850 centralizzato  

Armadio di manovra IEC 61850 centralizzato

Il montaggio del dispositivo di commutazione avviene nel rispettivo campo di accoppiamento dell'impianto di attivazione. Tutti i contatti ausiliari dell'interruttore di potenza sono così effettuabili con la via più rapida attraverso le stazioni I/O. Poiché spesso i valori di corrente e di tensione degli alimentatori sono rappresentabili solo come misurazione monofase nella panoramica del fabbisogno singolo della tecnica di comando principale, è consentita l'elaborazione dei segnali analogici da 4 a 20 mA del dispositivo di misurazione. I contatti privi di potenziale corrispondenti del relè di sottotensione per tensioni del 70 % e del 98,5 % della tensione nominale vengono realizzati come contatti digitali per stimolare la logica di commutazione.

Uno switch per ciascun impianto di commutazione forma la rete di stazioni I/O dell'impianto di commutazione collegandolo tramite il backbone sovrapposto con la tecnica LWL agli armadi della tecnica di comando ubicati in luoghi a distanza. Con l'utilizzo dei moduli ridondanti PRP (Parallel Redundancy Protocol) di Phoenix Contact è possibile realizzare una comunicazione dati senza tempi di commutazione in caso di ridondanza, garantendo così la massima disponibilità delle informazioni sulla tecnica di comando principale durante la trasmissione, conformemente a IEC 62439-3.

I vantaggi a colpo d'occhio

  • Soluzione di sistema completa da un'unica fonte
  • Comunicazione GOOSE conforme a IEC 61850 per la realizzazione di bloccaggi
  • Analisi dei guasti ottimale grazie alla marcatura oraria orientata agli eventi
  • Sistema automatico di commutazione liberamente adattabile mediante la programmazione IEC 61131
  • Collegamento diretto di segnali da 220 V DC e di comandi

AXIOLINE nella centrale elettrica

  • Moduli ProfiSafe per la commutazione sicura di motori e valvole, ad es. nel settore della protezione delle caldaie o del comando dei cavi di spiegamento
  • Accoppiatore bus Profibus per il collegamento di segnali di campo alla tecnica di comando principale
  • Accoppiatore bus per IEC 61850 per la connessione degli impianti di fabbisogno proprio alla tecnica di comando principale
  • Moduli di temperatura, ad es. per la rilevazione delle temperature della parete dei tubi

PHOENIX CONTACT AG

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