2
www.elektro.info.pl
1/2003
Lesław Kwidziński
nością staje się nadzorowanie
w czasie rzeczywistym obiek-
tów i urządzeń sieci elektro-
energetycznych oraz stosowa-
nie szybkich metod lokalizacji
miejsca zwarcia, pozwalają-
cych na zdecydowane skróce-
nie czasu lokalizacji uszkodze-
nia i wyizolowanie uszkodzo-
nego odcinka sieci. Staje się to
możliwe dzięki dynamicznemu
rozwojowi technologii kompu-
terowych pozwalających na
wdrożenie w zakładach ener-
getyki zawodowej, i w prze-
myśle aplikacji systemu SCA-
DA – systemów wizualizacji,
nadrzędnego sterowania i gro-
madzenia danych dla dowol-
nej ilości obiektów.
Jednym ze sposobów reali-
zacji tych założeń są łączniki
zdalnie sterowane drogą ra-
diową, np. przez łączność
trankingową (w polskiej ener-
getyce stosowany jest system
Digicom 7 posiadający kanał
P
odstawowym celem sy-
stemu elektroenerge-
tycznego jest niezawod-
na dostawa energii elektrycz-
nej dla odbiorców. Aby zreali-
zować wysokie wymagania
niezawodności zasilania, za-
kłady energetyczne na całym
świecie są zmuszone do inwe-
stowania w rozwój nowocze-
snych, stosunkowo prostych,
a więc i tanich, pewnie działa-
jących sieci rozdzielczych.
Działania te wymuszone są
przez różne czynniki, choćby
takie jak: potrzeba zakładów
energetycznych do obniżenia
wydatków związanych z loka-
lizacją i usuwaniem awarii czy
zmniejszenia opłat karnych za
niedostarczenie energii elek-
trycznej. Dla zapewnienia nie-
zawodnej dostawy energii oraz
spełnienia wymagań odbior-
ców zarówno przemysłowych,
jak i indywidualnych w zakre-
sie ciągłości zasilania, koniecz-
sygnalizacyjny i kanały roz-
mówne) lub przez niezależny
cyfrowy system łączności po-
między urządzeniami.
Przykładem systemu opar-
tego na budowaniu niezależ-
nej cyfrowej łączności, prze-
znaczonej wyłącznie do ste-
rowania i nadzoru urządzeń
energetycznych jest system
NetMan szwedzkiej firmy RA-
DIUS. W systemie tym każda
jednostka jest urządzeniem
nadawczo-odbiorczym posia-
dającym funkcję przekaźniko-
wą, tzn. może przekazywać
komunikaty do dalej położo-
nych jednostek. W ten spo-
sób buduje się sieć jednostek
radiowych mających ze sobą
łączność, nawet na dalsze
odległości.
System niezależnej cyfro-
wej łączności, przeznaczony
wyłącznie do sterowania
i nadzoru pracy łączników
w liniach energetycznych,
znalazł uznanie w wielu kra-
jach, przede wszystkim ze
względu na niezawodną pra-
ce. Najwięcej urządzeń syste-
mu NetMan eksploatowanych
jest w zakładach energetycz-
nych w szwedzkim Sydkraft
(ponad 1400 urządzeń) i Vat-
tenfall (ponad 600 urządzeń),
w angielskim Western Power
Distribution (ponad 600 urzą-
dzeń), czy w norweskim Yttre
Fjordane Kraft (ponad 200
urządzeń). System NetMan
pracuje oprócz krajów skandy-
nawskich, w Wielkiej Brytanii,
USA, Australii, Chile, Rosji,
a ostatnio także w Polsce.
Komunikacja pomiędzy
jednostkami w systemie Net-
Man odbywa się przez prze-
syłanie cyfrowych sygnałów
w wydzielonym kanale radio-
wym – standardowo w pa-
śmie częstotliwości UHF od
430 do 450 MHz. Każde
urządzenie ma swój numer
identyfikacyjny.
W strukturze komunikatu
zamieszczone są numery
identyfikacyjne
urządzeń,
które określają drogę komuni-
katu w taki sposób, aby tra-
fiał on do wyznaczonych
urządzeń. Dzięki funkcji prze-
kaźnikowej, moc wyjściowa
jednostek radiowych może
wynosić od 0,5 do 1,5 W.
Łączność uaktywniana jest
wystąpieniem zdarzenia lub
w procesie samokontroli.
system
NetMan
System NetMan składa się
z koncentratora NetMan-FSS,
nadzorującego pracę wszyst-
kich urządzeń wykonawczych
(stacji obiektowych). Koncen-
w liniach energetycznych
Radiowe sterowanie łącznikami
w liniach energetycznych jest
jednym ze sposobów poprawy
ciągłości zasilania, skrócenia
przerw w dostawie energii
i skrócenia czasu lokalizacji
awarii.
sterowanie
łącznikami
3
1/2003
www.elektro.info.pl
trator ten najczęściej instalo-
wany jest w Rejonowych
Dyspozycjach Ruchu (RDR),
gdzie może być dodatkowo
podłączony do systemów
wspomagania pracy dyspozy-
tora. Może on być zainstalo-
wany w znacznej odległości
od RDR, np. w GPZ (przy roz-
budowanych sieciach ze ste-
rowanymi łącznikami). W ta-
kich przypadkach podłączenie
do systemu SCADA w cen-
trum dyspozytorskim może
być realizowane przez łącze
światłowodowe. W RDR-ach,
gdzie nie ma systemu SCA-
DA, sterowanie może być re-
alizowane z poziomu panelu
operacyjnego koncentratora
NetMan-FSS i (lub) z kompu-
tera PC z programem NetVis.
Urządzenia
wykonawcze
(stacje obiektowe), w zależ-
ności od miejsca instalowa-
nia, można podzielić na:
n
urządzenia do sterowania
rozłącznikami napowietrz-
nymi: NetMan-G (z pneu-
matycznym napędem), Net-
Man-S ( jednostka radiowa
stosowana do istniejących
napędów, np. reklozerów);
n
urządzenia przeznaczone do
sterowania łącznikami wnę-
trzowymi: NetMan-UG (urzą-
dzenie do sterowania wyłącz-
ników w stacjach energe-
tycznych, NetMan-RTU (słu-
żące do przesyłu danych);
n
NetMan-Repeater – jednost-
ka pośrednicząca w przeka-
zywaniu sygnału radiowego
w przypadkach, gdy nie jest
możliwy bezpośredni kon-
takt między dwoma zainsta-
lowanymi urządzeniami, po-
nieważ jest zbyt duża odle-
głość lub ukształtowanie te-
renu jest niekorzystne. Urzą-
dzenia wykonawcze służące
do sterowania posiadają
funkcję automatycznego za-
łączania kolejnych odcinków
sieci, co powoduje skrócenie
czasu szukania zwarć.
sterowanie
łącznikami
napowietrznymi
Jednym z najczęściej sto-
sowanych urządzeń jest Net-
Man-G, przeznaczony do ste-
rowania słupowymi odłączni-
kami i rozłącznikami. Składa
się on z radia (odbiornik-
-nadajnik) z wbudowanym
panelem sterowniczym oraz
z instalacji pneumatyczno-
mechanicznej i elementów
zasilania. Jednostka radiowa
jest zasilana z sieci SN, przez
dwufazowy przekładnik na-
pięciowy i transformator toro-
idalny, obniżający napięcie ze
110 V na 12 V. W momencie
zaniku napięcia w sieci, funk-
cję zasilania radia przejmuje
bateria litowa. Część pneu-
matyczno-mechaniczna skła-
da się z siłownika dwupołoże-
niowego, sterowanego zawo-
rami magnetycznymi i zasila-
nego z butli z gazem obojęt-
nym (Argon). Pojemność bu-
tli, przy ciśnieniu 150 bar,
wystarcza na 225 przełączeń.
Przy spadku ciśnienia w butli
poniżej 40 bar wysyłany jest
do centrali komunikat alarm –
usterka informujący dyspozy-
tora o niskim ciśnieniu, przy
czym można jeszcze wykonać
ok. 30 przełączeń. W stosun-
ku do napędów elektrycznych
napęd pneumatyczny Net-
Man-G:
n
zapewnia bardzo krótki
czas manewrowania łącz-
nikami do 0,5 s,
n
posiada dużą siłę manew-
rową (szczególnie istotną
przy oblodzeniu cięgna
i łącznika),
n
amortyzuje krańcowe poło-
żenie
tłoka
siłownika
(zwiększając żywotności
łączników),
n
eliminuje konieczność sto-
sowania baterii akumulato-
rowych (zwiększając nieza-
wodność pracy całego
urządzenia).
Urządzenie NetMan-G ma
element grzewczy z termosta-
tem, który wraz z systemem
wentylacyjnym zapewnia sta-
łe warunki pracy, zapobiega-
jąc skraplaniu się powietrza
i powstawaniu korozji.
sterowanie
łącznikami
wnętrzowymi
Jest to inteligentna jedno-
stka składająca się z panela
sterowniczego wraz z radiem
i zasilaniem, służąca do ste-
rowania rozłącznikami lub
wyłącznikami w stacjach
energetycznych lub większą
ilością słupowych łączników
wyposażonych w napędy.
NetMan-UG może być skon-
figurowany do sterowania od
1 do 6 łączników. Może ste-
rować napędami pneuma-
tycznymi (takimi jak w Net-
Man-G) lub elektrycznymi.
NetMan-UG posiada rów-
nież funkcję przekaźnikową
i może służyć do automatycz-
nego sekcjonowania uszko-
dzonych części linii.
automatyczna
lokalizacja
zwarć
System NetMan pozwala
na prostą, automatyczną lo-
kalizację zwarć jedno- i trój-
fazowych przez automatycz-
ne załączanie kolejnych od-
cinków sieci energetycznych.
Warunkiem wykorzystania tej
funkcji jest eliminowanie
zwarcia przez wyłącznik
w stacji, a także zainstalowa-
nie w sieci rozłączników ze
zdolnością załączania na
zwarcie.
NetMan
w Rejonie
Energetycznym
Puławy
W jednym z rejonów ener-
getycznych, obok sterowania
łączników w systemie tran-
kingowym, wprowadzono
również system NetMan
z niezależną łącznością cy-
Fot. 1 Sterowanie rozłącznikiem OR 4
4
www.elektro.info.pl
1/2003
Do ciekawszych rozwią-
zań należy zaliczyć moder-
nizację stacji wnętrzowej,
gdzie w
prosty sposób
przerobiono
rozłączniki
wnętrzowe typu OR4 24
PU2, dostosowując je do
siłowników pneumatycz-
nych, sterowanych przez
urządzenie NetMan-UG.
Zachowano jednocześnie
możliwość
sterowania
ręcznego napędami typu
NRK w przypadku, gdyby
została uszkodzona instala-
cja pneumatyczna. Wszyst-
kie siłowniki zasilane są
z jednej 20-litrowej butli.
NetMan-G
współpracuje
z większością typowych
rozłączników napowietrz-
nych o ruchu cięgna „góra
– dół”. Możliwa jest współ-
praca również z rozłączni-
kami o obrotowym ruchu,
jednak w jej przypadku nie
sprawdzono takich rozwią-
zań w Polsce.
Do największych zalet sy-
stemu NetMan należy zali-
czyć bardzo krótkie czasy wy-
konania poleceń i potwier-
dzenia ich u dyspozytora. Dla
urządzenia sterowanego bez-
pośrednio, bez urządzeń po-
średniczących, czas ten wy-
nosi poniżej 1 sekundy. Dla
urządzenia, gdzie komunikat
przesyłany jest przez urzą-
dzenia pośredniczące, czas
ten dochodzi do 4 sekund.
Pierwsze pozytywne do-
świadczenia sterowania, wy-
konywane w trakcie normal-
nej pracy, jak i w sytuacjach
awaryjnych, pozwalają my-
śleć o rozszerzeniu systemu,
jako alternatywnego dla łącz-
ników sterowanych w sieci
trankingowej. Większa liczba
sterowanych urządzeń i dłuż-
szy czas eksploatacji w tym
rejonie energetycznym, po-
zwolą na dokładniejsze po-
równanie systemu NetMan
i sterowania w trankingu.
frową.
System
NetMan
nadzorowany jest w tym re-
jonie przez system wspoma-
gania pracy dyspozytora Ex
firmy Elkomtech. Wcześniej
systemy NetMan nadzorowa-
ne były z programu NetVis na
dodatkowych komputerach
PC. Koncentrator NetMan-
FSS dodatkowo wyposażony
jest w panel operacyjny,
który pozwala przeprowadzić
sterowanie niezależnie od sy-
stemu SCADA.
Fot. 2 Urządzenie NetMan-G