Referencja
4 października 2021
Wszystkie stacje elektroenergetyczne pod kontrolą

Przedsiębiorstwo elektroenergetyczne RheinEnergie z Kolonii porządkuje sieć dystrybucyjną stosując systemy I/O 750 XTR od WAGO, przeznaczone do ekstremalnych warunków. Celem projektu jest dalsza redukcja przerw w dostawie energii.

RheinEnergie na zlecenie operatora sieci Rheinische NETZGesellschaft (RNG) regularnie modernizuje swoje stacje elektroenergetyczne. Teraz jednak firma chce pójść o krok dalej: chodzi o to, aby sieć rozdzielcza była bardziej inteligentna. „Zasilany przez nas obszar jest bardzo rozległy. Jeżeli w Lindlar wystąpi problem i serwisanci ruszą w drogę w czasie szczytu komunikacyjnego, może minąć sporo czasu, zanim znajdą się na miejscu“ – wyjaśnia Markus-Oliver Maitz, projektant systemów obsługi sieci w RheinEnergie. Na miejscu serwisanci muszą najpierw dokładnie zlokalizować awarię. Jeżeli system sterowania byłby w stanie wskazać, która stacja elektroenergetyczna tą awarię zgłosiła, jej usunięcie trwałoby krócej.

Korzyści wynikające z zastosowania produktów WAGO:

Sterowniki I/O 750 z serii XTR firmy WAGO są wytrzymałe, kompaktowe i można je elastycznie rozbudowywać.
Udostępnianie do 16 sygnałów na pole przy wykorzystaniu różnych protokołów komunikacyjnych
Proste połączenie pomiędzy sterownikiem a stacją telesterowania

Nowa technika pomiarowa do inteligentnych stacji elektroenergetycznych

W obrębie obszaru zasilania RheinEnergie znajduje się łącznie około 8 tysięcy stacji elektroenergetycznych, włączając w to stacje prywatne. „Nasze stacje są modernizowane zgodnie z wytycznymi operatora sieci, które dotyczą zarządzania środkami trwałymi“ – wyjaśnia Thomas Otto, specjalista ds. planowania i sterowania w RheinEnergie. Aby zredukować czas przestojów wystarczyłoby, gdyby trzy, cztery stacje z pierścienia zasilania zgłaszały miejsce wystąpienia błędu – mówi Otto. W tych inteligentnych stacjach elektroenergetycznych technika pomiarowa umożliwia zrobienie kolejnego kroku, czyli stworzenie warunków do szybkiej lokalizacji błędu. „Zamontowane urządzenia do telesterowania pozwalają naszym pracownikom w dyspozytorni międzysektorowej na zdalne załączanie elementów. W najlepszym razie u co najmniej połowy klientów z awarią prądu zostaje przywrócone zasilanie“ – objaśnia Otto.

Kompaktowy system

Aby wszystko działało prawidłowo, w szafach sterowniczych zastosowano sterowniki I/O 750 z serii XTR firmy WAGO. „Potrzebowaliśmy kompaktowego systemu sterowania, który będzie kontrolował wszystkie potrzebne informacje, a przy tym będzie na tyle mały, aby zmieścił się w szafie sterowniczej“ – tak projektant Markus-Oliver Maitz podsumowuje wymagania stawiane systemowi. Oczywiście ważna była też korzystna cena, a kolejnym warunkiem była wytrzymałość napięciowa. Wszystkie te wymogi spełnia 750 XTR – a niektóre nawet przewyższa. Pomimo kompaktowej budowy sterownik umożliwia udostępnianie do 16 sygnałów dwustanowych dla każdego monitorowanego pola. W RheinEnergie jest to realizowane za pośrednictwem protokołu Modbus TCP/IP. Sterownik WAGO zarządza w szafach rozdzielczych RheinEnergie ok. 50 sygnalizacjami i sterowaniami, to m.in. wskazywanie zwarć, zwarć doziemnych, monitoring i sterowanie odłącznikiem lub czujnik utraty ciśnienia SF6.

Jeden przewód LAN zamiast wiązki przewodów

„Kiedy wcześniej chcieliśmy coś takiego zrealizować, to dla każdego sygnału trzeba było ciągnąć osobny przewód do jednostki sterowania“ – mówi specjalista ds. planowania, Thomas Otto. Powstająca w ten sposób plątanina przewodów myliła nawet doświadczonych serwisantów. Teraz do połączenia sterownika z systemem telesterowania wystarczy jeden przewód LAN. Informacje są następnie transmitowane z urządzenia telecontrol bezpośrednio do dyspozytorni. W celu transmisji danych ze stacji elektroenergetycznych do nadrzędnego systemu sterowania RheinEnergie nie korzysta z publicznej sieci komunikacyjnej, lecz z własnej.

Konfiguracja dopasowana do potrzeb

RheinEnergie otrzymuje swoje szafy sterownicze "pod klucz" wraz z urządzeniami w obwodach pierwotnych i wtórnych. Do podstawowego wyposażenia szafy sterowniczej należą interfejs sieciowy, filtr zasilania i moduł końcowy – reszta wyposażenia jest zależna od indywidualnych wymagań w danej lokalizacji. Każda szafa sterownicza posiada poza tym układ zasilania bezprzerwowego, wyposażony w dwa pakiety baterii WAGO. „Pakiety baterii zostały dobrane przez ekspertów WAGO dokładnie według naszych wytycznych. W razie awarii funkcjonowanie instalacji musi być zapewnione przez cztery godziny i musi istnieć możliwość trzykrotnego załączenia każdego obszaru“ – wyjaśnia Maitz. Po zainstalowaniu pierwszego prototypu instalacji wiosną 2016 roku technicy z RheinEnergie sukcesywnie instalują kolejne. „Sterownik WAGO dostarcza nam wszystkie potrzebne dane, jest kompaktowy, można go stosować w różnych warunkach środowiskowych, jest łatwy do parametryzacji i elastyczny w rozbudowie, a jego cena, przy uwzględnieniu atutów, jest bardzo korzystna“ – podsumowuje Maitz.

Kompleksowa cyfrowa modernizacja w siedem dni

Zaledwie tydzień trwa kompleksowa modernizacja przeciętnej stacji elektroenergetycznej obejmującej trzy do czterech pól. Inteligentna technika jest teraz stałym elementem programu modernizacji stacji i będzie w nich stale integrowana. W kolejnych miesiącach i latach będziemy wdrażać w dyspozytorni RheinEnergie dalsze inteligentne stacje elektroenergetyczne wraz ze wszystkimi danymi monitorowanymi przez sterowniki WAGO. Jako efekt dodatkowy, sieć będzie potrafiła lepiej obsługiwać rozproszone i zmienne źródła energii tj. instalacje fotowoltaiczne czy turbiny wiatrowe. Jeżeli bowiem instalacje będą w momencie błędu przekazywały do sieci zbyt dużą ilość energii elektrycznej i odwrócą kierunek przepływu, sterowniki WAGO zgłoszą ten fakt a nadrzędny system sterowania będzie mógł zareagować. „Średni czas przerwy w dostawie energii wynosi obecnie osiem minut“ – mówi Markus-Oliver Maitz. „Jest to ważny parametr, ale i on niebawem zostanie zmniejszony“.

Tekst: Daniel Wiese, WAGO

Zdjęcie: Niki Romczyk, alphadialog