Назад к обзору

Инновационная система оповещения о неисправностях для электрических подстанций

Значительная экономия времени и средств

Электрическая подстанция  

Высоковольтное оборудование в EAM

  • При длительной эксплуатации систем всегда вероятны ситуации, когда некоторые установленные в них компоненты нечем заменить.
  • Именно эта проблема, связанная с панелями оповещения о неисправностях, оказалась в поле зрения компании E.ON Mitte AG.
  • Поэтому специалисты компании совместно с Phoenix Contact разработали новое, более экономичное и перспективное решение.
Модульное устройство управления можно гибко адаптировать под требования текущей задачи  

Модульное устройство управления можно гибко адаптировать под требования текущей задачи

Обработка, сохранение и передача сигналов посредством коммуникационного миниконтроллера

Панель оповещения о неисправностях построена на базе проверенного модуля автоматизации Inline. Цифровые и аналоговые сигналы подстанции того или иного уровня регистрируются соответствующими стандартными модулями и передаются в миниконтроллер ILC 171 ETH 2TX. Контроллер Inline, оснащенный двумя интерфейсами Ethernet и SD-картой памяти, обрабатывает данные и совмещает их с соответствующими переменными системы управления. Затем данные передаются либо про протоколу МЭК 60870-5-101/-104 в головное устройство дистанционного управления станции (при наличии), либо напрямую в центр управления.

Применение

Компания E.ON Mitte AG из немецкого Касселя уже более восьмидесяти лет отвечает за безопасное и надежное энергоснабжение почти 1,5 млн жителей центральной части Германии. Сеть предприятия общей протяженностью 45 828 км охватывает значительную часть Гессена, Южную Нижнюю Саксонию, а также отдельные районы Восточной Вестфалии и Западной Тюрингии.

Примерно 1300 работников отвечают за обслуживание 19 километров высоковольтных, 9 749 км средневольтных и 23 510 км низковольтных линий передачи. С момента своего основания 6 сентября 1929 года компания E.ON Mitte AG в партнерском сотрудничестве с земельными районами и коммунами последовательно расширяет и развивает сеть электро- и газоснабжения в регионе. Общий объем распределяемой в сети энергии за это время вырос до 8 147 гигаватт-часов. Серьезные инвестиции в сети и сопутствующую инфраструктуру — 70 трансформаторных подстанций и 6 487 подстанций местной сети — обеспечивают надежное снабжение потребителей электроэнергией.

Решение

До настоящего времени применялись проприетарные, функционально ограниченные решения

Как правило, установленное на электрических подстанциях вторичное оборудование — то есть системы управления и защиты — подвергается замене раз в 20 лет. В связи с этим, когда приходит время замены, многие из установленных компонентов уже недоступны на рынке, поскольку производители сняли их с производства или вовсе прекратили свое существование. В качестве примера такой ситуации можно назвать системы оповещения о неисправностях, которые E.ON Mitte AG ранее закупала у двух известных предприятий энергетической отрасли. Оба производителя сегодня уже не предлагают системы, установленные на подстанциях компании.

Системы оповещения о неисправностях служат для визуализации аварийных сообщений, генерируемых на электрических подстанциях, а также для их передачи в центр управления сетью. Ранее оснащенные индикаторными полями и релейными устройствами системы, в зависимости от размера, состояли из фиксированного количества (например, из 40–80) сигнальных полей. Системы оповещения о неисправностях генерировали отдельные и общие сообщения о неисправностях, однако зачастую в центр управления могли передаваться только общие сообщения. Эти данные не давали сотрудникам исчерпывающей информации о том, о какой именно неисправности идет речь. Для точной диагностики нужно было сначала ехать на соответствующую электроподстанцию, при этом в ряде случаев не оказывалось необходимых для ремонта запчастей. Используемые ранее системы оповещения о неисправностях имели проприетарное устройство и, зачастую, ограниченный функционал. В некоторых случаях это затрудняло или делало невозможным сохранение накопленных данных. На различных подстанциях осуществлялась регистрация аналоговых величин, таких как ток, напряжение или температура трансформаторов, с помощью самописцев с бумажной лентой. Работники должны были регулярно забирать бумажную ленту для последующего анализа данных в центре управления сетью.   

Совместная разработка экономичной и перспективной панели оповещения о неисправностях

В связи с вышеизложенным Ларс Виддекинд (Lars Wieddekind), специалист E.ON Mitte AG по сетевому оборудованию, обратился в Phoenix Contact с запросом на разработку более современного, экономичного и перспективного решения. Эксперты компании из Бломберга, работающей в области энергетики с момента основания в 1923 году, в начале 2012 года приступили к выполнению требований заказчика и разработали специальное решение на базе проверенной системы ввода-вывода Inline. В марте 2012 года началась пробная эксплуатация первой панели оповещения о неисправностях на электрической подстанции в Баунатале. Сотрудники обеих компаний выявили некоторые недостатки в программном обеспечении и выработали ряд предложений по улучшению системы. После их реализации в сентябре 2012 года система оповещения о неисправностях была принята в регулярную эксплуатацию на электрической подстанции в Хайгере.

С начала 2013 года на других подстанциях было установлено еще пять систем этого типа. В планах компании — продолжить оснащение своих объектов панелями. Первые системы оповещения о неисправностях охватывают 40 цифровых сигналов без распредустройства на 110 кВ или 80 цифровых сигналов с распредустройством на 110 кВ. В настоящее время специалисты работают над расширением функциональных возможностей до 120 сигналов. Кроме того, были оперативно реализованы дополнительные возможности оптимизации, а также требования E.ON Mitte AG.  

Текстовые сообщения настраиваются по простому алгоритму с помощью веб-интерфейса  

Текстовые сообщения настраиваются по простому алгоритму с помощью веб-интерфейса

Незначительная адаптация стандартных текстов аварийных сообщений

Благодаря встроенному в систему управления веб-серверу сервисный персонал может просматривать данные на трансформаторной подстанции, используя веб-панель или ноутбук с установленным веб-браузером. Phoenix Contact предлагает для этого подходящие операторские устройства: WP 10T или WP 15T. Эти сенсорные панели оснащены графическим 10,5- или 15-дюймовым TFT-дисплеем, на котором четко отображаются все важные данные.

Оснащенные интерфейсом Ethernet и двумя USB-разъемами устройства HMI отличаются, помимо прочего, компактностью, простотой монтажа и быстротой ввода в эксплуатацию. В состоянии поставки в панели запрограммированы стандартные тексты аварийных сообщений, то есть сотрудникам в случае необходимости достаточно лишь внести в них незначительные изменения. В целом все необходимые настройки можно выполнять на ПК с помощью веб-браузера или непосредственно на веб-панели. Разумеется, можно свободно задавать собственные тексты сообщений, причем для этого не требуется дополнительный компьютер или принтер.

Индикация содержит удобный обзор аварийных сообщений со всей системы  

Индикация содержит удобный обзор аварийных сообщений со всей системы

Благодаря возможности гибкого расширения миниконтроллера аналоговыми входными модулями теперь доступна обработка аналоговых величин непосредственно системой управления. Необходимый ранее самописец с бумажной лентой больше не требуется. Отдельные сигналы могут быть настроены на рабочий ток или ток покоя, а также в качестве визуального или звукового сообщения. Кроме того, панель оповещения о неисправностях можно легко интегрировать в существующую инфраструктуру подстанции, так как не нужно вносить изменения в кабельную проводку или клеммную колодку.

Все события сохраняются в хронологической последовательности. Даже при нарушении связи с центром управления можно определить последовательность событий на станции. Это существенно упрощает поиск причины неисправности. Если электрическая подстанция подключена к тому же сегменту PIT (технологической IT-сети), персонал будет видеть фактическую неисправность даже во время работы на другой подстанции.

Заключение

Ларс Виддекинд, специалист E.ON Mitte AG по сетевому оборудованию  

Ларс Виддекинд, специалист E.ON Mitte AG по сетевому оборудованию, полностью удовлетворен совместно разработанным решением

Новая концепция аварийной сигнализации разработана в тесном сотрудничестве с компанией E.ON Mitte AG. Ларс Виддекинд рассказывает: «На протяжении года мы интенсивно работали со специалистами Phoenix Contact. Благодаря их поддержке при вводе в эксплуатацию и быстрому реагированию на ошибки программного обеспечения или наши пожелания нам удалось прийти к экономичному и перспективному решению. Отдельно хотелось бы отметить возможность простого изменения текстов сообщений и опцию связи с головными устройствами дистанционного управления на подстанциях по протоколу МЭК 60870-5-104».

Представители E.ON Mitte AG также положительно оценили тот факт, что необходимое пространство в распределительном устройстве удалось сократить более чем на 60 %.

PHOENIX CONTACT - Россия
OOO «Феникс Контакт РУС»

119619, Москва,
Новомещерский проезд, д. 9, стр. 1, пом/ком I/88
+7 (495) 933-85-48