Automatyka elektroenergetyczna i dążenie do efektywnej eksploatacji sieci

Instalacje elektryczne współcześnie korzystają z wielu rozwiązań, których celem jest niezakłócona eksploatacja sieci elektroenergetycznych. Wśród nich powszechnie wykorzystywana jest automatyka elektroenergetyczna. Czym jest, jakie są jej rodzaje i jak wpływa na efektywność działania sieci?

Niezwykle istotnym elementem prawidłowo działającego systemu elektroenergetycznego jest automatyka zabezpieczeniowa. Ma ona za zadanie zapewnienie niezawodności, bezpieczeństwa oraz niezakłóconych dostaw energii elektrycznej. W eksploatacji pojawiła się wraz z wdrażaniem pierwszych układów do wytwarzania, przesyłu i użytkowania energii elektrycznej.

Elektroenergetyczna automatyka zabezpieczeniowa

Eksploatacja sieci elektroenergetycznych wymaga stosowania rozwiązań, które zapewnią odpowiednią ochronę przed skutkami różnego rodzaju zakłóceń, które mogą prowadzić do awarii sieci. W tym celu wykorzystywana jest elektroenergetyczna automatyka zabezpieczeniowa, czyli EAZ. Głównym zadaniem EAZ jest bieżące monitorowanie stanu pracy sieci, analiza odczytów i ewentualne reagowanie na wykryte nieprawidłowości czy zaburzenia w pracy sieci. Pełni zatem funkcję kontroli sieci, zarówno w stanie jej normalnej pracy, jak i w trakcie występowania zakłóceń.

Podstawowym elementem EAZ jest automatyka zabezpieczeniowa, czyli zespół urządzeń takich, jak np. bezpieczniki, przekaźniki czy rejestratory. Rozwój tej dziedziny, a także zachodząca transformacja energetyczna i pojawienie się nowych źródeł energii, jak np. OZE spowodowały, że automatyka elektroenergetyczna z czasem stała się coraz bardziej zaawansowana.

Współcześnie w elektroenergetycznej automatyce zabezpieczeniowej wykorzystuje się m.in. urządzenia mikroprocesorowe, które pozwalają kontrolować większą liczbę parametrów, lepiej analizować dane i sterować w czasie rzeczywistym pracą różnego rodzaju wyłączników, przełączników, uziemników itp. Co więcej, analizowane dane mogą być zapisywane i stanowić ważne informacje, pomagające w identyfikacji źródła awarii oraz jej późniejszym usunięciu (rejestratory zdarzeń, rejestratory zakłóceń).

Podział EAZ

Zabezpieczenia stosowane w automatyce elektroenergetycznej można podzielić na kilka kategorii:

• zabezpieczenia eliminacyjne
• zabezpieczenia prewencyjne
• zabezpieczenia restytucyjne

Zabezpieczenia eliminacyjne polegają na szybkim zlokalizowaniu źródła awarii i wyłączenia (eliminacji) danego fragmentu czy elementu systemu elektroenergetycznego, zapobiegając w ten sposób rozprzestrzenieniu się skutków awarii.

Zabezpieczenia prewencyjne służą przede wszystkim wykrywaniu wszelkich odstępstw od normalnych parametrów pracy systemu i poprzez sygnalizowanie wykrytych zagrożeń pozwalają zapobiegać wystąpieniu awarii.

Zabezpieczenia restytucyjne mają za zadanie przede wszystkim jak najszybsze przywrócenie normalnej pracy systemu po usunięciu awarii, wyeliminowanie zagrożenia lub automatyczne uruchomienie rezerwowego zasilania odbiorców.

Funkcje EAZ

Jak przebiega praca elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej? Urządzenia pełnią następujące funkcje:

• monitorowanie: poprzez odczyt sygnałów z czujników czy przekładników występujących w danym systemie
• wykrywanie: stwierdzenie wszelkich odstępstw od norm w otrzymywanych odczytach
• rozpoznanie: określenie rodzaju zakłócenia
• lokalizacja: zidentyfikowanie miejsca, w którym wystąpiło zakłócenie
• decyzja, na którą składa się funkcja ostrzegania, czyli poinformowanie o zidentyfikowanej anomalii oraz funkcja eliminacyjna, polegająca na eliminacji zagrożenia poprzez wyłączenie danego systemu lub jego elementu

Budowa sieci elektroenergetycznej – EAZ

Automatyka elektroenergetyczna odgrywa istotną rolę w systemie elektroenergetycznym. Efektywna eksploatacja sieci energetycznej nie będzie możliwa bez zastosowania odpowiednich zabezpieczeń, co powinno uwzględniać już projektowanie sieci elektroenergetycznej. Zastosowanie EAZ ma wpływ na istotny wzrost efektywności sieci, pozwalając ograniczyć straty energii, zminimalizować czas przestoju pracy sieci czy chroniąc poszczególne elementy sieci przed wystąpieniem poważniejszych awarii.

Stosowane zabezpieczenia powinny przede wszystkim zapewniać szybkość działania, charakteryzować się odpowiednim poziomem czułości, a także same w sobie być pewne i niezawodne. Nie bez znaczenia są także takie kwestie, jak łatwość obsługi, elastyczność czy ekonomiczność stosowanych rozwiązań.

Efektywna eksploatacja sieci energetycznej wymaga ciągłego monitorowania i optymalizacji procesów. Właśnie w tym względzie z pomocą przychodzi elektroenergetyczna automatyka zabezpieczeniowa. Integracja EAZ z technologiami inteligentnych sieci (smart grids) pozwala na lepsze dopasowanie produkcji energii do zapotrzebowania, co jest kluczowe również w dobie rosnącego udziału OZE.

Efektywna eksploatacja sieci

Elektroenergetyczna automatyka zabezpieczeniowa jest warunkiem koniecznym zapewnienia odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa użytkowników oraz ograniczania kosztów eksploatacji systemu. Pozwala na monitorowanie stanu pracy sieci i szybką reakcję na wykrywanie zagrożeń. Dzięki możliwości integracji z systemami zarządzania, umożliwia także sprawną ich eliminację, ochronę przed rozprzestrzenianiem się skutków awarii, a po usunięciu zagrożenia, sprawne przywrócenie normalnego stanu pracy systemu.