Jít na vyhledávání

Systémy řízení a regulace sítě

Výklad

Každá rozvodna musí mít svůj vlastní řídicí systém, který nepřetržitě dohlíží na její bezproblémové fungování (Zdroj: © phadventure / stock.adobe.com)

Každá rozvodna musí mít svůj vlastní řídicí systém, který nepřetržitě dohlíží na její bezproblémové fungování

Distribuční soustava se skládá z velkého množství transformoven a rozvoden, které rovnoměrně podle potřeby rozdělují a směřují elektrickou energii z napájecích uzlů soustavy do podružných částí a nakonec až ke koncovým odběratelům. Každá elektrická stanice musí mít svůj vlastní systém, zabezpečující její bezpečné fungování a spolehlivé ovládání v běžném provozu i při výskytu nepředvídatelných výpadků a poruch. Samozřejmě, že z hlediska důležitosti řízení distribuční sítě je největší pozornost věnována napájecím uzlům a stanicím velmi vysokého napětí. Transformovny a rozvodny vysokého napětí, kterých je zhruba desetkrát více, tvoří druhou úroveň řízení distribuce a třetí konečnou úroveň tvoří většinou bezobslužné malé transformovny a rozvody nízkého napětí. Celému souboru přístupů a prostředků pro ovládání a provozování sítě se říká dispečerské řízení.

Řídicí systémy rozvoden

Historický velín a řídicí systém z transformovny v Sušici staré několik desítek let věnovala společnost ČEZ Distribuce do sbírek Národního technického muzea v Praze (Zdroj: ČEZ, a. s.)

Historický velín a řídicí systém z transformovny v Sušici staré několik desítek let věnovala společnost ČEZ Distribuce do sbírek Národního technického muzea v Praze

Každá distribuční rozvodna má svůj řídicí systém, který zajišťuje místní nebo dálkové ovládání spínacích prvků jednotlivých polí rozvodny, vyhodnocuje jejich ochrany a shromažďuje informace o provozních a poruchových stavech rozvodny. Řídicí systémy všech rozvoden jsou pak vzájemně komunikačně propojeny a zastřešeny nadřazeným centrálním dispečerským řídicím systémem.

Provoz řídicích systémů, především na větších elektrických stanicích, je monitorován z dozorny – centrálního místa pro ovládání celé rozvodny. Funkčnost řídicího systému se dá pomyslně rozdělit na tři oblasti: ovládání, měření a signalizace.

V rámci ovládání zajišťuje řídicí systém hlavně ovládání silových prvků rozvodny. Dále umožňuje parametrizaci a spouštění ochran, regulaci napětí transformátorů nebo nastavení zhášecích tlumivek. Do oblasti ovládání patří i správa všech pomocných zařízení rozvodny.

Druhou funkcionalitou řídicího systému je měření elektrických veličin na přívodech, vývodech a sběrnicích rozvodny pomocí přístrojových transformátorů proudu a napětí. U výkonových transformátorů se k měření proudu, napětí a výkonu přidává ještě měření teploty chladicího oleje a pro potřeby synchronizace jsou měřeny rozdíly napětí a úhly.

Do signalizační kategorie patří veškerá stavová a provozní signalizace vypínačů a odpojovačů, poruchová signalizace jističů a ochran, nebo například signalizace stavu systému hromadného dálkového ovládání (HDO).

Kontrola rozváděčů řídicího systému a ochran v distribuční elektrické stanici (Zdroj: © ETAJOE / stock.adobe.com)

Kontrola rozváděčů řídicího systému a ochran v distribuční elektrické stanici

Řídicí systém rozvodny může být centralizovaný, kdy jsou řídicí počítač i digitální vstupně výstupní jednotky (RTU) umístěny v centrálním rozváděči a je k nim svedena kabeláž z celé rozvodny, nebo distribuovaný, kdy jsou měřicí, ovládací a signalizační jednotky RTU umístěny lokálně u jednotlivých objektů rozvodny. Pro nové nebo rekonstruované rozvodny se používá skoro výhradně distribuovaný řídicí systém. Komunikace mezi lokálními jednotkami a centrálním počítačem probíhá po zakruhovaných optických propojovacích kabelech, zajišťujících komunikaci i při přerušení sítě.

Výhodou decentralizovaných systémů je menší množství kabeláže a určitá samostatnost distribuovaných multifunkčních terminálů, které kromě základní funkce ochrany zařízení jej mohou ovládat, zpracovávat provozní měření, provádět revize nebo zaznamenávat a archivovat vzniklé poruchové stavy.

Modulární rozváděčové jednotky řídicích systémů nových nebo rekonstruovaných rozvoden využívají ty nejmodernější technologie (Zdroj: © guruXOX / stock.adobe.com)

Modulární rozváděčové jednotky řídicích systémů nových nebo rekonstruovaných rozvoden využívají ty nejmodernější technologie

Fyzické paketové ovládací prvky transformoven a rozvoden jsou často při rekonstrukcích nahrazovány čistě digitálním počítačovým ovládáním (Zdroj: © guruXOX / stock.adobe.com)

Fyzické paketové ovládací prvky transformoven a rozvoden jsou často při rekonstrukcích nahrazovány čistě digitálním počítačovým ovládáním

Manipulační pracoviště rozvodny (mikrodispečink)

Na manipulačním pracovišti rozvodny má obsluhující personál komplexní přehled o stavu zařízení a může zde provádět místní řízení celé rozvodny (Zdroj: © guruXOX / stock.adobe.com)

Na manipulačním pracovišti rozvodny má obsluhující personál komplexní přehled o stavu zařízení a může zde provádět místní řízení celé rozvodny

Nadstavbou řídicího systému rozvodny je manipulační pracoviště, sloužící k přímému ovládání samotné rozvodny a k přehlednému zobrazení aktuálního stavu zapojení polí a přípojnic. Na manipulačním pracovišti jsou dostupné všechny informace o výkonech, napěťových a proudových poměrech a parametrech nastavení jednotlivých zařízení. Dá se říct, že toto pracoviště je jakýmsi mikrodispečinkem pro danou spravovanou rozvodnu. Obsluha manipulačního pracoviště musí, pokud pracuje v lokálním režimu ovládání rozvodny, všechny své kroky před jejich provedením odsouhlasit s pověřeným pracovníkem hlavního dispečerského řídicího centra distribuční soustavy.

Hromadné dálkové ovládání

Spotřebitelské přijímače HDO se instalují přímo do elektroměrového rozváděče odběrného místa (Zdroj: © Kadmy / stock.adobe.com)

Spotřebitelské přijímače HDO se instalují přímo do elektroměrového rozváděče odběrného místa

Hromadné dálkové ovládání (HDO) je technický soubor zařízení, sloužících k regulaci nebo řízení spotřeby elektrotepelných, případně chladicích spotřebičů. Variantním zapojením těchto spotřebičů v časech nadvýroby elektřiny a jejich blokováním v energetických špičkách dochází k částečnému vyrovnání zatížení distribuční soustavy. Okamžiky sepnutí HDO (povolení napájení spotřebičů) obyčejně korespondují se začátkem nízkého tarifu odběru elektřiny. Na tento tarif se samozřejmě přepne i elektroměr.

Technické prostředky HDO zahrnují především vysílače umístěné v rozvodnách distribučních soustav a přijímače nainstalované u jednotlivých spotřebitelů. Komunikace mezi vysílači a přijímači probíhá po fázových vodičích elektrického vedení prostřednictvím pevně definovaných datagramů. V nich je zakódováno, pro jaký typ spotřebiče je konkrétní datagram určen a co se má po jeho doručení stát. Přijímač HDO například po obdržení spouštěcího datagramu sepne výkonové relé (v rozváděči) přes které teče proud do spotřebiče, který byl dosud blokován. O provedení povelu v místě příjmu datagramu neexistuje žádná zpětná signalizace, proto se vysílání signálu často opakuje. Frekvence signálů HDO je jen několikanásobně vyšší, než je frekvence sítě (v řádu stovek Hz), takže bezproblémově prochází i skrz transformátory.

Na dvoutarifním elektroměru přepíná aktuální načítání kWh v nízkém nebo vysokém tarifu signál HDO (Zdroj: © Primalux / stock.adobe.com)

Na dvoutarifním elektroměru přepíná aktuální načítání kWh v nízkém nebo vysokém tarifu signál HDO

Kromě regulace na straně spotřeby může provozovatel distribuční soustavy využívat systém HDO i pro dispečerské řízení výroby obnovitelných zdrojů, jinými slovy k řízení vyráběného činného a jalového výkonu. Časy spínání HDO jsou sice známé, ale pouze informativní, protože distributor elektřiny je může podle okolností posunout nebo změnit.

Vrátit se nahoru
detail