Sytuacja wyjściowa i znaczenie dla organizacji
Kopalnia ma dwie rozdzielnie powierzchniowe 6 kV połączone liniami, przez które zasilane są odbiory po obu stronach. Pola tych połączeń pracowały z wyeksploatowanymi przekaźnikami zabezpieczeniowymi, które wymagały wymiany. Zadanie objęło pięć pól rozdzielczych w jednej rozdzielni i dwa pola współpracujące w drugiej, przy czym dwie pary pól po obu końcach linii miały zostać objęte wspólnym zabezpieczeniem.
Znaczenie dla zakładu wynika z roli tych połączeń: zwarcie na linii między rozdzielniami musi zostać wyłączone selektywnie, czyli tylko w polach tej linii, bez wyłączania sekcji, z których zasilane są inne odbiory. Klasyczne zabezpieczenia nadprądowe, stopniowane czasowo, robią to wolno i nie zawsze jednoznacznie.
Inwestor musiał mieć pod kontrolą zakres ingerencji w rozdzielnie w ruchu ciągłym, harmonogram wyłączeń pojedynczych pól oraz to, żeby modernizacja nie naruszyła obwodów pomiaru energii i współpracy z centralnym układem kompensacji mocy biernej. Do zachowania pozostawały istniejące układy sterowania łącznikami, sygnalizacja i blokady.
Najważniejsze wyzwanie
Dla decydenta ryzyko sprowadzało się do pytania: czy da się poprawić selektywność zabezpieczeń bez przebudowy całych pól i bez przerywania współpracy z operatorem w zakresie pomiaru energii.
Technicznie zabezpieczenie różnicowo-wzdłużne linii wymaga, żeby przekaźniki na obu końcach linii, w dwóch różnych budynkach, porównywały prądy w czasie rzeczywistym. To oznacza łącze komunikacyjne między rozdzielniami i przekaźniki, które taką funkcję realizują. Decyzja inżynierska polegała na wymianie wyłącznie przekaźników i doprowadzeniu łączy światłowodowych, przy pozostawieniu obwodów sterowania, sygnalizacji i blokad w istniejącym kształcie. Nowe urządzenia mają funkcje sterownicze i automatyki stacyjne, ale świadomie ich nie uaktywniono; zakres ograniczono do tego, co było celem zadania.
Zakres odpowiedzialności OPA-LABOR
- Przeanalizowano układ dwóch rozdzielni i wskazano pary pól do objęcia zabezpieczeniem różnicowo-wzdłużnym.
- Dobrano cyfrowe przekaźniki z funkcją zabezpieczenia różnicowego wzdłużnego linii, przejmujące funkcje zabezpieczeń likwidowanych.
- Zaprojektowano połączenie przekaźników współpracujących pól liniami światłowodowymi między rozdzielniami.
- Zdemontowano istniejące przekaźniki i zabudowano nowe w siedmiu polach.
- Zachowano bez zmian istniejące układy sterowania, sygnalizacji i blokad oraz obwody pomiaru energii i prądu.
- Udokumentowano stan po modernizacji w dwóch tomach dokumentacji powykonawczej, osobno dla każdej rozdzielni.
Rozwiązanie techniczne
Pola połączeń między rozdzielniami
Stan przed: w każdym z pól przekaźniki zabezpieczeniowe starego typu, działające niezależnie po obu końcach linii. Rozwiązanie: w każdym polu jeden cyfrowy przekaźnik z funkcją zabezpieczenia różnicowego wzdłużnego, który realizuje także funkcje zabezpieczeń zlikwidowanych. Przekaźniki w parach pól, po jednym w każdej rozdzielni, połączono liniami światłowodowymi umożliwiającymi komunikację i pracę funkcji różnicowoprądowej. Funkcja po zmianie: przekaźnik po każdej stronie porównuje prąd wpływający i wypływający z linii; różnica oznacza zwarcie wewnątrz chronionego odcinka i wyłączenie obu końców, a zwarcie poza linią nie powoduje działania.
Pozostałe pola objęte zadaniem
Stan przed: wyeksploatowane zabezpieczenia. Rozwiązanie: wymiana na przekaźniki cyfrowe tego samego rodzaju. Funkcja po zmianie: jednolita aparatura zabezpieczeniowa w całym zadaniu, ten sam sposób konfiguracji i diagnostyki.
Integracje i granice zakresu
W nowych przekaźnikach wykorzystano wyłącznie funkcje zabezpieczeniowe i sygnalizację optyczną. Istniejące układy sterowania łącznikami oraz sygnalizacja i blokady pozostały bez zmian; bez zmian pozostały także obwody pomiaru energii i prądu oraz współpraca z centralnym układem kompensacji. Funkcje sterownicze i automatyki stacyjne w zabudowanych przekaźnikach są dostępne i mogą zostać uaktywnione przy ewentualnej przyszłej modernizacji pól bez wymiany aparatury.
Testy, uruchomienie i odbiór
Dokumentacja powykonawcza w dwóch tomach, osobno dla każdej rozdzielni, opisuje zakres modernizacji, pary pól objęte zabezpieczeniem różnicowo-wzdłużnym oraz elementy pozostawione bez zmian. Podstawą prac była umowa z inwestorem, a dokumentację opracowano na podstawie stanu po pracach, nie na podstawie założeń projektowych.
Uzyskany stan i wartość
| Dowód techniczny | Znaczenie dla organizacji |
|---|---|
| Dla każdej z dwóch par pól zabudowano cyfrowe przekaźniki z funkcją zabezpieczenia różnicowo-wzdłużnego linii, połączone liniami światłowodowymi między rozdzielniami. | Zwarcie na linii między rozdzielniami jest wyłączane po obu stronach jednocześnie i selektywnie, bez czekania na stopniowanie czasowe zabezpieczeń nadprądowych. |
| Nowe przekaźniki przejęły funkcje zlikwidowanych zabezpieczeń, a istniejące układy sterowania łącznikami, sygnalizacji i blokad pozostały bez zmian. | Zakres wyłączeń i przeszkoleń obsługi ograniczono do samych zabezpieczeń; sposób prowadzenia ruchu w rozdzielniach się nie zmienił. |
| Obwody pomiaru energii i prądu oraz współpraca z centralnym układem kompensacji mocy biernej pozostały nienaruszone. | Modernizacja nie dotknęła rozliczeń z operatorem ani układu kompensacji, więc nie wymagała ponownych uzgodnień w tym zakresie. |
| W nowych przekaźnikach wykorzystano wyłącznie funkcje zabezpieczeniowe i sygnalizację optyczną; funkcje sterownicze i automatyki stacyjne pozostają dostępne do uaktywnienia. | Kolejna modernizacja, obejmująca sterowanie, nie będzie wymagała wymiany aparatury zabudowanej teraz. |
Po wykonaniu prac dwie pary pól w dwóch rozdzielniach 6 kV pracują z zabezpieczeniem różnicowo-wzdłużnym linii, a pozostałe pola objęte zadaniem mają nowe przekaźniki cyfrowe. Dla służb energetycznych kopalni oznacza to selektywne wyłączanie zwarć na połączeniach między rozdzielniami przy niezmienionym sposobie obsługi i gotową ścieżkę rozbudowy o sterowanie.
Planujesz wymianę zabezpieczeń w polach 6 kV pracującej rozdzielni?
Prześlij schemat rozdzielni, wykaz pól objętych pracami i informację, które układy sterowania i pomiaru mają pozostać bez zmian. Zweryfikujemy, dla których połączeń ma sens zabezpieczenie różnicowo-wzdłużne, jak poprowadzić łącza między rozdzielniami i jak ograniczyć wyłączenia do minimum.
Prześlij schemat rozdzielni →